基于單光路內窺鏡、分光棱鏡及雙路攝像機的立體成像裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種立體成像裝置，基于目前醫療中普遍采用的單光路內窺鏡，構想在不改變現有內窺鏡構造的情況下形成立體內窺鏡的成像系統。立體成像裝置包括目前內窺鏡、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到3D(立體)顯示器上，從而人眼觀看到立體動態圖像，為醫學內窺鏡手術提供真實可靠的3D圖像，使手術變的更加簡單、精確、快速。本實用新型的優點在于：以仿生學原理為基礎，遵循人眼觀察物體的客觀規律，通過雙光路棱鏡模擬制造出符合人眼觀看實際物體相似的條件，得到實現圖像的立體視覺。
【專利說明】基于單光路內窺鏡、分光棱鏡及雙路攝像機的立體成像裝【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及在醫療內窺鏡領域一種立體成像裝置。
【背景技術】
[0002]目前醫療內窺鏡領域3D成像系統普遍基于雙鏡頭內窺鏡進行設計，無法直接應用現有的單鏡頭內窺鏡設備，即，需要重新調整醫療機構現有的內窺鏡設備的整體結構。上述改造方式會造成很大浪費，而且不利于3D成像技術的普及和應用。
【發明內容】
[0003]為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種立體內窺鏡成像裝置。
[0004]本實用新型是基于不改變醫療內窺鏡領域目前所使用的現有內窺鏡結構，而提供的一套通過分光棱鏡和雙路高清攝像系統的立體成像裝置，從而得到的立體成像效果。現有單光路內窺鏡結構如圖1所示。
[0005]本實用新型公開了基于單鏡頭內窺鏡、分光棱鏡及:雙路攝像機的立體成像裝置，其特征在于:所述立體內窺鏡成像裝置包括兩個CXD攝像機，一雙光路分光棱鏡，一單鏡頭內窺鏡；其中，每個CCD攝像機分辨率為1920X1080，所述攝像機的兩個CCD芯片間中心距定位在F3 = 22mm并嚴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，并傳輸到接受CCD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，傳輸到圖像合成板，圖像合成板接受兩路高清信號后進行圖像合成，每個信號源格式為1920X1080i/30Hz,經過合成后，進行圖像疊加，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]本實用新型實施例是這樣實現的，一種立體成像裝置，如圖2所示，包括:兩個CXD攝像機，每個攝像機分辨率為1920 X 1080(高清晰度)，所述兩個攝像機的兩個CCD芯片的中心距定位在F3 = 22mm，并嚴格控制在一個水平面上，通過一個雙鏡頭組，可以同時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)傳輸到接受CCD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，傳輸到圖像合成板，圖像合成板接收兩路高清信號后進行圖像合成，每個信號源格式為1920X1080i/30Hz，經過合成后，進行圖像疊加，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]—種立體內窺鏡成像裝置，進一步包括:(XD芯片采用高清單晶片或采用三晶片高清。
[0008]一種立體內窺鏡成像裝置，進一步包括:雙光路分光棱鏡，本實用新型如前所述是選用單鏡頭內窺鏡為基礎，我們通過分光棱鏡在單鏡頭內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.上述距離主要依據兩個CXD芯片的中心距而準確對應，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窺鏡傳出的圖像，經過雙光路分光棱鏡傳遞到兩個CXD芯片上.在經過光電轉化成，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。單光路內窺鏡與雙光路分光棱鏡結構如圖3所示。
[0009]—種立體內窺鏡成像裝置，進一步包括: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]一種立體內窺鏡成像裝置，進一步包括:所述單鏡頭內窺鏡包括:腹腔鏡、鼻內窺鏡、膀胱鏡、宮腔鏡、胸腔鏡、關節鏡、腦室鏡、電切鏡或其他常用醫療單鏡頭單管道內窺鏡。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是現有單光路內窺鏡結構圖
[0012]圖2是3D攝像機系統框圖
[0013]圖3是單光路內窺鏡與雙光路分光棱鏡結構示意圖
[0014]Fl是調焦鏡頭中心距
[0015]F2是雙路分光棱鏡中心距
[0016]F3是雙攝像機(XD中心距
[0017]I目鏡2間隔管3棒狀鏡4物鏡5照明光纖【具體實施方式】
[0018]為了使本實用新型的目的、技術方案以及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0019]如圖2所示，兩個CCD攝像機，每個攝像機分辨率為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)，傳輸到接受CCD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，傳輸到圖像合成板，圖像合成板接受兩路高清信號后進行圖像合成，每個信號源格式為1920X1080i/30Hz，經過合成后，進行圖像疊加，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，本實用新型如前所述是選用單鏡頭內窺鏡為基礎，我們通過分光棱鏡在單鏡頭內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]本實用新型是基于單鏡頭內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，將單內窺鏡圖像傳遞到雙路CXD前面的雙路鏡頭上，通過透鏡調整圖像清晰度，聚焦到CCD板面，有CCD將光信號轉換成微信號傳遞到圖像處理板中進行圖像再處理,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動態圖像。
[0023]本實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窺鏡之間，透鏡鏡頭F = 18、20、25、27、30mm均可。根據內窺鏡成像結果可以形成圓、方圖等。
[0024]本實用新型具有如下優點和技術效果:
[0025]以仿生學原理為基礎，遵循人眼觀察物體的客觀規律，模擬制造出符合人眼看實際物體最相似的條件，因而得以實現圖像立體視覺；可以滿足臨床手術對3D圖像的需要，而且對現階段應用的內窺鏡不做任何改變，是比較經濟適用的方法；本實用新型提供的信號源是目前比較先進的高清制式1080P/60HZ信號。可以使臨床手術更加快捷、精準。對于人才培養適用更加方便。能夠縮短手術時間。
【權利要求】
1.基于單光路內窺鏡、分光棱鏡及雙路攝像機的立體成像裝置，其特征在于:所述立體內窺鏡成像裝置包括兩個CCD攝像機,一雙光路分光棱鏡,一單鏡頭內窺鏡；其中，每個C⑶攝像機分辨率為1920 X 1080，所述攝像機的兩個CXD芯片間中心距定位在F3 = 22mm并嚴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，并傳輸到接受CCD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，傳輸到圖像合成板，圖像合成板接受兩路高清信號后進行圖像合成，每個信號源格式為1920X1080i/30Hz，經過合成后，進行圖像疊加，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.如權利要求1所述的立體成像裝置，其特征在于，所述C⑶攝像機包括一個雙透鏡的鏡頭組，同時滑動控制圖像清晰度。
3.如權利要求1或2所述的立體成像裝置，其特征在于，所述CCD攝像機的芯片為單晶片或采用三晶片。
4.如權利要求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.如權利要求1所述的立體成像裝置，其特征在于，所述單鏡頭內窺鏡包括:腹腔鏡、鼻內窺鏡、膀胱鏡、宮腔鏡、胸腔鏡、關節鏡、腦室鏡、電切鏡或其他常用醫療單鏡頭單管道內窺鏡。
【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 優先權日:2013年6月21日
【發明者】董國慶 申請人:董國慶