生理信息收集器及其光学膜/板的制作方法

本发明是有关于一种生理信息收集器的成像技术，特别是有关于一种使用光学膜/板来改善成像画面上的杂散光现象。

背景技术：

1、内视镜是一种医疗器械，主要用于进行人体内部检查和治疗，特别是需要通过摄像头将人体内部影像传输到显示器上显示，让医生通过显示器上的成像来进行判断。很明显的，内视镜必须进入人体中观察，因此，在使用过程中需要使用光学保护套来防止交叉感染。

2、首先，如图1a所示，内视镜用的光学保护套，一般是由具有良好的生物兼容性的聚乙烯等塑料制成。然而，不同的光学保护套，具有不同的反射率和折射率，使得光学系统发出的光从人体器官或是组织反射回到摄像头中的影像感测模块成像时，由于反射回来的光线会经过光学保护套之后，一部分的光线会被反射，一部分的光线会进行折射，而折射后的光线也会在膜内部和表面之间来回反射，这些反射光线就会产生杂散光，当这些杂散光进入至摄像装置时，就会在成像的器上显示产生噪声或是光斑，如图1b所示，其中，图1b中出现大量大小不一或是密度不同的白点，这些白点就是所述的噪声或是光斑。很明显的，当这些噪声或是光斑愈多时，就会让清晰度或是分辨率降低，造成医事人员判断上的困难。

3、很明显的，为了提高现有内视镜用使用光学保护套后的影像分辨率，是需要对现有内视镜的光学系统设计进行改良，来进一步减少杂散光的影响。

技术实现思路

1、本发明之主要目的，是提供一种生理信息收集器，具有一中空构造的本体，其一端为具有边框的开口端，于该开口端内配置一摄像模块，并于该组摄像模块与该边框开口端之间形成有一个接触空间，其特征在于:

2、一光学膜/板，该膜/板的入光面为一中空的环形结构，具有一直径(l)、一内径对角线距离(c)及一光环的直径(d)，该环形结构的一侧面为平面，相对该平面的另一侧面为一个具有一曲率半径(r)的曲面，而该曲面相邻于该摄像模块，其中，该曲面(r)是通过如下方程序进行择优运算

3、

4、其中，z是指该光学膜/板40曲面的顶点的切线与经过该曲面的最低点且与该顶点的切线的并行线之间的一个垂直距离，c该是光学膜/板40曲面之顶点的曲率，k是圆锥曲线常數，以及r是该曲面之一径向的半径。

5、进一步对上述光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行参数的数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

6、光学膜/板的直径(l) 0.7843mm≦l≦9.18mm

7、光学膜/板的内径对角线尺寸(c) 0.6677mm≦c≦9.1588mm

8、光学膜/板的光环直径(d) 0.0212mm≦d≦4.2426mm

9、光环表面轮廓之曲率半径(r) 0.011mm≦r≦5.0283mm。

10、进一步对上述光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

11、光学膜/板的直径(l) 0.7843mm≦l≦9.18mm

12、光学膜/板的内径对角线尺寸(c) 0.6677mm≦c≦9.1588mm

13、光学膜/板的光环直径(d) 0.0212mm≦d≦4.2426mm

14、光环表面轮廓之曲率半径(r) 0.011mm≦r≦5.0283mm

15、光环上之同心环直径(dm) 0.001mm≦dm≦0.9mm

16、光环上之同心圆环dm上表面微细轮廓曲率半径(rm)0.011mm≦rm≦5.0283mm。

17、进一步对上述光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

18、光学膜/板的直径(l) 0.7843mm≦l≦9.18mm

19、光学膜/板的内径对角线尺寸(c) 0.6677mm≦c≦9.1588mm

20、光学膜/板的光环直径(d) 0.0212mm≦d≦4.2426mm

21、光环的辐射环对应外径之夹角

22、光环的辐射环对应内径之夹角

23、光环上的光辐射环夹角上的曲率半径(rm)0.011mm≦rm≦5.0283mm

24、光环上的光辐射环夹角上的曲率半径(rm)0.011mm≦rm≦5.0283mm。

25、进一步对配置一个具有棱镜结构的光学膜/板于上述光学膜/板的平面之上。上述具有棱镜结构的光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

26、光学膜/板的直径(l) 0.7843mm≦l≦9.18mm

27、光学膜/板的内径对角线尺寸(c) 0.6677mm≦c≦9.1588mm

28、光学膜/板的光环直径(d) 0.0212mm≦d≦4.2426mm

29、光学膜/板的表面具有棱镜结构上之外径夹角(θm) 0.1≦θm≦89

30、光学膜/板的表面具有棱镜结构上之内径夹角(θm) 0.1≦θm≦89

31、光环上的θm夹角上表面微细轮廓之曲率半径(r)0.011mm≦r≦5.0283mm。

32、进一步对配置一个透明光学介质层于该光学膜/板的平面之上，其中，光学介质层之折射率(n)介于1.10≦n≦1.80。

33、进一步对配置一个透明光学介质层于该光学膜/板的平面之上，其中，透明光学介质层的厚度则是介于0.1mm≦d≦1.0mm。

34、进一步对配置一个光学保护套于生理信息收集器的开口端之上。

35、在将生理信息收集器本体端部的影像撷取传感器及出光组件组做一有效的配置，使制作上能减少零件及容易制造等优势，同时再设一组具有微结构的光学模块，使照明光线经光学模块的入光面而入，自出光面而出，能滤除杂散光并提高影像撷取传感器所感测范围的光影像质量及光通量。

技术特征：

1.一种生理信息收集器，具有一中空构造的本体，其一端为具有边框的开口端，于该开口端内配置一摄像模块，并于该组摄像模块与该边框开口端之间形成有一个接触空间，其特征在于:

2.根据权利要求1所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板的曲率半径(r)的曲面为具有一个非球面系数、自由曲面、菲涅尔透镜结构的其中之一。

3.根据权利要求2所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行参数的数值择优，该数值择优势通过该方程式运算，包括:

4.根据权利要求2所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

5.根据权利要求4所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，形成多个不同直径的同心圆。

6.根据权利要求5所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，每一个该同心圆上具有相应的曲率半径所形成的曲面。

7.根据权利要求2所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

8.根据权利要求7所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，形成多个不同夹角切割出多个具有圆弧微结构的光组件。

9.根据权利要求8所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，每一个该具有圆弧微结构的光组件上具有相应的曲率半径所形成的曲面。

10.根据权利要求3或4或7所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板的光环表面轮廓之曲率半径(r)的最佳参数为:0.011mm≦r≦0.8mm。

11.根据权利要求1或3或4或7所述的生理信息收集器，其特征在于:进一步配置一个光学保护套于该本体的开口端之上。

12.一种生理信息收集器，具有一中空构造的本体，其一端为具有边框的开口端，于该开口端内配置一摄像模块，并于该组摄像模块与该边框开口端之间形成有一个接触空间，其特征在于:

13.根据权利要求12所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板的曲率半径(r)的曲面为具有一个非球面系数、自由曲面、菲涅尔透镜结构的其中之一。

14.根据权利要求12所述的生理信息收集器，其特征在于:该具有棱镜结构的光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

15.根据权利要求13所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行参数的数值择优，该数值择优势通过该方程式运算，包括:

16.根据权利要求13所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

17.根据权利要求16所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，形成多个不同直径的同心圆。

18.根据权利要求17所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，每一个该同心圆上具有相应的曲率半径所形成的曲面。

19.根据权利要求13所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

20.根据权利要求19所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，形成多个不同夹角切割出多个具有圆弧微结构的光组件。

21.根据权利要求20所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，每一个该具有圆弧微结构的光组件上具有相应的曲率半径所形成的曲面。

22.根据权利要求15或16或19所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板的光环表面轮廓之曲率半径(r)的最佳参数为:0.011mm≦r≦0.8mm。

23.根据权利要求12所述的生理信息收集器，其特征在于:进一步配置一个光学保护套于该本体的开口端之上。

24.一种生理信息收集器，具有一中空构造的本体，其一端为具有边框的开口端，于该开口端内配置一摄像模块，并于该组摄像模块与该边框开口端之间形成有一个接触空间，其特征在于:

25.根据权利要求24所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板的曲率半径(r)的曲面为具有一个非球面系数、自由曲面、菲涅尔透镜结构的其中之一。

26.根据权利要求24所述的生理信息收集器，其特征在于:该透明光学介质层具有一折射率(n)介于1.10≦n≦1.80。

27.根据权利要求24所述的生理信息收集器，其特征在于:该透明光学介质层具有一厚度(d)介于0.1mm≦d≦1mm。

28.根据权利要求25所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行参数的数值择优，该数值择优势通过该方程式运算，包括:

29.根据权利要求25所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

30.根据权利要求29所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，形成多个不同直径的同心圆。

31.根据权利要求30所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，每一个该同心圆上具有相应的曲率半径所形成的曲面。

32.根据权利要求25所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的曲面上的光学参数是从下列参数的数值区间进行数值择优，该数值择优是通过该方程式运算，包括:

33.根据权利要求32所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，形成多个不同夹角切割出多个具有圆弧微结构的光组件。

34.根据权利要求33所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板曲率半径(r)的该数值择优后，每一个该具有圆弧微结构的光组件上具有相应的曲率半径所形成的曲面。

35.根据权利要求28或29或32所述的生理信息收集器，其特征在于:该光学膜/板的光环表面轮廓之曲率半径(r)的最佳参数为:0.011mm≦r≦0.8mm。

36.根据权利要求25所述的生理信息收集器，其特征在于:进一步配置一个光学保护套于该本体的开口端之上。

技术总结本发明是一种生理信息收集器及其光学膜/板，尤指使用一种经过优化后的光学膜/板来将杂散光产生偏移效果，使得杂散光不会进入传感器，用以提高从生理信息相关部位收集回来的生理光学数据量。其中，光学膜/板优化的参数包括，对一个非球面曲面进行曲率半径、光环直径与相应的表面曲率半径以及光环的内外径之夹角与相应的表面曲率半径，藉由对这些参数值优的化后，可以明显地降低来自照明光源所引起的周遭环境的杂散光。技术研发人员：陈宝全,陈彦叡,林晖雄受保护的技术使用者：鑫视科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13