一种基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪制造技术

本发明专利技术涉及一种基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪，包括镜头模块、控制模块和图像传感器，其中，镜头模块包括液体镜头，控制模块包括处理器、液体镜头驱动单元和手动聚焦控制输入端，处理器连接图像传感器，液体镜头驱动单元分别连接手动聚焦控制输入端和液体镜头，图像传感器将输入的光学信号转化为数字电信号输出至处理器，液体镜头驱动单元将手动聚焦控制输入端的输入信号转化为驱动信号，控制液体镜头进行调焦。与现有技术相比，本发明专利技术使数字观察仪结构设计得到了较大的简化，可以在一个很小的固定距离范围内实现变焦系统；液体镜头极大的变焦范围使得其可以适应极宽距离范围的变焦和聚焦，更加适用于复杂的口腔环境。

A Variable Focus Oral Digital Observer Based on Liquid Lens

The present invention relates to a zoom oral digital observer based on liquid lens, which includes lens module, control module and image sensor. The lens module includes liquid lens, control module includes processor, liquid lens driving unit and manual focusing control input terminal. The processor connects image sensor, and the liquid lens driving unit connects manual focusing control input separately. At the input end and liquid lens, the image sensor converts the input optical signal into digital electrical signal and outputs it to the processor. The liquid lens driving unit converts the input signal of the manual focusing control input end into driving signal and controls the liquid lens to focus. Compared with the prior art, the present invention simplifies the structure design of the digital observer and can realize zoom system in a small fixed distance range. The liquid lens has a large zoom range, so that it can adapt to zoom and focus in a very wide range, and is more suitable for complex oral environment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪
本专利技术涉及一种医疗设备
，尤其是涉及一种基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪。
技术介绍
近年来，随着口腔数字化的发展，口腔数字观察仪在口腔临床医学中得到迅速普及与广泛应用。它通过在自备光源的照明下，对口内组织进行观测，获取其细节，通过光学镜头成像在对应的CMOS或者CCD图像传感器上，进而经过光电转换和图像信号处理后送到显示器上，显示清晰放大的图像供牙医观察，进而帮助牙医进行临床诊断或治疗。口腔观察仪的使用，能够帮助牙医观测到肉眼和口镜很难看清的关键部位，比如髓腔内的根管口的位置、观后牙预备后颈缘的形状、根管内的侧穿孔等。另外，口腔数字观察仪通过对口内组织的数字化成像，有助于对临床数据进行数字化管理，从而提高了牙科诊所的信息化程度。由于口腔数字观察仪在对口内组织进行观测的过程中，需要对不同距离的组织进行成像。口腔数字观察仪一般采用定焦和变焦两种不同的方式来解决这个问题。采用定焦方式的口腔数字观察仪在当前市场上使用较多，但是定焦方式存在观察距离受限、图像质量较差的特点。采用变焦方式的口腔数字观察仪可以调节镜头的焦距，消除了观察范围的限制，但是仍存在以下缺点：一、对于手动调焦的设计，现有的口腔数字观察仪都是使用光学镜头实现变焦，设备较大，操作不方便，其结构设计需要手动控制光学镜头组的移动，一方面带来了较为复杂的结构设计；另外一方面，较难完成精确的数字化控制。二、对于自动变焦的设计，在临床应用中，由于硬件条件的限制，以及自动聚焦算法的本身局限性(需要首先对已采集的若干帧视频数据进行计算，以及其本身存在的计算复杂度)，导致了调焦过程较长，在调焦过程中图像变得模糊，影响用户体验。并且，由于口腔内成像环境的复杂性，从而较大地影响了自动聚焦算法执行结果的准确性。同时，当前口腔数字观察仪的在自动调焦过程中，无法增添牙医的干预输入，从而不可避免地在临床上存在如下情况：即口腔数字观察仪自动聚焦的目标区域与牙医感兴趣的观测区域存在偏差。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪，包括镜头模块、控制模块和图像传感器，其中，所述的镜头模块包括液体镜头，所述的控制模块包括处理器、液体镜头驱动单元和手动聚焦控制输入端，所述的处理器连接图像传感器，所述的液体镜头驱动单元分别连接手动聚焦控制输入端和液体镜头，图像传感器将输入的光学信号转化为数字电信号输出至处理器，液体镜头驱动单元将手动聚焦控制输入端的输入信号转化为驱动信号，控制液体镜头进行调焦。进一步地，所述的处理器连接液体镜头驱动单元，所述的手动聚焦控制输入端通过处理器连接液体镜头驱动模块。进一步地，所述处理器为包含聚焦算法的处理器，该处理器根据图像传感器的输入信号通过聚焦算法进行运算，结合手动聚焦控制输入端的输入信号综合调节液体镜头驱动单元输出的驱动信号，控制液体镜头进行调焦。进一步地，还包括聚焦控制命令综合单元，所述的聚焦控制命令综合单元分别连接处理器和液体镜头驱动模块，所述的手动聚焦控制输入端通过聚焦控制命令综合单元连接液体镜头驱动模块，所述的聚焦控制命令综合单元分别接收来自处理器的输入信号和手动聚焦单元的输入信号进行综合运算，控制液体镜头驱动单元对液体镜头进行调焦。进一步地，所述处理器为包含聚焦算法的处理器，该处理器根据图像传感器的输入信号通过聚焦算法进行运算，输出信号至聚焦控制命令综合单元。进一步地，所述的手动输入控制端包括按键、滚轮、触控板或转盘。进一步地，所述镜头模块还包括光学镜头模组。进一步地，所述的处理器为CPU、GPU或集成芯片。进一步地，所述的聚焦控制命令综合单元为集成电路模块。进一步地，还包括显示单元或显示接口，所述的处理器连接显示单元或显示接口。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术在口腔数字观察仪中使用了液体镜头的光学设计，使数字观察仪结构设计得到了较大的简化，液体镜头通过改变液体的压力来调整焦距，不再需要手动控制光学镜头组的移动，这样设备可以在一个很小的固定距离范围内实现变焦系统；液体镜头极大的变焦范围使得其可以适应极宽距离范围的变焦和聚焦，更加适用于复杂的口腔环境。2、本专利技术通过控制模块中处理器、液体镜头驱动单元和手动聚焦控制输入端不同的组合连接方式，实现全手动和半自动的两种变焦功能，操作方便，使用范围广泛。3、手动聚焦控制输入端直接连接液体镜头驱动单元或者通过处理器间接连接液体镜头驱动单元，实现了全手动的变焦调整功能，通过液体镜头的驱动模块，可以对液体镜头进行数字化控制，从而使得手动变焦也能进行精确的数字化变焦控制。4、本专利技术对传统基于自动变焦的口腔数字观察仪的改进，将手动变焦输入与传统的自动变焦方法相结合，实现了更为精确的半自动调焦算法。将手动聚焦控制输入端连接具有聚焦算法处理器或者将处理器和手动聚焦控制输入端同时连接聚焦控制命令综合单元，通过手动输入作用于处理器中的聚焦算法。与传统的自动变焦设计相比，增加了手动变焦输入信息的半自动变焦方法有助于减少调焦时间，提高用户体验；可根据需要，直接手动为处理器提供正确的聚焦值曲线搜索方向，一方面减少了算法的计算时间，缩短了调焦过程，另一方面减少了执行错误的可能。5、本方明通过半自动调焦算法还可以实现对手动聚焦控制输入端和处理器的输入的综合优化和控制，通过设计合理的输出控制逻辑，能够实现手动聚焦优先于自动聚焦，让搜索结果落在任何聚焦位置。即能够在口腔数字观察仪的变焦过程中，增添使用人员的干预输入，从而让口腔数字观察仪变焦的目标区域与感兴趣的观测区域匹配。附图说明图1为实施例一的结构示意图；图2为实施例二的结构示意图；图3为实施例三的结构示意图；图4为实施例四的结构示意图；图5为实施例五的结构示意图；图6为液体镜头的原理示意图；图7为聚焦值曲线示意图；图8为具有局部极大值的聚焦值曲线示意图；图9为光学镜头模组构成示意图；附图标记：1、观测目标，2、光学镜头模组，3、液体镜头，4、图像传感器，5、液体镜头驱动单元，6、手动聚焦控制输入端，7、处理器，8、聚焦控制命令综合单元，9、屋脊棱镜，10、物镜，11、凹平面透镜，12、弯月透镜。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例一：如图1所示，本实施例提供了一种基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪，包括镜头模块、控制模块、图像传感器4和显示单元(图中未示出)，其中，所述的镜头模块包括液体镜头3，所述的控制模块包括处理器7、液体镜头驱动单元5和手动聚焦控制输入端6，所述的处理器7连接图像传感器4，所述的液体镜头驱动单元5分别连接手动聚焦控制输入端6和液体镜头3，液体镜头驱动单元5将手动聚焦控制输入端6的输入信号转化为驱动信号，控制液体镜头3进行调焦。手动聚焦控制输入端6与液体镜头驱动单元5直接相连，用户可以通过手动聚焦控制输入端6，以按键、滚轮、触控板或转盘等形式，实现对液体镜头驱动单元5的输入控制。液体镜头驱动单元5与液体镜头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪，其特征在于，包括镜头模块、控制模块和图像传感器，其中，所述的镜头模块包括液体镜头，所述的控制模块包括处理器、液体镜头驱动单元和手动聚焦控制输入端，所述的处理器连接图像传感器，所述的液体镜头驱动单元分别连接手动聚焦控制输入端和液体镜头，图像传感器将输入的光学信号转化为数字电信号输出至处理器，液体镜头驱动单元将手动聚焦控制输入端的输入信号转化为驱动信号，控制液体镜头进行调焦。

【技术特征摘要】
1.一种基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪，其特征在于，包括镜头模块、控制模块和图像传感器，其中，所述的镜头模块包括液体镜头，所述的控制模块包括处理器、液体镜头驱动单元和手动聚焦控制输入端，所述的处理器连接图像传感器，所述的液体镜头驱动单元分别连接手动聚焦控制输入端和液体镜头，图像传感器将输入的光学信号转化为数字电信号输出至处理器，液体镜头驱动单元将手动聚焦控制输入端的输入信号转化为驱动信号，控制液体镜头进行调焦。2.根据权利要求1所述的基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪，其特征在于，所述的处理器连接液体镜头驱动单元，所述的手动聚焦控制输入端通过处理器连接液体镜头驱动模块。3.根据权利要求2所述的基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪，其特征在于，所述处理器为包含聚焦算法的处理器，该处理器根据图像传感器的输入信号通过聚焦算法进行运算，结合手动聚焦控制输入端的输入信号综合调节液体镜头驱动单元输出的驱动信号，控制液体镜头进行调焦。4.根据权利要求1所述的基于液体镜头的可变焦口腔数字观察仪，其特征在于，还包括聚焦控制命令综合单元，所述的聚焦控制命令综合单元分别连接处理器和液体镜头驱动模块，所述的手动聚焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，
申请(专利权)人：上海翼速医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31