内窥镜相机系统中的照明的闭环控制的制作方法
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。
背景技术：
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。
技术实现要素：
本发明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。
在本公开的第三方面的一些实施方式中，图像捕获设备是内窥镜。
本公开的第四方面包括一种对耦接到外部设备的照明源进行闭环控制的方法。该方法包括：将光从照明源供应到连接端口；以及测量在照明源处所供应的光的功率和/或波长。该方法还包括：在耦接到连接端口的外部设备的连接器处接收光；以及通过耦接到外部设备的光传感器测量所接收的光的功率和/或波长。该方法还包括：将所接收的光的测量功率和/或波长从外部设备传送到照明源；以及基于所供应的光的测量功率和/或波长以及所接收的光的测量功率和/或波长，调整在照明源处供应的光的输出。
在本公开的第四方面的一些实施方式中，外部设备是图像捕获设备。
在本公开的第四方面的一些实施方式中，该方法还包括基于所供应的光的测量功率和/或波长以及所接收的光的测量功率和/或波长，调整用于处理由图像捕获设备接收的图像的校准参数。
在本公开的第四方面的一些实施方式中，图像捕获设备是内窥镜。
在本公开的第四方面的一些实施方式中，光传感器被夹持到外部设备的光导。
在本公开的第四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。
在本公开的第四方面的一些实施方式中，光导与刚性光学元件一起使用。
在本公开的第四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。
在本公开的第四方面的一些实施方式中，光传感器被定位成测量在外部设备中的第一光导和第二光导之间的连接件处散射的所接收的光。
在本公开的第四方面的一些实施方式中，该方法还包括对所接收的光进行滤光以将所接收的光的一个或多个通道供应到光传感器。
在本公开的第四方面的一些实施方式中，对所接收的光进行滤光包括引导所接收的光通过二向色滤光器。
在本公开的第四方面的一些实施方式中，对所接收的光进行滤光包括引导所接收的光通过三色棱镜或其他多通道光谱分离光学部件或组件。
通过下面结合附图和权利要求的详细描述，将更清楚地理解这些和其他特征。
附图说明
为了更完整地理解本公开，现在结合附图和详细描述参考以下简要描述，其中相同的附图标记表示相同的部分。
图1是微创远程操作外科手术系统的平面图。
图2是用户控制系统的透视图。
图3是电子器件推车的透视图。
图4是远程操作外科手术系统的图解图示。
图5是内窥镜图像捕获设备的透视图。
图6是电子器件推车和内窥镜图像捕获设备的光学端口之间的光学耦接的图。
图7是用于闭环照明控制的系统的框图。
图8是夹持到光导的光传感器的框图。
图9是耦接到光纤束的分叉部分的光传感器的框图。
图10是两个光导的接合处的光传感器的框图。
图11是用于测量所接收光的独立通道的光传感器组件的功能框图。
图12a是位于光导周围的积分球中的光传感器的框图。
图12b是积分球的剖视图。
图13是示出基于所接收的光传感器测量值来调整电子器件推车的操作的示例性过程的流程图。
图14示出了示例性计算机系统。
实施方式方式
首先应当理解，尽管下面示出了一个或多个实施例的示意性实施方式，但所公开的系统和方法可以使用任何数量的技术来实现，无论是当前已知的还是存在的。本公开不应以任何方式局限于下面所示的示意性实施方式、附图和技术，而是可以在所附权利要求的范围内及其等同物的全部范围内进行修改。使用短语“和/或”指示可使用选项列表中的任何一者或任何组合。例如，“a、b和/或c”表示“a”、或“b”、或“c”、或“a和b”、或“a和c”、或“b和c”、或“a和b和c”。
参考一个实施例、实施方式或应用详细描述的元件可在任何实际情况下包括在未被具体示出或描述的其他实施例、实施方式或应用中。例如，如果参考一个实施例详细描述一个元件，而不参考第二实施例描述该元件，则该元件仍然可被要求受保护为包括在第二实施例中。因此，为了避免在以下描述中不必要的重复，除非另有具体描述，否则与一个实施例、实施方式或应用相关联地示出和描述的一个或多个元件可并入到其他实施例、实施方式或方面中，除非一个或多个元件将使实施例或实施方式不起作用，或者除非元件中的两个或更多个元件提供冲突功能。
本发明的各个方面主要根据使用da
根据各个方面，本公开描述了用于对通过连接器耦接到图像捕获设备的照明源进行闭环控制的系统和方法。图像捕获设备使用一个或多个光学部件或系统以用从照明源接收的光照亮正在由图像捕获设备进行成像的场景。典型地，图像捕获设备与照明源分开校准，从而导致整体照明系统中的可变性，该可变性未通过对每个设备的分开校准来解决。另外，图像捕获设备可与不同照明源一起使用，从而导致进一步可变性。可变性的主要来源发生在照明源和图像捕获设备之间的连接件处。
为了解决这种可变性并提供照明源的闭环控制，在图像捕获设备中的连接器下游放置光传感器。光传感器被配置为测量在图像捕获设备处接收的光。优选地，光传感器定位在图像捕获设备的相机壳体中以测量由相机接收的光，从而用于考虑从照明源到相机的光衰减的照明源的闭环控制。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以检测衰减的源或位置。可在单个光传感器位置处使用多于一种传感器类型的冗余光传感器以提供测量值的验证并增加所测量的信息的种类，诸如测量所接收光的总功率以及所接收光的光谱分布。
在一个示例中，内窥镜图像捕获设备包括相机壳体，该相机壳体包括具有光导(诸如光纤束)的柔性缆线。该缆线包括被配置为将光导耦接到光源的连接器。相机壳体还包括光传感器和在远端处具有相机尖端的刚性相机轴。相机尖端包括一个或多个图像传感器和相关联的光学系统。相机轴还包括第二光导(诸如第二光纤束)，该第二光导被配置为将从柔性缆线中的光导接收的光传送到相机尖端以照亮由一个或多个图像传感器成像的场景，诸如诊断或外科手术规程。光传感器可定位在相机壳体中，靠近光导、第二光导或光导与第二光导之间的接合处。还可在连接器处、在光导和相机壳体之间的连接件处和/或在相机尖端处提供附加光传感器。光传感器被配置为测量从光源接收的光的功率和/或波长。
由相机尖端中的一个或多个图像传感器捕获的图像经由有线或无线电连接件被传送到相机壳体，并且继而经由柔性缆线中的有线或无线电连接件被传送到连接器。另外，来自光传感器的所接收光的测量值经由柔性缆线中的有线或无线电连接件被传送到连接器。基于来自光传感器的测量值来调整光源的操作以提供光源的闭环控制，从而调整从光源到相机的光衰减的来源。
控制器系统包括配置为接受连接器的插座。控制器系统包括耦接到插座并被配置为向柔性缆线中的光导供应光的光源。控制器系统还包括图像处理器，该图像处理器耦接到插座并被配置为接收经由柔性缆线中的电连接件传送的图像。图像处理器被配置为基于针对图像捕获设备的校准数据来处理所接收的图像以生成一个或多个经处理的图像。控制器系统还被配置为接收来自图像捕获设备上的光传感器的测量值。由于使用内窥镜图像捕获设备，柔性缆线中的光导的光传输特性可能随时间推移而变化。另外，由于在医疗规程中使用，相机尖端可能随时间推移而磨损。因此，至少内窥镜图像捕获设备的光学特性将随时间推移而变化，从而导致从光源接收的光的衰减。另外，内窥镜图像捕获设备可在不同时间耦接到不同控制器系统，其中一个或多个控制器系统可具有以不同方式衰减从光源接收的光的不同配置。
控制器系统通过调整光源的输出以补偿衰减或通过调整图像捕获设备的校准数据以补偿衰减来调整从光源接收的光的这种衰减。例如，光源的功率水平可基于从光传感器接收到的测量值来增加。同样，可基于从光传感器接收的测量值来调整图像捕获设备的校准数据中的亮度、辉度、对比度或其他此类图像处理变量的校准值。
虽然在上述示例中使用了内窥镜图像捕获设备，但可使用耦接到外部照明源以用于提供照明源的闭环控制的任何图像捕获设备，诸如管道镜或其他的检查相机。同样地，本公开设想了耦接到控制器系统的任何其他设备，其基于从控制器系统接收的光进行操作并且包括用于测量所接收光的光传感器。
现在参考附图，其中相同的附图标记在几个视图中表示相同的部分，图1是微创远程操作外科手术系统10的平面图，该系统典型地用于对躺在移动手术台14上的患者12执行微创诊断或外科手术规程。该系统包括用户控制系统16，诸如在进行规程期间供外科医生18使用的移动外科医生控制台。一个或多个助手20也可参与该规程。微创远程操作外科手术系统10还包括操作系统22，诸如移动患者侧推车和移动电子器件推车24。在一些实施例中，手术台14、用户控制系统16、操纵系统22和电子器件推车24被安装轮子以提供移动性。
操纵系统22或其他此类操纵系统包括多个分段机械支撑臂72，每个机械支撑臂具有可旋转地安装到竖直支撑结构74的一个端部分并且具有安装可移除地耦接的外科手术器械26的另一端部分。在一些实施例中，每个机械支撑臂72包括第一区段72-1、第二区段72-2和第三区段72-3。在规程的设置期间，移动至少一个支撑臂72的多个区段以定位外科手术器械，从而用于插入患者12体内的微创切口内。
在规程期间，当器械被插入患者体腔内时，外科医生18通过用户控制系统16观看外科手术部位。外科手术部位的图像可由内窥镜28(诸如立体内窥镜)获得，该内窥镜可由操纵系统22操纵以定向内窥镜28。位于电子器件推车24上的计算机处理器可用于处理外科手术部位的图像，以用于随后通过用户控制系统16显示给外科医生18。可替换地，计算机处理器在此可被称为图像处理器或视频处理器。
还可在电子器件推车24上提供一个或多个照明源或照明器，以提供由内窥镜28用来照亮外科手术部位的光。照明器可包括白色光源、彩色光源(例如，红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色等)、红外光源、激光光源，或任何其他类型的光源或其组合。在外科手术或诊断规程的不同时间点可以使用不同的照明器。例如，可以诸如通过用户控制系统16上的选择来控制电子器件推车24，以便在第一时间提供来自第一组一个或多个照明器的光，并且在第二时间提供来自第二组一个或多个照明器的光。
一次使用的外科手术器械26的数量通常取决于诊断或外科手术规程以及手术室内的空间限制等因素。如果在规程期间需要改变正在使用的外科手术器械26中的一个或多个，则助手20可以从操纵系统22中移除外科手术器械26，并且用来自手术室中的托盘30的另一个外科手术器械26替换它。
图2是用户控制系统16的透视图。用户控制系统16包括具有左眼显示器32和右眼显示器34的显示区域31，以用于向外科医生18呈现实现深度感知的外科手术部位的协调立体视图。
控制台16还包括一个或多个控制输入36。被安装用于在操纵系统22(图1所示)上使用的一个或多个外科手术器械响应于外科医生18对一个或多个控制输入36的操纵而移动。控制输入36可提供与其相关联的外科手术器械26(如图1所示)相同的机械自由度以便为外科医生18提供临场感(telepresence)或控制输入36与器械26为一整体的感觉，使得外科医生具有直接控制器械26的强烈感觉。为此，可以采用位置、力和触觉反馈传感器(未示出)来通过控制输入36将位置、力和触觉从外科手术器械26传输回到外科医生的手。控制输入36的高度可通过高度调整杆38来调整。
用户控制系统16通常位于与患者相同的房间中，使得外科医生可以直接监测规程，如果需要的话可以亲自在场，并且直接而不是通过电话或其他通信介质与患者侧助理通话。但是，外科医生可位于不同的房间，完全不同的建筑物，或其他远离病人的位置，从而允许远程外科手术规程。
图3是电子器件推车24的透视图。电子器件推车24可经由插座27与内窥镜28耦接，并且包括计算机处理器以处理所捕获的图像供随后显示，诸如在用户控制系统16上显示给外科医生，或者在位于本地和/或远程的另一个合适显示器上显示给外科医生。例如，如果使用立体内窥镜，电子器件推车24上的计算机处理器可处理所捕获的图像以向外科医生呈现外科手术部位的协调立体图像。这样的协调可包括相对图像之间的对准，并且可包括调整立体内窥镜的立体工作距离。作为另一示例，图像处理可使用相机校准参数来补偿图像捕获设备的成像误差，诸如光学像差。电子器件推车还包括光学耦接到插座27以用于向内窥镜28供应光的一个或多个照明源。
任选地，电子器件推车24中的装备可集成到用户控制系统16或操纵系统22中，或者它可以分布在手术室中的各种其他位置。更一般地，电子器件推车24或具有来自电子器件推车24的集成装备的用户控制系统16在此可被称为用于向内窥镜28提供光源并处理来自图像捕获设备的图像的控制器系统。
图4示意性地示出了远程操作外科手术系统50(诸如图1的微创远程操作外科手术系统10)。外科医生可使用用户控制系统52(诸如图1中的用户控制系统16)以在微创规程期间控制操纵系统54(诸如图1中的操纵系统22)。操纵系统54可使用诸如立体内窥镜的图像捕获设备来捕获外科手术部位的图像并将所捕获的图像输出到位于电子器件推车56(诸如图1中的电子器件推车24)上的计算机处理器。与电子器件推车24一样，电子器件推车56还包括用于向图像捕获设备供应光的一个或多个照明源。该图像捕获设备还包括用于测量图像捕获设备从一个或多个照明源接收的光的一个或多个光传感器。计算机处理器通常包括一个或多个数据处理板，其用于执行存储在计算机处理器的非易失性存储器设备中的计算机可读代码。
在一个方面，计算机处理器可在任何后续显示之前以多种方式处理所捕获的图像。例如，在经由用户控制系统52向外科医生显示经处理的图像之前，计算机处理器可使用相机校准参数来补偿图像捕获设备的成像误差。例如，可调整校准参数中的一个或多个以补偿由图像捕获设备从一个或多个照明源接收的光的衰减，该衰减由一个或多个光传感器来测量。附加地或替代地，计算机处理器可调整一个或多个照明源的输出以补偿由图像捕获设备从一个或多个照明源接收的光的衰减，该衰减由一个或多个光传感器来测量。
附加地或替代地，所捕获的图像可由位于电子器件推车56外部的计算机处理器进行图像处理。在一个方面，远程操作外科手术系统50包括类似于位于电子器件推车56上的计算机处理器的任选计算机处理器58(如虚线所指示)，并且操作系统54将所捕获的图像输出到计算机处理器58以用于在用户控制系统52上显示之前进行图像处理。在另一方面，所捕获的图像首先由电子器件推车56上的计算机处理器进行图像处理，然后在显示于用户控制系统52上之前由计算机处理器58进行附加的图像处理。在一些实施方式中，电子器件推车56和/或计算机处理器58被统称为控制器系统。
远程操作外科手术系统50可包括任选的显示器60，如虚线所指示。显示器60与位于电子器件推车56上的计算机处理器并且与计算机处理器58耦接，并且由这些计算机处理器处理的捕获图像除了显示在用户控制系统52的显示器上之外，还可以显示在显示器60上。在各种实施方式中，显示器60可以诸如与电子器件推车24上的显示器25一起位于电子器件推车56上。在一些实施方式中，显示器60可与用户控制系统52和电子器件推车58分开。
图5是内窥镜图像捕获设备500的透视图。内窥镜图像捕获设备500包括连接器502、柔性缆线506、相机壳体508、刚性相机轴512和相机尖端514。连接器502包括光学端口504和电气端口(未示出)。连接器502被设定尺寸和形状以插入电子器件推车56上的插座中，诸如电子器件推车24的插座27或其他配合插座中。光学端口504被配置为接收由电子器件推车24向插座27供应的光。
柔性缆线506耦接在连接器502和相机壳体508之间。柔性缆线506包括光导，该光导被配置为将从连接器502的光学端口504接收的光传送到相机壳体508。例如，光导可以是单根光纤、具有多根光纤的光纤束和/或充满液体的内腔。另外，光导可与诸如杆、透镜等的刚性光学元件一起使用。柔性缆线506还包括被配置为在连接器502的电气端口和相机壳体508之间提供电通信的电连接。该电连接件可以是有线或无线连接。在一些实施方式中，有线连接是电线、梯形线、绞线对、通用串行总线(usb)缆线、以太网缆线或其他有线通信线路。
相机壳体508从柔性缆线506接收光导的远端。相机壳体508还接收刚性相机轴512的近端。刚性相机轴512的远端包括具有一个或多个图像传感器和相关联光学系统的相机尖端514。例如，相机尖端514可包括具有用于捕获场景(诸如外科手术或诊断规程)的立体图像的相应光学部件的两个图像传感器。刚性相机轴512还可包括第二光导，该第二光导被配置为将在相机壳体508处从柔性缆线中的光导接收的光传送到相机尖端514以照亮由一个或多个图像传感器成像的场景。第二光导可以是单根光纤、具有多根光纤的光纤束和/或充满液体的内腔。另外，第二光导可与诸如杆、透镜等的刚性光学元件一起使用。在一些实施方式中，第二光导可仅由刚性相机轴512内的刚性光学元件构成。
刚性相机轴512还可包括被配置为在相机尖端514的一个或多个图像传感器与相机壳体508之间提供电通信的第二电连接。由相机尖端514中的一个或多个图像传感器捕获的图像经由刚性相机轴512中的电连接件传送到相机壳体508。该电连接件可以是有线或无线连接。在一些实施方式中，有线连接是电线、梯形线、绞线对、通用串行总线(usb)缆线、以太网缆线或其他有线通信线路。
相机壳体508还可包括一个或多个相机控制单元(未示出)，这些相机控制单元被配置为供应电力并提供控制信号以用于从相机尖端514中的一个或多个图像传感器捕获图像。例如，当相机尖端514包括用于捕获立体图像的两个图像传感器时，相机壳体508可具有用于控制两个图像传感器中的每一个的相应相机控制单元。一个或多个相机控制单元还被配置为将所捕获的图像传送到连接器502的电气端口，以用于由电子器件推车56和/或计算机处理器58进行处理。
相机壳体508还可包括用于显示内窥镜图像捕获设备500的一个或多个操作控制的显示器510。相机壳体508还可包括只读存储器(未示出)，该只读存储器存储内窥镜图像捕获设备500的唯一标识符和/或校准数据。在一些实施方式中，唯一标识符是医学设备的通用唯一标识符(uuid)。唯一标识符可用于获得内窥镜图像捕获设备500的校准数据，如通过引用以其整体并入本文的题为“off-cameracalibrationparametersforanimagecapturedevice”的共同拥有的美国申请号62/722,314中所描述。
图6是电子器件推车24的插座27和内窥镜图像捕获设备的光学端口504之间的光学耦接的图。如图6所示，描绘了空气-光导耦接(例如，空气-光纤)，但可使用其他光学耦接。电子器件推车24可包括光源602a、光源602b和光源602c，其统称为光源602。虽然示出了三个光源602，但电子器件推车24中可包括更多或更少的光源602。每个光源602可提供不同光谱的光，或者为电子器件推车24提供的组合光提供不同的通道。例如，光源602a可以提供红光，光源602b可以提供蓝光，并且光源602c可以提供绿光。还可提供可见光谱的光之外的附加光源，诸如红外或紫外光源。光源602可由发光二极管(led)、激光器、灯泡或任何其他光源提供。另外，一个或多个滤光器(未示出)可与光源602中的一个或多个结合使用，以提供具有期望光谱特性(例如，颜色、偏振等)的光。
电子器件推车24还可包括透镜604a、透镜604b和透镜604c，其被统称为透镜604。在透镜604和光源602之间存在一一对应关系。透镜604中的每一个被配置为将由对应光源602发射的光成形并聚焦到光学端口504上。例如，透镜604a被配置为将光源602a发射的光成形并聚焦到光学端口504上。然而，制造和机械公差的变化可能导致来自光学端口504上的每个光源602的焦点的聚焦角度和尺寸之间的差异。例如，在光学端口504内由实线示出的投影606a表示由光源602a和透镜604a聚焦到光学端口504上的光。在光学端口504内由点划线示出的投影606b表示由光源602b和透镜604b聚焦到光学端口504上的光。在光学端口504内由虚线示出的投影606c表示由光源602c和透镜604c聚焦到光学端口504上的光。每个投影606之间的未对准程度仅出于说明性目的而示出，并且在使用中可存在更大或更小的未对准程度，并且其更一般地被称为光源602和光学端口504之间的耦接损耗。
在内窥镜图像捕获设备500的校准中或在电子器件推车24中的光源602的校准中，耦接损失不被解决或补偿。此外，耦接损耗可以在不同的电子器件推车24之间变化。因此，耦接损耗表示光源602所产生的光在其能够用于照亮内窥镜图像捕获设备500中的图像传感器所捕获的场景之前的主要衰减源。
由光源602产生的光的附加衰减源包括柔性缆线506中的光导由于光导的物理应力或操纵的劣化。对于给定的内窥镜图像捕获设备500，光导的物理劣化随时间推移变化，并且对于不同的内窥镜图像捕获设备500是不同的。另外，由光源602提供的光的强度所引起的柔性缆线506中的光导的负感作用(solarization)作为由光源602产生的光的附加衰减源。对于给定的内窥镜图像捕获设备500，光导的负感作用随时间推移变化，并且对于不同的内窥镜图像捕获设备500是不同的。可以另外存在光源602所产生的光在其能够用于照亮内窥镜图像捕获设备500中的图像传感器所捕获的场景之前的其他衰减源。一个或多个衰减源可能对所接收光的不同通道具有不同影响。
图7是闭环照明控制系统700的框图。系统700包括具有光源704和光传感器706的控制器系统702。例如，控制器系统702可以是电子器件推车24或电子器件推车56。光传感器706定位在控制器系统702内的第一位置处，并且被配置为生成由光源704产生的光的测量值，并且用作进行比较的基础以测量由光源704产生的光的衰减。控制器系统702以采样间隔存储来自光传感器706的测量值。
控制器系统702光学耦接到第一连接器708以供应由光源704产生的光。例如，第一连接器708可以是连接器502。光传感器710定位在第一连接器708内的第二位置处，并且被配置为测量从光源704接收的光。在第二位置处，光传感器710提供可用于确定在控制器系统702和连接器708之间的光学连接件处经历的耦接损耗的所接收光的测量值。光传感器710被配置为以采样间隔将在第二位置处的所接收光的测量值传送到控制器系统702。控制器系统702继而被配置为基于光源704产生的光的测量值与在第二位置处接收的光的测量值之间的差异来确定耦接损耗。
光导712将在第二位置处接收的光传送到相机718处的连接器714。例如，光导712可以是单根光纤、具有多根光纤的光纤束和/或充满液体的内腔。另外，该光导可与诸如杆、透镜等的刚性光学元件一起使用。虽然连接器714被描绘为在相机718的外部，但连接器714可位于相机718的壳体的内部。例如，如上所述，连接器714可以是柔性缆线506中的光导和刚性相机轴512中的第二光导之间的连接件。在一些实施方式中，可省略第二连接器714。光传感器716定位在第二连接器714内的第三位置处，并且被配置为测量从光导712接收的光。光传感器716被配置为以采样间隔将在第三位置处的所接收光的测量值传送到控制器系统702。
控制器系统702继而被配置为基于光源704产生的光的测量值与在第三位置处接收的光的测量值之间的差异来确定由于耦接损耗和光导712中的损耗(例如，由于物理操作或负感)而产生的组合衰减。另外，控制器系统702被配置为基于在第三位置处接收的光的测量值与在第二位置处接收的光的测量值之间的差异来确定光导712上的衰减。
光传感器720定位在相机718的壳体内的第四位置处，并且被配置为由测量相机718接收的光。例如，光传感器720可在相机718的壳体内靠近柔性缆线506中的光导、刚性相机轴512中的第二光导，或者在它们之间的接合处。光传感器720被配置为以采样间隔将在第四位置处的所接收光的测量值传送到控制器系统702。
控制器系统702被配置为基于由光源704产生的光的测量值与相机718在第四位置处接收的光的测量值之间的差异来确定总衰减。控制器系统702还被配置为基于相机718在第四位置处接收的光的测量值与相机718在第三位置处接收的光的测量值之间的差异来确定第二连接器714处的耦接损耗。控制器系统702还被配置为基于相机718在第四位置处接收的光的测量值与相机718在第二位置处接收的光的测量值之间的差异来确定传输衰减。
通过使用多个光传感器710、716、720，控制器系统702能够确定由光源704产生的光的衰减的位置或来源。在各种实施方式中，可省略光传感器710、716、720中的一个或多个。例如，在一个实施方式中，仅使用光传感器710来确定与控制器系统702的耦接损耗，其表示主要衰减源。在另一个实施方式中，仅使用光传感器720来确定总衰减。在一些实施方式中，还可以使用附加的光传感器(诸如在相机尖端514处)以测量用于照亮由图像传感器捕获的场景的光。
虽然在第二、第三和第四位置中的每一处仅示出了单个光传感器，但在所述位置中的一个或多个处可存在多个不同类型的光传感器。例如，第一光传感器可测量所接收光的总功率，并且第二光传感器可测量所接收光的光谱特性(例如，光谱功率分布、存在于所接收光中的光的波长、所接收光的偏振等)。控制器系统702被配置为相对于彼此验证在给定位置处的多个光传感器的测量值。例如，可相对于由第二光传感器测量的光谱功率分布的总和来验证由第一光传感器测量的总功率的值，以验证两个光传感器一致。如果给定位置处的光传感器中的一个与该位置处的其他光传感器中的一个或多个不一致，则控制器系统702可将不一致的光传感器识别为故障或以其他方式确定或警报维护状况。通过在给定位置使用不同类型的光传感器，除了验证给定位置的测量值之外，还可获得所接收光的附加光谱信息(例如，所接收光的色彩平衡)。
光传感器710、716、720可以是被配置为测量在光传感器处接收的光的功率和/或波长的任何类型的传感器。例如，光传感器710、716、720中的每一个可以是简单的光电二极管、光谱仪、光度计、颜色传感器芯片等，或者它们的组合，或者与一个或多个光学部件(例如，棱镜、滤光器、透镜、二向色滤光器、三色棱镜、或其他多通道光谱分离光学部件或组件)结合使用。
在各种实施方式中，采样间隔可以是相机718的帧率的频率或低于相机718的帧率的频率。例如，采样间隔可为16毫秒或16毫秒左右。在一些实施方式中，光传感器710、716、720中的一个或多个的采样间隔可以不同。例如，光传感器720的采样间隔可大于或小于光传感器710的采样间隔。
图8-图12b描绘了光传感器710、716、720的各种布置。图8是夹持到光导(诸如光导712)的光传感器的框图。束夹(bundleclamp)802被配置为将光传感器804相对于光导806保持在适当位置。可靠近光传感器804的位置移除光导806上的保护覆盖物(未示出)以允许从光导806散射或折射出的光到达光传感器804。光传感器804包括一个或多个电触点808，这些电触点被配置为将在光传感器804处接收到的光的测量值传送到诸如控制器系统702。例如，测量值可以是对应于在光传感器804处接收的光的电压和/或波长的电压或电流电平。替代地或附加地，测量值可以是在光传感器804处接收的光的功率水平和/或波长的值。
图9是耦接到光纤束光导的分叉部分的光传感器的框图。在图9所示的实施方式中，光导712是光纤束，其中该光纤束的主束902被分叉以提供将指向光传感器906的光纤904的一部分。例如，主束902可具有3000根或更多的光纤，而光纤904的分叉部分可包括100根或更少的光纤。光传感器906可类似于上面描述的光传感器804。主束908的剩余部分继续使光经过光传感器906传输到相机718。可使用其他配置和部件。
图10是在两个光导(诸如光导712和相机718内的光导(未示出))的连接件处的光传感器的框图。近侧束1002在该连接件处连接到远侧束1006以将光从近侧束1002传输到远侧束1006。近侧束1002在连接件处包括套圈1004并且远侧束1002同样在连接件处包括套圈1008。光传感器1010定位在接合处以测量来自连接的散射光1012。光传感器1010可定位在套管连接器壳体或夹具(未示出)内或作为其整体部分。光传感器1010可类似于上面描述的光传感器804。可使用其他配置和部件。
图11是用于测量在光传感器位置处的所接收光的单独通道的光传感器组件1100的功能框图。光传感器组件1100包括被配置为将所接收光1104分成多个不同光束1106a、1106b、1106b的分束器1102。不同光束1106a、1106b、1106b中的每一个被引导到多个光传感器1108a、1108b、1108c中的单独一个，每个光传感器被配置为测量所接收光1104的单独通道。例如，分束器1102可以是棱镜或三色棱镜或其他多通道光谱分离光学部件或组件。任选地，一个或多个光学元件1110a、1110b、1110c可对提供给相应光传感器1108a、1108b、1108c的光进行整形、聚焦和/或滤光。例如，光学元件1110a、1110b、1110c可另外对所接收光进行滤光，以用于仅将期望通道的光供应到相应光传感器1108a、1108b、1108c。例如，光学元件1110a、1110b、1110c各自可以是用于将不同颜色的光供应到光传感器1108a、1108b、1108c的二向色滤光器。本公开设想了用于测量所接收光1104的单独通道的光学元件和光传感器的配置的其他变化。
图12a是位于光导(诸如光导712)周围的积分球中的光传感器的框图。光导1202具有位于光导1202周围的积分球1204。在积分球1204内，可移除光导1202的保护覆盖物以允许从光导1202散射或折射出的光被引导到位于积分球1204周围的一个或多个光传感器1206a、1206b、1206c。积分球1204的内表面可具有漫射涂层以用于在积分球1204的整个内部体积中提供均匀量的光。图12b是积分球1204的剖视图。任选地，一个或多个挡板1208a、1208b、1208c可位于光传感器1206a、1206b、1206c中的每一个附近。虽然光传感器1206a、1206b、1206c被示出为围绕光导1202轴向定位在积分球1204上，但光传感器1206a、1206b、1206c也可沿光导1202在积分球上纵向间隔开。可以使用比所示的光传感器更多或更少的光传感器1206a、1206b、1206c。另外，一个或多个滤光器(未示出)可围绕光传感器1206a、1206b、1206c中的每一个定位。光传感器1206a、1206b、1206c可类似于上述光传感器804。可使用其他配置和部件。
图13是示出基于所接收的光传感器测量值来调整控制器系统702的操作的示例性过程1300的流程图。可以以控制器系统702的每个采样间隔实现过程1300。在1302处，控制器系统702接收第二位置处的所接收光的测量值。在1304处，控制器系统702确定由光源704产生的光的测量值与在第二位置处接收的光的测量值之间的差异。控制器系统702评估该差异是否超过由光源704产生的光与在第二位置处接收的光之间的可允许衰减的阈值水平。如果是，则在1306处，控制器系统702生成指示在第一连接器708处已检测到异常衰减量的连接误差的警报。
否则，在1308处，控制器系统702接收第三位置处的所接收光的测量值。在1310处，控制器系统702确定由光源704产生的光的测量值与在第三位置处接收的光的测量值之间的差异。替换地或附加地，控制器系统702确定在第三位置处接收的光的测量值与在第三位置处接收的光的测量值之间的差异。控制器系统702评估该差异是否超过由光源704产生的光与在第三位置处接收的光之间的可允许衰减的阈值水平。替换地或附加地，控制器系统702评估该差异是否超过在第三位置处接收的光与在第二位置处接收的光之间的可允许衰减的阈值。如果是，则在1312处，控制器系统702生成指示沿着光导712已检测到异常衰减量的光导误差的警报。
否则，在1314处，控制器系统702接收第四位置处的所接收光的测量值。在1316处，控制器系统702确定由光源704产生的光的测量值与在第四位置处接收的光的测量值之间的差异。替换地或附加地，控制器系统702确定在第四位置处接收的光的测量值与在第二和/或第三位置处接收的光的测量值之间的差异。控制器系统702评估该差异是否超过由光源704产生的光与在第四位置处接收的光之间的可允许衰减的阈值水平。替换地或附加地，控制器系统702评估该差异是否超过在第四位置处接收的光与在第二和/或第三位置处接收的光之间的可允许衰减的阈值。如果是，则在1318处，控制器系统702生成指示沿着系统700已检测到异常衰减量的总衰减误差的警报。
否则，在1320处，控制器系统702调整操作以补偿系统700对由光源704产生的光的衰减。例如，控制器系统702可调整光源704的输出来增加输出以补偿所测量的衰减。替换地或附加地，控制器系统702可调整用于处理从相机718接收的图像的一个或多个校准参数以补偿所测量的衰减。例如，当控制器系统702处理从相机718接收的图像时，可针对与亮度、辉度或对比度相关联的参数来调整一个或多个校准参数。
根据光传感器是否定位在第二、第三或第四位置中的每一个位置，可任选地省略或以不同的顺序执行1302-1318中的一个或多个。
应当理解，本文相对于各个附图描述的逻辑操作可被实现以(1)作为在计算设备(例如，图14中描述的计算设备)上运行的计算机实现的动作或程序模块(即，软件)的序列，(2)作为计算设备内的互连机器逻辑电路或电路模块(即硬件)和/或(3)作为计算设备的软件和硬件的组合。因此，本文讨论的逻辑操作不限于硬件和软件的任何特定组合。具体实施是取决于计算设备的性能和其他要求的选择问题。因此，本文描述的逻辑操作被不同地称为操作、结构设备、动作或模块。这些操作、结构设备、动作和模块可在软件、固件、专用数字逻辑以及它们的任何组合中实现。还应理解，可执行比图中所示和本文所描述的操作更多或更少的操作。这些操作也可以以与本文所述的顺序不同的顺序执行。
参考图14，示出了可在其上实现本发明的实施例的示例性计算设备1400。例如，本文描述的位于电子器件推车56或电子器件推车24上的计算机处理器、计算机处理器58或控制器系统702中的每一个可以被实现为计算设备，诸如计算设备1400。应当理解，示例性计算设备1400仅是可在其上实现本发明的实施例的合适计算环境的一个示例。任选地，计算设备1400可以是众所周知的计算系统，包括但不限于个人计算机、服务器、手持设备或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、网络个人计算机(pc)、小型计算机、大型计算机、嵌入式系统和/或包括多个任意上述系统或设备的分布式计算环境。分布式计算环境使得连接到通信网络或其他数据传输介质的远程计算设备能够执行各种任务。在分布式计算环境中，程序模块、应用程序和其他数据可存储在本地和/或远程计算机存储介质上。
在一个实施例中，计算设备1400可包括彼此通信的两个或更多个计算机，其进行协作以执行任务。例如但非限制地，可以对应用进行划分以允许应用的指令的并发和/或并行处理。可替换地，可以对由应用程序处理的数据进行划分以允许两个或多个计算机对数据集的不同部分进行并发和/或并行处理。在一个实施例中，计算设备1400可采用虚拟化软件来提供不直接绑定到计算设备1400中的若干计算机的若干服务器的功能。例如，虚拟化软件可在四个物理计算机上提供二十个虚拟服务器。在一个实施例中，可通过在云计算环境中执行一个应用程序和/或多个应用程序来提供上面公开的功能。云计算可包括使用动态可缩放的计算资源经由网络连接来提供计算服务。云计算可至少部分地由虚拟化软件支持。云计算环境可由企业建立和/或可根据需要从第三方供应商雇用。一些云计算环境可包括由企业拥有和运营的云计算资源以及从第三方供应商雇用和/或租赁的云计算资源。
在其最基本的配置中，计算设备1400通常包括至少一个处理单元1420和系统存储器1430。取决于计算设备的确切配置和类型，系统存储器1430可以是易失性(诸如随机存取存储器(ram))、非易失性(诸如只读存储器(rom)、闪存存储器等)或两者的某种组合。这种最基本的配置在图14中用虚线1410示出。处理单元1420可以是执行计算设备1400的操作所需的算术和逻辑操作的标准可编程处理器。例如，处理单元可被编程以执行上述过程1300。虽然仅示出了一个处理单元1420，但可存在多个处理器。因此，虽然指令可被讨论为由处理器执行，但指令可由一个或多个处理器同时执行、串行执行或以其他方式执行。计算设备1400还可包括用于在计算设备1400的各种部件之间传送信息的总线或其他通信机制。
计算设备1400可以具有附加特征/功能。例如，计算设备1400可包括附加存储装置，诸如可移除存储装置1440和不可移除存储装置1450，包括但不限于磁盘或光盘或磁带。计算设备1400还可包含网络连接件1480，该网络连接件允许设备诸如通过本文描述的通信路径与其他设备通信。网络连接件1480可采取调制解调器、调制解调器组、以太网卡、通用串行总线(usb)接口卡、串行接口、令牌环卡、光纤分布式数据接口(fddi)卡、无线局域网(wlan)卡、无线电收发器卡(诸如码分多址(cdma)、全球移动通信系统(gsm)、长期演进(lte)、微波接入全球互操作性(wimax)和/或其他空中接口协议无线电收发器卡)以及其他众所周知的网络设备的形式。计算设备1400还可具有输入设备1470，诸如键盘、小键盘、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、触摸屏、语音识别器、读卡器、纸带读取器或其他众所周知的输入设备。还可包括输出设备1460，诸如打印机、视频监测器、液晶显示器(lcd)、触摸屏显示器、显示器、扬声器等。附加设备可连接到总线，以便有利于计算设备1400的部件之间的数据通信。所有这些设备在本领域中是众所周知的并且在此无需详细讨论。
处理单元1420可被配置为执行在有形计算机可读介质中编码的程序代码。有形计算机可读介质是指能够提供致使计算设备1400(即机器)以特定方式操作的数据的任何介质。可利用各种计算机可读介质来向处理单元1420提供指令以供执行。示例性有形计算机可读介质可包括但不限于易失性介质、非易失性介质、可移除介质和不可移除介质，其以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的任何方法或技术来实现。系统存储器1430、可移除存储装置1440和不可移除存储装置1450都是有形计算机存储介质的示例。示例性有形计算机可读记录介质包括但不限于集成电路(例如，现场可编程门阵列或专用ic)、硬盘、光盘、磁光盘、软盘、磁带、全息存储介质、固态设备、ram、rom、电可擦除程序只读存储器(eeprom)、闪存存储器或其他存储器技术；cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光存储装置；盒式磁带(magneticcassette)、磁带(magnetictape)、磁盘存储装置或其他磁存储设备。
能够通过将可执行软件加载到计算机中来实现的功能可以按照众所周知的设计规则转换为硬件实施方式，这对于电气工程和软件工程领域来说是基本的。在软件相对于硬件中实现一种概念之间的决策通常取决于设计的稳定性和要产生的单元的数量，而不是从软件领域转换到硬件领域所涉及的任何问题。通常，仍然受到频繁改变的设计可能优选以软件实现，因为重制硬件实施方式比重制软件设计更昂贵。通常，将大批量生产的稳定的设计可优选在硬件中实现，例如在专用集成电路(asic)中实现，因为对于大型生产运行，硬件实施方式可能比软件实施方式更便宜。通常，可以以软件形式开发和测试一种设计，并且随后根据众所周知的设计规则将其转换为硬连线软件指令的专用集成电路中的等效硬件实施方式。类似地，以与由新asic控制的机器是特定机器或装置相同的方式，已经被编程和/或加载有可执行指令的计算机可被视为特定机器或装置。
在示例性实施方式中，处理单元1420可执行存储在系统存储器1430中的程序代码。例如，总线可将数据传送到系统存储器1430，处理单元1420从该系统存储器接收指令并执行该指令。由系统存储器1430接收的数据可任选地在由处理单元1420执行之前或之后被存储在可移除存储装置1440或不可移除存储装置1450上。
应当理解，本文描述的各种技术可以结合硬件或软件或者在适当的情况下结合其组合来实现。因此，当前公开的主题的方法和装置、或其某些方面或部分可采取体现在有形介质(诸如软盘、cd-rom、硬盘驱动器或任何其他机器可读存储介质)中的程序代码(即，指令)的形式，其中当程序代码被加载到诸如计算设备的机器中并由其执行时，机器成为用于实践当前公开的主题的装置。在可编程计算机上进行程序代码执行的情况下，计算设备通常包括处理器、由处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备以及至少一个输出设备。一个或多个程序可以例如通过使用应用编程接口(api)、可重用控件等来实现或利用结合当前公开的主题描述的过程。此类程序可以以高级过程化或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，如果需要，程序可以以汇编语言或机器语言来实现。在任何情况下，该语言可以是编译的或解释的语言，并且它可与硬件实施方式相结合。
本文可参考方法、系统、装置和计算机程序产品的框图和流程图图示来描述方法和系统的实施例。应当理解，框图和流程图图示的每个框以及框图和流程图图示中的框的组合分别可由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置上以产生机器，使得在计算机或其他可编程数据处理装置上执行的指令产生用于实现在流程图的一个或多个框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，其可引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式运行，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括用于实现在流程图的一个或多个框中指定的功能的计算机可读指令的制品。计算机程序指令还可被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以致使在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在流程图的一个或多个框中指定的功能的步骤。
因此，框图和流程图图示的框支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的步骤的组合和用于执行指定功能的程序指令装置。还将理解，框图和流程图图示的每个框以及框图和流程图图示中的框的组合可由执行指定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
虽然在本公开中提供了几个实施例，但应当理解，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，所公开的系统和方法可以许多其他特定形式来体现。当前的示例应被认为是说明性的而不是限制性的，并且其意图不限于本文给出的细节。例如，可在另一个系统中组合或集成各种元件或部件，或者可省略或不实现某些特征。
而且，在各个实施例中描述和图示为离散或独立的技术、系统、子系统和方法可与其他系统、模块、技术或方法组合或集成，而不脱离本公开的范围。被示出或讨论为彼此直接耦接或通信的其他项可以通过某个接口、设备或中间部件间接耦接或通信，不管是电气地、机械地或以其他方式。本领域技术人员可以确定改变、替换和变更的其他示例，并且可以在不脱离本文所公开的精神和范围的情况下进行这些。
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