CN219121674U - 医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置 - Google Patents

Abstract

医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置及方法，属于内窥镜测试技术领域，为了解决视向角在空间方向不确定所带来视轴与检测靶标板面垂直问题，该装置由平台基座、方轨、方轨滑块、角位移台、CCD相机、光学卡口、计算机、待测内窥镜、夹具、绝对式角度编码器、检测靶板白色面光源、竖向位移台、横向位移台、前后自动位移台、连接板一、横向俯仰调整台、前后俯仰调整台、连接板二、夹具调节滑块和相机调节滑块组成；该装置解决视向角与水平方向空间夹角问题；在计算机图像采集区域的中心和边缘分别画一个中心十字短线和一个标准圆形图案，与检测靶标十字线和同心圆环分别对准的方式，解决视轴与检测靶标垂直的问题，保证检测结果的准确性。

Description

医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置

技术领域

本发明内窥镜测试技术领域，特别是涉及一种医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置。

背景技术

对于医用斜视内窥镜而言，视向角、视场角是重要的光学性能指标，表示是人眼所观察的方向和范围，其直接影响着医生能否找到正确的病灶区域和获取足够信息量。现有的装置方法对于医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测检测装置仍然存在不足之处：比如所提供的装置不够合理，默认水平方向旋转角度为内窥镜视向角，以及待测内窥镜视轴与检测靶标板面不垂直的问题，靶面不垂直问题带来的角度测量误差在1°以上，由于工作距离的放大作用，最终会使被测目标偏移3mm以上，对内窥镜的检测结果产生很大影像。同时，水平旋转角度和靶面不垂直问题还会影像分辨率、MTF(光学传递函数)、畸变和光效的测量。因此，现有检测方案急需改进。

中国专利公开号“CN113945365A”，专利名称为“用于硬性内窥镜的检测系统及方法”，该技术是利用前后、竖向、左右及角度编码器作为靶标调整装置的方式进行视场角和视向角测量，该装置的弊端就是只有在待测内窥镜视轴和内窥镜光轴所在平面必须与平台基座平面平行才准确。在实际测试过程中，对于硬性内窥镜，特别是是医用斜视内窥镜，很难保证内窥镜视轴和光轴所在平面很难保证与基座平面平行，这就造成了该装置所测得视向角与真实视向角有一个空间夹角，以视向角30°内窥镜为例，在50mm工作距检测，当待测内窥镜安装的视轴方向与平台基座平面夹角为5°时，利用平台基座方向旋转角度代替视向角所带来的视向角误差为0.1°。而该专利所提供的装置只能将水平旋转角度作为视向角，在无法保证医用斜视内窥镜的视轴与靶标面垂直的同时，造成视场角、视向角及后续其他光学参数的测试不准确。

实用新型内容

本实用新型为了解决视向角在空间方向不确定所带来视轴与检测靶标板面垂直问题，提出一种医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置。

本实用新型解决技术问题的技术方案是：

医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置，该装置由平台基座、方轨、方轨滑块、角位移台、CCD相机、光学卡口、计算机、待测内窥镜、夹具、绝对式角度编码器、检测靶板白色面光源、竖向位移台、横向位移台、前后自动位移台、连接板一、横向俯仰调整台、前后俯仰调整台、连接板二、夹具调节滑块和相机调节滑块组成；

所述的平台基座依次放置夹具调节滑块和相机调节滑块，相机调节滑块放置在左侧，中间放置夹具调节滑块，夹具放置在夹具调节滑块上，并随之水平移动；

所述的方轨固定在相机调节滑块上方，方轨上设置方轨滑块，方轨滑块上方设置角位移台，角位移台上方设置CCD相机，可实现相机的水平方向转动；CCD相机与计算机连接，将经待测内窥镜和光学卡口所成的图像输入计算机中显示；光学卡口与CCD相机相连，前端夹持待测内窥镜目镜，待测内窥镜中部固定在夹具上，物镜对准观察检测靶板；待测内窥镜、光学卡口及CCD相机同轴设置；

所述检测靶板设置在白色面光源端；白色面光源计算机相连，通过计算机调节亮度，为检测靶板提供合适照明环境；白色面光源固定设置在竖向位移台工作面上；竖向位移台下端固定设置在横向位移台工作面上；横向位移台固定设置在前后自动位移台工作面上；前后自动位移台与计算机连接，并可以通过计算机控制位移量，在测量中实现自动对准；前后自动位移台下端固定设置在连接板一一端；连接板一另一端固定设置在绝对式角度编码器旋转轴中部，并可带动前后自动位移台及其上部件转动调整；绝对式角度编码器与计算机相连，将角度信息传输给计算机读取视向角，绝对式角度编码器的旋转轴端部固定设置在横向俯仰调整台工作面上，并随之调节；横向俯仰调节台固定设置在前后俯仰调整台工作面上；前后俯仰调整台置在连接板二上；连接板二的一端与平台基座右端固定相连。

所述的检测靶板，其由两个同心圆环和处在圆心处的中心十字线组成，同心圆半径大小任意选择，材料为透明材质。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型针对医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测过程中，视向角与水平方向的空间夹角所带来的视轴与检测靶标板面垂直问题，该装置通过六维调整台，尤其在旋转轴及编码器下方放置一组可实现前后、左右俯仰调节装置，解决视向角与水平方向空间夹角问题；

在计算机图像采集区域的中心和边缘分别画一个中心十字短线和一个标准圆形图案，与检测靶标十字线和同心圆环分别对准的方式，解决视轴与检测靶标垂直的问题，保证检测结果的准确性；

对于医用斜视内窥镜的入瞳视场角和视向角，以及其他光学参数具有重要指导意义。

附图说明

图1为本实用新型医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置示意图。

图2为本实用新型所述的检测靶板示意图。

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。

如图1所示，医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置，该装置由平台基座1、方轨2、方轨滑块3、角位移台4、CCD相机5、光学卡口6、计算机7、待测内窥镜8、夹具9、绝对式角度编码器10、检测靶板11、白色面光源12、竖向位移台13、横向位移台14、前后自动位移台15、连接板一16、横向俯仰调整台17、前后俯仰调整台18、连接板二19、夹具调节滑块20和相机调节滑块21组成；

所述的平台基座1依次放置夹具调节滑块20和相机调节滑块21，相机调节滑块21放置在左侧，中间放置夹具调节滑块20，夹具9放置在夹具调节滑块20上，并可以随之水平移动；

所述的方轨2固定在相机调节滑块21上方，方轨2上设置方轨滑块3，方轨滑块3上方设置角位移台4，角位移台4上方设置CCD相机5，可实现相机的水平方向转动；CCD相机5与计算机7连接，将经待测内窥镜8和光学卡口6所成的图像输入计算机7中显示。光学卡口6与CCD相机5相连，前端夹持待测内窥镜8目镜，待测内窥镜8中部固定在夹具9上，物镜对准观察检测靶板11；待测内窥镜8、光学卡口6及CCD相机5同轴设置。

如图2所示，所述的检测靶板11，由两个同心圆环和处在圆心处的中心十字线组成，同心圆半径可任意合适大小，材料为透明材质，检测靶板11设置在白色面光源12前端。白色面光源12与计算机7相连，通过计算机7调节亮度，为检测靶板11提供合适照明环境。白色面光源12固定设置在竖向位移台13工作面上；竖向位移台13下端固定设置在横向位移台14工作面上；横向位移台14固定设置在前后自动位移台15工作面上；前后自动位移台15与计算机7连接，并可以通过计算机7控制位移量，在测量中实现自动对准。前后自动位移台15下端固定设置在连接板一16一端；连接板一16另一端固定设置在绝对式角度编码器10旋转轴中部，并可带动前后自动位移台15及其上部件转动调整；绝对式角度编码器10与计算机7相连，将角度信息传输给计算机7读取视向角，绝对式角度编码器10的测量范围为360°。绝对式角度编码器10的旋转轴端部固定设置在横向俯仰调整台17工作面上，并随之调节；横向俯仰调节台17固定设置在前后俯仰调整台18工作面上，两个调整台调整范围均为±10°。

所述的绝对式角度编码器10通过轴承和短板与前后自动位移台15相连，前后自动位移台15可以随绝对式角度编码器10旋转，行程为±40mm，精度为0.1mm；所述的前后自动位移台15上放置横向位移台14，横向位移台14行程为±10mm；所述的横向位移台14上放置竖向位移台13，竖向位移台13行程范围为±10mm。

前后俯仰调整台18设置在连接板二19上；连接板二19的一端与平台基座1右端固定相连。

所述计算机7在图像采集区域的中心和边缘分别画一个中心十字短线和一个标准圆形图案，利用检测靶标11图案与白色面光源12的对比度变化，实现对于前后自动位移台15的自动控制，实现自动对准、读取视向角、输入位置参数并自动计算入瞳视场角功能。

本实用新型医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置的工作过程，包括以下步骤：

步骤一、取出待测内窥镜8，并将其镜体中部安装至待测内窥镜夹具9上，将待测内窥镜8目镜端与光学卡口6连接，并调整待测内窥镜8、光学卡口6及CCD相机5的光轴在一条直线上；

步骤二、将检测靶板11固定放置在白色面光源12前方，并调整待测内窥镜8至合适角度和距离，使其末端在绝对式角度编码器10旋转轴线附近，使待测内窥镜8的入瞳靠近旋转轴线；

步骤三、打开检测软件，观察计算机7屏幕中的图像，从下至上依次调整各个位移台方向和调整待测内窥镜8至合适位置，达到计算机7图像视场中心十字短线与检测靶板11中心十字线图案重合的同时，图像视场边缘的圆形图案与靶标的同心圆环均保持重合的状态，使待测内窥镜8视轴与检测靶板11的板面垂直，计算机7读取绝对式编码器10的读数，获得视向角；

步骤四、调整水平自动位移台15，至图像视场边缘的圆形图案与检测靶板11图案的大圆重合，记录水平位移台15位置读数，记为d₁；

步骤五、调整水平自动位移台15，至图像视场边缘的圆形图案与检测靶板11图案的小圆重合，再次记录水平位移台15位置读数，记为d₂；

步骤六、计算机7输入两次位置参数d₁、d₂，获得入瞳视场角W_p，获得入瞳视场角公式如下：

其中W_p：入瞳视场角；

R₁：靶板内圆半径；

R₂：靶板外圆半径；

d₁：水平位移台记录位置一；

d₂：水平位移台记录位置二。

Claims (2)

1.医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置，其特征是，该装置由平台基座(1)、方轨(2)、方轨滑块(3)、角位移台(4)、CCD相机(5)、光学卡口(6)、计算机(7)、待测内窥镜(8)、夹具(9)、绝对式角度编码器(10)、检测靶板(11)、白色面光源(12)、竖向位移台(13)、横向位移台(14)、前后自动位移台(15)、连接板一(16)、横向俯仰调整台(17)、前后俯仰调整台(18)、连接板二(19)、夹具调节滑块(20)和相机调节滑块(21)组成；

所述的平台基座(1)依次放置夹具调节滑块(20)和相机调节滑块(21)，相机调节滑块(21)放置在左侧，中间放置夹具调节滑块(20)，夹具(9)放置在夹具调节滑块(20)上，并随之水平移动；

所述的方轨(2)固定在相机调节滑块(21)上方，方轨(2)上设置方轨滑块(3)，方轨滑块(3)上方设置角位移台(4)，角位移台(4)上方设置CCD相机(5)，可实现相机的水平方向转动；CCD相机(5)与计算机(7)连接，将经待测内窥镜(8)和光学卡口(6)所成的图像输入计算机(7)中显示；光学卡口(6)与CCD相机(5)相连，前端夹持待测内窥镜(8)目镜，待测内窥镜(8)中部固定在夹具(9)上，物镜对准观察检测靶板(11)；待测内窥镜(8)、光学卡口(6)及CCD相机(5)同轴设置；

所述检测靶板(11)设置在白色面光源(12)前端；白色面光源(12)与计算机(7)相连，通过计算机(7)调节亮度，为检测靶板(11)提供合适照明环境；白色面光源(12)固定设置在竖向位移台(13)工作面上；竖向位移台(13)下端固定设置在横向位移台(14)工作面上；横向位移台(14)固定设置在前后自动位移台(15)工作面上；前后自动位移台(15)与计算机(7)连接，并可以通过计算机(7)控制位移量，在测量中实现自动对准；前后自动位移台(15)下端固定设置在连接板一(16)一端；连接板一(16)另一端固定设置在绝对式角度编码器(10)旋转轴中部，并可带动前后自动位移台(15)及其上部件转动调整；绝对式角度编码器(10)与计算机(7)相连，将角度信息传输给计算机(7)读取视向角，绝对式角度编码器(10)的旋转轴端部固定设置在横向俯仰调整台(17)工作面上，并随之调节；横向俯仰调整台(17)固定设置在前后俯仰调整台(18)工作面上；前后俯仰调整台(18)设置在连接板二(19)上；连接板二(19)的一端与平台基座(1)右端固定相连。

2.根据权利要求1所述的医用斜视内窥镜入瞳视场角和视向角检测装置，其特征在于，所述的检测靶板(11)，其由两个同心圆环和处在圆心处的中心十字线组成，同心圆半径大小任意选择，材料为透明材质。

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