无影灯的制作方法

1.本实用新型涉及灯具技术领域，尤其涉及一种无影灯。


背景技术：

2.无影灯(shadowless lamp)是医院手术室的必备设备之一，在手术中具有至关重要的作用，其通常用于对手术部位进行照明，以便医护人员清楚地观察切口和体腔中的情况。随着远程医疗技术的发展，需要对手术过程进行图像或视频的采集，以便进行远程会诊、观摩和学习。因此，亟需一种性能更加优化的无影灯，能够在进行照明的同时，获取到大范围、高质量的图像。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的目的在于提供一种性能更加优化的无影灯，能够在进行照明的同时，获取到大范围、高质量的图像。
4.为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种无影灯，包括：灯盘，所述灯盘包括正面部和背面部，其中，所述灯盘的正面部设置有多个光源；多个摄像头，所述多个摄像头设置于所述正面部，其中，至少两个摄像头的焦距不同。
5.可选的，所述多个摄像头的焦点均位于所述灯盘的中心轴线上，且焦距不同的摄像头的焦点位于所述中心轴线的不同位置。
6.可选的，所述中心轴线上的相邻两个焦点之间的距离是相等的。。
7.可选的，所述多个摄像头在第一平面上的投影点位于同一直线上，所述第一平面垂直于所述灯盘的中心轴线。
8.可选的，所述摄像头的焦距越大，所述摄像头与所述灯盘的中心轴线之间的距离越大。
9.可选的，所述多个摄像头被划分为多组摄像头，其中，每组摄像头包括至少两个焦距相同的摄像头，且不同组的摄像头的焦距不同；其中，同一组的摄像头的焦点重合。
10.可选的，至少两个摄像头的光圈和/或感光面积不同。
11.可选的，所述多个摄像头选自：长焦焦距摄像头、广角焦距摄像头和标准焦距摄像头。
12.可选的，还包括：控制器，所述控制器与所述多个摄像头通信连接，所述控制器用于接收多个摄像头发送的图像或视频，以及向所述多个摄像头中的一个或多个摄像头发送开关控制指令；其中，所述开关控制指令用于开启或关闭一个或多个摄像头。
13.可选的，还包括：执行机构，所述执行机构与所述控制器通信连接，所述执行机构用于调整所述灯盘的位置和/或朝向。
14.可选的，所述执行机构固定于所述灯盘的背面部。
15.可选的，还包括报警器，所述报警器与所述控制器通信连接，所述报警器用于从所述控制器接收异常指令，并响应于所述异常指令报警。
16.可选的，所述控制器与显示设备通信连接，所述控制器还用于向所述显示设备发送融合图像，所述显示设备用于显示所述融合图像。
17.可选的，所述多个摄像头中至少一个摄像头用于图像采集，且至少一个摄像头用于视频采集。
18.与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下有益效果：
19.在本实用新型实施例的方案中，无影灯包括灯盘和多个摄像头，其中，灯盘包括正面部和背面部，正面部上设置有多个光源和多个摄像头。其中，至少两个摄像头的焦距不同。由于多个摄像头中至少两个摄像头的焦距不同，可以通过焦距不同的多个摄像头的组合替代单个摄像头和光学变焦机构的组合。采用这样的方案时，由于无需再设置光学变焦机构，可以大大减小摄像头需要占用的灯盘空间，有利于使灯盘上光源的布局更加合理。
20.此外，与现有技术相比，多个摄像头可以从不同的拍摄角度进行拍摄，可以减少拍摄盲区，扩大拍摄范围。由于多个摄像头的焦距不同，后续可以通过多个摄像头拍摄到的图像进行融合处理等，有利于获取更加清晰准确的图像信息。
21.进一步，本实用新型实施例的方案中，多个摄像头的焦点均位于灯盘的中心轴线上，且焦距不同的摄像头的焦点位于中心轴线上的不同位置。采用这样的方案，可以根据照明区域与灯盘之间的距离，选择恰当焦距的摄像头进行拍摄，以获得清晰的照明区域的图像。
22.进一步，焦距越小，拍摄视角越大，拍摄范围越大，将焦距较小的摄像头位于灯盘的中心点附近，可以尽可能地扩大拍摄范围。此外，焦距越小，拍摄视角越小，拍摄范围越小，但图像的放大率越大。焦距较大的摄像头无需设置于灯盘的中心点附近，也能获取清晰的局部图像。采用本实施例中的方案，可以兼顾图像的范围和质量。
23.进一步，本实用新型实施例的方案中，多个摄像头被划分为多组摄像头，其中，每组摄像头包括多个焦距相同的摄像头，且不同组的摄像头的焦距不同；其中，同一组的摄像头的焦点重合。采用这样的方案，由于多个摄像头设置在灯盘上的不同位置处，多个焦距相同的摄像头可以从不同的拍摄角度进行拍摄，且在同一位置处成像，可以减少拍摄盲区，扩大拍摄范围，以获取更多的图像信息。
24.进一步，本实用新型实施例的方案中，中心轴线上相邻两个焦点之间的距离是相等的。采用这样的方案，可以使焦距不同摄像头的焦点均匀地分布在中心轴线上，当照射区域所在的位置导致其中一种焦距的摄像头无法清晰地成像时，可以确保相邻摄像头采集到的图像尽可能地清晰，结合焦点相邻的摄像头采集到的图像，可以融合得到清晰的图像，有利于提高获取到的图像质量。
25.进一步，本实用新型实施例的方案中，无影灯还包括控制器，控制器用于接收多个摄像头发送的图像或视频，以及向多个摄像头中的一个或多个摄像头发送开关控制指令；其中，所述开关控制指令用于开启或关闭一个或多个摄像头。采用这样的方案，可以通过多个摄像头的不同组合满足不同场景下的拍摄需求，使得无影灯的应用更加优化。
26.进一步，本实施例的方案中，无影灯还包括报警器，报警器可以用于从控制器接收异常指令，并响应于从控制器接收的异常指令进行报警。采用这样的方案，可以在无影灯的照明过程中进行有效监控，使无影灯的使用人员及时发现异常，有利于优化无影灯的应用。
27.进一步，本实施例的方案中，无影灯还包括执行机构，执行机构用于调整所述灯盘
的位置和/或朝向，所述执行机构与所述控制器通信连接，采用这样的方案，可以根据不同的场景自动地调整灯盘的位置和/或朝向，有利于优化无影灯的应用。
附图说明
28.图1是本实用新型实施例中一种无影灯的结构示意图；
29.图2是本实用新型实施例中一种无影灯的部分剖面结构示意图；
30.图3是本实用新型实施例中另一种无影灯的结构示意图；
31.图4是本实用新型实施例中又一种无影灯的结构示意图。
具体实施方式
32.如背景技术所述，亟需一种无影灯，能够在进行照明的同时，获取到范围更大、质量更高的图像。
33.现有技术中的无影灯包括摄像头结构，所述摄像头结构包括单个摄像头和光学变焦机构，以采集手术过程中的图像或视频。为了尽可能地获得较好的拍摄角度，单摄像头和变焦机构通常设置于灯盘的中心位置附近。但由于光学变焦机构体积较大，将摄像头结构设置于灯盘中心位置附近，容易影响无影灯的灯珠的合理布局。
34.现有技术中，也有将单个摄像头和光学变焦机构设置在无影灯的手柄上的方案，但采用这样的方案，会增大手柄的体积，不利于医护人员的操作，也不利于手柄的消毒。
35.此外，虽然设置有光学变焦机构，但单个摄像头的拍摄范围、拍摄角度和成像质量等仍然十分有限，因此，获取的图像的范围和质量均有待提高。
36.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种无影灯，在本实用新型实施例的方案中，无影灯包括灯盘和多个摄像头，其中，灯盘包括正面部和背面部，正面部上设置有多个光源和多个摄像头。其中，至少两个摄像头的焦距不同。由于多个摄像头中至少两个摄像头的焦距不同，可以通过焦距不同的多个摄像头的组合替代单个摄像头和光学变焦机构的组合。采用这样的方案时，由于无需再设置光学变焦机构，可以大大减小摄像头需要占用的灯盘空间，有利于使灯盘上光源的布局更加合理。
37.此外，与现有技术相比，多个摄像头可以从不同的拍摄角度进行拍摄，可以减少拍摄盲区，扩大拍摄范围。由于多个摄像头的焦距不同，后续可以通过多个摄像头拍摄到的图像进行融合处理等，有利于获取更加清晰准确的图像信息。
38.为使本实用新型的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
39.参照图1，图1是本实用新型实施例中一种无影灯的结构示意图。如图1所示，无影灯1可以包括灯盘11、光源12和多个摄像头13。
40.具体而言，灯盘11具有正面部(图未示)和背面部(图未示)，其中，正面部和背面部可以是相对的，灯盘11的正面部为灯盘11朝向被照射对象的一面，所述被照射对象可以是手术中的患者等，但并不限于此。
41.进一步地，正面部上设置有多个光源12，所述多个光源12可以用于照明。具体而言，多个光源12照射形成的光斑是互相重合的，光斑所在的区域即为无影灯1的照明区域。在实际实施中，无影灯1的使用人员可以调整灯盘11的朝向，以使光斑位于需要照明的区
域。
42.需要说明的是，本实施例对于多个光源12的数量并不进行限制，多个光源12的类型也不进行限制，在一个具体的例子中，光源12可以为led(light-emitting diode)光源，但并不限于此。
43.还需要说明的是，本实施例对于多个光源12的排列方式也不进行限制，可以是现有的各种恰当的排列方式。如图1所示，多个光源12可以自灯盘11的中心位置处向外呈放射状排列。
44.进一步地，多个摄像头13也设置于正面部。具体而言，多个摄像头13设置于正面部上多个光源12以外的区域。其中，多个摄像头13分别设置于不同的位置，且多个摄像头13的焦距(focal length)是不同的。其中，多个摄像头13中至少两个摄像头13的焦距不同。换言之，多个摄像头13中可以包括至少两个摄像头13的焦距相同，也可以多个摄像头13的焦距各不相同，本实施例对此并不进行限制。
45.更具体地，摄像头13的焦距越大，该摄像头13与灯盘11的中心轴线之间的距离越大。换言之，摄像头13的焦距越大，该摄像头13的焦点(focus point)与灯盘11的中心点之间的距离越大。
46.可以理解的是，焦距越小，拍摄视角越大，拍摄范围越大，图像的放大率越小，因此，将焦距较小的摄像头位于灯盘11的中心点附近，可以尽可能地扩大拍摄范围。此外，焦距越小，拍摄视角越小，拍摄范围越小，但图像的放大率越大。因此，焦距较大的摄像头无需设置于灯盘11的中心点附近，也能获取清晰的局部图像。采用这样的方案，可以兼顾图像的范围和质量。
47.在一个具体的例子中，多个摄像头13可以包括：长焦焦距摄像头、标准焦距摄像头和广角焦距摄像头中的任意多项，本实施例对此并不进行限制。
48.需要说明的是，本实施例的方案中，由于多个摄像头13的焦距不同，无需再设置光学变焦机构。可以理解的是，不包含光学变焦机构的摄像头体积较小，可以灵活地设置在灯盘11上除光源12以外的空闲位置处，大大减小了需要占用的空间，有利于使灯盘11上光源12的布局更加合理。
49.进一步地，多个摄像头13中至少两个摄像头13的光圈可以是相同的，也可以是不同的。
50.进一步地，多个摄像头13中至少两个摄像头13的感光面积可以是相同的，也可以是不同的。
51.进一步地，无影灯1还可以包括执行机构16，执行机构16可以用于调整灯盘11的位置和/或朝向。关于执行机构16的更多内容，可以参照下文关于图4的相关描述。
52.进一步地，无影灯1还可以包括：透明灯罩(图未示)和手柄(图未示)。
53.具体而言，透明灯罩可以用于将多个光源12和多个摄像头13密封在灯盘11和透明灯罩所形成的密闭空间内，以防止污染。
54.进一步地，手柄可以固定于透明灯罩的中心位置处，手柄可以用于无影灯1的使用人员握持，以人为地调整灯盘11的位置和/或朝向。
55.需要说明的是，本实施例对于多个摄像头13的拍摄对象并不进行限制，可以是被照射对象的至少一部分，也可以被照射对象所在的物品和环境。更具体地，可以是患者的手
术部位，也可以是医护人员，还可以是手术室环境等。
56.参照图2，图2是本实用新型实施例中一种无影灯的部分剖面结构示意图。下面结合图1和图2对无影灯上多个摄像头13及其位置进行非限制性的说明。
57.如图2所示，无影灯1的灯盘11包括正面部111和背面部112，其中，灯盘11是具有弧度的，正面部111上设置有多个摄像头13。
58.进一步地，多个摄像头13的焦点均位于灯盘11的中心轴线(central axis)110上，其中，焦距不同的摄像头的焦点位于中心轴线110上的不同位置。
59.需要说明的是，图1中多个光源12照射形成的光斑(图未示)的中心点也位于中心轴线110上。采用这样的方案，可以根据照明区域与灯盘11的中心位置之间的距离，选择恰当焦距的摄像头13进行拍摄，以获得清晰的照明区域的图像。
60.进一步地，可以根据焦距将多个摄像头13划分为多组摄像头，每组摄像头包括多个焦距相同的摄像头13，且不同组的摄像头13的焦距不同。
61.更具体地，焦距不同的摄像头的焦点位于中心轴线110的不同位置，焦距相同的摄像头13的焦点重合。采用这样的方案，由于多个摄像头13设置在灯盘11上的不同位置处，多个焦距相同的摄像头可以从不同的拍摄角度进行拍摄，且在同一位置处成像，可以扩大减少拍摄盲区，拍摄范围，以获取更多的图像信息。
62.图2示出了多个摄像头可以被划分为3组摄像头的场景。更具体地，多个摄像头可以包括：第一组摄像头131、第二组摄像头132和第三组摄像头133。其中，每组摄像头包括2个摄像头。由于焦距越大，摄像头13与中心轴线110之间的距离越远，因此，第一组摄像头131的焦距小于第二组摄像头132的焦距，第二组摄像头132的焦距小于第三组摄像头133的焦距。
63.更具体地，第一组摄像头131可以是广角焦距摄像头，第二组摄像头132可以是标准焦距摄像头，第三组摄像头133可以是长焦焦距摄像头。
64.在具体实施中，可以将第一组焦距摄像头131用于采集视频，更具体地，可以用于录制手术过程中的视频，还可以第三组焦距摄像头133用于图像采集，更具体地，可以按照预设的时间步长采集手术过程中的图像。
65.需要说明的是，图2仅示例性地多个摄像头的一种组合，本实施例对于多组摄像头的组数并不进行限制，以及对于每组摄像头的数量也不进行限制。
66.在具体实施中，同一组的摄像头13的焦距是相同的，且同一组的摄像头与中心轴线110之间的距离也可以是相同的。
67.如图1所示，在一个非限制性的例子中，多个摄像头13在第一平面(图未示)上的投影点可以位于同一直线上，所述第一平面垂直于灯盘11的中心轴线110。更具体地，第一平面可以是照明区域所在的平面。
68.需要说明的是，在其他实施例中，多个摄像头在第一平面上的投影点也可以不位于同一直线上。
69.参照图3，如图3所示，属于同一组的摄像头(也即，焦距相同的摄像头)与灯盘11的中心轴线之间的距离是相等的。换言之，各个焦距相同的摄像头在第一平面内的投影点与灯盘11的中心点在第一平面内的投影点之间的距离是相等的。
70.继续参照图2，如图2所示，中心轴线110上相邻两个焦点之间的距离是相等的。具
体而言，第一组摄像头131的焦点与第二组摄像头132的焦点之间的距离和第二组摄像头132的焦点与第三组摄像头133的焦点之间的距离可以是相等的。
71.采用这样的方案，可以使焦距不同摄像头的焦点均匀地分布在中心轴线110上，当照射区域所在的位置导致其中一种焦距的摄像头无法清晰的成像时，可以确保相邻摄像头采集到的图像尽可能地清晰，结合焦点相邻的摄像头采集到的图像，以融合得到清晰的图像，有利于提高获取到的图像的质量。
72.参照图4，图4是本实用新型实施例中另一种无影灯的结构示意图。下面就图4示出的无影灯和图1、图2和图3示出的无影灯的不同之处进行说明。
73.如图4所示，无影灯1还可以包括：控制器14，所述控制器14可以与多个摄像头13(例如，摄像头1、摄像头2、
……
摄像头n)通信连接，控制器14可以用于从多个摄像头13获取多个摄像头13采集的图像或视频。所述控制器14可以是现有的具有数据接收和数据处理功能的芯片、芯片模组或终端设备，例如，可以是微控制单元(microcontroller unit，mcu)等，但并不限于此。
74.进一步地，控制器14还可以与外部终端(图未示)通信连接，其中，外部终端是云端服务器等，但并不限于此。
75.在具体实施中，控制器14可以用于将多个摄像头13采集的图像或视频发送至外部终端，以便外部终端对多个摄像头13采集的图像或视频进行处理。需要说明的是，本实用新型实施例对于外部终端对图像或视频的处理方法并不进行限制，外部终端可以是采用现有的各种恰当的算法对图像或视频进行处理。
76.进一步地，控制器14还可以用于向多个摄像头13中的一个或多个摄像头13发送开关控制指令，以用于开启或关闭一个或多个摄像头13。
77.其中，开关控制指令可以是采用现有的各种恰当的算法生成的，本实施例对此并不进行限制。开关控制指令可以是由控制器14生成的，也可以是由外部终端生成后发送给控制器14的。采用这样的方案，可以通过多个摄像头的不同组合满足不同场景下的拍摄需求，使得无影灯的应用更加优化。
78.进一步地，无影灯1还可以包括报警器15，控制器14还可以与报警器14通信连接。在具体实施中，报警器15可以用于从控制器14接收异常指令，并响应于从控制器14接收的异常指令进行报警。
79.其中，异常指令可以是采用现有的各种恰当的算法生成的，本实施例对于生成异常指令的方法并不进行限制。异常指令可以是由控制器14采用现有的各种恰当的算法生成的，也可以是由外部终端采用现有的各种恰当的算法生成后发送至控制器14的。采用这样的方案，可以在无影灯的照明过程中进行有效监控，通过报警器的报警来使无影灯1的使用人员及时发现异常，有利于优化无影灯的应用。
80.进一步地，无影灯1还可以包括：执行机构16，执行机构16可以固定于灯盘的背面部。其中，执行机构16可以用于调整灯盘的位置和/或朝向。更具体地，灯盘的位置可以是指灯盘所处的空间位置，灯盘的朝向发生变化时，光源的光斑所在的位置也发生变化。
81.进一步地，控制器14还可以与执行机构16通信连接，控制器14还可以用于从控制器14接收移动控制指令，响应于从控制器14接收到的移动控制指令，执行机构16可以调整灯盘的位置和/或朝向。
82.在一个具体的例子中，执行机构16可以是机械臂等。
83.其中，移动控制指令可以是采用现有的各种恰当的算法生成的，本实施例对于生成移动控制指令的方法并不进行限制。其中，移动控制指令可以是由控制器14采用现有的各种恰当的算法生成的，也可以是由外部终端采用现有的各种恰当的算法生成后发送至控制器14的。
84.采用这样的方案，可以根据不同的场景调整灯盘的位置和/或朝向，有利于优化无影灯的应用。
85.在一个具体的例子中，在开始手术前，响应于初始移动控制指令，执行机构16可以调整灯盘的初始高度，以使灯盘与被照射对象之间的距离为预先设置的距离。其中，初始移动控制指令可以是根据多个摄像头采集到的初始图像得到的。需要说明的是，本实施例对于根据多张初始图像得到初始移动控制指令的具体方法并不进行限制，可以是采用现有的算法计算得到的。
86.进一步地，控制器14还可以与显示设备(图未示)通信连接，在具体实施中，控制器14可以用于将融合图像发送至显示设备，显示设备可以用于显示从控制器14接收到的融合图像。
87.需要说明的是，融合图像可以是根据现有的图像处理算法对多个摄像头13拍摄得到的图像进行融合处理得到的。融合图像可以是由控制器14进行融合处理的，也可以是由外部终端进行融合处理后将融合图像发送至控制器14的，本实施例对此并不进行限制。
88.关于图4示出的无影灯1的更多内容，可以参照图1、图2和图3的相关描述，在此不再赘述。
89.需要说明的是，本实施例中各部件之间通信连接的方式可以是现有的各种通信连接方式，只需能够实现数据的传输即可。具体地，可以是有线通信连接(例如，串口通信连接等)，也可以是无线通信连接(例如，蓝牙、局域网等)，本实施例并不进行限制，
90.应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，表示前后关联对象是一种“或”的关系。
91.本技术实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。
92.本技术实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本技术实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本技术实施例的任何限制。
93.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。