小肠肠道发病原因隐匿并且小肠存在大量褶皱，大景深光学系统有利于在诊断过程中获得更多的病理信息，而目前市面上的胶囊内窥镜光学系统景深较小。所提胶囊内窥镜光学系统在保证一定分辨率的同时，还可在7~100 mm大景深范围内有效成像。该系统视场角为100°，F数为5，在全视场范围内调制传递函数均大于0.35（在125 lp/mm频率处），在与之搭配的OV9734成像芯片上能够满足成像要求。并对该光学系统进行了公差分析，结果表明其在可加工范围内能满足常规生产与装调。
成像系统 内窥镜成像 医用光学 大景深 光学设计 激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2011002
1 浙江大学光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
2 之江实验室超级感知研究中心, 浙江 杭州 311100
细胞内镜是一种具有超高放大倍率的内窥镜,能够在体内直接观察到染色的细胞核,对早期癌症的诊断具有重要意义,目前仅日本奥林巴斯公司拥有相应的技术。细胞内镜的核心是其头端部的光学成像系统,现有的细胞内镜成像系统在高倍率成像时视场范围较小,检查效率低。本文提出了一种高倍率大视场细胞内镜成像系统,采用6片球面系统实现了高性能低成本的大视场变焦内窥物镜,并基于此搭建了细胞内镜成像系统。实验结果表明:该系统的物方分辨率达到了181.0 lp/mm,放大倍数约为500倍,显微成像视场范围显著增大至1200 μm×670 μm,是现有细胞内镜成像系统的2倍以上。在此基础上,采用深度学习方法为系统增添了细胞核分割功能,分割准确度达到了96.58%,验证了所搭建的成像系统对细胞核形态细节的成像能力。
光学学报
2021, 41(17): 1717001
介绍了内窥镜立体成像系统的原理。本系统采用双光路立体成像技术,模拟人的双眼,从不同的角度摄取左右两幅图像。在显示系统中,采用时分制立体显示技术,通过液晶调制屏和偏振眼镜实现观察过程中的左右图像同步分离。从而使观察者产生立体感。介绍了立体内窥镜的双光路光学系统并对各种方案进行了比较分析。对该系统在微创伤外科及光电内视检测领域的应用也作了简要的介绍。
图像处理 三维内窥镜成像 双光路立体摄像 三维立体显示
