CN117723516A - 一种多光谱荧光摄像头及荧光摄像*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多光谱荧光摄像头，包括壳体组件、光学成像组件、控制电路组件、光源散热组件和接口连接组件，所述光源散热组件处于激发光源、光学成像组件和控制电路组件之间，所述壳体组件前端为照明探测端，后端为握持端，所述照明探测端设有激发红外荧光的激发光源，所述激发光源由多个波长的激光器组成，所述接口连接组件用于传输图像、传输控制信号和给荧光摄像头供电。通过设置不同波段的激发光源，使用时针对不同组织可以切换激发光波段，无需另外购置设备。并且在多光谱荧光摄像头使用过程中，可以保持多光谱荧光摄像头外壳保持在合适的温度，激发光源的环境温度达到热平衡，可以有效的抑制激发光波长的漂移，从而获得高质量的荧光图像。
Description
技术领域
本发明涉及荧光成像设备，特别涉及一种多光谱荧光摄像头及荧光摄像***。
背景技术
荧光成像设备是一种广泛应用于生物医学、生物学和材料科学等领域的先进光学仪器。它可以用于非侵入式地探测和可视化生物样本中的荧光信号，从而提供关键的细胞、组织和分子信息。该设备基于荧光现象，通过激发样本中的标记分子，使其发射荧光信号，然后通过相应的光学和图像处理技术捕捉和分析这些信号。在过去的几十年中，荧光成像技术得到了快速的发展和广泛的应用。其优势在于非破坏性、高灵敏度、高时空分辨率以及多参数信息获取能力。因此，荧光成像设备已经成为许多生物学和医学研究的重要工具，帮助研究人员深入了解生物样本的结构、功能和互动过程。
目前大部分的荧光成像设备多为单一波段激发光，仅对少部分组织或荧光剂成像效果好；且随着技术的进步以及对医疗效果的需求，对激发光波长的稳定性和成像分辨率要求越来越高，荧光摄像头手柄中器件的功耗也越来越大。因此，器件功耗增大会带来手柄外壳温度的上升，如果温度过高，不仅会使激光器波长漂移利于医生长时间握持，甚至会烫伤皮肤，影响了使用体验。为此，我们提出一种多光谱荧光摄像头及荧光摄像***。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种多光谱荧光摄像头，包括：包括壳体组件、光学成像组件、控制电路组件、光源散热组件和接口连接组件，所述光源散热组件处于激发光源、光学成像组件和控制电路组件之间，所述壳体组件前端为照明探测端，后端为握持端，所述照明探测端设有激发红外荧光的激发光源，所述激发光源由多个波长的激光器组成，所述接口连接组件用于传输图像、传输控制信号和给荧光摄像头供电。
作为本发明所述的一种多光谱荧光摄像头的一种优选方案,其中，所述壳体组件由外壳、编织铜网、铜箔和石墨烯组成，所述外壳、编织铜网、铜箔和石墨烯由外到内依次分布。
作为本发明所述的一种多光谱荧光摄像头的一种优选方案,其中，所述光学成像组件包括镜头、滤光片和图像传感器。
作为本发明所述的一种多光谱荧光摄像头的一种优选方案,其中，所述控制电路组件包括激发光源驱动电路板、图像传输电路板和按键电路板。
作为本发明所述的一种多光谱荧光摄像头的一种优选方案,其中，所述光源散热组件包括激光器散热铝块、多光源铜极板、摄像模块、多光源散热铝块、激光器、进风风扇、多光源驱动板、传导风扇以及出风风扇。
作为本发明所述的一种多光谱荧光摄像头的一种优选方案,其中，所述激光器散热铝块和多光源散热铝块由高导热系数且较轻的铝做成，散热铝块上散热片为鳍形，以此增加于空气的热量交换。
作为本发明所述的一种多光谱荧光摄像头的一种优选方案,其中，所述进风风扇、出风风扇为相同型号，传导风扇的功率大于进风风扇的两倍。
作为本发明所述的一种多光谱荧光摄像头的一种优选方案,其中，所述接口连接组件由接口和压接圆环组成，所述压接圆环为铜制。
一种荧光摄像***,包括主机以及多光谱荧光摄像头，所述主机与所述多光谱荧光摄像头通信连接，以使得所述多光谱荧光摄像头获取的图像信号发送至所述主机进行处理。
与现有技术相比，本发明：通过设置不同波段的激发光源，使用时针对不同组织可以切换激发光波段，无需另外购置设备。并且在多光谱荧光摄像头使用过程中，可以保持多光谱荧光摄像头外壳保持在合适的温度，激发光源的环境温度达到热平衡，可以有效的抑制激发光波长的漂移，从而获得高质量的荧光图像。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明一种多光谱荧光摄像头的整体结构示意图；
图2为本发明一种多光谱荧光摄像头的光源散热组件的结构示意图；
图3为本发明一种多光谱荧光摄像头的壳体组件与接口连接组件的连接示意图；
图4为本发明一种多光谱荧光摄像头的内部结构示意。
图5为本发明一种多光谱荧光摄像头的壳体组件的结构示意图；
图6为本发明一种多光谱荧光摄像头光源散热组件工作时气流流向示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
请参阅图1-5，本发明提供一种多光谱荧光摄像头，包括壳体组件1、光学成像组件、控制电路组件、光源散热组件2和接口连接组件3，光源散热组件2处于激发光源、光学成像组件和控制电路组件之间，壳体组件1前端为照明探测端，后端为握持端，照明探测端设有激发红外荧光的激发光源，激发光源由多个波长的激光器组成，激发光波长包括但不限于660nm、750nm、785nm，激发光源产生的热量为激光器产生的热量，接口连接组件用于传输图像、传输控制信号和给荧光摄像头供电。
本发明进一步说明，壳体组件1由外壳101、编织铜网102、铜箔103和石墨烯104组成，外壳101、编织铜网102、铜箔103和石墨烯104由外到内依次分布。具体的。其中外壳101是通过不同比例的ABS材料、PC材料和阻燃剂一体成型，在保证外壳机械刚性的情况下，赋予细微形变但不损坏外壳的韧性，以及优秀的阻燃性能。其中，铜箔103、石墨烯104共同组成的复合材料，及满足高达1750KW/m.K的导热系数，又满足体积小、重量轻、成本低廉、安装方便众多优点。
其中，编织铜网102负责包裹在光源散热组件2、接口连接组件3周围。因为铜箔103、石墨烯104共同组成的复合材料不耐磨的原因，不适合放在容易刮蹭弯折的区域。所以在光源散热组件2、接口连接组件3周围使用编织铜网102。光源散热组件2的部分热量，通过编织铜网102、铜箔103和石墨烯104传导到外壳101上，极大的增加了热量交换的表面积。
本发明进一步说明，光学成像组件包括镜头、滤光片和图像传感器，控制电路组件包括激发光源驱动电路板、图像传输电路板和按键电路板。光学成像组件产生的热量为图像传感器产生的热量。控制电路组件产生的热量为激发光源驱动电路板和图像传输电路板产生的热量。
本发明进一步说明，光源散热组件2包括激光器散热铝块201、多光源铜极板202、摄像模块203、多光源散热铝块204、激光器205、进风风扇206、多光源驱动板207、传导风扇208以及出风风扇209。用于将激发光源、光学成像组件和控制电路组件散发的热量传导至外壳101。
本发明进一步说明，激发光源工作时产生的热量会分别传导到激光器散热铝块201和多光源散热铝块204，以此保证光源温度可控，降低温度对光源的中心波长偏移的影响。
本发明进一步说明，激光器散热铝块201和多光源散热铝块204由高导热系数且较轻的铝做成，散热铝块上散热片为鳍形，以此增加于空气的热量交换。
本发明进一步说明，请参阅图6，进风风扇206、出风风扇209为相同型号，传导风扇208的功率大于进风风扇206的两倍，以此保证进出风量接近相同，同时通过控制传导风扇208的供电电流以达到控制内部空气压强和风道轨迹的目的。
本发明进一步说明，接口连接组件3由接口301和压接圆环302组成，压接圆环302为铜，具体的，接口301中屏蔽线360度压接在金属外壳上，使其完全闭合，形成密闭电磁空间。铜网和接口通过360度压接相互密闭。从而使整个手柄内部成为接线的屏蔽层，所有元器件均为法拉第笼内部元器件，不会形成单极天线，影响其他仪器。并将部分热量导入接口线的屏蔽层了，以此达到散热效果。
本发明还提供一种荧光摄像***，内窥镜摄像***包括主机以及多光谱荧光摄像头，主机与多光谱荧光摄像头通信连接，以使得多光谱荧光摄像头获取的图像信号发送至主机进行处理。
在本实施方式中，由多光源散热铝块201、编织铜网102、铜箔103、接口连接组件3共同组成一个完全电磁封闭的法拉第笼，在受到外部其它手术仪器的外漏的电磁辐射时不受影响，降低花屏黑屏及非人为操作的发生概率。
同样，光源散热铝块201、编织铜网102、铜箔103、接口连接组件3共同组成整体，用于替代医疗器械中外置手持手柄通用的喷涂导电漆的工艺。导电漆会因为喷涂厚度不均匀，不能构成辐射发生的同电平共模泄放路径，减小手柄向外放射辐射的强度。
外壳101、编织铜网102、铜箔103、石墨烯104共同组成整个手柄物体导热的散热方式。光源散热组件2的部分热量，通过编织铜网102、铜箔103、石墨烯104传导到外壳101上，极大增大热量交换的表面积，有效提高整体运行稳定。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (9)
1.一种多光谱荧光摄像头，其特征在于，包括壳体组件(1)、光学成像组件、控制电路组件、光源散热组件(2)和接口连接组件(3)，所述光源散热组件(2)处于激发光源、光学成像组件和控制电路组件之间，所述壳体组件(1)前端为照明探测端，后端为握持端，所述照明探测端设有激发红外荧光的激发光源，所述激发光源由多个波长的激光器组成，所述接口连接组件(3)用于传输图像、传输控制信号和给荧光摄像头供电。
2.根据权利要求1所述的一种多光谱荧光摄像头，其特征在于，所述壳体组件(1)由外壳(101)、编织铜网(102)、铜箔(103)和石墨烯(104)组成，所述外壳(101)、编织铜网(102)、铜箔(103)和石墨烯(104)由外到内依次分布。
3.根据权利要求2所述的一种多光谱荧光摄像头，其特征在于，所述光学成像组件包括镜头、滤光片和图像传感器。
4.根据权利要求3所述的一种多光谱荧光摄像头，其特征在于，所述控制电路组件包括激发光源驱动电路板、图像传输电路板和按键电路板。
5.根据权利要求4所述的一种多光谱荧光摄像头，其特征在于，所述光源散热组件(2)包括激光器散热铝块(201)、多光源铜极板(202)、摄像模块(203)、多光源散热铝块(204)、激光器(205)、进风风扇(206)、多光源驱动板(207)、传导风扇(208)以及出风风扇(209)。
6.根据权利要求5所述的一种多光谱荧光摄像头，其特征在于，所述激光器散热铝块(201)和多光源散热铝块(204)由高导热系数且较轻的铝做成，散热铝块上散热片为鳍形，以此增加于空气的热量交换。
7.根据权利要求6所述的一种多光谱荧光摄像头，其特征在于，所述进风风扇(206)、出风风扇(209)为相同型号，传导风扇(208)的功率大于进风风扇(206)的两倍。
8.根据权利要求7所述的一种多光谱荧光摄像头，其特征在于，所述接口连接组件(3)由接口(301)和压接圆环(302)组成，所述压接圆环(302)为铜制。
9.一种荧光摄像***，其特征在于，包括主机以及如权利要求1-8任一项所述的多光谱荧光摄像头，所述主机与所述多光谱荧光摄像头通信连接，以使得所述多光谱荧光摄像头获取的图像信号发送至所述主机进行处理。
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