結構光發生裝置及微型三維成像裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種結構光發生裝置及微型三維成像裝置。該結構光發生裝置包括：至少一個光纖束，包括入射端和出射端；至少一個光源組，對應向該至少一個光纖束發射光信號，每個光源組位于對應的光纖束的入射端一側，以將發射的光信號經對應的光纖束的入射端輸入并經對應的光纖束的出射端輸出，以形成結構光；光源控制器，用于控制該至少一個光源組發射光信號的時序和/或亮度。該結構光發生裝置體積較小，該微型三維成像裝置一端（例如內窺鏡的探測端）可具有較小尺寸。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及三維表面成像(three-dimensional surface imaging)領域,尤其涉及ー種結構光發生裝置及微型三維成像裝置。
技術介紹
結構光發生器的傳統設計通常是由投影儀組成，結構復雜，成本高，而且無法做到小型化，微型化。尤其是對于類似于微型三維成像裝置這樣的微型成像系統，前端探頭的體積很小，無法容納按照傳統結構設計的結構光發生器。圖I和圖2分別為兩種傳統的結構光發生裝置的示意圖。圖I中的結構光發生裝置利用光源和結構光濾波器產生結構光投影，該系統包括光源I和結構光濾波片3，由光源I產生的光線經過結構光濾波片3的調制，在目標物體上形成投影圖像。圖2中的結構光發生裝置利用現有圖像或視頻投影儀4直接產生所需的結構光投影圖像。盡管類似于圖I和圖2所示的結構光發生器可以產生所需的結構光投影，但是這種結構光發生器本身的體積較大，應用范圍窄，一般不能直接用于內窺鏡、探頭等微型三維成像裝置微型三維成像裝置。
技術實現思路
在下文中給出關于本技術的簡要概述，以便提供關于本技術的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本技術的窮舉性概述。它并不是意圖確定本技術的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本技術的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。本技術的ー個主要目的在于提供一種體積小的結構光發生裝置。本技術的另ー個主要目的在于提供一種應用該結構光發生裝置產生結構光的微型三維成像裝置。為實現上述目的，本技術提供了一種結構光發生裝置，包括至少ー個光纖束，包括入射端和出射端；至少ー個光源組，用于對應向該至少一個光纖束發射光信號，每個光源組位于對應的光纖束的入射端ー側，以將發射的光信號經對應的光纖束的入射端輸入并經對應的光纖束的出射端輸出，以形成結構光；光源控制器，與所述至少ー個光源組連接，用于控制該至少ー個光源組發射光信號的時序和/或亮度。為實現上述目的，本技術還提供了一種微型三維成像裝置，包括上述結構光發生裝置，還包括圖像傳感器，用于采集該結構光發生裝置產生的結構光照射下的物體的圖像；載體，用于承載該結構光發生裝置的至少ー個光纖束和該圖像傳感器的輸入端，其中，該至少一個光纖束的出射端和該圖像傳感器的輸入端均固定在該載體的一端。本技術的結構光發生裝置和方法采用光纖束傳輸投影光源的光線以產生所需的結構光，大大縮小了結構光發生裝置的體積。本技術的微型三維成像裝置采用上述小型化的結構光發生裝置，可將一端(例如內窺鏡的探測端)的尺寸做的非常小。附圖說明參照以下結合附圖對本技術實施例的說明，會更加容易地理解本技術的以上和其它目的、特點和優點。附圖中的部件只是為了示出本技術的原理。在附圖中，相同的或類似的技術特征或部件將采用相同或類似的附圖標記來表示。圖I為現有技術提供的一種結構光發生裝置的示意圖。圖2為現有技術提供的另ー種結構光發生裝置的示意圖。圖3為本技術的結構光發生裝置的一種實施例的結構示意圖。圖4為多個光纖束的入射光和出射光的ー種分布不意圖,說明了光纖束中的光纖在組合裝置處的排列情況，圖4中的每個光源組包括ー個光源。圖5為多個光纖束的入射光和出射光的ー種分布不意圖，也說明了光纖束中的光纖在組合裝置處的排列情況，圖5中的每個光源組包括多個光源。圖6為每個光源組中的多個光源以預設的時序發射亮度變化的彩色光信號的示意圖。圖7為每個光源組以預設的時序發射亮度變化的単色光信號的示意圖。圖8為本技術的結構光發生方法的一種實施例的流程圖。圖9為本技術的結構光發生方法的另ー種實施例的流程圖。圖10為利用本技術的結構光發生裝置產生的結構光進行三維表面數據采集的示意圖。圖11為本技術的微型三維成像裝置的一種實施例的結構示意圖。具體實施方式下面參照附圖來說明本技術的實施例。在本技術的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與ー個或更多個其它附圖或實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本技術無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。本技術公開了ー種結構光發生裝置，包括至少ー個光纖束，包括入射端和出射端；至少ー個光源組，對應向該至少一個光纖束發射光信號，每個光源組位于對應的光纖束的入射端ー側，以將發射的光信號經對應的光纖束的入射端輸入并經對應的光纖束的出射端輸出，以形成結構光；光源控制器，用于控制該至少ー個光源組發射光信號的時序和/或亮度。可選地，本技術的結構光發生裝置還包括組合裝置，每個光纖束穿過該組合裝置，該至少一個光纖束中的光纖在該組合裝置處有序排列。示例 I如圖3所示，本技術的結構光發生裝置100包括多個光纖束10、與該多個光纖束對應的光源組20、以及光源控制器30。各光纖束10包括入射端和出射端。每個光源組20用于向對應的光纖束10的入射端發射光信號，每個光纖束10的出射端用于輸出光信號以形成結構光。光源控制器30與該多個光源組20中的光源相連，用于控制該多個光源組20發射光信號的時序和/或亮度。如圖3所示，本技術的結構光發生裝置100還包括組合裝置40，各光纖束10穿過該組合裝置40，各光纖束10中的光纖在組合裝置40中重新有序排列，以在其出射端形成新的組合關系，該新的組合關系不同于各光纖束10中的光纖在其入射端的組合關系。該組合裝置40可以改變光纖的排列次序，達到某種目的，例如，產生需要的結構光。例如，該至少一個光纖束中的光纖在該組合裝置中的排列方式可為該至少ー個光纖束中的光纖分為N組排列成N大列，“ N”為姆個光纖束中的光纖的數量,姆大列具有M小列，“M”為該光纖束的數量，每大列中的“M”小列中按照固定的順序分別排列有“M”個光纖束中的一根光纖。 如圖4所示，以本技術的結構光發生裝置100具有4個光纖束10、每個光纖束10包括5根光纖為例進行說明，假設4個光纖束10分別接收相同顔色不同亮度的光，則20根光纖在組合裝置40中排列成5大列，每大列中按順序排列有4根光纖，分別接收第一亮度、第二亮度、第三亮度、第四亮度四種亮度的光，即，例如，第一光纖束中的5根光纖分別排在第I小列、第5 (N + I)小列、第9 (2N + I)列……，接收第一亮度的光；第二光纖束中的4根光纖排在第2小列、第6 (N + 2)小列、第10 (2N + 2)小列……，接收第二亮度的光；以此類推。示例 2可選地，在示例I的基礎上，每個光源組包括ー個光源，用于向對應的光纖束中的光纖發射光信號。如圖3、圖4所示，例如，本技術的結構光發生裝置100可包括對應于上述4個光纖束10的4個光源組20，每個光源組20中包括ー個光源，用于向對應的光纖束10發射光信號，該4個光源可發射相同顏色的光,可通過光源控制器30調整該4個光源向對應的光纖束發射第一亮度的光、第二亮度的光、第三亮度的光、第四亮度的光，以使上述4個光纖束輸出如圖4所示的豎直條紋狀的結構光例如，第I條紋、第5條紋、第9條紋為第一亮度的光，第2條紋、第6條紋、第10條紋為第二亮度的光，第3條紋、第7條紋、第11條紋為第三亮度的光，第4條紋、第8條紋、第12條紋為第四亮度的光本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種結構光發生裝置，其特征在于，包括：至少一個光纖束，包括入射端和出射端；至少一個光源組，用于對應向所述至少一個光纖束發射光信號，每個光源組位于對應的光纖束的入射端一側，以將發射的光信號經對應的光纖束的入射端輸入并經對應的光纖束的出射端輸出，以形成結構光；光源控制器，與所述至少一個光源組連接，用于控制所述至少一個光源組發射光信號的時序和/或亮度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：耿征，
申請(專利權)人：耿征，
類型：實用新型
國別省市：