显示装置及手术机器人制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种显示装置及手术机器人，所述显示装置包括显示器、切换组件以及两个光路组件，显示器的两个显示区所显示的两个图像，分别经由两个光路组件形成两个虚像，当切换组件处于第一状态时，使两个显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息，相应的，光路组件形成的虚像之间具有横向视差；当切换组件处于第二状态时，使两个显示区接收相同的图像信息，相应的，光路组件形成的虚像相同；从而可使显示装置的显示模式在三维模式和二维模式之间切换，医生可以方便地根据需要选择合适的图像显示模式，不仅有助于医生缓解长时间观察三维图像的引起的眼睛疲劳，而且有利于在不同的情况下观察对象，尤其适用于距离待观察目标较近的情况。

Display Device and Surgical Robot

【技术实现步骤摘要】
显示装置及手术机器人
本专利技术涉及手术器械领域，特别涉及一种显示装置及手术机器人。
技术介绍
微创伤手术由于其创伤小、恢复快等优点被越来越多的患者所接受。越来越多的手术模式都由传统的开放式手术慢慢的发展到微创伤手术，且相应的手术工具也从早期的手术钳、手术刀等慢慢的发展到了现在的手术机械臂、手术机器人等。在微创伤手术中，显示装置能够为医生提供直观的影像，是非常重要的一部分。现有的手术机器人系统的显示装置可为医生提供高保真三维(3D)视觉，能够为医生提供准确的空间距离。现有的裸眼三维影像通过分别提供左右眼不同视差的图像来实现。因此，目前的手术机器人的医生控制台多为沉浸式的，医生通过医生控制台上的观察窗可观察三维影像，观察位置被限制在极其限定的位置。而在微创伤外科手术过程中，复杂的手术环境和操作任务要求医生长时间操控机器人实施手术作业，长时间的观察三维影像会使医生产生视觉疲劳。此外，虽然三维影像可观察位置的进深感，但当内窥镜距离手术器械或组织较近的时候，二维的平面影像反而更容易观察。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种显示装置及手术机器人，以解决现有显示装置无法在二维和三维图像之间切换的问题。因此，根据本专利技术的一个方面，提供了一种显示装置，其包括：显示器，包括两个显示区，分别为第一显示区和第二显示区，所述第一显示区和第二显示区分别用以接收图像信息，并分别显示第一图像和第二图像；切换组件，包括第一状态和第二状态，所述切换组件被配置为：当切换组件处于所述第一状态时，使两个所述显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息；当切换组件处于所述第二状态时，使两个所述显示区接收相同的图像信息；以及两个光路组件，分别为第一光路组件和第二光路组件，所述第一光路组件用于接收第一图像并形成用于观察者的一眼睛感知的第一虚像，所述第二光路组件用于接收所述第二图像并形成用于观察者的另一眼睛感知的第二虚像，且所述第一虚像和第二虚像以相同的方向布置。可选的，所述显示装置还包括观察面和对称面；所述观察面垂直于所述对称面布置，所述观察面用以供观察者感知所述第一虚像和第二虚像；所述第一显示区和第二显示区关于所述对称面对称布置；所述第一光路组件和第二光路组件关于所述对称面对称布置；所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像及第二虚像平行于所述观察面。可选的，在所述显示装置中，所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像与第二虚像在横向上至少局部重叠。可选的，在所述显示装置中，所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像与所述第二虚像的像面均位于同一虚拟平面。可选的，在所述显示装置中，所述第一虚像及第二虚像均沿竖直方向布置，且位于同一水平高度上。可选的，在所述显示装置中，所述光路组件为反射组件，所述反射组件用以反射所述显示器所显示的图像。可选的，在所述显示装置中，每个所述反射组件包括：第一反射镜，与对应的一个所述显示区成角度布置；以及第二反射镜，与所述第一反射镜成角度布置，所述第二反射镜的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向相同，且所述第二反射镜的另一个延伸方向与所述观察面的另一个延伸方向成角度布置；其中，所述反射组件被配置为，所述第一图像或所述第二图像由对应的所述显示区显示后，依次经过对应的所述第一反射镜和所述第二反射镜的反射，以形成所述第一虚像或所述第二虚像。可选的，在所述显示装置中，所述第二反射镜与所述观察面的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向均为沿竖直方向延伸。可选的，所述显示装置还包括偏移调整装置，所述偏移调整装置用以调整所述反射组件的位置或角度，以调节所述第一虚像和所述第二虚像的之间横向距离。可选的，所述显示装置还包括图像分割组件，所述图像分割组件与所述切换组件通信连接，所述图像分割组件用于接收二维图像信息并进行处理，以获得相对于接收的二维图像信息具有横向视差的第一视差图像信息；当所述切换组件处于第一状态时，所述切换组件接收所述二维图像信息以及所述图像分割组件所输出的第一视差图像信息，并分别提供给所述第一显示区及第二显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像具有横向视差；当所述切换组件处于第二状态时，所述切换组件接收所述二维图像信息，并提供给两个所述显示区以相同的二维图像信息，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像相同。可选的，所述显示装置还包括图像合并组件，所述图像合并组件分别与所述切换组件通信连接，所述图像合并组件用于接收第二视差图像信息并进行处理，以获得合并图像信息，其中所述第二视差图像信息包括两个具有横向视差的二维图像的信息；当所述切换组件被配置为所述第一状态时，所述切换组件接收所述第二视差图像信息，并将所述第二视差图像信息中两个二维图像的信息分别提供给所述第一显示区及第二显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像具有横向视差；当所述切换组件被配置为所述第二状态时，所述切换组件接收所述图像合并组件所输出的合并图像信息，并提供给两个所述显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像相同。可选的，在所述显示装置中，当所述切换组件被配置为所述第二状态时，所述切换组件接收第二视差图像信息，其中所述第二视差图像信息包括两个二维图像的信息，所述切换组件将所述第二视差图像信息中的一个二维图像的信息提供给两个所述显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像相同。此外，根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种手术机器人，所述手术机器人包括如上所述的显示装置，还包括图像采集装置，所述图像采集装置与所述显示装置通信连接，用于获取手术环境的图像信息并提供给所述显示装置。可选的，所述手术机器人还包括：侧手推车，包括至少一个图像臂和工具臂，所述图像臂上挂载有所述图像采集装置，所述工具臂上挂载有手术器械；以及医生控制台，包括主操作手，所述显示装置设置于所述医生控制台上；所述主操作手与所述侧手推车的工具臂以及手术器械构成主从控制关系。综上所述，在本专利技术提供的显示装置及手术机器人中，显示装置包括显示器、切换组件以及两个光路组件，显示器的两个显示区所显示的两个图像，分别经由两个光路组件形成两个用于观察者的眼睛分别感知的虚像，通过切换组件在第一状态和第二状态之间切换，当切换组件处于第一状态时，使两个显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息，相应的，光路组件形成的虚像之间具有横向视差；当切换组件处于第二状态时，使两个显示区接收相同的图像信息，相应的，光路组件形成的虚像相同；从而可使显示装置的显示模式在三维模式和二维模式之间切换，医生可以方便地根据需要选择合适的图像显示模式，不仅有助于医生缓解长时间观察三维图像的引起的眼睛疲劳，而且有利于在不同的情况下观察对象，尤其适用于距离待观察目标较近的情况。附图说明本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本专利技术，而不对本专利技术的范围构成任何限定。其中：图1是本专利技术实施例一提供的手术机器人的示意图；图2是本专利技术实施例一提供的医生控制台的示意图；图3是本专利技术实施例一提供的显示装置的立体示意图；图4是图3所示的显示装置的主视图；图5是图3所示的显示装置的光路图；图6是本专利技术实施例一提供的成像平面的示意图；图7是本专利技术实施例一提供的图像分割的流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示装置，其特征在于，包括：显示器，包括两个显示区，分别为第一显示区和第二显示区，所述第一显示区和第二显示区分别用以接收图像信息，并分别显示第一图像和第二图像；切换组件，包括第一状态和第二状态，所述切换组件被配置为：当切换组件处于所述第一状态时，使两个所述显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息；当切换组件处于所述第二状态时，使两个所述显示区接收相同的图像信息；以及两个光路组件，分别为第一光路组件和第二光路组件，所述第一光路组件用于接收第一图像并形成用于观察者的一眼睛感知的第一虚像，所述第二光路组件用于接收所述第二图像并形成用于观察者的另一眼睛感知的第二虚像，且所述第一虚像和第二虚像以相同的方向布置。

【技术特征摘要】
2019.04.30 CN 20191036382671.一种显示装置，其特征在于，包括：显示器，包括两个显示区，分别为第一显示区和第二显示区，所述第一显示区和第二显示区分别用以接收图像信息，并分别显示第一图像和第二图像；切换组件，包括第一状态和第二状态，所述切换组件被配置为：当切换组件处于所述第一状态时，使两个所述显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息；当切换组件处于所述第二状态时，使两个所述显示区接收相同的图像信息；以及两个光路组件，分别为第一光路组件和第二光路组件，所述第一光路组件用于接收第一图像并形成用于观察者的一眼睛感知的第一虚像，所述第二光路组件用于接收所述第二图像并形成用于观察者的另一眼睛感知的第二虚像，且所述第一虚像和第二虚像以相同的方向布置。2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括观察面和对称面；所述观察面垂直于所述对称面布置，所述观察面用以供观察者感知所述第一虚像和第二虚像；所述第一显示区和第二显示区关于所述对称面对称布置；所述第一光路组件和第二光路组件关于所述对称面对称布置；所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像及第二虚像平行于所述观察面。3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像与第二虚像在横向上至少局部重叠。4.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像与所述第二虚像的像面均位于同一虚拟平面。5.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，所述第一虚像及第二虚像均沿竖直方向布置，且位于同一水平高度上。6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光路组件为反射组件，所述反射组件用以反射所述显示器所显示的图像。7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，每个所述反射组件包括：第一反射镜，与对应的一个所述显示区成角度布置；以及第二反射镜，与所述第一反射镜成角度布置，所述第二反射镜的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向相同，且所述第二反射镜的另一个延伸方向与所述观察面的另一个延伸方向成角度布置；其中，所述反射组件被配置为，所述第一图像或所述第二图像由对应的所述显示区显示后，依次经过对应的所述第一反射镜和所述第二反射镜的反射，以形成所述第一虚像或所述第二虚像。8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述第二反射镜与所述观察面的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向均为沿竖直方向延伸。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙颖浩，陈功，毛昊阳，袁帅，罗中宝，何超，
申请(专利权)人：微创上海医疗机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31