双物镜单图像传感器的内窥镜双目光学系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明属于内窥镜技术领域，特别涉及一种双物镜单图像传感器的内窥镜双目光学系统。
【背景技术】
[0002]目前，内窥镜技术已广泛应用到医疗、航空、船舶制造、汽车装配等领域。工业内窥镜作为一种新型的无损检测设备，它拓展了人眼的视距，突破了视觉限制，能够准确清晰地观察机器设备内部以及零件内表面的情况，如工件的磨损程度、裂痕、毛刺及异物等，避免了检查过程中不必要的设备分解、拆卸以及可能引起的零部件损伤，大大节省了维修成本，而且方便实用，是目前工业领域中不可或缺的重要检测工具。三维尺寸测量技术是现代化制造业发展的关键环节，随着工业制造水平的不断提升，越来越多的产品零件采用了大量不规则的复杂曲面，在其实际生产过程中需要进行大量的三维测量。
[0003]内窥镜的双目立体成像功能是进行三维测量的前提，尽管双目立体成像技术从理论上讲属于很成熟的技术，但由于内窥镜产品在空间尺寸上的限制，尤其是插入腔内的工作部分的直径在1mm以内的三维测量内窥镜，其技术难度较高，主要表现在工艺方面，尤其以亚毫米级零件(包括光学零件)的装配工艺方面存在很大的难度，所以国内主要的工业内窥镜生产商至今无法生产出探头工作直径在1mm以内并且具有三维测量功能的工业内窥镜产品，而一些场合下的超细孔腔对内窥镜探头的工作直径有着很高的要求，因此研发一种工作直径超小的双目三维测量内窥镜尤为必要。
[0004]在三维测量内窥镜系统中，为了实现立体测量，必须要有两路光学系统摄取左、右分离图像，然后通过软件进行三维重建。目前大部分的三维测量内窥镜产品采用的双目光学系统主要有以下两种技术方案:
[0005](I)双物镜、双图像传感器成像技术:采用两个光学参数相同的物镜，分别成像至两个相同参数的图像传感器靶面上，图像处理软件同时截取两个图像传感器中的图像信号进行三维重建。
[0006](2)双物镜、单图像传感器分时成像技术:采用两个光学参数相同的物镜，在其后方分别设置两个机械快门，通过微电机或微晶振动分时交替开合两个快门，使得两个物镜分时成像至图像传感器靶面上，然后通过计算机软件进行三维重建。
[0007]双物镜、双图像传感器成像技术方案由于有两个图像传感器，考虑到小体积要求，所以对图像传感器体积的要求较严格，需要使用超微小图像传感器，此类图像传感器的成本非常高。双物镜、单图像传感器分时成像技术对于微动快门技术有着高精细要求，如果处理不好，将会大大降低产品的可靠性。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种双物镜单图像传感器的内窥镜双目光学系统，通过独特的结构实现三维测量内窥镜的小体积及高性价比之目的。
[0009]本发明是这样实现的，双物镜单图像传感器的内窥镜双目光学系统，包括并列设置的第一光学镜组和第二光学镜组，所述第一光学镜组和第二光学镜组均包括:沿光入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑及第三透镜，于每个所述第三透镜的出射方向各设有一棱镜，所述棱镜的入射面和出射面平行；
[0010]所述内窥镜双目光学系统还包括一图像传感器，设置于两个棱镜的出射方向，两个棱镜的出射面共面并与所述图像传感器之靶面的不同区域相对应。
[0011]本发明提出图像传感器靶面分区技术，提供了基于该技术的双物镜、单图像传感器的超细内窥镜双目光学系统，该系统具有如下优点:
[0012]第一，通过在物镜(包括第一透镜、第二透镜及第三透镜)之后设置了棱镜，将成像光束的光轴平移并成像在同一图像传感器的两个不同区域且不会相互干扰，不需采用两个图像传感器，可以有效减小内窥镜的工作直径，满足一些小通道的腔孔内检测的要求；并且采用这种物镜结构也可以将成像距离轴向拉长，以为棱镜提供足够的空间；
[0013]第二，由于只采用一个图像传感器，因此可以适度降低对图像传感器尺寸的要求，从而在图像传感器的选择上具有更广泛的空间，可降低图像传感器的使用或采购成本；
[0014]第三，由于采用了棱镜实现光轴平移，可以很方便的将两束光成像于一个图像传感器上，不用过分减小两物镜的直径，进而大幅降低了加工难度和成本，因为当物镜直径小到一定程度时，其加工难度将随直径的减小迅速增大，难以实现。
[0015]该内窥镜系统结构简洁、成本较低、稳定性好，易于实现，是一种性价比较高的超细内窥镜系统，可以广泛应用于工业检测及医疗等领域。
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例提供的双物镜单图像传感器的内窥镜双目光学系统的结构示意图；
[0017]图2是本发明实施例提供的光学系统的部分结构示意图；
[0018]图3是本发明实施例提供的光学系统的棱镜位置示意图；
[0019]图4是本发明实施例提供的光学系统的双物镜及光源结构示意图；
[0020]图5是本发明实施例提供的光学系统的光源结构示意图；
[0021]图6是本发明实施例提供的光学系统的光学镜组结构示意图；
[0022]图7是本发明实施例提供的光学系统的图像传感器保护套结构示意图；
[0023]图8是本发明实施例提供的光学系统的物镜支架结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述:
[0026]图1示出了本发明实施例提供的双物镜单图像传感器的内窥镜双目光学系统的结构示意图，图2示出了图1所示的光学系统的部分结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
[0027]请参考图1、2，本实施例提供的双物镜单图像传感器的内窥镜双目光学系统包括:并列设置的两路光学镜组，即第一光学镜组和第二光学镜组，第一光学镜组和第二光学镜组的组成结构及光学参数相同，均包括:沿光入射方向依次设置的第一透镜1、第二透镜2、光阑4及第三透镜3,在每个第三透镜3的出射方向还各设有一棱镜5, —图像传感器6设置于两棱镜5的光出射方向。其中，棱镜5的入射面51和出射面52相互平行且与光学镜组的光轴垂直，棱镜5的入射面51正对第三透镜3，出射面52则正对图像传感器6的感光靶面，并且两棱镜5的出射面共面且分别对应感光靶面的两个不同的区域，这样，通过棱镜5将两路光学信息传送至同一图像传感器6上的不同区域，只需一个图像传感器6即可完成两路光学信息的采集，能够保证内窥镜的工作直径达到预期指标。该图像传感器6将视频信号传递至后端的图像采集卡，由图像采集卡将模拟信号转换成数字信号，经三维影像合成的专用软件对图像传感器6的图像进行分割，从而形成两幅图像，并由三维影像合成软件进行三维重建与尺寸测量。
[0028]在本实施例中，由于内窥镜系统的焦距很短，棱镜5必然占据较大空间，而上述的第一透镜1、第二透镜2及第三透镜3解决了该问题，通过在棱镜5前方设置上述第一透镜1、第二透镜2及第三透镜3，使成像距离沿轴向拉长，保证了内窥镜系统的顺利成像。该内窥镜的两光学镜组具有如下光学参数:像闻:y=0.9mm(考虑崎变);半视场角ω=50° ;焦距:f=0.6485mm ;相对孔径:D/f=l/6 ;物距:L=25mm ;波段范围:λ =0.486 ?0.656 μ m。
[0029]在本实施例中，因为图像传感器6的靶面面积有限，采用两棱镜5可以将两路光束的光轴平移并成像于同一图像传感器6上。请参阅图2、3，优选