直侧视一体化装置及方法与流程

本发明涉及内窥镜领域，具体地，涉及一种直侧视一体化装置及方法。

背景技术：

内窥镜是一种利用纤维光学和光学、精密机械及电子技术结合而成的精密仪器，在医疗、工业和军事等国民经济各个领域有着广泛的用途和重要作用。

工业内窥镜，适用于高温、有毒、核辐射及人眼无法观察到的场所的观察，不需要拆卸或破坏组装就可以方便、迅速地检查各种机器、设备、组装物体的内部。因此在航空、汽车、船舶、电气、电子、化学、电力、煤气、原子能、土木建筑等现代核心工业的各个部门得到了广泛的应用。

现有技术中的内窥镜的头端部，通常是端部设置有光学系统，因此通常的观察视角是直视，而当需要观察其他视角时，需要切换头端部。而在实际操作中，直视和侧视都是相当必要的，因此，切换头端部会大大浪费时间。

目前现有的内窥镜的头端部也有同时设置直视和侧视的内窥镜，这种内窥镜是直视和侧视分别有两个摄像头及其物镜光学系统，且直视摄像头及其物镜光学系统在前端，侧视摄像头及其物镜光学系统在后端，导致侧视观察时，在某些工况下如盲孔根部的侧面就无法观察到。

申请号为201520691682.5的内窥镜更换头的实用新型专利，提供了一种内窥镜更换头，包括多个直视更换头、多个侧视更换头以及头端部；其中，所述头端部的一端与任一所述直视更换头的一端可拆卸连接，或所述头端部的一端与任一所述侧视更换头的一端可拆卸连接；所述多个直视更换头，是指直视更换头之间的视场角、景深范围不同；所述多个侧视更换头，是指侧视更换头之间的视场角、景深范围不同。该实用新型中直视更换头和侧视更换头的数量均为多个，能够根据需要更换直视更换头和侧视更换头，从而该实用新型的视向、视场角和景深范围基本不受限制。但时直侧视观察时候需要更换，相对麻烦。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种直侧视一体化装置及方法。

根据本发明提供的一种直侧视一体化装置，包括直侧视壳体、直视光源、侧视光源、直侧图像切换单元、图像获取单元以及光源切换单元，其中：

直侧视壳体的顶面和侧面分别设置有开口，直侧图像切换单元顶部和侧部分别设置在直侧视壳体顶面和侧面的开口处；

直视光源和侧视光源设置在直侧视壳体内，直视光源通过直侧视壳体顶面开口并向顶面开口方向照射，侧视光源通过直侧视壳体侧面开口并向侧面开口方向照射；

图像获取单元设置在直侧图像切换单元下方，获取直侧视壳体顶面开口或者侧面开口的图像信息；

光源切换单元连接并控制直视光源和侧视光源。

优选地，所述直侧图像切换单元包括导像棱镜，导像棱镜之间设置有半透半反膜，图像获取单元通过半透半反膜透光功能获得顶面开口处的图像；图像获取单元通过半透半反膜反光功能获得侧面开口处的图像。

优选地，所述半透半反膜与顶面开口所在平面、侧面开口所在的平面的夹角均为45°。

优选地，直侧图像切换单元的顶部设置有第一物镜，第一物镜的外表面和直侧视壳体的顶面开口平齐；

直侧图像切换单元的侧部设置有第二物镜，第二物镜的外表面和直侧视壳体的侧面开口平齐。

优选地，所述直视光源包括第一导光元件，所述第一导光元件的上端面和直侧视壳体的顶面开口平齐。

优选地，所述侧视光源包括第二导光元件和导光棱镜，其中：

第二导光元件的上端面和导光棱镜的底面连接；

导光棱镜设置在直侧图像切换单元侧面。

优选地，所述导光棱镜包括底面、侧面以及反射面，其中：

底面、侧面以及反射面围合形成三角形状，底面和侧面垂直设置；

第二导光元件的光源自底面射入、通过反射面反射并自侧面射出。

优选地，还包括限位组件，所述限位组件上设置有光源限位槽和图像获取通道，其中：

直视光源和侧视光源设置在所述光源限位槽内并通过光源限位槽限位；

图像获取单元通过图像获取通道获得直侧视壳体顶面开口或者侧面开口的图像信息。

本发明还提供一种直侧视一体化方法，包括如下步骤：

起始步骤：直视光源或者侧视光源择一开启，图像获取单元获取内窥镜前方视角或者侧面视角的图像；

切换步骤：光源切换单元切换直视光源或者侧视光源的开启状态，图像获取单元获取内窥镜切换后的前方视角或者侧面视角的图像。

优选地，所述切换步骤包括：

直视光源为开启状态、侧视光源为关闭状态时，则关闭直视光源，开启侧视光源；

直视光源为关闭状态、侧视光源为开启状态时，则开启直视光源，关闭侧视光源。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明结构合理，操作方便且成本较低；

2、本发明直视侧视一体化设置，通过调节直面光源和侧面光源的亮度比来获得直面和侧面的图像；

3、本发明巧妙的利用了半透半反膜的透射和反射功能的特性，并通过不同方向光源强度的不同进行切换。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为直侧视一体化装置的结构示意图；

图2为直侧视一体化装置的剖面示意图；

图3为直侧视一体化装置的爆炸示意图；

图4为直侧视一体化装置的限位组件的结构示意图；

图5为直侧视一体化装置的直侧图像切换单元的第一结构示意图；

图6为直侧视一体化装置的直侧图像切换单元的第二结构示意图。

图中示出：

直侧视壳体1

直视光源2

第一导光元件201

侧视光源3

第二导光元件301

导光棱镜302

直侧图像切换单元4

导像棱镜401

半透半反膜402

图像获取单元5

第一物镜6

第二物镜7

限位组件8

光圈限位槽801

图像获取通道802

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1至图6所示，根据本发明提供的一种直侧视一体化装置及方法，包括直侧视壳体、直视光源、侧视光源、直侧图像切换单元、图像获取单元以及光源切换单元，其中：直侧视壳体的顶面和侧面分别设置有开口，直侧图像切换单元顶部和侧部分别设置在直侧视壳体顶面和侧面的开口处；直视光源和侧视光源设置在直侧视壳体内，直视光源通过直侧视壳体顶面开口并向顶面开口方向照射，侧视光源通过直侧视壳体侧面开口并向侧面开口方向照射；图像获取单元设置在直侧图像切换单元下方，获取直侧视壳体顶面开口或者侧面开口的图像信息；光源切换单元连接并控制直视光源和侧视光源。

进一步地，所述直侧图像切换单元包括导像棱镜，本实施例提供的导像棱镜为两个相同的导像棱镜，其形状为三棱柱，三棱柱的截面为等边直角三角形，两个导像棱镜的斜面相对连接组成一矩形，半透半反膜设置在两个三棱柱之间，图像获取单元通过半透半反膜透光功能获得顶面开口处的图像；图像获取单元通过半透半反膜反光功能获得侧面开口处的图像。所述半透半反膜与顶面开口所在平面、侧面开口所在的平面的夹角均为45°。

更为详细的，直侧图像切换单元的顶部设置有第一物镜，第一物镜的外表面和直侧视壳体的顶面开口平齐；直侧图像切换单元的侧部设置有第二物镜，第二物镜的外表面和直侧视壳体的侧面开口平齐。

更进一步地，所述直视光源包括第一导光元件，所述第一导光元件的上端面和直侧视壳体的顶面开口平齐。所述侧视光源包括第二导光元件和导光棱镜，第二导光元件的上端面和导光棱镜的底面连接；导光棱镜设置在直侧图像切换单元侧面。所述导光棱镜包括底面、侧面以及反射面，其中：底面、侧面以及反射面围合形成三角形状，底面和侧面垂直设置；第二导光元件的光源自底面射入、通过反射面反射并自侧面射出。

更加具体地，直侧一体内窥镜还包括限位组件，所述限位组件上设置有光源限位槽和图像获取通道，其中：直视光源和侧视光源设置在所述光源限位槽内并通过光源限位槽限位；图像获取单元通过图像获取通道获得直侧视壳体顶面开口或者侧面开口的图像信息。

本发明还提供一种直侧视一体化方法，包括如下步骤：起始步骤：直视光源或者侧视光源择一开启，图像获取单元获取内窥镜前方视角或者侧面视角的图像；切换步骤：光源切换单元切换直视光源或者侧视光源的开启状态，图像获取单元获取内窥镜切换后的前方视角或者侧面视角的图像。所述切换步骤包括：直视光源为开启状态、侧视光源为关闭状态时，则关闭直视光源，开启侧视光源；直视光源为关闭状态、侧视光源为开启状态时，则开启直视光源，关闭侧视光源。

本发明工作原理如下：光源切换单元用于控制直视光源和侧视光源，当打开直视光源时，侧视光源处于关闭状态，图像获取单元通过直视光源以及直侧图像切换单元的透射功能实现内窥镜前方视角图像的获取；当打开侧视光源时，直视光源处于关闭状态，图像获取单元通过侧视光源以及直侧图像切换单元的反射功能实现内窥镜侧面视角图像的获取。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。