照亮用于生成三维图像信息的光学系统的视场的方法及装置制造方法及图纸

公开一种用于生成三维图像信息的方法及装置。所述装置包括光学系统，其具有布置以捕获在所述光学系统的视场内的光的成像路径。所述成像路径包括至少一个照明部，其可操作地配置为耦合照射通量，从而照亮所述光学系统的视场的至少一部分。所述装置还包括图像调制器，其可操作地配置为使得通过所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部来接收第一图像和第二图像，所述第一成像部和所述第二成像部被布置于邻近至少一个照明部。所述第一成像部在视场内具有第一透视视点，并且所述第二成像部在视场中具有第二透视视点，所述第一图像和所述第二图像一起可操作以表示照亮的视场内的物体的三维空间属性。在本发明专利技术的另一个方案中，照明装置可操作地配置为在通过所述成像路径的第二部分指引照射通量以照亮所述光学系统的视场的第一部分同时接收所述第一图像，以及通过所述成像路径的第一部分指引照射通量以照亮所述光学系统的视场的第二部分同时接收所述第二图像之间交替。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】照亮用于生成三维图像信息的光学系统的视场的方法及装
本专利技术大致地涉及生成三维图像信息，并且更特别地，涉及照亮用于生成三维图像信息的光学系统的视场。
技术介绍
用于观察难以定位以接近位置的物体的诸如显微镜、内窥镜、管道镜的光学仪器大致需要仪器的视场的照明，从而促进可用图像的形成。在题名为 “Stereoscopic viewing system using a two dimensional lenssystem(使用二维透镜系统的立体观察系统)”的共同拥有的美国专利6，151，164中，立体观察系统使用二维透镜系统提供立体观察，而不需要二重成像路径和/或摄像机。立体视图提供可以被观察或处理从而提供三维(3D)图像描绘的左透视图和右透视图。对于内窥镜，用于照亮视场的光可以通过外围地路由穿过仪器镗孔的光纤耦合。
技术实现思路
依照本专利技术的一个方案，提供一种用于通过光学系统生成三维图像信息的方法，所述光学系统具有由多个光学元件限定的成像路径，所述成像路径布置为捕获在光学系统的视场内的光。所述方法包括:通过所述成像路径的至少一个照明部耦合照射通量(illumination flux),从而照亮所述光学系统的视场的至少一部分；以及通过所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部来接收第一图像和第二图像，所述第一成像部和所述第二成像部布置为邻近至少一个照明部。所述第一成像部在视场内具有第一透视视点，并且所述第二成像部在视场内具有第二透视视点，所述第一图像和所述第二图像一起可操作以表示照亮的视场内的物体的三维空间属性。通过所述成像路径的所述至少一个照明部耦合所述照射通量可以包括通过限定于延伸通过所述成像路径的两条大致平行线之间的所述成像路径的至少一个大致矩形部耦合所述照射通量。通过所述成像路径的所述至少一个大致矩形部耦合所述照射通量可以包括通过围绕与所述成像路径相关的光轴的大致矩形部耦合所述照射通量，并且接收所述第一图像和所述第二图像可以包括通过布置在大致矩形部的任一侧的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部来接收第一图像和第二图像。通过所述成像路径的所述至少一个大致矩形部耦合所述照射通量可以包括通过布置在与所述成像路径相关的光轴的任一侧的第一大致矩形部和第二大致矩形部耦合照射通量，并且接收所述第一图像和所述第二图像可以包括通过布置在所述第一大致矩形部和所述第二大致矩形部之间的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部来接收第一图像和第二图像。所述多个光学元件具有大致环形剖面形状，并且通过所述成像路径的所述至少一个照明部耦合所述照射通量可以包括通过布置在与所述成像路径相关的光轴的任一侧的所述成像路径的第一段和第二段耦合所述照射通量，并且接收所述第一图像和所述第二图像可以包括通过布置在所述成像路径的所述第一段和所述第二段之间的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部来接收第一图像和第二图像。通过所述成像路径的所述至少一个照明部耦合所述照射通量可以包括通过所述成像路径的至少一个大致环形部耦合所述照射通量。通过所述成像路径的所述至少一个大致环形部耦合所述照射通量可以包括通过围绕所述成像路径的光轴的所述成像路径的所述大致环形部耦合所述照射通量，并且接收所述第一图像和所述第二图像可以包括通过布置在所述大致环状部的任一侧的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部接收第一图像和第二图像。通过所述成像路径的所述至少一个照明部耦合所述照射通量可以包括通过所述多个光学元件中的第一光学元件的至少一个照明部耦合所述照射通量。通过所述第一光学元件的所述至少一个照明部耦合所述照射通量可以包括通过以下至少之一的至少一个照明部耦合所述照射通量:物镜；以及窗口，其布置为将来自视场的光传输到所述成像路径中。通过所述至少一个照明部耦合所述照射通量可以包括通过在所述物镜和所述窗口中的至少之一中的中央布置的开口耦合所述照射通量。通过所述成像路径的所述至少一个照明部耦合所述照射通量可以包括接收来自照明源的所述照射通量并且将所述照射通量引导到所述成像路径的所述至少一个照明部。弓I导所述照射通量可以包括通过光纤束和波导的其中之一引导所述照射通量。所述方法可以包括在图像传感器处接收所述第一图像和所述第二图像，并且使得所述图像传感器生成表示相应的所述第一图像和所述第二图像的第一信号和第二信号。所述方法可以包括在显示器处接收所述第一信号和所述第二信号，并且使所述显示器显示所述第一图像和所述第二图像。所述方法可以包括将所述第一图像选择性地指引到操作者的左眼并且将所述第二图像选择性地指引到所述操作者的右眼。所述显示器可以可操作地配置为同时显示所述第一图像和所述第二图像中的每一个并且可以进一步包括防止所述第一图像到达操作者的右眼并且防止所述第二图像到达操作者的左眼，同时容许所述第一图像到达操作者的左眼并且容许所述第二图像到达操作者的右眼。通过所述成像路径的第一成像部和第二成像部接收所述第一图像和所述第二图像可以包括在防止光到达所述成像路径的所述第一成像部和防止光到达所述成像路径的所述第二成像部之间交替。接收所述第一图像和所述第二图像可以包括通过所述成像路径的所述第一成像部和所述第二成像部同时接收所述第一图像和所述第二图像，并且可以进一步包括在防止穿过所述成像路径的所述第一成像部的光通过所述光学系统传输，和防止穿过所述成像路径的所述第二成像部的光通过所述光学系统传输之间交替。接收所述第一图像和所述第二图像可以包括通过所述成像路径的所述第一成像部和所述第二成像部同时接收所述第一图像和所述第二图像，并且同时通过所述光学系统传输所述第一图像和所述第二图像；同时在图像调制器接收通过所述光学系统传输的所述第一图像和所述第二图像，并且使所述图像调制器选择性地传输相应的所述第一图像和所述第二图像。使所述图像调制器选择性地传输相应的第一图像和所述第二图像可以包括:使所述图像调制器交替地阻断所述第一图像相关的光，同时传输与所述第二图像相关的光；以及阻断与所述第二图像相关的光，同时传输与所述第一图像相关的光。使所述图像调制器选择性地传输相应的所述第一图像和所述第二图像可以包括使所述图像调制器修改与所述第一图像相关的光状态以具有第一光学状态，修改与所述第二图像相关的光状态以具有第二光学状态，并且所述第一光学状态和所述第二光学状态可操作以有利于所述第一图像和所述第二图像在布置为接收所述第一图像和所述第二图像的图像传感器处分离为第一图像和第二图像。使所述图像调制器修改与所述第一图像和所述第二图像相关的光状态以具有相应的第一光学状态和第二光学状态可以包括使所述图像调制器修改相应的所述第一图像和所述第二图像的偏振状态。依照本专利技术的另一个方案，提供一种用于生成三维图像信息的装置。所述装置包括光学系统，其具有成像路径，所述成像路径布置为捕获在所述光学系统的视场中的光。所述成像路径包括至少一个照明部，其可操作地配置为耦合所述照射通量以照亮所述光学系统的视场的至少一部分。所述装置还包括图像调制器，其可操作地配置为使得通过所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部接收第一图像和第二图像，所述第一成像部和所述第二成像部被布置为邻近所述至少一个照明部。所述第一成像部在视场内具有第一透视视点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过光学系统生成三维图像信息的方法，所述光学系统具有由多个光学元件限定的成像路径，所述成像路径布置为捕获在所述光学系统的视场中的光，所述方法包括：通过所述成像路径的至少一个照明部耦合照射通量，从而照亮所述光学系统的视场的至少一部分；以及通过所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部来接收第一图像和第二图像，所述第一成像部和所述第二成像部布置为邻近所述至少一个照明部，所述第一成像部在所述视场内具有第一透视视点，并且所述第二成像部在所述视场内具有第二透视视点，所述第一图像和所述第二图像一起可操作以表示照亮的视场内的物体的三维空间属性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通过光学系统生成三维图像信息的方法，所述光学系统具有由多个光学元件限定的成像路径，所述成像路径布置为捕获在所述光学系统的视场中的光，所述方法包括: 通过所述成像路径的至少一个照明部耦合照射通量，从而照亮所述光学系统的视场的至少一部分；以及 通过所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部来接收第一图像和第二图像，所述第一成像部和所述第二成像部布置为邻近所述至少一个照明部，所述第一成像部在所述视场内具有第一透视视点，并且所述第二成像部在所述视场内具有第二透视视点，所述第一图像和所述第二图像一起可操作以表示照亮的视场内的物体的三维空间属性。2.如权利要求1所述的方法，其中通过所述成像路径的所述至少一个照明部耦合所述照射通量包括:通过限定于延伸通过所述成像路径的两条大致平行线之间的所述成像路径的至少一个大致矩形部耦合所述照射通量。3.如权利要求2所述的方法，其中通过所述成像路径的所述至少一个大致矩形部耦合所述照射通量包括通过围绕与所述成像路径相关的光轴的大致矩形部耦合所述照射通量，并且其中接收所述第一图像和所述第二图像包括通过布置在所述大致矩形部的任一侧的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部接收第一图像和第二图像。4.如权利要求2所述的方法，其中通过所述成像路径的所述至少一个大致矩形部耦合所述照射通量包括通过布置在与所述成像路径相关的光轴的任一侧的第一大致矩形部和第二大致矩形部耦合所述照射通量，并且其中接收所述第一图像和所述第二图像包括通过布置在所述第一大致矩形部和所述第二大致矩形部之间的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部接收第一图像和第二图像。5.如权利要求1所述的方法，其中所述多个光学元件具有大致环形剖面形状，并且其中通过所述成像路径的所述至少一个照明部耦合所述照射通量包括通过布置在与所述成像路径相关的光轴的任一侧的所述成像路径的第一段和第二段耦合所述照射通量，并且其中接收所述第一图像和所述第二图像包括通过布置在所述成像路径的所述第一段和所述第二段之间的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部接收第一图像和第二图像。6.如权利要求1所述的方法，其中通过所述成像路径的所述至少一个照明部耦合所述照射通量包括通过所述成像路径的至少一个大致环形部耦合所述照射通量。7.如权利要求6所述的方法，其中通过所述成像路径的所述至少一个大致环形部耦合所述照射通量包括通过围绕所述成像路径的光轴的所述成像路径的大致环形部耦合所述照射通量，并且其中接收所述第一图像和所述第二图像包括通过布置在所述大致环状部的任一侧的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部接收第一图像和第二图像。8.如权利要求1所述的方法，其中通过所述成像路径的所述至少一个照明部耦合所述照射通量包括通过所述多个光学元件的第一光学元件的至少一个照明部耦合所述照射通量。9.如权利要求8所述的方法，其中通过所述第一光学元件的所述至少一个照明部耦合所述照射通量包括通过以下至少一个的至少一个照明部耦合所述照射通量: 物镜；以及 窗口，其布置为将来自视场的光传输到所述成像路径中。10.如权利要求9所述的方法，其中通过所述至少一个照明部耦合所述照射通量包括通过在所述物镜和所述窗口中的所述至少一个中的中央布置的开口耦合所述照射通量。11.如权利要求1所述的方法，其中通过所述成像路径的所述至少一个照明部耦合所述照射通量包括接收来自所述照射通量源的所述照射通量并且将所述照射通量引导到所述成像路径的所述至少一个照明部。12.如权利要求11所述的方法，其中引导所述照射通量包括通过光纤束和波导中的一个来引导所述照射通量。13.如权利要求1所述的方法，进一步包括在图像传感器处接收所述第一图像和所述第二图像，并且使所述图像传感器产生表示相应的所述第一图像和所述第二图像的第一信号和第二信号。14.如权利要求13所述的方法，进一步包括在显示器处接收所述第一信号和所述第二信号，并且使所述显示器显示所述第一图像和所述第二图像。15.如权利要求14所述的方法，进一步包括将所述第一图像选择性地指引到操作者的左眼并且将所述第二图像选择性地指引到所述操作者的右眼。16.如权利要求15所述的方法，其中所述显示器可操作地配置为同时显示所述第一图像和所述第二图像中的每一个，并且进一步包括防止所述第一图像到达操作者的右眼以及防止所述第二图像到达操作者的左眼，同时容许所述第一图像到达操作者的左眼以及容许所述第二图像到达操作者的右眼。17.如权利要求1所述的方法，其中通过所述成像路径的第一成像部和第二成像部接收所述第一图像和所述第二图像包括在防止光到达所述成像路径的所述第一成像部和防止光到达所述成像路径的所述第二成像部之间交替。18.如权利要求1所述的方法，其中接收所述第一图像和所述第二图像包括通过所述成像路径的所述第一成像部和所述第二成像部同时接收所述第一图像和所述第二图像，并且进一步包括在以下之间交替: 防止穿过所述成像路径的所述第一成像部的光通过所述光学系统传输；和 防止穿过所述成像路径的所述第二成像部的光通过所述光学系统传输。19.如权利要求1所述的方法，其中接收所述第一图像和所述第二图像包括: 通过所述成像路径的所述第一成像部和所述第二成像部同时接收所述第一图像和所述第二图像，并且同时通过所述光学系统传输所述第一图像和所述第二图像； 同时在图像调制器处接收通过所述光学系统传输的所述第一图像和所述第二图像；以及 使所述图像调制器选择性地传输相应的所述第一图像和所述第二图像。20.如权利要求19所述的方法，其中使所述图像调制器选择性地传输相应的所述第一图像和所述第二图像包括使所述图像调制器交替地: 阻断与所述第一图像相关的光，同时传输与所述第二图像相关的光；和 阻断与所述第二图像相关的光，同时传输与所述第一图像相关的光。21.如权利要求19所述的方法，其中使所述图像调制器选择性地传输相应的所述第一图像和所述第二图像包括使所述图像调制器: 修改与所述第一图像相关的光状态以具有第一光学状态；修改与所述第二图像相关的光状态以具有第二光学状态；并且 其中所述第一光学状态和所述第二光学状态可操作以促进所述第一图像和所述第二图像在布置为接收所述第一图像和所述第二图像的图像传感器处分离为第一图像和第二图像。22.如权利要求21所述的方法，其中使所述图像调制器修改与所述第一图像和所述第二图像相关的所述光状态以具有相应的第一光学状态和第二光学状态包括使所述图像调制器修改相应的所述第一图像和所述第二图像的偏振状态。23.一种用于生成三维图像信息的装置，所述装置包括: 光学系统，其具有成像路径，所述成像路径布置为捕获在所述光学系统的视场内的光，所述成像路径包括至少一个照明部，所述至少一个照明部可操作地配置为耦合照射通量，从而照亮所述光学系统的视场的至少一部分；以及 图像调制器，其可操作地配置为使通过所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部接收第一图像和第二图像，所述第一成像部和所述第二成像部被布置为邻近所述至少一个照明部，所述第一成像部在视场内具有第一透视视点，并且所述第二成像部在视场内具有第二透视视点，所述第一图像和所述第二图像一起可操作以表示照亮的视场内的物体的三维空间属性。24.如权利要求23所述的装置，其中所述至少一个照明部包括所述成像路径的至少一个大致矩形部，其限定在延伸通过所述成像路径的两条大致平行线之间。25.如权利要求24所述的装置，其中所述成像路径的所述至少一个大致矩形部包括围绕与所述成像路径相关的光轴的大致矩形部，并且所述图像调制器可操作地配置为使通过布置在所述大致矩形部的任一侧的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部接收所述第一图像和所述第二图像。26.如权利要求24所述的装置，其中所述至少一个大致矩形部包括布置在与所述成像路径相关的光轴的任一侧的第一大致矩形部和第二大致矩形部，并且其中所述图像调制器可操作地配置为使通过布置在所述第一大致矩形部和所述第二大致矩形部之间的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部接收所述第一图像和所述第二图像。27.如权利要求23所述的装置，其中所述多个光学元件具有大致环状剖面形状，并且其中所述成像路径的所述至少一个照明部包括布置在与所述成像路径相关的光轴的任一侧的所述成像路径的第一段和第二段，并且其中所述图像调制器可操作地配置为使通过布置在所述成像路径的所述第一段和所述第二段之间的所述成像路径的相应的第一成像部和第二成像部接收所述第一图像和所述第二图像。28.如权利要求23所述的装置，其中所述成像路径的所述至少一个照明部包括所述成像路径的至少一个大致环形部。29.如权利要求28所述的装置，其中所述成像路径的所述至少一个大致环形部包括围绕所述成像路径的光轴的所述成像路径的大致环形部。30.如权利要求23所述的装置，其中所述成像路径的所述至少一个照明部包括所述多个光学元件中的第一光学元件的至少一个照明部。31.如权利要求30所述的装置，其中所述第一光学元件的所述至少一个照明部包括以下至少一个的至少一个照明部:物镜；以及 窗口，其布置为将光传输到所述成像路径中。32.如权利要求31所述的装置，其中所述物镜的所述至少一个照明部包括在所述物镜以及所述窗口中的所述至少一个中的中央布置的开口。33.如权利要求23所述的装置，进一步包括: 照明源；以及 照明路径，其可操作地配置为接收来自所述照明源的所述照射通量，并且将所述照射通量引导到所述成像路径的所述照明部。34.如权利要求33所述的装置，其中所述照明路径包括光纤束以及波导中的一个。35.如权利要求23所述的装置，进一步包括图像传感器，其用于接收所述第一图像和所述第二图像并且产生表示相应的所述第一图像和所述第二图像的第一信号和第二信号。36.如权利要求35所述的装置，进一步包括显示器，其用于接收所述第一信号和所述第二信号并且显示所述第一图像和所述第二图像。37.如权利要求36所述的装置，进一步包括光学处理器，其可操作地配置为将所述第一图像选择性地指引到操作者的左眼并且将所述第二图像选择性地指引到所述操作者的右眼。38.如权利要求37所述的装置，其中所述显示器可操作地配置为同时显示所述第一图像和所述第二图像中的每一个，并且其中所述光学处理器可操作地配置为防止所述第一图像到达操作者的右眼以及防止所述第二图像到达操作者的左眼，同时容许所述第一图像到达操作者的左眼以及容许所述第二图像到达操作者的右眼。39.如权利要求23所述的装置，其中所述图像调制器被布置为在防止光到达所述成像路径的所述第一成像部和防止光到达所述成像路径的所述第二成像部之间交替。40.如权利要求23所述的装置，其中所述光学系统可操作地配置为通过所述成像路径的所述第一成像部和第二成像部同时接收所述第一图像和所述第二图像，并且其中所述图像调制器可操作地配...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·N·米切尔，伊奇罗·欣科达，马丁·贝克特，
申请(专利权)人：管理前街不同收入阶层的前街投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA