內窺鏡照明系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明一般涉及內窺鏡的操作，并且尤其涉及用于內窺鏡的照明系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 內窺鏡通常用于對體腔進行成像，并且為了對體腔進行成像，該體腔必須被照亮。
[0003] Su等人的美國專利申請2009/0076329(Su等人的公開通過引用并入本文）描述了 具有布置在內窺鏡內部的兩個成像傳感器和固態(tài)照明源的一次性立體式內窺鏡。
[0004] Shelton等人的美國專利申請2011/0174861(Shelton等人的公開通過引用并入本 文）描述了在控制單元和遙感器之間具有無線通信的外科器械。該公開闡述了該器械可以 包括由電池供電并且由控制單元控制的顯示器。
[0005] Navok等人的美國專利7,410,462(Navok等人的公開通過引用并入本文)描述了具 有復合光學視窗的密封內窺鏡組件。該公開闡述了該復合光學視窗可以具有用于成像系統(tǒng) 和照明系統(tǒng)的單獨的窗格。
[0006] 由日本東京的Olympus公司生產(chǎn)的"DUR-D"輸尿管鏡使用內窺鏡保護系統(tǒng)，該系統(tǒng) 利用并入到輸尿管鏡中的CMOS傳感器的能力來檢測顏色。從CMOS傳感器傳送到輸尿管鏡的 控制單元的信息被用于快速關閉輸尿管鏡的激光。
[0007] 通過引用并入本專利申請的文獻被認為是本申請的組成部分，除了在某種程度上 在這些并入的文獻中以與在本說明書中明確地或隱含地做出的定義相抵觸的方式定義任 何術語之外，僅應考慮本說明書中的定義。
【發(fā)明內容】
[0008] 本發(fā)明的實施方式提供了成像裝置，該成像裝置包括：
[0009] 成像單元，該成像單元包括：
[0010] 圖像傳感器，該圖像傳感器被配置成捕捉區(qū)域的圖像，并且響應于所捕捉到的圖 像輸出圖像信號；
[0011] 照明源，該照明源被配置成照亮所述區(qū)域；以及
[0012] 驅動電路，該驅動電路被聯(lián)接以接收指示照明源的目標光通量的數(shù)字值，并且生 成用于驅動照明源的脈寬調制(PWM)信號，其中，該信號的占空比由所述值確定；
[0013] 相機控制單元，該相機控制單元被配置成處理圖像信號，以便生成所述區(qū)域的圖 像，并且基于該圖像輸出指示目標光通量的數(shù)字值;以及
[0014] 單根線纜，該單根線纜將成像單元連接到相機控制單元以便傳送圖像信號和數(shù)字 值。
[0015] 通常，照明源包括發(fā)光二極管(LED)。由處于所述占空比的on狀態(tài)的驅動電路提供 的電流可以是LED的最小操作電流。
[0016] 所公開的實施方式還包括被配置成驅動照明源的直流(DC)電流源，其中，在低于 目標光通量的邊界值的情況下，驅動電路生成PWM信號，在高于邊界值的情況下，DC源根據(jù) 目標光通量生成DC電流。通常，驅動電路位于內窺鏡的手柄內，并且，DC源位于相機控制單 元內。驅動電路可以被實現(xiàn)為可變電流負載。
[0017] 在另一個公開的實施方式中，單根線纜被配置成將直流(DC)電流從相機控制單元 傳送到驅動電路，以便向該驅動電路供電。
[0018] 在又一個公開的實施方式中，成像單元被包括在內窺鏡內，并且照明源和驅動電 路位于內窺鏡的手柄內，并且該手柄被配置成由內窺鏡的操作者握持，以便對該內窺鏡進 行操縱。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式還提供了裝置，該裝置包括：
[0020] 內窺鏡，該內窺鏡包括：
[0021] 管，該管具有近端和被配置用于插入體腔內的遠端；
[0022] 圖像傳感器，該圖像傳感器被安裝在遠端，并且被配置成響應于從體腔的區(qū)域接 收到的照明生成體腔的區(qū)域的圖像信號；
[0023] 手柄，該手柄被配置成固定地連接到管的近端，并且被配置成由內窺鏡的操作者 握持，以便對該內窺鏡進行操縱；
[0024] 驅動電路，該驅動電路被安裝在手柄內，并且被配置成生成脈寬調制(PWM)電流； 以及
[0025] 照明源，該照明源被安裝在手柄內，被配置成接收HVM電流，并且作為響應照亮體 腔，以便提供從體腔接收到的照明；以及
[0026] 相機控制單元(CCU)，該相機控制單元(CCU)被配置成控制圖像傳感器，并且響應 于圖像信號的接收生成體腔的圖像。
[0027] 在另選的實施方式中，驅動電路由直流(DC)電流供電，所述裝置還包括連接在CCU 和手柄之間的單根線纜，并且該單根線纜被配置成將DC電流傳送到驅動電路以及將圖像信 號傳送到(XU。
[0028] 通常，PWM電流由驅動電路以一定占空比提供給LED，并且由處于占空比的on狀態(tài) 的驅動電路提供的電流是LED的最小操作電流。
[0029] (XU可以被配置成處理圖像信號，以便輸出指示照明源的目標光通量的數(shù)字值，并 且驅動電路可以被聯(lián)接以接收該數(shù)字值，并且生成具有由該值確定的占空比的PWM電流。
[0030] 所述裝置可以包括被配置成驅動照明源的直流(DC)電流源，使得在低于目標光通 量的邊界值的情況下，驅動電路生成ΠΜ信號，在高于邊界值的情況下，DC源根據(jù)目標光通 量生成DC電流。
[0031] 所述裝置可以包括將內窺鏡連接到CCU的單根線纜，該單根線纜被配置成將圖像 信號從圖像傳感器傳送到CCU，以及將直流(DC)電流從CCU傳送到驅動電路，以便向該驅動 電路供電。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式還提供了用于成像的方法，該方法包括以下步驟：
[0033] 在成像單元內配置圖像傳感器以捕捉區(qū)域的圖像，并且響應于所捕捉到的圖像輸 出圖像信號；
[0034] 在成像單元內配置照明源以照亮所述區(qū)域；
[0035] 在成像單元內配置驅動電路以接收指示照明源的目標光通量的數(shù)字值，并且生成 脈寬調制(PWM)信號，以利用由該值確定的信號的占空比來驅動該照明源；
[0036] 在相機控制單元中處理圖像信號，以便生成區(qū)域的圖像，并且基于該圖像輸出指 示目標光通量的數(shù)字值;以及
[0037] 利用單根線纜將成像單元連接到相機控制單元，以便傳送圖像信號和數(shù)字值。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式還提供了一種方法，該方法包括：
[0039] 將內窺鏡的管插入到體腔內，該管具有近端和遠端；
[0040] 在遠端處安裝內窺鏡的圖像傳感器，并且響應于從體腔的區(qū)域接收到的照明利用 該圖像傳感器生成體腔的區(qū)域的圖像信號；
[0041] 將內窺鏡的手柄固定地連接到管的近端，該手柄被配置成由內窺鏡的操作者握 持，以便對該內窺鏡進行操縱；
[0042] 在手柄內安裝驅動電路，并且利用該驅動電路生成脈寬調制(pm〇電流；
[0043] 在手柄內安裝照明源，配置該源以接收HVM電流，并且作為響應照亮體腔，以便提 供從所述體腔接收到的照明；以及
[0044] 配置相機控制單元(CCU)來控制圖像傳感器，并且響應于圖像信號的接收生成體 腔的圖像。
[0045] 結合附圖根據(jù)下面的本發(fā)明的實施方式的詳細描述將更加全面地理解本發(fā)明，在 附圖中：
【附圖說明】
[0046] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的內窺鏡照明系統(tǒng)的示意圖；
[0047] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的內窺鏡、手柄以及相機控制單元模塊的元件 的不意圖；
[0048] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式由發(fā)光二極管(LED)發(fā)射的光通量相對于驅動該LED 的電流的不意性曲線圖；以及
[0049] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施方式由LED汲取的平均DC電流相對于該LED的平均目標通 量的示意性曲線圖。
【具體實施方式】
[0050] 概述
[0051] 本發(fā)明的實施方式包括通