CN103932660B - 内窥镜 - Google Patents
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Abstract
一种内窥镜，包括图像采集模块、显示模块及与所述图像采集模块及所述显示模块电性连接的信息处理模块，所述图像采集模块包括第一采集单元及第二采集单元，所述信息处理模块包括合成单元，所述第一采集单元采集获得第一电信号，所述第二采集单元采集获得第二电信号，所述合成单元与所述第一采集单元及第二采集单元电性连接并同时接收所述第一电信号及所述第二电信号，并处理所述第一电信号及所述第二电信号，以生成第三电信号，所述显示模块与所述合成单元电性连接，并接收及显示所述第三电信号。本发明提供的内窥镜，具有重量轻、造价低、成像过程无损耗等优点。
Description
技术领域
本发明涉及医疗领域，尤其涉及一种内窥镜。
背景技术
外科手术主要有开放式手术、腹腔镜机器人手术及腹腔镜手术。其中，开放式手术具有触觉反馈且视野直观的优点，但其缺点是创伤较大、操作欠精细。腹腔镜机器人手术具有3维(3Dimensional，3D)视野、操作精细的优点，但其缺点是费用昂贵且缺少触觉反馈。腹腔镜手术包括2D腹腔镜手术和3D腹腔镜手术，2D腹腔镜手术虽然创伤小、操作精细，但其只有平面视野，而3D腹腔镜手术既有创伤小、操作精细的优点，同时还具备3D视野，且相比上述2D腹腔镜手术并不额外增加费用。因此，3D腹腔镜手术相比其他外科手术方法具有优势。
3D腹腔镜产品是进行3D腹腔镜手术的重要元件，目前，3D腹腔镜产品大多采用电荷耦合元件(Charge-coupledDevice，CCD)摄像模块，且将CCD摄像模块放置在3D腹腔镜手柄的后端，而手柄的前端则利用光学镜匹配来完成待测目标的图像采集。这样的3D腹腔镜产品造价昂贵，且前端的光学镜使得产品本身比较重，不便于操作。另外，图像通过光学镜传输也会存在一定的损耗，无法满足使用要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种内窥镜，其利用互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)摄像头作为图像采集元件，不但重量较轻、造价较低，而且无需利用光学透镜进行匹配来完成图像采集，成像过程无损耗。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种内窥镜，包括图像采集模块、显示模块及与所述图像采集模块及所述显示模块电性连接的信息处理模块，所述图像采集模块包括第一采集单元及第二采集单元，所述信息处理模块包括合成单元，所述第一采集单元采集获得第一电信号，所述第二采集单元采集获得第二电信号，所述合成单元与所述第一采集单元及第二采集单元电性连接并同时接收所述第一电信号及所述第二电信号，并处理所述第一电信号及所述第二电信号，以生成第三电信号，所述显示模块与所述合成单元电性连接，并接收及显示所述第三电信号。
其中，所述第一采集单元及所述第二采集单元为互补金属氧化物半导体摄像头。
其中，所述第一采集单元包括第一主体部及第一固定板，所述第一固定板安装于所述第一主体部上，并相对于该第一主体部转动。
其中，所述第一采集单元还包括第一光源，所述第一光源装设于所述第一固定板上。
其中，所述第二采集单元包括第二主体部及第二固定板，所述第二固定板安装于所述第二主体部上，并相对于该第二主体部转动。
其中，所述第二采集单元还包括第二光源，所述第二光源装设于所述第二固定板上。
其中，所述内窥镜还包括手柄，所述第一采集单元及第二采集单元固定于所述手柄的一端并根据预设的方式进行设置，所述手柄的该端靠近待测部位。
其中，所述信息处理模块还包括第一存储单元及第二存储单元，所述第一存储单元与所述第一采集单元及所述合成单元电性连接，并接收及存储所述第一电信号，所述第二存储单元与所述第二采集单元及所述合成单元电性连接并接收存储所述第二电信号。
其中，所述信息处理模块还包括同步单元，所述同步单元与所述第一存储单元、所述第二存储单元及合成单元电性连接，所述同步单元发出控制信号至所述第一存储单元、所述第二存储单元及所述合成单元，并控制所述第一存储单元、所述第二存储单元及所述合成单元之间的同步，以保证第一电信号及第二电信号同步传输至所述合成单元。
其中，所述合成单元包括偏光装置，所述合成单元将所述第一电信号转换为相应的第一光信号，并将所述第二电信号转换为相应的第二光信号，所述偏光装置滤掉第一光信号及第二光信号中除特定偏振方向以外的其他光信号。
本发明提供的内窥镜，利用CMOS摄像头制成第一采集单元及第二采集单元，以进行信号的采集，所述采集到的第一电信号及第二电信号经过所述同步单元进行信号同步后，由所述合成单元处理并合成生成第三电信号，所述第三电信号不经过降采样步骤直接传递地所述显示模块后显示出来。本发明实施例提供内窥镜系统，具有结构轻便，成本低廉及成像效果好等优点，满足使用要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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。
图1是本发明实施例提供的内窥镜的模块示意图。
图2是本发明实施例提供的内窥镜的结构示意图。
图3是图2所示的第一采集单元的的立体示意图。
图4是本发明实施例提供的内窥镜的成像示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供一种内窥镜100，所述内窥镜100可为腹腔镜或其他用于生物体内探测的立体成像镜，该内窥镜100包括图像采集模块10、信息处理模块20及显示模块30，所述信息处理模块20与所述图像采集模块10及显示模块30电性连接。所述图像采集模块10采集图像信号并传输至所述信息处理模块20，所述信息处理模块20接收并对所述图像信号进行处理，如进行信号同步、偏光控制及信号合成等处理，并将处理后的图像信号传输至所述显示模块30，所述显示模块30接收所述信息处理模块20处理后的信号并显示出来。
请一并参阅图2及图3，所述图像采集模块10包括第一采集单元12及第二采集单元14，所述第一采集单元12及所述第二采集单元14可为互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)摄像头，具体可为高清1/6.5CMOS摄像头。所述第一采集单元12包括第一主体部121及第一固定板122，所述第一固定板122安装于所述第一主体部121上，并可相对于该第一主体部121转动。所述第一固定板122上装设有第一光源(图未示)，该第一光源可为发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)，用于为所述第一采集单元12提供照明光源。
在本发明的实施例中，所述第二采集单元14与所述第一采集单元12的结构和功能基本相同，该第二采集单元14包括第二主体部(图未示)、第二固定板(图未示)及第二光源(图未示)。所述第二固定板固定于所述第二主体部上，并可相对于该第二主体部转动。所述第二光源可为LED，其装设于所述第二固定板上，用于为所述第二采集单元14提供照明。
在本发明的实施例中，所述第一采集单元12及所述第二采集单元14固定于所述内窥镜100的手柄(图未示)上的一端(前端)，并根据预设的方式进行设置，且该第一采集单元12与所述第二采集单元14之间的距离可根据操作者两眼间的瞳孔距离进行调整，并按比例进行缩小或放大。其中，较佳地，所述第一采集单元12及所述第二采集单元14采用平行排列放置的方式进行装配。当所述手柄的前端进入或靠近待测部位，所述待测部位为人体或其他动物内部的器官，如肺、肝或其他器官等，所述第一采集单元12可不经过光学透镜匹配直接对所述待测部位进行扫描摄像以获得第一电信号，并将该第一电信号传递至所述信息处理模块20，所述第二采集单元14可不经过光学透镜匹配直接对所述待测部位进行扫描摄像以获得第二电信号，并将该第二电信号传递至所述信息处理模块20，所述第一电信号及第二电信号可为1.5Gbps的高清视频信号。
在本发明的实施例中，所述信息处理模块20包括第一存储单元22、同步单元23、第二存储单元24及合成单元25。所述第一存储单元22与所述第一采集单元12及合成单元25电性连接，以接收并存储所述第一电信号。所述第二存储单元24与所述第二采集单元14及合成单元25电性连接，以接收并存储所述第二电信号。
所述同步单元23与所述第一存储单元22、所述第二存储单元24及所述合成单元25均电性连接，所述同步单元23发出控制信号至所述第一存储单元22、所述第二存储单元24及所述合成单元25，以保证在同一时刻获取的第一电信号及第二电信号同步传输至所述合成单元25。所述合成单元25分别对所述第一电信号及第二电信号进行处理，具体为，所述合成单元25具有偏光装置(图未示)，如偏光片等，该合成单元25将所述第一电信号转换为相应的第一光信号，将所述第二电信号转换为相应的第二光信号，然后利用所述偏光装置滤掉第一光信号及第二光信号中除特定偏振方向以外的其他光信号，其中，所述第一光信号保留的光的偏振方向与所述第二光信号保留的光的偏振方向不同。较佳地，所述第一光信号保留的光的偏振方向与所述第二光信号保留的光的偏振方向互相垂直。此后，所述合成单元25将经过偏振处理后的第一光信号及第二光信号转换为相应的电信号，并合并生成第三电信号，所述第三电信号在合成过程中可不经过降采样处理，如此，经所述合成单元25合成的第三电信号可以保留原始图像信号的全部信息量，如所述第三电信号可为数据率为3Gbps的1080p格式的3D视频信号。
在本发明的实施例中，所述显示模块30可为立体显示器，其与所述合成单元25电性连接并接收所述第三电信号后，将所述第三电信号转换为视频信号播放出来。
需要说明的是，人眼在接收所述显示模块30显示的视频信号时，需先佩戴相应的偏振设备，如偏振眼镜，其中，所述偏振眼镜的左镜片与右镜片的偏振不同，如所述左镜片具有与经偏光设备处理后的第一光信号相同的偏振方向，所述右镜片具有与经偏光设备处理后的第二光信号相同的偏振方向。如此，所述显示模块30显示视频信号时，所述第一光信号进入人眼的左眼而无法进入人眼的右眼，所述第二光信号进入所述人眼的右眼而无法进入人眼的左眼，从而形成3D的视觉效果，如图4所示。
综上所述，本发明实施例提供的内窥镜，利用CMOS摄像头制成第一采集单元12及第二采集单元14，以进行信号的采集，所述采集到的第一电信号及第二电信号镜所述同步单元25进行信号同步后，由所述合成单元25处理后生成第三电信号，所述第三电信号并不经过降采样步骤直接传递地所述显示模块30后显示出来。本发明实施例提供内窥镜，具有结构轻便，成本低廉及成像效果好等优点，满足使用要求。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种内窥镜，其特征在于，包括图像采集模块、显示模块及与所述图像采集模块及所述显示模块电性连接的信息处理模块，所述图像采集模块包括第一采集单元及第二采集单元，所述第一采集单元与所述第二采集单元之间的距离可根据操作者两眼间的瞳孔距离进行调整，并按比例进行缩小或放大，所述信息处理模块包括合成单元，所述第一采集单元采集获得第一电信号，所述第二采集单元采集获得第二电信号，所述合成单元与所述第一采集单元及第二采集单元电性连接并同时接收所述第一电信号及所述第二电信号，并处理所述第一电信号及所述第二电信号，以生成第三电信号，所述显示模块与所述合成单元电性连接，并接收及显示所述第三电信号。
2.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述第一采集单元及所述第二采集单元为互补金属氧化物半导体摄像头。
3.根据权利要求1所述内窥镜，其特征在于，所述第一采集单元包括第一主体部及第一固定板，所述第一固定板安装于所述第一主体部上，并相对于该第一主体部转动。
4.根据权利要求3所述内窥镜，其特征在于，所述第一采集单元还包括第一光源，所述第一光源装设于所述第一固定板上。
5.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述第二采集单元包括第二主体部及第二固定板，所述第二固定板安装于所述第二主体部上，并相对于该第二主体部转动。
6.根据权利要求5所述的内窥镜，其特征在于，所述第二采集单元还包括第二光源，所述第二光源装设于所述第二固定板上。
7.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述内窥镜还包括手柄，所述第一采集单元及第二采集单元固定于所述手柄的一端并根据预设的方式进行设置，所述手柄的该端靠近待测部位。
8.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，所述信息处理模块还包括第一存储单元及第二存储单元，所述第一存储单元与所述第一采集单元及所述合成单元电性连接，并接收及存储所述第一电信号，所述第二存储单元与所述第二采集单元及所述合成单元电性连接，并接收存储所述第二电信号。
9.根据权利要求8所述的内窥镜，其特征在于，所述信息处理模块还包括同步单元，所述同步单元与所述第一存储单元、所述第二存储单元及合成单元电性连接，所述同步单元发出控制信号至所述第一存储单元、所述第二存储单元及所述合成单元，并控制所述第一存储单元、所述第二存储单元及所述合成单元之间的同步，以保证第一电信号及第二电信号同步传输至所述合成单元。
10.根据权利要求8所述的内窥镜，其特征在于，所述合成单元包括偏光装置，所述合成单元将所述第一电信号转换为相应的第一光信号，并将所述第二电信号转换为相应的第二光信号，所述偏光装置滤掉第一光信号及第二光信号中除特定偏振方向以外的其他光信号。
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