CN215937294U - 一种显示3d图像的医用内窥镜系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种显示3D图像的医用内窥镜系统，包括医用内窥镜和AR眼镜，医用内窥镜包括左眼图像采集设备和右眼图像采集设备；AR眼镜包括框架壳体、左眼微型显示器、右眼微型显示器、左眼图像处理芯片、右眼图像处理芯片、左眼光学成像镜片和右眼光学成像镜片，左眼图像信号经过左眼图像处理芯片处理输入到左眼微型显示器播放；右眼图像信号经过右眼图像处理芯片处理输入到右眼微型显示器播放，左眼微型显示器播放的图像通过左眼光学成像镜片投射到人体左眼；右眼微型显示器播放的图像通过右眼光学成像镜片投射到人体右眼，在人体的大脑形成一个融合的3D立体图像，图像更真实自然，且无损画质，分辨率更高。

Description

一种显示3D图像的医用内窥镜系统
技术领域：
本实用新型涉及医用设备技术领域，特别涉及一种显示3D图像的医用内窥镜系统。
背景技术：
目前一般的显示3D图像的医用内窥镜系统，其结构如图1所示，包括智能扶镜机器人1a、3D腔镜2a、体外图像处理器3a以及裸眼3D显示器4a；其中：3D腔镜2a夹持于智能扶镜机器人1a之上，并通过信号传输线与体外图像处理器3a相连，体外图像处理器3a通过视频输出线连接至裸眼3D显示器4a；术中可通过智能扶镜机器人1a对3D腔镜2a的位姿进行调节，3D腔镜2a采集获取的信号将传输至体外图像处理器3a，信号经由处理后将通过视频输出线继续传输至裸眼3D显示器4a，以为术中使用者提供裸眼3D立体视觉。
如图2所示，上述的手术腔镜系统是将左眼CMOS图像拍摄设备和右眼CMOS图像拍摄设备拍摄图像然后再送到FPGA图像处理器处理，FPGA图像处理后形成的偏振式3D图像，需要戴偏振光眼镜观看的结构复杂，导致成本偏高，使用不方便。另外上述通过FPGA图像处理器将图像合成一路输入到一台偏振光式3D显示器，用户需要通过戴偏振光眼镜观看图像。
为了使用方便，现有方案是两路图像采集信息融合或合成一路信号，这样的方式其原理见图3所示，首先两路图像合成一路图像会造成画质的损失，在处理3D图像信号时，是将一路3D图像信号切割成两路信号后分别送到人的左眼和右眼，这样会使画质清晰度大幅降低，例如原1920*1080的分辨率会被切割成两个960*1080的画质，降低了3D图像的清晰度，不能很好地模仿人的左眼和右眼同时观看外物时，因此这种AR眼镜3D立体图像与人眼真实看到的图像存在一定差别。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种显示3D图像的医用内窥镜系统，解决现有技术中一种显示3D图像的手术腔镜系统存在使用不方便、结构复杂、图像清晰度不高的技术问题。
本实用新型可通过如下方案来实现：
一种显示3D图像的医用内窥镜系统，其特征在于：包括
一医用内窥镜，包括左眼图像采集设备和右眼图像采集设备，其中左眼图像采集设备，用于采集左眼图像信号；右眼图像采集设备，用于采集右眼图像信号；
一AR眼镜或者VR眼镜，位于腔镜外，包括框架壳体、左眼微型显示器、右眼微型显示器、左眼图像处理芯片、右眼图像处理芯片、左眼光学成像镜片和右眼光学成像镜片，左眼图像信号经过左眼图像处理芯片处理输入到左眼微型显示器播放；右眼图像信号经过右眼图像处理芯片处理输入到右眼微型显示器播放，左眼微型显示器播放的图像通过左眼光学成像镜片投射到人体左眼；右眼微型显示器播放的图像通过右眼光学成像镜片投射到人体右眼，在人体的大脑形成一个融合的3D立体图像。
上述的医用内窥镜是腹腔镜，或者是消化道镜，或者是胸腔镜，或者是关节镜，或者是耳鼻喉内窥镜，或者是口腔内窥镜，或者是膀胱镜，或者是宫腔镜，或者是输尿管镜，或者是支气管镜。
上述的左眼图像采集设备是数码摄像头或者数码相机，右眼图像采集设备是数码摄像头或者数码相机。
上述的左眼图像采集设备与AR眼镜或者VR眼镜是通过一条信号线连接通信，右眼图像采集设备与AR眼镜或者VR眼镜是通过另一条信号线连接通信。
上述的信号线是HDMI信号线或者DP信号线或者DVI信号线或者SDI信号线或者USB信号线。
上述在眼镜框架壳体还连接眼镜腿或者头戴装置或者是安装支架。
上述所述的医用内窥镜还包括3D腔镜手柄、3D腔镜前端、3D腔镜导管、3D腔镜手柄按键、3D腔镜图像传输接口、3D腔镜图像传输线、外套管、物镜管、内套管、光学物镜模组、LED照明模组和图像采集模组。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
(1)本实用新型的左眼图像采集设备、左眼图像处理芯片、左眼微型显示器形成左眼成像系统；右眼图像采集设备、右眼图像处理芯片、右眼微型显示器形成右眼成像系统，从而形成两套独立的互不干涉的成像播放系统。左眼图像信号经过左眼图像处理芯片处理输入到左眼微型显示器播放；右眼图像信号经过右眼图像处理芯片处理输入到右眼微型显示器播放，在人体的大脑形成一个融合的3D立体图像，很好模仿人的左眼和右眼同时观看外物合成3D图像，更真实自然，且无损画质，分辨率更高。
(2)本实用新型利用腔镜里面的的左眼图像采集设备和右眼图像采集设备将图像数据直接传送到AR眼镜或者VR眼镜形成3D立体图像显示，不需要对两个图像进行融合或合成处理，简化结构，降低成本。
附图说明：
图1是现有技术中显示3D图像的手术腹腔镜系统的结构示意图；
图2是现有技术中显示3D图像的手术腹腔镜系统的图像信号处理流程图；
图3是现有技术中示3D图像的手术腹腔镜系统的成像原理图；
图4是本实用新型的方框原理图；
图5是本实用新型的AR眼镜立体图；
图6是本实用新型的AR眼镜的局部分解图；
图7是本实用新型的AR眼镜的成像的光路图；
图8是本实用新型的AR眼镜用眼镜腿替换头戴装置后的立体图。
图9是本实用新型的医用内窥镜的结构立体图；
图10是医用内窥镜前端结构一个方向的示意图；
图11是医用内窥镜前端结构另一个方向的示意图；
图12是医用内窥镜前端结构第三个方向的示意图；
图13是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例一：
如图4至图13所示，本实用新型提供的是一种显示3D图像的医用内窥镜系统，包括：
一医用内窥镜200，包括左眼图像采集设备200a和右眼图像采集设备200b，其中左眼图像采集设备200a，用于采集左眼图像信号；右眼图像采集设备200b，用于采集右眼图像信号；
一AR眼镜或者VR眼镜400，位于腔镜200外，包括眼镜框架壳体1、左眼微型显示器2a、右眼微型显示器2b、左眼图像处理芯片、右眼图像处理芯片、左眼光学成像镜片3a和右眼光学成像镜片3b，左眼微型显示器2a播放的图像通过左眼光学成像镜片3a投射到人体左眼；右眼微型显示器2b播放的图像通过右眼光学成像镜片3b投射到人体右眼，左眼图像信号经过左眼图像处理芯片处理输入到左眼微型显示器2a播放；右眼图像信号经过右眼图像处理芯片处理输入到右眼微型显示器2b播放，在人体的大脑形成一个融合的3D立体图像。
左眼微型显示器2a、右眼微型显示器2b、左眼图像处理芯片、右眼图像处理芯片、左眼光学成像镜片3a和右眼光学成像镜片3b都安装在眼镜框架壳体1里面。
关于医用内窥镜分类，按其发展及成像构造分类，可大体分为3大类：硬管式内镜、光学纤维(软管式)内镜和电子内镜。按达到的部分，上述的医用内窥镜200可以是腹腔镜，或者是消化道镜，或者是胸腔镜，或者是关节镜，或者是耳鼻喉内窥镜，或者是口腔内窥镜，或者是膀胱镜，或者是宫腔镜，或者是输尿管镜，或者是支气管镜。
上述的左眼图像采集设备200a是数码摄像头或者数码相机，右眼图像采集设备200b是数码摄像头或者数码相机。
上述的左眼图像采集设备200a与AR眼镜或者VR眼镜400是通过一条信号线7连接通信，右眼图像采集设备200b与AR眼镜或者VR眼镜400是通过另一条信号线7连接通信。
上述的信号线7是HDMI信号线或者DP信号线或者DVI信号线或者SDI信号线或者USB信号线。
上述所述的医用内窥镜200还包括3D腔镜手柄21、3D腔镜前端22、3D腔镜导管23、3D腔镜手柄按键24、3D腔镜图像传输接口25、3D腔镜图像传输线26、外套管27、物镜管28、内套管29、光学物镜模组210、LED照明模组211和图像采集模组212，左眼图像采集设备200a和右眼图像采集设备200b放置在图像采集模组212上。
上述在眼镜框架壳体1还连接眼镜腿6或者头戴装置4。
左眼图像处理芯片和右眼图像处理芯片都是安装在眼镜框架壳体1里面，图中没有画出。
上述在眼镜框架壳体1后面还连接眼镜腿6，眼镜腿6或者眼镜框架壳体1设置图像信号输入端口5，左眼图像信号和右眼图像信号通过图像信号输入端口5分别输入到左眼图像处理芯片和右眼图像处理芯片。结构简单，连接方便。
上述在眼镜腿6或者眼镜框架壳体1后面设置的图像信号输入端口5分别通过2条HDMI线7与左眼图像采集设备200a和右眼图像采集设备200b连接。结构简单，连接方便。
上述眼镜框架壳体1还可以连接一个头戴装置4上以便穿戴。当然镜框架壳体1也可以挂装在一个安装支架上，而无需戴在人的头上，这视应用环境而定，当挂装在一个安装支架上时，人眼靠近AR眼镜或者VR眼镜400的眼镜框架壳体1就可以观看图像。
图7中只画出左眼的成像光路图，其实右眼的成像光路图与左眼的成像光路图原理基本一致，在此不再画出。
本实用新型的原理是：左眼图像采集设备、左眼图像处理芯片、左眼微型显示器形成左眼成像系统；右眼图像采集设备、右眼图像处理芯片、右眼微型显示器形成右眼成像系统，从而形成两套独立的互不干涉的成像播放系统。左眼图像信号经过左眼图像处理芯片处理输入到左眼微型显示器播放；右眼图像信号经过右眼图像处理芯片处理输入到右眼微型显示器播放，在人体的大脑形成一个融合的3D立体图像，很好模仿人的左眼和右眼同时观看外物合成3D图像，更真实自然，且无损画质，分辨率更高。
本实用新型的左眼图像采集设备200a和右眼图像采集设备200b将图像数据直接传送到AR眼镜或者VR眼镜形成3D立体图像显示，无需经过FPGA图像处理板处理，简化结构，降低成本。
以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种显示3D图像的医用内窥镜系统，其特征在于：包括
一医用内窥镜，包括左眼图像采集设备和右眼图像采集设备，其中左眼图像采集设备，用于采集左眼图像信号；右眼图像采集设备，用于采集右眼图像信号；
一AR眼镜或者VR眼镜，位于腔镜外，包括框架壳体、左眼微型显示器、右眼微型显示器、左眼图像处理芯片、右眼图像处理芯片、左眼光学成像镜片和右眼光学成像镜片，左眼图像信号经过左眼图像处理芯片处理输入到左眼微型显示器播放；右眼图像信号经过右眼图像处理芯片处理输入到右眼微型显示器播放，左眼微型显示器播放的图像通过左眼光学成像镜片投射到人体左眼；右眼微型显示器播放的图像通过右眼光学成像镜片投射到人体右眼，在人体的大脑形成一个融合的3D立体图像。
2.根据权利要求1所述的一种显示3D图像的医用内窥镜系统，其特征在于：医用内窥镜是腹腔镜，或者是消化道镜，或者是胸腔镜，或者是关节镜，或者是耳鼻喉内窥镜，或者是口腔内窥镜，或者是膀胱镜，或者是宫腔镜，或者是输尿管镜，或者是支气管镜。
3.根据权利要求2所述的一种显示3D图像的医用内窥镜系统，其特征在于：左眼图像采集设备是数码摄像头或者数码相机，右眼图像采集设备是数码摄像头或者数码相机。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种显示3D图像的医用内窥镜系统，其特征在于：左眼图像采集设备与AR眼镜或者VR眼镜是通过一条信号线连接通信，右眼图像采集设备与AR眼镜或者VR眼镜是通过另一条信号线连接通信。
5.根据权利要求4所述的一种显示3D图像的医用内窥镜系统，其特征在于：信号线是HDMI信号线或者DP信号线或者DVI信号线或者SDI信号线或者USB信号线。
6.根据权利要求5所述的一种显示3D图像的医用内窥镜系统，其特征在于：在眼镜框架壳体还连接眼镜腿或者头戴装置或者是安装支架。
7.根据权利要求6所述的一种显示3D图像的医用内窥镜系统，其特征在于：所述的医用内窥镜还包括3D腔镜手柄(21)、3D腔镜前端(22)、3D腔镜导管(23)、3D腔镜手柄按键(24)、3D腔镜图像传输接口(25)、3D腔镜图像传输线(26)、外套管(27)、物镜管(28)、内套管(29)、光学物镜模组(210)、LED照明模组(211)和图像采集模组(212)。
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