头戴式手术摄像系统.pdf

本发明公开了一种头戴式手术摄像系统，包括护目镜、摄像机、无线信号传输单元、微处理器以及控制摄像机角度的角度控制装置，所述护目镜包括镜框和镜片，所述摄像机与所述镜框铰接，所述角度控制装置包括第一驱动装置，所述第一驱动装置与所述微处理器信号连接用于控制所述摄像机镜头的上下摆动；所述摄像机与微处理器连接，所述微处理器与无线信号传输单元电路连接。本发明的头戴式手术摄像系统，通过微处理器和角度控制装置对摄像机的控制可实现对目标的追踪和定位，并防止摄像画面的抖动，另外学员可远程控制摄像机的拍摄角度，提高系统的交互性。

权利要求书1.   一种头戴式手术摄像系统，包括护目镜(10)、摄像机(20)、无线信号传输单元(30)、微处理器(40)以及控制摄像机角度的角度控制装置，所述护目镜包括镜框(11)和镜片(12)，所述摄像机(20)与所述镜框(11)铰接，所述角度控制装置包括第一驱动装置(51)，所述第一驱动装置(51)与所述微处理器(40)信号连接用于控制所述摄像机(20)镜头的上下摆动；所述摄像机(20)与微处理器(40)连接，所述微处理器(40)与无线信号传输单元(30)电路连接。2.  根据权利要求1所述的头戴式手术摄像系统，其特征在于：所述角度控制装置还包括第二驱动装置(52)，所述第二驱动装置(52)用于控制所述摄像机(20)的镜头左右摆动；所述头戴式手术摄像系统还包括与所述微处理器(40)电连接的倾角传感器(60)，所述倾角传感器(60)设置在所述摄像机(20)上。3.  根据权利要求2所述的头戴式手术摄像系统，其特征在于：所述摄像机(20)通过球窝关节（21）与所述镜框(11)万向铰接，所述第一驱动装置(51)和第二驱动装置(52)分别由弹簧(53)、拉索(54)、线性执行机构(55)组成，所述弹簧设置在摄像机(20)与镜框(11)之间，所述拉索的一端与摄像机(20)的一端连接，拉索的另一端与线性执行机构连接，线性执行机构的伸缩运动可拉动拉索，进而拉动摄像机(20)绕球窝关节（21）中心摆动，所述弹簧用于摄像机(20)的复位，所述第一驱动装置(51)和第二驱动装置(52)中弹簧和拉索的设置角度相互垂直。4.  根据权利要求3所述的头戴式手术摄像系统，其特征在于：所述无线信号传输单元(30)包括WIFI无线收发模块和影像数据接口电路，所述影像数据接口电路采用MX232 芯片。5.  根据权利要求4所述的头戴式手术摄像系统，其特征在于：还包括耳机（70），所述耳机（70）铰接在镜框(11)的镜腿上面，所述耳机（70）与微处理器(40)连接。

说明书头戴式手术摄像系统
技术领域
本发明涉及一种可视化医疗教学设备，尤其涉及一种头戴式手术摄像系统。
背景技术
现有的外科手术示教系统都是靠摄像、采集、图像处理后由输出电缆连接到显示设备以供学员或参观者观摩，一般地，系统中的摄像设备都是安装在手术的无影灯上面，其遇到的问题是如果手术部位较深、视角较偏，则位于无影灯上面的摄像设备将无法跟踪和拍摄到视角较偏的细节部位。
针对上述问题，申请号为201410180110.0的中国发明专利申请公开了一种头戴式无线接收虚拟显示手术示教系统，其特点是将系统中的摄像头安装在了手术医生的头部，然而该系统在实际使用过程中遇到以下技术问题：1）由于手术过程中，医生的头部不停的运动，导致摄像画面抖动严重，严重影响观看效果；2）缺乏交互性，学员不能够控制摄像头的拍摄角度，无法针对未看清的细节部位与医生进行交互。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种头戴式手术摄像系统，该头戴式手术摄像系统可有效地解决现有头戴式无线接收虚拟显示手术示教系统拍摄时画面严重抖动以及缺乏交互性的技术问题。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
本发明的头戴式手术摄像系统，包括护目镜、摄像机、无线信号传输单元、微处理器以及控制摄像机角度的角度控制装置，所述护目镜包括镜框和镜片，所述摄像机与所述镜框铰接，所述角度控制装置包括第一驱动装置，所述第一驱动装置与所述微处理器信号连接用于控制所述摄像机镜头的上下摆动；所述摄像机与微处理器连接，所述微处理器与无线信号传输单元电路连接。
进一步，所述角度控制装置还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置用于控制所述摄像机的镜头左右摆动；所述头戴式手术摄像系统还包括与所述微处理器电连接的倾角传感器，所述倾角传感器设置在所述摄像机上。
进一步，所述摄像机通过球窝关节与所述镜框万向铰接，所述第一驱动装置和第二驱动装置分别由弹簧、拉索、线性执行机构组成，所述弹簧设置在摄像机与镜框之间，所述拉索的一端与摄像机的一端连接，拉索的另一端与线性执行机构连接，线性执行机构的伸缩运动可拉动拉索，进而拉动摄像机绕球窝关节中心摆动，所述弹簧用于摄像机的复位，所述第一驱动装置和第二驱动装置中弹簧和拉索的设置角度相互垂直。
进一步，所述无线信号传输单元包括WIFI无线收发模块和影像数据接口电路，所述影像数据接口电路采用MX232芯片。
进一步，还包括耳机，所述耳机铰接在镜框的镜腿上面，所述耳机与微处理器连接。
本发明的头戴式手术摄像系统具有以下有益效果：
1）本发明的头戴式手术摄像系统，采用摄像机与镜框铰接的形式，通过安装角度控制装置实现了对摄像机的角度进行控制和调节，其优点是通过微处理器和角度控制装置对摄像机的控制可实现对目标的追踪和定位，并防止摄像画面的抖动，另外学员可远程控制摄像机的拍摄角度，提高系统的交互性。
2）本发明的头戴式手术摄像系统还具体地公开了角度控制装置的结构，该角度控制装置的优点是结构简单、操控摄像机更加灵活。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明头戴式手术摄像系统的侧面结构示意图；
图2为本发明头戴式手术摄像系统的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和2所示，本实施例中的头戴式手术摄像系统，包括护目镜10、摄像机20、无线信号传输单元30、微处理器40以及控制摄像机角度的角度控制装置，所述无线信号传输单元30包括WIFI无线收发模块和影像数据接口电路，所述影像数据接口电路采用MX232 芯片；所述护目镜包括镜框11和镜片12，所述摄像机20与所述镜框11铰接，所述角度控制装置包括第一驱动装置51和第二驱动装置52；所述头戴式手术摄像系统还包括与所述微处理器40电连接的倾角传感器60，所述倾角传感器60设置在所述摄像机20上。所述第一驱动装置51与所述微处理器40信号连接用于控制所述摄像机20镜头的上下摆动，所述第二驱动装置52用于控制所述摄像机20的镜头左右摆动；所述摄像机20与微处理器40连接，所述微处理器40与无线信号传输单元30电路连接。本发明的头戴式手术摄像系统，采用摄像机与镜框铰接的形式，通过安装角度控制装置实现了对摄像机的角度进行控制和调节，其优点是通过微处理器和角度控制装置对摄像机的控制可实现对目标的追踪和定位，并防止摄像画面的抖动，另外学员可远程控制摄像机的拍摄角度，提高系统的交互性。
作为上述技术方案的进一步改进，所述摄像机20通过球窝关节21与所述镜框11万向铰接，所述第一驱动装置51和第二驱动装置52分别由弹簧53、拉索54、线性执行机构55组成，所述线性执行机构55可采用电动伸缩螺杆，所述弹簧设置在摄像机20与镜框11之间，所述拉索的一端与摄像机20的一端连接，拉索的另一端与线性执行机构连接，线性执行机构的伸缩运动可拉动拉索，进而拉动摄像机20绕球窝关节21中心摆动，所述弹簧用于摄像机20的复位，所述第一驱动装置51和第二驱动装置52中弹簧和拉索的设置角度相互垂直。采用球窝关节21连接摄像机20与镜框11，并通过由弹簧53、拉索54、线性执行机构55组成驱动装置的驱动，可极大地增强摄像机20控制的灵活性，同时简化了角度控制装置的结构，降低的制作成本，也使得本发明的头戴式手术摄像系统外观更加秀气、美观。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括耳机70，所述耳机70铰接在镜框11的镜腿上面，所述耳机70与微处理器40连接。通过设置耳机可使手术医生能够接收到学员的语音信息，从而进一步增强本发明头戴式手术摄像系统的交互性能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。