[发明专利]具有电子墨水靶标显示装置的医用内窥镜校准系统及方法

权利要求书

1.具有电子墨水靶标显示装置的医用内窥镜校准系统，其特征是，该系统包括光学转换镜组(1)、电子墨水显示屏(2)、光源(3)、翻转机构(4)、五维位姿调整台(5)、遮光外罩(6)、内窥镜位姿调整机构(7)、待测内窥镜(8)、控制计算机(9)、高清镜头接口(10)、图像采集单元(11)和LED冷光源(12)；其中，光学转换镜组(1)、电子墨水显示屏(2)、光源(3)、翻转机构(4)和五维位姿调整台(5)构成电子墨水靶标显示装置；

光学转换镜组(1)对电子墨水显示屏(2)进行分辨率等光学参数的转换，经其调制后可满足内窥镜校准需求；光学转换镜组(1)对电子墨水显示屏(2)显示的靶标进行光学倍率转换，匹配至待测内窥镜(8)的入瞳处；

所述电子墨水显示屏(2)用于显示图像分辨率靶标、视场角靶标、视向角靶标、畸变靶标、标准黑白色度靶标；

所述光源(3)安装于电子墨水显示屏(2)外框，为电子墨水显示屏(2)提供标准的外接光源，通过漫反射将图像传导至后续光学系统；

所述电子墨水显示屏(2)和光源(3)与控制计算机(9)相连；针对电子墨水显示屏(2)漫反射特性，光源(3)和控制计算机(9)提供自适应控制外部光源，从而自动调整内窥镜显示图像的对比度和亮度等光学参数，使其与校准系统匹配；

所述翻转机构(4)为可旋转工作台，其垂直面上可安装不同设备；其中一面安装电子墨水显示屏(2)，另一面设置了专用插槽，用于安装标准色度板或标准光源，满足内窥镜其他参数校准的要求；翻转机构(4)设置在五维位姿调整台(5)上；遮光外罩(6)设置在基座上，与电子墨水显示屏(2)的外边框相连，将电子墨水屏显示屏(2)、光学转换镜组(1)和待测内窥镜(8)的入射光瞳封闭在遮光区域内；

所述待测内窥镜(8)设置在内窥镜位姿调整机构(7)，用于调整内窥镜的位置和角度，使其满足内窥镜校准状态要求；

所述图像采集系统(11)将经内窥镜成像系统的图像显示于计算机屏幕，放大观察，代替人眼过内窥镜直接观察；

高清镜头接口(10)与待测内窥镜(8)连接，且与图像采集单元(11)匹配；LED冷光源(12)与待测内窥镜(8)连接。

2.根据权利要求1所述的具有电子墨水靶标显示装置的医用内窥镜校准系统，其特征在于，所述光学转换镜组(1)的结构包括八片镜组，采用对称结构，有效焦距为15.7mm,总长139.98mm,F数为1.73，入瞳位置为19.00mm，出瞳位置为176.06mm；从左到右分别采用E48R的塑料非球面镜(1-1)，H-ZPK7的球面玻璃镜(1-2)、H-ZLAF6的球面玻璃镜(1-3)、D-ZF93的球面玻璃镜(1-4)、D-FK61的球面玻璃镜(1-5)、E48R的塑料非球面镜(1-6)、H-LAK7A的平面玻璃镜(1-7)、H-K5的平面玻璃镜(1-8)；该结构及材料主要用于减小场曲和畸变，采用了两片塑料非球面镜片主要校正畸变和彗差，并兼顾其它相差的校正；八片镜组采用了镀膜增透优化和多层增透抗反杂散光射结构，保证系统的光通量和像质满足内窥镜校准要求。

3.根据权利要求1所述的具有电子墨水靶标显示装置的医用内窥镜校准系统，其特征在于，所述光源(3)选用医用冷光源。

4.具有电子墨水靶标显示装置的医用内窥镜校准方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一、将待测内窥镜(8)安装至内窥镜位姿调整装置(7)上，该装置可根据待测内窥镜(8)的直径大小自动适配并夹紧，并使其稳定可高的安装至高清镜头接口(7)上；

步骤二、通过调整控制计算机(9)，使得光学转换镜组(1)、电子墨水显示屏(2)、光源(3)和翻转机构(4)显示初始光学校准参数；

步骤三、在控制计算机(9)上输入待测硬性内窥镜的标称光学参数，视场角、视向角、标称分辨率和焦距；

步骤四、调整遮光外罩(6)和光源(3)的亮度，使得被测电子墨水显示屏(2)的图像亮度和对比度适中；

步骤四、通过调整内窥镜位姿调整装置(7)，调整被测内窥镜(8)的安装距离和安装角度进行适当调整，使视野中心处于屏幕中心位置；

步骤五、通过控制计算机(9)分别对待测硬性内窥镜的视场角、视向角、分辨率和几何畸变光学参数进行校准；

步骤六、校准完成后，进入校准结果输出模块，输出相应的校准记录并生成校准报告。