内窥镜相机系统中的照明的闭环控制技术方案

一种照明源可通过连接器耦接到图像捕获设备。光传感器被放置在连接器下游以测量由图像捕获设备从照明源接收的光。光传感器将所接收的光的测量值提供给照明源以用于照明源的闭环控制。光传感器可定位在相机壳体中以考虑从照明源到相机的光衰减。光传感器可定位在图像捕获设备上的其他位置处。多个光传感器可定位在图像捕获设备上的不同位置处以检测衰减的来源或位置。可在单个光传感器位置处使用多于一种类型的传感器的冗余光传感器来提供测量值的验证并增加所测量的信息的种类。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内窥镜相机系统中的照明的闭环控制相关申请的交叉引用本申请要求2018年9月27日提交的美国临时专利申请序列号62/737,263的利益，该申请的公开内容通过引用明确并入本文。
技术介绍
图像捕获设备通常在现场使用前进行工厂校准。在校准过程期间，捕获测试图案的一个或多个图像并将其用作基准以生成用于图像捕获设备的校准数据。例如，使用一个或多个变换来调整来自图像捕获设备的捕获图像以与测试图案的已知图像对准。校准过程可校准捕获图像以校正图像捕获设备中的颜色、光学、对准、或其他图像传感器引起的或光学引起的误差或变化。校准过程生成一组校准数据，该组校准数据用图像捕获设备来存储并被应用以校正在使用中由图像捕获设备捕获的图像。图像捕获设备外部的照明源可供应光以便照亮由图像捕获设备捕获的场景。照明源可与图像捕获设备分开校准以提供受控量的光。
技术实现思路
本专利技术的第一方面包括一种系统，该系统包括控制器系统，该控制器系统包括照明源和连接端口，该连接端口被配置为将光从照明源供应到控制器系统的外部。该系统还包括图像捕获设备，该图像捕获设备包括具有连接器的光导，该连接器被配置为连接到连接端口并接收由照明源供应的光，其中图像捕获设备被配置为用所接收的光照亮场景。该系统还包括光传感器，该光传感器被配置为测量所接收的光的功率和/或波长。该控制器系统被配置为基于所接收的光的测量功率来调整操作。在本公开的第一方面的一些实施方式中，功率是所接收的光的总功率或所接收的光的一个或多个波长处的功率。在本公开的第一方面的一些实施方式中，光传感器是光谱仪。在本公开的第一方面的一些实施方式中，光传感器定位在图像捕获设备的壳体内、所述连接器处、或光导与图像捕获设备之间的连接器处。在本公开的第一方面的一些实施方式中，光传感器是定位在图像捕获设备的壳体内、所述连接器处、和/或光导与所述图像捕获设备之间的连接器处的多个光传感器中的一个。控制器系统被配置为基于在第一位置处接收的光的第一测量功率与在第二位置处接收的光的第二测量功率之间的差异来确定照明误差的位置。第二位置比第一位置更远离连接器。在本公开的第一方面的一些实施方式中，控制器系统被配置为基于所接收的光的测量功率和/或波长来调整操作以改变照明源的输出。在本公开的第一方面的一些实施方式中，控制器系统被配置为基于所接收的光的测量功率来调整操作以改变用于处理由图像捕获设备接收的图像的校准参数。在本公开的第一方面的一些实施方式中，光传感器被夹持到光导以测量从光导散射或折射出的所接收的光的一部分。在本公开的第一方面的一些实施方式中，光导是单根光纤、具有多根光纤的光纤束和/或充满液体的内腔。在本公开的第一方面的一些实施方式中，光导与刚性光学元件一起使用。在本公开的第一方面的一些实施方式中，光导是光纤束，其中来自光纤束的光纤的子集从光纤束分叉并且被引导以将所接收的光的一部分提供给光传感器。在本公开的第一方面的一些实施方式中，光传感器被定位成测量在光导和第二光导之间的连接件处散射的所接收的光。在本公开的第一方面的一些实施方式中，该系统还包括滤光器，该滤光器定位在光导和光传感器之间，其被配置为将所接收的光的一个或多个通道供应到光传感器。在本公开的第一方面的一些实施方式中，滤光器包括二向色滤光器。在本公开的第一方面的一些实施方式中，滤光器包括三色棱镜或其他多通道光谱分离光学部件或组件。在本公开的第一方面的一些实施方式中，图像捕获设备是内窥镜。本公开的第二方面包括一种图像捕获设备，其包括光导，该光导具有连接器，该连接器被配置为连接到照明源的连接端口并接收由照明源供应的光。该图像捕获设备还包括图像传感器，该图像传感器被配置为捕获用所接收的光照亮的场景的图像。该图像捕获设备还包括光传感器，该光传感器被配置为测量所接收的光的功率和/或波长，其中该连接器被进一步配置为传送所接收的光的测量功率和/或波长。在本公开的第二方面的一些实施方式中，功率是所接收的光的总功率或所接收的光的一个或多个波长处的功率。在本公开的第二方面的一些实施方式中，光传感器是光谱仪。在本公开的第二方面的一些实施方式中，光传感器定位在图像捕获设备的壳体内、所述连接器处、或光导与图像捕获设备之间的连接器处。在本公开的第二方面的一些实施方式中，光传感器是定位在图像捕获设备的壳体内、所述连接器处、和/或光导与图像捕获设备之间的连接器处的多个光传感器中的一个。在本公开的第二方面的一些实施方式中，光传感器被夹持到光导以测量从光导散射或折射出的所接收的光的一部分。在本公开的第二方面的一些实施方式中，光导是单根光纤、具有多根光纤的光纤束和/或充满液体的内腔。在本公开的第二方面的一些实施方式中，光导与刚性光学元件一起使用。在本公开的第二方面的一些实施方式中，光导是光纤束，其中来自光纤束的光纤的子集从光纤束分叉并且被引导以将所接收的光的一部分提供给光传感器。在本公开的第二方面的一些实施方式中，光传感器被定位成测量在光导和第二光导之间的连接件处散射的所接收的光。在本公开的第二方面的一些实施方式中，该系统还包括滤光器，该滤光器定位在光导和光传感器之间，其被配置为将所接收的光的一个或多个通道供应到光传感器。在本公开的第二方面的一些实施方式中，滤光器包括二向色滤光器。在本公开的第二方面的一些实施方式中，滤光器包括三色棱镜或其他多通道光谱分离光学部件或组件。在本公开的第二方面的一些实施方式中，图像捕获设备是内窥镜。本公开的第三方面包括一种控制器系统，其包括被配置为供应光的照明源。该控制器系统还包括光传感器，该光传感器被配置为测量所供应的光的功率。该控制器系统还包括连接端口，该连接端口被配置为将所供应的光传送到外部设备的外部。该连接端口被进一步配置为从外部设备接收由外部设备接收的光的测量功率和/或波长的传送。该控制器系统还包括控制器，该控制器被配置为基于所供应的光的测量功率和/或波长以及由外部设备接收的光的测量功率来调整操作。在本公开的第三方面的一些实施方式中，连接端口被进一步配置为从外部设备接收沿着外部设备的光学传输路径在不同位置处接收的光的功率和/或波长的多个测量值的传送。控制器被配置为基于在沿着光学传输路径的第一位置处接收的光的功率和/或波长的多个测量值中的第一测量值与在沿着光学传输路径的第二位置处接收的光的功率和/或波长的多个测量值中的第二测量值之间的差异来确定照明误差的位置。第二位置比第一位置更远离连接器。在本公开的第三方面的一些实施方式中，控制器系统被配置为基于由外部设备接收的光的测量功率和/或波长来调整操作以改变照明源的输出。在本公开的第三方面的一些实施方式中，外部设备是图像捕获设备。在本公开的第三方面的一些实施方式中，控制器系统被配置为基于由图像捕获设备接收的光的测量功率和/或波长来调整操作以改变用于处理从图像捕获设备接收的图像的校准参数。在本公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n控制器系统，其包括照明源和连接端口，所述连接端口被配置为将光从所述照明源供应到所述控制器系统的外部；/n图像捕获设备，其包括具有连接器的光导，所述连接器被配置为连接到所述连接端口并接收由所述照明源供应的光，其中所述图像捕获设备被配置为用所接收的光照亮场景；以及/n光传感器，其被配置为测量所接收的光的功率和/或波长，其中所述控制器系统被配置为基于所接收的光的测量功率来调整操作。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180927 US 62/737,2631.一种系统，包括：
控制器系统，其包括照明源和连接端口，所述连接端口被配置为将光从所述照明源供应到所述控制器系统的外部；
图像捕获设备，其包括具有连接器的光导，所述连接器被配置为连接到所述连接端口并接收由所述照明源供应的光，其中所述图像捕获设备被配置为用所接收的光照亮场景；以及
光传感器，其被配置为测量所接收的光的功率和/或波长，其中所述控制器系统被配置为基于所接收的光的测量功率来调整操作。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述功率是所接收的光的总功率或所接收的光的一个或多个波长处的功率。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述光传感器是光谱仪。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述光传感器定位在所述图像捕获设备的壳体内、所述连接器处、或所述光导与所述图像捕获设备之间的连接器处。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述光传感器是定位在所述图像捕获设备的壳体内、所述连接器处、和/或所述光导与所述图像捕获设备之间的连接器处的多个光传感器中的一个。


6.根据权利要求5所述的系统，其中所述控制器系统被配置为基于在第一位置处所接收的光的第一测量功率与在第二位置处所接收的光的第二测量功率之间的差异来确定照明误差的位置。


7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二位置比所述第一位置更远离所述连接器。


8.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器系统被配置为基于所接收的光的测量功率和/或波长来调整操作以改变所述照明源的输出。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器系统被配置为基于所接收的光的测量功率来调整操作以改变用于处理由所述图像捕获设备接收的图像的校准参数。


10.根据权利要求1所述的系统，其中所述光传感器被夹持到所述光导以测量从所述光导散射或折射出的所接收的光的一部分。


11.根据权利要求1所述的系统，其中所述光导是单根光纤、具有多根光纤的光纤束和/或充满液体的内腔。


12.根据权利要求11所述的系统，其中所述光导与刚性光学元件一起使用。


13.根据权利要求11所述的系统，其中所述光导是所述光纤束，其中来自所述光纤束的光纤的子集从所述光纤束分叉并且被引导以将所接收的光的一部分提供给所述光传感器。


14.根据权利要求1所述的系统，其中所述光传感器被定位成测量在所述光导和第二光导之间的连接件处散射的所接收的光。


15.根据权利要求1所述的系统，还包括：
定位在所述光导和所述光传感器之间的滤光器，其被配置为将所接收的光的一个或多个通道供应到所述光传感器。


16.根据权利要求15所述的系统，其中所述滤光器包括二向色滤光器。


17.根据权利要求15所述的系统，其中所述滤光器包括三色棱镜或其他多通道光谱分离光学部件或组件。


18.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像捕获设备是内窥镜。


19.一种图像捕获设备，包括：
光导，其具有连接器，所述连接器被配置为连接到照明源的连接端口并接收由所述照明源供应的光；
图像传感器，其被配置为捕获用所接收的光照亮的场景的图像；以及
光传感器，其被配置为测量所接收的光的功率和/或波长，其中所述连接器被进一步配置为传送所接收的光的测量功率和/或波长。


20.根据权利要求19所述的图像捕获设备，其中所述功率是所接收的光的总功率或所接收的光的一个或多个波长处的功率。


21.根据权利要求19所述的图像捕获设备，其中所述光传感器是光谱仪。


22.根据权利要求19所述的图像捕获设备，其中所述光传感器定位在所述图像捕获设备的壳体内、所述连接器处、或所述光导与所述图像捕获设备之间的连接器处。


23.根据权利要求19所述的图像捕获设备，其中所述光传感器是定位在所述图像捕获设备的壳体内、所述连接器处、和/或所述光导与所述图像捕获设备之间的连接器处的多个光传感器中的一个。


24.根据权利要求19所述的图像捕获设备，其中所述光传感器被夹持到所述光导以测量从所述光导散射或折射出的所接收的光的一部分。


25.根据权利要求19所述的图像捕获设备，其中所述光导是单根光纤、具有多根光纤的光纤束和/或充满液体的内腔。


26.根据权利要求25所述的图像捕获设备，其中所述光导与刚性光学元件一起使用。


27.根据权利要求25所述的图像捕获设备，其中所述光导是所述光纤束，其中来自所述光纤束的光纤的子集...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·莱韦斯克，J·D·霍尔德曼，B·D·霍夫曼，D·C·里欧，N·M·纳萨布，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国;US