一种内窥镜成像系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种内窥镜成像系统及方法，涉及医疗成像技术领域，包括：内窥镜摄像机、内窥镜主机、硬管镜、导光束；所述导光束及内窥镜摄像机均与所述硬管镜相连；所述内窥镜主机与导光束连接，作为照明光源；所述导光束传输的光通过所述硬管镜出射，用于腔体内部照明；所述内窥镜摄像机，用于对腔体内部进行摄像，采集视频信号并发送至所述内窥镜主机；所述内窥镜主机，基于所述视频信号的清晰度生成控制信号并发送至所述内窥镜摄像机，对所述内窥镜摄像机进行聚焦及变倍。本发明专利技术中的内窥镜成像系统实现了机器数量的简化及镜头的轻量化，产品的可靠性及使用寿命大幅提升；通过改变液态透镜的形状，实现摄像头的自动聚焦及变倍。实现摄像头的自动聚焦及变倍。实现摄像头的自动聚焦及变倍。

【技术实现步骤摘要】
一种内窥镜成像系统及方法


[0001]本专利技术涉及医疗成像
，更具体的说是涉及一种内窥镜成像系统及方法。

技术介绍

[0002]目前医疗领域中，内窥镜摄像系统普遍不带电动变倍及自动聚焦功能，一般是手动调节镜头的机械结构进行变倍或手动聚焦，而想要实现电动变倍及聚焦就需要增加电机、齿轮等结构，这样会导致结构比较复杂，体积比较大；此外，聚焦的速度和准度受制于电机及机械结构运动的限制，存在过快、过慢的问题，准度不容易控制，需要反复多次调整；长时间工作的稳定性受机械结构的影响较大，寿命有限，后期的故障率及维护成本较高。
[0003]主机系统一般是由光源主机+图像处理主机+显示器组成，需要三个独立的设备才能完成照明、图像采集及显示的功能，成本增加；而且使用的传输模式是低速的并行模式，摄像头与主机之间的传输线缆比较笨重、复杂，整套产品的生产成本、使用成本及维护成本都比较高。自动聚焦的控制算法和电机的精度控制等匹配响应速度不及时，有较大延迟，传统的内窥镜系统仅实现聚焦的功能，成像的距离及景深无法增加，然而医生手术过程中随着手术部位及器械的改变，对观察目标进行调整的时候，需要频繁调整聚焦位置。
[0004]因此，如何实现系统结构的简化、镜头的轻量化、电动变倍及自动聚焦，降低使用及后续的维护成本是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种内窥镜成像系统及方法，实现了机器数量的简化及镜头的轻量化，通过同轴线缆完成信号的传输及控制，成本低、易维护；通过液态透镜和光学透镜的全新结构设计，代替传统的电机及齿轮结构，产品可靠性及使用寿命大幅提升。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种内窥镜成像系统，包括：内窥镜摄像机、内窥镜主机、硬管镜、导光束；所述导光束及内窥镜摄像机均与所述硬管镜相连；
[0008]所述内窥镜主机与导光束连接，作为照明光源；
[0009]所述导光束传输的光通过所述硬管镜出射，用于腔体内部照明；
[0010]所述内窥镜摄像机，用于对腔体内部进行摄像，采集视频信号并发送至所述内窥镜主机；
[0011]所述内窥镜主机，基于所述视频信号的清晰度生成控制信号并发送至所述内窥镜摄像机，对所述内窥镜摄像机进行聚焦及变倍。
[0012]可选的，所述内窥镜摄像机上设置高速串行器，所述高速串行器将所述视频信号和控制信号转换为高速串行信号。
[0013]可选的，所述内窥镜摄像机包括依次设置的第一液态透镜、第一光学透镜、第二液态透镜、第二光学透镜、滤光片、图像传感器、液态透镜驱动板；所述第一液态透镜及第二液态透镜均通过液态透镜驱动线缆与所述液态透镜驱动板相连；
[0014]所述液态透镜驱动板，基于接收的控制信号，通过改变施加在第一液态透镜、第二液态透镜上的驱动电流，控制所述第一液态透镜及第二液态透镜的形状，对所述内窥镜摄像机进行自动聚焦及变倍。
[0015]可选的，所述内窥镜主机包括开关模块、光源驱动模块、照明模块、电源模块、图像处理模块、显示模块；
[0016]所述开关模块与电源模块相连；所述电源模块为所述光源驱动模块、图像处理模块、显示模块供电；所述光源驱动模块与照明模块连接；
[0017]所述照明模块与导光束连接，作为对腔体内部进行照明的光源；
[0018]所述图像处理模块与内窥镜摄像机连接，用于对内窥镜摄像机采集的视频信号进行处理，获取清晰度信息并生成控制信号；
[0019]所述显示模块，用于对所述视频信号及其处理过程进行显示。
[0020]可选的，还包括医疗显示器，所述医疗显示器与内窥镜主机相连，用于将内窥镜主机的输出图像显示在屏幕上。
[0021]一种内窥镜成像方法，包括以下步骤：
[0022]将导光束的一端与内窥镜主机的照明接口相连，作为照明光源；
[0023]导光束传输的光通过与其另一端相连的硬管镜出射，对腔体内部进行照明；
[0024]通过内窥镜摄像机对腔体内部进行拍摄，采集视频信号并发送至内窥镜主机；
[0025]内窥镜主机根据视频信号的清晰度生成控制信号，对内窥镜摄像机进行聚焦及变倍。
[0026]可选的，采集视频信号的具体操作为：腔体内部的光线依次经过内窥镜摄像机中设置的第一液态透镜、第一光学透镜、第二液态透镜、第二光学透镜、滤光片、图像传感器及液态透镜驱动板，获取视频数据。
[0027]可选的，所述内窥镜摄像机与内窥镜主机之间通过两根同轴线缆传输视频信号及控制信号，并将所述视频信号及控制信号转换为高速串行信号。
[0028]可选的，所述对内窥镜摄像机进行聚焦及变倍，具体包括以下步骤：
[0029]将内窥镜摄像机采集的视频数据转换为高速串行数据、再还原为视频数据并输入内窥镜主机中；
[0030]当检测到内窥镜摄像机的功能按键按下时，通过内窥镜主机的图像处理模块对当前视频的清晰度进行分析，获取控制信号并发送给内窥镜摄像机中的液态透镜驱动板；
[0031]液态透镜驱动板通过改变施加在第一液态透镜、第二液态透镜上的驱动力，控制所述第一液态透镜及第二液态透镜的形状改变，完成对内窥镜摄像机的聚焦及变倍。
[0032]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种内窥镜成像系统及方法，具有以下有益效果：
[0033](1)本专利技术将光源照明、图像处理、图像显示全部集成到内窥镜主机上，简化了机器数量，节省了摆放空间，降低成本，只需要购买一台设备就能实现之前几台设备的功能；
[0034](2)本专利技术通过液态透镜+光学透镜结合的方式实现镜头的轻量化，液态透镜的重量小，比传统电机齿轮的机械结构更简单，聚焦过程无电机噪声；而且用液态透镜+光学透镜的全新结构设计代替传统的电机及齿轮结构，使产品的可靠性及寿命大幅提升，售后成本较低；
[0035](3)本专利技术通过高速串行器将图像的视频传输及液态透镜的控制叠加在一起，通过同轴线缆就可以完成全部的传输及控制，线缆连接简单，轻量化，低成本，易维护；通过高速串行总线对液态透镜进行快速控制，瞬间改变每个透镜的凸起或者凹陷的程度，实现高速的自动聚焦及变倍调节，避免采用传统的电机齿轮的机械传动结构所带来的耗时问题；
[0036](4)本专利技术将多个液态透镜进行组合，改变每个透镜凸起或者凹陷的程度，可以有效的扩大镜头的有效成像距离，增加景深，满足医疗大景深的要求，使用过程中不需要频繁调整聚焦；
[0037](5)本专利技术将镜头和成像传感器整合在一个完整的结构里面，无需再外接镜头适配器，可以大幅降低重量，同时在摄像头端增加快捷按键，可实现聚焦，变倍+，变倍
‑
，白平衡等控制，极大的方便了医生的手术操控，减少很多不必要的调焦等过程；
[0038](6)本专利技术将图像传感器的信号转换成串行的高速信号，通过1～2根同轴电缆就能完成数据的传输和全部的控制，降低了摄像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内窥镜成像系统，其特征在于，包括：内窥镜摄像机、内窥镜主机、硬管镜、导光束；所述导光束及内窥镜摄像机均与所述硬管镜相连；所述内窥镜主机与导光束连接，作为照明光源；所述导光束传输的光通过所述硬管镜出射，用于腔体内部照明；所述内窥镜摄像机，用于对腔体内部进行摄像，采集视频信号并发送至所述内窥镜主机；所述内窥镜主机，基于所述视频信号的清晰度生成控制信号并发送至所述内窥镜摄像机，对所述内窥镜摄像机进行聚焦及变倍。2.根据权利要求1所述的一种内窥镜成像系统，其特征在于，所述内窥镜摄像机上设置高速串行器，所述高速串行器将所述视频信号和控制信号转换为高速串行信号。3.根据权利要求1所述的一种内窥镜成像系统，其特征在于，所述内窥镜摄像机包括依次设置的第一液态透镜、第一光学透镜、第二液态透镜、第二光学透镜、滤光片、图像传感器、液态透镜驱动板；所述第一液态透镜及第二液态透镜均通过液态透镜驱动线缆与所述液态透镜驱动板相连；所述液态透镜驱动板，基于接收的控制信号，通过改变施加在第一液态透镜、第二液态透镜上的驱动电流，控制所述第一液态透镜及第二液态透镜的形状，对所述内窥镜摄像机进行自动聚焦及变倍。4.根据权利要求1所述的一种内窥镜成像系统，其特征在于，所述内窥镜主机包括开关模块、光源驱动模块、照明模块、电源模块、图像处理模块、显示模块；所述开关模块与电源模块相连；所述电源模块为所述光源驱动模块、图像处理模块、显示模块供电；所述光源驱动模块与照明模块连接；所述照明模块与导光束连接，作为对腔体内部进行照明的光源；所述图像处理模块与内窥镜摄像机连接，用于对内窥镜摄像机采集的视频信号进行处理，获取清晰度信息并生成控制信号；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑立剑，廖艳春，杨建中，
申请(专利权)人：深圳市中安视达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：