基于单光路内窥镜、分光棱镜及双路摄像机的立体成像装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种立体成像装置，基于目前医疗中普遍采用的单光路内窥镜，构想在不改变现有内窥镜构造的情况下形成立体内窥镜的成像系统。立体成像装置包括目前内窥镜、双路分光棱镜及双路微型摄像(高清单晶片或高清三晶片)。通过整套装置输出高清视频信号并传输到3D(立体)显示器上，从而人眼观看到立体动态图像，为医学内窥镜手术提供真实可靠的3D图像，使手术变的更加简单、精确、快速。本实用新型的优点在于：以仿生学原理为基础，遵循人眼观察物体的客观规律，通过双光路棱镜模拟制造出符合人眼观看实际物体相似的条件，得到实现图像的立体视觉。
【专利说明】基于单光路内窥镜、分光棱镜及双路摄像机的立体成像装【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及在医疗内窥镜领域一种立体成像装置。
【背景技术】
[0002]目前医疗内窥镜领域3D成像系统普遍基于双镜头内窥镜进行设计，无法直接应用现有的单镜头内窥镜设备，即，需要重新调整医疗机构现有的内窥镜设备的整体结构。上述改造方式会造成很大浪费，而且不利于3D成像技术的普及和应用。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种立体内窥镜成像装置。
[0004]本实用新型是基于不改变医疗内窥镜领域目前所使用的现有内窥镜结构，而提供的一套通过分光棱镜和双路高清摄像系统的立体成像装置，从而得到的立体成像效果。现有单光路内窥镜结构如图1所示。
[0005]本实用新型公开了基于单镜头内窥镜、分光棱镜及:双路摄像机的立体成像装置，其特征在于:所述立体内窥镜成像装置包括两个CXD摄像机，一双光路分光棱镜，一单镜头内窥镜；其中，每个CCD摄像机分辨率为1920X1080，所述摄像机的两个CCD芯片间中心距定位在F3 = 22mm并严格控制在一个水平面上，两个CCD芯片采集到同一种物体信号或图像，并传输到接受CCD信号的放大板，由放大板将信号放大后分别传到两块图像处理板；经过图像处理板处理后，通过高清输出信号DVI或HD-SDI将两组信号输出后，传输到图像合成板，图像合成板接受两路高清信号后进行图像合成，每个信号源格式为1920X1080i/30Hz,经过合成后，进行图像叠加，输出一个1920X 1080p/60Hz信号给到具有立体接受功能的显示器上形成立体图`像通过眼睛观看立体图像。
[0006]本实用新型实施例是这样实现的，一种立体成像装置，如图2所示，包括:两个CXD摄像机，每个摄像机分辨率为1920 X 1080(高清晰度)，所述两个摄像机的两个CCD芯片的中心距定位在F3 = 22mm，并严格控制在一个水平面上，通过一个双镜头组，可以同时滑动控制图像清晰度。两组CCD芯片可以采集到同一种物体信号(图像)传输到接受CCD信号的放大板，由放大板将信号放大后分别传到两块图像处理板。经过图像处理板处理后，通过高清输出信号DVI或HD-SDI将两组信号输出后，传输到图像合成板，图像合成板接收两路高清信号后进行图像合成，每个信号源格式为1920X1080i/30Hz，经过合成后，进行图像叠加，输出一个1920 X 1080p/60Hz信号给到具有3D接受功能的显示器上形成3D图像通过眼睛观看3D图像。
[0007]—种立体内窥镜成像装置，进一步包括:(XD芯片采用高清单晶片或采用三晶片高清。
[0008]一种立体内窥镜成像装置，进一步包括:双光路分光棱镜，本实用新型如前所述是选用单镜头内窥镜为基础，我们通过分光棱镜在单镜头内窥镜眼罩处放置一双光路分光棱镜一端，另一端分出两路光给CXD摄像镜头，这个双光路分光棱镜两边的中心距为F2 =22mm (如图3所示)，或18mm，或20mm，等等等.上述距离主要依据两个CXD芯片的中心距而准确对应，分光棱镜的两束射出光与一束入射光的图像相差1-3°角，即两处图像相差1-3°角位平行位移.这样两个C⑶芯片分别接受同一个内窥镜传出的图像，经过双光路分光棱镜传递到两个CXD芯片上.在经过光电转化成，图像处理输出到3D显示器上，在3D显示器上是一个有2°位移的不重合平行图像。单光路内窥镜与双光路分光棱镜结构如图3所示。
[0009]—种立体内窥镜成像装置，进一步包括:所述分光棱镜的两束出射光与一束入射光的图像相差为2°角。
[0010]一种立体内窥镜成像装置，进一步包括:所述单镜头内窥镜包括:腹腔镜、鼻内窥镜、膀胱镜、宫腔镜、胸腔镜、关节镜、脑室镜、电切镜或其他常用医疗单镜头单管道内窥镜。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是现有单光路内窥镜结构图
[0012]图2是3D摄像机系统框图
[0013]图3是单光路内窥镜与双光路分光棱镜结构示意图
[0014]Fl是调焦镜头中心距
[0015]F2是双路分光棱镜中心距
[0016]F3是双摄像机(XD中心距
[0017]I目镜2间隔管3棒状镜4物镜5照明光纤【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019]如图2所示，两个CCD摄像机，每个摄像机分辨率为1920 X 1080 (高清晰度)，两个C⑶芯片中心距定位在F3 = 22mm，并严格控制在一个水平面上，通过一个双透镜的镜头组可以同时滑动控制图像清晰度。两个CCD芯片可以采集到同一物体的信号(图像)，传输到接受CCD信号的放大板，由放大板将信号放大后分别传到两块图像处理板。经过图像处理板处理后，通过高清输出信号DVI或HD-SDI将两组信号输出后，传输到图像合成板，图像合成板接受两路高清信号后进行图像合成，每个信号源格式为1920X1080i/30Hz，经过合成后，进行图像叠加，输出一个1920X1080p/60Hz信号给到具有3D接受功能的显示器上形成3D图像通过眼睛观看3D图像。
[0020]其中CXD芯片采用单晶片或采用三晶片高清。
[0021]双光路分光棱镜，本实用新型如前所述是选用单镜头内窥镜为基础，我们通过分光棱镜在单镜头内窥镜眼罩处放置一双光路分光棱镜一端，另一端分出两路光给CCD摄像镜头，这个双光路分光棱镜两头中心距为F2 = 22mm,可以是18mm,也可以是20mm,这主要看两个CCD芯片中心距，但是最主要的分光棱镜，分出的两处光与进来的一束光的图像相差1-3°角，即两处图像相差1-3°角位移。这样两个CXD在接受同一个内窥镜传出的图像传递到3D显示器上是一个有1-3°位移的不重合图像。
[0022]本实用新型是基于单镜头内窥镜传输出一幅一副光的图像通过具有1-3°相位移的双路分光棱镜，将单内窥镜图像传递到双路CXD前面的双路镜头上，通过透镜调整图像清晰度，聚焦到CCD板面，有CCD将光信号转换成微信号传递到图像处理板中进行图像再处理,通过DVI信号格式传递到合成板中，由合成板将两路此您好进行叠加,输出高清1920X 1080p/60Hz信号到3D显示器中，通过立体眼镜偏振光看到3D动态图像。
[0023]本实用新型中双路分光棱镜可以放置与两路CXD与双路镜头透镜之间，也可以放置于两路CXD和两路透镜镜头之间与单镜头内窥镜之间，透镜镜头F = 18、20、25、27、30mm均可。根据内窥镜成像结果可以形成圆、方图等。
[0024]本实用新型具有如下优点和技术效果:
[0025]以仿生学原理为基础，遵循人眼观察物体的客观规律，模拟制造出符合人眼看实际物体最相似的条件，因而得以实现图像立体视觉；可以满足临床手术对3D图像的需要，而且对现阶段应用的内窥镜不做任何改变，是比较经济适用的方法；本实用新型提供的信号源是目前比较先进的高清制式1080P/60HZ信号。可以使临床手术更加快捷、精准。对于人才培养适用更加方便。能够缩短手术时间。
【权利要求】
1.基于单光路内窥镜、分光棱镜及双路摄像机的立体成像装置，其特征在于:所述立体内窥镜成像装置包括两个CCD摄像机,一双光路分光棱镜,一单镜头内窥镜；其中，每个C⑶摄像机分辨率为1920 X 1080，所述摄像机的两个CXD芯片间中心距定位在F3 = 22mm并严格控制在一个水平面上，两个CCD芯片采集到同一种物体信号或图像，并传输到接受CCD信号的放大板，由放大板将信号放大后分别传到两块图像处理板；经过图像处理板处理后，通过高清输出信号DVI或HD-SDI将两组信号输出后，传输到图像合成板，图像合成板接受两路高清信号后进行图像合成，每个信号源格式为1920X1080i/30Hz，经过合成后，进行图像叠加，输出一个1920X1080p/60Hz信号给到具有立体接受功能的显示器上形成立体图像通过眼睛观看立体图像。
2.如权利要求1所述的立体成像装置，其特征在于，所述C⑶摄像机包括一个双透镜的镜头组，同时滑动控制图像清晰度。
3.如权利要求1或2所述的立体成像装置，其特征在于，所述CCD摄像机的芯片为单晶片或采用三晶片。
4.如权利要求1所述的立体成像装置，其特征在于，所述双光路分光棱镜两头中心距为F2 = 22mm或18mm或20mm，分光棱镜的两束出射光与一束入射光的图像相差为1-3°角，即两处图像相差1-3°角位移；这样所述两个CCD芯片在接受同一个内窥镜传出的图像传递到3D显示器上是一个有1-3°位移的不重合图像。
5.如权利要求4所述的立体成像装置,其特征在于，分光棱镜的两束出射光与一束入射光的图像相差为2°角。
6.如权利要求1所述的立体成像装置，其特征在于，所述单镜头内窥镜包括:腹腔镜、鼻内窥镜、膀胱镜、宫腔镜、胸腔镜、关节镜、脑室镜、电切镜或其他常用医疗单镜头单管道内窥镜。
【文档编号】A61B1/05GK203458365SQ201320356069
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年6月21日 优先权日:2013年6月21日
【发明者】董国庆 申请人:董国庆