内窥镜照明系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般涉及内窥镜的操作，并且尤其涉及用于内窥镜的照明系统。
【背景技术】
[0002] 内窥镜通常用于对体腔进行成像，并且为了对体腔进行成像，该体腔必须被照亮。
[0003] Su等人的美国专利申请2009/0076329(Su等人的公开通过引用并入本文）描述了 具有布置在内窥镜内部的两个成像传感器和固态照明源的一次性立体式内窥镜。
[0004] Shelton等人的美国专利申请2011/0174861(Shelton等人的公开通过引用并入本 文）描述了在控制单元和遥感器之间具有无线通信的外科器械。该公开阐述了该器械可以 包括由电池供电并且由控制单元控制的显示器。
[0005] Navok等人的美国专利7,410,462(Navok等人的公开通过引用并入本文)描述了具 有复合光学视窗的密封内窥镜组件。该公开阐述了该复合光学视窗可以具有用于成像系统 和照明系统的单独的窗格。
[0006] 由日本东京的Olympus公司生产的"DUR-D"输尿管镜使用内窥镜保护系统，该系统 利用并入到输尿管镜中的CMOS传感器的能力来检测颜色。从CMOS传感器传送到输尿管镜的 控制单元的信息被用于快速关闭输尿管镜的激光。
[0007] 通过引用并入本专利申请的文献被认为是本申请的组成部分，除了在某种程度上 在这些并入的文献中以与在本说明书中明确地或隐含地做出的定义相抵触的方式定义任 何术语之外，仅应考虑本说明书中的定义。
【发明内容】
[0008] 本发明的实施方式提供了成像装置，该成像装置包括：
[0009] 成像单元，该成像单元包括：
[0010] 图像传感器，该图像传感器被配置成捕捉区域的图像，并且响应于所捕捉到的图 像输出图像信号；
[0011] 照明源，该照明源被配置成照亮所述区域；以及
[0012] 驱动电路，该驱动电路被联接以接收指示照明源的目标光通量的数字值，并且生 成用于驱动照明源的脉宽调制(PWM)信号，其中，该信号的占空比由所述值确定；
[0013] 相机控制单元，该相机控制单元被配置成处理图像信号，以便生成所述区域的图 像，并且基于该图像输出指示目标光通量的数字值;以及
[0014] 单根线缆，该单根线缆将成像单元连接到相机控制单元以便传送图像信号和数字 值。
[0015] 通常，照明源包括发光二极管(LED)。由处于所述占空比的on状态的驱动电路提供 的电流可以是LED的最小操作电流。
[0016] 所公开的实施方式还包括被配置成驱动照明源的直流(DC)电流源，其中，在低于 目标光通量的边界值的情况下，驱动电路生成PWM信号，在高于边界值的情况下，DC源根据 目标光通量生成DC电流。通常，驱动电路位于内窥镜的手柄内，并且，DC源位于相机控制单 元内。驱动电路可以被实现为可变电流负载。
[0017] 在另一个公开的实施方式中，单根线缆被配置成将直流(DC)电流从相机控制单元 传送到驱动电路，以便向该驱动电路供电。
[0018] 在又一个公开的实施方式中，成像单元被包括在内窥镜内，并且照明源和驱动电 路位于内窥镜的手柄内，并且该手柄被配置成由内窥镜的操作者握持，以便对该内窥镜进 行操纵。
[0019] 根据本发明的实施方式还提供了装置，该装置包括：
[0020] 内窥镜，该内窥镜包括：
[0021] 管，该管具有近端和被配置用于插入体腔内的远端；
[0022] 图像传感器，该图像传感器被安装在远端，并且被配置成响应于从体腔的区域接 收到的照明生成体腔的区域的图像信号；
[0023] 手柄，该手柄被配置成固定地连接到管的近端，并且被配置成由内窥镜的操作者 握持，以便对该内窥镜进行操纵；
[0024] 驱动电路，该驱动电路被安装在手柄内，并且被配置成生成脉宽调制(PWM)电流； 以及
[0025] 照明源，该照明源被安装在手柄内，被配置成接收HVM电流，并且作为响应照亮体 腔，以便提供从体腔接收到的照明；以及
[0026] 相机控制单元(CCU)，该相机控制单元(CCU)被配置成控制图像传感器，并且响应 于图像信号的接收生成体腔的图像。
[0027] 在另选的实施方式中，驱动电路由直流(DC)电流供电，所述装置还包括连接在CCU 和手柄之间的单根线缆，并且该单根线缆被配置成将DC电流传送到驱动电路以及将图像信 号传送到(XU。
[0028] 通常，PWM电流由驱动电路以一定占空比提供给LED，并且由处于占空比的on状态 的驱动电路提供的电流是LED的最小操作电流。
[0029] (XU可以被配置成处理图像信号，以便输出指示照明源的目标光通量的数字值，并 且驱动电路可以被联接以接收该数字值，并且生成具有由该值确定的占空比的PWM电流。
[0030] 所述装置可以包括被配置成驱动照明源的直流(DC)电流源，使得在低于目标光通 量的边界值的情况下，驱动电路生成ΠΜ信号，在高于边界值的情况下，DC源根据目标光通 量生成DC电流。
[0031] 所述装置可以包括将内窥镜连接到CCU的单根线缆，该单根线缆被配置成将图像 信号从图像传感器传送到CCU，以及将直流(DC)电流从CCU传送到驱动电路，以便向该驱动 电路供电。
[0032] 根据本发明的实施方式还提供了用于成像的方法，该方法包括以下步骤：
[0033] 在成像单元内配置图像传感器以捕捉区域的图像，并且响应于所捕捉到的图像输 出图像信号；
[0034] 在成像单元内配置照明源以照亮所述区域；
[0035] 在成像单元内配置驱动电路以接收指示照明源的目标光通量的数字值，并且生成 脉宽调制(PWM)信号，以利用由该值确定的信号的占空比来驱动该照明源；
[0036] 在相机控制单元中处理图像信号，以便生成区域的图像，并且基于该图像输出指 示目标光通量的数字值;以及
[0037] 利用单根线缆将成像单元连接到相机控制单元，以便传送图像信号和数字值。
[0038] 根据本发明的实施方式还提供了一种方法，该方法包括：
[0039] 将内窥镜的管插入到体腔内，该管具有近端和远端；
[0040] 在远端处安装内窥镜的图像传感器，并且响应于从体腔的区域接收到的照明利用 该图像传感器生成体腔的区域的图像信号；
[0041] 将内窥镜的手柄固定地连接到管的近端，该手柄被配置成由内窥镜的操作者握 持，以便对该内窥镜进行操纵；
[0042] 在手柄内安装驱动电路，并且利用该驱动电路生成脉宽调制(pm〇电流；
[0043] 在手柄内安装照明源，配置该源以接收HVM电流，并且作为响应照亮体腔，以便提 供从所述体腔接收到的照明；以及
[0044] 配置相机控制单元(CCU)来控制图像传感器，并且响应于图像信号的接收生成体 腔的图像。
[0045] 结合附图根据下面的本发明的实施方式的详细描述将更加全面地理解本发明，在 附图中：
【附图说明】
[0046] 图1是根据本发明的实施方式的内窥镜照明系统的示意图；
[0047] 图2是示出根据本发明的实施方式的内窥镜、手柄以及相机控制单元模块的元件 的不意图；
[0048] 图3是根据本发明的实施方式由发光二极管(LED)发射的光通量相对于驱动该LED 的电流的不意性曲线图；以及
[0049] 图4是根据本发明的实施方式由LED汲取的平均DC电流相对于该LED的平均目标通 量的示意性曲线图。
【具体实施方式】
[0050] 概述
[0051] 本发明的实施方式包括通