專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，尤其涉及一種大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)是醫(yī)療、教學(xué)及科研必不可少的工具，在手術(shù)過(guò)程中，醫(yī)生佩帶手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，不但能提供良好的照明，還能無(wú)遮擋地實(shí)時(shí)拍攝手術(shù)的全過(guò)程，并實(shí)時(shí)記錄和顯示圖像。手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)由醫(yī)用手術(shù)頭燈和攝像裝置組成，然而攝像裝置卻一直受到景深不足這個(gè)問(wèn)題的困擾。景深是指在攝影機(jī)鏡頭或其他成像器前沿著成像器軸線(xiàn)所測(cè)定的能夠取得清晰圖像的物體距離范圍。由于傳統(tǒng)的攝像鏡頭的景深都比較小，無(wú)法保證近景和遠(yuǎn)景同時(shí)清晰。在成像過(guò)程中，由于成像角度隨著醫(yī)生的視線(xiàn)進(jìn)行移動(dòng)，無(wú)法預(yù)先知道所關(guān)注的事物將出現(xiàn)在距離攝像頭多遠(yuǎn)的位置，因此只能將對(duì)焦點(diǎn)設(shè)置在某一固定位置處，而不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定的拍攝范圍內(nèi)的所有位置的覆蓋。一旦手術(shù)拍攝位置偏離對(duì)焦點(diǎn)較遠(yuǎn)，景深較小的傳統(tǒng)攝像頭就無(wú)法清晰成像。這樣無(wú)疑會(huì)影響手術(shù)的影像資料的清晰度。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)景深小，拍攝出的圖像模糊難以辨識(shí)的問(wèn)題。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，包括LED燈、電子取景器和光學(xué)器件組，所述光學(xué)器件組包括鏡筒、鏡頭和壓圈，所述鏡頭由壓圈壓緊在鏡筒內(nèi)，所述鏡頭的焦距恒定，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)是通過(guò)選擇位于鏡頭實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。進(jìn)一步地，所述鏡頭包括多片透鏡。進(jìn)一步地，所述鏡頭包括五片光學(xué)透鏡，按入光方向順序排列依次為第一透鏡， 其為雙凸片；第二透鏡，其為凹凸片；第三透鏡，其為雙凹片；第四透鏡，其為凸凹片 ’第五透鏡，其為雙凸片；其中，第三透鏡和第四透鏡膠合在一起。進(jìn)一步地，所述大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)還包括成像器件。進(jìn)一步地，所述成像器件為CXD或CMOS感光元件。進(jìn)一步地，所述鏡頭與成像器件之間無(wú)任何額外元件。本實(shí)用新型的大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，采用大景深、定焦的成像裝置，鏡頭與成像器件之間無(wú)需插入額外的元件，不但解決了現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備制造成本昂貴、調(diào)焦不準(zhǔn)等問(wèn)題，且通過(guò)選擇實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面，對(duì)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使該設(shè)計(jì)可最大程度的接近調(diào)焦物距的理想景深值，從而提高了在特定觀(guān)察場(chǎng)景下的景深范圍，增大了有效的觀(guān)察范圍，達(dá)到了較好的成像效果。
圖1為傳統(tǒng)定焦攝像鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的成像原理圖；圖2為本實(shí)用新型的定焦攝像鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的成像原理圖；圖3為本實(shí)用新型的光學(xué)器件組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)的鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。傳統(tǒng)的定焦鏡頭，其光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)往往采用無(wú)窮遠(yuǎn)處的物平面為基準(zhǔn)物平面來(lái)設(shè)計(jì)(圖1所示為傳統(tǒng)的定焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)成像原理圖)，以無(wú)限遠(yuǎn)處為基準(zhǔn)物平面設(shè)計(jì)出的光學(xué)參數(shù)與實(shí)際工作狀態(tài)的成像條件不能很好的匹配，導(dǎo)致無(wú)法得到足夠大的景深。本實(shí)用新型提供大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，包括LED燈、電子取景器和光學(xué)器件組，所述光學(xué)器件組包括鏡筒1、鏡頭3和壓圈2，，所述鏡頭3由壓圈2壓緊在鏡筒1內(nèi)， 鏡頭3的焦距恒定(如圖3所示)，鏡頭3的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)包括透鏡的表面曲率半徑、厚度、位置、折射率和色散系數(shù)，是通過(guò)選擇位于鏡頭實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。申請(qǐng)人:于2010年02月20日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01010117202. 6的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公
開(kāi)了一種攝像裝置的設(shè)計(jì)方法，在此以引用的方式將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。本實(shí)用新型的手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，其鏡頭的焦距恒定，鏡頭和成像器件之間無(wú)需插入額外的元件，不但解決了現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備笨重、設(shè)計(jì)和制造成本昂貴、調(diào)焦不準(zhǔn)等問(wèn)題，而且通過(guò)選擇實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面(如圖2所示)，對(duì)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使該設(shè)計(jì)可最大程度的接近調(diào)焦物距的理想景深值，從而提高了在特定觀(guān)察場(chǎng)景下的景深范圍，增大了有效的觀(guān)察范圍，達(dá)到了較好的拍攝效果。本實(shí)用新型中，鏡頭包括多片透鏡。鏡頭優(yōu)選包括五片光學(xué)透鏡，按入光方向順序排列依次為第一透鏡1，其為雙凸片；第二透鏡2，其為凹凸片；第三透鏡3，其為雙凹片；第四透鏡4，其為凸凹片；第五透鏡 5，其為雙凸片；其中，第三透鏡3和第四透鏡4膠合在一起。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型中的鏡頭不限于上述實(shí)施方式， 例如，其光學(xué)透鏡的數(shù)量及類(lèi)型可以進(jìn)行各種變形。另外，光學(xué)透鏡的曲率半徑、折射率、光學(xué)透鏡之間的間隔等參數(shù)也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選取。本實(shí)用新型手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)還包括成像元件，成像器件為優(yōu)選為 CCD (Charge-coupled Device, % ^ 1 ^ 7Π # ) $ CMOS (ComplementaryMetal Oxide kmiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)感光元件。本實(shí)用新型的鏡頭與成像器件之間無(wú)需插入額外元件，即可實(shí)現(xiàn)同步對(duì)焦，并同時(shí)增大景深，其最終獲得的景深能夠最大程度的接近理想景深，使影像全時(shí)段清晰。傳統(tǒng)的手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)通常將對(duì)焦點(diǎn)(即調(diào)焦點(diǎn))設(shè)置在某一固定位置處，但由于攝像角度隨著醫(yī)生的視線(xiàn)進(jìn)行移動(dòng)，往往超出原先對(duì)好的對(duì)焦點(diǎn)，一旦拍攝主體偏離對(duì)焦點(diǎn)較遠(yuǎn)，景深較小的傳統(tǒng)攝像頭就無(wú)法對(duì)拍攝主體清晰成像。本實(shí)用新型提供的手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，通過(guò)選擇實(shí)際拍攝要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面，對(duì)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使該設(shè)計(jì)可最大程度的接近調(diào)焦物距的理想景深值，從而提高了在特定拍攝場(chǎng)景下的景深范圍，增大了有效的拍攝范圍。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型降低了手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)的圖像采集部分設(shè)備的投入，大大的節(jié)約了設(shè)計(jì)和制造成本。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍； 如果不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，包括LED燈、電子取景器和光學(xué)器件組，所述光學(xué)器件組包括鏡筒、鏡頭和壓圈，所述鏡頭由壓圈壓緊在鏡筒內(nèi)，其特征在于，所述鏡頭的焦距恒定，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)是通過(guò)選擇位于鏡頭實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，其特征在于，所述鏡頭包括多片透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，其特征在于，所述鏡頭包括五片光學(xué)透鏡，按入光方向順序排列依次為第一透鏡，其為雙凸片；第二透鏡，其為凹凸片；第三透鏡，其為雙凹片；第四透鏡，其為凸凹片；第五透鏡，其為雙凸片；其中，第三透鏡和第四透鏡膠合在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，其特征在于，所述大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)還包括成像器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，其特征在于，所述成像器件為CCD 或CMOS感光元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，其特征在于，所述鏡頭與成像器件之間無(wú)任何額外元件。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大景深手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，包括LED燈、電子取景器和光學(xué)器件組，所述光學(xué)器件組包括鏡筒、鏡頭和壓圈，鏡頭由壓圈壓緊在鏡筒內(nèi)，所述鏡頭的焦距恒定，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)是通過(guò)選擇位于鏡頭實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備制造成本昂貴、調(diào)焦不準(zhǔn)等問(wèn)題，且可最大程度的接近調(diào)焦物距的理想景深值，提高在特定觀(guān)察場(chǎng)景下的景深范圍，增大了有效的觀(guān)察范圍，達(dá)到了較好的成像效果。
文檔編號(hào)A61B19/00GK202051811SQ20112009549
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者何江, 劉云峰, 李金乘, 狄錚, 陳磊 申請(qǐng)人:北方國(guó)通(北京)光電科技有限公司