[发明专利]结构光发生装置、结构光处理方法及微型三维成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及三维表面成像（three－dimensional surface imaging）领域，尤其涉及一种结构光发生装置、结构光处理方法及具有该结构光发生装置的微型三维成像装置。

背景技术

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1和图2分别为两种传统的结构光发生系统的示意图。图1中的结构光发生系统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1和结构光滤波片3，由光源1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中的结构光发生系统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1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。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。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。

本发明的一个主要目的在于提供一种体积小的结构光发生装置和应用该装置的微型三维成像装置。

本发明的另一个主要目的在于提供一种能够缩小结构光发生器的体积的结构光处理方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种结构光发生装置，包括：

成像光纤束，包括入射端和出射端；

光源装置，用于产生结构光；

该光源装置位于该成像光纤束的入射端一侧，以将产生的结构光经该成像光纤束的入射端输入并经该成像光纤束的出射端输出。

为实现上述目的，本发明还提供了一种结构光处理方法，包括：

通过放置在成像光纤束一侧的光源装置产生结构光；

将产生的结构光经成像光纤束的入射端输入并经成像光纤束的出射端输出。

为实现上述目的，本发明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，用于承载结构光发生装置的成像光纤束和图像传感器的输入端，其中，成像光纤束的出射端和图像传感器的输入端均固定在所述载体的一端。

本发明的结构光发生装置采用成像光纤束传输光源装置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。本发明的微型三维成像装置采用上述结构光发生装置采用上述小型化的结构光发生装置，可将一端（例如内窥镜的探测端）的尺寸做的非常小。本发明的结构光处理方法能够缩小结构光发生器的体积。

附图说明

参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。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1和图2分别为两种传统的结构光发生系统的示意图。

图3为本发明的结构光发生装置的一种实施例的结构示意图。

图4为利用图3的结构光发生装置产生彩虹结构光的示意图。

图5为利用棱镜产生光谱波长在特定范围内变化的空间分布光的示意图。

图6为利用衍射光栅产生光谱波长在特定范围内变化的空间分布光的示意图。

图7为利用彩虹光滤波器产生光谱波长在特定范围内变化的空间分布光的示意图。

图8为利用本发明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9为本发明的结构光处理方法的第一实施例的流程图。

图10为本发明的结构光处理方法的第二实施例的流程图。

图11为本发明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

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一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发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

本发明提供了一种结构光发生装置，包括：