可调色温白光源制造技术

一种用于医疗诊断的系统(100，200，400)，包括光纤电缆(104，204)和光耦合到光纤电缆(104)的第一端的多个光发射器(112，209)。多个光发射器(112，209)中的每个光发射器(231‑239)发射不同带宽的光。该系统还包括电耦合到多个光发射器(112，209)的控制器(108，208)。控制器包括逻辑，该逻辑在由控制器执行时，使得控制器执行操作，该操作包括：接收包括照明模式的指令(501)，以及调节从多个光发射器中的每个光发射器发射的光的强度以匹配照明模式(503)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可调色温白光源
本公开通常涉及白光源，并且特别地但不排他地涉及内窥镜光源。
技术介绍
内窥镜允许医生使用可插入仪器查看患者体内的器官和空腔。这是在不需要猜测或进行探索性手术的情况下进行诊断的有价值的工具。可插入仪器，有时称为内窥镜或孔镜，具有插入患者体内并放置在感兴趣的器官或空腔附近的部分，诸如管。内窥镜最早出现于1800年代初，主要用于照亮身体的黑暗部分(由于光学成像还处于起步阶段)。在1950年代后期，开发了第一台能够捕捉图像的光纤内窥镜。玻璃纤维束被用于相干地将图像光从内窥镜的远端传输到相机。然而，这种开创性的成像内窥镜能够捕捉的图像质量存在物理限制：即，纤维的数量限制了图像的分辨率，并且纤维容易断裂。现在内窥镜能够捕捉高分辨率图像，因为内窥镜使用各种现代图像处理技术为医生提供尽可能自然的视图。例如，内窥镜提供的视图能够模拟自然的感觉场和景深，以模仿医生在用她自己的眼睛看。附图说明参考以下附图描述本专利技术的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明，否则贯穿各个视图，相似的附图标记表示相似的部分。并不一定标记元素的所有实例，以免在适当的地方打乱附图。附图不一定按比例绘制，而是强调说明所描述的原理。图1A是根据本公开的实施例的内窥镜系统的框图。图1B示出了根据本公开的实施例的内窥镜发射光谱和相应的黑体发射光谱。图2示出了根据本公开的实施例的内窥镜光发射器。图3A-图3I示出了根据本公开的几个实施例的黑体发射光谱和相应的内窥镜发射光谱。图4示出了根据本公开的实施例的用户创建内窥镜发射光谱。图5示出了根据本公开的实施例的内窥镜照明的方法。具体实施方式本文描述了用于可调色温白光源的系统和方法的实施例。在下面的描述中，许多的具体细节被阐述以提供对实施例的全面理解。然而，相关领域技术人员将认识到，本文描述的技术可以无需该具体细节中的一个或多个来实践，或者可以用其它方法、组件、材料等等来实践。在其它实例中，熟知的结构、材料、或者操作未被具体地示出或描述以避免模糊某些方面。贯穿本说明书的对“一个实施例”或者“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定的特征、结构、或者特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”在贯穿该说明书的各处的出现并不一定全部引用相同的实施例。此外，特定的特征、结构、或者特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。内窥镜是医生用来在不需要进行探索性手术的情况下查看患者体内的设备。通常，内窥镜是具有插入管的成像设备，插入管通过(小)切口插入患者体内。成像设备从插入管的末端(“远端”)提供视图，并且例如在医生的监视器上显示该视图。成像系统可以提供感兴趣区域的立体视图，以便向查看者呈现更自然的图像。为了生成立体视图，内窥镜可以包括多个图像传感器，其中每个图像传感器从稍微不同的视角提供感兴趣区域的图像。视角的差异旨在模拟人眼的不同视角。为了进一步增强内窥镜成像并帮助医生诊断，本公开提供了一种优雅的解决方案，以在内窥镜的远端产生基本白光(或另一个操作者期望的发射光谱)。物体的颜色取决于照明光源的光谱以及物体自身的光谱反射。当用内窥镜在空腔内成像时，照明源位于远端。为了使颜色看起来“自然”并对外科医生可识别，具有类似日光的光谱(例如，6500°K的黑体发射光谱)的白色光源经常是优选的。然而，为了使光到达内窥镜的末端，光源需要与光纤电缆良好耦合，以便电缆能够有效地将光传送到末端。宽带灯或LED可以用作光源，但是在某些情况下，与光纤的耦合效率可能会受到限制。激光器可以有效地耦合到光纤电缆；然而，单色激光源可能会产生看起来不自然的颜色。这可能妨碍内窥镜操作者(例如，外科医生)做出准确诊断或正确识别组织的能力。此外，在激光或宽带照明的两种情况下，源发射光谱是固定的；看起来“自然”的颜色是主观的，因此需要一个可调源。如将更详细讨论的，离散激光器的集合耦合到照明光纤束中，并且激光器的相对功率由软件设定。用户可以在软件中设定温度(T)，由软件调整激光器的相对功率来照亮患者。因此，患者看起来好像被来自具有温度“T”的物体的黑体辐射照亮了。另外，在一些实施例中，用户可以输入任何源光谱特性，并且软件将调节激光器以匹配期望的光谱。图1A是根据本公开的实施例的内窥镜系统100的框图。内窥镜系统100包括：内窥镜主体102；光纤电缆104；控制逻辑108；光控制器110；光源112；和计算机系统114(包括数据输入/输出116、和功率输入118)。在内窥镜系统100中，光源112包括多个光发射器，并且光耦合到光纤电缆104的第一端。光源112中的每个光发射器发射不同带宽的光—描绘为从光纤电缆104的远端(第二端)离开的具有五种不同能量的五个光子。控制逻辑108电耦合到多个光发射器以控制多个光发射器中的每个光发射器的发射强度。如将在图1B中讨论的，从光纤电缆104的第二端输出的光模仿到人眼的黑体发射光谱。在所描绘的实施例中，控制逻辑108被耦合以接收(来自计算机系统114的)用户输入，并且响应于用户输入，独立地改变多个光发射器中的每个光发射器的发射强度。然而，在不同的实施例中，可以将用户指令直接输入至内窥镜(而不是附接的计算机系统114)中。尽管所示的实施例示出了硬连线到计算机系统114的内窥镜主体102，但是在其他实施例中，内窥镜主体102可以具有其自己的板上计算机系统114和接口。尽管没有描述以避免模糊某些方面，内窥镜系统100可以具有用于将图像从物镜传输到内窥镜用户的透镜系统(这可以包括中继透镜系统或光纤束)。内窥镜系统100还可以具有一个或多个机械致动器，以引导光纤电缆104的插入，并操纵光纤电缆104穿过身体。控制逻辑108(例如，微控制器)设置在系统中并电耦合到多个光发射器。控制器包括当由控制器执行时使控制器执行大量操作的逻辑。例如，除了控制光输出之外，控制逻辑108还能够控制任何前述的设备架构的部件(例如，透镜系统、图像传感器、机械致动器等)。控制逻辑108可以精确控制透镜之间的距离，以聚焦内窥镜捕捉的图像，或者利用一个或多个机械致动器操纵光纤电缆104的主体。图1B示出了根据本公开的实施例的示例内窥镜发射光谱120和相应的用户观察到的黑体发射光谱122。在所描绘的实施例中，内窥镜发射光谱120和用户观察到的黑体发射光谱122已经叠加在同一曲线图上；这只是用于比较目的。两个光谱没有按比例绘制。如所示的，内窥镜发射光谱120包括五个离散的发射波峰。为了实现五个波峰，将五个激光器导入光纤。通过调节激光器的相对功率，可以渲染具有近似用户观察到的黑体发射光谱122的颜色的场景。所描绘的实施例可以包含例如中心波长为415nm、462nm、520nm、575nm和635nm的五个激光器。所有激光器可以具有1nm的带宽。这五个激光发射波峰可以类似于用户观察到的黑体发射光谱122(其类似于6,500°K黑体发射光谱)。图2示出了根据本公开的实施例的内窥镜光发射器200。如所示的，内窥镜光发射器200包括：光纤电缆204、光源212(包括多个光发射器209)和控制逻辑208。多个光发射器209包括五个激光器：激光器231、激光器233、激光器235、激光器237和激光器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于医疗诊断的系统，包括：光纤电缆；多个光发射器，光耦合到光纤电缆的第一端，其中，多个光发射器中的每个光发射器发射不同带宽的光；以及控制器，设置在所述系统中并电耦合到多个光发射器，其中所述控制器包括逻辑，所述逻辑在由所述控制器执行时使得控制器执行操作，所述操作包括：接收包括照明模式的指令，其中所述照明模式模仿到人眼的黑体发射光谱；以及调节从多个光发射器中的每个光发射器发射的光的强度，以匹配照明模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.28 US 15/222,4711.一种用于医疗诊断的系统，包括：光纤电缆；多个光发射器，光耦合到光纤电缆的第一端，其中，多个光发射器中的每个光发射器发射不同带宽的光；以及控制器，设置在所述系统中并电耦合到多个光发射器，其中所述控制器包括逻辑，所述逻辑在由所述控制器执行时使得控制器执行操作，所述操作包括：接收包括照明模式的指令，其中所述照明模式模仿到人眼的黑体发射光谱；以及调节从多个光发射器中的每个光发射器发射的光的强度，以匹配照明模式。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述照明模式包括用于所述多个光发射器发射的光的预定强度的集合。3.如权利要求2所述的系统，其中，所述预定强度的集合模仿对应于温度的黑体发射光谱，并且其中所述温度包括1,000°K和10,000°K之间的特定温度，含1,000°K和10,000°K。4.如权利要求3所述的系统，其中，当所述黑体发射光谱的温度小于4,000°K时，所述多个光发射器中具有最长波长发射光谱的光发射器具有最大强度，并且其中，当所述黑体发射光谱的温度大于4,000°K时，所述多个光发射器中具有最短波长发射光谱的光发射器具有最大强度。5.如权利要求1所述的系统，其中，由所述多个光发射器中的大多数光发射器发射的光的带宽小于5nm。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述照明模式在CIELUV颜色空间中通过根据黑体发射光谱使Δ(u'v')≤0.030来模仿黑体发射光谱。7.一种内窥镜照明的方法，包括：从多个发光模式中选择发光模式；响应于所选择的发光模式，从多个光发射器发射光，其中所述多个光发射器中的每个光发射器发射不同带宽的光；通过光纤电缆传输光，其中所述光纤电缆的第一端光耦合到多个光发射器；以及从光纤电缆的第二端向外耦合光，其中从所述光纤电缆的第二端输出的光模仿到人眼的连续发射光谱。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述多个发光模式中的每个发光模式对应于1,000°K和10,000°K之间的黑体发射光谱的温度，含1,000°K和10,000°K。9.如权利要求8所述的方法，其中，当黑体发射光谱的温度小于2,500°K时，所述多个光发射器发射随波长增加而单调增加的发射光谱，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：V加纳帕蒂，S辛哈，E雷费利，
申请(专利权)人：威里利生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US