一种医用内窥镜双摄模组的调焦匹配装置的制作方法

1.本公开涉及医用内窥镜校准技术领域，具体涉及一种医用内窥镜双摄模组的调焦匹配装置。


背景技术：

2.双摄模组是指带有两个摄像头的摄像模组，医用内窥镜产品中的双摄模组，目前主要采用共基板和共支架两种组装方法，共基板是指将两个摄像头芯片共同放在同一块基板上进行固定，该方法的优点在于两个摄像头芯片可以位于同一平面上，缺点是加工难度大导致其良品率较共支架的方法低。
3.共支架方法是将景深内清晰度相近的两个摄像头芯片安装在同一支架上，校准调节两个摄像头芯片的姿态，使两者的镜头面位于同一平面上，共支架的优点在于加工难度低、良品率较高，是更常采用的双摄模组组装方法。
4.在校准之前需要对摄像模组进行调焦和匹配，具体做法是固定待调焦的摄像模组，将分辨率测试图卡安装在摄像模组镜头面的正前方，确保分辨率测试图卡平行于摄像模组的镜头面，使摄像模组对分辨率测试图卡成像，沿垂直于镜头面的方向平移分辨率测试图卡，使摄像模组对分辨率测试图卡在不同位置成像，获取该摄像模组在不同位置的分辨率示数，根据获得的分辨率示数可匹配分辨率相近的两个摄像模组进行校准。
5.现有技术中由于没有专用于双摄模组的调焦匹配装置，在实际匹配校准时通过简单夹具来固定摄像模组，然后手动平移分辨率测试图卡，这种方式一方面无法保证平移过程中分辨率测试图卡始终平行于镜头面，也无法准确获取分辨率测试图卡每次平移的距离，这都会影响获取的分辨率示数，对匹配的精度造成影响，另一方面这种方式还存在操作不便、效率低下的缺陷。


技术实现要素：

6.为了解决上述现有技术存在的问题，本公开目的在于提供一种医用内窥镜双摄模组的调焦匹配装置。本公开可使摄像模组分辨率示数获取准确，提高匹配精度，且可有效提高调焦匹配效率。
7.本公开所述的一种医用内窥镜双摄模组的调焦匹配装置，包括底座以及设置在所述底座上的图卡夹装模块和摄像模组夹装模块；
8.所述图卡夹装模块包括：
9.第一夹装台，所述第一夹装台用于夹装图卡且使图卡垂直于x方向；
10.第一行走机构，所述第一行走机构与所述第一夹装台联动，用于带动所述第一夹装台沿x、z两个方向行走；
11.光源模块，所述光源模块设置在所述第一夹装台上用于提供照明光；
12.所述摄像模组夹装模块设置在所述第一夹装台x方向的一侧，所述摄像模组夹装模块包括：
13.第二夹装台，所述第二夹装台用于夹装待调焦的摄像模组，且所述第二夹装台与所述第一夹装台的位置相对应；
14.角度调节机构，所述角度调节机构与所述第二夹装台联动，用于调节所述第二夹装台台面在x-y方向、x-z方向和y-z方向的角度；
15.第二行走机构，所述第二行走机构与所述第二夹装台联动，用于带动所述第二夹装台沿x、y、z三个方向行走。
16.优选地，所述第一夹装台包括第一台板、第一锁紧件和两块第一夹板，两块所述第一夹板相对平行设置且两块所述第一夹板的长度方向为y向，至少一块所述第一夹板可沿x方向滑动地设置在所述第一台板上，使两块所述第一夹板的相对间距可调；所述第一锁紧件穿设于两块所述第一夹板之间并与两块所述第一夹板可拆卸连接。
17.优选地，所述第一行走机构包括：
18.导轨，所述导轨沿x方向延伸设置；
19.升降台，所述升降台设置在所述导轨上且与所述导轨滑动配合，所述第一夹装台设置在所述升降台上。
20.优选地，所述导轨的上表面设有沿x方向延伸的长度刻度线，且在所述长度刻度线上分别标示有近景深位置、远景深位置以及若干成像点，若干所述成像点等间隔分布在所述近景深位置与所述远景深位置之间。
21.优选地，所述光源模块包括：
22.背光光源板，所述背光光源板设置所述第一夹装台的夹装面远离所述摄像模组夹装模块的一侧，且所述背光光源板平行于所述第一夹装台的夹装面。
23.优选地，所述光源模块包括：
24.白屏，所述白屏设置在所述第一夹装台的夹装面远离所述摄像模组夹装模块的一侧，且所述白屏平行于所述第一夹装台的夹装面；
25.两标准光源，两所述标准光源分别设置在所述白屏的两侧前方，对称分布在所述白屏x方向轴线的两侧，且两所述标准光源的光线出射方向均朝向所述白屏。
26.优选地，所述第二夹装台包括第二台板、固定板、第二夹板、弹性件和两根滑杆；所述第二台板的台面中部靠近所述图卡夹装模块的一侧形成有用于放置摄像模组的放置槽，两根所述滑杆分别设置在所述放置槽的两侧且沿z方向延伸，所述滑杆的下端与所述第二台板相连接，所述第二夹板平行于所述第二台板设置在所述放置槽的上方，且与所述滑杆滑动配合，使所述第二夹板可沿z方向滑动；所述固定板设置在所述第二夹板的上方且与所述滑杆固定连接，所述弹性件一端连接所述固定板，另一端连接所述第二夹板，所述弹性件被设置为用于提供弹力使所述第二夹板始终有向所述放置槽滑动的运动趋势。
27.优选地，所述第二夹板下表面在与所述放置槽相对应的位置形成有与摄像模组外周面相适配的弧形槽，所述放置槽与所述弧形槽的槽面上均覆盖有软质层。
28.优选地，所述角度调节机构包括第一角位台、第二角位台和旋转台；
29.所述第一角位台包括可沿x-z方向转动的第一转动件，所述第二夹装台设置在所述第一转动件上；
30.所述第二角位台包括可沿y-z方向转动的第二转动件，所述第一角位台设置在所述第二转动件上；
31.所述旋转台包括可沿x-y方向转动的旋转件，所述第二角位台设置在所述旋转件上。
32.优选地，所述第二行走机构包括：
33.xyz三轴平移台，所述xyz三轴平移台包括可沿x、y、z三个方向平移的平移件，所述角度调节机构设置在所述平移件上。
34.本公开所述的一种医用内窥镜双摄模组的调焦匹配装置，其优点在于，本公开通过第一夹装台夹装黑白间色方格卡，使摄像模组对方格卡成像，在成像图像中设置十字形辅助线，使十字形辅助线的交点对齐方格卡中其一方格的顶点，通过第一行走机构带动第一夹装台沿x方向行走，观察十字形辅助线是否始终与方格顶点重合，如是则表示图卡安装面平行于摄像模组的镜头面，否则通过角度调节机构和第二行走机构调节摄像模组的位置和姿态，直至摄像模组镜头面与图卡安装面平行，然后在第二夹装台上安装分辨率测试图卡，此时分辨率测试图卡平行于镜头面且垂直于x方向，然后通过第一行走机构带动第一夹装台沿x方向行走，获取摄像模组对分辨率测试图卡在不同间距处的成像图像，进而获取摄像模组在不同位置的分辨率示数。更换其他摄像模组重复上述过程获取多组摄像模组的分辨率示数，匹配其中最接近的两个摄像模组进行后续的校准过程。
35.本公开通过设置第一夹装台、第一行走机构、第二夹装台、角度调节机构和第二行走机构等，可确保分辨率测试图卡在平移过程中始终平行于摄像模组的镜头面，使获得的分辨率示数准确，可提高匹配的精度，进而提高双摄模组的产品精度和成像品质，同时本装置还具有操作方便的优点，可有效提高双摄模组的调焦匹配效率。
附图说明
36.图1是本公开所述一种医用内窥镜双摄模组的调焦匹配装置的结构示意图；
37.图2是本公开所述图卡夹装模块的结构示意图；
38.图3是图2的俯视图；
39.图4是本公开所述摄像模组夹装模块的结构示意图；
40.图5是本公开所述第二夹装台的结构示意图。
41.附图标记说明：1-底座，2-图卡夹装模块，21-第一夹装台，211-第一台板，212-第一锁紧件，213-第一夹板，22-第一行走机构，221-导轨，2211-长度刻度线，222-升降台，23-光源模块，3-摄像模组夹装模块，31-第二夹装台，311-第二台板，3111-放置槽，312-固定板，313-第二夹板，3131-弧形槽，314-弹性件，315-滑杆，32-角度调节机构，321-第一角位台，322-第二角位台，323-旋转台，33-第二行走机构。
具体实施方式
42.如图1-图5所示，本公开所述的一种医用内窥镜双摄模组的调焦匹配装置，包括底座1以及设置在底座1上的图卡夹装模块2和摄像模组夹装模块3。
43.底座1呈方形板状结构，采用合金材料制成，以便于安装在台面或是地面上。
44.第一夹装台21，第一夹装台21用于夹装图卡，即用于进行平行检测的黑白间色方格卡和分辨率测试图卡。第一夹装台21的夹装面垂直于x方向的竖直面，以使图卡夹装后垂直于x方向。
45.第一行走机构22，第一行走机构22与第一夹装台21联动，用于带动第一夹装台21沿x、z两个方向行走，以调节第一夹装台21的高度及其与摄像模组之间的间距。
46.光源模块23，光源模块23设置在第一夹装台21上用于提供照明光，以使摄像模组对图卡成像清晰。
47.摄像模组夹装模块3设置在第一夹装台21x方向的一侧，且其位置与图卡夹装模块2相对应。摄像模组夹装模块3包括：
48.第二夹装台31，第二夹装台31用于夹装待调焦的摄像模组，且第二夹装台31与第一夹装台21的位置相对应，以使第二夹装台31在夹装摄像模组后，摄像模组可对应图卡成像。
49.角度调节机构32，角度调节机构32与第二夹装台31联动，用于调节第二夹装台31台面在x-y方向、x-z方向和y-z方向的角度，具体的，即用于调节第二夹装台31台面在上述三个方向上的倾角，进而调节摄像模组镜头面的倾斜角度，以确保将摄像模组镜头面调节至平行于图卡面。
50.第二行走机构33，第二行走机构33与第二夹装台31联动，用于带动第二夹装台31沿x、y、z三个方向行走，以将摄像模组镜头面的中心位置调节至与图卡的中心位置共线。
51.本公开所述调焦匹配装置的使用过程如下所述，在进行摄像模组的调焦匹配过程时使用本装置。
52.首先将摄像模组固定在第二夹装台31上，然后将黑白间色方格卡夹装在第一夹装台21上，通过光源模块23为方格卡提供照明光，使摄像模组对方格卡成像，在成像图像的中心位置设置一十字形的辅助线，使十字形辅助线的交点对齐方格卡中其一方格的顶点，通过第一行走机构22带动第一夹装台21沿x方向行走，观察十字形辅助线是否始终与方格顶点重合，如是则表示图卡安装面平行于摄像模组的镜头面，否则通过角度调节机构32和第二行走机构33调节摄像模组的位置和姿态，直至摄像模组镜头面与图卡安装面平行，然后在第二夹装台31上安装分辨率测试图卡，此时分辨率测试图卡平行于镜头面且垂直于x方向，然后通过第一行走机构22带动第一夹装台21沿x方向行走，获取摄像模组对分辨率测试图卡在不同间距处的成像图像，进而获取摄像模组在不同位置的分辨率示数。更换其他摄像模组重复上述过程获取多组摄像模组的分辨率示数，匹配其中最接近的两个摄像模组进行后续的校准过程。
53.本公开通过设置第一夹装台21、第一行走机构22、第二夹装台31、角度调节机构32和第二行走机构33等，可确保分辨率测试图卡在平移过程中始终平行于摄像模组的镜头面，使获得的分辨率示数准确，可提高匹配的精度，进而提高双摄模组的产品精度和成像品质，同时本装置还具有操作方便的优点，可有效提高双摄模组的调焦匹配效率。
54.进一步的，本实施例中，请详细参阅图2、图3，第一夹装台21包括第一台板211、第一锁紧件212和两块第一夹板213，两块第一夹板213相对平行设置且两块第一夹板213的长度方向为y向，至少一块第一夹板213可沿x方向滑动地设置在第一台板211上，使两块第一夹板213在x方向上的相对间距可调，具体的，其中一块第一夹板213与第一台板211固定连接，另一块第一夹板213与第一台板211滑动连接，第一台板211的台面上形成有x方向延伸的滑槽，第一夹板213的下端形成有与滑槽相适配的滑块，滑块设置在滑槽内且与滑槽形成滑动配合，使得该块第一夹板213可沿滑槽滑动，进而调节两块第一夹板213之间的间距。第
一锁紧件212穿设于两块第一夹板213之间，并与两块第一夹板213可拆卸连接，具体的，第一锁紧件212为螺栓，两块第一夹板213上形成有沿厚度方向贯通的通孔，该通孔的孔径与第一锁紧件212的外径相适配，且其内侧面攻设有内螺纹，该内螺纹与螺栓的外螺纹相适配，螺栓穿过两块第一夹板213并螺纹配合，在另一端通过适配的螺母固定，当需要安装样本卡时，移动可活动的第一夹板213，使其远离另一块第一夹板213，将样本卡竖直放入到两块第一夹板213之间，然后将第一夹板213回移，使两块第一夹板213配合以夹住样本卡，然后锁紧螺栓，使两块第一夹板213的位置保持固定，以此来夹固样本卡。在优选的实施例中，两块第一夹板213相向的两面上可形成有增摩纹，用于增大第一夹板213与样本卡之间的相对摩擦力，防止样本卡掉落。上述的第一夹装台21具有结构简单、夹持稳固、操作方便的优点。
55.进一步的，本实施例中，请继续参阅图2、图3，第一行走机构22具体包括：
56.导轨221，导轨221沿x方向延伸，导轨221为常用的直线导轨221。
57.升降台222，升降台222设置在一与导轨221相适配的滑动座上，滑动座与导轨221形成滑动配合，使得升降台222在受推力时可随滑动座沿导轨221座直线往复运动，升降台222具体可选用北京派迪威仪器有限公司的pt-sd413型手动升降台222，其通过两呈x形分布的铰接臂来对台面的所在高度进行调节，可通过转动调节旋钮来对台面高度进行精调，适用于光学仪器等精密设备的校准过程中。
58.上述的第一行走机构22，通过导轨221与升降台222的配合实现第一夹装台21在x和z两个方向上的行走，可对样本卡的高度及其与摄像模组的间距进行调节，以便于根据摄像模组的成像画面对样本卡的位置进行调节，确保摄像模组成像清晰，且具有结构简单、组装和操作方便的优点。
59.进一步的，本实施例中，导轨221的上表面设有沿x方向延伸的长度刻度线2211，且在长度刻度线2211上分别标示有近景深位置、远景深位置以及若干成像点，若干成像点等间隔分布在所述近景深位置与所述远景深位置之间，在获取摄像模组的分辨率示数时通常需要将摄像模组分别移动至近景深位置、远景深位置、以及近景深位置和远景深位置之间的若干等间隔的成像点处分别成像，通过在长度刻度线2211的旁侧对各个成像位置进行标示，可快速找到成像位置，进一步提高调焦匹配效率。
60.进一步的，本实施例中，光源模块23包括：
61.背光光源板，背光光源板为led背光光源，其设置在第一夹装台21的夹装面远离摄像模组夹装模块3的一侧，且背光光源板平行于第一夹装台21的夹装面，背光光源板适用于透射式图卡，背光光源板的光线可穿过透射式图卡为图卡提供光照，以使摄像模组对图卡成像清晰。
62.进一步的，本实施例中，光源模块23包括：
63.白屏，白屏设置在第一夹装台21的夹装面远离摄像模组夹装模块3的一侧，白屏平行于第一夹装台21的夹装面；
64.两标准光源，两标准光源分别设置在白屏的两侧前方，具体的，位于白屏前方45
°
线、白屏的外延线、外延线的垂直线所围成的直角三角形区域内，两个标准光源对称分布在白屏x方向轴线的两侧，且标准光源的光线出射方向均朝向白屏，以使两标准光源对图卡光照均匀，使摄像模组成像清晰。上述的光源结构适用于反射式图卡中。
65.进一步的，本实施例中，请详细参阅图5，第二夹装台31包括第二台板311、固定板312、第二夹板313、弹性件314和两根滑杆315。第二台板311的台面中部靠近图卡夹装模块2的一侧形成有用于放置摄像模组的放置槽3111，放置槽3111为半圆形槽，其内径略大于摄像模组的外径，摄像模组可从上方放入到放置槽3111中。两根滑杆315分别设置在放置槽3111的两侧且沿z方向延伸，滑杆315的下端与第二台板311相连接，第二夹板313平行于第二台板311设置在放置槽3111的上方，且与滑杆315滑动配合，使第二夹板313可沿z方向滑动，以靠近或远离放置槽3111。固定板312设置在第二夹板313的上方且与滑杆315固定连接，弹性件314具体为压簧，其套设在滑杆315之外，一端连接固定板312，另一端连接第二夹板313，其被设置为用于提供向下的弹力，使第二夹板313始终有向放置槽3111滑动的运动趋势。
66.当需要夹固摄像模组时，向上拉起第二夹板313，使弹性件314受力压缩，将摄像模组放入到放置槽3111内，然后缓慢松开第二夹板313，使第二夹板313缓慢向下滑动，直至第二夹板313与摄像模组的外周面相接触，弹性件314提供向下的弹力使第二夹板313配合放置槽3111稳固地夹固摄像模组。
67.上述的第二夹装台31结构具有夹固稳定、操作方便的优点。
68.进一步的，本实施例中，第二夹板313下表面在与放置槽3111相对应的位置形成有与摄像模组相适配的弧形槽3131，以使弧形槽3131配合放置槽3111可从摄像模组的外侧环绕夹固摄像模组，使对摄像模组的夹固更加稳固。放置槽3111与弧形槽3131的槽面上均覆盖有软质层，软质层为橡胶层或硅胶层，软质层可避免夹固摄像模组时对摄像模组的外表面造成划损。
69.进一步的，本实施例中，角度调节机构32包括第一角位台321、第二角位台322和旋转台323。角位台和旋转台323均为光学仪器领域的常用器件，第一角位台321和第二角位台322具体可选用北京派迪威仪器有限公司的pt-sd311系列手动角位台，该角位台可实现台面倾斜角度
±
10
°
的调节，其转动件通过一弧形导轨221与底座1配合，通过调节旋钮可使转动件沿该弧形导轨221移动，进而实现转动件台面倾斜角度的调节。旋转台323具体可选用北京派迪威仪器有限公司的pr40-l系列手动旋转台323，该旋转台323的旋转件可实现在x-y平面的周向360
°
旋转。
70.第一角位台321包括可沿x-z方向转动的第一转动件，即使第一角位台321沿x-z方向设置，使其转动件的转动方向沿x-z方向。第二夹装台31通过螺栓固定在第一转动件上，使第二夹装台31可随第一转动件沿x-z方向转动。
71.第二角位台322包括可沿y-z方向转动的第二转动件，即使第二角位台322沿y-z方向设置，使其转动件的转动方向沿y-z方向。第一角位台321设置在第二转动件上，以使第一角位台321及第二夹装台31连接形成的整体可随第二转动件沿y-z方向转动。
72.旋转台323包括可沿x-y方向转动的旋转件，第二角位台322设置在该旋转件上，以使第一角位台321、第二角位台322和第二夹装台31连接形成的整体可随旋转件沿x-y方向转动。
73.通过上述的角位台和旋转台323，可实现第二夹装台31在x-y方向、x-z方向和y-z方向的角度调节，进而可调节摄像模组镜头面在各个维度的倾斜角度，且具有组装和操作方便的优点。
74.进一步的，本实施例中，第二行走机构33包括：
75.xyz三轴平移台，xyz三轴平移台包括可沿x、y、z三个方向平移的平移件，角度调节机构32设置在平移件上，以使第二夹装台31与角度调节机构32连接形成的整体可随平移件沿x、y、z三个方向行走。xyz三轴平移台可选用北京派迪威仪器有限公司的pt-st系列手动三轴平移台，其通过三个调节旋钮可分别调节平移台在x、y、z三个方向进行平移，进而实现第二夹装台31在x、y、z三个方向上的行走，具有组装和操作方便的优点。
76.在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
77.对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本公开权利要求的保护范围之内。