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TW201813577A - 內視鏡成像器和相關聯的方法 - Google Patents

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TW201813577A
TW201813577A TW106128800A TW106128800A TW201813577A TW 201813577 A TW201813577 A TW 201813577A TW 106128800 A TW106128800 A TW 106128800A TW 106128800 A TW106128800 A TW 106128800A TW 201813577 A TW201813577 A TW 201813577A
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endoscope
camera module
illumination
illumination unit
optical axis
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林奕帆
陳偉平
鄧兆展
蘇干達 茱塔慕利亞
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豪威科技股份有限公司
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Abstract

一種內視鏡成像器，其包括系統級封裝和鏡面反射表面。系統級封裝包括(a)相機模組，其具有帶有光軸線的成像透鏡；以及(b)照明單元，其被配置來發出在遠離成像透鏡的方向上傳播的照明，該方向具有與光軸線平行的分量。鏡面反射表面面向成像透鏡並且與光軸線形成傾斜角，來使照明朝向場景偏轉並且使來自場景的光朝向相機模組偏轉。

Description

內視鏡成像器和相關聯的方法
本發明涉及一種內視鏡成像器、具有該成像器的內視鏡、以及內視鏡成像方法。
內視鏡是用於對患者體內的腔室進行成像的醫療診斷器材。其包括能夠通過患者身上的孔口插入患者體內的柔性軸。該軸具有包括光源和相機的末端，光源和相機分別用於照明患者的部位和捕獲患者的部位(諸如體腔或器官)的圖像。內視鏡憑藉相機而具有視場。具有穿過末端的端部的觀察窗的內視鏡是端視內視鏡。具有穿過末端的側面的觀察窗的內視鏡是側視內視鏡。
圖1是包括由端視內視鏡110和側視內視鏡120成像的病變192的腔室190的剖視圖。病變192在腔室側壁191上。在圖1的剖視圖中，腔室190具有腔室直徑190D，並且例如是食道或腸的一部分。
側視內視鏡120的優點是其比端視內視鏡110可以對更窄腔室的側壁成像。內視鏡110和內視鏡120兩者都具有軸寬度112。為了垂直地對側壁191成像，端視內視鏡110必須在末端彎曲，所以其腔室190內的寬度為寬度114，超過了寬度112。取決於內視鏡110的最小彎曲半徑的寬度114在腔室190的腔室直徑190D上設置使內視鏡110可以安全地成像乃至進入的下限。
圖2是現有技術側視內視鏡200的剖視圖，其包括在外殼 202中的相機210和光纖照明器220。內視鏡200具有寬度200W，其具有由光纖照明器220的彎曲半徑220R約束的下限。寬度200W例如是彎曲半徑220R的三到五倍。該下限限制了內視鏡200可以進入的腔室190的最小直徑190D。
本發明在一個實施方式中，內視鏡成像器包括系統級封裝和鏡面反射表面。系統級封裝包括(a)相機模組和(b)照明單元，相機模組具有帶有光軸線的成像透鏡，照明單元被配置來發出在遠離成像透鏡的方向上傳播的照明，該方向具有與光學軸平行的分量。鏡面反射表面面向成像透鏡並且與光軸線形成傾斜角，以使照明朝向場景偏轉並且使來自場景的光朝向相機模組偏轉。
本發明在另一實施方式中，內視鏡成像器包括相機模組、照明單元和鏡面反射表面。相機模組具有帶有光學軸的成像透鏡。照明單元(a)安裝在基本上與光軸線平行的基板頂表面上，並且(b)被配置來發出基本上與光軸線正交傳播的照明，來照明在相機模組的視場中的場景。鏡面反射表面面向成像透鏡並且與光學軸形成傾斜角。照明單元在鏡面反射表面和相機模組之間，並在維度上與光軸線平行。
本發明在第三實施方式中，內視鏡的成像方法包括以下步驟：(i)在內視鏡外殼內部產生朝向內視鏡外殼的遠端傳播的第一源照明，(ii)使第一源照明偏轉，使得其離開內視鏡外殼的側面觀察窗並且朝向場景傳播，以及(iii)使從場景來的並且通過側面觀察窗進入內視鏡外殼的光偏轉，使得其入射在內視鏡外殼內部的相機上。
110、120、200‧‧‧內視鏡
112、114、200W‧‧‧寬度
190‧‧‧腔室
192‧‧‧病變
191‧‧‧側壁
190D‧‧‧腔室直徑
202‧‧‧外殼
210‧‧‧相機
220‧‧‧光纖照明器
220R‧‧‧彎曲半徑
300、400、500、600、700、800‧‧‧內視鏡成像器
310、710‧‧‧系統級封裝
310F、340F、540F‧‧‧覆蓋區
315‧‧‧積體電路封裝
319(1)、319(2)‧‧‧邊緣
320‧‧‧相機模組
311x、311y、311z、321x、321y、321z、331x、331y、331z‧‧‧量度
322‧‧‧成像透鏡
322X‧‧‧光軸線
329、339、539‧‧‧外邊緣
330、530、730、930、1030‧‧‧照明單元
330L、430L、530L‧‧‧照明
330D‧‧‧方向
330D(1)‧‧‧方向分量
332‧‧‧角度
335‧‧‧發光區域
336、536‧‧‧間隙距離
337、338(1)、338(2)、537‧‧‧距離
316‧‧‧厚度
337D‧‧‧最大邊緣間隔
340S‧‧‧鏡面反射表面
341‧‧‧傾斜角
398‧‧‧座標系
402、602‧‧‧側視內視鏡
408、608、808‧‧‧外殼
408A‧‧‧側面觀察窗
408E‧‧‧遠端
200W、400W、600W‧‧‧寬度
440‧‧‧鏡像基板
450‧‧‧基板
490‧‧‧物體
490L、890L‧‧‧光
441‧‧‧第一子表面
442‧‧‧第二子表面
529‧‧‧側表面
530D‧‧‧平均方向
450T、530T‧‧‧頂表面
740S、840S‧‧‧偏振光束分離表面
730LS‧‧‧s偏振照明
730LP‧‧‧p偏振照明
739‧‧‧觀察選擇器
802‧‧‧多視內視鏡
808A‧‧‧遠端觀察窗
840‧‧‧偏振分束鏡
890‧‧‧遠端物體
931‧‧‧偏振光源
936‧‧‧偏光器
938‧‧‧偏振旋轉器
931L‧‧‧入射光
1031‧‧‧偏振光源
1031(1)‧‧‧s偏振光源
1036(1)‧‧‧線偏光器
1031(2)‧‧‧p偏振光源
1036(2)‧‧‧線偏光器
1100‧‧‧內視鏡成像方法
1110-1162‧‧‧步驟
圖1是包括由端視內視鏡成像的病變的腔室的剖視圖。
圖2是現有技術內視鏡的剖視圖。
圖3A是實施方式中配置用於側視內視鏡檢查的第一內視鏡成像器的剖視圖，並且圖3B是實施方式中配置用於側視內視鏡檢查的第一內視鏡成像器的平面圖。
圖4是在外殼中實施圖3A和圖3B的內視鏡成像器的實施方式的一個示例性側視內視鏡的剖視圖。
圖5A是實施方式中配置用於側視內視鏡檢查的第二內視鏡成像器的剖視圖，並且圖5B是實施方式中配置用於側視內視鏡檢查的第二內視鏡成像器的平面圖。
圖6是在外殼中實施圖5A和圖5B的內視鏡成像器的實施方式的一個示例性側視內視鏡的剖視圖。
圖7是實施方式中配置用於側視內視鏡檢查和端視內視鏡檢查兩者的第三內視鏡成像器的剖視圖。
圖8是在外殼中實施圖7的內視鏡成像器的實施方式的一個示例性多視內視鏡的剖視圖。
圖9是圖7的內視鏡成像器的第一示例性照明單元的示意圖。
圖10是圖7的內視鏡成像器的第二示例性照明單元的示意圖。
圖11是說明實施方式中用於對外殼外的場景成像的方法的流程圖。
圖3A是配置用於側視內視鏡檢查的一個示例性內視鏡成像器300的剖視圖，並且圖3B是配置用於側視內視鏡檢查的一個示例性內視鏡成像器300的平面圖。圖3A和圖3B的視圖分別平行於座標系398的x-z平面和x-y平面。在本文中，除非另有說明，對座標軸線的參考是座標系398的x軸線、y軸線和z軸線。
內視鏡成像器300包括相機模組320、照明單元330、以及使照明單元330的輸出偏轉並使光朝向相機模組320偏轉的鏡面反射表面340S。
相機模組320具有帶有光軸線322X的成像透鏡322。鏡面反射表面340s與光軸線322X形成傾斜角341。角度341為(例如)45±5°或45±20°。照明單元330具有被配置來發出照明330L的發光區域335，照明330L的至少一部分在遠離成像透鏡322的方向330D中並且朝向鏡面反射表面340S傳播。照明330L相對於光軸線322X以角度332傳播，並且方向330D具有與光軸線322X平行的方向分量330D(1)。在不脫離本文範疇的情況下，角度332可以等於零。
相機模組320和照明單元330是例如系統級封裝(SiP)310的部分，SiP 310包括積體電路(IC)封裝315，在這種情況下，相機模組320和照明單元330機械地連接到並電連接到積體電路封裝315。積體電路封裝315為例如晶片級封裝、板上晶片封裝、倒裝晶片封裝、或在本技術領域中已知的其他積體電路封裝。
圖3B示出SiP 310的覆蓋區310F和鏡面反射表面340S的覆蓋區340F。如圖3B中所示，在實施方式中，覆蓋區340F整個在覆蓋區310F內部。在不同的實施方式中，覆蓋區310F整個在覆蓋區340F內部。
相機模組320具有分別與x軸線、y軸線和z軸線平行的量 度321x、量度321y和量度321z。例如，量度321x和量度321y均為1.2±0.3毫米，並且量度321z為例如2.4±0.5毫米。在另一例子中，量度321x和量度321y均小於1.5毫米並且量度321z小於2.5毫米。照明單元330具有分別與x軸線、y軸線和z軸線平行的量度331x、量度331y和量度331z。例如，量度331x和量度331y均為1.2±0.3毫米並且量度331z小於2.5毫米。
相機模組320和照明單元330由可為至少0.25毫米的間隙距離336分離。在一個例子中，間隙距離336在0.25毫米和0.5毫米之間。相機模組320和照明單元330具有由距離337分離的各自的外邊緣329和外邊緣339，在圖3A的平面中，距離337可小於3毫米。距離337為例如2.7±0.1毫米。相機模組320和照明單元330具有最大邊緣間隔337D，最大邊緣間隔337D例如在2.7毫米和3.3毫米之間。
SiP 310具有邊緣319(1，2)，例如，其為安裝有SiP 310的PCB的邊緣。外邊緣329和外邊緣339與邊緣319(1)和邊緣319(2)的距離分別為距離338(1)和距離338(2)。距離338可為至少0.2毫米。SiP 310具有分別與x軸線、y軸線和z軸線平行的量度311x、量度311y和量度311z。量度311x是距離337和距離338(1，2)的總和。量度311z至少是量度321z和量度331z中較大的一方，並且，在實施方式中，包括安裝有SiP 310的PCB的厚度316。厚度316可在0.6毫米和1.0毫米之間，使得量度311z在3.1毫米和3.5毫米之間。
相機模組320可包括互補金屬氧化物半導體(CMOS)成像感測器。成像透鏡322可由與相機模組320集成的晶圓級成像光學元件形成。在不脫離本文的範圍的情況下，成像透鏡322可為包括多個光學部件(諸如一個或多個透鏡、濾光片和/或孔徑)的複合成像物鏡。照明單元330例如包括一個或多個發光二極體(LED)並且可發出偏振光、部分偏振光或非偏振光。照明330L可包括紫外線、可見光和近紅外波長中的至少一個的電磁輻射。內視鏡成像器300可包括鏡像基板或棱鏡，該鏡像基板或棱 鏡包括鏡面反射表面340S。鏡面反射表面340S可為偏振光束分離表面。相機模組320可以相容並經受表面貼裝技術(SMT)回流焊接工藝，例如在超過250℃的溫度下發生的製程。
圖4是在內視鏡外殼408中實施內視鏡成像器400的一個示例性側視內視鏡402的剖視圖。內視鏡成像器400是內視鏡成像器300的示例。內視鏡成像器400具有能夠使外殼408的寬度400W小於現有技術內視鏡200的寬度200W的光學構型。在不脫離本文的範疇的情況下，寬度400W可以超過寬度200W。
內視鏡成像器400包括相機模組320、照明單元330和鏡像基板440。鏡像基板440包括鏡面反射表面340S。鏡像基板440在圖4中作為棱鏡示出，但是在不脫離本文的範圍下，可為不同形狀的基板(諸如平坦的基板)。
外殼408具有遠端408E和側面觀察窗408A。在內視鏡成像器400的操作期間，當在側視內視鏡402中實施時，照明單元330發出照明430L，照明430L為照明330L的示例。表面340S朝向側面觀察窗408A反射照明430L，使得其照明鄰近於內視鏡成像器400並且在相機模組320的視場內的側面物體490。
回應於由照明430L對側面物體490的照明，光490L從側面物體490處傳播，進入側面觀察窗408A，並且從表面340S處朝向相機模組320反射，因此相機模組320對側面物體490成像。光490L例如是由側面物體490反射或散射的照明430L。此外，光490L可為由側面物體490響應於照明430L而產生和發出的光，例如，在側面物體490包括光致發光材料的情況下。
如圖4所示，表面340S可為平坦的表面。作為另一種選擇，表面340S可包括相對於光軸線322X形成不同的角度的兩個或多個平坦的 子表面。例如，照明430L相對於光軸線322X以角度θ1的方向從第一子表面441處反射，角度θ1的值使離開側面觀察窗408A的照明430L的量最大。光490L相對於光軸線322X以角度θ2≠θ1的方向從第二子表面442處反射，其中角度θ2的值使到達相機模組320的反射光490L的量最大和/或確保對於相機320的通過側面觀察窗408A的期望觀察方向。在實施方式中，θ1和θ2中的至少一個等於角度341(圖3A)。第一子表面441可包括配置為使離開側面觀察窗408A的照明430L最大化的衍射元件(諸如光柵)。
內視鏡成像器400可包括基板450，相機模組320和照明單元330直接地或間接地機械地附著於基板450。基板450例如為印刷電路板(PCB)。鏡像基板440也可附著於基板450。相機模組320和照明單元330也可電連接到基板450，在這種情況下，基板450是PCB。
圖5A是配置為用於側視內視鏡檢查的一個內視鏡成像器500的剖視圖，並且圖5B是配置為用於側視內視鏡檢查的一個內視鏡成像器500的平面圖。圖5A和圖5B的視圖分別平行於座標系398的x-z平面和x-y平面。
內視鏡成像器500包括相機模組320、照明單元530和鏡面反射表面340S。照明單元530是照明單元330的示例。內視鏡成像器500可包括鏡像基板或棱鏡，該鏡像基板或棱鏡包括鏡面反射表面340S。
內視鏡成像器500也可包括安裝有照明單元530的基板450。照明單元530也可電連接到基板450，在這樣情況下，基板450是PCB。照明單元530被配置為發出在基本垂直於光軸線322X(例如±5度內)的平均方向530D上的照明530L。相機模組320和照明單元530各自具有邊緣329和邊緣539，邊緣329和邊緣539由距離537分離，距離537為量度321x和量度331z以及相機模組320的側表面529和照明單元530的頂表面530T之間的間隙距離536的總和。間隙距離536例如小於量度321x的一半，使得內視鏡成像器500是緊湊的。
基板450具有基本上與光軸線322X平行(例如±5度內)的頂表面450T來使照明530L能夠從位於相機模組320的視場中的物體反射，該物體在方向530D上距離光軸線322X可達五十毫米。
圖5B示出(相機模組320和照明530的)矩形覆蓋區510F和鏡面反射表面340S的覆蓋區540F。在實施方式中，如圖5B中所示，覆蓋區540F完全地在覆蓋區510F內。在不同實施方式中，覆蓋區510F完全地在覆蓋區540F內。在內視鏡成像器500中，相機模組320和照明單元530具有與內視鏡成像器300的最大邊緣間隔337D相似尺寸的最大邊緣間隔337D。
圖6是在外殼608中實施內視鏡成像器600的側視內視鏡602的剖視圖。內視鏡成像器600是內視鏡成像器500的示例。根據照明單元530的空間尺寸，將其放置在基板450上而不是挨著相機模組320可使內視鏡成像器600能夠具有小於寬度400W的寬度600W。外殼608具有遠端408E和側面觀察窗408A。內視鏡成像器600被配置來通過側面觀察窗408A對側面物體490照明和成像。
圖7在剖視圖中示出了被配置用於側視內視鏡檢查和端視內視鏡檢查兩者的一個示例性多視內視鏡成像器700。內視鏡成像器700包括相機模組320、照明單元730和偏振光束分離表面740S。照明單元730和偏振光束分離表面740S分別是照明單元330和鏡面反射表面340S的示例。
相機模組320和照明單元730例如是包括積體電路封裝315的SiP 710的部分，在這種情況下，相機模組320和照明單元730機械地連接到並且電連接到積體電路封裝315。
照明單元730能夠不同時地輸出(a)具有第一偏振態的光 和(b)具有與第一偏振態正交的第二偏振態的光。第一偏振態和第二偏振態可為互相正交的線偏振態、互相正交的圓偏振態或互相正交的橢圓偏振態。第一線偏振態和第二線偏振態的偏振純度例如是200：1，以避免內視鏡成像器700的多視角之間的串擾。
例如，照明單元730能夠不同時地輸出s偏振照明730LS和p偏振照明730LP，其中s偏振和p偏振分別垂直於和平行於座標系398的x-z平面。偏振光束分離表面740S傳輸p偏振照明730LP並且反射s偏振照明730LS。
內視鏡成像器700可還包括觀察選擇器739，其通信地聯結到照明單元730並且能夠轉換其輸出偏振。觀察選擇器739例如由使用者介面控制並且可集成到照明單元730中。觀察選擇器739可為SiP 710的部分。
圖8是在外殼808中實施內視鏡成像器800的一個示例性多視內視鏡802剖視圖。內視鏡成像器800是內視鏡成像器700的示例。外殼808包括遠端觀察窗808A和側面觀察窗408A。內視鏡成像器800包括相機模組320、照明單元730和偏振分束鏡840。偏振分束鏡840包括偏振光束分離表面840S，其為偏振光束分離表面740S的示例。
內視鏡成像器800可包括基板450，相機模組320和照明單元730直接地或間接地機械地附著於基板450。偏振分束鏡840也可附著於基板450。相機模組320和照明單元730也可電連接到基板450，在這種情況下，基板450是PCB。
當照明單元730發出s偏振照明730LS時，照明730LS從偏振光束分離表面840S處反射並且經由側面觀察窗408A朝向側面物體490傳播。側面物體490發出光490L，例如照明730LS的反射部分或響應於照明730LS而由側面物體490產生的光，光490L穿過側面觀察窗408A傳輸 並且從偏振光束分離表面840S處朝向相機模組320反射，從而相機模組320對側面物體490成像。
當照明單元730發出p偏振照明730LP時，照明730LP由偏振光束分離表面840S傳輸並且穿過遠端觀察窗808A朝向遠端物體890的方向傳播。遠端物體890發出光890L，例如照明730LP的反射部分或回應於照明730LP而由遠端物體890產生的光，光890L穿過遠端觀察窗808A和偏振分束鏡840朝向相機模組320傳輸，從而相機模組320對遠端物體890成像。
圖9是照明單元930的示意圖，照明單元930是照明單元730的示例。照明單元930包括偏振光源931和偏振旋轉器938。光源931例如包括LED和偏光器936。偏振旋轉器938例如是帶有電子控制的晶軸旋轉的消色差半波片。作為另一種選擇，偏振旋轉器938包括能夠作為可開關半波片操作的有源光學部件(諸如液晶或磁光晶體)。
當偏振旋轉器938在第一配置中時，照明單元930發出照明730LS。當偏振旋轉器938在第二配置中時，偏振旋轉器938旋轉入射光931L的偏振態使得照明單元930發出照明730LP。
圖10是照明單元1030的示意圖，照明單元1030是照明單元730的另一示例。照明單元1030包括s偏振光源1031(1)和p偏振光源1031(2)，其分別發出如上所述相對於座標系398的s偏振光和p偏振光。偏振光源1031(1)包括線偏光器1036(1)，偏振光源1031(2)包括線偏光器1036(2)，線偏光器1036(1)和線偏光器1036(2)被定向為彼此正交。或者，偏振光源1031(1)和偏振光源1031(2)各自都是偏振光源(諸如偏振LED)，其不使用線偏光器而發出線偏振光。
當照明單元1030在第一配置中時，s偏振光源1031(1)打開並且p偏振光源1031(2)關閉，使得照明單元1030發出照明730LS。 當照明單元在第二配置中時，s偏振光源1031(1)關閉並且p偏振光源1031(2)打開，使得照明單元1030發出照明730LP。
照明單元1030可包括多於兩個的偏振光源1031。例如，照明單元1030可包括偏振光源1031(i，j)的M×N陣列，其中i=(1，2，...，M)，j=(1，2，...，N)。偏振光源1031(i，j)是傳輸s偏振光還是p偏振光可取決於數量(i+j)的奇偶性，即，(i+j)是奇數或是偶數。例如，如果(i+j)是偶數，則M×N陣列中的位置(i，j)處的偏振光源1031傳輸s偏振光，並且如果(i+j)是奇數，則傳輸p偏振光。此偏振光源1031(i，j)的陣列確保照明單元1030的兩個偏振輸出(730LS和730LP)在照明單元730和偏振分束鏡840之間沿著基本上相同的路徑傳播。
當此照明單元1030在第一配置中時，s偏振光源1031(i，j)打開並且p偏振光源1031(i，j)關閉，使得照明單元1030發出照明730LS。當照明單元1030在第二配置中時，s偏振光源1031(i，j)關閉並且p偏振光源1031(i，j)打開，使得照明單元1030發出照明730LP。
圖11是說明內視鏡成像方法1100的流程圖。在一個實施方式中，方法1100執行側視內視鏡檢查。在另一實施方式中，方法1100執行端視內視鏡檢查。在不脫離本文範圍的情況下，方法1100適合於非內視鏡的應用。
在步驟1110中，方法1100在外殼內產生朝向外殼的遠端傳播的第一源照明。在步驟1110的一個示例中，照明單元330或照明單元530分別產生朝向遠端408E傳播的照明330L或照明530L。在步驟1110的另一示例中，內視鏡成像器800的照明單元730產生源照明730LS，其朝向殼體808的遠端傳播。
在步驟1120中，方法1100使第一源照明偏轉，使得其離開外殼的側面觀察窗並向第一場景傳播。在步驟1120的一個示例中，鏡面反 射表面340S朝向側面觀察窗408A反射照明330L或照明550L。在步驟1120的另一示例中，偏振光束分離表面840S使源照明730LS朝向側面觀察窗408A和側面物體490偏轉。
在步驟1130中，方法1100使從第一場景傳播並通過側面觀察窗進入外殼的光偏轉，使得偏轉的光入射在外殼內的照相機上。在步驟1130的一個示例中，鏡面反射表面340S偏轉從側面物體490傳播的光490L，使得光490L入射在相機模組320上。在步驟1130的另一示例中，偏振光束分離表面840S使從側面物體傳播的光490L偏轉，使得光490L入射在相機模組320上。
步驟1132是可選擇的。在步驟1132中，方法1100對第一場景成像。在步驟1132的示例中，相機模組320對側面物體490成像。
在方法1100的實施方式中，第一源照明具有第一偏振並且由外殼內部的照明單元產生。在此實施方式中，第一源照明為例如由照明單元730產生的源照明730LS。方法1100的此實施方式也可包括步驟1140、步驟1150和步驟1160。
在步驟1140中，方法1100轉換由照明單元發出的光的偏振態，使得其輸出具有與第一偏振正交的偏振的第二源照明並且朝向外殼的遠端傳播。在步驟1140的示例中，照明單元730從產生源照明730LS轉換到產生源照明730LP，其朝向遠端觀察窗808A傳播。步驟1140可利用照明單元930或照明單元1030。
在步驟1150中，方法1100通過外殼的遠端觀察窗傳輸第二源照明，使得其朝向第二場景傳播。在方法1100的示例中，偏振光束分離表面840S朝向遠端觀察窗808A和遠端物體890傳輸源照明730LP。
在步驟1160中，方法1100傳輸從第二場景傳播並且通過遠 端觀察窗進入外殼的光，使得其入射在照相機上。在步驟1160的示例中，偏振光束分離表面840S傳輸從遠端物體890傳播的光890L，使得光890L入射在相機模組320上。
步驟1162是可選擇的。在步驟1162中，方法1100對第二場景成像。在步驟1162的示例中，相機模組320對遠端物體890成像。
特徵的組合：可以在不脫離本文的範圍的情況下以各種方式組合上述特徵以及權利要求中的特徵。下述示例例舉了一些可能的非限制性的組合：
(A1)內視鏡成像器包括系統級封裝和鏡面反射表面。系統級封裝包括(a)具有帶有光軸線的成像透鏡的相機模組和(b)照明單元。鏡面反射表面面向成像透鏡並且與光軸線形成傾斜角。照明單元被配置來發出在遠離成像透鏡的方向中並且朝向鏡面反射表面傳播的光，其中該方向具有與光軸線平行的分量。
(A2)在由(A1)表示的內視鏡成像器中，系統級封裝也可包括積體電路封裝，相機模組和照明單元兩者機械地連接到積體電路封裝並且電連接到積體電路封裝。
(A3)在由(A1)和(A2)中的一個表示的任一內視鏡成像器中，鏡面反射表面可為沿著光軸線與相機模組最近的材料介面。
(A4)在由(A1)至(A3)中的一個表示的任一內視鏡成像器中，鏡面反射表面可為偏振分束鏡的表面。
(A5)在由(A1)至(A4)中的一個表示的任一內視鏡成像器中，照明單元可適於不同時地輸出(a)具有第一偏振態的第一光和(b) 具有與第一偏振態正交的第二偏振態的第二光。
(A6)在由(A5)表示偏振內視鏡成像器中，照明單元可包括光源和在光源和偏振分束鏡之間的偏光器和偏振旋轉器，用以不同時地產生第一光和第二光。
(A7)在由(A5)表示的內視鏡成像器中，照明單元包括兩個光源來分別產生第一光和第二光。
(A8)在由(A1)至(A7)中的一個表示的任一內視鏡成像器中，相機模組和照明單元可與表面貼裝技術回流焊接工藝相容。
(A9)在由(A1)至(A8)中的一個表示的任一內視鏡成像器中，傾斜角可在四十度和五十度之間。
(A10)在由(A1)至(A9)中的一個表示的任一內視鏡成像器中，在垂直於光軸線的方向上，相機模組和照明單元之間的最小距離可小於0.5毫米。
(A11)在由(A1)至(A9)中的一個表示的任一內視鏡成像器中，在垂直於光軸線的方向上，相機模組和照明單元之間的最大距離可小於3.3毫米。
(A12)內視鏡包括外殼和位於其中的由(A1)至(A11)中的一個表示的任一內視鏡成像器。
(B1)內視鏡成像器包括相機模組、照明單元和鏡面反射表面。相機模組具有帶有光軸線的成像透鏡。照明單元(a)安裝在基本上平行於光軸線的基板頂表面上，並(b)被配置來發出基本上與光軸線正交傳播的照明，來照明相機模組的視場中的場景。鏡面反射表面面向成像透鏡 並且與光軸線形成傾斜角。照明單元在鏡面反射表面和相機模組之間，在維度上平行於光軸線。
(B2)在由(B1)表示的內視鏡成像器中，鏡面反射表面可為沿著光軸線與相機模組最近的材料介面。
(B3)在由(B1)和(B2)中的一個表示的內視鏡成像器中，傾斜角可在四十度和五十度之間。
(B4)在由(B1)至(B3)中的一個表示的任一內視鏡成像器中，在垂直於光軸線的第一方向上，相機模組的側表面和包含照明單元的頂表面的平面之間的距離可小於在第一方向上相機模組的寬度的一半。
(C1)內視鏡成像方法包括以下步驟：(i)在內視鏡外殼內產生朝向其遠端傳播的第一源照明，(ii)使第一源照明偏轉，使得其離開內視鏡外殼的側面觀察窗並朝向第一場景傳播，並且(iii)使從第一場景傳播並且通過側面觀察窗進入內視鏡外殼的光偏轉，使得其入射在內視鏡外殼內的照相機上。
(C2)在由(C1)表示的方法中，第一源照明可具有第一偏振，並且其由在內視鏡外殼內的照明單元產生。
(C3)由(C2)表示的方法可進一步包括轉換由照明單元發出的光的偏振態，以使照明單元輸出具有與第一偏振正交的偏振並朝向內視鏡外殼的遠端傳播的第二源照明。由(C2)表示的方法可還包括通過內視鏡外殼的遠端觀察窗傳輸第二源照明，使得其朝向第二場景傳播。由(C2)表示的方法可還包括傳輸從第二場景傳播並通過遠端觀察埠進入內視鏡外殼的光，使得其入射在照相機上。
在不脫離本文的範圍的情況下，可以在上述方法和系統中做出改變。因此，應當注意，上述描述中所包含的內容或附圖中所示的內容應被解釋為說明性的而不具有限制意義。權利要求旨在涵蓋本文所述的所有通用和特定特徵，以及本方法和系統的範圍的所有陳述，這些特徵和陳述在語言上均被視為落入權利要求的範圍中。

Claims (19)

  1. 一種內視鏡成項器，包括：系統級封裝，包括(a)相機模組和(b)照明單元，該相機模組具有帶有光軸線的成像透鏡，該照明單元被配置來發出在遠離所述成像透鏡的方向上傳播的照明，該方向具有與所述光軸線平行的分量；以及鏡面反射表面，面向該成像透鏡並且與該光軸線形成傾斜角，使該照明朝著場景偏轉並且使來自該場景的光朝向該相機模組偏轉。
  2. 如請求項第1項所述的內視鏡成像器，其中上述的系統級封裝還包括積體電路封裝，該相機模組和該照明單元兩者均機械連接到且電連接到所述積體電路封裝。
  3. 如請求項第1項所述的內視鏡成像器，其中上述的鏡面反射表面為沿著該光軸線與該相機模組最近的材料介面。
  4. 如請求項第1項所述的內視鏡成像器，其中上述的鏡面反射表面為偏振分束鏡的表面。
  5. 如請求項第4項所述的內視鏡成像器，其中上述的照明單元適於不同時地輸出(a)具有第一偏振態的第一光和(b)具有與該第一偏振態正交的第二偏振態的第二光。
  6. 如請求項第5項所述的內視鏡成像器，其中上述的照明單元包括光源和在該光源和該偏振分束鏡之間的偏光器和偏振旋轉器，用以不同時地產生該第一光和該第二光。
  7. 如請求項第5項所述的內視鏡成像器，其中上述的照明單元包括兩個光源來分別產生該第一光和該第二光。
  8. 如請求項第1項所述的內視鏡成像器，其中上述的相機模組和該照明單元與表面貼裝技術回流焊接製程相容。
  9. 如請求項第1項所述的內視鏡成像器，其中上述的傾斜角在四十度和五十度之間。
  10. 如請求項第1項所述的內視鏡成像器，在垂直於所述光軸線的方向上，該相機模組的邊緣和該照明單元的邊緣之間的最小距離小於0.5毫米。
  11. 如請求項第1項所述的內視鏡成像器，在垂直於該光軸線的方向上，該相機模組的邊緣和該照明單元的邊緣之間的最大距離小於3.3毫米。
  12. 一種內視鏡，包括外殼和位於其中的如請求項第1項所述的內視鏡成像器。
  13. 一種內視鏡成像器，包括：相機模組，具有帶有光軸線的成像透鏡；照明單元，(a)安裝在基本上與該光軸線平行的基板頂表面上，並(b)被配置來發出基本上與該光軸線正交地傳播的照明，來照明該相機模組的視場中的場景；以及鏡面反射表面，面向該成像透鏡並且與該光軸線形成傾斜角，使來自該場景的光朝向該相機模組偏轉，該照明單元在該鏡面反射表面和該相機模組之間，在維度上平行於該光軸線。
  14. 如請求項第13項所述的內視鏡成像器，其中上述的鏡面反射表面為沿著該光軸線與該相機模組最近的材料介面。
  15. 如請求項第13項所述的內視鏡成像器，其中上述的相機模組和該照明單元與表面貼裝技術回流焊接製程相容。
  16. 如請求項第13項所述的內視鏡成像器，其中上述的傾斜角在四十度和五十度之間。
  17. 如請求項第13項所述的內視鏡成像器，在垂直於所述光軸線的第一方 向上，該相機模組的側表面和包含該照明單元的頂表面的平面之間的距離小於在該第一方向上該相機模組的寬度的一半。
  18. 一種內視鏡成像方法，包括：在內視鏡外殼的內部產生朝向該內視鏡外殼的遠端傳播的第一源照明；使該第一源照明偏轉，使得其離開該內視鏡外殼的側面觀察窗並且朝向第一場景傳播；以及使從該第一場景傳播並且穿過該側面觀察窗進入該內視鏡外殼的光偏轉，使得其入射在該內視鏡外殼內的照相機上。
  19. 如請求項第18項所述的方法，其中上述的第一源照明具有第一偏振並且由該內視鏡外殼內的照明單元產生，該方法還包括：轉換由該照明單元發出的光的偏振態，以使該照明單元輸出具有與該第一偏振正交的偏振並且朝向該內視鏡外殼的遠端傳播的第二源照明；將該第二源照明傳輸穿過該內視鏡外殼的遠端觀察窗，使得其朝向第二場景傳播；以及傳輸從該第二場景傳播並且穿過該遠端觀察窗進入該內視鏡外殼的光，使得其入射在該相機上。
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