多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭的制作方法
【專利摘要】一種多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，屬于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，它包括外殼體、內(nèi)殼體、CCD器件和成像物鏡；在所述探頭的橫截面上，外殼體和內(nèi)殼體均呈圓形，內(nèi)殼體設(shè)置于外殼體內(nèi)且其頂部與外殼體內(nèi)壁相接，所述CCD器件和成像物鏡均設(shè)置于內(nèi)殼體內(nèi)，CCD器件的靶心、成像物鏡的中心與內(nèi)殼體的中心共線，在外殼體和內(nèi)殼體之間設(shè)有照明光源、一對(duì)單點(diǎn)定標(biāo)光源、單線定標(biāo)光源和多線定標(biāo)光源。本發(fā)明同時(shí)集成了成像、定標(biāo)和照明結(jié)構(gòu)，使得裝備該探頭的電子內(nèi)窺鏡在使用時(shí)無(wú)需更換探頭就實(shí)現(xiàn)了多種測(cè)量模式和測(cè)量功能的選擇，可有效降低設(shè)備成本，降低操作復(fù)雜度，提高工作效率。
【專利說(shuō)明】多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，具體地指一種多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]電子內(nèi)窺鏡是無(wú)損檢測(cè)的一個(gè)分支，它采用特殊傳光和傳像原理設(shè)計(jì)，可以方便地觀看到工業(yè)實(shí)際中檔板后、管道內(nèi)、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部或者其他無(wú)法直接看到的部位，免去了昂貴的毀壞或拆卸工作，極大的節(jié)約了成本，提高了工作效率，并在現(xiàn)代電子的各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。
[0003]目前，電子內(nèi)窺鏡大多只能成像探測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的精確測(cè)量，即使是具備測(cè)量功能的電子內(nèi)窺鏡，往往也只有單一的測(cè)量模式和有限的測(cè)量功能，例如單純的比較法、陰影法或者相位法。這幾種測(cè)量模式各有優(yōu)劣，需要根據(jù)不同的測(cè)量目標(biāo)和場(chǎng)合選擇使用。在選擇時(shí)需要通過(guò)更換探頭或者鏡頭的方式實(shí)現(xiàn)，操作繁瑣復(fù)雜，且多種探頭的使用成本也較高，使得現(xiàn)有電子內(nèi)窺鏡具有很大的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其自身同時(shí)集成了成像、定標(biāo)和照明結(jié)構(gòu)，使得裝備該探頭的電子內(nèi)窺鏡在使用時(shí)無(wú)需更換探頭就實(shí)現(xiàn)了多種測(cè)量模式和測(cè)量功能的選擇，可有效降低設(shè)備成本，降低操作復(fù)雜度，提高工作效率。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，包括外殼體、內(nèi)殼體、CCD器件和成像物鏡；在所述探頭的橫截面上，外殼體和內(nèi)殼體均呈圓形，內(nèi)殼體設(shè)置于外殼體內(nèi)且其頂部與外殼體內(nèi)壁相接，所述CCD器件和成像物鏡均設(shè)置于內(nèi)殼體內(nèi)，CCD器件的靶心、成像物鏡的中心與內(nèi)殼體的中心共線，在外殼體和內(nèi)殼體之間設(shè)有照明光源、一對(duì)單點(diǎn)定標(biāo)光源、單線定標(biāo)光源和多線定標(biāo)光源。
[0006]上述技術(shù)方案中，所述照明光源包括左上照明光源、右上照明光源、左下照明光源和右下照明光源，在所述探頭的橫截面上，以外殼體和內(nèi)殼體的中心連線為對(duì)稱軸，左上照明光源和右上照明光源、左下照明光源和右下照明光源分別對(duì)稱布置。
[0007]進(jìn)一步地，所述左上照明光源和右上照明光源的出光口分別為月牙形，所述左下照明光源和右下照明光源的出光口分別為圓形。
[0008]上述技術(shù)方案中,所述一對(duì)單點(diǎn)定標(biāo)光源包括左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源和右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源，用于透射點(diǎn)狀激光以進(jìn)行比較法測(cè)量，在所述探頭的橫截面上，以外殼體和內(nèi)殼體的中心連線為對(duì)稱軸，左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源和右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源對(duì)稱布置。
[0009]進(jìn)一步地，所述左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源和右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源的出光口分別為圓形。
[0010]更進(jìn)一步地，在外殼體和內(nèi)殼體之間，所述左上照明光源、左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源、左下照明光源、單線定標(biāo)光源、多線定標(biāo)光源、右下照明光源、右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源和右上照明光源沿逆時(shí)針?lè)较蛞来尾贾?。[0011]上述技術(shù)方案中，所述單線定標(biāo)光源的出光方向與所述CCD器件的短邊平行，用于透射單線激光以進(jìn)行陰影法測(cè)量。
[0012]進(jìn)一步地，所述單線定標(biāo)光源的出光口為圓形。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述多線定標(biāo)光源的出光口為圓形，多線定標(biāo)光源用于透射條紋激光以進(jìn)行相位法測(cè)量。
[0014]成像物鏡及CCD器件、一對(duì)單點(diǎn)定標(biāo)光源、單線定標(biāo)光源、多線定標(biāo)光源和照明光源集成于偏心設(shè)置的外殼體和內(nèi)殼體上，單點(diǎn)定標(biāo)光源透射點(diǎn)狀激光，用于比較法測(cè)量，單線定標(biāo)光源透射單線激光，用于陰影法測(cè)量，多線定標(biāo)光源透射條紋激光，用于相位法測(cè)量，照明光可由光纖傳導(dǎo)外部光源至本發(fā)明探頭，用于成像的輔助照明。目標(biāo)的輻射光線通過(guò)成像物鏡會(huì)聚到CXD器件實(shí)現(xiàn)傳感。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將成像、定標(biāo)和照明結(jié)構(gòu)單元全部集中于電子內(nèi)窺鏡探頭前端，無(wú)需探頭的更換，就能夠?qū)崿F(xiàn)電子內(nèi)窺鏡比較法、陰影法、相位法多種測(cè)量模式，以及點(diǎn)到點(diǎn)距離、點(diǎn)到線距離、深度/高度、區(qū)域面積、曲線長(zhǎng)度、剖面輪廓等多種測(cè)量功能的選擇，有效降低了設(shè)備成本，降低了操作復(fù)雜度，提高了工作效率，在內(nèi)窺鏡領(lǐng)域，特別是具備測(cè)量功能的高端電子內(nèi)窺鏡領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1 一外殼體，2— CXD器件，3—成像物鏡，4一右上照明光源，5—右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源，6—右下照明光源，7一多線定標(biāo)光源，8—單線定標(biāo)光源，9一左下照明光源，10一左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源，11 一左上照明光源，12 一內(nèi)殼體。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的一種多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，包括外殼體1、內(nèi)殼體12、CXD器件2和成像物鏡3。在本發(fā)明探頭的橫截面上，外殼體I和內(nèi)殼體12均呈圓形，內(nèi)殼體12設(shè)置于外殼體I內(nèi)且其頂部與外殼體I內(nèi)壁相接，這種偏心布置的方式是考慮到探頭尺寸不宜過(guò)大(探頭直徑小于6.8mm),因而外殼體1、內(nèi)殼體12和CXD器件2的尺寸都受到限制。CXD器件2和成像物鏡3均設(shè)置于內(nèi)殼體12內(nèi)，且CXD器件2的靶心、成像物鏡3的中心與內(nèi)殼體12的中心共線。此外，在外殼體I和內(nèi)殼體12之間設(shè)有照明光源、一對(duì)單點(diǎn)定標(biāo)光源、單線定標(biāo)光源8和多線定標(biāo)光源7。照明光源包括左上照明光源11、右上照明光源4、左下照明光源9和右下照明光源6，為確保照明均勻，在探頭的橫截面上，以外殼體I和內(nèi)殼體12的中心連線為對(duì)稱軸，左上照明光源11和右上照明光源4、左下照明光源9和右下照明光源6分別對(duì)稱布置，左上照明光源11和右上照明光源4的出光口分別為月牙形，左下照明光源9和右下照明光源6的出光口則分別為圓形。單點(diǎn)定標(biāo)光源包括左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源10和右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源5，二者也以外殼體I和內(nèi)殼體12的中心連線為對(duì)稱軸對(duì)稱布置。為便于布置，左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源10、右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源5、前述單線定標(biāo)光源8和多線定標(biāo)光源7的出光口均為圓形。本實(shí)施例中，左上照明光源11、左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源
10、左下照明光源9、單線定標(biāo)光源8、多線定標(biāo)光源7、右下照明光源6、右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源5和右上照明光源4沿逆時(shí)針?lè)较蛞来尾贾?，這種優(yōu)選的布置方式，首先滿足了照明光的均布，其次使得左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源10和右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源5的間距盡可能大，有利于比較法測(cè)量的準(zhǔn)確性，最后，也確保單線定標(biāo)光源8和多線定標(biāo)光源7與CCD器件2的靶心距離盡可能大，有利于陰影法、相位法測(cè)量的準(zhǔn)確性。為增加陰影法測(cè)量的精度，本實(shí)施例中單線定標(biāo)光源8的出光方向與CCD器件2的短邊平行。
[0020]本發(fā)明在工作時(shí)，成像物鏡3收集目標(biāo)輻射光線并會(huì)聚到CCD器件2上，形成視頻圖像。在環(huán)境光照條件不佳或者完全黑暗的情況下，可開(kāi)啟輔助照明，通過(guò)光纖束將外部光源傳導(dǎo)至探頭前端的四個(gè)照明光源出光口，四個(gè)出光口緊密排列在外殼體I和內(nèi)殼體12之間的四個(gè)方位，提供了全向、均勻的輔助照明。四個(gè)定標(biāo)光源也集中在探頭前端，可透射多種測(cè)量模式所需的定標(biāo)激光，其中，一對(duì)單點(diǎn)定標(biāo)光源透射點(diǎn)狀激光，用于比較法測(cè)量；單線定標(biāo)光源8透射單線激光，用于陰影法測(cè)量，多線定標(biāo)光源7透射條紋激光，用于相位法測(cè)量。本發(fā)明的多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其測(cè)量模式包括比較法、陰影法和相位法三種，測(cè)量的內(nèi)容包括了點(diǎn)到點(diǎn)距離、點(diǎn)到線距離、深度/高度、區(qū)域面積、曲線長(zhǎng)度、剖面輪廓等多種。
[0021]本發(fā)明的核心在于電子內(nèi)窺鏡探頭中外殼體1、內(nèi)殼體12的偏心布置，以及同時(shí)集成了成像、定標(biāo)和照明結(jié)構(gòu)，使得裝備該探頭的電子內(nèi)窺鏡在使用時(shí)無(wú)需更換探頭就實(shí)現(xiàn)了多種測(cè)量模式和測(cè)量功能的選擇，可有效降低設(shè)備成本，降低操作復(fù)雜度，提高工作效率。所以，其保護(hù)范圍并不限于上述實(shí)施例。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的范圍和精神，例如:各照明光源的布置方式并不限于實(shí)施例所述的對(duì)稱結(jié)構(gòu)以及月牙形等形狀，只要確保其在外殼體I和內(nèi)殼體12之間全向、均勻分布即可；一對(duì)單點(diǎn)定標(biāo)光源的位置也不限于前述實(shí)施例，二者間距盡可能設(shè)置得較大以滿足測(cè)量要求就是可行的；單線定標(biāo)光源8和多線定標(biāo)光源7的位置可對(duì)調(diào)等，只要盡可能位于外殼體I下方，以保證距CCD器件2的靶心較遠(yuǎn)等。倘若這些改動(dòng)和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變形在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭,其特征在于:包括外殼體(I)、內(nèi)殼體(12)、CCD器件(2 )和成像物鏡(3 );在所述探頭的橫截面上，外殼體(I)和內(nèi)殼體(12 )均呈圓形，內(nèi)殼體(12)設(shè)置于外殼體(I)內(nèi)且其頂部與外殼體(I)內(nèi)壁相接，所述CXD器件(2)和成像物鏡(3)均設(shè)置于內(nèi)殼體(12)內(nèi)，CXD器件(2)的靶心、成像物鏡(3)的中心與內(nèi)殼體(12)的中心共線，在外殼體(I)和內(nèi)殼體(12)之間設(shè)有照明光源、一對(duì)單點(diǎn)定標(biāo)光源、單線定標(biāo)光源(8)和多線定標(biāo)光源(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其特征在于:所述照明光源包括左上照明光源(11)、右上照明光源(4)、左下照明光源(9)和右下照明光源(6)，在所述探頭的橫截面上，以外殼體(I)和內(nèi)殼體(12)的中心連線為對(duì)稱軸，左上照明光源(11)和右上照明光源(4)、左下照明光源(9)和右下照明光源(6)分別對(duì)稱布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其特征在于:所述左上照明光源(11)和右上照明光源(4)的出光口分別為月牙形，所述左下照明光源(9)和右下照明光源(6)的出光口分別為圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其特征在于:所述一對(duì)單點(diǎn)定標(biāo)光源包括左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(10)和右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(5)，用于透射點(diǎn)狀激光以進(jìn)行比較法測(cè)量，在所述探頭的橫截面上，以外殼體(I)和內(nèi)殼體(12)的中心連線為對(duì)稱軸，左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(10)和右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(5)對(duì)稱布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其特征在于:所述左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(10)和右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(5)的出光口分別為圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其特征在于:所述單點(diǎn)定標(biāo)光源包括左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(10)和右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(5)，用于透射點(diǎn)狀激光以進(jìn)行比較法測(cè)量，在所述探頭的橫截面上，以外殼體(I)和內(nèi)殼體(12)的中心連線為對(duì)稱軸，左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(10 )和右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(5 )對(duì)稱布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其特征在于:在外殼體(I)和內(nèi)殼體(12)之間，所述左上照明光源(11)、左邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(10)、左下照明光源(9)、單線定標(biāo)光源(8)、多線定標(biāo)光源(7)、右下照明光源(6)、右邊單點(diǎn)定標(biāo)光源(5)和右上照明光源(4)沿逆時(shí)針?lè)较蛞来尾贾谩?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其特征在于:所述單線定標(biāo)光源(8)的出光方向與所述CCD器件(2)的短邊平行，用于透射單線激光以進(jìn)行陰影法測(cè)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其特征在于:所述單線定標(biāo)光源(8)的出光口為圓形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模多功能電子內(nèi)窺鏡探頭，其特征在于:所述多線定標(biāo)光源(7)的出光口為圓形，多線定標(biāo)光源(7)用于透射條紋激光以進(jìn)行相位法測(cè)量。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK103822583SQ201410089309
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】黃亮, 李鯤, 姜濱, 閆峰, 閔志方 申請(qǐng)人:武漢華中天緯光電系統(tǒng)有限公司