显示装置及手术机器人

摘要

本发明提供一种显示装置及手术机器人，所述显示装置包括显示器、切换组件以及两个光路组件，显示器的两个显示区所显示的两个图像，分别经由两个光路组件形成两个虚像，当切换组件处于第一状态时，使两个显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息，相应的，光路组件形成的虚像之间具有横向视差；当切换组件处于第二状态时，使两个显示区接收相同的图像信息，相应的，光路组件形成的虚像相同；从而可使显示装置的显示模式在三维模式和二维模式之间切换，医生可以方便地根据需要选择合适的图像显示模式，不仅有助于医生缓解长时间观察三维图像的引起的眼睛疲劳，而且有利于在不同的情况下观察对象，尤其适用于距离待观察目标较近的情况。

权利要求

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示器，包括两个显示区，分别为第一显示区和第二显示区，所述第一显示区和第二显示区分别用以接收图像信息，并分别显示第一图像和第二图像；

切换组件，包括第一状态和第二状态，所述切换组件被配置为：

当切换组件处于所述第一状态时，使两个所述显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息；

当切换组件处于所述第二状态时，使两个所述显示区接收相同的图像信息；以及两个光路组件，分别为第一光路组件和第二光路组件，所述第一光路组件用于接收第一图像并形成用于观察者的一眼睛感知的第一虚像，所述第二光路组件用于接收所述第二图像并形成用于观察者的另一眼睛感知的第二虚像，且所述第一虚像和第二虚像以相同的方向布置；

所述显示装置还包括观察面，所述观察面用以供观察者感知所述第一虚像和第二虚像，所述光路组件为反射组件，所述反射组件用以反射所述显示器所显示的图像；每个所述反射组件包括：第一反射镜，与对应的一个所述显示区成角度布置；以及

第二反射镜，与所述第一反射镜成角度布置，所述第二反射镜的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向相同，且所述第二反射镜的另一个延伸方向与所述观察面的另一个延伸方向成角度布置；

其中，所述反射组件被配置为，所述第一图像或所述第二图像由对应的所述显示区显示后，依次经过对应的所述第一反射镜和所述第二反射镜的反射，以形成所述第一虚像或所述第二虚像。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括对称面；

所述观察面垂直于所述对称面布置；

所述第一显示区和第二显示区关于所述对称面对称布置；

所述第一光路组件和第二光路组件关于所述对称面对称布置；

所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像及第二虚像平行于所述观察面。

3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像与第二虚像在横向上至少局部重叠。

4.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像与所述第二虚像的像面均位于同一虚拟平面。

5.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，所述第一虚像及第二虚像均沿竖直方向布置，且位于同一水平高度上。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第二反射镜与所述观察面的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向均为沿竖直方向延伸。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括偏移调整装置，所述偏移调整装置用以调整所述反射组件的位置或角度，以调节所述第一虚像和所述第二虚像的之间横向距离。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括图像分割组件，所述图像分割组件与所述切换组件通信连接，所述图像分割组件用于接收二维图像信息并进行处理，以获得相对于接收的二维图像信息具有横向视差的第一视差图像信息；

当所述切换组件处于第一状态时，所述切换组件接收所述二维图像信息以及所述图像分割组件所输出的第一视差图像信息，并分别提供给所述第一显示区及第二显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像具有横向视差；

当所述切换组件处于第二状态时，所述切换组件接收所述二维图像信息，并提供给两个所述显示区以相同的二维图像信息，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像相同。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括图像合并组件，所述图像合并组件分别与所述切换组件通信连接，所述图像合并组件用于接收第二视差图像信息并进行处理，以获得合并图像信息，其中所述第二视差图像信息包括两个具有横向视差的二维图像的信息；

当所述切换组件被配置为所述第一状态时，所述切换组件接收所述第二视差图像信息，并将所述第二视差图像信息中两个二维图像的信息分别提供给所述第一显示区及第二显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像具有横向视差；

当所述切换组件被配置为所述第二状态时，所述切换组件接收所述图像合并组件所输出的合并图像信息，并提供给两个所述显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像相同。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，当所述切换组件被配置为所述第二状态时，所述切换组件接收第二视差图像信息，其中所述第二视差图像信息包括两个二维图像的信息，所述切换组件将所述第二视差图像信息中的一个二维图像的信息提供给两个所述显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像相同。

11.一种手术机器人，其特征在于，所述手术机器人包括权利要求1所述的显示装置，还包括图像采集装置，所述图像采集装置与所述显示装置通信连接，用于获取手术环境的图像信息并提供给所述显示装置。

12.根据权利要求11所述的手术机器人，其特征在于，所述手术机器人还包括：侧手推车，包括至少一个图像臂和工具臂，所述图像臂上挂载有所述图像采集装置，所述工具臂上挂载有手术器械；以及医生控制台，包括主操作手，所述显示装置设置于所述医生控制台上；

所述主操作手与所述侧手推车的工具臂以及手术器械构成主从控制关系。

说明书

显示装置及手术机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及手术器械领域，特别涉及一种显示装置及手术机器人。

背景技术

[0002] 微创伤手术由于其创伤小、恢复快等优点被越来越多的患者所接受。越来越多的手术模式都由传统的开放式手术慢慢的发展到微创伤手术，且相应的手术工具也从早期的手术钳、手术刀等慢慢的发展到了现在的手术机械臂、手术机器人等。在微创伤手术中，显示装置能够为医生提供直观的影像，是非常重要的一部分。

[0003] 现有的手术机器人系统的显示装置可为医生提供高保真三维(3D)视觉，能够为医生提供准确的空间距离。现有的裸眼三维影像通过分别提供左右眼不同视差的图像来实现。因此，目前的手术机器人的医生控制台多为沉浸式的，医生通过医生控制台上的观察窗可观察三维影像，观察位置被限制在极其限定的位置。而在微创伤外科手术过程中，复杂的手术环境和操作任务要求医生长时间操控机器人实施手术作业，长时间的观察三维影像会使医生产生视觉疲劳。

[0004] 此外，虽然三维影像可观察位置的进深感，但当内窥镜距离手术器械或组织较近的时候，二维的平面影像反而更容易观察。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种显示装置及手术机器人，以解决现有显示装置无法在二维和三维图像之间切换的问题。

[0006] 因此，根据本发明的一个方面，提供了一种显示装置，其包括：

[0007] 显示器，包括两个显示区，分别为第一显示区和第二显示区，所述第一显示区和第二显示区分别用以接收图像信息，并分别显示第一图像和第二图像；

[0008] 切换组件，包括第一状态和第二状态，所述切换组件被配置为：

[0009] 当切换组件处于所述第一状态时，使两个所述显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息；

[0010] 当切换组件处于所述第二状态时，使两个所述显示区接收相同的图像信息；以及[0011] 两个光路组件，分别为第一光路组件和第二光路组件，所述第一光路组件用于接收第一图像并形成用于观察者的一眼睛感知的第一虚像，所述第二光路组件用于接收所述第二图像并形成用于观察者的另一眼睛感知的第二虚像，且所述第一虚像和第二虚像以相同的方向布置。

[0012] 可选的，所述显示装置还包括观察面和对称面；

[0013] 所述观察面垂直于所述对称面布置，所述观察面用以供观察者感知所述第一虚像和第二虚像；

[0014] 所述第一显示区和第二显示区关于所述对称面对称布置；

[0015] 所述第一光路组件和第二光路组件关于所述对称面对称布置；

[0016] 所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像及第二虚像平行于所述观察面。

[0017] 可选的，在所述显示装置中，所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像与第二虚像在横向上至少局部重叠。

[0018] 可选的，在所述显示装置中，所述第一光路组件和第二光路组件被配置为使所述第一虚像与所述第二虚像的像面均位于同一虚拟平面。

[0019] 可选的，在所述显示装置中，所述第一虚像及第二虚像均沿竖直方向布置，且位于同一水平高度上。

[0020] 可选的，在所述显示装置中，所述光路组件为反射组件，所述反射组件用以反射所述显示器所显示的图像。

[0021] 可选的，在所述显示装置中，每个所述反射组件包括：

[0022] 第一反射镜，与对应的一个所述显示区成角度布置；以及

[0023] 第二反射镜，与所述第一反射镜成角度布置，所述第二反射镜的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向相同，且所述第二反射镜的另一个延伸方向与所述观察面的另一个延伸方向成角度布置；

[0024] 其中，所述反射组件被配置为，所述第一图像或所述第二图像由对应的所述显示区显示后，依次经过对应的所述第一反射镜和所述第二反射镜的反射，以形成所述第一虚像或所述第二虚像。

[0025] 可选的，在所述显示装置中，所述第二反射镜与所述观察面的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向均为沿竖直方向延伸。

[0026] 可选的，所述显示装置还包括偏移调整装置，所述偏移调整装置用以调整所述反射组件的位置或角度，以调节所述第一虚像和所述第二虚像的之间横向距离。

[0027] 可选的，所述显示装置还包括图像分割组件，所述图像分割组件与所述切换组件通信连接，所述图像分割组件用于接收二维图像信息并进行处理，以获得相对于接收的二维图像信息具有横向视差的第一视差图像信息；

[0028] 当所述切换组件处于第一状态时，所述切换组件接收所述二维图像信息以及所述图像分割组件所输出的第一视差图像信息，并分别提供给所述第一显示区及第二显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像具有横向视差；

[0029] 当所述切换组件处于第二状态时，所述切换组件接收所述二维图像信息，并提供给两个所述显示区以相同的二维图像信息，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像相同。

[0030] 可选的，所述显示装置还包括图像合并组件，所述图像合并组件分别与所述切换组件通信连接，所述图像合并组件用于接收第二视差图像信息并进行处理，以获得合并图像信息，其中所述第二视差图像信息包括两个具有横向视差的二维图像的信息；

[0031] 当所述切换组件被配置为所述第一状态时，所述切换组件接收所述第二视差图像信息，并将所述第二视差图像信息中两个二维图像的信息分别提供给所述第一显示区及第二显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像具有横向视差；

[0032] 当所述切换组件被配置为所述第二状态时，所述切换组件接收所述图像合并组件所输出的合并图像信息，并提供给两个所述显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像相同。

[0033] 可选的，在所述显示装置中，当所述切换组件被配置为所述第二状态时，所述切换组件接收第二视差图像信息，其中所述第二视差图像信息包括两个二维图像的信息，所述切换组件将所述第二视差图像信息中的一个二维图像的信息提供给两个所述显示区，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像相同。

[0034] 此外，根据本发明的另一个方面，还提供了一种手术机器人，所述手术机器人包括如上所述的显示装置，还包括图像采集装置，所述图像采集装置与所述显示装置通信连接，用于获取手术环境的图像信息并提供给所述显示装置。

[0035] 可选的，所述手术机器人还包括：

[0036] 侧手推车，包括至少一个图像臂和工具臂，所述图像臂上挂载有所述图像采集装置，所述工具臂上挂载有手术器械；以及

[0037] 医生控制台，包括主操作手，所述显示装置设置于所述医生控制台上；

[0038] 所述主操作手与所述侧手推车的工具臂以及手术器械构成主从控制关系。

[0039] 综上所述，在本发明提供的显示装置及手术机器人中，显示装置包括显示器、切换组件以及两个光路组件，显示器的两个显示区所显示的两个图像，分别经由两个光路组件形成两个用于观察者的眼睛分别感知的虚像，通过切换组件在第一状态和第二状态之间切换，当切换组件处于第一状态时，使两个显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息，相应的，光路组件形成的虚像之间具有横向视差；当切换组件处于第二状态时，使两个显示区接收相同的图像信息，相应的，光路组件形成的虚像相同；从而可使显示装置的显示模式在三维模式和二维模式之间切换，医生可以方便地根据需要选择合适的图像显示模式，不仅有助于医生缓解长时间观察三维图像的引起的眼睛疲劳，而且有利于在不同的情况下观察对象，尤其适用于距离待观察目标较近的情况。

附图说明

[0040] 本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

[0041] 图1是本发明实施例一提供的手术机器人的示意图；

[0042] 图2是本发明实施例一提供的医生控制台的示意图；

[0043] 图3是本发明实施例一提供的显示装置的立体示意图；

[0044] 图4是图3所示的显示装置的主视图；

[0045] 图5是图3所示的显示装置的光路图；

[0046] 图6是本发明实施例一提供的成像平面的示意图；

[0047] 图7是本发明实施例一提供的图像分割的流程图；

[0048] 图8是本发明实施例二提供的图像合并的流程图。

[0049] 附图中：

[0050] 10-图像车；11-侧手推车；110-图像臂；111-内窥镜；112-工具臂；113-手术器械；12-手术台车；13-工具车；20-医生控制台；21-显示装置；22-主操作手；23-观察窗；24-外壳；

[0051] 211-显示器；211L-第一显示区；211R-第二显示区；

[0052] 210-光路组件；210L-第一光路组件；210R-第二光路组件；

[0053] 212L-第一左反射镜；212R-第一右反射镜；213L-第二左反射镜；213R-第二右反射镜；214L-左虚像；214R-右虚像；215-虚拟平面；215L-第一虚像；215R-第二虚像；216-对称面。

具体实施方式

[0054] 为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

[0055] 如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外，术语“近端”通常是靠近术者/观察者的一端，术语“远端”通常是靠近患者病变部位的一端。

[0056] 本发明提供了一种显示装置，其包括显示器、切换组件以及两个光路组件，所述显示器包括两个显示区，分别为第一显示区和第二显示区，所述第一显示区和第二显示区分别用以接收图像信息，并分别显示第一图像和第二图像；所述切换组件包括第一状态和第二状态，所述切换组件被配置为：当切换组件处于所述第一状态时，使两个所述显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息；当切换组件处于所述第二状态时，使两个所述显示区接收相同的图像信息；两个所述光路组件分别为第一光路组件和第二光路组件，所述第一光路组件用于接收第一图像并形成用于观察者的一眼睛感知的第一虚像，所述第二光路组件用于接收所述第二图像并形成用于观察者的另一眼睛感知的第二虚像，且所述第一虚像和第二虚像以相同的方向布置。如此配置，当切换组件处于第一状态时，使两个显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息，相应的，光路组件形成的虚像之间具有横向视差,以使观察者感知具有横向视差的两虚像，并在脑部形成三维图像；当切换组件处于第二状态时，使两个显示区接收相同的图像信息，相应的，光路组件形成的虚像相同,以使观察者感知相同的两虚像，并在脑部形成二维图像；从而可使显示装置的显示模式在三维模式和二维模式之间切换，观察者(例如医生，或者助理)可以方便地根据需要选择合适的图像显示模式，不仅有助于观察者缓解长时间观察三维图像的引起的眼睛疲劳，而且有利于在不同的情况下观察对象，尤其适用于距离待观察目标较近的情况。

[0057] 以下参考附图进行描述。

[0058] 【实施例一】

[0059] 请参考图1至图7，其中，图1是本发明实施例一提供的手术机器人的示意图，图2是本发明实施例一提供的医生控制台的示意图，图3是本发明实施例一提供的显示装置的立体示意图，图4是图3所示的显示装置的主视图，图5是图3所示的显示装置的光路图，图6是本发明实施例一提供的成像平面的示意图，图7是本发明实施例一提供的图像分割的流程图。

[0060] 如图1所示，本发明实施例一提供一种手术机器人，其包括：图像车10、侧手推车11、手术台车12、工具车13以及医生控制台20，医生可通过医生控制台20远程操作，实现对手术台车12上的患者进行微创伤手术治疗，其中的图像车10可为医生提供辅助的图像资料等，工具车13可为医生提供手术中所需的工具等，侧手推车11包括至少一个图像臂110和工具臂112。图像臂110上挂载有图像采集装置，所述图像采集装置与所述显示装置通信连接，用于获取手术环境的图像信息并提供给所述显示装置。所述图像采集装置用于获取包含人体组织器官、手术器械、血管以及体液等手术环境的图像信息并提供给显示装置。工具臂
112上挂载有手术器械113。图像采集装置如可为内窥镜111、腹腔镜。内窥镜111、手术器械
113分别通过患者身体上的创口进入病患位置，以实现微创伤手术治疗。优选的，如图2至图
4所示，医生控制台20包括主操作手22。主操作手22与侧手推车11的工具臂112以及手术器械113构成主从控制关系。具体的，工具臂112在手术过程中是根据主操作手22的运动而运动，即根据医生手部的操作而运动。进一步，主操作手22还接受人体组织器官对手术器械
113的作用力信息并反馈至医生手部，以使医生能够更加直观的感受手术操作。

[0061] 如图3至图5所示，所述显示装置21包括切换组件(未图示)、显示器211以及两个光路组件210。优选，所述显示装置21还包括外壳24和观察窗23。所述显示器211及两个光路组件210设置于外壳24的内部，所述观察窗23设置于所述外壳24上，以供观察者观察关于手术环境的图像。优选，所述显示装置21设置于医生控制台20上。进一步，所述医生控制台20还包括用于与主操作手22连接的控制组件(未图示)。内窥镜111所获取的原始图像信息或原始图像信息经过处理得到的处理图像信息可传输至所述控制组件，所述控制组件用以将所述原始图像信息或原始图像信息经过处理得到的处理图像信息，传输至所述显示装置21。本领域技术人员应理解，所述显示装置21中的切换组件与所述医生控制台20中的控制组件可以是一个整体，即控制组件中可以实现所述切换组件的功能。这也在本发明的保护范围内。优选的，所述显示装置21还包括观察面和对称面，所述观察面垂直于所述对称面布置，这里的“对称面”可以是一个实物，也可以是一个虚拟物，而所述观察面可与所述观察窗23所在的平面重合，用以供观察者观察。所述显示器211包括两个显示区，分别为第一显示区
211L和第二显示区211R。优选，第一显示区211L和第二显示区211R关于所述对称面对称布置。两个所述显示区分别用以接收图像信息，并分别显示第一图像和第二图像。需理解，此处并非限定第一显示区211L位于如图3中第二显示区211R的左侧，而是指第一显示区211L与第二显示区211R为两个相对布置的显示区，第一显示区211L与第二显示区211R的位置可相互交换。特别的，两个所述显示区可以分别是两个不同的显示器构成，也可以是同一个显示器中不同的显示区域构成，本发明对此不作限制。

[0062] 两个所述光路组件210分别为第一光路组件210L和第二光路组件210R，优选，第一光路组件210L和第二光路组件210R关于对称面对称布置，所述第一光路组件210L用于接收所述第一图像并形成用于被观察者的一眼睛感知的第一虚像，所述第二光路组件210R用于接收所述第二图像并形成用于被观察者的另一眼睛感知的第二虚像，且所述第一虚像和第二虚像以相同的方向布置。当两个虚像布置方向一致，且具有横向视差的同时，分别被观察者左右眼所观察到，才能在观察者的脑中形成三维图像。所述第一虚像和第二虚像以相同的方向布置，是指第一虚像、第二虚像中描述的同一物体在每个虚像中的姿态相同或相近。例如第一虚像为箭头向上的图像，第二个虚像亦须显示为箭头向上的图像。优选，所述第一光路组件210L和第二光路组件210R被配置为使所述第一虚像与所述第二虚像的像面与所述观察面平行。更优选，根据人眼的左右眼的视野具有重叠的特点，并为了使显示装置能够更加紧凑，所述第一光路组件210L和第二光路组件210R被配置为使第一虚像与第二虚像在水平方向(即横向)至少局部重叠。这里的“重叠”可以是在同一虚拟平面上的第一虚像、第二虚像上重叠，也可以理解为第一虚像、第二虚像分别投影到一平行平面上的投影面之间相互重叠。优选，所述第一光路组件210L和第二光路组件210R被配置为使所述第一虚像与所述第二虚像的像面均位于同一虚拟平面215上。同样的，此处并非限定第一光路组件210L位于第二光路组件210R的左侧，而是指第一光路组件210L与第二光路组件210R为两个相对布置的光路组件。进一步，第一光路组件210L对应于第一显示区211L，用于形成第一虚像，第二光路组件210R对应于第二显示区211R，用于形成第二虚像。通过改变第一光路组件
210R的结构可以改变第一虚像的像面位置，同样，通过改变第二光路组件210R的结构可以改变第二虚像的像面位置。

[0063] 所述切换组件，包括第一状态和第二状态，所述切换组件被配置为：当切换组件处于第一状态时，使两个所述显示区接收相同的图像信息；当切换组件处于第二状态时，使两个所述显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息。具体而言，请参考图6，并结合图2，当所述切换组件被配置为第一状态时，显示装置21的显示模式为三维模式，两个所述显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息，并形成第一图像和第二图像。在经过光路模组210后，第一图像形成第一虚像215L，第二图像形成第二虚像215R，且第一虚像215L与第二虚像215R具有横向视差。观察者的眼睛位于观察面，如观察窗23(人眼观察点L-R)观察时，左眼位于人眼观察点L，第一虚像215L被左眼观察到，右眼位于人眼观察点R，第二虚像215R被右眼观察到，具有横向视差的第一虚像215L与第二虚像215R分别进入观察者的左右眼，配合大脑的识别匹配能力，即可观察到合成的三维图像。而当所述切换组件被配置为第二状态时，显示装置21的显示模式为二维模式，所述第一图像和所述第二图像为相同的图像，在经过光路模组210后，第一图像形成第一虚像215L与第二图像形成第二虚像215R亦为同样的图像，此时观察者的左右眼所看到的为相同的图像，如此即观察到二维图像。在本实施例提供的显示装置中，通过切换组件在第一状态和第二状态之间切换，当切换组件处于第一状态时，使两个显示区分别接收具有横向视差的不同的两幅图像信息；当切换组件处于第二状态时，使两个显示区接收相同的图像信息；从而可使显示装置21的显示模式在三维模式和二维模式之间切换，医生可以方便地根据需要选择合适的图像显示模式，不仅有助于医生缓解长时间观察三维图像的引起的眼睛疲劳，而且有利于在不同的情况下观察对象，尤其当内窥镜111距离手术器械113或人体组织较近的时候，二维的平面影像更容易被观察者识别和观察，因此特别适用于距离待观察目标较近的情况。

[0064] 优选的，所述显示装置21还包括切换开关，所述切换开关与所述切换组件通信连接，观察者通过操作该切换开关，输入指令使所述切换装置在第一状态和第二状态之间切换，进而控制显示装置21在三维模式和二维模式间切换，从而便于医生在视觉疲劳的时候进行切换或根据显示对象的位置等因素选择更为合适的图像显示模式，提高手术的安全性。需要说明的是，本发明对切换开关的具体形状和位置没有特别的限制，其可以为显示装置21上的一虚拟按钮，可以是位于医生控制台，例如主操作手22上的实体部件，或者位于观察者的脚部附近的实体部件等。

[0065] 进一步，请参考图3至图6，所述第一虚像及第二虚像均沿竖直方向布置，且位于同一水平高度上。由于在手术中，观察者一般为坐姿或站姿，其双目的连线一般为水平方向。因此，第一虚像215L与第二虚像215R竖直方向布置且位于同一水平高度上，有利于观察者观察。

[0066] 所述光路组件优选为反射组件，所述反射组件用以反射所述显示器211所显示的图像。以下以第一光路组件210L为例进行具体介绍。所述反射组件包括第一左反射镜212L以及第二左反射镜213L。所述第一左反射镜212L与对应的第一显示区211L成角度布置；所述第二左反射镜213L与第一左反射镜212L成角度布置，所述第二左反射镜213L的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向相同，且所述第二反射镜的另一个延伸方向与所述观察面的另一个延伸方向成角度布置。一般的，一个平面可认为具有两个延伸方向(如互相垂直的X方向和Y方向)，而反射镜和观察面均可抽象成一个平面，因此其均具有两个延伸方向。这里，第二左反射镜213L的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向相同，可保证自观察面所观察到的第一虚像215L的布置方向不会被第二左反射镜213L所改变。例如第二左反射镜213L的一个延伸方向与所述观察面的一个延伸方向均为沿竖直方向延伸，可使第一虚像215L的布置方向亦为竖直方向。其中，所述反射组件被配置为，所述第一图像由第一显示区211L显示后，依次经过第一左反射镜212L和所述第二左反射镜213L的反射，形成第一虚像215L。本实施例中，每一个光路组件优选包括两件反射器件，若光路组件中的反射器件数量太多，会导致显示装置21的体积庞大，并增加安装难度；而若反射器件数量太少(如仅1片)，会导致反射器件的尺寸过大，进而亦会导致显示装置21的体积庞大。

[0067] 如图4所示，在一个示意性的实施例中，第一显示区211L和第二显示区211R均为单独的显示器，两个光路组件以及两个显示区均关于所述对称面对称布置，第一显示区211L位于第一左反射镜212L和第二左反射镜213L的上方，第二左反射镜213L位于所述对称面与第一左反射镜212L之间。如图5所示，第一左反射镜212L用于对第一显示区211L所显示的第一图像进行第一次反射，形成左虚像214L；第二左反射镜213L用于对左虚像214L进行第二次反射，形成第一虚像215L。根据成像原理，左虚像214L与第一显示区211L所显示的第一图像关于第一左反射镜212L对称，左虚像214L与第一虚像215L关于第二左反射镜213L对称。进一步，通过调节第一显示区211L、第一左反射镜212L和第二左反射镜213L的布置角度，第一显示区211L的第一图像经第一左反射镜212L和第二左反射镜213L反射形成第一虚像
215L，第一虚像215L平行于观察面。第二左反射镜213L的角度可根据第一虚像215L的角度和左虚像214L的角度来确定。更进一步的，左虚像214L的像面与所述对称面平行，第一左反射镜212L的角度可根据第一显示区211L与左虚像214L的角度确定。较佳的，所述第一左反射镜212L的两个延伸方向与第二左反射镜213L的两个延伸方向分别成角度布置。更佳的，所述第一左反射镜212L与第一虚像215L的像面垂直布置，有利于减小整个光路组件的体积。第二光路组件210R的设置与第一光路组件210L相同，且与第一光路组件210L关于所述对称面对称，第二光路组件210R包括第一右反射镜212R以及第二右反射镜213R，第一右反射镜212R用以反射第二显示区211R所显示的第二图像，形成右虚像214R，第二右反射镜
213R用于对右虚像214R进行第二次反射，形成第二虚像215R，第二光路组件210R的具体结构和原理与第一光路组件210L相同，此处不再赘述。

[0068] 优选的，所述显示装置21还包括偏移调整装置(未图示)，所述偏移调整装置用以调整光路组件210，以调节所述第一虚像215L和所述第二虚像215R之间的横向距离，以调节两个虚像的水平重叠范围。偏移调整装置可联动的控制光路组件210中的各个反光镜的布置角度，以使不同的观察者可以根据需要调整第一虚像215L和第二虚像215R的位移，以调整第一虚像215L和第二虚像215R之间的横向距离即水平重叠范围，以更加符合观察者之不同的瞳距，保证观察到的图像的清晰度。

[0069] 在本实施例中，所述内窥镜111为二维内窥镜，所述二维内窥镜用以获取二维的原始图像，并输出第一原始图像信息。所述显示装置21还包括图像分割组件，所述图像分割组件与所述切换组件通信连接。所述图像分割组件用于接收二维图像信息并进行处理，以获得相对于接收的二维图像信息具有横向视差的第一视差图像信息。这里图像分割组件接收的二维图像信息，可以是二维内窥镜输出的第一原始图像信息，也可以是第一原始图像信息通过其他处理组件采用现有技术处理后的图像信息，例如经过图像消噪，图像对比度调整，图像畸变矫正，图像尺寸裁切，图像灰度化处理等。对此，本实施例不做限制。

[0070] 如图7所示，所述切换组件根据输入设备(例如上述的切换开关)获取的外部指令801，处于第一状态810，并通知所述图像分割组件的处理功能开启811。所述图像分割组件根据接收的二维图像信息803获得第一视差图像信息813，所述切换组件814接收所述二维图像信息812(该二维图像信息812可与图像分割组件所接收的二维图像信息803相同)以及上述的第一视差图像信息813，并分别提供给所述第一显示区815及第二显示区816，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像具有横向视差，亦即使显示装置21的显示模式为三维模式817。另一方面，切换组件根据外部指令801，处于第二状态820，并通知所述图像分割组件的处理功能关闭821。此时，所述切换组件824接收所述二维图像信息822，并提供给所述显示器的两个显示区(即第一显示区825及第二显示区826)以相同的二维图像信息
822，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像相同，亦即使显示装置21的显示模式为二维模式827。

[0071] 进一步，本实施例对所述图像分割组件根据接收的二维图像信息获得第一视差图像信息的具体实现方法没有特别的限制。例如，所述图像分割组件可对所述第一原始图像信息对应的二维的原始图像进行图像分割，进而生成深度图，通过对分割块的位移调整，可获得相对于所述二维的原始图像具有横向视差的二维视差图像，并输出第一视差图像信息。当通过外部指令使使切换组件切换至第一状态时，显示装置21的显示模式为三维模式，此时，所述切换组件控制所述图像分割组件的处理功能开启。所述图像分割组件接收二维内窥镜所输出的第一原始图像信息，对所述二维的原始图像进行图像分割，进而生成深度图，通过对分割块的位移调整，获得相对于所述二维的原始图像具有横向视差的二维视差图像，并输出第一视差图像信息。所述切换组件将第一原始图像信息以及第一视差图像信息分别传输至显示器的两个显示区，使两个所述显示区分别接收第一原始图像信息以及第一视差图像信息，并显示第一图像和第二图像。由于一般人右眼较为灵敏，优选的，第一原始图像信息传输至右眼所对应的显示区，如第二显示区211R。由于经显示器211所显示的第一图像与第二图像具有横向视差，经由光路组件所形成的第一虚像和第二虚像亦具有横向视差。且第一虚像、第二虚像分别被观察者的左眼和右眼观察到，因此，在观察者的脑部形成相应的三维图像。而当通过外部指令使使切换装置切换至第二状态时，显示装置21的显示模式为二维模式。此时，所述切换组件控制所述图像分割组件的处理功能关闭，并控制二维内窥镜所输出的第一原始图像信息传输至两个显示区，两个显示区所显示的第一图像与第二图像为同一副图像，光路组件所形成的第一虚像和第二虚像亦为同一图像，由此，观察者观察到的即为二维图像。

[0072] 【实施例二】

[0073] 本发明实施例二的显示装置及手术机器人与实施例一基本相同，对于相同部分不再叙述，以下仅针对不同点进行描述。

[0074] 请参考图8，其是本发明实施例二提供的图像合并的流程图，在本实施例中，所述内窥镜111为三维内窥镜，所述三维内窥镜用以获取两幅具有横向视差的二维原始图像，并输出包括有上述两个具有横向视差的二维原始图像的信息的第二原始图像信息。所述显示装置21还包括图像合并组件，所述图像合并组件分别与所述切换组件通信连接。所述图像合并组件用于接收第二视差图像信息并能够对第二视差图像信息进行处理，以获得一合并图像信息，其中所述第二视差图像信息包括两个具有横向视差的二维图像的信息。与上述实施例相似，这里图像合并组件接收的第二视差图像信息，可以是三维内窥镜输出的第二原始图像信息，也可以是上述的第二原始图像信息通过其他处理组件采用现有技术处理后的图像信息，例如经过图像消噪，图像对比度调整，图像畸变矫正，图像尺寸裁切，图像灰度化处理等(需理解，该处理后的图像信息亦包括两个具有横向视差的二维图像的信息)。对此，本实施例不做限制。

[0075] 如图8所示，当所述切换组件根据输入设备(例如上述的切换开关)获取的外部指令901，被配置为所述第一状态910时，所述切换组件902通知所述图像合并组件的处理功能关闭911，所述切换组件914接收所述第二视差图像信息903(其包括第一二维图像的信息912和第二二维图像的信息913)，并将第一二维图像的信息912和第二二维图像的信息913分别传输至两个所述显示区(即第一显示区915及第二显示区916)，以使两个所述显示区显示的第一图像和第二图像具有横向视差，使显示装置21的显示模式为三维模式917。当所述切换组件被配置为所述第二状态920时，切换组件通知所述图像合并组件的处理功能开启
921。此时，所述图像合并组件对第二视差图像信息903进行处理并获得合并图像信息922，所述切换组件924接收所述合并图像信息922，并提供给两个显示区(即第一显示区925及第二显示区926)，以使两个显示区显示的第一图像和第二图像相同，使显示装置21的显示模式为二维模式927。

[0076] 本实施例对所述图像合并组件根据接收的第二视差图像信息获得合并图像信息的具体实现方法没有特别的限制。例如，当通过外部指令使使切换组件切换至第二状态时，显示装置的显示模式为二维模式，此时，所述切换组件控制所述图像合并组件的处理功能开启。所述图像合并组件接收三维内窥镜所输出的第二原始图像信息，并对所述第二原始图像信息中的两幅二维原始图像进行图像分割，并对分割块进行矫正，以获得合并图像，并输出合并图像信息。所述切换组件将合并图像信息传输至两个显示区，此时两个显示区所显示的第一图像与第二图像为同一副图像，光路组件所形成的第一虚像和第二虚像亦为同一图像，由此，观察者观察到的即为二维图像。而当通过外部指令使使切换组件切换至第一状态时，显示装置的显示模式为三维模式，所述切换组件控制所述图像合并组件的处理功能关闭，并控制三维内窥镜所输出的第二原始图像信息中的两个二维原始图像的信息分别传输至两个显示区。如此，经显示器211所显示的第一图像与第二图像具有横向视差。进一步，第一图像与第二图像经由光路组件所形成的第一虚像和第二虚像亦具有横向视差，且第一虚像、第二虚像分别被观察者的左眼和右眼观察到，因此，在观察者的脑部形成相应的三维图像。

[0077] 在其它的一些实施例中，还可以直接通过所述切换组件来实现所述显示装置的显示模式的转换。具体的，当所述切换组件被配置为所述第二状态时，所述显示装置不再设有图像合并模块，而是通过切换组件接收第二视差图像信息，并将其所包含的一个二维图像的信息提供给两个显示区，而舍弃另一个二维图像的信息的信息。如此设置其也能达到类似的效果。优选的，观察者可通过所述输入设备选择第二视差图像信息中的任一个二维原始图像的信息进行输出。在一些情况下，三维内窥镜所获取的两幅二维原始图像中，可能有某一幅包括需要的观察的目标位置，而另一幅因角度或视差等原因，未能观察到目标位置，此时即可通过观察者的选择，输出需要的二维图像。

[0078] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。