(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210401135.3 (22)申请日 2022.04.18 (71)申请人 之江实验室 地址 310023 浙江省杭州市余杭区之江实 验室南湖总部 (72)发明人 杨青　张嘉贺　文仲　邹敏　张璐　 张基强　王立强　李燊　 (74)专利代理 机构 北京志霖恒远知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11435 专利代理师 奚丽萍 (51)Int.Cl. A61B 1/04(2006.01) A61B 1/00(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G02B 23/26(2006.01) (54)发明名称 一种小型化高分辨高帧率光纤内窥成像装 置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种小型化高分辨高帧率光 纤内窥成像装置及方法， 装置包括激光器、 光电 探测器、 控制电路板、 算力服务器， 物光的光路上 设有声光偏转器、 二向色镜、 单根光纤以及相机， 本装置在实时成像之前需对当前光纤的传输特 性进行标定， 对当前光纤的传输特性进行标定 时， 将光纤的输出端连接至相机， 将相机采集的 标定数据经控制电路板传递至算力服务器保存， 用于光纤图像解调时使用； 进行对样品的成像 时， 将相机从光纤输出端卸下， 并将样品放置于 光纤的输 出端， 本发明光路系统所包含的光学元 件数量较少， 体积较小， 可显著减小光纤内窥装 置的整体体积， 有利于光纤内窥装置的小型化， 可实现高分辨， 高帧率的光纤内窥图像 。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114504292 A 2022.05.17 CN 114504292 A 1.一种小型化高分辨高帧率光纤内窥成像装置， 包括沿光路方向依次设置的激光器、 用于采集样品反射光光强的光电探测器、 用于对装置进行综合控制的控制电路板、 用于解 调光纤图像数据的算力服 务器， 其特 征在于： 所述激光器的出射光路上设有对物光进行扫描调制的声光偏转器组合、 用于反射和透 射物光的二向色镜、 用于传输物光的光纤以及用于记录 当前光纤的传输特性数据的与控制 电路板相连接的相机； 所述激光器出射的光束经过两个偏转方向垂直的声光偏转器组合偏转后射入二向色 镜， 经过二向色镜反射后输入单根光纤中， 光束 经由单根光纤射出并照射至样品， 经样品反 射后的光束沿原路返回至二向色镜， 经二向色镜透射之后射入与控制电路板连接的光电探 测器中， 获取单像素 的光强值； 声光偏转器在控制电路板的控制下使光束按照顺序发生两 个垂直方向的偏转， 使光束实现二 维扫描； 光束完成一帧图像的二 维扫描之后， 控制电路板 会按照按顺序获取的单像素光强值序列生成一帧原始光 强图像， 并将原始 光强图像发送至 搭载有图像处理器的算力服务器进行图像的解调， 解调完成后的图像会由算力服务器再传 回控制电路板， 最终显示在与控制电路板连接的显示器上。 2.根据权利要求1所述的一种 小型化高分辨高帧率光纤内窥成像装置， 其特征在于： 所 述光纤的输入端设有光纤物镜， 光纤的输出端设有相机物镜 。 3.根据权利要求1所述的一种 小型化高分辨高帧率光纤内窥成像装置， 其特征在于： 本 装置在第一次使用及更换传像光纤后需对光纤的传输特性进 行标定； 对当前光纤的传输特 性进行标定时， 将光纤的输出端连接至相 机， 将相机采集的标定数据经控制电路板传递至 算力服务器保存， 用于光纤图像解调时使用。 4.根据权利要求1所述的一种 小型化高分辨高帧率光纤内窥成像装置， 其特征在于： 进 行对样品的实时成像时， 将相机从光纤输出端卸下， 并将 样品放置 于光纤的输出端。 5.一种小型化高分辨高帧率光纤内窥成像方法， 其特征在于： 采用权利要求1 ‑4任一项 所述的成像装置进行成像， 其实施步骤 包括光纤特性标定和实时成像。 6.根据权利要求5所述的一种 小型化高分辨高帧率光纤内窥成像方法， 其特征在于， 所 述光纤特性标定过程包括以下步骤： S1： 激光器发出激发光， 经声光偏转器组合进行偏转， 由二向色镜反射后经物镜输入光 纤中， 光束经光纤传导， 由相机物镜 输出至相机； S2： 通过控制电路板控制声光偏转器组合与相机， 通过声光偏转器组合控制光束偏转， 并控制相机采集 光束在不同偏转下的图像数据； S3： 采集完毕之后控制电路板将数据汇总， 并通过有线或无线通讯的方式发送至算力 服务器， 完成装置的光纤特性标定 。 7.根据权利要求5所述的一种 小型化高分辨高帧率光纤内窥成像方法， 其特征在于， 所 述实时成像的过程包括以下步骤： T1： 激光器发出激发光， 经声光偏转器组合进行偏转， 由二向色镜反射后经物镜输入光 纤中， 光束经光纤传导， 照射待测样品后反射， 反射光束经光纤传回， 由物镜与二向色镜透 射后射入光电探测器中， 获得当前 单像素的光强 强度值； T2： 通过控制电路板控制声光偏转器组合与光电探测器， 通过声光偏转器组合控制光 束进行二维扫描， 并控制光电探测器采集各个 像素点的光强值， 形成一帧原 始光强图；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114504292 A 2T3： 采集一帧原始光强图像之后， 控制电路板将原始光强图像通过有线或无线通讯的 方式发送至算力服务器， 由算力服务器进行原始光强 图像的实时解调， 解调完成的图像再 发送回控制电路板， 由与控制电路板连接的显示器进行内窥图像的实时显示。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114504292 A 3