从内部照明器系统提供一致输出的制作方法
【专利摘要】在某些实施方案中，判定内部照明器输出包括计算内部照明器系统的照明器贡献和内部照明器系统的一种或多种光纤的纤维贡献。内部照明器输出根据所述照明器贡献和所述纤维贡献而判定。可以使用已校准的或根据经验判定的因素(诸如，照明器立柱效率、衰减器因素、初始灯性能和/或所述灯的灯性能退化因素)来确定所述照明器贡献。可以使用已校准的或根据经验判定的因素(诸如，纤维耦合因素或所述光纤的纤维传输比)来确定所述纤维贡献。
【专利说明】从内部照明器系统提供一致输出
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及内部照明器，并且更具体地，涉及从内部照明器系统提供一致输出。
【背景技术】
[0002]内部照明器系统具有投射光以照亮目标的内部照明器探针，所述目标诸如人或其它有机体的一个部位的内部区域(诸如，眼球)。例如，除内部照明器探针之外，内部照明系统还可以包括照明控制台。该照明控制台收纳光源和将来自该光源的光聚焦到连接器端口上的光学器件。内部照明器探针具有连接到在端口处的照明控制台的近端和投射照明光的远端。内部照明器系统的输出描述在内部照明器探针的远端处的输出。关于内部照明器输出的信息对于用户而言会是重要的。例如，在玻璃体视网膜手术中，光量受到控制以避免对视网膜的过多暴露。然而，在某些情况下，某些已知的内部照明器系统未能提供用于计算精确且有效的内部照明器输出的技术。
【发明内容】
[0003]在某些实施方案中，判定内部照明器输出包括计算内部照明器系统的照明器贡献和内部照明器系统的一种或多种光纤的纤维贡献。内部照明器输出根据照明器贡献和纤维贡献而判定。可以使用已校准的或根据经验判定的因素(诸如，照明器立柱效率、衰减器因素、初始灯性能和/或灯的灯性能退化因素)来确定照明器贡献。可以使用已校准的或根据经验判定的因素(诸如，纤维耦合因素或光纤的纤维传输比)来确定纤维贡献。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]现在将通过参考附图通过实例更详细地描述本公开的示例性实施方案，在附图中:
[0005]图1示出根据某些实施方案的可以计算其输出的系统的实例。
[0006]图2示出根据某些实施方案的用于计算内部照明器输出的方法的实例；
[0007]图3示出根据某些实施方案的衰减器因素的实例。
[0008]图4示出根据某些实施方案的灯强度函数的实例。
[0009]图5示出根据某些实施方案的灯强度退化函数的实例。
[0010]图6示出使用测量的功率来判定灯性能的实例；以及
[0011]图7示出根据某些实施方案的不同类型的探针的纤维传递函数的实例。
【具体实施方式】
[0012]现在参考说明书和附图，详细地示出所公开的装置、系统和方法的示例实施方案。说明书和附图的意图不是详尽的或以其它方式将权利要求限制或约束于说明书中所公开的和附图中所示的具体实施方案。虽然附图代表可能的实施方案，但是附图不一定按比例，并且某些特征可能被夸大、移除、或部分切割以更好地示出这些实施方案。
[0013]图1示出可以计算其内部照明器输出的系统10的实例。系统10可位于内部照明器系统的控制台的光学包络面(optical enVelOpe)20内。内部照明器系统可以具有投射光以照亮目标的内部照明器探针，所述目标诸如人或其它有机体的部位。例如，内部照明器探针可以是投射照明光到眼球内部中的手术器械。
[0014]在示出的实例中，系统10包括如示出的那样光、电和/或机械地耦合的灯(或照明器)24、球面镜26 (26a-b)、透镜30 (30a_b)、冷镜32 (32a_b)、热镜36 (36a_b)、滤光镜40(40a-b)、衰减器 44(44a-b)、透镜 46(46a-b)、端口 (50a_b)、光纤(52a_b)和计算系统60 (其包括一个或多个存储器62和一个或多个处理器64)。在操作实例中，灯24提供光，该光朝透镜30被引导和/或由球面镜26朝透镜30反射。透镜30准直光并且将光朝冷镜32引导,该冷镜32朝热镜36传播红外光并且反射可见光。热镜36朝滤光镜40传递可见光，该滤光镜40过滤剩余的紫外光和红外光。衰减器44使朝透镜46引导的光衰减，该透镜46朝端口 50聚焦光。端口将光耦合到光纤52。
[0015]在特定的实施方案中，灯24可以是任意适当的光源，例如，弧光灯、发光二极管(LED)、或激光光源。不同类型的灯24可以与系统10—起使用。例如，可以使用特定类型的灯，然后用另一个类型的灯取代它。镜26可以是朝透镜30引导(诸如，反射)光的任意适当的光学器件(诸如，反射表面)。例如，镜26可以是球面镜。透镜30可以是准直光的任意适当的光学器件。例如，透镜30可以是非球面聚光透镜。
[0016]冷镜32可以是朝热镜36引导(诸如，反射)光的任意适当的光学器件(诸如，反射表面)。例如，冷镜32可以是反射可见光而传播红外光的介质镜或二向色滤光镜。热镜36可以是朝热镜滤光镜40引导(诸如，传播)光的任意适当的光学器件(诸如，光学滤光镜)。例如，热镜36可以是传播可见光而反射红外光的介质镜或二向色滤光镜。
[0017]可以使用辅助滤光镜来改变照明光的颜色。衰减器44(44a_b)可以是使光衰减的任意适当的器件，诸如百叶式衰减器。透镜46可以是朝端口 50引导光的任意适当的光学器件，诸如将准直光转换成定向光的非球面聚光透镜。端口 50将光稱合到光纤52。光纤52可以是传播光的光波导管。光纤52可以具有任意适当的直径，例如，在0.1毫米(mm)至Imm范围内的直径。在某些实施方案中，光纤52将光传送到探针(诸如，内部照明器探针)。
[0018]在某些实施方案中，位于内部照明器系统的控制台内计算系统60可以用来控制系统10。例如，用户可以使用例如图形用户界面(GUI)(诸如，触摸屏)将内部照明器系统的输出的设定点输入到计算系统60中。计算系统60可以控制系统10的部件以便维持该设定点。例如，计算系统60可以计算内部照明器输出，判定输出和设定点之间的差，然后调节这些部件以补偿所述差。在某些实施方案中，计算系统60可以调节衰减器44和/或光源功率以输出或多或少的光。在某些实施方案中，计算系统60可以将内部照明器输出输出(例如，显示)给用户。
[0019]在某些实施方案中，计算系统60可以使用任意适当的信息计算内部照明器输出，所述信息诸如校准和/或根据经验判定的(诸如，测量的和/或记录的)信息。信息可以包括，例如，灯或探针信息，诸如UFR和FTF信息(下述)。信息可以以任意适当的方式被收集，所述任意适当的方式诸如使用无线或有线通信、存储的查询表、用户输入、监测系统10的一个或多个部件的监测器件，和/或其它适当的过程或器件。例如，读/写函数能够跟踪灯工作时间。
[0020] 图2示出显示用于计算内部照明器输出的方法的实例的图70。内部照明器输出描述在内部照明器系统的端口 50处的输出。该输出可以是光通量输出。在某些实施方案中，可以根据内部照明器系统的灯24的照明器贡献和内部照明器系统的一种或多种光纤52的纤维贡献的数学函数来计算内部照明器输出。
[0021]在某些实施方案中，内部照明器输出可以是照明器贡献和纤维贡献的乘积。例如，内部照明器输出可以使用方程式(I)来描述:
[0022]照明器贡献*纤维贡献 (I)
[0023]照明器贡献描述照明器的光通量输出。在某些实施方案中，照明器贡献可以是描述灯24的一个或多个常数和/或考虑灯24的寿命的一个或多个时间依赖因素的数学函数。例如，恒定值可以包括照明器立柱效率、衰减因素和/或初始灯性能。时间依赖因素可以包括灯性能退化因素。在某些实施方案中，照明器贡献可以直接被采样并被测量。
[0024]纤维贡献描述光纤52传播光到何种程度。在某些实施方案中，纤维贡献可以是恒定值和/或时间依赖因素的函数。例如，恒定值可以是纤维耦合因素，并且时间依赖因素可以是纤维传输比。
[0025]在某些实施方案中，照明器贡献和纤维贡献可以使用方程式(2)来描述:
[0026]φι = nLXfLXI(P0) XLIDF(t) XUFRXFTF(t) (2)
[0027]照明器贡献由IlLXfLXI(Pci) XLIDF(t)给出，其中1是照明器立柱效率，4是衰减器因素，I(Ptl)是初始灯性能，并且LIDF(t)是灯性能退化因素。纤维贡献由UFRXFTF(t)给出，其中，UFR是纤维探针相对于玻璃纤维标准(通常以低强度、稳定的、散射试验源测量)的纤维传输比，并且FTF (t)是纤维传递函数(为实际源相对于试验源的耦合比率)。
[0028]照明器立柱效率测量灯24相对于参考灯的光学效率的百分比，该参考灯可以被视为具有最佳效率。在某些实施方案中，照明器立柱效率可以在灯24的制造期间执行的校准过程中被判定。
[0029]衰减器因素描述相对于衰减器44的位置而言通过衰减器44的传输。在某些实施方案中，衰减器因素可以在灯24的制造期间被判定。参考图3描述衰减器因素的实例。
[0030]初始灯性能描述灯24通过标准纤维(诸如，通常在试验持续时间内不退化的玻璃纤维标准)的初始光通量输出。在某些实施方案中，初始灯性能可以使用灯24的功率消耗(例如，在灯24的初始预热循环之后测量的)和描述相对于功率消耗的光通量输出的灯强度函数来估计。灯强度函数可以以任意适当的方式(例如，根据经验数据)来判定。灯强度函数的实例可以使用方程式(3)来描述:
CiPi1
!.....f I
[0032]其中，Ci根据经验判定，并且n>0，诸如n>3，例如，η = 9。参考图4描述灯强度函数的实例。
[0033]初始灯性能可以以其它适当的方式(例如，通过对灯24的初始输出采样)来判定。在某些实施方案中，响应于附加数据，例如，附加功率消耗数据，可以调节初始灯性能。在某些实施方案中，可以为下一个灯(诸如，更换灯)判定下一个初始灯性能。下一个灯的下一个照明器贡献可以使用下一个初始灯性能来计算，并且内部照明器系统的下一个内部照明器输出可以根据下一个照明器贡献和纤维贡献来判定。
[0034]灯性能退化因素描述退化随着灯24老化灯24的强度的退化。在某些实施方案中，灯性能退化因素可以使用为灯寿命的规范化函数的灯强度退化函数来判定。灯性能退化函数可以根据经验数据来判定。例如，数据可以描述通过标准纤维测量的作为灯寿命的函数的光通量退化的程度。标准纤维可以是例如玻璃纤维标准(GFS)，并且可以提供角和空间孔隙让光以受控的方式通过。灯性能退化函数的实例可以使用方程式(4)来描述:
[0035]
【权利要求】
1.一种用于判定内部照明器输出的方法，所述方法包括: 确定内部照明器系统的灯的灯性能退化因素 使用所述灯性能退化因素来计算所述灯的照明器贡献； 计算所述内部照明器系统的一种或多种光纤的纤维贡献；以及根据所述照明器贡献和所述纤维贡献来判定所述内部照明器系统的所述内部照明器输出。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括: 接收所述内部照明器系统的设定点；以及 调节所述内部照明器系统的一个或多个部件以使所述内部照明器输出与所述设定点相匹配。
3.根据 权利要求1所述的方法，还包括: 监测所述灯的灯退化；以及 调节所述内部照明器系统的一个或多个部件以补偿所述灯退化。
4.根据权利要求1所述的方法，所述计算所述照明器贡献还包括: 确定所述灯的照明器立柱效率；以及 使用所述照明器立柱效率来计算所述照明器贡献。
5.根据权利要求1所述的方法，所述计算所述照明器贡献还包括: 确定所述灯的衰减器因素；以及 使用所述衰减器因素来计算所述照明器贡献。
6.根据权利要求1所述的方法，所述计算所述照明器贡献还包括: 确定所述灯的初始灯性能；以及 使用所述初始灯性能来计算所述照明器贡献。
7.根据权利要求1所述的方法，所述计算所述纤维贡献还包括: 确定所述一种或多种纤维的纤维耦合因素；以及 使用所述纤维耦合因素来计算所述纤维贡献。
8.根据权利要求1所述的方法，所述计算所述纤维贡献还包括: 确定所述一种或多种纤维的纤维传输比；以及 使用所述纤维传输比来计算所述纤维贡献。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括: 判定下一个灯的下一个初始灯性能； 使用所述下一个初始灯性能来计算所述下一个灯的下一个照明器贡献；以及根据所述下一个照明器贡献和所述纤维贡献来判定所述内部照明器系统的下一个内部照明器输出。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括: 收集信息以使用无线或有线通信、存储的查询表、用户输入或监测器件来判定所述内部照明器输出。
11.一种用于判定内部照明器输出的系统，所述系统包括: 一个或多个存储器，其被配置成存储内部照明器系统的灯的灯性能退化因素；以及 一个或多个处理器，其被配置成:使用所述灯性能退化因素来计算所述灯的照明器贡献； 计算所述内部照明器系统的一种或多种光纤的纤维贡献；以及 根据所述照明器贡献和所述纤维贡献来判定所述内部照明器系统的内部照明器输出。
12.根据权利要求11所述的系统，所述一个或多个处理器进一步被配置成: 接收所述内部照明器系统的设定点；以及 调节所述内部照明器系统的一个或多个部件以使所述内部照明器输出与所述设定点相匹配。
13.根据权利要求11所述的系统，所述一个或多个处理器进一步被配置成: 监测所述灯的灯退化；以及 调节所述内部照明器系统的一个或多个部件以补偿所述灯退化。
14.根据权利要求11所述的系统，所述计算所述照明器贡献还包括: 确定所述灯的照明器立柱效率；以及 使用所述照明器立柱效率来计算所述照明器贡献。
15.根据权利要求11所述的系统，所述计算所述照明器贡献还包括: 确定所述灯的衰减器因素；以及 使用所述衰减器因素来计算所述照明器贡献。
16.根据权利要求11所述的系统，所述计算所述照明器贡献还包括: 确定所述灯的初始灯性能；以及 使用所述初始灯性能来计算所述照明器贡献。
17.根据权利要求11所述的系统，所述计算所述纤维贡献还包括: 确定所述一种或多种纤维的纤维耦合因素；以及 使用所述纤维耦合因素来计算所述纤维贡献。
18.根据权利要求11所述的系统，所述计算所述纤维贡献还包括: 确定所述一种或多种纤维的纤维传输比；以及 使用所述纤维传输比来计算所述纤维贡献。
19.根据权利要求11所述的系统，所述一个或多个处理器进一步被配置成: 判定下一个灯的下一个初始灯性能； 使用所述下一个初始灯性能来计算所述下一个灯的下一个照明器贡献；以及根据所述下一个照明器贡献和所述纤维贡献来判定所述内部照明器系统的下一个内部照明器输出。
20.根据权利要求11所述的系统，所述一个或多个处理器进一步被配置成: 收集信息以使用无线或有线通信、存储的查询表、用户输入或监测器件来判定所述内部照明器输出。
21.一种用于判定内部照明器输出的方法，所述方法包括: 确定初始灯性能； 使用所述初始灯性能来计算照明器贡献； 计算纤维贡献；以及 根据所述照明器贡献和所述纤维贡献来判定所述内部照明器输出。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括:接收所述内部照明器系统的设定点；以及 调节所述内部照明器系统的一个或多个部件以使所述内部照明器输出与所述设定点相匹配。
23.根据权利要求21所述的方法，还包括: 监测所述灯的灯退化；以及 调节所述内部照明器系统的一个或多个部件以补偿所述灯退化。
24.一种用于判定内部照明器输出的方法，所述方法包括: 确定纤维耦合因素； 使用所述纤维耦合因素来计算纤维贡献； 计算照明器 贡献；以及 根据所述纤维贡献和所述照明器贡献来判定所述内部照明器输出。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括: 接收所述内部照明器系统的设定点；以及 调节所述内部照明器系统的一个或多个部件以使所述内部照明器输出与所述设定点相匹配。
26.根据权利要求24所述的方法，还包括: 监测所述灯的灯退化；以及 调节所述内部照明器系统的一个或多个部件以补偿所述灯退化。
【文档编号】F21V33/00GK103958965SQ201280059601
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月1日 优先权日:2011年12月22日
【发明者】M·J·帕派克, J·C·赫库拉克 申请人:爱尔康研究有限公司