[發明專利]一種基于單光纖關聯成像的內窺鏡系統及成像方法有效

申請號：	201710817488.0	申請日：	2017-09-12
公開（公告）號：	CN107632386B	公開（公告）日：	2020-03-13
發明（設計）人：	楊照華;李光漢;曲少凡;孫宇哲;肖雅蓉;閆瑞濤	申請（專利權）人：	北京航空航天大學
主分類號：	G02B23/24	分類號：	G02B23/24
代理公司：	北京高沃律師事務所 11569	代理人：	王戈
地址：	100089***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于光纖關聯成像內窺鏡系統方法
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【說明書】：

本發明公開了一種基于單光纖關聯成像的內窺鏡系統及成像方法。系統包括：激光器、空間光調制器、第一單光纖、第二單光纖、聚焦透鏡、桶探測器、控制處理器；激光器用于產生激光源；空間光調制器用于將激光源調制形成散斑信號；控制處理器用于產生調制矩陣來控制空間光調制器，并記錄調制矩陣；第一單光纖用于將散斑信號進行耦合并投射到目標物體上；第二單光纖用于傳輸目標物體的反射信號；聚焦透鏡用于對反射信號進行聚焦，得到聚焦信號；桶探測器用于探測聚焦信號的光強，并將光強轉換為電信號；控制處理器用于接收電信號，并將電信號與調制矩陣進行關聯計算，得到目標物體的圖像。本發明能夠提高內窺鏡的分辨率，且能夠實現大視場非接觸式成像。

技術領域

本發明涉及內窺鏡成像領域，特別是涉及一種基于單光纖關聯成像的內窺鏡系統及成像方法。

背景技術

光纖內窺鏡在各個領域都有著廣泛的應用。在醫學領域，醫生可以通過內窺鏡觀察到病人胃、直腸等部位的病變以輔助治療。在工程領域，內窺鏡被用來對物體內部進行視覺檢查，例如檢查違禁物品，違禁車輛等。

單根的單模光纖由于其只能傳播單個像素的光強值，無法直接得到光場的強度分布，故無法直接成像。由許多根單模光纖組成的光纖束可以對小范圍內的目標進行成像，不過其成像范圍小于光纖束的直徑，且在使用時必須使其前端緊挨著物體才能進行成像，如此便使其使用范圍比較受限，不僅如此，其成像分辨率完全取決于光纖束中的光纖數目，難以有所提高和突破。

多模光纖可以通過計算或波前調制的方式進行二維圖像的傳播，可是在實際內窺鏡使用過程中，光纖的彎曲、移動都會嚴重影響光在其中傳播的相位，致使其需要重新進行相位調制，十分不便，故其無法應用于內窺鏡的實時成像。由于其成像機制的限制，成像分辨率完全取決于光纖的數量。對于一定直徑尺寸的內窺鏡而言，提高分辨率就意味著減小單根光纖的直徑，這在制造工藝上是難以實現的。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于單光纖關聯成像的內窺鏡系統及成像方法，用以提高內窺鏡的分辨率，且能夠實現大視場非接觸式成像。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于單光纖關聯成像的內窺鏡系統，所述系統包括：激光器、空間光調制器、第一單光纖、第二單光纖、聚焦透鏡、桶探測器、控制處理器；

所述激光器，用于產生激光源；

所述空間光調制器，與所述激光器連接，用于將所述激光源調制形成散斑信號；

所述控制處理器，與所述空間光調制器連接，用于產生調制矩陣來控制所述空間光調制器，并記錄所述調制矩陣；

所述第一單光纖，與所述空間光調制器連接，用于將所述散斑信號進行耦合并投射到目標物體上；

所述第二單光纖，用于傳輸所述目標物體的反射信號；

所述聚焦透鏡，與所述第二單光纖連接，用于對所述反射信號進行聚焦，得到聚焦信號；

所述桶探測器，與所述聚焦透鏡連接，用于探測所述聚焦信號的光強，并將所述光強轉換為電信號；

所述控制處理器，與所述桶探測器連接，用于接收所述電信號，并將所述電信號與所述調制矩陣進行關聯計算，得到所述目標物體的圖像。