本发明专利技术公开了一种内窥镜装置，包括工作镜管；照明器件、成像器件、照明光导通道和成像光导通道，设置于工作镜管内部；照明装置和成像装置，设置于工作镜管外部；其中，照明装置输出的光束进入工作镜管内的照明光导通道，经照明器件投射至待检查区域；待检查区域反射回的图像信号沿成像光导通道传输至成像装置；照明装置投射照明光，和/或，结构光。本发明专利技术提供一种内窥镜装置，通过将照明光和结构光在同一光导通道内投射至待检查区域，实现对待检查区域的照明以及二维图像和三维图像的采集，在满足内窥使用功能的前提下，进一步缩小了内窥镜装置的结构尺寸。
【技术实现步骤摘要】
一种内窥镜装置
本专利技术属于二维或三维成像
，具体地说，涉及一种内窥镜装置。
技术介绍
内窥镜通过内置于工作镜管内的照明光路、成像光路实现对腔内物体的二维观测。然而一般内窥镜只提供平面图像,缺乏深度信息，这一缺憾阻滞了内窥镜技术的深入应用。投影条纹三维扫描技术在腔外物体上的成功应用显示了其高平面分辨率、高深度分辨率的技术特征，这一技术特征正是内窥镜技术所追求的。众所周知的内窥镜三维测量技术(相移技术)，美国专利US2009/0225333通过获取几个投射在物体上、相移的条纹图像，计算物体的表面形貌。该专利技术使用照明光源通过工作镜管内的传光光纤、投射白光照明物体用于观测；利用照明光源通过工作镜管内的传光光纤切换照明工作镜管内的多个条纹发生器件、投射相移条纹图像到物体上用于三维形貌测量。由于内窥镜工作镜管尺寸限制，投射的条纹图数量较少，难以满足结构光三维测量技术的需求。美国专利US13232699公开了：第一照明光源通过工作镜管内的传光光纤投射白光照明物体用于观测；第二照明光源照射设置在工作镜管外的多个条纹发生器件、工作镜管内一束传像光纤传输多个相移条纹图像于物体上。由于条纹发生器件在内窥镜工作镜管外，该专利技术有助于减小内窥镜的结构尺寸。投影条纹三维扫描技术需要投射相移条纹计算分数级位相；投射编码条纹确定整数级位相，现有内窥镜三维测量技术仅能投射相移条纹计算分数级位相，无法投射编码条纹，整数级位相靠“去包裹”展开，因此现有内窥镜三维测量技术未能全面、完整实施投影条纹三维扫描技术，只适用于连续表面形貌测量。此外现有内窥镜三维测量技术至少需要两个照明光路：白光或单色光照明；结构光照明。如能将其合二为一则可进一步减小投影条纹三维扫描对内窥镜的结构尺寸需求。因此，有必要对现有技术的不足和缺陷进行改进，提供一种内窥镜装置，通过将照明光和相移条纹图、编码条纹图在同一光导通道内投射至待检查区域，实现对待检查区域的照明以及二维图像和三维图像的采集，在满足内窥使用功能的前提下，进一步缩小了内窥镜装置的结构尺寸。有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的内窥镜装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：一种内窥镜装置，包括工作镜管；照明器件、成像器件、照明光导通道和成像光导通道，设置于所述工作镜管内部；照明装置和成像装置，设置于所述工作镜管外部；其中，所述照明装置输出的光束进入所述工作镜管内的所述照明光导通道，经所述照明器件投射至待检查区域；所述待检查区域反射回的图像信号经所述成像器件成像后，沿所述成像光导通道传输至所述成像装置；所述照明装置投射照明光，和/或，结构光。此外，照明光，和/或，结构光进入所述照明光导通道后，沿同一所述照明光导通道经所述照明器件照射至所述待检查区域；在一个实施方案中，所述照明光导通道为一束内置于所述工作镜管内的传像光纤；在一个实施方案中，所述成像光导通道传输的信号为电信号时，在所述工作镜管内，靠近成所述成像器件一侧设置有传感器件。进一步地，所述照明装置包括光源、空间光调制器和数字光控制器；所述光源发射的光束定向照射所述空间光调制器，所述数字光控制器根据可编程的图案序列控制所述空间光调制器调制照明光束，调制后的照明光束为照明光，和/或，结构光。同时，所述可编程的图案序列包括形成照明光的等灰度照明位图，和/或，形成结构光的条纹位图；在一个实施方案中，形成条纹位图为相移条纹位图和编码条纹位图；在一个实施方案中，相移条纹位图为8比特正弦灰度分布；编码条纹位图为1比特黑白灰度分布；在一个实施方案中，正弦灰度分布相移条纹位图的条纹周期为8个像素；在一个实施方案中，正弦灰度分布相移条纹位图的相移角度为0°、90°、180°和270°。进一步地，所述可编程的图案像素与所述空间光调制器的物理像素数相等。更进一步地，所述可编程的图案由空间光调制器按图案曝光时间显示。并且，所述可编程的图案序列由所述空间光调制器按图案周期顺序切换，每一图案周期发出一个同步信号；在一个实施方案中，图案周期发出的同步信号，同步触发所述成像装置获取所述待检查区域反射回的该帧图像；所述成像装置获取该帧图像完毕后，所述照明装置切换下一图案，开始下一图案周期，并重复上述步骤。而且，所述照明装置投射照明光，所述成像装置对传输回的图像信号处理后得到二维光学图像；所述照明装置投射结构光，所述成像装置对传输回的图像信号处理后得到三维形貌图像。另外，所述照明器件、所述成像器件的光轴平行或者交叉设置；在一个实施方案中，所述照明器件、所述成像器件为设置在所述工作镜管内的透镜。进一步地，当所述照明器件、所述成像器件的光轴平行时，所述照明器件的视场不小于所述成像器件的视场；在一个实施方案中，所述照明器件的视场范围不小于所述照明器件和所述成像器件的光学中心距。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、本专利技术通过将照明光和结构光在同一光导通道内投射至待检查区域，实现对待检查区域的照明以及二维图像和三维图像的采集，在满足内窥使用功能的前提下，进一步缩小了内窥镜装置的结构尺寸；2、通过在将照明光和结构光在同一光导通道内设置，并且设置了能够切换照明光和结构光的照明装置，实现了内窥镜观察时的二维和三维成像，同时能够选择单独使用照明光或者结构光，实现单一功能，灵活、多变，适应性更强；3、本专利技术在内窥镜内投射用于计算分数级位相的相移条纹位图和用于确定整数级位相的编码条纹位图可以全面、完整满足投影条纹三维扫描技术的实施要求，扩大内窥镜三维测量的试用范围、增强内窥镜三维测量的鲁棒性。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明附图作为本专利技术的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：图1是本专利技术内窥镜装置结构第一示意图；图2是本专利技术内窥镜装置结构第二示意图；图3是本专利技术内窥镜装置结构第三示意图；图4是本专利技术内窥镜装置结构第四示意图。图中：1、工作镜管；2、照明装置；201、光源；202、空间光调制器；203、数字光控制器；3、照明器件；4、照明光导通道；5、成像装置；6、成像器件；7、成像光导通道；8、待检查区域；9、传感器件。需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本专利技术的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利技术的概念。具体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内窥镜装置，其特征在于：包括/n工作镜管(1)；/n照明器件(3)、成像器件(6)、照明光导通道(4)和成像光导通道(7)，设置于所述工作镜管(1)内部；/n照明装置(2)和成像装置(5)，设置于所述工作镜管(1)外部；/n其中，所述照明装置(2)输出的光束进入所述工作镜管(1)内的所述照明光导通道(4)，经所述照明器件(3)投射至待检查区域(8)；/n所述待检查区域(8)反射回的图像信号经所述成像器件(6)成像后，沿所述成像光导通道(7)传输至所述成像装置(5)；/n所述照明装置(2)投射照明光，和/或，结构光。/n
【技术特征摘要】
1.一种内窥镜装置，其特征在于：包括
工作镜管(1)；
照明器件(3)、成像器件(6)、照明光导通道(4)和成像光导通道(7)，设置于所述工作镜管(1)内部；
照明装置(2)和成像装置(5)，设置于所述工作镜管(1)外部；
其中，所述照明装置(2)输出的光束进入所述工作镜管(1)内的所述照明光导通道(4)，经所述照明器件(3)投射至待检查区域(8)；
所述待检查区域(8)反射回的图像信号经所述成像器件(6)成像后，沿所述成像光导通道(7)传输至所述成像装置(5)；
所述照明装置(2)投射照明光，和/或，结构光。
2.根据权利要求1所述的一种内窥镜装置，其特征在于：
照明光，和/或，结构光进入所述照明光导通道(4)后，沿同一所述照明光导通道(4)经所述照明器件(3)照射至所述待检查区域(8)；
优选地，所述照明光导通道(4)为一束内置于所述工作镜管(1)内的传像光纤；
更优选地，所述成像光导通道(7)传输的信号为电信号时，在所述工作镜管(1)内，靠近成所述像器件一侧设置有传感器件(9)。
3.根据权利要求1或2所述的一种内窥镜装置，其特征在于：
所述照明装置(2)包括光源(201)、空间光调制器(202)和数字光控制器(203)；
所述光源(201)发射的光束定向照射所述空间光调制器(202)，所述数字光控制器(203)根据可编程的图案序列控制所述空间光调制器(202)调制照明光束，调制后的照明光束为照明光，和/或，结构光。
4.根据权利要求3所述的一种内窥镜装置，其特征在于：
所述可编程的图案序列包括形成照明光的等灰度照明位图，和/或，形成结构光的条纹位图；
优选地，形成条纹位图为相移条纹位图和编码条纹位图；
更优选地，相移条纹位图为8比特正弦灰度分布；
编码条纹位图为1比特黑白灰度...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘浪，姜恩鸿，
申请(专利权)人：沈阳华慧高新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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