一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统的制作方法

本发明属于医疗设备，具体涉及一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统。

背景技术：

1、三维成像鹅眼镜头，是一种特殊设计的镜头，它能够捕捉到宽广的视野，类似于鹅的眼睛视野。这种镜头通常用于特定的成像应用，如全景摄影、安全监控以及某些科学研究领域，鹅眼镜头的特点是它具有极宽的视场角，可以覆盖几乎180度的视野，这使得它能够捕捉到周围环境的全方位图像。在三维成像方面，鹅眼镜头可以配合多个传感器或通过特殊的光学设计，来同时捕捉到场景的多个视角，从而实现三维空间的重建。

2、随着内置成像芯片技术的更迭，现有微透镜内窥镜的分辨率逐渐提升，能到达4k甚至8k，成像清晰，但是其仍具备微透镜成像的缺点，即越靠近视场边缘的地方分辨率越低，同时成像质量也变得越差；

3、微透镜内窥镜只能二维成像，依靠形状、颜色和纹理来判断人体组织的病变情况，这种判断方法存在局限性；

4、微透镜内窥镜采用普通镜头，视场角不超过180°，视野较小；

5、有内窥镜光源组件为led或光纤，整体呈现高斯分布，照射光的光强均匀性不好，容易造成图像色彩失真，不利于医生观察病变组织；

6、现有内窥镜采用近似点光源的光源组件照明，能提供小范围高亮度的照明，其照明范围固定，仅能提供基本的照明作用。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统，包括：

3、其中由镜头座、镜头组件、环形光源组件和单颗鹅眼透镜组成；

4、其中，所述镜头座的内部有固定卡槽，其前端有单颗鹅眼透镜，单颗鹅眼透镜的视场角大部分在180°到270°之间，能够扩大手术视野，所述镜头座和单颗鹅眼透镜紧密连接，避免漏光。

5、作为本发明一种优选的方案，所述镜头组件中由三层平面结构组成，即仿生复眼微透镜阵列、信号隔离器和图像传感器组成，其中仿生复眼微透镜阵列负责采集图像信息，仿生复眼微透镜阵列由多个微透镜镜头按照一定的规律进行排布，每个微透镜镜头与对应的图像传感器单元组成微透镜系统。

6、作为本发明一种优选的方案，所述环形光源组件由激光源、微透镜阵列a、隔圈a、微透镜阵列b、隔圈b、平凸透镜c、隔圈c和镜片组成，其中激光源发射出激光，激光经过由微透镜阵列a、隔圈a、微透镜阵列b、隔圈b、平凸透镜c、隔圈c和镜片组成的匀光系统进行匀光。

7、作为本发明一种优选的方案，所述环形光源组件最终发出的照射光的光强均匀度能达到95％以上，有利于医生观察病变组织。

8、作为本发明一种优选的方案，所述微透镜阵列a和微透镜阵列b的结构完全相同。

9、作为本发明一种优选的方案，所述平凸透镜c的像方焦平面上设有聚焦光斑，所述聚焦光斑在镜片上形成方形照明区域。

10、作为本发明一种优选的方案，所述子光束经过微透镜阵列b后，光束发散角缩小，可以减少平凸透镜c的通光孔径。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、1、在复眼微透镜阵列成像中，通过调整复眼微透镜阵列和图像传感器的相对位置，可以使理想的平面波全聚焦在图像传感器各块感光区域的中心，这种成像方式的分辨率更加均匀，即使靠近视场边缘的地方也有着非常高的分辨率。

13、2、单颗鹅眼透镜的视场角大部分在180°到270°之间，甚至可以超过270°，能够扩大手术视野。

14、3、仿生复眼微透镜阵列通过将多个微透镜系统按照一定的规律进行排布，根据不同的成像需求选择不同位置的微透镜系统同时进行成像，从而得到许多被观测部位存在细微差异的三维模型，根据三维图像拼接算法，得到被观测部位的多个三维模型，其中不同的三维模型可以通过图像优化最终组合成一个三维模型，该三维模型拥有的三维信息更具体。

15、4、照明模块采用激光作为光源，通过微透镜匀光系统进行匀光，其照射光的光强均匀度能达到95％以上，方便医生观察病变组织。

16、5、照明模块采用环形光源组件设计，同时在不同照射角度进行照射，解决对角照射阴影问题，能够更突出物体的三维信息。

技术特征：

1.一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统，其特征在于：所述镜头组件（120）中由三层平面结构组成，即仿生复眼微透镜阵列（121）、信号隔离器（122）和图像传感器（123）组成，其中仿生复眼微透镜阵列（121）负责采集图像信息，仿生复眼微透镜阵列（121）由多个微透镜镜头按照一定的规律进行排布，每个微透镜镜头与对应的图像传感器（123）单元组成微透镜系统。

3.根据权利要求2所述的一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统，其特征在于：所述环形光源组件（130）由激光源（131）、微透镜阵列a（132）、隔圈a（133）、微透镜阵列b（134）、隔圈b（135）、平凸透镜c（136）、隔圈c（137）和镜片（138）组成，其中激光源（131）发射出激光，激光经过由微透镜阵列a（132）、隔圈a（133）、微透镜阵列b（134）、隔圈b（135）、平凸透镜c（136）、隔圈c（137）和镜片（138）组成的匀光系统进行匀光。

4.根据权利要求3所述的一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统，其特征在于：所述环形光源组件（130）最终发出的照射光的光强均匀度能到达95%以上，有利于医生观察病变组织。

5.根据权利要求4所述的一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统，其特征在于：所述微透镜阵列a（132）和微透镜阵列b（134）的结构完全相同。

6.根据权利要求5所述的一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统，其特征在于：所述平凸透镜c（136）的像方焦平面上设有聚焦光斑，所述聚焦光斑在镜片（138）上形成方形照明区域。

7.根据权利要求6所述的一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统，其特征在于：所述子光束经过微透镜阵列b（134）后，光束发散角缩小，可以减少平凸透镜c（136）的通光孔径。

技术总结
本发明提供一种环形激光照明的多模式三维成像鹅眼系统，属于医疗设备技术领域，该环形激光照明的多模式三维成像鹅眼镜头包括；其中由镜头座、镜头组件、环形光源组件和单颗鹅眼透镜组成；其中，所述镜头座的内部有固定卡槽，其前端有单颗鹅眼透镜，单颗鹅眼透镜的视场角大部分在180°到270°之间，能够扩大手术视野，所述镜头座和单颗鹅眼透镜紧密连接，避免漏光，在复眼微透镜阵列成像中，通过调整复眼微透镜阵列和图像传感器的相对位置，可以使理想的平面波全聚焦在图像传感器各块感光区域的中心，这种成像方式的分辨率更加均匀，即使靠近视场边缘的地方也有着非常高的分辨率。

技术研发人员：符维,艾佳文
受保护的技术使用者：符维
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23