專利名稱：立體影像內(nèi)視鏡、包含其的系統(tǒng)及醫(yī)學(xué)立體影像顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種內(nèi)視鏡系統(tǒng)以及醫(yī)學(xué)影像的顯示方法，尤指一種立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)以及醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法。
背景技術(shù)：
一般醫(yī)學(xué)上進(jìn)行的檢查或治療過程中，可使用內(nèi)視鏡。內(nèi)視鏡可伸入至人體體腔內(nèi)部，而用以觀察體內(nèi)器官等的狀況。手術(shù)治療時(shí)，有時(shí)亦須以內(nèi)視鏡作為輔助工具來進(jìn)行。然而，一般醫(yī)學(xué)用的內(nèi)視鏡所顯示的影像為平面影像，無法顯示出立體影像(如，二維影像，3-dimentional (3D) image)。因?yàn)槠矫嬗跋駸o法顯不出空間上的深淺差異、或是 前后距離的不同。因此，于手術(shù)或檢查操作時(shí)，經(jīng)常發(fā)生操作者無法依據(jù)顯示出的平面影像正確地前后(或深淺)移動(dòng)工具。例如，操作內(nèi)視鏡手術(shù)刀時(shí)，特別是初學(xué)者，若操作者只看得到平面影像，可能會(huì)導(dǎo)致操作手術(shù)刀或內(nèi)視鏡深淺難以掌握而傷害其周圍組織。因此，現(xiàn)有的平面影像醫(yī)學(xué)用的內(nèi)視鏡使用上仍有缺點(diǎn)。如圖I所示，其是一現(xiàn)有的平面影像醫(yī)學(xué)用的內(nèi)視鏡系統(tǒng)1，包括有一取像裝置11 (平面影像鏡頭)、一光傳遞單元12 (如鏡片組)、一影像傳感器13 (用以將光轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào))、信號(hào)轉(zhuǎn)換器14、以及一顯像裝置15。其中，取像裝置11僅具有單一鏡頭111，因此所顯示的影像僅為平面影像，無法顯示出立體感，亦即無法顯示出空間上的深淺差異、或是前后距離不同。故于手術(shù)或檢查操作時(shí)，會(huì)發(fā)生操作者無法依據(jù)顯示出的平面影像正確地前后(或深淺)移動(dòng)內(nèi)視鏡式(endoscopic)工具，而導(dǎo)致操作手術(shù)刀或內(nèi)視鏡深淺難以掌握而傷害其周圍組織(例如，將手術(shù)刀移動(dòng)過于前方而刺到前方器官，或是無法精準(zhǔn)操作手術(shù)刀到達(dá)至需手術(shù)部位等危險(xiǎn))。因此，本領(lǐng)域亟需一種新穎的醫(yī)學(xué)用內(nèi)視鏡及醫(yī)學(xué)用內(nèi)視鏡系統(tǒng)，使可排除上述現(xiàn)有的平面影像無法顯示出空間上的深淺差異、或是前后距離不同的缺點(diǎn)，而有利于手術(shù)或檢查操作的進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題本發(fā)明的目的是提供一種立體影像內(nèi)視鏡、包含其的系統(tǒng)及醫(yī)學(xué)立體影像顯示方法。由此，本發(fā)明提供了一種立體影像內(nèi)視鏡，包括一第一光學(xué)元件，是擷取一第一影像；一第二光學(xué)元件，是擷取一第二影像；至少一照明元件，其分別配置于該第一光學(xué)元件以及該第二光學(xué)元件的一側(cè)；一第一影像傳感器，是與該第一光學(xué)元件相鄰，并接收由該第一光學(xué)元件所擷取的該第一影像，并將該第一影像轉(zhuǎn)換為一第一信號(hào)；一第二影像傳感器，是與該第二光學(xué)元件相鄰，并接收由該第二光學(xué)元件所擷取的該第二影像，并將該第二影像轉(zhuǎn)換為一第二信號(hào)；以及至少一信號(hào)傳遞元件，是與該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器連接，并分別由該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器接收該第一信號(hào)及該第こ Η可。本發(fā)明另提供ー種立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，包括有前述的本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡、一信號(hào)處理器、以及ー顯像裝 置。其中，信號(hào)處理器與立體影像內(nèi)視鏡連接，信號(hào)處理器由立體影像內(nèi)視鏡接收第一信號(hào)及第ニ信號(hào)。顯像裝置與信號(hào)處理器連接，且信號(hào)處理器處理第一信號(hào)及第ニ信號(hào)后并傳遞至顯像裝置，以使顯像裝置顯示出一立體影像。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)包含有ニ個(gè)光學(xué)元件，其之間可具有ー預(yù)定的距離以及預(yù)定的角度，使擷取ニ個(gè)ニ維影像，而利用此ニ個(gè)影像組合重建出立體影像。如此，當(dāng)操作人員使用本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)時(shí)，可看到所顯示出的立體影像，而可得知空間上的深淺差異、或是前后距離不同。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)于使用上，可與內(nèi)視鏡式電燒刀(coagulation)(包括單極(monopolar)和雙向(bipolar))、剪刀、手術(shù)鉤、鉗子、持針器、血管夾施夾器一同使用。因此，于手術(shù)或檢查操作時(shí)，操作者可依據(jù)顯示出的立體影像而正確地前后(或深淺)移動(dòng)內(nèi)視鏡式工具，而不會(huì)使操作內(nèi)視鏡式器具的深淺難以掌握而傷害其周圍組織，因此可以解決無法精準(zhǔn)操作內(nèi)視鏡式器具到達(dá)需手術(shù)的部位、或無法精準(zhǔn)地縫合傷ロ、或其它內(nèi)視鏡的器械操作不便等問題。此外，本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)中，第一影像傳感器及第ニ影像傳感器是制作于立體影像內(nèi)視鏡的前方，并分別直接與第一光學(xué)元件及第ニ光學(xué)元件鄰接；也就是說，ニ個(gè)影像傳感器與ニ個(gè)光學(xué)元件直接相鄰，中間不具有鏡片組等光學(xué)傳遞元件，而光學(xué)元件所擷取得到的影像經(jīng)由影像傳感器的轉(zhuǎn)換后可以以數(shù)字信號(hào)直接傳送，亦即只需要信號(hào)線即可由內(nèi)視鏡的前方(影像傳感器)將影像傳出，較為方便。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)由于影像傳感器與光學(xué)元件之間可以不需使用復(fù)雜的鏡片組系統(tǒng)等光學(xué)傳遞元件，使得立體影像內(nèi)視鏡結(jié)構(gòu)簡單、整體體積減少，此外也可簡化制作程序(不需復(fù)雜的鏡片組系統(tǒng))，降低制作成本。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)中，該第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件可為一般的光學(xué)鏡頭，亦可進(jìn)ー步各自獨(dú)立地包括至少ー鏡片、或光學(xué)鏡片組。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)中，該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器可為互補(bǔ)式金屬-氧化層 _ 半導(dǎo)體(CMOS, complementary metal-oxi de-semi conductor)影像傳感器、或電荷稱合元件(CO), charge-coupled device)影像傳感器,其中以使用CMOS影像傳感器效果更佳。當(dāng)使用CMOS影像傳感器時(shí)，本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡前端及/或整體的體積可縮小許多。其由于相對(duì)于CCD影像傳感器，CMOS影像傳感器還可達(dá)成小型化的目的。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)中，該第一光學(xué)兀件及該第二光學(xué)兀件之間較佳可以ー特定距離配置，并以相對(duì)夾角對(duì)目標(biāo)影像擷取影像，此距離與角度可為固定式也可以為變動(dòng)式，使第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件所分別擷取得到的第一影像及該第二影像可用于立體影像的作成。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)中，若第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件為固定式時(shí)(即，距離與角度固定)，可節(jié)省制作成本，但會(huì)具有固定焦距，且對(duì)目標(biāo)影像的精細(xì)度亦為固定。此外，當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)元件及第ニ光學(xué)元件為變動(dòng)式時(shí)，第一影像傳感器及第ニ影像傳感器可較佳各自獨(dú)立地配置有一位移機(jī)構(gòu)，使可調(diào)整第一影像傳感器及第ニ影像傳感器之間的距離。第一影像傳感器及第二影像傳感器可較佳各自獨(dú)立地配置有一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使調(diào)整該第一影像傳感器及該第二影像傳感器各自的旋轉(zhuǎn)角度。如此，可使本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)中的二個(gè)光學(xué)元件之間的距離以及角度可調(diào)，由此可依照狀況調(diào)整立體影像呈現(xiàn)效果，例如使左右影像的視角(視野)可調(diào)，光學(xué)元件所攝得影像的深淺可調(diào)等，因而可擷取不同角度、位置、精細(xì)度的二 維影像，而組成更多樣的三維立體影像。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)中，該照明元件較佳可為光纖、發(fā)光二極管(light-emitting diode, LED)燈、或一般鹵素?zé)襞莸?，只要可提供體內(nèi)照明功能即可，無特殊限制；但更佳為光纖，使更可達(dá)成小型化、省電、增加亮度及耐用度的目標(biāo)。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡或系統(tǒng)中，該信號(hào)傳遞元件較佳可為一信號(hào)傳遞線、或是無線信號(hào)傳遞單元(例如，藍(lán)牙、或紅外線傳遞單元)，使可傳遞第一信號(hào)及第二信號(hào)至信號(hào)處理器。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)中，顯像裝置較佳可為任何可顯示立體影像的立體顯像裝置或系統(tǒng)，沒有特別限制，例如可以使用三維(3D，3-dimentional)顯示屏幕、或裸眼3D立體顯示屏幕等；或是，本發(fā)明的顯像裝置可為一般平面顯示屏幕搭配3D眼鏡，而產(chǎn)生三維效果。關(guān)于本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)的影像顯示方式，例如，當(dāng)?shù)谝?/第二信號(hào)(例如，左/右影像的信號(hào))進(jìn)入至信號(hào)處理器時(shí)，信號(hào)處理器利用時(shí)鐘(clock)控制飛刀開關(guān)、或交換開關(guān)，在時(shí)間分割的情況下，交替擷取第一 /第二信號(hào)。接著，透過顯示端子(display port)以交替的方式輸出第一 /第二信號(hào)至顯像裝置，使顯像裝置顯示出立體影像。另一版本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)的影像顯示方式為，例如，利用3D電視以及快門式眼鏡(Shutter Glasses)來達(dá)成。其中，3D電視依照時(shí)間分割而交替顯示第一 /第二信號(hào)，同時(shí)，快門式眼鏡則配合3D電視的交替顯示第一 /第二信號(hào)的時(shí)間，而以相同頻率交替關(guān)閉左/右鏡片的液晶，阻止觀察者的左/右眼看到畫面，如此呈現(xiàn)出立體影像。本發(fā)明還提供一種醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法，包括步驟(A)提供一立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，該立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)包括一立體影像內(nèi)視鏡、一信號(hào)處理器、以及一顯像裝置。其中，該立體影像內(nèi)視鏡包括一第一光學(xué)元件、一第二光學(xué)元件、至少一照明元件、一第一影像傳感器、一第二影像傳感器、以及至少一信號(hào)傳遞元件。其中，該第一影像傳感器與該第一光學(xué)元件相鄰，該第二影像傳感器與該第二光學(xué)元件相鄰，該照明元件配置于該第一光學(xué)元件的一側(cè)，該信號(hào)傳遞元件與該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器連接，該信號(hào)處理器與該信號(hào)傳遞元件連接，該立體顯像裝置與該信號(hào)處理器連接；(B)該照明元件是發(fā)射光束以照明立體影像內(nèi)試鏡前方的組織，以使該第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件分別擷取一第一影像及一第二影像；(C)該第一影像傳感器接收由該第一光學(xué)元件所擷取的該第一影像，并將該第一影像轉(zhuǎn)換為一第一信號(hào)，且該第二影像傳感器接收由該第二光學(xué)元件所擷取的該第二影像，并將該第二影像轉(zhuǎn)換為一第二信號(hào)；(D)該信號(hào)傳遞元件分別由該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器接收該第一信號(hào)及該第二信號(hào)，并將該第一信號(hào)及該第二信號(hào)傳遞至該信號(hào)處理器；以及(E)該信號(hào)處理器是處理該第一信號(hào)及該第二信號(hào)以于該顯像裝置顯示出一立體影像。本發(fā)明的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法是利用二個(gè)光學(xué)元件使擷取二個(gè)不同角度及距離的ニ維影像，而利用此ニ個(gè)影像組合重建出立體影像。如此，當(dāng)操作人員使用本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡時(shí)，可看到所顯示出的立體影像，而可得知空間上的深淺差異、或是前后距離不同。因此，于手術(shù)或檢查操作時(shí)，操作者可依據(jù)顯示出的立體影像而正確地前后(或深淺)移動(dòng)內(nèi)視鏡式，而不會(huì)導(dǎo)致操作內(nèi)視鏡式器具深淺難以掌握而傷害其周圍組織，因此可以解決無法精準(zhǔn)操作內(nèi)視鏡式器具到達(dá)需手術(shù)的部位、或無法精準(zhǔn)地縫合傷ロ、或其它內(nèi)視鏡的器械操作不便等問題。本發(fā)明的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法中，顯像裝置較佳可為任何可顯示立體影像的立體顯像裝置或系統(tǒng)，沒有特別限制，例如可以使用3D顯示屏幕、或裸眼3D立體顯示屏幕等；或是，本發(fā)明的顯像裝置可為一般平面顯示屏幕搭配3D眼鏡，而產(chǎn)生三維效果。本發(fā)明的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法中，該第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件較佳可各自獨(dú)立地包括至少ー鏡片、或光學(xué)鏡片組。本發(fā)明的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法中，該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器較佳可為CMOS影像傳感器、或CXD影像傳感器，但更佳可為CMOS影像傳感器。當(dāng)使用CMOS 影像傳感器時(shí)，本發(fā)明立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)中的立體影像內(nèi)視鏡前端及/或整體的體積可縮小許多。其是由于相對(duì)于CCD影像傳感器，CMOS影像傳感器可更達(dá)成小型化的目的。本發(fā)明的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法中，該第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件之間較佳是以ー特定距離配置，并以相對(duì)夾角對(duì)目標(biāo)影像擷取影像，此距離與角度可為固定式也可以為變動(dòng)式，使第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件所分別擷取得到的第一影像及該第二影像可用于立體影像的作成。本發(fā)明的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法中，當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)元件及第ニ光學(xué)元件為變動(dòng)式時(shí)，第一影像傳感器及第ニ影像傳感器可較佳各自獨(dú)立地配置有一位移機(jī)構(gòu)，使可調(diào)整第一影像傳感器及第ニ影像傳感器之間的距離及角度。第一影像傳感器及第ニ影像傳感器可較佳各自獨(dú)立地配置有ー旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使調(diào)整該第一影像傳感器及該第二影像傳感器各自的旋轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法中，該信號(hào)傳遞元件較佳可為一信號(hào)傳遞線、或是無線信號(hào)傳遞單元，使可傳遞第一信號(hào)及第ニ信號(hào)至信號(hào)處理器。本發(fā)明的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法中，該照明元件較佳可為光纖、LED燈、或一般燈泡等，只要可提供體內(nèi)照明功能即可，無特殊限制；但更佳為光纖，使更可達(dá)成小型化的目標(biāo)。


圖I是現(xiàn)有的平面影像醫(yī)學(xué)用的內(nèi)視鏡系統(tǒng)。圖2是本發(fā)明實(shí)施例I的立體影像內(nèi)視鏡的示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)的示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例3的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)的操作示意圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例3的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)的操作流程圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例4的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法流程圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例5的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)示意圖。圖8是本發(fā)明實(shí)施例6的立體影像內(nèi)視鏡的第一影像傳感器示意圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例6的第一影像傳感器與第二影像傳感器的上視示意圖。圖10是本發(fā)明實(shí)施例6的第一影像傳感器與第二影像傳感器的上視示意圖。主要元件符號(hào)說明I 內(nèi)視鏡系統(tǒng)13影像傳感器11 取像裝置14信號(hào)轉(zhuǎn)換器12 光傳遞單元15顯像裝置111 鏡頭28藍(lán)芽信號(hào)發(fā)射器2 立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)29藍(lán)芽信號(hào)接受器20 立體影像內(nèi)視鏡30信號(hào)處理器21 第一光學(xué)兀件31位移機(jī)構(gòu)22 第二光學(xué)元件32旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23 照明元件40顯像裝置24 第一影像傳感器50快門式眼鏡25 第二影像傳感器L距離26，27信號(hào)傳遞元件
具體實(shí)施例方式以下是通過特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技藝的人士可由本說明書所掲示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。下列具體實(shí)施例僅提供參考與說明，而非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。對(duì)本發(fā)明中配方的形式與細(xì)節(jié)的省略、修飾、減損、與改變，在不背離本發(fā)明的精神與范疇下，均可由熟悉本項(xiàng)技藝者加以進(jìn)行。[實(shí)施例I]如圖2所示，其是本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡20，包括一第一光學(xué)元件21，是擷取一第一影像(圖未示)；一第二光學(xué)元件22，是擷取一第二影像(圖未示)；一照明元件23(亦可包含有ニ個(gè)照明元件)，其配置于該第一光學(xué)元件21的ー側(cè)；一第一影像傳感器24，是與該第一光學(xué)元件21相鄰，并接收由該第一光學(xué)元件21所擷取的該第一影像，并將該第一影像轉(zhuǎn)換為一第一信號(hào)(圖未不)；一第二影像傳感器25,是與該第二光學(xué)兀件22相鄰，并接收由該第二光學(xué)元件22所擷取的該第二影像，并將該第二影像轉(zhuǎn)換為一第二信號(hào)(圖未示)；以及信號(hào)傳遞元件26，27，分別與該第一影像傳感器24以及該第二影像傳感器25連接，分別由該第一影像傳感器24以及該第二影像傳感器25接收該第一信號(hào)及該第ニ信號(hào)，并將該第一信號(hào)及該第二信號(hào)進(jìn)ー步輸出至外部裝置(圖未示)。本實(shí)施例中，第一光學(xué)元件21以及第二光學(xué)元件22皆為光學(xué)鏡頭；第一影像傳感器24及第ニ影像傳感器25皆為CMOS影像傳感器，可將光學(xué)影像轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，使便于傳遞；照明元件23為ー小型LED燈；且信號(hào)傳遞元件26，27為可傳遞經(jīng)由CMOS影像傳感器所轉(zhuǎn)換的電子信號(hào)的信號(hào)傳遞線。本實(shí)施例中，由于使用了 CMOS影像傳感器，因此本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡20前端及/或整體的體積可縮小許多。其是由于相對(duì)于CCD影像傳感器，CMOS影像傳感器更可達(dá)成小型化的目的。本實(shí)施例的立體影像內(nèi)視鏡包含有ニ個(gè)光學(xué)元件(光學(xué)鏡頭)，其之間可具有一預(yù)定的距離以及預(yù)定的角度，使擷取ニ個(gè)ニ維影像，而利用此ニ個(gè)影像組合重建出立體影像。如此，當(dāng)操作人員使用本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡時(shí)，可看到所顯示出的立體影像，而可得知空間上的深淺差異、或是前后距離不同。因此，于手術(shù)或檢查操作時(shí)，操作者可依據(jù)顯示出的立體影像而正確地前后(或深淺)移動(dòng)內(nèi)視鏡式工具，而不會(huì)導(dǎo)致操作手術(shù)刀或內(nèi)視鏡深淺難以掌握而傷害其周圍組織，因此可以解決無法精準(zhǔn)操作內(nèi)視鏡式器具到達(dá)需手術(shù)的部位、或無法精準(zhǔn)地縫合傷口、或其它內(nèi)視鏡的器械操作不便等問題。此外，本實(shí)施例的立體影像內(nèi)視鏡中，第一影像傳感器及第二影像傳感器(CMOS影像傳感器)是制作于立體影像內(nèi)視鏡的前方，并分別直接與第一光學(xué)元件及第二光學(xué)元件鄰接；也就是說，二個(gè)影像傳感器是與二個(gè)光學(xué)元件直接相鄰，中間不具有鏡片組等光學(xué)傳遞元件，而光學(xué)元件所擷取得到的影像經(jīng)由影像傳感器的轉(zhuǎn)換后可以以數(shù)字信號(hào)直接傳送，亦即只需要信號(hào)線即可由內(nèi)視鏡的前方(影像傳感器)將影像傳出，較為方便。本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡由于影像傳感器是與光學(xué)元件之間可以不需使用復(fù)雜的鏡片組系統(tǒng)等光學(xué)傳遞元件，使得立體影像內(nèi)視鏡結(jié)構(gòu)簡單、整體體積減少，此外也可簡化制作程序(不需復(fù)雜的鏡片組系統(tǒng))，降低制作成本。[實(shí)施例2]如圖3所示，其是本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)2，包括一立體影像內(nèi)視鏡20、一信號(hào)處理器30、以及一顯像裝置40。其中，該立體影像內(nèi)視鏡20是與實(shí)施例I中所述的立體影像內(nèi)視鏡20相同，因此其詳細(xì)結(jié)構(gòu)不在此贅述。信號(hào)處理器30是與該立體影像內(nèi)視鏡20的信號(hào)傳遞元件26，27連接，信號(hào)傳遞元件26，27為信號(hào)傳遞線，且該信號(hào)傳遞元件26，27是傳遞該第一信號(hào)及該第二信號(hào)至該信號(hào)處理器30。顯像裝置40是與該信號(hào)處理器30連接，且該信號(hào)處理器30是處理該第一信號(hào)及該第二信號(hào)以于該顯像裝置40顯示出一立體影像(圖未示)。本實(shí)施例中，該顯像裝置40是一立體顯像裝置，如3D顯示屏幕、或裸眼3D立體顯示屏幕等。顯像裝置40是接收由信號(hào)處理器30所處理的第一信號(hào)及第二信號(hào)，而顯示出一立體影像。[實(shí)施例3]本實(shí)施例是使用本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)來得到醫(yī)學(xué)立體影像。請(qǐng)同時(shí)參考圖2至圖5，其中圖2及圖3是本實(shí)施例所使用的立體影像內(nèi)視鏡及包含其的內(nèi)視鏡系統(tǒng)的示意圖，圖4是本實(shí)施例的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)的操作示意圖，且圖5是實(shí)施例的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)的操作流程圖。首先，(A)提供一如實(shí)施例2所述的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)2，該立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)2包括立體影像內(nèi)視鏡20、信號(hào)處理器30、以及顯像裝置40。接著，(B)立體影像內(nèi)視鏡20的該照明元件23發(fā)射光束以照明內(nèi)試鏡前方組織(圖未示)，且使 該第一光學(xué)兀件21及該第二光學(xué)兀件22分別擷取一第一影像及一第二影像；(C)該第一影像傳感器24接收由該第一光學(xué)元件21所擷取的該第一影像，并將該第一影像轉(zhuǎn)換為一第一信號(hào)，且該第二影像傳感器25接收由該第二光學(xué)元件22所擷取的該第二影像，并將該第二影像轉(zhuǎn)換為一第二信號(hào)；(D)該信號(hào)傳遞元件26，27分別由該第一影像傳感器24以及該第二影像傳感器25接收該第一信號(hào)及該第二信號(hào)，并將該第一信號(hào)及該第二信號(hào)傳遞至該信號(hào)處理器30 ;以及(E)該信號(hào)處理器30是處理該第一信號(hào)及該第二信號(hào)以于該顯像裝置40顯示出一立體影像。3D效應(yīng)是透過一種程序?qū)⑽矬w的左方及右方的影像傳至左眼及右眼中，而于腦中結(jié)合。亦即，通過人的雙眼之間所具有的65mm的距離，使兩眼看物的方向有稍微的差距。此時(shí)，就會(huì)由于此雙眼間的視角差異，而產(chǎn)生3D效應(yīng)。本實(shí)施例中，其立體影像是利用3D電視以及快門式眼鏡(Shutter Glasses)50來達(dá)成。如圖3所示，顯像裝置40 (3D電視)依照時(shí)間分割而交替顯示第一及第二信號(hào)，同時(shí)，快門式眼鏡50則配合顯像裝置40的交替顯示第一及第二信號(hào)的時(shí)間，而以相同頻率交替關(guān)閉左、右鏡片的液晶，阻止觀察者的左、右眼看到畫面。因此，屏幕上所顯示的第一及第二信號(hào)(即，左眼影像及右眼影像)經(jīng)由快門式眼鏡交替?zhèn)魉椭粮餮?，觀察者經(jīng)由快門式眼鏡分別區(qū)分出交替顯示于屏幕上的左眼影像以及右眼影像 ，如此透過觀察者的視覺暫存現(xiàn)象將二個(gè)不同影像結(jié)合，產(chǎn)生3D效應(yīng)，而呈現(xiàn)出立體影像。利用本實(shí)施例的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法，當(dāng)操作人員使用本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡時(shí)，可看到所顯示出的立體影像，而可得知空間上的深淺差異、或是前后距離不同。因此，于手術(shù)或檢查操作時(shí)，操作者可依據(jù)顯示出的立體影像而正確地前后(或深淺)移動(dòng)內(nèi)視鏡式工具，而不會(huì)導(dǎo)致操作手術(shù)刀或內(nèi)視鏡深淺難以掌握而傷害其周圍組織，因此可以解決無法精準(zhǔn)操作內(nèi)視鏡式器具到達(dá)需手術(shù)的部位、或無法精準(zhǔn)地縫合傷口、或其它內(nèi)視鏡的器械操作不便等問題。[實(shí)施例4]請(qǐng)參考圖6，其是本實(shí)施例的醫(yī)學(xué)立體影像的部分信號(hào)處理方法流程圖。本實(shí)施例中，除了具有與實(shí)施例3相同的特征以外，還包含有一右暫存區(qū)(與第一影像傳感器連接)、一左暫存區(qū)(與第二影像傳感器連接)、一同步化處理器、一右儲(chǔ)存單元、以及一左儲(chǔ)存單
J Li o于本實(shí)施例中，由第一影像傳感器及第二影像傳感器所傳來的信號(hào)會(huì)分別輸入至右暫存區(qū)及左暫存區(qū)。接著，將左、右暫存區(qū)的信號(hào)經(jīng)由同步化處理器同步化處理后，分別輸出至左儲(chǔ)存單元以及右儲(chǔ)存單元。然后，判斷信號(hào)是否都儲(chǔ)存完成，以及判斷是否需再接受更多數(shù)據(jù)后，依照判斷結(jié)果決定是否繼續(xù)再重復(fù)信號(hào)接收等步驟、或是結(jié)束信號(hào)接收。后續(xù)步驟(圖未示)則為信號(hào)處理器處理該信號(hào)以于顯像裝置顯示出立體影像的步驟，是與實(shí)施例3相同，因此不再加以贅述。[實(shí)施例5]如圖7所示，其是本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)2，本實(shí)施例的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)2大致上與實(shí)施例2的內(nèi)視鏡系統(tǒng)相同，但不同處在于，本實(shí)施例的立體影像內(nèi)視鏡20中裝設(shè)有一藍(lán)芽信號(hào)發(fā)射器28，而信號(hào)處理器30內(nèi)是裝設(shè)有一藍(lán)芽信號(hào)接受器29。如此，立體影像內(nèi)視鏡20所擷取的影像信號(hào)可經(jīng)由藍(lán)芽信號(hào)發(fā)射器28無線傳送至藍(lán)芽信號(hào)接受器29。因此，立體影像內(nèi)視鏡20與信號(hào)處理器30之間則不需要信號(hào)傳遞線，可增加使用的便利性。此外，本發(fā)明中無線信號(hào)發(fā)射器/信號(hào)接受器可不限于藍(lán)芽信號(hào)發(fā)射器/接收器，例如亦可為紅外線發(fā)射器/接收器、或低頻FM (frequency modulation,調(diào)頻)無線傳輸器
組合等。[實(shí)施例6]如圖8所示，其是本實(shí)施例的立體影像內(nèi)視鏡的第一影像傳感器24示意圖。本實(shí)施例中，第一影像傳感器24配置有一位移機(jī)構(gòu)31以及一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32，使可調(diào)整第一影像傳感器24與第二影像傳感器25(如圖9)之間的距離、以及第一影像傳感器24的旋轉(zhuǎn)角度。同樣地，第二影像傳感器25亦配置有一位移機(jī)構(gòu)以及ー旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(圖未示)，亦可達(dá)成距離以及角度可調(diào)的效果。請(qǐng)同時(shí)參閱圖8至圖10，其中圖9及圖10是本實(shí)施例的第一影像傳感器24與第ニ影像傳感器25的上視示意圖。如圖9所示，本實(shí)施例的第一影像傳感器24與第二影像傳感器25之間的距離L可通過位移機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。并且，如圖10所示，本實(shí)施例的第一影像傳感器24與第二影像傳感器25的角度可通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。如此，由于影像傳感器配置有位移機(jī)構(gòu)以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，因此可依照需求調(diào)整立體影像呈現(xiàn)效果，例如(如圖10所示)使左右影像的視角(視野)可調(diào)，光學(xué)元件所攝得影像的深淺可調(diào)等，因而可擷取不同角度、位置、精細(xì)度的ニ維影像，而組成更多樣的三維立體影像。
綜上所述，本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡、立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)、或醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法是利用ニ個(gè)光學(xué)元件使擷取ニ個(gè)具有一預(yù)定的距離以及預(yù)定的角度的影像，而利用此ニ個(gè)影像組合重建出立體影像。此外，本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡、立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)、或醫(yī)學(xué)立體影像中，第一影像傳感器及第ニ影像傳感器(互補(bǔ)式金屬-氧化層-半導(dǎo)體影像傳感器)是制作于立體影像內(nèi)視鏡的前方，并分別直接與第一光學(xué)元件及第ニ光學(xué)元件鄰接；也就是說，ニ個(gè)影像傳感器是與ニ個(gè)光學(xué)元件直接相鄰，中間不具有鏡片組等光學(xué)傳遞元件，而光學(xué)元件所擷取得到的影像經(jīng)由影像傳感器的轉(zhuǎn)換后可以以數(shù)字信號(hào)直接傳送，亦即只需要信號(hào)線即可由內(nèi)視鏡的前方(影像傳感器)將影像傳出，較為方便。因此，本發(fā)明的立體影像內(nèi)視鏡、立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)、或醫(yī)學(xué)立體影像，其由于影像傳感器是與光學(xué)元件之間可以不需使用復(fù)雜的鏡片組系統(tǒng)等光學(xué)傳遞元件，使得立體影像內(nèi)視鏡結(jié)構(gòu)簡單、整體體積減少，此外也可簡化制作程序(不需復(fù)雜的鏡片組系統(tǒng))，降低制作成本。上述實(shí)施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以權(quán)利要求所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種立體影像內(nèi)視鏡，其特征在于，包括 一第一光學(xué)元件，其擷取一第一影像； 一第二光學(xué)元件，其擷取一第二影像； 至少一照明元件，其配置于該第一光學(xué)元件的一側(cè)； 一第一影像傳感器，與該第一光學(xué)元件相鄰，并接收由該第一光學(xué)元件所擷取的該第一影像，并將該第一影像轉(zhuǎn)換為一第一信號(hào)； 一第二影像傳感器，與該第二光學(xué)元件相鄰，并接收由該第二光學(xué)元件所擷取的該第二影像，并將該第二影像轉(zhuǎn)換為一第二信號(hào)；以及 至少一信號(hào)傳遞元件，與該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器連接，并分別由該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器接收該第一信號(hào)及該第二信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的立體影像內(nèi)視鏡，其特征在于，該第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件是各自獨(dú)立地包括至少一鏡片。
3.如權(quán)利要求I所述的立體影像內(nèi)視鏡，其特征在于，該第一影像傳感器及該第二影像傳感器是各自獨(dú)立地配置有一位移機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I所述的立體影像內(nèi)視鏡，其特征在于，該第一影像傳感器及該第二影像傳感器是各自獨(dú)立地配置有一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求I所述的立體影像內(nèi)視鏡，其特征在于，該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器是為互補(bǔ)式金屬-氧化層-半導(dǎo)體(CMOS, complementarymetal-oxi de-semi conductor)影像傳感器。
6.如權(quán)利要求I所述的立體影像內(nèi)視鏡，其特征在于，該照明元件為一光纖。
7.一種立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其特征在于，包括 一立體影像內(nèi)視鏡，其包括 一第一光學(xué)元件，其擷取一第一影像； 一第二光學(xué)元件，其擷取一第二影像； 至少一照明元件，其配置于該第一光學(xué)元件的一側(cè)； 一第一影像傳感器，與該第一光學(xué)元件相鄰，并接收由該第一光學(xué)元件所擷取的該第一影像，并將該第一影像轉(zhuǎn)換為一第一信號(hào)； 一第二影像傳感器，與該第二光學(xué)元件相鄰，并接收由該第二光學(xué)元件所擷取的該第二影像，并將該第二影像轉(zhuǎn)換為一第二信號(hào)；以及 至少一信號(hào)傳遞元件，與該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器連接，并分別由該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器接收該第一信號(hào)及該第二信號(hào)； 一信號(hào)處理器，與該信號(hào)傳遞元件連接，且該信號(hào)傳遞元件是傳遞該第一信號(hào)及該第二信號(hào)至該信號(hào)處理器；以及 一顯像裝置，與該信號(hào)處理器連接，且該信號(hào)處理器是處理該第一信號(hào)及該第二信號(hào)以于該顯像裝置顯示出一立體影像。
8.如權(quán)利要求7所述的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其特征在于，該顯像裝置是一立體顯像>J-U裝直。
9.如權(quán)利要求7所述的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其特征在于，該第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件是各自獨(dú)立地包括至少一鏡片。
10.如權(quán)利要求7所述的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其特征在于，該第一影像傳感器及該第二影像傳感器是各自獨(dú)立地配置有一位移機(jī)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求7所述的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其特征在于，該第一影像傳感器及該第二影像傳感器是各自獨(dú)立地配置有一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求7所述的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其特征在于，該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器為互補(bǔ)式金屬-氧化層-半導(dǎo)體影像傳感器。
13.如權(quán)利要求7所述的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其特征在于，該信號(hào)傳遞元件為一信號(hào)傳遞線。
14.如權(quán)利要求7所述的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其特征在于，該信號(hào)傳遞元件為一無線信號(hào)傳遞單元。
15.一種醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法，其特征在于，包括步驟 (A)提供一立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，該立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)包括一立體影像內(nèi)視鏡、一信號(hào)處理器、以及一顯像裝置，其中，該立體影像內(nèi)視鏡包括一第一光學(xué)元件、一第二光學(xué)元件、至少一照明元件、一第一影像傳感器、一第二影像傳感器、以及至少一信號(hào)傳遞元件，該第一影像傳感器與該第一光學(xué)元件相鄰，該第二影像傳感器與該第二光學(xué)元件相鄰，該照明元件配置于該第一光學(xué)元件的一側(cè)，該信號(hào)傳遞元件與該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器連接，該信號(hào)處理器與該信號(hào)傳遞元件連接，該立體顯像裝置與該信號(hào)處理器連接； (B)該照明元件發(fā)射光束以照明該立體影像內(nèi)試鏡前方的組織，以使該第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件分別擷取一第一影像及一第二影像； (C)該第一影像傳感器接收由該第一光學(xué)元件所擷取的該第一影像，并將該第一影像轉(zhuǎn)換為一第一信號(hào)，且該第二影像傳感器接收由該第二光學(xué)元件所擷取的該第二影像，并將該第二影像轉(zhuǎn)換為一第二信號(hào)； (D)該信號(hào)傳遞元件分別由該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器接收該第一信號(hào)及該第二信號(hào)，并將該第一信號(hào)及該第二信號(hào)傳遞至該信號(hào)處理器；以及 (E)該信號(hào)處理器是處理該第一信號(hào)及該第二信號(hào)以于該顯像裝置顯示出一立體影像。
16.如權(quán)利要求15所述的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法，其特征在于，該第一光學(xué)元件及該第二光學(xué)元件是各自獨(dú)立地包括至少一鏡片。
17.如權(quán)利要求15所述的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法，其特征在于，該第一影像傳感器及該第二影像傳感器是各自獨(dú)立地配置有一位移機(jī)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求15所述的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法，其特征在于，該第一影像傳感器及該第二影像傳感器是各自獨(dú)立地配置有一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求15所述的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法，其特征在于，該第一影像傳感器以及該第二影像傳感器為互補(bǔ)式金屬-氧化層-半導(dǎo)體影像傳感器。
20.如權(quán)利要求15所述的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法，其特征在于，該顯像裝置是一立體顯像裝置。
21.如權(quán)利要求15所述的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法，其特征在于，該信號(hào)傳遞元件為一信號(hào)傳遞線。
22.如權(quán)利要求15所述的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法，其特征在于，該信號(hào)傳遞元件為一無線信號(hào)傳遞單元。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于立體影像內(nèi)視鏡、包含其的系統(tǒng)及醫(yī)學(xué)立體影像顯示方法，本發(fā)明的一種立體影像內(nèi)視鏡，包括第一光學(xué)元件、第二光學(xué)元件、照明元件、第一影像傳感器、第二影像傳感器、以及至少一信號(hào)傳遞元件。其中，第一/第二影像傳感器接收由第一/第二光學(xué)元件所擷取的第一/第二影像，并將第一/第二影像轉(zhuǎn)換為第一/第二信號(hào)。信號(hào)傳遞元件與第一影像傳感器以及第二影像傳感器連接，并分別由第一影像傳感器以及第二影像傳感器接收第一信號(hào)及第二信號(hào)。本發(fā)明亦關(guān)于一種包含該立體影像內(nèi)視鏡的立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)，以及使用該立體影像內(nèi)視鏡系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)立體影像的顯示方法。
文檔編號(hào)G02B23/24GK102707426SQ20111027309
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者盤文龍, 鄭明輝 申請(qǐng)人:商之器科技股份有限公司, 鄭明輝