[發(fā)明專利]光學(xué)成像方法、系統(tǒng)及膠囊型醫(yī)療設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610892843.6
• 申請(qǐng)日: 2016-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN106377220B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李其昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都英賽景泰光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): A61B1/04
• 分類號(hào): A61B1/04;A61B1/06;A61B1/00
• 代理公司: 成都環(huán)泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)51242
• 代理人: 李斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)成像方法、系統(tǒng)及膠囊型醫(yī)療設(shè)備。

背景技術(shù)

目前常見的可變焦透鏡單元如單體液晶透鏡或液晶微透鏡陣列，由于這類可變焦透鏡單元在器件制造完成時(shí)，其光學(xué)特性就已經(jīng)基本固定了，由于上述可變焦透鏡單元通過(guò)電壓控制可以形成凸透鏡或凹透鏡，然而在成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，制造廠商很少考慮對(duì)可變焦透鏡單元發(fā)揮其最大性能。

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，消化道疾病成為人們常發(fā)病。目前臨床中有采用帶有插管的電子內(nèi)窺鏡或醫(yī)用無(wú)線內(nèi)窺鏡(膠囊內(nèi)窺鏡)來(lái)進(jìn)行消化道疾病的診斷。無(wú)論是電子內(nèi)窺鏡還是膠囊內(nèi)窺鏡都攜帶有拍攝設(shè)備，通過(guò)這些拍攝設(shè)備拍攝消化道內(nèi)尤其是腸道內(nèi)的病理圖像。因而現(xiàn)有技術(shù)的膠囊內(nèi)窺鏡中也需要光學(xué)成像系統(tǒng)，例如對(duì)比文件1(CN103477269B，公告日2016.01.06)公開一種液晶透鏡、液晶透鏡驅(qū)動(dòng)方法、透鏡單元、攝像機(jī)模塊及膠囊型醫(yī)療設(shè)備，上述膠囊型醫(yī)療設(shè)備雖然采用了作為可變焦透鏡單元的液晶透鏡，主要方案是通過(guò)改變液晶透鏡自身的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在膠囊型醫(yī)療設(shè)備中實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)變化，然而，對(duì)比文件1沒(méi)有考慮對(duì)液晶透鏡的光學(xué)性能進(jìn)行改進(jìn)，更不可能在膠囊型醫(yī)療設(shè)備中依據(jù)膠囊特點(diǎn)優(yōu)化光學(xué)設(shè)計(jì)。

因此，現(xiàn)有技術(shù)的采用可變焦透鏡單元的光學(xué)成像方法、光學(xué)成像系統(tǒng)及采用前述光學(xué)成像系統(tǒng)的膠囊型醫(yī)療設(shè)備在成像方式上有待進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種光學(xué)成像方法、光學(xué)成像系統(tǒng)及膠囊型醫(yī)療設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有考慮最大化發(fā)揮可變焦透鏡單元的光學(xué)性能的問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種光學(xué)成像方法，所述光學(xué)成像方法包括以下步驟：

S10獲取可變焦透鏡單元的最大正光焦度P⁺max、最大負(fù)光焦度P^-max和主透鏡單元的光焦度Pmain以及所述主透鏡單元與所述可變焦透鏡單元之間的光心距離d；

S20依據(jù)一預(yù)設(shè)的最小目標(biāo)距離，獲取所述可變焦透鏡單元在最大負(fù)光焦度下的最大目標(biāo)距離；其中，步驟S20具體包括：依據(jù)該預(yù)設(shè)的最小目標(biāo)距離，計(jì)算出所述最大目標(biāo)距離和所述可變焦透鏡單元在非透鏡狀態(tài)下的目標(biāo)距離，計(jì)算公式如下：

Pmain+P⁺max–d*Pmain*P⁺max＝1/D1+1/v①

Pmain＝1/D2+1/v ②

Pmain+P^-max–d*Pmain*P^-max＝1/D3+1/v③

上述三式中，式①表示最大正光焦度下，預(yù)設(shè)的最小目標(biāo)距離D1與像距v的關(guān)系，式②表示在非透鏡狀態(tài)下，目標(biāo)距離D2與像距v之間的關(guān)系，式③表示在最大負(fù)光焦度下，最大目標(biāo)距離與像距v之間的關(guān)系，當(dāng)預(yù)設(shè)最小目標(biāo)距離D1確定時(shí)，則利用式②與式①之間的差值即可獲取目標(biāo)距離D2，利用式③與式①之間的差值即可獲取最大目標(biāo)距離D3；

S30在所述最小目標(biāo)距離和所述最大目標(biāo)距離范圍內(nèi)對(duì)焦。

本發(fā)明還提供一種光學(xué)成像系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括：

可變焦透鏡單元，形成折射率梯度分布；

主透鏡單元，用于拍攝場(chǎng)景形成光學(xué)圖像；

處理單元，用于獲取所述可變焦透鏡單元的最大正光焦度P⁺max、最大負(fù)光焦度P^-max和所述主透鏡單元的光焦度Pmain以及所述主透鏡單元與所述可變焦透鏡單元之間的光心距離d；依據(jù)一預(yù)設(shè)的最小目標(biāo)距離，獲取所述可變焦透鏡單元在最大負(fù)光焦度下的最大目標(biāo)距離；其中，所述處理單元還包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取所述可變焦透鏡單元在非透鏡狀態(tài)下的目標(biāo)距離；

計(jì)算模塊，計(jì)算出所述最大目標(biāo)距離和所述非透鏡狀態(tài)下的目標(biāo)距離，計(jì)算公式如下：

Pmain+P⁺max–d*Pmain*P⁺max＝1/D1+1/v ①

Pmain＝1/D2+1/v②

Pmain+P^-max–d*Pmain*P^-max＝1/D3+1/v ③

上述三式中，式①表示最大正光焦度下，預(yù)設(shè)的最小目標(biāo)距離D1與像距v的關(guān)系，式②表示在非透鏡狀態(tài)下，目標(biāo)距離D2與像距v之間的關(guān)系，式③表示在最大負(fù)光焦度下，最大目標(biāo)距離與像距v之間的關(guān)系，當(dāng)預(yù)設(shè)最小目標(biāo)距離D1確定時(shí)，則利用式②與式①之間的差值即可獲取目標(biāo)距離D2，利用式③與式①之間的差值即可獲取最大目標(biāo)距離D3；