基于單光路內(nèi)窺鏡、分光棱鏡及雙路攝像機(jī)的立體成像裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種立體成像裝置，基于目前醫(yī)療中普遍采用的單光路內(nèi)窺鏡，構(gòu)想在不改變現(xiàn)有內(nèi)窺鏡構(gòu)造的情況下形成立體內(nèi)窺鏡的成像系統(tǒng)。立體成像裝置包括目前內(nèi)窺鏡、雙路分光棱鏡及雙路微型攝像(高清單晶片或高清三晶片)。通過整套裝置輸出高清視頻信號并傳輸?shù)?D(立體)顯示器上，從而人眼觀看到立體動態(tài)圖像，為醫(yī)學(xué)內(nèi)窺鏡手術(shù)提供真實(shí)可靠的3D圖像，使手術(shù)變的更加簡單、精確、快速。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：以仿生學(xué)原理為基礎(chǔ)，遵循人眼觀察物體的客觀規(guī)律，通過雙光路棱鏡模擬制造出符合人眼觀看實(shí)際物體相似的條件，得到實(shí)現(xiàn)圖像的立體視覺。
【專利說明】基于單光路內(nèi)窺鏡、分光棱鏡及雙路攝像機(jī)的立體成像裝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及在醫(yī)療內(nèi)窺鏡領(lǐng)域一種立體成像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前醫(yī)療內(nèi)窺鏡領(lǐng)域3D成像系統(tǒng)普遍基于雙鏡頭內(nèi)窺鏡進(jìn)行設(shè)計(jì)，無法直接應(yīng)用現(xiàn)有的單鏡頭內(nèi)窺鏡設(shè)備，即，需要重新調(diào)整醫(yī)療機(jī)構(gòu)現(xiàn)有的內(nèi)窺鏡設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)。上述改造方式會造成很大浪費(fèi)，而且不利于3D成像技術(shù)的普及和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種立體內(nèi)窺鏡成像裝置。
[0004]本實(shí)用新型是基于不改變醫(yī)療內(nèi)窺鏡領(lǐng)域目前所使用的現(xiàn)有內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)，而提供的一套通過分光棱鏡和雙路高清攝像系統(tǒng)的立體成像裝置，從而得到的立體成像效果?，F(xiàn)有單光路內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0005]本實(shí)用新型公開了基于單鏡頭內(nèi)窺鏡、分光棱鏡及:雙路攝像機(jī)的立體成像裝置，其特征在于:所述立體內(nèi)窺鏡成像裝置包括兩個CXD攝像機(jī)，一雙光路分光棱鏡，一單鏡頭內(nèi)窺鏡；其中，每個CCD攝像機(jī)分辨率為1920X1080，所述攝像機(jī)的兩個CCD芯片間中心距定位在F3 = 22mm并嚴(yán)格控制在一個水平面上，兩個CCD芯片采集到同一種物體信號或圖像，并傳輸?shù)浇邮蹸CD信號的放大板，由放大板將信號放大后分別傳到兩塊圖像處理板；經(jīng)過圖像處理板處理后，通過高清輸出信號DVI或HD-SDI將兩組信號輸出后，傳輸?shù)綀D像合成板，圖像合成板接受兩路高清信號后進(jìn)行圖像合成，每個信號源格式為1920X1080i/30Hz,經(jīng)過合成后，進(jìn)行圖像疊加，輸出一個1920X 1080p/60Hz信號給到具有立體接受功能的顯示器上形成立體圖`像通過眼睛觀看立體圖像。
[0006]本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種立體成像裝置，如圖2所示，包括:兩個CXD攝像機(jī)，每個攝像機(jī)分辨率為1920 X 1080(高清晰度)，所述兩個攝像機(jī)的兩個CCD芯片的中心距定位在F3 = 22mm，并嚴(yán)格控制在一個水平面上，通過一個雙鏡頭組，可以同時(shí)滑動控制圖像清晰度。兩組CCD芯片可以采集到同一種物體信號(圖像)傳輸?shù)浇邮蹸CD信號的放大板，由放大板將信號放大后分別傳到兩塊圖像處理板。經(jīng)過圖像處理板處理后，通過高清輸出信號DVI或HD-SDI將兩組信號輸出后，傳輸?shù)綀D像合成板，圖像合成板接收兩路高清信號后進(jìn)行圖像合成，每個信號源格式為1920X1080i/30Hz，經(jīng)過合成后，進(jìn)行圖像疊加，輸出一個1920 X 1080p/60Hz信號給到具有3D接受功能的顯示器上形成3D圖像通過眼睛觀看3D圖像。
[0007]—種立體內(nèi)窺鏡成像裝置，進(jìn)一步包括:(XD芯片采用高清單晶片或采用三晶片高清。
[0008]一種立體內(nèi)窺鏡成像裝置，進(jìn)一步包括:雙光路分光棱鏡，本實(shí)用新型如前所述是選用單鏡頭內(nèi)窺鏡為基礎(chǔ)，我們通過分光棱鏡在單鏡頭內(nèi)窺鏡眼罩處放置一雙光路分光棱鏡一端，另一端分出兩路光給CXD攝像鏡頭，這個雙光路分光棱鏡兩邊的中心距為F2 =22mm (如圖3所示)，或18mm，或20mm，等等等.上述距離主要依據(jù)兩個CXD芯片的中心距而準(zhǔn)確對應(yīng)，分光棱鏡的兩束射出光與一束入射光的圖像相差1-3°角，即兩處圖像相差1-3°角位平行位移.這樣兩個C⑶芯片分別接受同一個內(nèi)窺鏡傳出的圖像，經(jīng)過雙光路分光棱鏡傳遞到兩個CXD芯片上.在經(jīng)過光電轉(zhuǎn)化成，圖像處理輸出到3D顯示器上，在3D顯示器上是一個有2°位移的不重合平行圖像。單光路內(nèi)窺鏡與雙光路分光棱鏡結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0009]—種立體內(nèi)窺鏡成像裝置，進(jìn)一步包括:所述分光棱鏡的兩束出射光與一束入射光的圖像相差為2°角。
[0010]一種立體內(nèi)窺鏡成像裝置，進(jìn)一步包括:所述單鏡頭內(nèi)窺鏡包括:腹腔鏡、鼻內(nèi)窺鏡、膀胱鏡、宮腔鏡、胸腔鏡、關(guān)節(jié)鏡、腦室鏡、電切鏡或其他常用醫(yī)療單鏡頭單管道內(nèi)窺鏡。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有單光路內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)圖
[0012]圖2是3D攝像機(jī)系統(tǒng)框圖
[0013]圖3是單光路內(nèi)窺鏡與雙光路分光棱鏡結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]Fl是調(diào)焦鏡頭中心距
[0015]F2是雙路分光棱鏡中心距
[0016]F3是雙攝像機(jī)(XD中心距
[0017]I目鏡2間隔管3棒狀鏡4物鏡5照明光纖【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案以及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019]如圖2所示，兩個CCD攝像機(jī)，每個攝像機(jī)分辨率為1920 X 1080 (高清晰度)，兩個C⑶芯片中心距定位在F3 = 22mm，并嚴(yán)格控制在一個水平面上，通過一個雙透鏡的鏡頭組可以同時(shí)滑動控制圖像清晰度。兩個CCD芯片可以采集到同一物體的信號(圖像)，傳輸?shù)浇邮蹸CD信號的放大板，由放大板將信號放大后分別傳到兩塊圖像處理板。經(jīng)過圖像處理板處理后，通過高清輸出信號DVI或HD-SDI將兩組信號輸出后，傳輸?shù)綀D像合成板，圖像合成板接受兩路高清信號后進(jìn)行圖像合成，每個信號源格式為1920X1080i/30Hz，經(jīng)過合成后，進(jìn)行圖像疊加，輸出一個1920X1080p/60Hz信號給到具有3D接受功能的顯示器上形成3D圖像通過眼睛觀看3D圖像。
[0020]其中CXD芯片采用單晶片或采用三晶片高清。
[0021]雙光路分光棱鏡，本實(shí)用新型如前所述是選用單鏡頭內(nèi)窺鏡為基礎(chǔ)，我們通過分光棱鏡在單鏡頭內(nèi)窺鏡眼罩處放置一雙光路分光棱鏡一端，另一端分出兩路光給CCD攝像鏡頭，這個雙光路分光棱鏡兩頭中心距為F2 = 22mm,可以是18mm,也可以是20mm,這主要看兩個CCD芯片中心距，但是最主要的分光棱鏡，分出的兩處光與進(jìn)來的一束光的圖像相差1-3°角，即兩處圖像相差1-3°角位移。這樣兩個CXD在接受同一個內(nèi)窺鏡傳出的圖像傳遞到3D顯示器上是一個有1-3°位移的不重合圖像。
[0022]本實(shí)用新型是基于單鏡頭內(nèi)窺鏡傳輸出一幅一副光的圖像通過具有1-3°相位移的雙路分光棱鏡，將單內(nèi)窺鏡圖像傳遞到雙路CXD前面的雙路鏡頭上，通過透鏡調(diào)整圖像清晰度，聚焦到CCD板面，有CCD將光信號轉(zhuǎn)換成微信號傳遞到圖像處理板中進(jìn)行圖像再處理,通過DVI信號格式傳遞到合成板中，由合成板將兩路此您好進(jìn)行疊加,輸出高清1920X 1080p/60Hz信號到3D顯示器中，通過立體眼鏡偏振光看到3D動態(tài)圖像。
[0023]本實(shí)用新型中雙路分光棱鏡可以放置與兩路CXD與雙路鏡頭透鏡之間，也可以放置于兩路CXD和兩路透鏡鏡頭之間與單鏡頭內(nèi)窺鏡之間，透鏡鏡頭F = 18、20、25、27、30mm均可。根據(jù)內(nèi)窺鏡成像結(jié)果可以形成圓、方圖等。
[0024]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果:
[0025]以仿生學(xué)原理為基礎(chǔ)，遵循人眼觀察物體的客觀規(guī)律，模擬制造出符合人眼看實(shí)際物體最相似的條件，因而得以實(shí)現(xiàn)圖像立體視覺；可以滿足臨床手術(shù)對3D圖像的需要，而且對現(xiàn)階段應(yīng)用的內(nèi)窺鏡不做任何改變，是比較經(jīng)濟(jì)適用的方法；本實(shí)用新型提供的信號源是目前比較先進(jìn)的高清制式1080P/60HZ信號?？梢允古R床手術(shù)更加快捷、精準(zhǔn)。對于人才培養(yǎng)適用更加方便。能夠縮短手術(shù)時(shí)間。
【權(quán)利要求】
1.基于單光路內(nèi)窺鏡、分光棱鏡及雙路攝像機(jī)的立體成像裝置，其特征在于:所述立體內(nèi)窺鏡成像裝置包括兩個CCD攝像機(jī),一雙光路分光棱鏡,一單鏡頭內(nèi)窺鏡；其中，每個C⑶攝像機(jī)分辨率為1920 X 1080，所述攝像機(jī)的兩個CXD芯片間中心距定位在F3 = 22mm并嚴(yán)格控制在一個水平面上，兩個CCD芯片采集到同一種物體信號或圖像，并傳輸?shù)浇邮蹸CD信號的放大板，由放大板將信號放大后分別傳到兩塊圖像處理板；經(jīng)過圖像處理板處理后，通過高清輸出信號DVI或HD-SDI將兩組信號輸出后，傳輸?shù)綀D像合成板，圖像合成板接受兩路高清信號后進(jìn)行圖像合成，每個信號源格式為1920X1080i/30Hz，經(jīng)過合成后，進(jìn)行圖像疊加，輸出一個1920X1080p/60Hz信號給到具有立體接受功能的顯示器上形成立體圖像通過眼睛觀看立體圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的立體成像裝置，其特征在于，所述C⑶攝像機(jī)包括一個雙透鏡的鏡頭組，同時(shí)滑動控制圖像清晰度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的立體成像裝置，其特征在于，所述CCD攝像機(jī)的芯片為單晶片或采用三晶片。
4.如權(quán)利要求1所述的立體成像裝置，其特征在于，所述雙光路分光棱鏡兩頭中心距為F2 = 22mm或18mm或20mm，分光棱鏡的兩束出射光與一束入射光的圖像相差為1-3°角，即兩處圖像相差1-3°角位移；這樣所述兩個CCD芯片在接受同一個內(nèi)窺鏡傳出的圖像傳遞到3D顯示器上是一個有1-3°位移的不重合圖像。
5.如權(quán)利要求4所述的立體成像裝置,其特征在于，分光棱鏡的兩束出射光與一束入射光的圖像相差為2°角。
6.如權(quán)利要求1所述的立體成像裝置，其特征在于，所述單鏡頭內(nèi)窺鏡包括:腹腔鏡、鼻內(nèi)窺鏡、膀胱鏡、宮腔鏡、胸腔鏡、關(guān)節(jié)鏡、腦室鏡、電切鏡或其他常用醫(yī)療單鏡頭單管道內(nèi)窺鏡。
【文檔編號】A61B1/05GK203458365SQ201320356069
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】董國慶 申請人:董國慶