单目3D摄像模组和内窥镜制造技术

本实用新型专利技术提供了一种单目3D摄像模组和内窥镜，其能够在实现三维成像的同时，简化光路，降低成本。该单目3D摄像模组包括偏振分光组件、偏振成像组件以及被设置于偏振分光组件和偏振成像组件之间光路中的单光路整形组件。该偏振分光组件用于将沿着第一入射光路入射的目标光偏振分束成沿着出射光路出射的第一偏振光，并将沿着与第一入射光路平行的第二入射光路入射的目标光偏振分束成沿着该出射光路出射且与第一偏振光的偏振态不同的第二偏振光。该单光路整形组件用于整形沿着出射光路传播的第一偏振光和第二偏振光。该偏振成像组件用于分别对整形后的第一偏振光和第二偏振光进行分光并独立成像，以获得具有视差的目标图像信息。图像信息。图像信息。

【技术实现步骤摘要】
单目3D摄像模组和内窥镜


[0001]本技术涉及内窥镜
，特别是涉及一种单目3D摄像模组和内窥镜。

技术介绍

[0002]近年来，微创手术凭借其创伤小、疼痛轻、恢复快等优势已经成为现代治疗学所提倡的主流治疗方法，其一般是通过诸如腹腔镜或胸腔镜等内窥镜的影像引导在人体内直接施行手术。然而，由于传统的电子内窥镜通常只能获得病灶区域的二维平面影像，缺乏手术过程中的三维(3D)纵深信息，这大大降低了医生在进行微创手术时的准度和精度，甚至还有可能伤及组织器官，因此急需一种能够三维显示的电子内窥镜，以便直接获得患者体内的真实3D信息。
[0003]目前，市场上出现的三维内窥镜主要是基于双目立体视觉原理实现的，即先利用两个完全相同的摄像模组从不同角度拍摄被测物体的图像，再通过计算图像中对应点之间的位置视差，获得被测物体的三维信息。然而，一方面，这种三维内窥镜需要确保左右两个成像光路和两个图像传感器完全相同，且成像的准确度和同步性要保证完全一致，这对于光路设计和装配精度都具有较高的要求，造成成本大幅提升；另一方面，这种三维内窥镜因内窥镜的插入部需要设计并排布置的两个成像光路，而导致内窥镜的插入部尺寸较大，达到普通二维内窥镜的插入部尺寸的两倍以上，这对于患者是极不友好的。

技术实现思路

[0004]本技术的一个优势在于提供一种单目3D摄像模组和内窥镜，其能够在实现三维成像的同时，简化光路，降低成本。
[0005]本技术的另一个优势在于提供一种单目3D摄像模组和内窥镜，其中，在本技术的一个实施例中，所述单目3D摄像模组能够利用偏振分光棱镜的分光特性，通过单光路系统就可实现三维成像，具有成本低、尺寸小以及光路简单等优势。
[0006]本技术的另一个优势在于提供一种单目3D摄像模组和内窥镜，其中，在本技术的一个实施例中，所述单目3D摄像模组能够在保证两束成像光互不干扰的情况下，保证两者的视差恒定，以便稳定成像而获得被测目标的三维信息。
[0007]本技术的另一个优势在于提供一种单目3D摄像模组和内窥镜，其中，在本技术的一个实施例中，所述单目3D摄像模组能够通过将两路光线共用一个光路系统，有助于减少内窥镜插入部的径向尺寸，降低装配难度。
[0008]本技术的另一个优势在于提供一种单目3D摄像模组和内窥镜，其中，在本技术的一个实施例中，所述单目3D摄像模组能够使两个视角的图像都具有良好的成像效果。
[0009]本技术的另一个优势在于提供一种单目3D摄像模组和内窥镜，其中，在本技术的一个实施例中，所述单目3D摄像模组能够利用电光晶体来代替四分之一波片和反射镜，以便仅利用一个感光芯片就能够对两种偏振光束进行感光成像，有助于进一步减小
内窥镜插入部的径向尺寸，降低成本。
[0010]本技术的另一个优势在于提供一种单目3D摄像模组和内窥镜，其中为了达到上述目的，在本技术中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本技术成功和有效地提供一种解决方案，不只提供一种简单的单目3D摄像模组和内窥镜，同时还增加了所述单目3D摄像模组和内窥镜的实用性和可靠性。
[0011]为了实现本技术的上述至少一个优势或其他优点和目的，本技术提供了一种单目3D摄像模组，包括：
[0012]偏振分光组件，所述偏振分光组件具有出射光路及相互平行的第一入射光路和第二入射光路，所述偏振分光组件用于将沿着所述第一入射光路入射的目标光偏振分束成沿着所述出射光路出射的第一偏振光，并将沿着所述第二入射光路入射的目标光偏振分束成沿着所述出射光路出射的第二偏振光，其中该第一偏振光的偏振态不同于该第二偏振光的偏振态；
[0013]偏振成像组件；以及
[0014]单光路整形组件，所述单光路整形组件被设置于所述偏振分光组件和所述偏振成像组件之间的光路中，用于整形沿着所述出射光路传播的该第一偏振光和该第二偏振光以传输至所述偏振成像组件；所述偏振成像组件用于分别对经由所述单光路整形组件传输来的该第一偏振光和该第二偏振光进行分光并独立成像，以获得具有视差的目标图像信息。
[0015]根据本申请的一个实施例，所述偏振分光组件的所述出射光路垂直于所述偏振分光组件的所述第一入射光路和所述第二入射光路。
[0016]根据本申请的一个实施例，所述偏振分光组件包括沿着所述出射光路并排布置的第一偏振分束器和第二偏振分束器，所述第一偏振分束器用于反射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第一偏振光以沿着所述出射光路传播，并透射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第二偏振光；所述第二偏振分束器用于反射沿着所述第二入射光路入射的目标光中的第二偏振光以沿着所述出射光路传播，并透射沿着所述第二入射光路入射的目标光中的第一偏振光。
[0017]根据本申请的一个实施例，所述偏振分光组件进一步包括第一入射透镜组和第二入射透镜组，所述第一入射透镜组被设置于所述第一偏振分束器的入射侧，所述第二入射透镜组被设置于所述第二偏振分束器的入射侧。
[0018]根据本申请的一个实施例，所述偏振分光组件的所述出射光路平行于所述偏振分光组件的所述第一入射光路或所述第二入射光路。
[0019]根据本申请的一个实施例，所述偏振分光组件包括沿着垂直于所述出射光路的方向并排布置的第一偏振分束器和第一反射器，所述第一偏振分束器用于透射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第二偏振光以沿着所述出射光路传播，并反射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第一偏振光；所述第一反射器用于将沿着所述第二入射光路入射的目标光反射至所述第一偏振分束器，以通过所述第一偏振分束器反射经由所述第一反射器反射的目标光中的第一偏振光以沿着所述出射光路传播。
[0020]根据本申请的一个实施例，所述偏振成像组件包括第三偏振分束器、被设置于所述第三偏振分束器的透射侧的第一感光芯片以及被设置于所述第三偏振分束器的反射侧的第二感光芯片，所述第三偏振分束器用于透射来自所述单光路整形组件的第一偏振光以
传播至所述第一感光芯片被接收成像；所述第三偏振分束器用于反射来自所述单光路整形组件的第二偏振光以传播至所述第二感光芯片被接收成像。
[0021]根据本申请的一个实施例，所述偏振成像组件包括第三偏振分束器、被设置于所述第三偏振分束器的透射侧的第一感光芯片、被设置于所述第三偏振分束器的反射侧的反射镜和位于所述第三偏振分束器和所述反射镜之间的偏振转换元件，以及第二感光芯片，所述第二感光芯片和所述反射镜分别位于所述第三偏振分束器的相对两侧；所述第三偏振分束器用于透射来自所述单光路整形组件的第一偏振光以传播至所述第一感光芯片被接收成像，并反射来自所述单光路整形组件的第二偏振光以传播至所述偏振转换元件；所述反射镜用于将经由所述第三偏振分束器反射的第二偏振光反射回所述第三偏振分束器以两次穿过所述偏振转换元件，所述偏振转换元件用于将两次穿过的该第二偏振光转换成第一偏振光以透过所述第三偏振分束器被所述第二感光芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.单目3D摄像模组，其特征在于，包括：偏振分光组件，所述偏振分光组件具有出射光路及相互平行的第一入射光路和第二入射光路，所述偏振分光组件用于将沿着所述第一入射光路入射的目标光偏振分束成沿着所述出射光路出射的第一偏振光，并将沿着所述第二入射光路入射的目标光偏振分束成沿着所述出射光路出射的第二偏振光，其中该第一偏振光的偏振态不同于该第二偏振光的偏振态；偏振成像组件；以及单光路整形组件，所述单光路整形组件被设置于所述偏振分光组件和所述偏振成像组件之间的光路中，用于整形沿着所述出射光路传播的该第一偏振光和该第二偏振光以传输至所述偏振成像组件；所述偏振成像组件用于对经由所述单光路整形组件传输来的该第一偏振光和该第二偏振光进行分光并独立成像，以获得具有视差的目标图像信息。2.根据权利要求1所述的单目3D摄像模组，其特征在于，所述偏振分光组件的所述出射光路垂直于所述偏振分光组件的所述第一入射光路和所述第二入射光路。3.根据权利要求2所述的单目3D摄像模组，其特征在于，所述偏振分光组件包括沿着所述出射光路并排布置的第一偏振分束器和第二偏振分束器，所述第一偏振分束器用于反射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第一偏振光以沿着所述出射光路传播，并透射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第二偏振光；所述第二偏振分束器用于反射沿着所述第二入射光路入射的目标光中的第二偏振光以沿着所述出射光路传播，并透射沿着所述第二入射光路入射的目标光中的第一偏振光。4.根据权利要求3所述的单目3D摄像模组，其特征在于，所述偏振分光组件进一步包括第一入射透镜组和第二入射透镜组，所述第一入射透镜组被设置于所述第一偏振分束器的入射侧，所述第二入射透镜组被设置于所述第二偏振分束器的入射侧。5.根据权利要求1所述的单目3D摄像模组，其特征在于，所述偏振分光组件的所述出射光路平行于所述偏振分光组件的所述第一入射光路或所述第二入射光路。6.根据权利要求5所述的单目3D摄像模组，其特征在于，所述偏振分光组件包括沿着垂直于所述出射光路的方向并排布置的第一偏振分束器和第一反射器，所述第一偏振分束器用于透射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第二偏振光以沿着所述出射光路传播，并反射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第一偏振光；所述第一反射器用于将沿着所述第二入射光路入射的目标光反射至所述第一偏振分束器，以通过所述第一偏振分束器反射经由所述第一反射器反射的目标光中的第一偏振光以沿着所述出射光路传播。7.根据权利要求1至6中任一所述的单目3D摄像模组，其特征在于，所述偏振成像组件包括第三偏振分束器、被设置于所述第三偏振分束器的透射侧的第一感光芯片以及被设置于所述第三偏振分束器的反射侧的第二感光芯片，所述第三偏振分束器用于透射来自所述单光路整形组件的第一偏振光以传播至所述第一感光芯片被接收成像；所述第三偏振分束器用于反射来自所述单光路整形组件的第二偏振光以传播至所述第二感光芯片被接收成像。8.根据权利要求1至6中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐璟罡，郝希应，
申请(专利权)人：舜宇光学浙江研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：