TWI578949B - Endoscopic device and its image processing method - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種內視鏡裝置及其影像處理方法，特別是有關於一種可將原始影像經由鏡射處理成使用者可正常辨識之影像之內視鏡裝置及其影像處理方法。
目前，習知之內視鏡裝置係為一條特製的管子，主要由攝影裝置及光源構成，接上顯示器後可將身體內部的構造顯示在螢幕上，醫師藉由螢幕上的影像診斷受檢者的疾病。身體內部的器官，只要有孔道與身體外面相通，即可利用內視鏡裝置進行檢查，例如上消化道內視鏡裝置(檢查食道、胃及十二指腸)係經口腔置入，大腸鏡則經由肛門置入。若無孔道，亦可藉由手術，建立孔道來達成，例如腹腔鏡檢查需在腹部打洞，關節鏡需切開關節周圍皮膚等。另外內視鏡亦可應用於工業用途，對於需要觀察大型或是精密儀器之內部時，拆解儀器須花費較多時間以及成本，利用內視鏡僅需具有鏡頭與軟管伸入之空隙便可深入觀察儀器內部。
但是，有時鏡頭與軟管深入之空隙可能需要觀看其他角度，因此須於鏡頭前方加上一反射鏡，並透過反射鏡觀看位於其他角度之標的物。不過，此時投射於螢幕之影像為實際影像左右相反之鏡像畫面，對於醫生判別人體內部或是工業檢測時，可能導致方向辨識錯誤而影響作業進
度。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種內視鏡裝置及其影像處理方法，以解決投射於螢幕之影像為鏡像影像的問題。
根據本發明之目的，提出一種內視鏡裝置，包含一殼體、一探測模組、一切換單元、一影像處理單元以及一顯示單元。該殼體下方形成一握持手把。探測模組係由一目標物擷取一光學影像，並將光學影像轉換成一電性訊號。切換單元係設置於殼體之一側上，而影像處理單元係設置於殼體內與切換單元電性連結，並將電性訊號編碼成一影像訊號，且一顯示單元係設置於殼體之另一側上，該握持手把係位於該顯示單元下方且較該顯示單元之面寬為窄；該切換單元係位於該顯示單元下方，且位於該握持手把頂端。其中，當切換單元觸發時，切換單元輸出一切換訊號，而影像處理單元根據切換訊號係鏡射處理影像訊號並得到一鏡射影像訊號，且顯示單元接收鏡射影像訊號並輸出一鏡射影像；而當切換單元未觸發時，顯示單元接收影像訊號並輸出一影像。
其中，探測模組包括一光源、一攝像鏡頭以及一光感測元件，光源照射至一目標物，目標物經由反射單元反射之光線於攝像鏡頭形成光學影像，且光感測元件將光學影像轉換成電性訊號。該反射單元係以可拆卸的方式安裝於
該探測模組。
其中，光源係為一發光二極體或一有機發光二極體。
其中，光感測元件係為一電荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或一互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)之光電元件。
其中，傳輸線將電性訊號傳輸至影像處理單元。
其中，內視鏡裝置更包括一傳輸線係將電性訊號自探測模組傳輸至影像處理單元。
其中，傳輸線為一光纖線纜或一銅線線纜。
其中，鏡射影像為光學影像水平翻轉後之影像。
其中，鏡射影像為光學影像垂直翻轉後之影像。
其中，反射單元設置於探測模組之一側，且反射單元可為一反射鏡。
根據本發明之另一目的，提出一種內視鏡裝置影像處理方法，包括下列步驟。首先，藉由一探測模組自一目標物透過一反射單元反射光線，並由探測模組擷取一光學影像，而將光學影像自一探測模組轉換成一電性訊號，且此電性訊號傳輸至一影像處理單元；接著，影像處理單元編碼電性訊號並得到一影像訊號；然後觸發切換單元，且影像處理單元據以鏡射處理影像訊號而得到一鏡射影像訊號；最後，藉由一顯示單元接收鏡射影像訊號，並輸出一鏡射影像。
其中，上述之內視鏡裝置影像處理方法更包括下列步
驟。首先，關閉切換單元；最後，藉由顯示單元接收該影像訊號並輸出一影像。
其中，電性訊號是經由一傳輸線自探測模組傳輸至影像處理單元。
承上所述，依本發明之具有鏡射顯示影像之內視鏡裝置，其可具有一或多個下述優點：
(1)此內視鏡裝置可將透過反射鏡之影像經由鏡射處理成使用者可正常辨識之影像，藉此可提高顯示影像之辨識度。
(2)此內視鏡裝置可藉由切換單元讓使用者自由選擇是否使用鏡像處理。
請參閱第1圖與第2圖，其係分別為本發明第一實施例之內視鏡裝置之示意圖及方塊圖。圖中，內視鏡裝置1包含一殼體100、一探測模組110、一切換單元120、一影像處理單元130以及一顯示單元140。該殼體100的下方形成一握持手把101。探測模組110與殼體100經由一傳輸線150連接，且切換單元120設置於殼體100之一側，而影像處理單元130設置於殼體100內與切換單元120電性連結，並且顯示單元140設置於殼體100之另一側。另外，內視鏡裝置1亦包括一反射單元160，並設置於探測模組110之一側，該反射單元160係以可
拆卸的方式安裝於該探測模組110，當一般使用內視鏡裝置1需觀測位於其他角度之標的物時，可裝設此反射單元160一併觀測。
探測模組110包括一光源111、一攝像鏡頭112以及一光感測元件113。在一裝設反射單元160之實施例中，光源111照射於一目標物2，當目標物2經由反射單元160將反射之光線由攝像鏡頭112接收後，則形成一光學影像200，之後光感測元件113將光學影像200轉換成一電性訊號。其中，光源111為一發光二極體或一有機發光二極體，且光感測元件113可為一電荷耦合元件(CCD)或一互補式金屬氧化半導體(CMOS)之光電元件，但並不以此為限，可因製作工藝以及實際需求，變更光源111或光感測元件113之實施方式。切換單元120設置於殼體100之一側，用以切換顯示模式。影像處理單元130設置於殼體100內並與切換單元120電性連接，且可將電性訊號編碼成一影像訊號。顯示單元140設置於殼體100之一側上，用以接收影像訊號並輸出一影像於使用者觀看。該握持手把101係位於該顯示單元140下方且較該顯示單元之面寬為窄，藉以方便人手握持。該切換單元120係位於該顯示單元140下方，且位於該握持手把101頂端，藉此可在人手握持時，能直接以握持的手的手指對該切換單元120進行操作控制，而具有方便單手操作的效果。傳輸線150可將電性訊號自探測模組110傳輸至影像處理單元130，其中，傳輸線150
可為一光纖線纜或一銅線線纜，可視實際應用需求更改線纜材質。另外，反射單元160可為一反射鏡。
在電性訊號進入影像處理單元130後，當反射單元160安裝於該探測模組110，且切換單元120被觸發時，切換單元120輸出一切換訊號，而影像處理單元130根據此切換訊號用以鏡射處理影像訊號並得到一鏡射影像訊號，再經由顯示單元140接收鏡射影像訊號並輸出一鏡射影像300；當反射單元160未安裝於該探測模組110，且切換單元120未被觸發時，僅由顯示單元140接收影像訊號並輸出一影像400，此影像400並不會經由鏡像處理，而是輸出與光學影像200相同方向之影像。第3圖係為本發明之一實施例之目標物、光學影像、鏡射影像以及影像之示意圖。圖中之目標物2可為一元件之序號，其序號設置於元件側面，因此使用者需在此內視鏡裝置1裝設反射單元160。此時裝設反射單元160且反射至探測模組110之光學影像200為與目標物2水平翻轉180度之影像。當未觸發切換單元120時，顯示單元140僅顯示與目標物2水平翻轉180度之影像400，但此影像400因與目標物2翻轉180度之關係，以至於影像400難以直接辨識；在觸發切換單元120後，顯示單元140可顯示經由影像處理單元530鏡射處理之鏡射影像300，此時之鏡射影像400如同目標物2一般可由使用者直接辨識。其中，本實施例僅示意鏡射影像300為光學影像200水平翻轉後之影像，在另一未繪示於圖中之實
施例，亦可視實際應用將鏡射影像300作為光學影像200垂直翻轉後之影像。再者，影像處理單元130亦可藉由另一切換訊號，將影像處理訊號作數位變焦之處理並輸出至螢幕，因此可將放大後之影像於螢幕中觀看。其中，切換單元120可設計成一開關形式，鏡射模式與變焦模式可藉由按住切換單元120的時間長短相互變更，但不限制前述方式，亦可由其他切換方式觸發鏡射模式或變焦模式。
請參閱第4圖，其係為本發明第一實施例之內視鏡裝置影像處理方法之步驟流程圖。在此實施例中，內視鏡裝置影像處理方法包含下列步驟：
S11：藉由一探測模組自一目標物透過一反射單元反射光線，並由探測模組擷取一光學影像，而將光學影像自一探測模組轉換成一電性訊號，且此電性訊號傳輸至一影像處理單元。
S12：藉由影像處理單元編碼電性訊號並得到一影像訊號。
S13：藉由影像處理單元判斷一切換單元是否輸出一切換訊號。
S14：在反射單元安裝於探測模組且影像處理單元接收到切換訊號時，藉由影像處理單元鏡射處理影像訊號而得到一鏡射影像訊號。
S15：藉由一顯示單元接收鏡射影像訊號並輸出一鏡射影像。
另外，此內視鏡裝置影像處理方法，在反射單元未安裝於該探測模組，且影像處理單元未接收到切換訊號時，可執行下列步驟：
S16：藉由顯示單元接收影像訊號並輸出一影像。
在此內視鏡裝置影像處理方法中，為使顯示之影像具有與目標物相同方向之效果，可由下列方式達成。當光源照射於目標物時，光線會透過一反射單元反射光線至攝像鏡頭以形成光學影像。此光學影像經由光感測元件感測並轉換成電性訊號，電性訊號可經由一傳輸線傳輸至影像處理單元，而影像處理單元編碼電性訊號並得到一影像訊號。於觸發切換單元時，影像訊號藉由影像處理單元進一步作鏡射處理，而得到一鏡射影像訊號。此鏡射影像訊號由顯示單元接收，並輸出一鏡射影像於顯示單元上以便於使用者觀看。若是切換單元未觸發，則該影像訊號不作鏡射處理而由顯示單元接收影像訊號並輸出一影像。
請參閱第5圖與第6圖，其係分別為本發明第二實施例之內視鏡裝置之示意圖及方塊圖。圖中，切換單元520設置於探測模組510之一側，因此在反射單元560與探測模組510卡合或螺固時，可藉由卡合或螺固之方向同時觸發切換單元520，因此光學影像200之電性訊號進入影像處理單元530後，影像處理單元530可根據此切換訊號用以鏡射處理影像訊號並得到一鏡射影像訊號，再經由顯示單元540接收鏡射影像訊號並輸出一鏡
射影像；當反射單元560未與探測模組510卡合時，切換單元520不會被觸發，因此顯示單元540接收影像訊號並輸出一影像400，此影像400並不會經由鏡像處理，而是輸出與光學影像200相同方向之影像。其中，探測模組510亦包括光源511、攝像鏡頭512以及光感測單元513。其餘元件之設置與作動方式與第一實施例相同，因此不再多加贅述。
另外，請再參閱第7圖，其係為本發明第二實施例之內視鏡裝置影像處理方法之步驟流程圖。在此實施例中，內視鏡裝置影像處理方法包含下列步驟：
S51：藉由一反射單元卡合於一探測模組，並同時開啟一切換單元以及輸出一切換訊號。
S52：藉由探測模組自一目標物透過反射單元反射光線，並由探測模組擷取一光學影像，而將光學影像自一探測模組轉換成一電性訊號，此電性訊號傳輸至一影像處理單元。
S53：藉由影像處理單元編碼電性訊號並得到一影像訊號。
S54：當影像處理單元接收切換訊號時，影像處理單元根據切換訊號鏡射處理影像訊號，而得到一鏡射影像訊號。
S55：藉由一顯示單元接收鏡射影像訊號，並輸出一鏡射影像。
在第二實施例中，內視鏡裝置影像處理方法中，為
使顯示之影像具有與目標物相同方向之效果，可由下列方式達成。首先，將反射單元卡合於探測模組上，且切換單元設置於探測模組之一側，因此反射單元卡合時一併觸發切換單元。再者，當光源照射於目標物時，光線會透過一反射單元反射光線至攝像鏡頭以形成光學影像；若是反射單元未卡合於探測模組，則此切換單元不會被觸發且無切換訊號輸出，因此影像訊號不作鏡射處理而由顯示單元接收影像訊號並輸出一影像。其餘元件之設置與作動方式與第一實施例相同，因此不再多加贅述。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1‧‧‧內視鏡裝置
2‧‧‧目標物
100‧‧‧殼體
101‧‧‧握持手把
110、510‧‧‧探測模組
111、511‧‧‧光源
112、512‧‧‧攝像鏡頭
113、513‧‧‧光感測元件
120、520‧‧‧切換單元
130、530‧‧‧影像處理單元
140、540‧‧‧顯示單元
150‧‧‧傳輸線
160、560‧‧‧反射單元
200‧‧‧光學影像
300‧‧‧鏡射影像
400‧‧‧影像
S11~S16、S51~S55‧‧‧步驟流程
第1圖 係為本發明第一實施例之內視鏡裝置之示意圖；第2圖 係為本發明第一實施例之內視鏡裝置之方塊圖；第3圖 係為本發明之一實施例之目標物、光學影像、鏡射影像以及影像之示意圖；第4圖 係為本發明之第一實施例內視鏡裝置影像處理方法之步驟流程圖；第5圖 係為本發明第二實施例之內視鏡裝置之示意圖；
第6圖 係為本發明第二實施例之內視鏡裝置之方塊圖；以及第7圖 係為本發明第二實施例之內視鏡裝置影像處理方法之步驟流程圖。
1‧‧‧內視鏡裝置
110‧‧‧探測模組
111‧‧‧光源
112‧‧‧攝像鏡頭
113‧‧‧光感測元件
120‧‧‧切換單元
130‧‧‧影像處理單元
140‧‧‧顯示單元
160‧‧‧反射單元
200‧‧‧光學影像
Claims (39)
- 一種內視鏡裝置，包含：一殼體，下方形成一握持手把；一探測模組，係自一目標物透過一反射單元反射光線並由該探測模組擷取一光學影像，並將該光學影像轉換成一電性訊號，該反射單元係以可拆卸的方式安裝於該探測模組；一切換單元，係設置於該殼體之一側上；一影像處理單元，係設置於該殼體內與該切換單元電性連結，並將該電性訊號編碼成一影像訊號；以及一顯示單元，係設置於該殼體之另一側上，該握持手把係位於該顯示單元下方且較該顯示單元之面寬為窄；該切換單元係位於該顯示單元下方，且位於該握持手把頂端；其中，當該反射單元安裝於該探測模組，且該切換單元被觸發時，該切換單元輸出一切換訊號，而該影像處理單元根據該切換訊號係鏡射處理該影像訊號並得到一鏡射影像訊號，且該顯示單元接收該鏡射影像訊號並輸出一鏡射影像；而當該反射單元未安裝於該探測模組，且該切換單元未被觸發時，該顯示單元接收該影像訊號並輸出一影像。
- 如申請專利範圍第1項之內視鏡裝置，其中該探 測模組包括一光源、一攝像鏡頭以及一光感測元件，該光源照射至一目標物，該目標物經由該反射單元反射之光線於該攝像鏡頭形成該光學影像，且該光感測元件將該光學影像轉換成該電性訊號。
- 如申請專利範圍第2項之內視鏡裝置，其中該光源係為一發光二極體或一有機發光二極體。
- 如申請專利範圍第2項之內視鏡裝置，其中該光感測元件係為一電荷耦合元件(Charge coupled Device,CCD)或一互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)之光電元件。
- 如申請專利範圍第1項之內視鏡裝置，其中更包括一傳輸線，係將該電性訊號自該探測模組傳輸至該影像處理單元。
- 如申請專利範圍第5項之內視鏡裝置，其中該傳輸線為一光纖線纜或一銅線線纜。
- 如申請專利範圍第1項之內視鏡裝置，其中該鏡射影像為該光學影像水平翻轉後之影像。
- 如申請專利範圍第1項之內視鏡裝置，其中該鏡射影像為該光學影像垂直翻轉後之影像。
- 如申請專利範圍第1項之內視鏡裝置，其中該反射單元係設置於該探測模組之一側，且該反射單元為一反射鏡。
- 一種內視鏡裝置影像處理方法，包含下列步驟：藉由一探測模組自一目標物透過一可拆卸的反射單元反射光線，並由該探測模組擷取一光學影像，而將該光學影像自一探測模組轉換成一電性訊號，該電性訊號傳輸至一影像處理單元；藉由該影像處理單元編碼該電性訊號並得到一影像訊號；藉由該影像處理單元判斷一切換單元是否輸出一切換訊號；當該反射單元安裝於該探測模組，且該影像處理單元接收到該切換訊號時，該影像處理單元根據該切換訊號鏡射處理該影像訊號，而得到一鏡射影像訊號；以及藉由一顯示單元接收該鏡射影像訊號，並輸出一鏡射影像。
- 如申請專利範圍第10項之內視鏡裝置影像處理方法，其中當該反射單元未安裝於該探測模組，且該影像處理單元未接收到該切換訊號時，該顯示單元接收該影像訊號並輸出一影像。
- 如申請專利範圍第10項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該探測模組包括一光源、一攝像鏡頭以及一光感測元件，該光源照射至一目標物，該目標物經由該反射單元反射之光線於該攝像鏡頭形成該光學影像，且該光感測元件將該光學影 像轉換成該電性訊號。
- 如申請專利範圍第12項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該光源係為一發光二極體或一有機發光二極體。
- 如申請專利範圍第12項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該光感測元件係為一電荷耦合元件(Charge coupled Device,CCD)或一互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)之光電元件。
- 如申請專利範圍第10項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該電性訊號經由一傳輸線自該探測模組傳輸至該影像處理單元。
- 如申請專利範圍第15項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該傳輸線為一光纖線纜或一銅線線纜。
- 如申請專利範圍第10項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該鏡射影像為該光學影像水平翻轉後之影像。
- 如申請專利範圍第10項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該鏡射影像為該光學影像垂直翻轉後之影像。
- 如申請專利範圍第10項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該反射單元係設置於該探測模組之一側，且該反射單元為一反射鏡。
- 一種內視鏡裝置，包含：一殼體；一探測模組，係卡合一反射單元，且該探測模組自一目標物透過一反射單元反射光線並由該探測模組擷取一光學影像，並將該光學影像轉換成一電性訊號；一切換單元，係設置於該探測模組之一側上；一影像處理單元，係設置於該殼體內與該切換單元電性連結，並將該電性訊號編碼成一影像訊號；以及一顯示單元，係設置於該殼體之另一側上；其中，當該反射單元卡合於該探測模組時，該反射單元係觸發該切換單元，且該切換單元輸出一切換訊號，而該影像處理單元根據該切換訊號係鏡射處理該影像訊號並得到一鏡射影像訊號，且該顯示單元接收該鏡射影像訊號並輸出一鏡射影像；而當反射單元與該探測模組分離時，該反射單元係未觸發該切換單元，該顯示單元接收該影像訊號並輸出一影像。
- 如申請專利範圍第20項之內視鏡裝置，其中該探測模組包括一光源、一攝像鏡頭以及一光感測元件，該光源照射至一目標物，該目標物經由該反射單元反射之光線於該攝像鏡頭形成該光學影像，且該光感測元件將該光學影像轉換成該電 性訊號。
- 如申請專利範圍第21項之內視鏡裝置，其中該光源係為一發光二極體或一有機發光二極體。
- 如申請專利範圍第21項之內視鏡裝置，其中該光感測元件係為一電荷耦合元件(Charge coupled Device,CCD)或一互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)之光電元件。
- 如申請專利範圍第20項之內視鏡裝置，其中更包括一傳輸線，係將該電性訊號自該探測模組傳輸至該影像處理單元。
- 如申請專利範圍第24項之內視鏡裝置，其中該傳輸線為一光纖線纜或一銅線線纜。
- 如申請專利範圍第20項之內視鏡裝置，其中該鏡射影像為該光學影像水平翻轉後之影像。
- 如申請專利範圍第20項之內視鏡裝置，其中該鏡射影像為該光學影像垂直翻轉後之影像。
- 如申請專利範圍第20項之內視鏡裝置，其中該反射單元係設置於該探測模組之一側，且該反射單元為一反射鏡。
- 一種內視鏡裝置影像處理方法，包含下列步驟：藉由一反射單元卡合於一探測模組，並同時觸發一切換單元以及輸出一切換訊號；藉由該探測模組自一目標物透過該反射單元反 射光線，並由該探測模組擷取一光學影像，而將該光學影像自一探測模組轉換成一電性訊號，該電性訊號傳輸至一影像處理單元；藉由該影像處理單元編碼該電性訊號並得到一影像訊號；當該影像處理單元接收該切換訊號時，該影像處理單元根據該切換訊號鏡射處理該影像訊號，而得到一鏡射影像訊號；以及藉由一顯示單元接收該鏡射影像訊號，並輸出一鏡射影像。
- 如申請專利範圍第29項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該反射單元未卡合於該探測模組時，不會觸發該切換單元。
- 如申請專利範圍第30項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該影像處理單元未接收該切換訊號，且該顯示單元接收該影像訊號並輸出一影像。
- 如申請專利範圍第29項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該探測模組包括一光源、一攝像鏡頭以及一光感測元件，該光源照射至一目標物，該目標物經由該反射單元反射之光線於該攝像鏡頭形成該光學影像，且該光感測元件將該光學影像轉換成該電性訊號。
- 如申請專利範圍第32項之內視鏡裝置影像處理 方法，其中該光源係為一發光二極體或一有機發光二極體。
- 如申請專利範圍第32項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該光感測元件係為一電荷耦合元件(Charge coupled Device,CCD)或一互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)之光電元件。
- 如申請專利範圍第29項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該電性訊號經由一傳輸線自該探測模組傳輸至該影像處理單元。
- 如申請專利範圍第35項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該傳輸線為一光纖線纜或一銅線線纜。
- 如申請專利範圍第29項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該鏡射影像為該光學影像水平翻轉後之影像。
- 如申請專利範圍第29項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該鏡射影像為該光學影像垂直翻轉後之影像。
- 如申請專利範圍第29項之內視鏡裝置影像處理方法，其中該反射單元係設置於該探測模組之一側，且該反射單元為一反射鏡。
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