CN102455502A - 内视镜装置及其影像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种内视镜装置及其影像处理方法，包含一壳体、一探测模组、一切换单元、一影像处理单元及一显示单元。一目标物所反射的多个光线透过多个反射单元反射至探测模组，而由探测模组根据这些光线撷取多个光学影像，并将光学影像转换成多个电性讯号。切换单元置于壳体的一侧，而影像处理单元置于壳体内与切换单元电性连接，并将电性讯号编码成多个影像讯号，而显示单元置于壳体的另一侧。当切换单元触发时，切换单元输出一切换讯号，而影像处理单元根据切换讯号系镜射处理影像讯号并得到多个镜射影像讯号，且显示单元接收镜射影像讯号并输出多个镜射影像。本发明的内视镜装置可提高显示影像的辨识度。

Description

内视镜装置及其影像处理方法

技术领域

本发明是有关于一种内视镜装置及其影像处理方法，特别是有关于一种多视角、可将原始影像经由镜射处理成使用者可正常辨识的影像的内视镜装置及其影像处理方法。

背景技术

目前，现有的内视镜装置为一条特制的管子，主要由摄影装置及光源构成，接上显示器后可将身体内部的构造显示在屏幕上，医师通过屏幕上的影像诊断受检者的疾病。身体内部的器官，只要有孔道与身体外面相通，即可利用内视镜装置进行检查，例如上消化道内视镜装置(检查食道、胃及十二指肠)是经口腔置入，大肠镜则经由肛门置入。若无孔道，亦可通过手术，建立孔道来达成，例如腹腔镜检查需在腹部打洞，关节镜需切开关节周围皮肤等。另外内视镜亦可应用于工业用途，对于需要观察大型或是精密仪器的内部时，拆解仪器须花费较多时间以及成本，利用内视镜仅需具有镜头与软管伸入的空隙便可深入观察仪器内部。

但是，有时镜头与软管深入的空隙可能需要观看其它角度，因此须于镜头前方加上一反射镜，并透过反射镜观看位于其它角度的标的物。不过，此时投射于屏幕的影像为实际影像左右相反的镜像画面，对于医生判别人体内部或是工业检测时，可能导致方向辨识错误而影响作业进度。

发明内容

有鉴于上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种内视镜装置及其影像处理方法，以解决投射于屏幕的影像为镜像影像的问题。

根据本发明的目的，提出一种内视镜装置，包含一壳体、一探测模组、一切换单元、一影像处理单元以及一显示单元。探测模组包含一第一反射单元及一第二反射单元。第一反射单元设置于探测模组的一端，并反射自一目标物所反射的一光线。第二反射单元设置于探测模组的一侧，并反射自目标物所反射的另一光线。探测模组根据光线撷取一第一光学影像，且根据另一光线撷取一第二光学影像，并将第一光学影像及第二光学影像分别转换成一第一电性讯号及一第二电性讯号。切换单元设置于壳体的一侧上，而影像处理单元设置于壳体内与切换单元电性连结，并将第一电性讯号及第二电性讯号编码成一第一影像讯号及一第二影像讯号。显示单元设置于壳体的另一侧上。其中，当切换单元被触发时，切换单元输出一切换讯号，而影像处理单元即根据切换讯号镜射处理第一影像讯号及第二影像讯号，以分别得到一第一镜射影像讯号及一第二镜射影像讯号，且显示单元再根据第一镜射影像讯号输出一第一镜射影像，或根据第二镜射影像讯号输出一第二镜射影像。

其中，当所述切换单元未触发时，所述显示单元即根据第一影像讯号输出一第一影像，或根据第二影像讯号输出一第二影像。

其中，探测模组包括一光源、一摄像镜头以及一光感测元件，光源照射至目标物，目标物经由第一反射单元反射的光线，或第二反射单元反射的另一光线，于摄像镜头对应形成第一光学影像及第二光学影像，且光感测元件将第一光学影像及第二光学影像对应转换成第一电性讯号及第二电性讯号。

其中，光源为一发光二极管或一有机发光二极管。

其中，光感测元件为一电荷耦合元件或一互补式金属氧化半导体的光电二极管。

其中，内视镜装置更包括一传输线，传输线将第一电性讯号及第二电性讯号自探测模组传输至影像处理单元。

其中，传输线为一光纤线缆或一铜线线缆。

其中，第一镜射影像及第二镜射影像分别为第一光学影像及第二光学影像水平翻转后的影像。

其中，第一镜射影像及第二镜射影像分别为第一光学影像及第二光学影像垂直翻转后的影像。

其中，第一反射单元及第二反射单元为一反射镜。

根据本发明的目的，又提出一种内视镜装置影像处理方法，包括下列步骤：以设置于一探测模组的一端的一第一反射单元反射自一目标物所反射的一光线，并以设置于探测模组的一侧的一第二反射单元反射自目标物所反射的另一光线；再以探测模组根据光线撷取一第一光学影像，且根据另一光线撷取一第二光学影像，并将第一光学影像及第二光学影像分别转换成一第一电性讯号及一第二电性讯号，再将第一电性讯号及第二电性讯号传输至一影像处理单元；接着以影像处理单元编码第一电性讯号及第二电性讯号对应得到一第一影像讯号及一第二影像讯号，并以影像处理单元判断一切换单元是否输出一切换讯号；当影像处理单元接收切换讯号时，影像处理单元根据切换讯号镜射处理第一影像讯号及第二影像讯号，而分别得到一第一镜射影像讯号及一第二镜射影像讯号；最后则以一显示单元根据第一镜射影像讯号输出一第一镜射影像，或根据第二镜射影像讯号输出一第二镜射影像。

其中，影像处理单元未接收到切换讯号时，显示单元即根据第一影像讯号输出一第一影像，或根据第二影像讯号输出一第二影像。

其中，探测模组包括一光源、一摄像镜头以及一光感测元件，光源照射至目标物，目标物经由第一反射单元反射的光线，或第二反射单元反射的另一光线，于摄像镜头对应形成第一光学影像及第二光学影像，且光感测元件将第一光学影像及第二光学影像对应转换成第一电性讯号及第二电性讯号。

其中，光源为一发光二极管或一有机发光二极管。

其中，光感测元件为一电荷耦合元件或一互补式金属氧化半导体的光电二极管。

其中，内视镜装置更包括一传输线，传输线将第一电性讯号及第二电性讯号自探测模组传输至影像处理单元。

其中，传输线为一光纤线缆或一铜线线缆。

其中，第一镜射影像及第二镜射影像分别为第一光学影像及第二光学影像水平翻转后的影像。

其中，第一镜射影像及第二镜射影像分别为第一光学影像及第二光学影像垂直翻转后的影像。

其中，第一反射单元及第二反射单元为一反射镜。

承上所述，依本发明的具有镜射显示影像的内视镜装置，其可具有一或多个下述优点：

(1)此内视镜装置可将透过反射镜的影像经由镜射处理成使用者可正常辨识的影像，藉此可提高显示影像的辨识度。

(2)此内视镜装置可通过切换单元让使用者自由选择是否使用镜像处理。

(3)此内视镜装置可以不同的视角分别或同时观察待测物，有效的提升内视镜装置的使用弹性。

附图说明

图1为本发明第一实施例的内视镜装置的示意图；

图2为本发明第一实施例的内视镜装置的方块图；

图3为本发明的一实施例的目标物、光学影像、镜射影像以及影像的示意图；

图4为本发明的第一实施例内视镜装置影像处理方法的步骤流程图；

图5为本发明第二实施例的内视镜装置的示意图；

图6为本发明第二实施例的内视镜装置的方块图；以及

图7为本发明第二实施例的内视镜装置影像处理方法的步骤流程图。

【主要元件符号说明】

1：内视镜装置；         2：目标物；

100：壳体；             110、510：探测模组；

111、511：光源；        112、512：摄像镜头；

113、513：光感测元件；  120、520：切换单元；

130、530：影像处理单元；140、540：显示单元；

150：传输线；           160、560：第一反射单元；

161、561：第二反射单元；200：光学影像；

300：镜射影像；         400：影像；以及

S11～S16、S51～S55：步骤流程。

具体实施方式

请参阅图1与图2，其分别为本发明第一实施例的内视镜装置的示意图及方块图。图中，内视镜装置1包含一壳体100、一探测模组110、一切换单元120、一影像处理单元130以及一显示单元140。探测模组110与壳体100经由一传输线150连接，且切换单元120设置于壳体100的一侧，而影像处理单元130设置于壳体100内且与切换单元120电性连结，而显示单元140则设置于壳体100的另一侧。另外，内视镜装置1亦包括一第一反射单元160，并设置于探测模组110的一侧，当一般使用内视镜装置1需观测位于其它角度的标的物时，可装设此第一反射单元160一并观测。

探测模组110包括一光源111、一摄像镜头112以及一光感测元件113。在装设一第一反射单元160及一第二反射单元161的实施例中，第一反射单元160设置于探测模组110的一端，且光源111照射于一目标物2，当目标物2所反射的光线经由第一反射单元160被摄像镜头112接收后，则形成一光学影像200，之后光感测元件113将光学影像200转换成一电性讯号。第二反射单元161设在探测模组110的一侧，其成像原理以及实施方式同第一反射单元160，第二反射单元161与第一反射单元160的差别仅在于设置位置的不同，以致于可以由不同视角或视野看见物体，在此以及此后都不再赘述，而仅叙述第一反射单元160的实施方式。

其中，光源111为一发光二极管或一有机发光二极管，且光感测元件113可为一电荷耦合元件(CCD)或一互补式金属氧化半导体(CMOS)的光电二极管，但并不以此为限，可因制作工艺以及实际需求，变更光源111或光感测元件113的实施方式。

切换单元120设置于壳体100的一侧，用以切换显示模式。影像处理单元130设置于壳体100内并与切换单元120电性连接，且可将电性讯号编码成一影像讯号。显示单元140设置于壳体100的一侧上，用以接收影像讯号并输出一影像于使用者观看。传输线150可将电性讯号自探测模组110传输至影像处理单元130，其中，传输线150可为一光纤线缆或一铜线线缆，可视实际应用需求更改线缆材质。另外，第一反射单元160及第二反射单元161可为一反射镜。

在电性讯号进入影像处理单元130后，当切换单元120触发时，切换单元120输出一切换讯号，而影像处理单元130根据此切换讯号用以镜射处理影像讯号并得到一镜射影像讯号，再经由显示单元140接收镜射影像讯号并输出一镜射影像300；当切换单元120未触发时，仅由显示单元140接收影像讯号并输出一影像400，此影像400并不会经由镜像处理，而是输出与光学影像200相同方向的影像。图3为本发明的一实施例的目标物、光学影像、镜射影像以及影像的示意图。图中的目标物2可为一元件的序号，其序号设置于元件侧面，因此使用者需在此内视镜装置1装设第一反射单元160。此时装设第一反射单元160且反射至探测模组110的光学影像200为与目标物2水平翻转180度的影像。当未触发切换单元120时，显示单元140仅显示与目标物2水平翻转180度的影像400，但此影像400因与目标物2翻转180度的关系，以至于影像400难以直接辨识；在触发切换单元120后，显示单元140可显示经由影像处理单元530镜射处理的镜射影像300，此时的镜射影像400如同目标物2一般可由使用者直接辨识。其中，本实施例仅示意镜射影像300为光学影像200水平翻转后的影像，在另一未绘示于图中的实施例，亦可视实际应用将镜射影像300作为光学影像200垂直翻转后的影像。再者，影像处理单元130亦可通过另一切换讯号，将影像处理讯号作数字变焦的处理并输出至屏幕，因此可将放大后的影像于屏幕中观看。其中，切换单元120可设计成一开关形式，镜射模式与变焦模式可通过按住切换单元120的时间长短相互变更，但不限制前述方式，亦可由其它切换方式触发镜射模式或变焦模式。

请参阅图4，其为本发明第一实施例的内视镜装置影像处理方法的步骤流程图。在此实施例中，内视镜装置影像处理方法包含下列步骤：

(S11)以设置于一探测模组的一端的一第一反射单元反射自一目标物所反射的一光线，并以设置于探测模组的一侧的一第二反射单元反射自目标物所反射的另一光线；

(S12)以探测模组根据所述光线撷取一第一光学影像，且根据另一光线撷取一第二光学影像，并将第一光学影像及第二光学影像分别转换成一第一电性讯号及一第二电性讯号，再将第一电性讯号及第二电性讯号传输至一影像处理单元；

(S13)以影像处理单元编码第一电性讯号及第二电性讯号对应得到一第一影像讯号及一第二影像讯号，并以影像处理单元判断一切换单元是否输出一切换讯号；

(S14)以影像处理单元根据切换讯号镜射处理第一影像讯号及第二影像讯号，而分别得到一第一镜射影像讯号及一第二镜射影像讯号；以及

(S15)以一显示单元根据第一镜射影像讯号输出一第一镜射影像，或根据第二镜射影像讯号输出一第二镜射影像。

另外，此内视镜装置影像处理方法，在影像处理单元未接收到切换讯号时，可执行下列步骤：

(S16)：显示单元根据第一影像讯号输出一第一影像，或根据第二影像讯号输出一第二影像。

在此内视镜装置影像处理方法中，为使显示的影像具有与目标物相同方向的效果，可由下列方式达成。当光源照射于目标物时，光线会透过一第一反射单元或一第二反射单元(第一反射单元或一第二反射单元差别仅在于设置位置，之后仅以第一反射单元叙述)反射光线至摄像镜头以形成光学影像。此光学影像经由光感测元件感测并转换成电性讯号，电性讯号可经由一传输线传输至影像处理单元，而影像处理单元编码电性讯号并得到一影像讯号。于触发切换单元时，影像讯号通过影像处理单元进一步作镜射处理，而得到一镜射影像讯号。此镜射影像讯号由显示单元接收，并输出一镜射影像于显示单元上以便于使用者观看。若是切换单元未触发，则影像讯号不作镜射处理而由显示单元接收影像讯号并输出一影像。

请参阅图5与图6，其分别为本发明第二实施例的内视镜装置的示意图及方块图。图中，切换单元520设置于探测模组510的一侧，因此在第一反射单元560或第二反射单元561与探测模组510卡合或螺固时，可通过卡合或螺固的方向同时触发切换单元520，因此光学影像200的电性讯号进入影像处理单元530后，影像处理单元530可根据此切换讯号用以镜射处理影像讯号并得到一镜射影像讯号，再经由显示单元540接收镜射影像讯号并输出一镜射影像；当第一反射单元560或第二反射单元561未与探测模组510卡合时，切换单元520不会被触发，因此显示单元540接收影像讯号并输出一影像400，此影像400并不会经由镜像处理，而是输出与光学影像200相同方向的影像。其中，探测模组510亦包括光源511、摄像镜头512以及光感测单元513。其余元件的设置与作动方式与第一实施例相同，因此不再多加赘述。

另外，请再参阅图7，其为本发明第二实施例的内视镜装置影像处理方法的步骤流程图。在此实施例中，内视镜装置影像处理方法包含下列步骤：

(S51)通过第一反射单元或第二反射单元卡合于探测模组，并同时开启切换单元以及输出切换讯号；

(S52)通过第一反射单元或第二反射单元反射自一目标物所反射的光线，并由探测模组对应撷取第一光学影像或第二光学影像，并将第一光学影像及第二光学影像分别转换成第一电性讯号及第二电性讯号，再将第一电性讯号及第二电性讯号传输至一影像处理单元；

(S53)通过影像处理单元编码第一电性讯号及第二电性讯号对应得到第一影像讯号及第二影像讯号；

(S54)当影像处理单元接收切换讯号时，影像处理单元根据切换讯号镜射处理第一影像讯号及第二影像讯号，而分别得到第一镜射影像讯号及第二镜射影像讯号；以及

(S55)以显示单元根据第一镜射影像讯号输出第一镜射影像，或根据第二镜射影像讯号输出第二镜射影像。

在第二实施例中，内视镜装置影像处理方法中，为使显示的影像具有与目标物相同方向的效果，可由下列方式达成。首先，将第一反射单元或第二反射单元卡合于探测模组上，且切换单元设置于探测模组的一侧，因此第一反射单元或第二反射单元卡合时一并触发切换单元。再者，当光源照射于目标物时，光线会透过一第一反射单元或第二反射单元反射光线至摄像镜头以形成光学影像；若是第一反射单元或第二反射单元未卡合于探测模组，则此切换单元不会被触发且无切换讯号输出，因此影像讯号不作镜射处理而由显示单元接收影像讯号并输出一影像。其余元件的设置与作动方式与第一实施例相同，因此不再多加赘述。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于在本发明的保护范围中。

Claims (20)

1.一种内视镜装置，其特征在于，其包含一壳体、一探测模组、一切换单元、一影像处理单元及一显示单元；所述探测模组包含一第一反射单元及一第二反射单元，所述第一反射单元设置于所述探测模组的一端，并反射自一目标物所反射的一光线，所述第二反射单元设置于所述探测模组的一侧，并反射自所述目标物所反射的另一光线，所述探测模组根据所述光线撷取一第一光学影像，且根据所述另一光线撷取一第二光学影像，并将所述第一光学影像及第二光学影像分别转换成一第一电性讯号及一第二电性讯号；所述切换单元设置于所述壳体的一侧上；所述影像处理单元设置于所述壳体内与所述切换单元电性连结，并将所述第一电性讯号及第二电性讯号编码成一第一影像讯号及一第二影像讯号；所述显示单元，设置于所述壳体的另一侧上；其中，当所述切换单元触发时，所述切换单元输出一切换讯号，而所述影像处理单元根据所述切换讯号镜射处理所述第一影像讯号及第二影像讯号，以分别得到一第一镜射影像讯号及一第二镜射影像讯号，且所述显示单元即根据所述第一镜射影像讯号输出一第一镜射影像，或根据所述第二镜射影像讯号输出一第二镜射影像。

2.如权利要求1所述的内视镜装置，其特征在于，当所述切换单元未触发时，所述显示单元根据所述第一影像讯号输出一第一影像，或根据所述第二影像讯号输出一第二影像。

3.如权利要求1所述的内视镜装置，其特征在于，所述探测模组包括一光源、一摄像镜头以及一光感测元件，所述光源照射至所述目标物，所述目标物经由所述第一反射单元反射的光线，或所述第二反射单元反射的另一光线，于所述摄像镜头对应形成所述第一光学影像及第二光学影像，且所述光感测元件将所述第一光学影像及第二光学影像对应转换成所述第一电性讯号及第二电性讯号。

4.如权利要求3所述的内视镜装置，其特征在于，所述光源为一发光二极管或一有机发光二极管。

5.如权利要求3所述的内视镜装置，其特征在于，所述光感测元件为一电荷耦合元件或一互补式金属氧化半导体的光电二极管。

6.如权利要求1所述的内视镜装置，其特征在于，所述内视镜装置更包括一传输线，所述传输线将所述第一电性讯号及第二电性讯号自所述探测模组传输至所述影像处理单元。

7.如权利要求6所述的内视镜装置，其特征在于，所述传输线为一光纤线缆或一铜线线缆。

8.如权利要求1所述的内视镜装置，其特征在于，所述第一镜射影像及第二镜射影像分别为所述第一光学影像及第二光学影像水平翻转后的影像。

9.如权利要求1所述的内视镜装置，其特征在于，所述第一镜射影像及第二镜射影像分别为所述第一光学影像及第二光学影像垂直翻转后的影像。

10.如权利要求1所述的内视镜装置，其特征在于，所述第一反射单元及第二反射单元为一反射镜。

11.一种内视镜装置影像处理方法，包含下列步骤：

以设置于一探测模组的一端的一第一反射单元反射自一目标物所反射的一光线；

以设置于所述探测模组的一侧的一第二反射单元反射自所述目标物所反射的另一光线；

以所述探测模组根据所述光线撷取一第一光学影像，且根据所述另一光线撷取一第二光学影像，并将所述第一光学影像及第二光学影像分别转换成一第一电性讯号及一第二电性讯号，再将所述第一电性讯号及第二电性讯号传输至一影像处理单元；

以所述影像处理单元编码所述第一电性讯号及第二电性讯号对应得到一第一影像讯号及一第二影像讯号；

以所述影像处理单元判断一切换单元是否输出一切换讯号；

当所述影像处理单元接收所述切换讯号时，所述影像处理单元根据所述切换讯号镜射处理所述第一影像讯号及第二影像讯号，而分别得到一第一镜射影像讯号及一第二镜射影像讯号；以及

以一显示单元根据所述第一镜射影像讯号输出一第一镜射影像，或根据所述第二镜射影像讯号输出一第二镜射影像。

12.如权利要求11所述的内视镜装置影像处理方法，其特征在于，所述影像处理单元未接收到所述切换讯号时，所述显示单元根据所述第一影像讯号输出一第一影像，或根据所述第二影像讯号输出一第二影像。

13.如权利要求11所述的内视镜装置影像处理方法，其特征在于，所述探测模组包括一光源、一摄像镜头以及一光感测元件，所述光源照射至所述目标物，所述目标物经由所述第一反射单元反射的光线，或所述第二反射单元反射之另一光线，于所述摄像镜头对应形成所述第一光学影像及第二光学影像，且所述光感测元件将所述第一光学影像及第二光学影像对应转换成所述第一电性讯号及第二电性讯号。

14.如权利要求13所述的内视镜装置影像处理方法，其特征在于，所述光源为一发光二极管或一有机发光二极管。

15.如权利要求13所述的内视镜装置影像处理方法，其特征在于，所述光感测元件为一电荷耦合元件或一互补式金属氧化半导体的光电二极管。

16.如权利要求11所述的内视镜装置影像处理方法，其特征在于，所述第一电性讯号及第二电性讯号通过一传输线自所述探测模组传输至所述影像处理单元。

17.如权利要求16所述的内视镜装置影像处理方法，其特征在于，所述传输线为一光纤线缆或一铜线线缆。

18.如权利要求11所述的内视镜装置影像处理方法，其特征在于，所述第一镜射影像及第二镜射影像分别为所述第一光学影像及第二光学影像水平翻转后的影像。

19.如权利要求11所述的内视镜装置影像处理方法，其特征在于，所述第一镜射影像及第二镜射影像分别为所述第一光学影像及第二光学影像垂直翻转后的影像。

20.如权利要求11所述的内视镜装置影像处理方法，其特征在于，所述第一反射单元及第二反射单元为一反射镜。

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