[发明专利]一种双光路3D成像模组的装配方法

说明书

本发明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。

技术领域

本申请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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明有效提高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。因此本发明有重要社会意义。

本发明提供了一种双光路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；

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；

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。

在一种可能的实现方式中，标定采用的光源为200nm-760nm。

在一种可能的实现方式中，所述光源的光波段为220nm或550nm。

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。

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。