[实用新型]一种基于超表面的压电套管扫描式内窥成像装置

说明书

本实用新型涉及光学透镜成像技术领域，本实用新型具体公开了一种基于超表面的压电套管扫描式内窥成像装置，包括光源、光强探测器、信号处理单元、外壳总成及封装在所述外壳总成内的探测系统；所述探测系统包括导光光纤、摄像光纤、压电套管、梯度折射率光纤、超表面以及内窥镜保护壳，所述光源发出的光经过所述导光光纤照射到待检组织上，所述压电套管控制所述导光光纤或摄像光纤在二维平面上扫描，待检组织的信息经过所述摄像光纤传到所述光强探测器，最终信号经过所述信号处理单元处理得到清晰的图像。本实用新型通过将照明和摄像分布于两个不同的通道中，且照明和摄像只需要一根光纤传导，相较于多束光纤的内窥镜系统，有效减小了插管口径。

技术领域

本实用新型涉及光学透镜成像技术领域，更具体地，涉及一种基于超表面的压电套管扫描式内窥成像装置。

背景技术

在现在的医疗中，内窥镜通过将摄像头和光源内嵌到插管内，可以插入人体内进行检查，有利于发现病灶，有效提高了诊疗安全性和效率。传统的软管式内窥镜中成像部分由多束光纤同时作为光线传播介质，在入体光纤前端的镜头将检测部位实时成像反馈到控制端的传感器中。这种由多束光纤组成的插管直径大，给患者带来的不适感严重。此外，目前几乎所有光纤前端的成像光学器件均是基于几何光学原理的球面透镜，从而存在体积大、前端镜头成像效果不太理想等缺点。为此，有必要将插管直径减小，将成像光学器件体积减小，成像质量提高。从而减轻患者不适程度。

超表面是一种由一系列亚波长的人工微结构组成的超薄二维阵列平面，具有体积小、超薄的特点，可以实现对电磁波的振幅、相位和偏振态等的自由调控，具有强大的光场操控能力。它的出现符合现代光学轻量化、平面化和集成化的发展趋势。为纳米光学器件集成化，小型化提供便利。超表面在偏振转换，全息成像，超薄透镜，光束偏转等方面具有广泛的应用前景。

实用新型内容

针对现有技术存在的尺寸大、患者使用舒适度差等问题，本实用新型旨在提供一种小型化的内窥成像系统。该系统以点高速扫描的形式构建图像信息，不仅节省了光纤的使用量，而且实现了光纤前端光学系统的小型化，从而能大大提高患者的舒适度。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于超表面的压电套管扫描式内窥成像装置，用于检测待检组织，所述压电套管扫描式内窥成像装置包括光源、光强探测器、信号处理单元、外壳总成及封装在所述外壳总成内的探测系统；

所述探测系统由照明部分和摄像部分组成，包括第一功能光纤、第二功能光纤、压电套管、梯度折射率光纤、超表面以及内窥镜保护壳，所述压电套管套在第一功能光纤的末端，所述超表面经所述梯度折射率光纤连接在所述第一功能光纤的末端，所述内窥镜保护壳套设于所述第一功能光纤、第二功能光纤、压电套管、梯度折射率光纤及超表面；

所述第一功能光纤为导光光纤，所述第二功能光纤为摄像光纤，所述光源发出的光经过所述导光光纤照射到待检组织上，所述压电套管控制所述第一功能光纤在二维平面上扫描，待检组织的信息经过所述摄像光纤传到所述光强探测器，最终信号经过所述信号处理单元处理得到清晰的图像。

作为一种优选：所述第一功能光纤为摄像光纤，所述第二功能光纤为导光光纤。

作为一种优选：所述梯度折射率光纤还包括第三功能光纤，所述第三功能光纤为用于将所述第一功能光纤中出射光束准直为平面波。

作为一种优选：所述超表面同轴设置于所述梯度折射率光纤的顶端；或者，所述超表面设置于梯度折射率光纤侧面。

作为一种优选：所述超表面还经所述梯度折射率光纤连接在所述第二功能光纤的末端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)通过将照明和摄像分布于两个不同的通道中，且摄像只需要一根光纤传导，相较于多束光纤的内窥镜系统，有效减小了插管口径。