大景深3D手术显微系统技术方案

本发明专利技术提供了一种大景深3D手术显微系统，涉及医疗器械的技术领域，系统工作时，两个相机内的第一透镜组和图像探测器之间的距离连续变化，从而得到多组第一图像和第二图像，数据处理器可以实时获取第一图像和第二图像，并通过图像处理技术获得第一图像和第二图像重叠的部分，然后将实时获取的多个重叠部分匹配到3D画面中，从而得到完整的3D画面。并且，通过对图像探测器的像元尺寸和相机的孔径的限定，从而使系统在200mm～650mm范围内的任意一个物面能够以4mm～60mm范围的景深清晰成3D画面。面。面。

【技术实现步骤摘要】
大景深3D手术显微系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其是涉及一种大景深3D手术显微系统。

技术介绍

[0002]随着电子技术的发展，照相芯片的小型化以及光学镜片加工精度的提升等，用于外科手术的手术显微镜也朝着高分辨推进，同时光学的体积成本也随之下降。
[0003]目前市场上的一些种显微镜系统使用液体透镜对手术切面实现层切成像，利用人眼的视觉暂留功能实现大景深的输出，由于液体透镜相当于双胶合透镜，其最终的3D输出效果以及景深效果不够真实。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种大景深3D手术显微系统，以缓解现有的显微镜系统利用液体透镜实现大景深效果但最终的3D输出效果以及景深效果不够真实的技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供的一种大景深3D手术显微系统，包括：相机，相机的数量为两个，两个相机的光轴平行；所述相机包括沿光轴方向依次设置的第一透镜组和图像探测器；所述第一透镜组和图像探测器之间的距离可调，且两个相机中的第一透镜组和图像探测器之间的距离一致；两个所述相机用于同时分别形成第一图像和第二图像；数据处理器，所述数据处理器分别与两个所述相机连接，所述数据处理器能够获取第一图像和第二图像中的重叠部分，并将重叠部分匹配到3D画面中；所述图像探测器的像元尺寸为1.7微米
×
1.7微米；所述相机的孔径F#为5～12可调节，以使所述大景深3D手术显微系统的景深在4mm～60mm范围内可调节。
[0006]进一步的，所述图像探测器的分辨率大于4032
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3024像素。
[0007]进一步的，第一透镜组为高斯透镜组。
[0008]进一步的，所述第一透镜组的焦距取值范围为：5mm～35mm；所述第一透镜组的波长取值范围为：380nm～950nm；所述第一透镜组的视场直径取值范围为：200mm@φ100mm范围内；650mm@φ300mm范围内。
[0009]进一步的，所述第一透镜组包括：沿光轴依次设置的：第一透镜，所述第一透镜为焦距范围在20mm～70mm范围内的双凸正透镜；第二透镜，所述第二透镜为由一片双凸透镜和一片双凹透镜组合而成的双胶合正透镜，所述第二透镜的焦距范围在100mm～2000mm范围内；光阑，所述光阑用于调节所述相机的孔径F#；第三透镜，所述第三透镜为由一片双凹透镜和一片双凸透镜组合而成的双胶合透镜，所述第三透镜的焦距范围在
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25mm～
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75mm范围内；
第四透镜，所述第四透镜为双弯月负透镜，所述第四透镜焦距范围在
‑
100mm～
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300mm范围内；第五透镜，所述第五透镜为双凸正透镜，所述第五透镜的焦距范围在10mm～50mm范围内。
[0010]进一步的，所述图像探测器的分辨率为8192
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6144像素；所述第一透镜组的焦距为28mm；所述第一透镜组的F#为4，所述第一透镜组和图像探测器之间的距离可调范围为2.7mm，以使所述大景深3D手术显微系统从200mm～650mm的工作距离内实现视场直径φ6.2mm～φ192mm的物方视野连续可调。
[0011]进一步的，所述大景深3D手术显微系统还包括位于两个相机前方的公共保护镜。
[0012]进一步的，两个相机的光轴之间的距离的取值范围为：30mm～150mm。
[0013]进一步的，所述图像探测器为CMOS探测器。
[0014]进一步的，还包括显示设备，所述显示设备包括偏光3D显示屏幕。
[0015]本专利技术的至少具备以下优点或有益效果：本专利技术提供的大景深3D手术显微系统，包括：相机和数据处理器。相机的数量为两个，两个相机的光轴平行；所述相机包括沿光轴方向依次设置的第一透镜组和图像探测器；所述第一透镜组和图像探测器之间的距离可调，且两个相机中的第一透镜组和图像探测器之间的距离一致；两个所述相机用于同时分别形成第一图像和第二图像；所述数据处理器分别与两个所述相机连接，所述数据处理器能够获取第一图像和第二图像中的重叠部分，并将重叠部分匹配到3D画面中；所述图像探测器的像元尺寸为1.7微米
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1.7微米；所述相机的孔径F#为5～12可调节，以使所述大景深3D手术显微系统的景深在4mm～60mm范围内可调节。
[0016]系统工作时，两个相机内的第一透镜组和图像探测器之间的距离连续变化，从而得到多组第一图像和第二图像，数据处理器可以实时获取第一图像和第二图像，并通过图像处理技术获得第一图像和第二图像重叠的部分，然后将实时获取的多个重叠部分匹配到3D画面中，从而得到完整的3D画面。并且，通过对图像探测器的像元尺寸和相机的孔径的限定，从而使系统的物面能够以4mm～60mm范围的景深清晰成3D画面。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的大景深3D手术显微系统的示意图；图2为本专利技术实施例提供的大景深3D手术显微系统的单相机MTF传递函数分辨率曲线。
[0019]图标：100
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相机；110
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第一透镜组；120
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图像探测器；200
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数据处理器；300
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公共保护镜；400
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显示设备。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0021]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0023]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大景深3D手术显微系统，其特征在于，包括：相机（100），相机（100）的数量为两个，两个相机（100）的光轴平行；所述相机（100）包括沿光轴方向依次设置的第一透镜组（110）和图像探测器（120）；所述第一透镜组（110）和图像探测器（120）之间的距离可调，且两个相机（100）中的第一透镜组（110）和图像探测器（120）之间的距离一致；两个所述相机（100）用于同时分别形成第一图像和第二图像；数据处理器（200），所述数据处理器（200）分别与两个所述相机（100）连接，所述数据处理器（200）能够获取第一图像和第二图像中的重叠部分，并将重叠部分匹配到3D画面中；所述图像探测器（120）的像元尺寸为1.7微米
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1.7微米；所述相机（100）的孔径F#为5～12可调节，以使所述大景深3D手术显微系统的景深在4mm～60mm范围内可调节。2.根据权利要求1所述的大景深3D手术显微系统，其特征在于：所述图像探测器（120）的分辨率大于4032
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3024像素。3.根据权利要求1所述的大景深3D手术显微系统，其特征在于：第一透镜组（110）为高斯透镜组。4.根据权利要求3所述的大景深3D手术显微系统，其特征在于：所述第一透镜组（110）的焦距取值范围为：5mm～35mm；所述第一透镜组（110）的波长取值范围为：380nm～950nm；所述第一透镜组（110）的视场直径取值范围为： 200mm@φ100mm范围内；650mm@φ300mm范围内。5.根据权利要求4所述的大景深3D手术显微系统，其特征在于：所述第一透镜组（110）包括：沿光轴依次设置的：第一透镜，所述第一透镜为焦距范围在20mm～70mm范围内的双凸正透镜；第二透镜，所述第二透镜为由一片双凸透镜和一片双凹透镜组合而成的双胶合正透镜，所述第二透镜的焦距范围在100m...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏雨，贾钊，童安磊，
申请(专利权)人：杭州安劼医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：