结构光发生装置及微型三维成像装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种结构光发生装置及微型三维成像装置。该结构光发生装置包括：至少一个光纤束，包括入射端和出射端；至少一个光源组，对应向该至少一个光纤束发射光信号，每个光源组位于对应的光纤束的入射端一侧，以将发射的光信号经对应的光纤束的入射端输入并经对应的光纤束的出射端输出，以形成结构光；光源控制器，用于控制该至少一个光源组发射光信号的时序和/或亮度。该结构光发生装置体积较小，该微型三维成像装置一端（例如内窥镜的探测端）可具有较小尺寸。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及三维表面成像(three-dimensional surface imaging)领域,尤其涉及ー种结构光发生装置及微型三维成像装置。
技术介绍
结构光发生器的传统设计通常是由投影仪组成，结构复杂，成本高，而且无法做到小型化，微型化。尤其是对于类似于微型三维成像装置这样的微型成像系统，前端探头的体积很小，无法容纳按照传统结构设计的结构光发生器。图I和图2分别为两种传统的结构光发生装置的示意图。图I中的结构光发生装置利用光源和结构光滤波器产生结构光投影，该系统包括光源I和结构光滤波片3，由光源I产生的光线经过结构光滤波片3的调制，在目标物体上形成投影图像。图2中的结构光发生装置利用现有图像或视频投影仪4直接产生所需的结构光投影图像。尽管类似于图I和图2所示的结构光发生器可以产生所需的结构光投影，但是这种结构光发生器本身的体积较大，应用范围窄，一般不能直接用于内窥镜、探头等微型三维成像装置微型三维成像装置。
技术实现思路
在下文中给出关于本技术的简要概述，以便提供关于本技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本技术的穷举性概述。它并不是意图确定本技术的关键或重要部分，也不是意图限定本技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本技术的ー个主要目的在于提供一种体积小的结构光发生装置。本技术的另ー个主要目的在于提供一种应用该结构光发生装置产生结构光的微型三维成像装置。为实现上述目的，本技术提供了一种结构光发生装置，包括至少ー个光纤束，包括入射端和出射端；至少ー个光源组，用于对应向该至少一个光纤束发射光信号，每个光源组位于对应的光纤束的入射端ー侧，以将发射的光信号经对应的光纤束的入射端输入并经对应的光纤束的出射端输出，以形成结构光；光源控制器，与所述至少ー个光源组连接，用于控制该至少ー个光源组发射光信号的时序和/或亮度。为实现上述目的，本技术还提供了一种微型三维成像装置，包括上述结构光发生装置，还包括图像传感器，用于采集该结构光发生装置产生的结构光照射下的物体的图像；载体，用于承载该结构光发生装置的至少ー个光纤束和该图像传感器的输入端，其中，该至少一个光纤束的出射端和该图像传感器的输入端均固定在该载体的一端。本技术的结构光发生装置和方法采用光纤束传输投影光源的光线以产生所需的结构光，大大缩小了结构光发生装置的体积。本技术的微型三维成像装置采用上述小型化的结构光发生装置，可将一端(例如内窥镜的探測端)的尺寸做的非常小。附图说明參照以下结合附图对本技术实施例的说明，会更加容易地理解本技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图I为现有技术提供的一种结构光发生装置的示意图。图2为现有技术提供的另ー种结构光发生装置的示意图。图3为本技术的结构光发生装置的一种实施例的结构示意图。图4为多个光纤束的入射光和出射光的ー种分布不意图,说明了光纤束中的光纤在组合装置处的排列情況，图4中的每个光源组包括ー个光源。图5为多个光纤束的入射光和出射光的ー种分布不意图，也说明了光纤束中的光纤在组合装置处的排列情況，图5中的每个光源组包括多个光源。图6为每个光源组中的多个光源以预设的时序发射亮度变化的彩色光信号的示意图。图7为每个光源组以预设的时序发射亮度变化的単色光信号的示意图。图8为本技术的结构光发生方法的一种实施例的流程图。图9为本技术的结构光发生方法的另ー种实施例的流程图。图10为利用本技术的结构光发生装置产生的结构光进行三维表面数据采集的示意图。图11为本技术的微型三维成像装置的一种实施例的结构示意图。具体实施方式下面參照附图来说明本技术的实施例。在本技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与ー个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。本技术公开了ー种结构光发生装置，包括至少ー个光纤束，包括入射端和出射端；至少ー个光源组，对应向该至少一个光纤束发射光信号，每个光源组位于对应的光纤束的入射端ー侧，以将发射的光信号经对应的光纤束的入射端输入并经对应的光纤束的出射端输出，以形成结构光；光源控制器，用于控制该至少ー个光源组发射光信号的时序和/或亮度。可选地，本技术的结构光发生装置还包括组合装置，每个光纤束穿过该组合装置，该至少一个光纤束中的光纤在该组合装置处有序排列。示例 I如图3所示，本技术的结构光发生装置100包括多个光纤束10、与该多个光纤束对应的光源组20、以及光源控制器30。各光纤束10包括入射端和出射端。每个光源组20用于向对应的光纤束10的入射端发射光信号，每个光纤束10的出射端用于输出光信号以形成结构光。光源控制器30与该多个光源组20中的光源相连，用于控制该多个光源组20发射光信号的时序和/或亮度。如图3所示，本技术的结构光发生装置100还包括组合装置40，各光纤束10穿过该组合装置40，各光纤束10中的光纤在组合装置40中重新有序排列，以在其出射端形成新的组合关系，该新的组合关系不同于各光纤束10中的光纤在其入射端的组合关系。该组合装置40可以改变光纤的排列次序，达到某种目的，例如，产生需要的结构光。例如，该至少一个光纤束中的光纤在该组合装置中的排列方式可为该至少ー个光纤束中的光纤分为N组排列成N大列，“ N”为姆个光纤束中的光纤的数量,姆大列具有M小列，“M”为该光纤束的数量，每大列中的“M”小列中按照固定的顺序分别排列有“M”个光纤束中的一根光纤。 如图4所示，以本技术的结构光发生装置100具有4个光纤束10、每个光纤束10包括5根光纤为例进行说明，假设4个光纤束10分别接收相同顔色不同亮度的光，则20根光纤在组合装置40中排列成5大列，每大列中按顺序排列有4根光纤，分别接收第一亮度、第二亮度、第三亮度、第四亮度四种亮度的光，即，例如，第一光纤束中的5根光纤分别排在第I小列、第5 (N + I)小列、第9 (2N + I)列……，接收第一亮度的光；第二光纤束中的4根光纤排在第2小列、第6 (N + 2)小列、第10 (2N + 2)小列……，接收第二亮度的光；以此类推。示例 2可选地，在示例I的基础上，每个光源组包括ー个光源，用于向对应的光纤束中的光纤发射光信号。如图3、图4所示，例如，本技术的结构光发生装置100可包括对应于上述4个光纤束10的4个光源组20，每个光源组20中包括ー个光源，用于向对应的光纤束10发射光信号，该4个光源可发射相同颜色的光,可通过光源控制器30调整该4个光源向对应的光纤束发射第一亮度的光、第二亮度的光、第三亮度的光、第四亮度的光，以使上述4个光纤束输出如图4所示的竖直条纹状的结构光例如，第I条纹、第5条纹、第9条纹为第一亮度的光，第2条纹、第6条纹、第10条纹为第二亮度的光，第3条纹、第7条纹、第11条纹为第三亮度的光，第4条纹、第8条纹、第12条纹为第四亮度的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构光发生装置，其特征在于，包括：至少一个光纤束，包括入射端和出射端；至少一个光源组，用于对应向所述至少一个光纤束发射光信号，每个光源组位于对应的光纤束的入射端一侧，以将发射的光信号经对应的光纤束的入射端输入并经对应的光纤束的出射端输出，以形成结构光；光源控制器，与所述至少一个光源组连接，用于控制所述至少一个光源组发射光信号的时序和/或亮度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿征，
申请(专利权)人：耿征，
类型：实用新型
国别省市：