本公開涉及一種圖像捕獲裝置，并且更特別地但非排他地，涉及使用具有單個(gè)圖像傳感器的圖像捕獲裝置來重建三維對(duì)象的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

目前，用于捕獲3D圖像的常見方法通過使用具有兩個(gè)鏡頭的立體照相機(jī)來執(zhí)行。立體照相機(jī)的兩個(gè)鏡頭具有相同的規(guī)格，并且兩個(gè)鏡頭之間的距離為約7.7cm，因此模擬人的眼睛之間的實(shí)際距離。兩個(gè)鏡頭的參數(shù)(例如焦距、光圈和快門)由處理器控制。通過快門釋放觸發(fā)，相同區(qū)域但是不同視角的圖像被捕獲并且用于模擬人的左眼圖像和右眼圖像。

具體地，左眼圖像和右眼圖像分別由立體照相機(jī)的兩個(gè)鏡頭捕獲。由于由立體照相機(jī)捕獲的兩個(gè)圖像在角度上略有不同，因此3D立體顯示器可以基于該差異生成景深并且組合兩個(gè)圖像以顯示3D圖像。只要捕獲參數(shù)被調(diào)整為彼此一致，就可以捕獲具有良好成像效果的3D圖像。然而，在該類型的立體照相機(jī)的結(jié)構(gòu)中，需要兩組的鏡頭和傳感器，并且因此成本高。用于捕獲3D圖像的另一種方法是通過旋轉(zhuǎn)單鏡頭照相機(jī)來捕獲圖像。然而，該方法的問題是兩個(gè)圖像之間的近距物體和遠(yuǎn)距物體的視差可能看起來不同于真實(shí)3D圖像。

因此，改善3D圖像的觀看的是通過提出新的圖像捕獲系統(tǒng)配置以新的方式處理被捕獲數(shù)據(jù)/信息/圖像/信號(hào)的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的方面，提出一種圖像捕獲裝置。所述圖像捕獲裝置包括：第一鏡頭，其配置成接收第一圖像信號(hào)；第二鏡頭，其配置成接收第二圖像信號(hào)；第一反射鏡，其配置成將第一圖像信號(hào)反射到第一棱鏡；以及第二反射鏡，其配置成將第二圖像信號(hào)反射到第二棱鏡。所述圖像捕獲裝置還包括單個(gè)圖像傳感器，其配置成接收分別來自所述第一和第二棱鏡的第一和第二圖像信號(hào)。

根據(jù)本公開的另一方面，所述圖像捕獲裝置是相機(jī)并且所述單個(gè)圖像傳感器是CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器或CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器。

根據(jù)本公開的又一方面，所述第一鏡頭與所述第二鏡頭分離預(yù)定距離。而且，所述第一鏡頭和第二鏡頭彼此同步。

根據(jù)本公開的又一方面，第一圖像信號(hào)被投影到所述單個(gè)圖像傳感器的一側(cè)上并且第二圖像信號(hào)被投影到所述單個(gè)圖像傳感器的另一側(cè)上。投影到所述單個(gè)圖像傳感器的不同部分上的第一和第二圖像信號(hào)用于重建由所述第一和第二鏡頭捕獲的對(duì)象的三維圖像。

根據(jù)本公開的另一方面，在外科手術(shù)期間使用所述圖像捕獲裝置。

根據(jù)本公開的方面，提出一種圖像捕獲裝置。所述圖像捕獲裝置包括：第一鏡頭，其配置成接收第一圖像信號(hào)；第二鏡頭，其配置成接收第二圖像信號(hào)；第一棱鏡，其配置成反射第一圖像信號(hào)；以及第二棱鏡，其配置成反射第二圖像信號(hào)。所述圖像捕獲裝置還包括定位在所述第一和第二棱鏡之間的第三棱鏡，所述第三棱鏡配置成接收分別來自所述第一和第二棱鏡的第一和第二圖像信號(hào)。所述圖像捕獲裝置也包括單個(gè)圖像傳感器，其配置成接收來自所述第三棱鏡的第一和第二圖像信號(hào)。

根據(jù)本公開的另一方面，第一圖像信號(hào)被投影到所述單個(gè)圖像傳感器的一側(cè)上并且第二圖像信號(hào)被投影到所述單個(gè)圖像傳感器的另一側(cè)上。投影到所述單個(gè)圖像傳感器的不同部分上的第一和第二圖像信號(hào)用于重建由所述第一和第二鏡頭捕獲的對(duì)象的三維圖像。

根據(jù)本公開的方面，提出一種圖像捕獲裝置。所述圖像捕獲裝置包括：用于接收第一圖像的第一鏡頭；用于接收第二圖像的第二鏡頭，所述第一和第二鏡頭彼此同步化；以及棱鏡組件，其配置成接收第一和第二圖像。所述圖像捕獲裝置還包括單個(gè)圖像傳感器，其配置成接收來自所述棱鏡組件的第一和第二圖像，第一圖像被投影到所述單個(gè)圖像傳感器的第一側(cè)上并且第二圖像被投影到所述單個(gè)圖像傳感器的第二側(cè)上。所述圖像俘獲裝置也包括至少一個(gè)處理器，用于獨(dú)立地處理所述單個(gè)圖像傳感器的第一側(cè)上的第一圖像和所述單個(gè)圖像傳感器的第二側(cè)上的第二圖像以重建對(duì)象的三維圖像。

根據(jù)本公開的另一方面，所述棱鏡組件包括多個(gè)棱鏡。所述棱鏡組件包括相對(duì)于彼此以順序方式定位的三個(gè)棱鏡。

根據(jù)本公開的方面，提出一種重建三維對(duì)象的方法。所述方法包括：接收來自第一鏡頭的第一圖像信號(hào)；接收來自第二鏡頭的第二圖像信號(hào)；將所述第一鏡頭放置在所述第二鏡頭的預(yù)定距離內(nèi)；將第一圖像信號(hào)和第二圖像信號(hào)分別投影到第一反射鏡和第二反射鏡上；以及使第一和第二圖像信號(hào)通過至少兩個(gè)棱鏡。所述方法還包括將第一圖像信號(hào)中繼到單個(gè)圖像傳感器的第一部分上，以及將第二圖像信號(hào)中繼到所述單個(gè)圖像傳感器的第二部分上。

根據(jù)本公開的方面，提出一種重建三維對(duì)象的方法。所述方法包括：接收來自第一鏡頭的第一圖像信號(hào)；接收來自第二鏡頭的第二圖像信號(hào)；將所述第一鏡頭放置在所述第二鏡頭的預(yù)定距離內(nèi)；將第一圖像信號(hào)和第二圖像信號(hào)分別投影到第一棱鏡和第二棱鏡上；以及使第一和第二圖像信號(hào)通過所述第一和第二棱鏡。所述方法還包括通過第三棱鏡中繼第一和第二信號(hào)，所述第三棱鏡定位在所述第一和第二棱鏡之間。所述方法也包括經(jīng)由所述第三棱鏡將第一圖像信號(hào)中繼到單圖像傳感器的第一部分上，以及經(jīng)由所述第三棱鏡將第二圖像信號(hào)中繼到所述單個(gè)圖像傳感器的第二部分上。

本公開的可應(yīng)用性的另外范圍將從下文給出的詳細(xì)描述變得明顯。然而，應(yīng)當(dāng)理解，盡管指示本公開的示例性實(shí)施例，但是詳細(xì)描述和具體例子僅僅作為舉例說明給出，原因是本領(lǐng)域的技術(shù)人員從該詳細(xì)描述將顯而易見在本公開的精神和范圍內(nèi)的各種變化和修改。

附圖說明

在下文中參考附圖描述本公開及其各個(gè)方面和特征，其中：

圖1是根據(jù)本公開的方面的包括一對(duì)反射鏡和一對(duì)棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)的透視圖；

圖2是根據(jù)本公開的方面的包括處于串聯(lián)配置的三個(gè)棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)的透視圖；

圖3示出根據(jù)本公開的方面的分成兩個(gè)部分的單個(gè)圖像傳感器，每個(gè)部分配置成接收獨(dú)立的圖像信號(hào)；

圖4A-4B示出根據(jù)本公開的方面的與單個(gè)圖像傳感器通信的至少一個(gè)處理器和至少一個(gè)存儲(chǔ)器；

圖5是描述根據(jù)本公開的方面的重建三維對(duì)象的方法的流程圖；

圖6是描述根據(jù)本公開的方面的重建三維對(duì)象的另一方法的流程圖；

圖7是根據(jù)本公開的方面的包括器械或醫(yī)療設(shè)備和具有圖1的光學(xué)系統(tǒng)或圖2的光學(xué)系統(tǒng)的圖像捕獲裝置的外科定位系統(tǒng)的透視圖。

附圖僅出于示例的目的描繪本公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從以下公開容易地領(lǐng)會(huì)可以采用本文中所示的結(jié)構(gòu)和方法的替代實(shí)施例而不脫離本文中所述的本公開的原理。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本公開提供并且在下面詳細(xì)描述通過使用具有兩個(gè)鏡頭和單個(gè)圖像傳感器的照相機(jī)重建3D對(duì)象的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。兩個(gè)獨(dú)立的照相機(jī)鏡頭允許將兩個(gè)獨(dú)立的圖像投影到單個(gè)圖像傳感器上。在由單個(gè)圖像傳感器接收之前，兩個(gè)獨(dú)立的圖像通過反射鏡和棱鏡配置。

盡管將根據(jù)具體實(shí)施例描述本公開，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見可以在不脫離本公開的精神的情況下進(jìn)行各種修改、重新布置和替換。本公開的范圍由這里附帶的權(quán)利要求限定。

為了促進(jìn)對(duì)本公開的原理的理解，現(xiàn)在將參考附圖中所示的示例性實(shí)施例，并且將使用具體語言來描述本發(fā)明。然而應(yīng)當(dāng)理解，不旨在由此限制本公開的范圍。相關(guān)領(lǐng)域中并且擁有本公開的技術(shù)人員將想到的本文中所示的本發(fā)明的特征的任何變更和進(jìn)一步修改以及如本文中所示的本公開的原理的任何附加應(yīng)用被認(rèn)為在本公開的范圍內(nèi)。

詞語“示例性”在本文中用于表示“用作例子、實(shí)例或示例”。本文中描述為“示例性”的任何實(shí)施例不一定被理解為比其它實(shí)施例優(yōu)選或有利。詞語“例子”可以與術(shù)語“示例性”可互換使用。

參考圖1，呈現(xiàn)根據(jù)本公開的方面的包括一對(duì)反射鏡和一對(duì)棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)的透視圖。光學(xué)系統(tǒng)100包括第一鏡頭110和第二鏡頭120。第一鏡頭110可以被稱為左鏡頭，而第二鏡頭120可以被稱為右鏡頭。第一鏡頭110可以包括多個(gè)光學(xué)元件111，并且第二鏡頭120可以包括多個(gè)光學(xué)元件121。

第一鏡頭110配置成接收穿過其中的第一圖像信號(hào)115，而第二鏡頭120配置成接收穿過其中的第二圖像信號(hào)125。圖像信號(hào)115和125是從想要圖像的表面反射的光。實(shí)際上，光學(xué)系統(tǒng)100可以用作腹腔鏡或內(nèi)窺鏡器械(參見圖7)的一部分，并且圖像信號(hào)115和125可以用作最初從器械發(fā)出(例如，經(jīng)由光纖束)并且反射回到第一和第二鏡頭110、120的光。第一圖像信號(hào)115和第二圖像信號(hào)125可以是由諸如照相機(jī)的圖像捕獲裝置捕獲的圖像或光或其它類型的信息/數(shù)據(jù)。

第一圖像信號(hào)115由第一反射鏡130接收，而第二圖像信號(hào)125由第二反射鏡140接收。第一反射鏡130將第一圖像信號(hào)115反射到第一棱鏡150，而第二反射鏡140將第二圖像信號(hào)125反射到第二棱鏡160。第一和第二棱鏡150、160彼此相鄰定位。第一和第二棱鏡150、160可以彼此接觸。第一和第二棱鏡150、160可以在形狀上為三角形。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以預(yù)料用于棱鏡150、160的任何形狀或尺寸。

可以預(yù)料第一反射鏡130與第一鏡頭110同軸，而第二反射鏡140與第二鏡頭120同軸。也可以預(yù)料第一圖像信號(hào)115大致居中地穿過第一鏡頭110，使得第一圖像信號(hào)115在第一鏡頭110的中心部分上被接收。類似地，也可以預(yù)料第二圖像信號(hào)125大致居中地穿過第二鏡頭120，使得第二圖像信號(hào)125在第二反射鏡140的中心部分上被接收。也可以預(yù)料第一和第二棱鏡150、160相對(duì)于第一和第二鏡頭110、120偏心或偏移。換句話說，第一和第二棱鏡150、160可以定位在限定于第一和第二鏡頭110、120之間的中間點(diǎn)處。

第一圖像信號(hào)115穿過第一棱鏡150并且由單個(gè)圖像傳感器170接收。類似地，第二圖像信號(hào)125穿過第二棱鏡160并且由單個(gè)圖像傳感器170接收。第一圖像信號(hào)115在單個(gè)圖像傳感器170的左側(cè)上被接收，而第二圖像信號(hào)125在單個(gè)圖像傳感器170的右側(cè)上被接收。這在下面描述的圖3中進(jìn)一步示出。單個(gè)圖像傳感器170可以與印刷電路板(PCB)180電連通。

參考圖2，呈現(xiàn)根據(jù)本公開的方面的包括處于串聯(lián)配置的三個(gè)棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)的透視圖。

光學(xué)系統(tǒng)200包括第一鏡頭210和第二鏡頭220。第一鏡頭210可以被稱為左鏡頭，而第二鏡頭220可以被稱為右鏡頭。第一鏡頭210可以包括多個(gè)光學(xué)元件211并且第二鏡頭220可以包括多個(gè)光學(xué)元件221。

第一鏡頭210配置成接收穿過其中的第一圖像信號(hào)215，而第二鏡頭220配置成接收穿過其的第二圖像信號(hào)225。第一圖像信號(hào)215和第二圖像信號(hào)225可以是由諸如照相機(jī)的圖像捕獲裝置捕獲的圖像或光或其它類型的信息/數(shù)據(jù)。

第一圖像信號(hào)215由第一棱鏡230接收，而第二圖像信號(hào)225由第二棱鏡250接收。棱鏡230將第一圖像信號(hào)215反射到第三棱鏡240，并且第二棱鏡250將第二圖像信號(hào)225反射到第三棱鏡240。第一、第二和第三棱鏡230、250、240以相繼的方式彼此相鄰地定位。可以預(yù)料三個(gè)棱鏡230、250、240不彼此接觸或鄰接。第三棱鏡240配置成定位在第一和第二棱鏡230、250之間。第一、第二和第三棱鏡230、250、240可以在形狀上為三角形。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以預(yù)料用于棱鏡230、250、240的任何形狀或尺寸。第一和第二棱鏡230、250可以是例如直角三角形，而第三棱鏡240可以是例如等邊三角形。

可以預(yù)料第一棱鏡230與第一鏡頭210同軸，而第二棱鏡250與第二鏡頭220同軸。也可以預(yù)料第一圖像信號(hào)215大致居中地穿過第一鏡頭210，使得第一圖像信號(hào)215通過第一鏡頭210的一側(cè)的中心部分被接收。類似地，也可以預(yù)料第二圖像信號(hào)225大致居中地穿過第二鏡頭240，使得第二圖像信號(hào)225通過第二棱鏡250的一側(cè)的中心部分被接收。也可以預(yù)料第三棱鏡240相對(duì)于第一和第二鏡頭210、220偏心或偏移。換句話說，第三棱鏡240可以定位在限定于第一和第二鏡頭210、220之間的中間點(diǎn)處。

第一圖像信號(hào)215穿過第一棱鏡230并且經(jīng)由第三棱鏡240由單個(gè)圖像傳感器270接收。類似地，第二圖像信號(hào)225穿過第二棱鏡250并且經(jīng)由第三棱鏡240由單個(gè)圖像傳感器270接收。第一圖像信號(hào)215在單個(gè)圖像傳感器270的左側(cè)上被接收，而第二圖像信號(hào)225在單個(gè)圖像傳感器270的右側(cè)上被接收。這在下面描述的圖3中進(jìn)一步示出。單個(gè)圖像傳感器270可以與印刷電路板(PCB)280電連通。

總之，參考圖1和圖2，左右鏡頭都用于捕獲場景內(nèi)的對(duì)象。左右鏡頭彼此同步化(同步)。第一和第二鏡頭在它們之間具有固定的距離。然后使用反射鏡和棱鏡配置，或僅僅棱鏡配置，由左鏡頭捕獲的圖像通過其中傳到單個(gè)圖像傳感器的左部，而由右鏡頭捕獲的圖像通過其中傳到單個(gè)圖像傳感器的右部。左圖像和右圖像兩者由單個(gè)圖像傳感器同時(shí)接收(沒有左信號(hào)與右信號(hào)交叉)。左圖像和右圖像然后由至少一個(gè)處理器(參見圖4A、4B，在下面描述)處理并且記錄到至少一個(gè)存儲(chǔ)器裝置(參見圖4A、4B，在下面描述)。因此，鏡頭之間的距離可以變化以便在多種3D圖像捕獲應(yīng)用(例如，在外科手術(shù)期間使用的腹腔鏡系統(tǒng))中使用這樣的光學(xué)系統(tǒng)100、200。

參考圖3，呈現(xiàn)根據(jù)本公開的方面的分成為兩個(gè)部分或部段的單個(gè)圖像傳感器，每個(gè)部分或部段配置成接收獨(dú)立的圖像信號(hào)。

在圖3中顯示單個(gè)圖像傳感器170、270的俯視圖300。圖像傳感器170、270包括第一區(qū)域或地帶或部分或部段310和第二區(qū)域或地帶或部分或部段320。第一部分310可以被稱為左部分，而第二部分3202可以被稱為右部分。第一圖像信號(hào)115、215(參見圖1和2)分別在單個(gè)圖像傳感器170、270的左部分上被接收，而第二圖像信號(hào)125、225(參見圖1和2)分別在單個(gè)圖像傳感器170、270的右部分上被接收。

所以，由左鏡頭拾取的圖像被投影到單個(gè)圖像傳感器的左區(qū)域上，而由右鏡頭拾取的圖像被投影到單個(gè)圖像傳感器的右區(qū)域上。圖像保持分離，原因是它們前進(jìn)通過不同的反射鏡/棱鏡配置，并且最終在單個(gè)圖像傳感器的獨(dú)立區(qū)域上終止以用于獨(dú)立處理和存儲(chǔ)(參見圖4A、4B)。

因此，參考圖1-3，光學(xué)系統(tǒng)100、200利用兩個(gè)獨(dú)立的照相機(jī)鏡頭將兩個(gè)獨(dú)立的圖像投影到單個(gè)圖像傳感器，例如，CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器或CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器。由左鏡頭(即，第一鏡頭110、210)捕獲的圖像或信號(hào)分別被投影到單個(gè)圖像傳感器170、270的左部分310上，而由右鏡頭(即，第二鏡頭210、220)捕獲的圖像或信號(hào)分別被投影到單個(gè)圖像傳感器170、270的右部分320上。直到這時(shí)，左圖像和右圖像不交叉或混合，而是保持分離，原因是它們通過圖1和2的反射鏡/棱鏡配置前進(jìn)。其后，這兩個(gè)圖像或信號(hào)用于重建場景中的對(duì)象的3D圖像。由于這些圖像或信號(hào)被投影到單個(gè)圖像傳感器170、270上，而不是將它們投影到兩個(gè)獨(dú)立且不同的圖像傳感器上，因此可以減小兩個(gè)圖像之間的圖像歪曲和光學(xué)失真，從而導(dǎo)致重建的3D圖像的更好的顏色、亮度和銳度。

另外，由于圖像歪曲和光學(xué)失真的減小，當(dāng)重建由諸如照相機(jī)的傳統(tǒng)圖像捕獲裝置捕獲的3D圖像時(shí)的用戶副作用也被減小。另外的優(yōu)點(diǎn)包括避免從兩個(gè)獨(dú)立照相機(jī)鏡頭生成的左右圖像之間的不一致，這也改善重建的3D圖像的亮度、銳度、顏色和圖像質(zhì)量。

本文所述的設(shè)備和方法集中于在醫(yī)學(xué)背景中使用本公開以便捕獲和處理可見光譜光，例如，用于生成3D腹腔鏡和內(nèi)窺鏡圖像。然而，本公開不限于此，并且本技術(shù)可以在其它光譜中被使用以生成3D圖像，包括但不限于自發(fā)熒光成像，光學(xué)相干斷層攝影(OCT)成像等。另外，本文中所述的方法和系統(tǒng)可以在任何類型的醫(yī)療應(yīng)用中用于任何類型的3D系統(tǒng)。

此外，盡管光學(xué)系統(tǒng)100、200可以用作新的成像設(shè)備(例如，新的腹腔鏡)的一部分，但是該技術(shù)也可以用于現(xiàn)有設(shè)備，在現(xiàn)有設(shè)備中光學(xué)系統(tǒng)通過腹腔鏡的工作通道被使用，或者連接到腹腔鏡或內(nèi)窺鏡的外部。這樣的實(shí)現(xiàn)方式具有提供傳統(tǒng)成像臨床醫(yī)生習(xí)慣的和本公開的增強(qiáng)3D成像的優(yōu)點(diǎn)。

參考圖4A和4B，呈現(xiàn)根據(jù)本公開的方面的與單個(gè)圖像傳感器通信的至少一個(gè)處理器和至少一個(gè)存儲(chǔ)器。圖4A示出單個(gè)圖像傳感器170、270具有電連接到第一處理器405和第一存儲(chǔ)器407的左側(cè)410。單個(gè)圖像傳感器170、270具有電連接到第二處理器415和第二存儲(chǔ)器414的右側(cè)420。因此，單個(gè)圖像傳感器170、270的每一側(cè)可以連接到不同的處理器和不同的存儲(chǔ)器。因此，獨(dú)立處理器可以用于獨(dú)立地處理單個(gè)圖像傳感器的左側(cè)上的第一圖像和右側(cè)上的第二圖像。

然而，如圖4B中所示，單個(gè)圖像傳感器170、270的左側(cè)410和右側(cè)420可以連接到公共處理器430和公共存儲(chǔ)器424。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以預(yù)料用于處理和存儲(chǔ)左圖像、右圖像以及重建的3D對(duì)象的多個(gè)不同配置。

參考圖5，呈現(xiàn)示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的重建三維對(duì)象的方法的流程圖500。

流程圖500包括以下步驟。在步驟510中，由照相機(jī)的第一鏡頭接收第一圖像信號(hào)。在步驟520中，從照相機(jī)的第二鏡頭接收第二圖像信號(hào)。在步驟530中，將第一圖像信號(hào)投影到第一反射鏡上，而將第二圖像信號(hào)投影到第二反射鏡上。在步驟540中，第一圖像信號(hào)穿過第一棱鏡，而第二圖像信號(hào)穿過第二棱鏡。在步驟550中，第一圖像信號(hào)中繼到單個(gè)圖像傳感器的第一部分(或左部分)，并且第二圖像信號(hào)同時(shí)中繼到單個(gè)圖像傳感器的第二部分(右側(cè))。然后過程結(jié)束。應(yīng)當(dāng)理解本文中所述的方法步驟不必按照所述的順序被執(zhí)行。此外，諸如“其后”、“然后”，“接著”等的詞語不旨在限制步驟的順序。這些詞語僅用于通過方法步驟的描述指導(dǎo)讀者。

參考圖6，呈現(xiàn)示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的重建三維對(duì)象的另一種方法的流程圖600。

流程圖600包括以下步驟。在步驟610中，由照相機(jī)的第一鏡頭接收第一圖像信號(hào)。在步驟620中，從照相機(jī)的第二鏡頭接收第二圖像信號(hào)。在步驟630中，將第一圖像信號(hào)投影到第一棱鏡上，而將第二圖像信號(hào)投影到第二棱鏡上。在步驟640中，第一圖像信號(hào)穿過第一棱鏡，而第二圖像信號(hào)穿過第二棱鏡。在步驟650中，第一和第二圖像信號(hào)通過第三棱鏡中繼，第三棱鏡定位在第一棱鏡和第二棱鏡之間。在步驟660中，第一圖像信號(hào)中繼到單個(gè)圖像傳感器的第一部分(或左部分)，并且第二圖像信號(hào)同時(shí)中繼到單個(gè)圖像傳感器的第二部分(右側(cè))。然后過程結(jié)束。此外，本公開的特征和方面可以在光學(xué)系統(tǒng)100、200中以任何合適的方式(例如，經(jīng)由系統(tǒng)100、200的硬件和軟件配置或使用任何其它合適的軟件、固件和/或硬件)實(shí)現(xiàn)。

參考圖7，呈現(xiàn)根據(jù)本公開的方面的包括器械或醫(yī)療設(shè)備和具有圖1的光學(xué)系統(tǒng)或圖2的光學(xué)系統(tǒng)的圖像捕獲裝置的外科定位系統(tǒng)的透視圖。

外科定位系統(tǒng)700根據(jù)本公開被提供并且包括器械固定裝置730(可選)、外科器械710和圖像捕獲裝置720。外科定位系統(tǒng)700配置成將外科器械710和圖像捕獲裝置720定位在躺在手術(shù)臺(tái)705上的患者P的手術(shù)部位內(nèi)。圖像捕獲裝置可以包括(上面描述的)圖1的光學(xué)系統(tǒng)100或圖2的光學(xué)系統(tǒng)200。所以，光學(xué)系統(tǒng)100、200可以與在各種外科手術(shù)中使用的照相機(jī)一起使用。

例如，當(dāng)經(jīng)由可執(zhí)行指令實(shí)現(xiàn)時(shí)，本公開的各種元件實(shí)質(zhì)上是限定這樣的各種元件的操作的代碼。可執(zhí)行指令或代碼可以從可讀介質(zhì)(例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器介質(zhì)、光學(xué)介質(zhì)、EPROM、EEPROM、磁帶介質(zhì)、盒式介質(zhì)、閃存、ROM、存儲(chǔ)棒和/或類似物)獲得或經(jīng)由來自通信介質(zhì)(例如，因特網(wǎng))的數(shù)據(jù)信號(hào)通信。實(shí)際上，可讀介質(zhì)可以包括可以存儲(chǔ)或傳送信息的任何介質(zhì)。

計(jì)算機(jī)裝置或計(jì)算裝置或處理裝置可以可操作地與組件關(guān)聯(lián)，并且由軟件引導(dǎo)以將第一輸出信號(hào)與第一控制圖像比較并且將第二輸出信號(hào)與第二控制圖像比較。軟件還引導(dǎo)計(jì)算機(jī)以產(chǎn)生診斷輸出。此外，包括用于將診斷輸出傳輸?shù)津?yàn)證設(shè)備的操作者的裝置。因此，可以規(guī)劃本公開的許多應(yīng)用。本文中公開的示例性網(wǎng)絡(luò)可以包括用于交換數(shù)據(jù)或交易業(yè)務(wù)的任何系統(tǒng)，例如因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、外聯(lián)網(wǎng)、WAN(廣域網(wǎng))、LAN(局域網(wǎng))、衛(wèi)星通信和/或類似物。應(yīng)當(dāng)注意網(wǎng)絡(luò)可以作為其它類型的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。

另外，如本文所使用的“代碼”或如本文所使用的“程序”可以是可以由計(jì)算機(jī)或執(zhí)行設(shè)備用來執(zhí)行任務(wù)的任何多個(gè)二進(jìn)制值或任何可執(zhí)行、解釋或編譯的代碼。該代碼或程序可以以若干已知的計(jì)算機(jī)語言中的任何一種來編寫。如本文所使用的“計(jì)算機(jī)”可以表示對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、路由、操縱或執(zhí)行類似操作的任何設(shè)備?！坝?jì)算機(jī)”可以包含到一個(gè)或多個(gè)應(yīng)答器識(shí)別和收集系統(tǒng)或服務(wù)器中以操作一個(gè)或多個(gè)處理器來運(yùn)行應(yīng)答器識(shí)別算法。而且，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令包括例如使通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備執(zhí)行某個(gè)功能或一組功能的指令和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令也包括程序模塊，其可以由計(jì)算機(jī)在獨(dú)立或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中執(zhí)行。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、組件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本文中具體描述和附圖中示出的設(shè)備和方法是非限制性的示例性實(shí)施例。結(jié)合一個(gè)示例性實(shí)施例示出或描述的特征可以與其它實(shí)施例的特征組合。這樣的修改和變化旨在包括在本公開的范圍內(nèi)。

前述例子示出本公開的各個(gè)方面和本公開的方法的實(shí)施。例子并不旨在提供本公開的許多不同實(shí)施例的詳盡描述。因此，盡管為了清楚和理解的目的作為示例和例子已相當(dāng)詳細(xì)地描述前述本公開，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到在不脫離本公開的精神或范圍的情況下可以對(duì)其進(jìn)行許多變化和修改。