一种双光路3D成像模组的装配方法组成比例

本发明专利技术涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种双光路3D成像模组的装配方法，应用于双光路3D成像模组，所述双光路3D成像模组包括：第一图像传感器和第二图像传感器，第一图像传感器基座和第二图像传感器基座，第一成像光路和第二成像光路，基底；其中，第一图像传感器基座与第一图像传感器连接，第一图像传感器与第一成像光路连接，形成第一路镜；第二图像传感器基座与第二图像传感器连接，第二图像传感器与第二成像光路连接，形成第二路镜；第一图像传感器基座和第二图像传感器基座分别与基底连接。器基座和第二图像传感器基座分别与基底连接。器基座和第二图像传感器基座分别与基底连接。

【技术实现步骤摘要】
一种双光路3D成像模组的装配方法


[0001]本申请涉及医疗器械
，具体涉及一种双光路3D成像模组的装配方法。

技术介绍

[0002]3D电子内窥镜利用双目视差原理进行三维测量，可广泛应用于医疗手术机器人、工业无损检测领域。3D电子内窥镜是医疗手术机器人的核心元件，提供精准的微创手术位姿、病灶尺寸等信息，用于实现手术机器人的自动控制。3D电子内窥镜的核心元件是3D成像模组，其测量精度决定真个系统性能。3D成像模组可分为双光路双传感器和单光路复用单传感器两种。其中，双光路3D成像模组，具有独立的两路光路及成像传感器。因此双光路3D成像模组较单光路复用3D成像模组具有更高的分辨率和精度，是高端3D电子内窥镜核心部件，但因结构复杂、零件精密，而存在装配难的问题。通常光路装配精度受限于所使用的传感器的像素精度。另一方面所使用的传感器往往也需要校准，不能作为校准参考基线。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供了一种高精度的高效装配方法，采用先进半导体光刻工艺制作高精度标定板，作为校准基线。通过标定板校准双光路标定器和3D成像模组的光路,再使用双光路标定器标定3D成像模组的传感器。相对传统方法，本专利技术有效提高3D电子内窥镜测量精度，可促进相关医疗手术机器人、以至工业测量、机器视觉相关技术的发展。因此本专利技术有重要社会意义。
[0004]本专利技术提供了一种双光路3D成像模组的装配方法，应用于双光路3D成像模组，所述双光路3D成像模组包括：第一图像传感器和第二图像传感器，第一图像传感器基座和第二图像传感器基座，第一成像光路和第二成像光路，基底；其中，第一图像传感器基座与第一图像传感器连接，第一图像传感器与第一成像光路连接，形成第一路镜；第二图像传感器基座与第二图像传感器连接，第二图像传感器与第二成像光路连接，形成第二路镜；第一图像传感器基座和第二图像传感器基座分别与基底连接；
[0005]所述方法包括：
[0006]第一图像传感器和第二图像传感器的排布位置确定后，根据第一图像传感器和图像传感器的靶面中心位置，设计具有第一标定板和第二标定板；所述第一标定板具有第一标定图案，所述第一标定图案覆盖第一图像传感器的靶面；所述第二标定板具有第二标定图案，所述第二标定图案覆盖第二图像传感器的靶面；其中，所述第一标定板和所述第二标定板采用半导体紫外曝光技术，在石英衬底上蚀刻铬掩膜，形成的标板图案为包括5个西门子星图，所述5个西门子星图位于标板图案的上、下、左、右四角及中心；其中，第一标定板的标板图案的中心位置的星图中心与第二标定板的标板图案的中心位置的星图中心之间的距离，等于所述第一图像传感器的靶面中心和所述第二图像传感器的靶面中心之间的距离；
[0007]使用所述第一标定板对所述第一路镜进行标定，以及使用所述第二标定板对所述
第二路镜进行标定；其中，在标定过程中，根据所述第一路镜对应的成像清晰度动态校准所述第一路镜，以及根据所述第二路镜对应的成像清晰度动态校准所述第二路镜。
[0008]在一种可能的实现方式中，标定采用的光源为200nm
‑
760nm。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述光源的光波段为220nm或550nm。
[0010]在一种可能的实现方式中，使用光源照射第一标定板和第二标定板，使用双光路标定器观测第一标定板和第二标定板，根据成像清晰度动态校准第一路镜或第二路镜。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述双光路标定器包括第一棱镜、第二棱镜、第一双远心结构光路、第二双远心结构光路、合光光路。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述合光光路包括尺寸相同的第一立方体反射镜、第二立方体反射镜、第三立方体反射镜、第四立方体透射镜、第五立方体分光镜。
[0013]本专利技术实施例提供的装配方法，可以高精度、高效地装配双光路3D成像模组。采用先进半导体光刻工艺制作高精度标定板，作为校准基线。相对传统可见光波段，本专利技术使用短波长光源提高校装精度。通过标定板校准双光路标定器和3D成像模组的光路,再使用校准后的双光路标定器标定3D成像模组的传感器。最后，再实现3D成像模组的传感器对与双光路的装调。
[0014]相对传统方法，本专利技术采用了高精度光刻标定板作为参考基线、设计了直观的双光路标定器、增加了对双传感器、双光路预调校，可有效提高3D电子内窥镜测量精度，可促进相关医疗手术机器人、以至工业测量、机器视觉相关技术的发展。因此本专利技术有重要社会意义。
[0015]并且，利用本专利技术后，可以高精度的高效装配双光路3D成像模组，装配过程可控可测，可适用于大规模生产。
附图说明
[0016]图1.本专利技术双光路标定器结构及应用示意图；
[0017]图2.本专利技术所述校准步骤流程图；
[0018]图3.本专利技术所述双光路3D成像模组结构图；
[0019]图4.本专利技术所述棱镜5的结构示意图。
具体实施方式
[0020]下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0021]在进一步描述本申请具体实施方式之前，应理解，本申请的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本申请实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本申请的保护范围；在本申请说明书和权利要求书中，除非文中另外明确指出，单数形式“一个”、“一”和“这个”包括复数形式。
[0022]当实施例给出数值范围时，应理解，除非本申请另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本申请中使用的所有技术和科学术语与本
技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、
材料外，根据本
的技术人员对现有技术的掌握及本申请的记载，还可以使用与本申请实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本申请。
[0023]实施例一
[0024]本实施例提供了一种双光路3D成像模组的装配方法，其特征在于包括双光路3D成像模组、标定板、双光路标定器、精密位移台、光源和校准步骤。
[0025]所述双光路3D成像模组，包括图像传感器1和图像传感器2，图像传感器基座1.1和图像传感器基座2.1，成像光路1.2和成像光路2.2，基底14。图像传感器基座1.1与图像传感器1连接，图像传感器1与成像光路1.2连接。图像传感器基座2.1与图像传感器2连接，图像传感器2与成像光路2.2连接。图像传感器基座1.1与基底14连接。图像传感器基座2.1与基底14连接。其中，图像传感器基座1.1和图像传感器基座2.1为柔性FPC电路板，校准后，粘接到基底14。
[0026]在一个示例中，所述标定板为光刻工艺制作的透明标板。标板图案为西门子星本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双光路3D成像模组的装配方法，其特征在于，应用于双光路3D成像模组，所述双光路3D成像模组包括：第一图像传感器和第二图像传感器，第一图像传感器基座和第二图像传感器基座，第一成像光路和第二成像光路，基底；其中，第一图像传感器基座与第一图像传感器连接，第一图像传感器与第一成像光路连接，形成第一路镜；第二图像传感器基座与第二图像传感器连接，第二图像传感器与第二成像光路连接，形成第二路镜；第一图像传感器基座和第二图像传感器基座分别与基底连接；所述方法包括：第一图像传感器和第二图像传感器的排布位置确定后，根据第一图像传感器和图像传感器的靶面中心位置，设计具有第一标定板和第二标定板；所述第一标定板具有第一标定图案，所述第一标定图案覆盖第一图像传感器的靶面；所述第二标定板具有第二标定图案，所述第二标定图案覆盖第二图像传感器的靶面；其中，所述第一标定板和所述第二标定板采用半导体紫外曝光技术，在石英衬底上蚀刻铬掩膜，形成的标板图案为包括5个西门子星图，所述5个西门子星图位于标板图案的上、下、左、右四角及中心；其中，第一标定板的标板图案的中心位置的星图中心与第二标定板的标板图案的中心位置的星图中心之...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶学松，王鹏，张宏，傅佐名，金子逸，章重安，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：