[发明专利]内窥镜装置及系统

权利要求书

1.一种内窥镜装置，包括插入部，其特征在于，还包括光发射机构、光接收机构和测距信号处理机构，所述光发射机构包括依次连接的光发射单元、出光光纤和输出光准直器，所述出光光纤穿设于所述插入部内，所述输出光准直器安装于所述插入部的头部，以输出平行光束投射至目标物体；所述光接收机构用于接收所述目标物体的反射光束并提取测距信号，所述测距信号处理机构用于接收所述测距信号并计算得到所述插入部的头部与所述目标物体之间的距离。

2.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，所述光发射单元包括驱动器和激光器，所述驱动器电连接于所述测距信号处理机构，所述驱动器用于驱动所述激光器发出带有预设频率的激光光束；所述出光光纤通过第一光纤耦合连接器连接于所述激光器。

3.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，所述光接收机构包括依次连接的光接收单元、第二光纤耦合连接器、收光光纤和收光耦合器，所述收光耦合器安装于所述插入部的头部，以将所述反射光束聚焦耦合输入收光光纤；所述收光光纤穿设于所述插入部内，以将所述反射光束经所述第二光纤耦合连接器传递至所述光接收单元；所述光接收单元用于将所述反射光束提取并转化为电信号，并发送至所述测距信号处理机构；

所述测距信号处理机构用于计算所述激光光束和所述反射光束的相位差，并基于所述相位差得到所述插入部的头部与所述目标物体之间的距离。

4.根据权利要求3所述的内窥镜装置，其特征在于，所述收光耦合器为一个与所述输出光准直器并列设置的收光聚焦透镜，或者为多个绕设于所述输出光准直器的收光光锥。

5.根据权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，还包括照明光纤和照明匀光透镜，所述照明光纤的一端用于接收照明光束，所述照明光纤的另一端连接于所述照明匀光透镜，所述照明匀光透镜安装于所述插入部的头部；

所述光接收机构设置于所述照明光纤用于接收照明光束的一端，所述光接收机构包括反射镜和光接收器，所述反射镜可运动至所述照明光纤的光路，以切换光路；在所述反射镜运动至所述照明光纤的光路时，所述反射光束由所述照明匀光透镜反向耦合输入收光光纤，所述反射光束经所述照明光纤出射至所述反射镜，并反射至所述光接收器，所述光接收器用于将所述反射光束提取并转化为电信号，并发送至所述测距信号处理机构；或者在所述反射镜远离所述照明光纤的光路时，所述照明光束经所述照明光纤和所述照明匀光透镜出射至所述目标物体；

所述测距信号处理机构用于计算所述激光光束和所述反射光束的相位差，并基于所述相位差得到所述插入部的头部与所述目标物体之间的距离。

6.根据权利要求5所述的内窥镜装置，其特征在于，所述光接收机构还包括转盘和转盘电机，所述转盘电机的输出轴固接于所述转盘，所述反射镜固接于所述转盘朝向所述照明光纤的一侧，所述转盘上还开设有出光通孔，所述出光通孔与所述反射镜沿所述转盘的周向间隔设置。

7.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，所述光接收机构包括摄像组件，所述摄像组件安装于所述插入部的头部，所述摄像组件用于摄取所述平行光束照射在所述目标物体上的图像，并将图像信号发送至所述测距信号处理机构；

所述测距信号处理机构用于提取所述图像信号中的特征点的坐标值，并基于所述坐标值得到所述插入部的头部与所述目标物体之间的距离。

8.根据权利要求7所述的内窥镜装置，其特征在于，所述图像信号中的特征点为所述平行光束的中心线在所述摄像组件的成像平面的成像光束点，定义所述成像光束点为O’，所述平行光束的中心线照射到所述目标物体上的点为O，O-O’与所述摄像组件的主光轴之间的夹角为θ，所述摄像组件的主光轴与所述输出光准直器的轴线之间的距离为h，所述插入部的头部与所述目标物体之间的距离为d，则满足以下公式：