專利名稱：具有測量功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及其測量方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，尤其是指一種具有測量功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，同時涉及一種該系統(tǒng)的測量方法。
背景技術(shù)：
早先的窺鏡不具備測量功能，無論是硬式窺鏡還是軟式窺鏡，在觀察物體時，均由必要的視角決定，出現(xiàn)近大、遠小的視差，這種視差使內(nèi)窺鏡只能定性的觀察物體的形狀，而不能定量的測定物體的大小。
所以，早在80年代就有不少的科學家研究帶有測量功能的窺鏡。就發(fā)明人所知，在中國專利號為86101466的專利文本記載了一種“帶有測量內(nèi)窺鏡及其測量方法”，本發(fā)明的測量內(nèi)窺鏡，屬于內(nèi)窺鏡的技術(shù)改進，如圖1所示，其特點是在普通內(nèi)窺鏡上增設一個包括由測尺1’，分劃板2’構(gòu)成的測量系統(tǒng)，測尺1’設置在測尺操作孔10’內(nèi)，分劃板2’標有圈定欄或尺寸細分劃刻線，其測量方法在于利用內(nèi)窺鏡固有的視場角2W、物體距離L、物體尺寸H之間存在的H/L＝W2TG關系，來測量物體的距離大小。此外還有下例公開文獻中有提到其它各種具有測量功能的內(nèi)窺鏡。
中國專利號為86209992的文獻中公開了一種“纖維內(nèi)窺鏡測量尺”，借助于內(nèi)窺鏡對人體胃腔(或腸腔)的病灶大小進行測量，其特征采用新型測量尺，由操作、引導、測量三部組成，通過拇指圈套，可使標尺張開或閉合，即可完成病灶測量。其優(yōu)點為使用方便、測量準確、直觀、適合各種腔鏡配備使用。
中國專利號為93227151.0的文獻中公開了一種“內(nèi)窺鏡測量尺”，它是由尺柄和尺身組成，其技術(shù)方案是在尺柄上端設置有固定指圈套，在尺柄下端連接有尺身，在尺柄正面上開有條形通槽并設置有刻度盤，在尺柄兩側(cè)分別各開有一條形通槽，在其兩側(cè)條形通槽上分別各設置有一個滑動指圈套，兩個滑動指圈套端都分別各連接有一條彈性鋼絲尺，兩條彈性鋼絲尺通過尺身內(nèi)徑在尺身端部兩傾斜孔伸出。它能夠測量各種形狀病灶的大小，且測量精確，誤差小，通過病灶治療前后大小變化，可觀察療效，估計預后。
中國專利號為98113022.4的文獻中公開了“一種能夠測量的自聚焦內(nèi)窺鏡”，該內(nèi)窺鏡能夠測量的自聚焦內(nèi)窺鏡，其構(gòu)成有窺鏡護套、傳光束、成像物鏡及其后端耦合的中繼透鏡棒，在所述的成像物鏡與中繼透鏡棒的耦合面上制有分劃線，并在窺鏡護套外表面制有標準刻度。結(jié)合所提供的測量和計算方法，其不但能用于觀察內(nèi)腔中物體的形狀，而且能測量被觀察物體的尺寸，為工作人員提供更為可靠的數(shù)據(jù)、信息，并具有結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、使用方便等特點，適于醫(yī)療、建筑、公安偵破等行業(yè)的使用。
從上述對比文獻可以看出，現(xiàn)有技術(shù)的主要缺陷在于1、由于無法測量傳像部件到觀察對象間的距離得到傳像部件的放大倍數(shù)或像素物理尺寸比，所以只能定性觀察。2、由于受到當時科學技術(shù)的限制，在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中的測量系統(tǒng)基本采用測尺、分劃板等機械部件進行測量，需要將測得的結(jié)果代入公式，再通過計算才能獲得被測物體的大小，不能在進行測量的同時自動的獲得被測物體的大小。3、最關鍵的一點是，現(xiàn)有技術(shù)中都沒有公開怎樣獲得被測物體與觀測部件之間的距離，也就使得在實際操作時，由于不得知兩者之間的確切距離，而造成誤操作。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能測量傳像部件到觀察對象之間距離、得到傳像部件的放大倍數(shù)或像數(shù)物理尺寸比的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)測量方法。
本發(fā)明的又一目的在于提供用于實現(xiàn)上述測量方法、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、能測量并獲得觀察對象的物理尺寸的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的測量方法，第一步，投光、投影標志點，從內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的(投影)傳光裝置的照明光源投一束光線至被測物體上，照明被測物體，與此同時，從內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的(投影)傳光裝置的標志點光源中投一標志點到已被照(亮)明的被測物體上；第二步，對準標志點，調(diào)整內(nèi)窺鏡系統(tǒng)與被測物體之間的距離，使傳光裝置投射的被測物體上的標志點與傳像裝置上標有的標志點相重合；第三步，根據(jù)預先設定的標定值，即被測物體的放大倍數(shù)或像素物理尺寸比，計算被測物體的像素數(shù)即可測量被測物體的物理尺寸。
所述的標定值為使標志點對準時對標準量塊成像時的像素數(shù)除以標準量塊的物理尺寸。
為實現(xiàn)上述第二發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于實現(xiàn)上述測量方法的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括傳光裝置和傳像裝置，所述的傳光裝置包括照明光源、標志點光源，標志點投射器；所述的傳像裝置包括成像透鏡和與之相連的成像裝置。
所述照明光源、標志點光源可以是兩束光纖。
所述標志點投射器可以是包括聚光鏡、標志點、成像透鏡。
所述的標志點光源也可以是激光光源，所述的標志點投射器為自聚焦成像透鏡。
所述的成像裝置為CCD。
所述的成像裝置為可直接觀測的目鏡。
所述的成像裝置為計算機圖像采集裝置，該裝置包括CCD圖像采集卡和與之相連的計算機系統(tǒng)，CCD圖像采集卡采集圖像信號再將此信號傳給計算機系統(tǒng)，經(jīng)過程序的計算、比較得出被測物體的物理尺寸。
所述的計算機系統(tǒng)包括主機、鍵盤、顯示器、打印機，所述的鍵盤、顯示器、打印機等外圍設備與主機相連，所述的主機接收CCD圖像采集卡所采集的圖像信號。
使用本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的測量方法簡便、易操作，通過計算機系統(tǒng)內(nèi)部程序的計算、比較得出被測物體的物理尺寸，較以前的公式計算測量被測物體大小來說，科學、省力、精確。本發(fā)明的具有測量功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。由于本發(fā)明中使用的內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)不同，并且可以采用計算機對被測物體的圖像像素進行處理，所以，本發(fā)明不僅能對被測物體進行定性觀察，而且能對被測物體進行定量觀測，計算獲得被測物體與觀測物體之間的距離。此外，將測得的數(shù)據(jù)與事先標定的放大倍數(shù)或像素物理尺寸比較即可獲得該被測量物體的物理尺寸。

圖1為現(xiàn)有的帶有測量裝置的內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實施例一內(nèi)窺鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為使用本系統(tǒng)測量被測物體經(jīng)觀測成像透鏡成像到目鏡上的視圖；圖4為實施例二內(nèi)窺鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例詳細描述本發(fā)明。
實施例一如圖2和圖3所示，所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)A包括傳光裝置a和傳像裝置b，所述的傳光裝置a包括照明光源a1、標志點光源a2，標志點投射器。
所述照明光源、標志點光源是兩束光纖光源。
所述標志點投射器包括聚光鏡a3、標志點a4、成像透鏡a5。
所述的傳像裝置b包括成像透鏡b1和與之相連的成像裝置b2。
所述的成像裝置b2為可直接觀測的目鏡。
內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的測量方法，(省略視圖)第一步，投光、投影標志點，從內(nèi)窺鏡系統(tǒng)A的傳光裝置a的照明光源a1投一束光線至被測物體上，照明被測物體，與此同時，從內(nèi)窺鏡系統(tǒng)A的傳光裝置a的標志點光源a2中投一標志點到已被照明的被測物體上；第二步，對準標志點，調(diào)整內(nèi)窺鏡系統(tǒng)A與被測物體之間的距離，使傳光裝置a投射的被測物體上的標志點與傳像裝置b上標有的標志點相重合；第三步，根據(jù)預先獲得的標定值，確定被測物體的放大倍數(shù)或像素物理尺寸比，測量被測物體的物理尺寸。
當成像裝置b2采用直接觀測的目鏡時，參見圖3，當被測物體在第一位置時標志點成像在第j列第i行，而當被測物體位于第二位置時，標志點成像第j列第k行，根據(jù)成像標志點所在的行數(shù)即可確定被測物體到觀測部件的距離，如果事先標定第j列i行處的放大倍數(shù)或像素物理尺寸，就可測量該被測物體的物理尺寸。
實施例二如圖4所示，所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)A包括傳光裝置a和傳像裝置b，所述的傳光裝置a包括照明光源a1、標志點光源a2，標志點投射器；所述的傳像裝置包括成像透鏡和與之相連的成像裝置。
所述照明光源a1是光纖。
所述的標志點光源a2為激光光源，所述的標志點投射器為自聚焦成像透鏡a3。
所述的傳像裝置b包括成像透鏡b1和與之相連的成像裝置b2。
所述的成像裝置b2為計算機圖像采集裝置，該裝置包括CCD圖像采集卡和與之相連的計算機系統(tǒng)，CCD圖像采集卡采集圖像信號再將此信號傳給計算機系統(tǒng)，經(jīng)過程序的計算、比較得出被測物體的物理尺寸。
所述的計算機系統(tǒng)包括主機、鍵盤、顯示器、打印機，所述的鍵盤、顯示器、打印機等外圍設備與主機相連，所述的主機接收CCD圖像采集卡所采集的圖像信號。
內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的測量方法，(省略視圖)第一步，投光、投影標志點，從內(nèi)窺鏡系統(tǒng)A的傳光裝置a的照明光源a1投一束光線至被測物體上，照明被測物體，與此同時，從內(nèi)窺鏡系統(tǒng)A的傳光裝置a的標志點光源a2中投一標志點到已被照明的被測物體上；第二步，對準標志點，調(diào)整內(nèi)窺鏡系統(tǒng)A與被測物體之間的距離，使傳光裝置a投射的被測物體上的標志點與傳像裝置b上標有的標志點相重合；第三步，根據(jù)預先獲得的標定值，確定被測物體的放大倍數(shù)或像素物理尺寸比，測量被測物體的物理尺寸。
當成像裝置采用計算機成像裝置時，首先，在成像裝置的計算機顯示屏上的任意初始位置上標定一放大倍數(shù)或像素物理尺寸；經(jīng)CCD圖像采集卡對圖像進行量化后輸入計算機，通過確定接收標志點圖像像素值，即可根據(jù)標定確定該處的放大倍數(shù)或像素物理尺寸比，計算被測對象的像素數(shù)即可測量被測物體。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的測量方法，其特征在于第一步，投光、投影標志點，從內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的傳光裝置的照明光源投一束光線至被測物體上，照明被測物體，與此同時，從內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的傳光裝置的標志點光源中投一標志點到已被照明的被測物體上；第二步，對準標志點，調(diào)整內(nèi)窺鏡系統(tǒng)與被測物體之間的距離，使傳光裝置投射的被測物體上的標志點與傳像裝置上標有的標志點相重合；第三步，根據(jù)預先設定的標定值，即被測物體的放大倍數(shù)或像素物理尺寸比，計算被測物體的像素數(shù)即可測量被測物體的物理尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的測量方法，其特征在于所述的標定值為使標志點對準時對標準量塊成像時的像素數(shù)除以標準量塊的物理尺寸。
3.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的測量方法的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括傳光裝置和傳像裝置，所述的傳光裝置包括照明光源、標志點光源，標志點投射器；所述的傳像裝置包括成像透鏡和與之相連的成像裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述照明光源、標志光源為兩束光纖。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述標志點投射器包括聚光鏡、標志點、成像透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述照明光源為光纖，所述標志點光源為激光光纖，所述的標志點投射器是自聚焦成像透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的成像裝置為CCD。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的成像裝置為可直接觀測的目鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的成像裝置為計算機圖像采集裝置，該裝置包括CCD圖像采集卡和與之相連的計算機系統(tǒng)，CCD圖像采集卡采集圖像信號再將此信號傳給計算機系統(tǒng)，經(jīng)過程序的計算、比較得出被測物體的物理尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的計算機系統(tǒng)包括主機、鍵盤、顯示器、打印機，所述的鍵盤、顯示器、打印機等外圍設備與主機相連，所述的主機接收CCD圖像采集卡所采集的圖像信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有測量功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及其測量方法，一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的測量方法，第一步，投光、投影標志點，第二步，對準標志點，第三步，根據(jù)標定值計算。所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括傳光裝置和傳像裝置，所述的傳光裝置包括照明光源、投標志點光源、標志點投射器；所述的傳像裝置包括成像透鏡和與之相連的成像裝置。本發(fā)明不僅能對被測物體進行定性觀察，而且能對被測物體進行定量測量。首先對準標志點確定被測物體到傳像裝置之間的距離，然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)與事先標定的放大倍數(shù)或像素物理尺寸計算即可獲得該被測量物體的物理尺寸。
文檔編號A61B1/00GK1806747SQ20051006959
公開日2006年7月26日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者吳岡 申請人:吳岡