CN112584123A - 一种双目裸眼3d视频灯 - Google Patents

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Abstract

提供一种双目裸眼3D视频灯，包括由双目视频采集模块、照明模块和激光定位器组成的裸眼3D视频采集照明装置，照明模块位于双目视频采集模块的外周且照明模块的光路在操作距离内重合形成近似无影效果的光斑，激光定位器用于追踪定位目标物并为双目视频采集模块的视频信息采集和照明模块的光源追踪提供定位基础。本发明可实现裸眼3D视频的采集、显示、远距离传播、抓拍、存储、自动追踪与自动对焦，无需佩戴佩戴3D眼镜便可观看立体效果，并具有口腔照明的功能，实现口腔仿真教学与口腔医疗时裸眼3D视频的采集，为口腔检测提供真实可靠的口腔画面，满足口腔教学以及临床治疗使用要求。

Description

一种双目裸眼3D视频灯
技术领域
本发明属于口腔医疗技术领域，具体涉及一种双目裸眼3D视频灯。
背景技术
目前在口腔医疗教学和临床领域，数字教学、数字化诊室已经成为现在的新趋势。在现有数字教学中，仿真教学贴近于现实的临床操作，都是不时之需，在口腔教学与临床治疗中如果能在屏幕上实时显示出3D画面，并且不需要佩戴3D眼镜就可以看出立体效果，目前还没有产品用摄像设备做出满足需求的产品，在满足摄像头采集视频源的同时光学系统又能做出无影口腔灯的效果，目前还没有这样的产品出现，因此，有必要进行创新型改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种双目裸眼3D视频灯，通过在支架前壁上设置由双目视频采集模块、照明模块和激光定位器组成的裸眼3D视频采集照明装置，实现裸眼3D视频的采集、显示、远距离传播、抓拍、存储、自动追踪与自动对焦，无需佩戴佩戴3D眼镜便可观看立体效果，并具有口腔照明的功能，实现口腔仿真教学与口腔医疗时裸眼3D视频的采集，为口腔检测提供真实可靠的口腔画面，满足口腔教学以及临床治疗使用要求，具有较高的使用价值。
本发明采用的技术方案：一种双目裸眼3D视频灯，包括裸眼3D视频采集照明装置，所述裸眼3D视频采集照明装置由双目视频采集模块、照明模块和激光定位器组成，双目视频采集模块、照明模块和激光定位器均固定安装于支架上，所述照明模块位于双目视频采集模块的外周且照明模块的光路在操作距离内重合形成近似无影效果的光斑，所述激光定位器用于追踪定位目标物并为双目视频采集模块的视频信息采集和照明模块的光源追踪提供定位基础。
其中，还包括转动连接组件，所述转动连接组件下端与支架转动连接且转动连接组件上端与口腔检测设备连接。
进一步地，所述双目视频采集模块包括两个大小形同并具有缩放功能的摄像头，两个所述摄像头镜头朝外并左右对称设置于支架前侧中部，所述激光定位器设于支架前侧中心并位于两个摄像头之间，两个所述摄像头的镜头中心距包含23mm-65mm全范围；所述激光定位器采用点激光定位器或十字线激光定位器。
优选地，所述双目视频采集模块包括两个摄像头、分光镜和反光镜，两个所述摄像头镜头相向设置并以旋转对称关系上下分布，所述分光镜和反光镜位于两个摄像头之间，所述分光镜和反光镜均为等腰直角三棱柱结构且分光镜的底面与反光镜不反射的等腰面贴紧，所述照明模块的光线照射至目标物上后经目标物出来的光线沿垂直方向进入分光镜，并由分光镜分为与原光路平行的第一光路和与原光路垂直的第二光路，所述第一光路的光线直接穿透到反光镜反射后进入右侧的摄像头视野，所述第二光路进入左侧的摄像头视野；所述激光定位器采用两个一字线激光定位器且两个一字线激光定位器的光线交叉点为激光定位器的中心定位点。
进一步地，所述照明模块包括一个以上的光学元件，一个以上的所述光学元件中的多个光路在操作距离内重合形成近似无影效果的光斑。
进一步地，所述光学元件由四个相同的LED光源和四个聚光透镜组成，用于控制光能量分布的透镜固定于LED光源上，四个相同的所述LED光源呈角度设置并对称分布于双目视频采集模块四周，四个所述LED光源的光路在300mm～750mm操作距离内重合形成近似无影效果的光斑。
进一步地，两个以上的光学元件中的多个LED光源呈角度对称均布于双目视频采集模块四周且多个LED光源的光路在300mm～750mm操作距离内重合形成近似无影效果的光斑。
进一步地，所述转动连接组件包括连接轴和旋转轴，所述连接轴上端转动安装有过渡接头且过渡接头与口腔检测设备固定连接，所述连接轴下端与旋转轴中部转动连接，所述旋转轴两端与支架对应侧转动连接。
进一步地，所述连接轴上端和旋转轴中部凸柱均呈上小下大的阶梯轴状结构，所述连接轴上端与旋转轴中部凸柱的上端外圆周壁上均制有环形凹槽，所述连接轴上端套装的呈环形结构的过渡接头侧壁上设有适配于环形凹槽内并可沿环形凹槽滑动的滑动件，所述旋转轴中部的凸柱插装于连接轴下端面的槽孔内且连接轴下端侧壁上设有适配于环形凹槽内并可沿环形凹槽滑动的滑动件。
进一步地，所述滑动件包括扇形嵌块和特种螺栓，所述扇形嵌块的内弧面与环形凹槽的弧形槽面适配，所述连接轴上端环形凹槽内的扇形嵌块厚度小于环形凹槽弧形槽面与过渡接头内壁之间的间距，所述旋转轴中部凸柱上的环形凹槽内的扇形嵌块厚度小于环形凹槽弧形槽面与连接轴下端槽孔内壁之间的间距，所述特种螺栓前端为螺杆而后端为光轴，所述过渡接头和连接轴下端的外圆周壁上均制有螺纹孔，所述特种螺栓前端的螺杆与螺纹孔适配连接且特种螺栓后端的光轴插入扇形嵌块上的通孔内，转动所述连接轴使扇形嵌块沿环形凹槽滑动实现连接轴相对于过渡接头的360°旋转，转动所述旋转轴使扇形嵌块沿环形凹槽滑动实现旋转轴相对于连接轴的360°旋转。
本发明与现有技术相比的优点：
1、本技术方案通过在支架前壁上设置由双目视频采集模块、照明模块和激光定位器组成的裸眼3D视频采集照明装置，实现裸眼3D视频的采集、显示、远距离传播、抓拍、存储、自动追踪与自动对焦，无需佩戴佩戴3D眼镜便可观看立体效果，提供高质量的三维画面；
2、本技术方案照明模块的设置不仅为设备提供较宽泛的3D视频采集光源，而且具有口腔照明的功能，实现口腔仿真教学与口腔医疗时裸眼3D视频的采集，为口腔检测提供真实可靠的口腔画面，满足口腔教学以及临床治疗使用要求；
3、本技术方案根据不同的照明需求可对光学组件的数量进行增减，其中，光学组件采用呈角度对称均布于双目视频采集模块四周的四个LED光源，可在规定的300mm～750mm操作距离内呈现对称且大小相同的光斑，所呈现的光斑近似于无影效果，保证较大的光斑范围，且LED光源成本低；
4、本技术方案采用转动连接组件将支架与口腔检测设备连接，转动连接组件的设置可方便快捷的相对于口腔检测设备对裸眼3D视频采集照明装置的角度进行多方位的调节，连接轴相对于过渡接头的360°旋转、旋转轴相对于连接轴的360°旋转以及裸眼3D视频采集照明装置相对于旋转轴的360°旋转，实现了裸眼3D视频采集照明装置的三轴六向调节，角度调节范围大。
附图说明
图1为本发明结构主视图；
图2为本发明结构左视图；
图3为本发明立体结构示意图；
图4为本发明两个镜头朝外设置的小型摄像头与目标物的位置关系示意图；
图5为本发明两个镜头相向设置的摄像头的安装结构示意图；
图6为本发明两个镜头相向设置的摄像头、分光镜、反光镜以及目标物的位置关系示意图；
图7为本发明一个光学元件时LED光源的分布主视图；
图8为本发明一个光学元件时LED光源的分布左视图；
图9为本发明一个光学元件时LED光源的分布仰视图；
图10为本发明两个光学元件时LED光源的分布主视图；
图11为本发明两个光学元件时LED光源的分布仰视图；
图12为本发明转动连接组件结构示意图；
图13为图12中的Ⅰ处局部放大示意图；
图14为图12中的Ⅱ处局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-14描述本发明的一种实施例，从而对技术方案进行清楚、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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，不能理解为对本发明的限制。
一种双目裸眼3D视频灯，包括裸眼3D视频采集照明装置1，所述裸眼3D视频采集照明装置1由双目视频采集模块3、照明模块2和激光定位器5组成，双目视频采集模块3、照明模块2和激光定位器5均固定安装于支架上，所述照明模块2位于双目视频采集模块3的外周且照明模块2的光路在操作距离内重合形成近似无影效果的光斑，所述激光定位器5用于追踪定位目标物并为双目视频采集模块3的视频信息采集和照明模块2的光源追踪提供定位基础；上述结构中，通过在支架前壁中部设置双目视频采集模块3和照明模块2，实现裸眼3D视频的采集、显示、远距离传播、抓拍、存储、自动追踪与自动对焦，无需佩戴佩戴3D眼镜便可观看立体效果，提供高质量的三维画面；
在上述结构的基础上，还包括转动连接组件6，所述转动连接组件6下端与支架转动连接且转动连接组件6上端与口腔检测设备连接；转如图12-14所示，动连接组件6的具体结构如下：所述转动连接组件6包括连接轴6-1和旋转轴6-2，所述连接轴6-1上端转动安装有过渡接头6-3且过渡接头6-3与口腔检测设备固定连接，所述连接轴6-1下端与旋转轴6-2中部转动连接，所述旋转轴6-2两端与支架对应侧转动连接。
具体的，所述连接轴6-1上端和旋转轴6-2中部凸柱均呈上小下大的阶梯轴状结构，所述连接轴6-1上端与旋转轴6-2中部凸柱的上端外圆周壁上均制有环形凹槽6-4，所述连接轴6-1上端套装的呈环形结构的过渡接头6-3侧壁上设有适配于环形凹槽6-4内并可沿环形凹槽6-4滑动的滑动件，所述旋转轴6-2中部的凸柱插装于连接轴6-1下端面的槽孔内且连接轴6-1下端侧壁上设有适配于环形凹槽6-4内并可沿环形凹槽6-4滑动的滑动件。
滑动件的具体结构为：所述滑动件包括扇形嵌块6-6和特种螺栓6-7，所述扇形嵌块6-6的内弧面与环形凹槽6-4的弧形槽面适配，所述连接轴6-1上端环形凹槽6-4内的扇形嵌块6-6厚度小于环形凹槽6-4弧形槽面与过渡接头6-3内壁之间的间距，所述旋转轴6-2中部凸柱上的环形凹槽6-4内的扇形嵌块6-6厚度小于环形凹槽6-4弧形槽面与连接轴6-1下端槽孔内壁之间的间距，所述特种螺栓6-7前端为螺杆而后端为光轴，所述过渡接头6-7和连接轴6-1下端的外圆周壁上均制有螺纹孔6-5，所述特种螺栓6-7前端的螺杆与螺纹孔6-5适配连接且特种螺栓6-7后端的光轴插入扇形嵌块6-6上的通孔6-8内，转动所述连接轴6-1使扇形嵌块6-6沿环形凹槽6-4滑动实现连接轴6-1相对于过渡接头6-3的360°旋转，转动所述旋转轴6-2使扇形嵌块6-6沿环形凹槽6-4滑动实现旋转轴6-2相对于连接轴6-1的360°旋转，上述结构中，连接轴6-1相对于过渡接头6-3的360°旋转、旋转轴6-2相对于连接轴6-1的360°旋转以及裸眼3D视频采集照明装置1相对于旋转轴6-2的360°旋转，实现了裸眼3D视频采集照明装置1的三轴六向调节，调节范围大；其中，支架上设有与双目视频采集模块3、照明模块2和激光定位器5适配的灯罩，为了方便操作机壳1转动，支架两侧均固定有伸出灯罩设置并便于手握的手柄，上述滑动件的设置，将常规的线接触滑动，做成面接触滑动，接触面积越大阻力越小，滑动越顺畅。
如图1、2、3、4所示，当采用小型摄像头3-1时的安装结构如下所示：所述双目视频采集模块3包括两个大小形同并具有缩放功能的摄像头3-1，两个所述摄像头3-1镜头朝外并左右对称设置于支架前侧中部，所述激光定位器5设于支架前侧中心并位于两个摄像头3-1之间，两个所述摄像头3-1的镜头中心距包含23mm-65mm全范围；具体的，所述激光定位器5采用点激光定位器或十字线激光定位器，激光定位器5在追踪定位目标物4的同时，还可为双目视频采集模块3的视频信息采集和照明模块2的光源追踪提供定位基础；
如图5、6所示，当采用的摄像头3-1较大无法采用并排安装方式时，采用下述结构进行安装：所述双目视频采集模块3包括两个摄像头3-1、分光镜3-2和反光镜3-3，两个所述摄像头3-1镜头相向设置并以旋转对称关系上下分布，所述分光镜3-2和反光镜3-3位于两个摄像头3-1之间，所述分光镜3-2和反光镜3-3均为等腰直角三棱柱结构且分光镜3-2的底面与反光镜3-3不反射的等腰面贴紧，所述照明模块2的光线照射至目标物4上后经目标物4出来的光线沿垂直方向进入分光镜3-2，并由分光镜3-2分为与原光路平行的第一光路P1和与原光路垂直的第二光路P2，所述第一光路P1的光线直接穿透到反光镜3-3反射后进入右侧的摄像头3-1视野，所述第二光路P2进入左侧的摄像头3-1视野；具体的，所述激光定位器5采用两个一字线激光定位器且两个一字线激光定位器的光线交叉点为激光定位器5的中心定位点。
本技术方案可满足不同型号摄像头3-1的安装要求，降低因摄像头3-1型号对本结构的限制，具有较高的使用价值。
如图7-11所示，照明模块2的具体结构如下：所述照明模块2包括一个以上的光学元件B，一个以上的所述光学元件B中的多个光路在操作距离内重合形成近似无影效果的光斑；
所述光学元件B由四个相同的LED光源2-1和四个聚光透镜2-2组成，用于控制光能量分布的透镜2-2固定于LED光源2-1上，当设置一个光学元件B时，如图7-9所示，四个相同的所述LED光源2-1呈角度设置并对称分布于双目视频采集模块3四周，四个所述LED光源2-1的光路在300mm～750mm操作距离内重合形成近似无影效果的光斑。
当设置两个光学元件B时，如图10-11所示，两个以上的光学元件B中的多个LED光源2-1呈角度对称均布于双目视频采集模块3四周且多个LED光源2-1的光路在300mm～750mm操作距离内重合形成近似无影效果的光斑。
照明模块2的设置，使设备不仅具有3D视频采集功能，而且具有口腔照明的功能，实现口腔仿真教学、口腔检测提供真实可靠的口腔画面，满足口腔教学以及临床治疗使用要求；根据不同的照明需求可对光学组件B的数量进行增减，其中，光学组件B采用呈角度对称均布于双目视频采集模块3四周的四个LED光源2-1，可在规定的300mm～750mm操作距离内呈现对称且大小相同的光斑，所呈现的光斑近似于无影效果，保证较大的光斑范围，且LED光源2-1成本低，能耗小；
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种双目裸眼3D视频灯，其特征在于：包括裸眼3D视频采集照明装置(1)，所述裸眼3D视频采集照明装置(1)由双目视频采集模块(3)、照明模块(2)和激光定位器(5)组成，双目视频采集模块(3)、照明模块(2)和激光定位器(5)均固定安装于支架上，所述照明模块(2)位于双目视频采集模块(3)的外周且照明模块(2)的光路在操作距离内重合形成近似无影效果的光斑，所述激光定位器(5)用于追踪定位目标物并为双目视频采集模块(3)的视频信息采集和照明模块(2)的光源追踪提供定位基础。
2.根据权利要求1所述的双目裸眼3D视频灯，其特征在于：还包括转动连接组件(6)，所述转动连接组件(6)下端与支架转动连接且转动连接组件(6)上端与口腔检测设备连接。
3.根据权利要求1所述的双目裸眼3D视频灯，其特征在于：所述双目视频采集模块(3)包括两个大小形同并具有缩放功能的摄像头(3-1)，两个所述摄像头(3-1)镜头朝外并左右对称设置于支架前侧中部，所述激光定位器(5)设于支架前侧中心并位于两个摄像头(3-1)之间，两个所述摄像头(3-1)的镜头中心距包含23mm-65mm全范围；所述激光定位器(5)采用点激光定位器或十字线激光定位器。
4.根据权利要求1所述的双目裸眼3D视频灯，其特征在于：所述双目视频采集模块(3)包括两个摄像头(3-1)、分光镜(3-2)和反光镜(3-3)，两个所述摄像头(3-1)镜头相向设置并以旋转对称关系上下分布，所述分光镜(3-2)和反光镜(3-3)位于两个摄像头(3-1)之间，所述分光镜(3-2)和反光镜(3-3)均为等腰直角三棱柱结构且分光镜(3-2)的底面与反光镜(3-3)不反射的等腰面贴紧，所述照明模块(2)的光线照射至目标物(4)上后经目标物(4)出来的光线沿垂直方向进入分光镜(3-2)，并由分光镜(3-2)分为与原光路平行的第一光路(P1)和与原光路垂直的第二光路(P2)，所述第一光路(P1)的光线直接穿透到反光镜(3-3)反射后进入右侧的摄像头(3-1)视野，所述第二光路(P2)进入左侧的摄像头(3-1)视野；所述激光定位器(5)采用两个一字线激光定位器且两个一字线激光定位器的光线交叉点为激光定位器(5)的中心定位点。
5.根据权利要求1所述的双目裸眼3D视频灯，其特征在于：所述照明模块(2)包括一个以上的光学元件(B)，一个以上的所述光学元件(B)中的多个光路在操作距离内重合形成近似无影效果的光斑。
6.根据权利要求5所述的双目裸眼3D视频灯，其特征在于：所述光学元件(B)由四个相同的LED光源(2-1)和四个聚光透镜(2-2)组成，用于控制光能量分布的透镜(2-2)固定于LED光源(2-1)上，四个相同的所述LED光源(2-1)呈角度设置并对称分布于双目视频采集模块(3)四周，四个所述LED光源(2-1)的光路在300mm～750mm操作距离内重合形成近似无影效果的光斑。
7.根据权利要求6所述的双目裸眼3D视频灯，其特征在于：两个以上的光学元件(B)中的多个LED光源(2-1)呈角度对称均布于双目视频采集模块(3)四周且多个LED光源(2-1)的光路在300mm～750mm操作距离内重合形成近似无影效果的光斑。
8.根据权利要求2所述的双目裸眼3D视频灯，其特征在于：所述转动连接组件(6)包括连接轴(6-1)和旋转轴(6-2)，所述连接轴(6-1)上端转动安装有过渡接头(6-3)且过渡接头(6-3)与口腔检测设备固定连接，所述连接轴(6-1)下端与旋转轴(6-2)中部转动连接，所述旋转轴(6-2)两端与支架对应侧转动连接。
9.根据权利要求8所述的双目裸眼3D视频灯，其特征在于：所述连接轴(6-1)上端和旋转轴(6-2)中部凸柱均呈上小下大的阶梯轴状结构，所述连接轴(6-1)上端与旋转轴(6-2)中部凸柱的上端外圆周壁上均制有环形凹槽(6-4)，所述连接轴(6-1)上端套装的呈环形结构的过渡接头(6-3)侧壁上设有适配于环形凹槽(6-4)内并可沿环形凹槽(6-4)滑动的滑动件，所述旋转轴(6-2)中部的凸柱插装于连接轴(6-1)下端面的槽孔内且连接轴(6-1)下端侧壁上设有适配于环形凹槽(6-4)内并可沿环形凹槽(6-4)滑动的滑动件。
10.根据权利要求9所述的双目裸眼3D视频灯，其特征在于：所述滑动件包括扇形嵌块(6-6)和特种螺栓(6-7)，所述扇形嵌块(6-6)的内弧面与环形凹槽(6-4)的弧形槽面适配，所述连接轴(6-1)上端环形凹槽(6-4)内的扇形嵌块(6-6)厚度小于环形凹槽(6-4)弧形槽面与过渡接头(6-3)内壁之间的间距，所述旋转轴(6-2)中部凸柱上的环形凹槽(6-4)内的扇形嵌块(6-6)厚度小于环形凹槽(6-4)弧形槽面与连接轴(6-1)下端槽孔内壁之间的间距，所述特种螺栓(6-7)前端为螺杆而后端为光轴，所述过渡接头(6-7)和连接轴(6-1)下端的外圆周壁上均制有螺纹孔(6-5)，所述特种螺栓(6-7)前端的螺杆与螺纹孔(6-5)适配连接且特种螺栓(6-7)后端的光轴插入扇形嵌块(6-6)上的通孔(6-8)内，转动所述连接轴(6-1)使扇形嵌块(6-6)沿环形凹槽(6-4)滑动实现连接轴(6-1)相对于过渡接头(6-3)的360°旋转，转动所述旋转轴(6-2)使扇形嵌块(6-6)沿环形凹槽(6-4)滑动实现旋转轴(6-2)相对于连接轴(6-1)的360°旋转。
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