一種雙目成像內(nèi)窺鏡裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種雙目成像內(nèi)窺鏡裝置，包括內(nèi)窺鏡鏡頭，內(nèi)窺鏡鏡頭的前端采用向內(nèi)凹陷的圓錐形結(jié)構(gòu)，其頂角為120度；前端開設(shè)5個(gè)孔，其中一個(gè)孔設(shè)于圓錐形的頂部，其余4個(gè)孔中的任意一個(gè)孔至設(shè)于頂部的孔之間的距離相等，4個(gè)孔位于同一平面上，且4個(gè)孔之間的間隔相同；5個(gè)孔中的3個(gè)孔內(nèi)分別設(shè)有LED冷光源，LED冷光源呈三點(diǎn)共線分布；5個(gè)孔中的另2個(gè)孔內(nèi)分別設(shè)有微型攝像頭，兩個(gè)微型攝像頭的主光軸呈120度的夾角。微型攝像頭主光軸是成120度的夾角分布，能觀測(cè)到與光軸平行的雙攝像頭所拍攝不到的區(qū)域，與平頭內(nèi)窺鏡鏡頭相比較，可以在更近的距離來觀測(cè)突起的微小被測(cè)物體，從而形成近視場(chǎng)大視野的攝像效果，方便后續(xù)的三維成像。
【專利說明】一種雙目成像內(nèi)窺鏡裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及內(nèi)窺鏡，更具體地說，是涉及一種雙目成像內(nèi)窺鏡裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)的投影作用是將患者身體的三維場(chǎng)景映射為電子成像器件上的二維圖像，但缺乏比較重要的深度信息。另外，由于微型攝像機(jī)的發(fā)展非常迅速，其新品的體積和像素分辨率都有不可小覷的程度，特別應(yīng)用在手機(jī)上，微小的外形配置上高分辨的成像特別適合于人體內(nèi)窺攝像。
[0003]另外，基于雙目成像的原理，應(yīng)用2個(gè)或以上的攝像機(jī)對(duì)物體進(jìn)行多視角的圖像采集，可以將這些圖像重建成三維圖像。三維圖像信息來進(jìn)行深度的判斷來減少誤操作的概率和增加手術(shù)工具定位的準(zhǔn)確性等，從而提高相關(guān)手術(shù)的成功率。由于需要重建三維效果，但是目前的雙目內(nèi)窺成像多采用兩個(gè)單獨(dú)的成像鏡頭，每個(gè)鏡頭單獨(dú)成像，視野和亮度均受到限制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服目前廣泛應(yīng)用于微創(chuàng)外科手術(shù)內(nèi)窺鏡的二維圖像的缺陷，提供一種臨床上能夠進(jìn)行微創(chuàng)外科手術(shù)的三維圖像采集與實(shí)時(shí)反饋、成本較低的一種雙目成像內(nèi)窺鏡裝置。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種雙目成像內(nèi)窺鏡裝置，包括外形呈圓柱體形的內(nèi)窺鏡鏡頭，所述內(nèi)窺鏡鏡頭的前端采用向內(nèi)凹陷的圓錐形結(jié)構(gòu)，其頂角為120度；所述前端開設(shè)5個(gè)孔，其中一個(gè)孔設(shè)于圓錐形的頂部，其余4個(gè)孔中的任意一個(gè)孔至所述設(shè)于頂部的孔之間的距離均相等，所述4個(gè)孔位于同一平面上，且4個(gè)孔之間的間隔相同；
[0007]所述5個(gè)孔中的3個(gè)孔內(nèi)分別設(shè)有LED冷光源，LED冷光源呈三點(diǎn)共線分布；所述5個(gè)孔中的另2個(gè)孔內(nèi)分別設(shè)有微型攝像頭，所述兩個(gè)微型攝像頭的主光軸呈120度的夾角。
[0008]所述內(nèi)規(guī)鏡鏡頭內(nèi)還設(shè)有2個(gè)攝像終2而，所述攝像終2而與微型攝像頭相連。
[0009]所述攝像終端通過圖像傳輸導(dǎo)線與圖像采集卡相連，所述圖像采集卡還與計(jì)算機(jī)相連。
[0010]所述5個(gè)孔的直徑均在2mm以內(nèi)。
[0011]本實(shí)用新型的一種雙目成像內(nèi)窺鏡裝置與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0012]I)采用的圓錐內(nèi)凹陷式內(nèi)窺鏡鏡頭中的微型攝像頭主光軸是成120度的夾角分布，能觀測(cè)到與光軸平行的雙攝像頭所拍攝不到的區(qū)域，與平頭內(nèi)窺鏡鏡頭相比較，可以在更近的距離來觀測(cè)突起的微小被測(cè)物體，從而形成近視場(chǎng)大視野的攝像效果，方便后續(xù)的
三維成像。
[0013]2)采用的3個(gè)冷光燈從不同的角度進(jìn)行發(fā)光，提供多方位的光線，在共線平面上具有減少陰影的作用，形成類似無影燈的效果，而在垂直于前面所述的平面上具有增強(qiáng)觀察對(duì)象輪廓的作用。
[0014]3)采用微型攝像頭直接在鏡頭處成像，省去了光路的設(shè)置，杜絕了由于光路中的光損失導(dǎo)致圖像損失的問題。
[0015]4)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，使用便捷，便于設(shè)備維護(hù)和零件更換，適用于臨床上進(jìn)行微創(chuàng)外科手術(shù)的三維圖像實(shí)時(shí)反饋，為手術(shù)的成功進(jìn)行提供基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的一種雙目成像內(nèi)窺鏡裝置的原理示意圖；
[0017]圖2為圖1中的內(nèi)窺鏡鏡頭的外觀示意圖；
[0018]圖3為圖2中的內(nèi)窺鏡鏡頭的主視圖；
[0019]圖4為圖1中的內(nèi)窺鏡鏡頭的前端照射被觀測(cè)物時(shí)的示意圖；
[0020]圖5為圖1中的內(nèi)窺鏡鏡頭的前端照射被觀測(cè)物時(shí)的LED冷光源照射范圍與微型攝像頭接收范圍的示意圖；
[0021]圖6為圖1中的內(nèi)窺鏡鏡頭的前端照射被觀測(cè)物時(shí)的立體光路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0023]請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3所示的一種雙目成像內(nèi)窺鏡裝置，包括外形呈圓柱體形的內(nèi)窺鏡鏡頭1，內(nèi)窺鏡鏡頭I的前端采用向內(nèi)凹陷的圓錐形結(jié)構(gòu)，其直徑在10mm，頂角為120度；前端開設(shè)5個(gè)孔，5個(gè)孔的直徑均在2mm以內(nèi)，其中一個(gè)孔設(shè)于圓錐形的頂部，其余4個(gè)孔中的任意一個(gè)孔至設(shè)于頂部的孔之間的距離均相等，所述4個(gè)孔位于同一平面上，且4個(gè)孔之間的間隔相同；
[0024]5個(gè)孔中的3個(gè)孔內(nèi)分別設(shè)有LED冷光源5，LED冷光源5的燈頭直徑在2mm，LED冷光源5呈三點(diǎn)共線分布，并提供不同角度的白光，照亮共面的觀察區(qū)域，增強(qiáng)其余兩側(cè)的不同視角的輪廓線條，方便兩側(cè)的微型攝像頭2攝取不同角度的圖像信息。LED冷光源5是一種低耗能，產(chǎn)熱少的冷光燈，發(fā)出的光為白光，在內(nèi)窺鏡鏡頭上共面分布在不同的角度進(jìn)行發(fā)光，提供多方位的光線，具有減少陰影的產(chǎn)生和增強(qiáng)對(duì)象的輪廓的作用，為微型攝像機(jī)提供攝取圖像的基礎(chǔ)。
[0025]5個(gè)孔中的另2個(gè)孔內(nèi)分別設(shè)有微型攝像頭2，兩個(gè)微型攝像頭2的主光軸呈120度的夾角。微型攝像頭2與攝像終端3相連。攝像終端3通過圖像傳輸導(dǎo)線4與圖像采集卡6相連，圖像采集卡6還與計(jì)算機(jī)7相連。微型攝像頭2是一種微小型，具有一定的分辨率和視角不小于120度的攝像機(jī)，功率低，工作電壓低，能直接將攝取的圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸?shù)綌z像終端上。微型攝像頭2的鏡頭直徑在2mm，且2個(gè)微型攝像頭2對(duì)稱分布并所成的角度為120度，這樣可以直接從兩個(gè)不同的視覺來攝取同一觀察物不同角度的圖像，減少了由于光損失導(dǎo)致的不必要圖像傳輸損失，并且為后續(xù)的三維成像提供圖像基礎(chǔ)。
[0026]圖像傳輸導(dǎo)線4是一種柔性的導(dǎo)電金屬包裹在一層易于伸縮的絕緣保護(hù)層，并且與多根導(dǎo)線包裹在內(nèi)窺鏡管道內(nèi)。
[0027]圖像采集卡6是一種具有接收多個(gè)視頻圖像信號(hào)以及緩存圖像信息作用的模塊。[0028]再請(qǐng)參見圖4所示，其中8為被觀測(cè)物，9為由LED冷光源5發(fā)出的光經(jīng)反射所成的光路走向，共面的三個(gè)LED冷光源5發(fā)出的光經(jīng)過被觀測(cè)物8的表面反射到微型攝像頭2攝像，接著傳輸?shù)綌z像終端3中處理，最后送至圖像傳輸導(dǎo)線4中。
[0029]再請(qǐng)參見圖5所示，圖中10為LED冷光源5的照明范圍，三個(gè)LED冷光源5分別從3個(gè)角度對(duì)被觀測(cè)物8進(jìn)行照明，減少共面的區(qū)域的陰影，增強(qiáng)兩側(cè)的輪廓線條，從而使得兩側(cè)的微型攝像頭2，所成的圖像具有明顯的特征，便于后續(xù)計(jì)算機(jī)的三維圖像重建。
[0030]再請(qǐng)參見圖6所示，先開啟LED冷光燈5照明路徑，將鏡頭經(jīng)一定渠道送進(jìn)要觀察的部位；然后，調(diào)節(jié)好觀察位置和LED冷光源5亮度，兩個(gè)互成120度角的微型攝像頭2接收三方面的物體反射的光并成像后經(jīng)攝像終端3處理后，通過圖像傳輸導(dǎo)線4送至圖像采集卡6 ;接著，圖像采集卡6將收集到的圖像信息進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換送進(jìn)計(jì)算機(jī)7做最后的三維圖像處理和實(shí)時(shí)多視窗監(jiān)測(cè)。
[0031]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型的目的，而并非用作對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙目成像內(nèi)窺鏡裝置，包括外形呈圓柱體形的內(nèi)窺鏡鏡頭，其特征在于: 所述內(nèi)窺鏡鏡頭的前端采用向內(nèi)凹陷的圓錐形結(jié)構(gòu)，其頂角為120度；所述前端開設(shè)5個(gè)孔，其中一個(gè)孔設(shè)于圓錐形的頂部，其余4個(gè)孔中的任意一個(gè)孔至所述設(shè)于頂部的孔之間的距離均相等，所述4個(gè)孔位于同一平面上，且4個(gè)孔之間的間隔相同； 所述5個(gè)孔中的3個(gè)孔內(nèi)分別設(shè)有LED冷光源，LED冷光源呈三點(diǎn)共線分布；所述5個(gè)孔中的另2個(gè)孔內(nèi)分別設(shè)有微型攝像頭，所述兩個(gè)微型攝像頭的主光軸呈120度的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目成像內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于: 所述內(nèi)窺鏡鏡頭內(nèi)還設(shè)有2個(gè)攝像終端，所述攝像終端與微型攝像頭相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙目成像內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于: 所述攝像終端通過圖像傳輸導(dǎo)線與圖像采集卡相連，所述圖像采集卡還與計(jì)算機(jī)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目成像內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于: 所述5個(gè)孔的直徑均在2_以內(nèi)。
【文檔編號(hào)】A61B1/05GK203576464SQ201320783125
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】袁文威, 陳明惠, 邵琦, 李新艷 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)