单目3D摄像模组和内窥镜的制作方法

单目3d摄像模组和内窥镜
技术领域
1.本实用新型涉及内窥镜技术领域，特别是涉及一种单目3d摄像模组和内窥镜。


背景技术：

2.近年来，微创手术凭借其创伤小、疼痛轻、恢复快等优势已经成为现代治疗学所提倡的主流治疗方法，其一般是通过诸如腹腔镜或胸腔镜等内窥镜的影像引导在人体内直接施行手术。然而，由于传统的电子内窥镜通常只能获得病灶区域的二维平面影像，缺乏手术过程中的三维(3d)纵深信息，这大大降低了医生在进行微创手术时的准度和精度，甚至还有可能伤及组织器官，因此急需一种能够三维显示的电子内窥镜，以便直接获得患者体内的真实3d信息。
3.目前，市场上出现的三维内窥镜主要是基于双目立体视觉原理实现的，即先利用两个完全相同的摄像模组从不同角度拍摄被测物体的图像，再通过计算图像中对应点之间的位置视差，获得被测物体的三维信息。然而，一方面，这种三维内窥镜需要确保左右两个成像光路和两个图像传感器完全相同，且成像的准确度和同步性要保证完全一致，这对于光路设计和装配精度都具有较高的要求，造成成本大幅提升；另一方面，这种三维内窥镜因内窥镜的插入部需要设计并排布置的两个成像光路，而导致内窥镜的插入部尺寸较大，达到普通二维内窥镜的插入部尺寸的两倍以上，这对于患者是极不友好的。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个优势在于提供一种单目3d摄像模组和内窥镜，其能够在实现三维成像的同时，简化光路，降低成本。
5.本实用新型的另一个优势在于提供一种单目3d摄像模组和内窥镜，其中，在本实用新型的一个实施例中，所述单目3d摄像模组能够利用偏振分光棱镜的分光特性，通过单光路系统就可实现三维成像，具有成本低、尺寸小以及光路简单等优势。
6.本实用新型的另一个优势在于提供一种单目3d摄像模组和内窥镜，其中，在本实用新型的一个实施例中，所述单目3d摄像模组能够在保证两束成像光互不干扰的情况下，保证两者的视差恒定，以便稳定成像而获得被测目标的三维信息。
7.本实用新型的另一个优势在于提供一种单目3d摄像模组和内窥镜，其中，在本实用新型的一个实施例中，所述单目3d摄像模组能够通过将两路光线共用一个光路系统，有助于减少内窥镜插入部的径向尺寸，降低装配难度。
8.本实用新型的另一个优势在于提供一种单目3d摄像模组和内窥镜，其中，在本实用新型的一个实施例中，所述单目3d摄像模组能够使两个视角的图像都具有良好的成像效果。
9.本实用新型的另一个优势在于提供一种单目3d摄像模组和内窥镜，其中，在本实用新型的一个实施例中，所述单目3d摄像模组能够利用电光晶体来代替四分之一波片和反射镜，以便仅利用一个感光芯片就能够对两种偏振光束进行感光成像，有助于进一步减小
内窥镜插入部的径向尺寸，降低成本。
10.本实用新型的另一个优势在于提供一种单目3d摄像模组和内窥镜，其中为了达到上述目的，在本实用新型中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本实用新型成功和有效地提供一种解决方案，不只提供一种简单的单目3d摄像模组和内窥镜，同时还增加了所述单目3d摄像模组和内窥镜的实用性和可靠性。
11.为了实现本实用新型的上述至少一个优势或其他优点和目的，本实用新型提供了一种单目3d摄像模组，包括：
12.偏振分光组件，所述偏振分光组件具有出射光路及相互平行的第一入射光路和第二入射光路，所述偏振分光组件用于将沿着所述第一入射光路入射的目标光偏振分束成沿着所述出射光路出射的第一偏振光，并将沿着所述第二入射光路入射的目标光偏振分束成沿着所述出射光路出射的第二偏振光，其中该第一偏振光的偏振态不同于该第二偏振光的偏振态；
13.偏振成像组件；以及
14.单光路整形组件，所述单光路整形组件被设置于所述偏振分光组件和所述偏振成像组件之间的光路中，用于整形沿着所述出射光路传播的该第一偏振光和该第二偏振光以传输至所述偏振成像组件；所述偏振成像组件用于分别对经由所述单光路整形组件传输来的该第一偏振光和该第二偏振光进行分光并独立成像，以获得具有视差的目标图像信息。
15.根据本技术的一个实施例，所述偏振分光组件的所述出射光路垂直于所述偏振分光组件的所述第一入射光路和所述第二入射光路。
16.根据本技术的一个实施例，所述偏振分光组件包括沿着所述出射光路并排布置的第一偏振分束器和第二偏振分束器，所述第一偏振分束器用于反射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第一偏振光以沿着所述出射光路传播，并透射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第二偏振光；所述第二偏振分束器用于反射沿着所述第二入射光路入射的目标光中的第二偏振光以沿着所述出射光路传播，并透射沿着所述第二入射光路入射的目标光中的第一偏振光。
17.根据本技术的一个实施例，所述偏振分光组件进一步包括第一入射透镜组和第二入射透镜组，所述第一入射透镜组被设置于所述第一偏振分束器的入射侧，所述第二入射透镜组被设置于所述第二偏振分束器的入射侧。
18.根据本技术的一个实施例，所述偏振分光组件的所述出射光路平行于所述偏振分光组件的所述第一入射光路或所述第二入射光路。
19.根据本技术的一个实施例，所述偏振分光组件包括沿着垂直于所述出射光路的方向并排布置的第一偏振分束器和第一反射器，所述第一偏振分束器用于透射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第二偏振光以沿着所述出射光路传播，并反射沿着所述第一入射光路入射的目标光中的第一偏振光；所述第一反射器用于将沿着所述第二入射光路入射的目标光反射至所述第一偏振分束器，以通过所述第一偏振分束器反射经由所述第一反射器反射的目标光中的第一偏振光以沿着所述出射光路传播。
20.根据本技术的一个实施例，所述偏振成像组件包括第三偏振分束器、被设置于所述第三偏振分束器的透射侧的第一感光芯片以及被设置于所述第三偏振分束器的反射侧的第二感光芯片，所述第三偏振分束器用于透射来自所述单光路整形组件的第一偏振光以
传播至所述第一感光芯片被接收成像；所述第三偏振分束器用于反射来自所述单光路整形组件的第二偏振光以传播至所述第二感光芯片被接收成像。
21.根据本技术的一个实施例，所述偏振成像组件包括第三偏振分束器、被设置于所述第三偏振分束器的透射侧的第一感光芯片、被设置于所述第三偏振分束器的反射侧的反射镜和位于所述第三偏振分束器和所述反射镜之间的偏振转换元件，以及第二感光芯片，所述第二感光芯片和所述反射镜分别位于所述第三偏振分束器的相对两侧；所述第三偏振分束器用于透射来自所述单光路整形组件的第一偏振光以传播至所述第一感光芯片被接收成像，并反射来自所述单光路整形组件的第二偏振光以传播至所述偏振转换元件；所述反射镜用于将经由所述第三偏振分束器反射的第二偏振光反射回所述第三偏振分束器以两次穿过所述偏振转换元件，所述偏振转换元件用于将两次穿过的该第二偏振光转换成第一偏振光以透过所述第三偏振分束器被所述第二感光芯片接收成像。
22.根据本技术的一个实施例，所述偏振成像组件包括第三偏振分束器、被设置于所述第三偏振分束器的透射侧的第二反射器、被设置于所述第三偏振分束器的反射侧的反射镜和位于所述第三偏振分束器和所述反射镜之间的偏振转换元件，以及被设置于所述第二反射器的反射侧的第一感光芯片，所述第二反射器的反射侧背向所述第三偏振分束器的反射侧，且所述第一感光芯片朝向所述第三偏振分束器延伸；所述第三偏振分束器用于透射来自所述单光路整形组件的第一偏振光以被所述第二反射器反射至所述第一感光芯片被接收成像，并反射来自所述单光路整形组件的第二偏振光以传播至所述偏振转换元件；所述反射镜用于将经由所述第三偏振分束器反射的第二偏振光反射回所述第三偏振分束器以两次穿过所述偏振转换元件，所述偏振转换元件用于将两次穿过的该第二偏振光转换成第一偏振光以透过所述第三偏振分束器被所述第一感光芯片接收成像。
23.根据本技术的一个实施例，所述偏振成像组件包括用于透射第一偏振光且反射第二偏振光的第三偏振分束器、被设置于所述第三偏振分束器的透射侧的第一感光芯片以及被设置于所述第三偏振分束器的入射侧的电光晶体，所述电光晶体被控制用于在加压状态和未加压状态之间切换，当所述电光晶体被施加半波电压以处于所述加压状态时，所述电光晶体用于对第一偏振光和第二偏振光分别进行相位延迟，以对应地变成第二偏振光和第一偏振光，使得来自所述单光路整形组件的第二偏振光在穿过所述电光晶体后变成第一偏振光，以透过所述第三偏振分束器被所述第一感光芯片接收成像；当所述电光晶体未被施加电压以处于所述未加压状态时，所述电光晶体用于保持第一偏振光和第二偏振光的偏振态不变，使得来自所述单光路整形组件的第一偏振光在依次透过所述电光晶体和所述第三偏振分束器后被所述第一感光芯片接收成像。
24.根据本技术的一个实施例，所述单光路整形组件和所述偏振成像组件均位于所述偏振分光组件的所述出射光路。
25.根据本技术的一个实施例，所述单光路整形组件为沿着所述出射光路排布的透镜组。
26.根据本技术的一个实施例，所述第一偏振分束器和所述第二偏振分束器为具有不同分光特性的偏振分光棱镜。
27.根据本技术的一个实施例，所述第一反射器为反射棱镜。
28.根据本技术的另一方面，本技术进一步提供了一种内窥镜，包括：
29.插入部；
30.操作部，所述操作部连接于所述插入部的近端；以及
31.上述任一所述的单目3d摄像模组，所述单目3d摄像模组被设置于所述插入部的远端，用于采集具有视差的目标图像信息。
附图说明
32.图1是根据本技术的一个实施例的内窥镜的结构示意图；
33.图2示出了根据本技术的上述实施例的内窥镜中单目3d摄像模组的结构示意图；
34.图3示出了根据本技术的上述实施例的单目3d摄像模组的光路示意图；
35.图4示出了根据本技术的上述实施例的单目3d摄像模组的第一变形实施方式；
36.图5示出了根据本技术的上述第一变形实施方式的单目3d摄像模组的光路示意图；
37.图6示出了根据本技术的上述实施例的单目3d摄像模组的第二变形实施方式；
38.图7示出了根据本技术的上述实施例的单目3d摄像模组的第三变形实施方式；
39.图8示出了根据本技术的上述实施例的单目3d摄像模组的第四变形实施方式。
40.主要元件符号说明：1、单目3d摄像模组；10、偏振分光组件；101、第一入射光路；102、第二入射光路；103、出射光路；11、第一偏振分束器；12、第二偏振分束器；13、第一入射透镜组；14、第二入射透镜组；15、第一反射器；20、偏振成像组件；21、第三偏振分束器；22、第一感光芯片；23、第二感光芯片；24、第一成像透镜；25、第二成像透镜；26、偏振转换元件；27、反射镜；28、第二反射器；29、电光晶体；30、单光路整形组件；300、透镜组；2、操作部；3、插入部。
41.以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
具体实施方式
42.以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
43.本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
44.在本实用新型中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本实用新型的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。
45.在本实用新型的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明
确的规定和限定，属于“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
47.考虑到现有的三维内窥镜不仅需要确保左右两个成像光路和两个图像传感器完全相同，且成像的准确度和同步性要保证完全一致，造成其对光路设计和装配精度都具有较高的要求，造成成本大幅提升；而且还因内窥镜的插入部需要设计并排布置的两个成像光路，而导致内窥镜的插入部尺寸较大，达到普通二维内窥镜的插入部尺寸的两倍以上，造成其对患者是极不友好的。因此，本技术创造性地提出了一种单目3d摄像模组和内窥镜，其能够在实现三维成像的同时，简化光路，降低成本，减少尺寸。
48.具体地，参考本技术的说明书附图之图1至图3，根据本技术的一实施例提供了一种内窥镜，其可以包括插入部3、与该插入部3的近端连接的操作部2以及被设置于该插入部3的远端的单目3d摄像模组1，该单目3d摄像模组1用于采集体内具有视差的目标图像信息，通过视差融合算法实时重构出供医生或其他用户观察的三维图像信息，影像引导在体内施行的手术，提高在进行微创手术时的准度和精度，避免伤及体内组织器官。
49.更具体地，如图2所示，该单目3d摄像模组1可以包括偏振分光组件10、偏振成像组件20以及单光路整形组件30。该偏振分光组件10具有出射光路103及相互平行的第一入射光路101和第二入射光路102，该偏振分光组件10用于将沿着该第一入射光路101入射的目标光偏振分束成沿着该出射光路103出射的第一偏振光，并将沿着该第二入射光路102入射的环境光偏振分束成沿着该出射光路103出射的第二偏振光，且该第二偏振光的偏振态不同于该第一偏振光的偏振态。该单光路整形组件30被设置于该偏振分光组件10和该偏振成像组件20之间的光路中，用于整形沿着该出射光路103传播的该第一偏振光和该第二偏振光以传输至该偏振成像组件20。该偏振成像组件20用于分别对经由该单光路整形组件30传输来的该第一偏振光和该第二偏振光进行分光并独立成像，以获得具有视差的目标图像信息。
50.换言之，本技术的该偏振分光组件10能够将两路入射光偏振分束成沿着同一光路出射且具有不同偏振态的两种偏振光，使得该单光路整形组件30仅需要一路整形光路就能够对两种偏振光进行整形，进而被该偏振成像组件20接收以分别成像，从而获得具有固定视差的两幅目标图像，以通过视差融合算法重构出目标的三维图像信息。这样，相比于现有的三维内窥镜中的双目摄像模组，本技术的该单目3d摄像模组1利用偏振分光特性，使得两路目标光仅利用单光路系统就能够实现所需的整形，以根据双目视觉原理得到目标的三维图像信息，而无需两套独立的成像镜头分别进行整形，有助于简化模组光路，降低模组成
本。可以理解的是，本技术的该单目3d摄像模组1可以但不限于被应用于内窥镜；当然，在本技术的其他示例中，该单目3d摄像模组1还可以被单独作为相机使用，或者被应用于诸如智能手机、平板或笔记本等需要具备摄像功能的电子设备，本技术对此不再赘述。
51.值得注意的是，本技术所提及的该第一偏振光可以但不限于被实施为p偏振光或s偏振光；相应地，本技术所提及的该第二偏振光可以被对应地实施为s偏振光或p偏振光。例如，当该第一偏振光被实施为p偏振光时，该第二偏振光被实施为s偏振光；而当该第一偏振光被实施为s偏振光时，该第二偏振光被实施为p偏振光。可以理解的是，本技术所提及的目标光可以但不限于指的是被目标反射的光线。
52.根据本技术的上述实施例，如图2所示，该单光路整形组件30和该偏振成像组件20均位于该偏振分光组件10的该出射光路103，有助于减小模组的径向尺寸。可以理解的是，本技术所提及的径向可以指的是垂直于出射光路103的方向。
53.示例性地，如图3所示，本技术的该单光路整形组件30可以但不限于被实施为沿着该出射光路103排布的透镜组300，以便沿着该出射光路103整形该第一偏振光和该第二偏振光，有助于控制成像像差和优化成像效果。
54.可选地，如图2所示，该单目3d摄像模组1中的该偏振分光组件10、该单光路整形组件30以及该偏振成像组件20沿着该插入部3的轴线方向由远及近布置，有助于减小该插入部3的径向尺寸。例如，该单光路整形组件30的整形光路优选地沿着该插入部3的轴线方向延伸。
55.值得注意的是，根据本技术的上述实施例，如图2所示，该偏振分光组件10的该出射光路103可以垂直于该偏振分光组件10的该第一入射光路101和该第二入射光路102，使得该单目3d摄像模组1能够拍摄到位于该插入部3远端的侧方目标。可以理解的是，本技术的内窥镜可以通过该操作部2控制该插入部3的远端弯曲，以便拍摄位于其他方位的目标。
56.示例性地，如图2和图3所示，该偏振分光组件10可以包括沿着该出射光路103并排布置的第一偏振分束器11和第二偏振分束器12，该第一偏振分束器11用于透射沿着该第一入射光路101入射的目标光中的第二偏振光，并反射沿着该第一入射光路101入射的目标光中的第一偏振光以沿着该出射光路103传播；该第二偏振分束器12用于透射沿着该第二入射光路102入射的目标光中的第一偏振光，并反射沿着该第二入射光路102入射的目标光中的第二偏振光以沿着该出射光路103传播。换言之，该第一偏振分束器11定义出该第一入射光路101，该第二偏振分束器12定义出与该第一入射光路101平行的该第二入射光路102，该第一偏振分束器11和该第二偏振分束器12共同定义出该出射光路103。
57.这样，经由该第一偏振分束器11反射的第一偏振光和经由该第二偏振分束器12反射的第二偏振光均沿着该出射光路103射出以传播至该单光路整形组件30，使得第一偏振光和第二偏振光之间具有固定视差，以便根据双目视觉原理重构出目标的三维图像信息。
58.可选地，本技术的该第一偏振分束器11和该第二偏振分束器12被实施为具有不同分光特性的偏振分光棱镜，即具有不同分光特性的pbs棱镜。例如，如图3所示，该第一偏振分束器11用于透射p偏振光，并反射s偏振光；该第二偏振分束器12用于透射s偏振光，并反射p偏振光。这样，经由该第一偏振分束器11反射的s偏振光和经由该第二偏振分束器12反射的p偏振光均沿着该出射光路103射出以传播至该单光路整形组件30。
59.可选地，如图3所示，本技术的该偏振分光组件10可以进一步包括第一入射透镜组
13和第二入射透镜组14，该第一入射透镜组13被设置于该第一偏振分束器11的入射侧，用于调制被目标反射的光线以沿着该第一入射光路101射入该第一偏振分束器11；该第二入射透镜组14被设置于该第二偏振分束器12的入射侧，用于调制被目标反射的光线以沿着该第二入射光路102射入该第二偏振分束器12，有助于提高后续的成像质量。
60.可选地，该第一入射透镜组13和该第二入射透镜组14均被实施为会聚透镜，用于会聚光线以更好地入射至对应的偏振分束器。
61.根据本技术的上述示例，如图2和图3所示，该偏振成像组件20可以包括第三偏振分束器21、被设置于该第三偏振分束器21的透射侧的第一感光芯片22以及被设置于该第三偏振分束器21的反射侧的第二感光芯片23。该第三偏振分束器21用于透射来自该单光路整形组件30的第一偏振光以传播至该第一感光芯片22，并反射来自该单光路整形组件30的第二偏振光以传播至该第二感光芯片23；该第一感光芯片22和该第二感光芯片23分别用于对应地接收该第一偏振光和该第二偏振光进行成像，以通过视差融合方式得到目标的三维图像信息。
62.换言之，经由该第一偏振分束器11反射的第一偏振光在到达该第三偏振分束器21时会直接透过，以被该第一感光芯片22接收成像；经由该第二偏振分束器12反射的第二偏振光在到达该第三偏振分束器21时会发生反射，以被该第二感光芯片23接收成像，从而收集到两束具有固定视差的成像光束，以便通过视差融合算法将两幅图像融合成一副三维立体图像。可以理解的是，本技术的该偏振成像组件20能够将来自不同入射光路的偏振光分别进行收集成像，有助于保证两束目标光之间互不干扰，又能够保证两者视差的恒定及两张图像成像的稳定。
63.示例性地，如图3所示，该第三偏振分束器21可以被实施为偏振分光棱镜，即pbs棱镜，用于透射s偏振光，并反射p偏振光，使得该第一感光芯片22接收该s偏振光以成像，该第二感光芯片23接收该p偏振光以成像，进而通过视差融合算法将两幅图像融合成一副三维立体图像，即获得目标的三维图像信息。
64.可选地，该第一感光芯片22和该第二感光芯片23可以但不限于均被实施为ccd芯片。
65.可选地，如图3所示，该偏振成像组件20可以进一步包括第一成像透镜24和第二成像透镜25，该第一成像透镜24被设置于该第一感光芯片22和该第三偏振分束器21之间，用于调制经由该第三偏振分束器21透射的第一偏振光以被该第一感光芯片22接收成像；该第二成像透镜25被设置于该第二感光芯片23和该第三偏振分束器21之间，用于调制经由该第三偏振分束器21反射的第二偏振光以被该第二感光芯片23接收成像，有助于获得良好的成像效果。
66.值得注意的是，在本技术的上述实施例中，该单目3d摄像模组1能够拍摄到位于该插入部3远端的侧方目标，而在本技术的其他实施方式中，该单目3d摄像模组1更希望拍摄到位于该插入部3远端的前方目标。
67.示例性地，附图4和图5示出了根据本技术的上述实施例的该单目3d摄像模组1的第一变形实施方式。相比于根据本技术的上述实施例，根据本技术的该第一变形实施方式的该单目3d摄像模组1的的不同之处在于：该偏振分光组件10的该出射光路103可以平行于该偏振分光组件10的该第一入射光路101或该第二入射光路102，使得该单目3d摄像模组1
能够拍摄到位于该插入部3远端的前方目标。
68.具体地，如图4和图5所示，该偏振分光组件10可以包括沿着垂直于该出射光路103的方向并排布置的第一偏振分束器11和第一反射器15，该第一偏振分束器11用于透射沿着该第一入射光路101入射的目标光中的第二偏振光以沿着该出射光路103传播，并反射沿着该第一入射光路101入射的目标光中的第一偏振光；该第一反射器15用于将沿着该第二入射光路102入射的目标光反射至该第一偏振分束器11；该第一偏振分束器11用于透射经由该第一反射器15反射的目标光中的第二偏振光，并反射经由该第一反射器15反射的目标光中的第一偏振光以沿着该出射光路103传播。换言之，该第一偏振分束器11定义出该第一入射光路101和沿着该第一入射光路101延伸的该出射光路103，该第一反射器15定义出与该出射光路103平行的该第二入射光路102。
69.这样，经由该第一偏振分束器11透射的第二偏振光和经由该第一偏振分束器11反射的第一偏振光均沿着该出射光路103射出以传播至该单光路整形组件30，使得第一偏振光和第二偏振光之间具有固定视差，以便根据双目视觉原理得到目标的三维图像信息。
70.可选地，该第一反射器15可以但不限于被实施为反射棱镜，用于将沿着该第二入射光路102入射的目标光垂直地反射至该第一偏振分束器11。
71.优选地，如图4和图5所示，该第一反射器15的反射面平行于该第一偏振分束器11的偏振分光面，以确保沿着该第二入射光路102入射的目标光中的第一偏振光在经过该第一偏振分束器11反射后沿着该出射光路103出射以传播至该单光路整形组件30。
72.可选地，在本技术的这一变形实施方式中，如图5所示，该第一入射透镜组13被设置于该第一偏振分束器11的入射侧，用于调制被目标反射的光线以沿着该第一入射光路101射入该第一偏振分束器11；该第二入射透镜组14被设置于该第一反射器15的入射侧，用于调制被目标反射的光线以沿着该第二入射光路102射入该第一反射器15。
73.值得注意的是，在本技术的上述实施例和第一变形实施方式中，该第一感光芯片22和该第二感光芯片23需要分别接收具有不同偏振态的第一偏振光和第二偏振光进行成像，而在本技术的其他变形实施方式中，该第一感光芯片22和该第二感光芯片23也可以分别接收相同偏振态的偏振光进行成像，使得该该第一感光芯片22和该第二感光芯片23被实施为完全相同的ccd芯片。
74.示例性地，附图6示出了根据本技术的上述实施例的该单目3d摄像模组1的第二变形实施方式。相比于根据本技术的上述实施例，根据本技术的第二变形实施方式的该单目3d摄像模组1的不同之处在于：该偏振成像组件20进一步包括被设置于该第三偏振分束器21反射侧的偏振转换元件26和反射镜27，该第二感光芯片23和该反射镜27分别位于该第三偏振分束器21的相对两侧；该偏振转换元件26位于该第三偏振分束器21和该反射镜27之间，该反射镜27用于将经由该第三偏振分束器21反射的第二偏振光反射回该第三偏振分束器21以两次穿过该偏振转换元件26，该偏振转换元件26用于将两次穿过的该第二偏振光转换成第一偏振光以透过该第三偏振分束器21而被该第二感光芯片23接收成像。这样，该第一感光芯片22和该第二感光芯片23均用于接收第一偏振光以成像，以确保该第一感光芯片22和该第二感光芯片23能够采用完全相同的芯片进行成像。
75.可选地，该偏振转换元件26可以但不限于被实施为四分之一波片，用于将穿过的第一或第二偏振光转换成圆偏振光，并将穿过的圆偏振光转换成第二或第一偏振光。例如，
如图6所示，经由该第三偏振分束器21反射的p偏振光在穿过该偏振转换元件26时被转换成右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光在经过该反射镜27反射时被转换成左旋圆偏振光，被反射回的该左旋圆偏振光在穿过该偏振转换元件26时被转换成s偏振光以透过该第三偏振分束器21被该第二感光芯片23接收成像，使得该第一感光芯片22和该第二感光芯片23分别接收两束s偏振光进行成像，有助于降低感光芯片的选型难度，便于取材。
76.值得注意的是，在本技术的上述实施例和各种变形实施方式中，该偏振成像组件20虽然均需要使用两个感光芯片分别接收两束偏振光以进行成像，但在本技术的其他变形实施方式中，该偏振成像组件20也可以只使用一个感光芯片就可以接收两束偏振光以进行成像，以便降低成本。
77.示例性地，附图7示出了根据本技术的上述实施例的该单目3d摄像模组1的第三变形实施方式。相比于根据本技术的上述第一变形实施方式，根据本技术的第三变形实施方式的该偏振成像组件20的不同之处在于：该偏振成像组件20可以进一步包括被设置于该第三偏振分束器21透射侧的第二反射器28，该第二反射器28的反射侧背向该第三偏振分束器21的反射侧，该第一感光芯片22被设置于该第二反射器28的反射侧，且朝向该第三偏振分束器21延伸，该第一感光芯片22用于接收从该第三偏振分束器21出射的第一偏振光进行成像。与此同时，该第二反射器28用于反射透过该第三偏振分束器21的第一偏振光以传播至该第一感光芯片22而被接收成像。这样，该偏振成像组件20只需要使用该第一感光芯片22进行成像，而无需使用该第二感光芯片23，有助于降低模组成本。
78.换言之，在本技术的第三变形实施方式中，沿着该第一入射光路101入射的目标光中的第一偏振光在到达该第三偏振分束器21时会直接透过，以被该第二反射器28反射至该第一感光芯片22进行成像；沿着该第二入射光路102入射的目标光中的第二偏振光在到达该第三偏振分束器21时会发生反射，以被该偏振转换元件26和该反射镜27转换成第一偏振光后再透过该第三偏振分束器21而被该第二感光芯片23接收成像，使得该偏振成像组件20只使用一个感光芯片(即该第一感光芯片22)就可以接收两束偏振光以分别进行成像，进而获得目标的三维图像信息，有助于降低模组成本。
79.可选地，该第二反射器28可以但不限于被实施为反射棱镜。
80.优选地，如图7所示，该第一成像透镜24被设置于该第一感光芯片22和该该第二反射器28之间。可以理解的是，本技术的该偏振成像组件20还可以在该第二反射器28和该第三偏振分束器21之间设置成像透镜，以便进一步提高模组的成像质量。
81.值得注意的是，虽然在本技术的上述第三变形实施方式中该偏振成像组件20仅使用一个感光芯片就能够获取目标的三维图像信息，但其感光芯片的成像面积会成倍增大，导致其成本仍然较高。为了解决这一问题，附图8示出了根据本技术的上述实施例的该单目3d摄像模组1的第四变形实施方式。
82.相比于根据本技术的上述实施例，根据本技术的第四变形实施方式的该单目3d摄像模组1的不同之处在于：如图8所示，该偏振成像组件20可以包括该第三偏振分束器21、被设置于该第三偏振分束器21透射侧的该第一感光芯片22以及被设置于该第三偏振分束器21的入射侧的电光晶体29，该电光晶体29被控制用于在加压状态和未加压状态之间切换，其中当该电光晶体29被施加半波电压以处于加压状态时，该电光晶体29用于对第一偏振光和第二偏振光进行相位延迟，以对应地变成第二偏振光和第一偏振光，使得经由该第二偏
振分束器12反射的第二偏振光(即来自该单光路整形组件30的第二偏振光)在穿过该电光晶体29后变成第一偏振光，以透过该第三偏振分束器21被该第一感光芯片22接收成像；当该电光晶体29未被施加电压以处于未加压状态时，该电光晶体29用于保持该第一偏振光和该第二偏振光的偏振态不变，使得经由该第一偏振分束器11反射的第一偏振光(即来自该单光路整形组件30的第一偏振光)在依次穿过该电光晶体29和该第三偏振分束器21后被该第一感光芯片22接收成像。
83.示例性地，如图8所示，在前一时刻，该电光晶体29未被施加电压以处于未加压状态，此时穿过该电光晶体29的p偏振光和s偏振光不会发生相位变化，且该第三偏振分束器21会反射p偏振光且透射s偏振光，使得仅有经由该第一偏振分束器11反射的s偏振光能够透过该第三偏振分束器21，因此该第一感光芯片22仅接收到经由该第一偏振分束器11反射的s偏振光，而不会接收到经由该第二偏振分束器12反射的p偏振光；在下一时刻，该电光晶体29被施加半波电压以处于加压状态，此时穿过该电光晶体29的p偏振光和s偏振光将发生相位延迟，以从原来的p偏振光变成s偏振光，并从原来的s偏振光变成p偏振光，使得仅有经由该第二偏振分束器12反射的p偏振光在穿过该电光晶体29变成s偏振光后才能够透过该第三偏振分束器21，因此该第一感光芯片22仅接收到经由该第二偏振分束器12反射的p偏振光，而无法接收到经由该第一偏振分束器11反射的s偏振光。这样，该第一感光芯片22能够获得前后两帧具有固定视差的图像，仍能够通过视差融合算法获得一帧三维立体图像。
84.可选地，该电光晶体29可以被施加60hz的半波电压信号，以使该单目3d摄像模组1能够获得30帧/秒的实时三维图像。
85.值得注意的是，该内窥镜的该操作部2可以包括与该单目3d摄像模组1可通信地连接的图像处理器，用于处理经由该单目3d摄像模组1采集的目标图像信息，以便显示目标的立体图像，供医生或其他操作者在体外观察体内目标情况，有助于提高微创手术的准度和精度。
86.值得一提的是，根据本技术的另一方面，本技术的一个实施例进一步提供了一种单目3d成像方法，其可以包括步骤：
87.将沿着第一入射光路和第二入射光路入射的目标光对应地偏振分束成沿着出射光路出射的第一偏振光和第二偏振光，其中该第一入射光路平行于该第二入射光路，且该第一偏振光的偏振态不同于该第二偏振光的偏振态；
88.对沿着该出射光路传播的该第一偏振光和该第二偏振光进行整形；以及
89.分别对整形后的该第一偏振光和该第二偏振光进行分光并独立成像，以获得具有视差的目标图像信息，进而通过视差融合算法获得目标的三维图像信息。
90.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
91.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。