專利名稱：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，還能無遮擋地實時拍攝手術(shù)的全過程，并實時記錄和顯示圖像。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問題的困擾。景深是指在攝影機鏡頭或其他成像器前沿著成像器軸線所測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，無法保證近景和遠景同時清晰。在成像過程中，由于成像角度隨著醫(yī)生的視線進行移動，無法預(yù)先知道所關(guān)注的事物將出現(xiàn)在距離攝像頭多遠的位置，因此只能將對焦點設(shè)置在某一固定位置處，而不能同時實現(xiàn)對預(yù)定的拍攝范圍內(nèi)的所有位置的覆蓋。一旦手術(shù)拍攝位置偏離對焦點較遠，景深較小的傳統(tǒng)攝像頭就無法清晰成像。這樣無疑會影響手術(shù)的影像資料的清晰度。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本實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的問題。為達到上述目的，本實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)是通過選擇位于鏡頭實際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準物平面而進行設(shè)計的。進一步地，所述鏡頭包括多片透鏡。進一步地，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。進一步地，所述成像器件為CXD或CMOS感光元件。進一步地，所述鏡頭與成像器件之間無任何額外元件。本實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)焦不準等問題，且通過選擇實際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準物平面，對鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)進行設(shè)計，使該設(shè)計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察場景下的景深范圍，增大了有效的觀察范圍，達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為本實用新型的光學(xué)器件組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實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。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。傳統(tǒng)的定焦鏡頭，其光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)往往采用無窮遠處的物平面為基準物平面來設(shè)計(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)，以無限遠處為基準物平面設(shè)計出的光學(xué)參數(shù)與實際工作狀態(tài)的成像條件不能很好的匹配，導(dǎo)致無法得到足夠大的景深。本實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)，是通過選擇位于鏡頭實際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準物平面而進行設(shè)計的。申請人:于2010年02月20日提交的申請?zhí)枮?01010117202. 6的中國專利申請公
開了一種攝像裝置的設(shè)計方法，在此以引用的方式將其全部內(nèi)容結(jié)合于此。本實用新型的手術(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)計和制造成本昂貴、調(diào)焦不準等問題，而且通過選擇實際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準物平面(如圖2所示)，對鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)進行設(shè)計，使該設(shè)計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察場景下的景深范圍，增大了有效的觀察范圍，達到了較好的拍攝效果。本實用新型中，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，本實用新型中的鏡頭不限于上述實施方式， 例如，其光學(xué)透鏡的數(shù)量及類型可以進行各種變形。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)實際需要進行選取。本實用新型手術(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，互補金屬氧化物半導(dǎo)體)感光元件。本實用新型的鏡頭與成像器件之間無需插入額外元件，即可實現(xiàn)同步對焦，并同時增大景深，其最終獲得的景深能夠最大程度的接近理想景深，使影像全時段清晰。傳統(tǒng)的手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)通常將對焦點(即調(diào)焦點)設(shè)置在某一固定位置處，但由于攝像角度隨著醫(yī)生的視線進行移動，往往超出原先對好的對焦點，一旦拍攝主體偏離對焦點較遠，景深較小的傳統(tǒng)攝像頭就無法對拍攝主體清晰成像。本實用新型提供的手術(shù)頭燈成像系統(tǒng)，通過選擇實際拍攝要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準物平面，對鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)進行設(shè)計，使該設(shè)計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)計和制造成本。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍； 如果不脫離本實用新型的精神和范圍，對本實用新型進行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍當(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)是通過選擇位于鏡頭實際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準物平面而進行設(shè)計的。
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任何額外元件。
專利摘要本實用新型公開了一種大景深手術(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)是通過選擇位于鏡頭實際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準物平面而進行設(shè)計的。本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備制造成本昂貴、調(diào)焦不準等問題，且可最大程度的接近調(diào)焦物距的理想景深值，提高在特定觀察場景下的景深范圍，增大了有效的觀察范圍，達到了較好的成像效果。
文檔編號A61B19/00GK202051811SQ20112009549
公開日2011年11月30日 申請日期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 申請人:北方國通(北京)光電科技有限公司