过单根线缆连接到相机控制单元(CXU)的内窥镜，该CCU 操作该内窥镜。内窥镜中的图像传感器生成由内窥镜捕捉到的图像的图像信号，并且该图 像信号经由单根线缆被传输到CCU，该CCU处理该信号，以在与该CCU相连接的屏幕上显示相 应的图像。在内窥镜的手柄中，安装有照明源，通常是发光二极管(LED)，并且该照明源由也 安装在该手柄内的驱动电路驱动。由该源提供的照明生成由图像传感器捕捉到的图像。 [0052] 连续直流(DC)电流或脉宽调制（PWM)电流可以被提供给照明源，该照明源相应地 生成连续或脉冲光通量。通常，驱动电路被配置成当照明源需要生成低平均通量级时，以不 同的占空比提供PWM电流，根据所需的低通量级调节占空比。另外，DC源(通常安装在CCU中） 可以被配置成以根据所需的高通量级调节的等级提供连续DC电流。
[0053]通常，CCU被配置成根据照明源需要的目标光通量计算数字值。该数字值可以设置 要生成PWM电流还是连续DC电流，并且还可以设置占空比（针对PWM)。
[0054]通过在内窥镜的手柄中安置驱动电路，本发明的实施方式在手柄内仅生成PWM电 流。因此，在将CCU连接到内窥镜的单根线缆中，不存在PWM电流的传递。（在现有系统中，这 种类型的传递对线缆中传递的图像信号造成干扰。）相反，在本发明的实施方式中，即使当 驱动电路需要PWM电流时，经由单根线缆仅传送为该驱动电路供电所需的DC电流，使得对该 线缆中的图像信号不存在干扰。
[0055] 详细描述
[0056] 现在参照图1，图1是根据本发明的实施方式的内窥镜照明系统10的示意图。系统 10可以被用在对患者的体腔12的侵入性医疗过程(通常是微创过程）中，以便对体腔的区域 进行成像。举例来说，在本说明书中，体腔被假定为患者的腹腔，并且体腔12在本文中还被 称为腹腔12。然而，应当理解，系统10可以被用于对基本上任何体腔(诸如，膀胱或胸部）中 或者其它实体中的区域进行成像。
[0057] 系统10由位于操作内窥镜18的内窥镜模块16中的相机控制单元(CCU)模块14 (本 文中还被称为(XU 14)来操作。内窥镜模块16包括与存储器22进行通信的处理器20,并且该 处理器和存储器可以由内窥镜模块使用，以便控制CCU模块14,以及执行下面描述的CCU模 块的功能中的至少一些。
[0058]内窥镜模块16还可以包括可以由处理器20使用的诸如图像处理模块和缩放/摇摄 (zoom/pan)模块的其它模块，但是为简单起见在图中未示出。处理器使用以上面提及的模 块的形式以及以其它形式存储在存储器22中的软件来操作系统10。由处理器20执行的操作 的结果可以在屏幕26上呈现给系统10的操作者(举例来说假定是医生）。屏幕26通常显示由 内窥镜所获取的经历该过程的体腔12的区域的图像。另选地或附加地，屏幕26可以用于向 操作者24显示图形用户界面。例如，软件可以通过网络以电子的形式下载到处理器20,或者 软件可以（另选地或附加地)被设置和/或存储在诸如磁、光或电子存储器的非瞬时有形介 质上。
[0059]为了执行过程，医生将套管针40插入腹腔12内，并且然后经由该套管针将内窥镜 18插入到腹腔内。从而医生可以操纵内窥镜，该内窥镜被附接到被配置成由医生握持的手 柄44。通常，手柄44和内窥镜18作为单个一体式系统来生产，其中，手柄和内窥镜被固定地 附接在一起。
[0060]内窥镜18的元件由CCU模块14控制，并且为了提供该控制，手柄44通过单根线缆50 被连接到CCU模块。下面参照图2更加详细地描述由CCU模块控制的内窥镜18的元件。
[0061 ]图2是示出根据本发明的实施方式的内窥镜18、手柄44以及CCU模块14的元件的示 意图。内窥镜18和手柄44充当(并且本文中也被称为)成像单元。内窥镜18包括管52,该管52 可以是刚性的或者是柔性的。该管在其近端处被连接到手柄44。位于管52的远端的图像传 感器56被布置成捕捉体腔12的区域的图像。针对其操作，图像传感器接收由充当传感器驱 动器的传感器电路60生成的驱动信号。电路60位于手柄44内，通常被实现为印刷电路板，并 且本文中也被称为手柄板60。在操作中，传感器56生成对应于所捕捉到的图像的图像信号， 并且将该图像信号传递到手柄板60,其中，对该图像信号进行预处理。通常利用贯穿管52的 线缆62在手柄板60和传感器56之间传递驱动信号和图像信号。
[0062]由板60执行的预处理将图像信号转换成适合于经由线缆50中的导体64被传输至 CCU模块14的形式的条件信号。线缆50包括其它导体，在下面描述这些导体的功能，并且线 缆内的这些导体通常由可以被配置成充当回路(return)的线缆护套68来遮蔽。通常，由板 60执行的用以生成条件信号的预处理包括图像信号的放大、过滤以及阻抗转换。
[0063]由传感器56进行成像的体腔12的区域被照明源72照亮，该照明源72包括发光二极 管（LED)，因此源72在本文中也被称为LED 72。通常，LED 72被安装在手柄44中，并且通过 LED生成的照明可以从该LED传递，以便所述照明通过光纤76从管52的远端出射。LED 72可 以由LED驱动电路80来驱动，该LED驱动电路80通常通过被配置为手柄板60的一部分而被并 入手柄44内。驱动电路80根据由电路接收到的通常作为通信信号的数字值V CQN向LED 72提 供脉宽调制(P丽)驱动电流，并且在下面描述了该驱动电路的操作的方式。另选地，LED 72 可以由CCU模块14中的DC电流源块92利用DC电流来驱动。也在下面描述DC电流源92。
[0064] 图3是根据本发明的实施方式由LED 72发射的光通量相对于驱动该LED的电流的 示意性曲线图。通量Φ_以流明来计量，并且电流I是以mA计量的连续直流(DC)电流。该曲线 图示出了，随着电流的增加，由LED 72发射的通量也增加。由于DC电流是连续的，因此由LED 发射的通量也是连续的。该曲线图还示出了，存在最小DC电流Imin，在该最小DC电流Imin处由 LED发射的通量是最小通量ΦΜΙΝ。通常，LED的规格不包括低于Imin的操作电流，这是因为对 于这样的电流由LED发射的通量的质量是不确定的。因此，为了在其规格内的稳定的操作， LED不以低于Imin的电流操作，因此曲线图在该电流处具有第一终止点（termination)。曲线 图在最大电流Imax处具有第二终止点，在该第二终止点处LED能够操作。在最大电流处，LED 72发射出最大通量ΦΜΑΧ。
[0065] 为了LED 72发射出小于Φμιν的平均光通量，本发明的实施方式使用脉宽调制 (PWM)使LED间歇地在开启状态和关闭状态之间跳动。在开启状态下，利用DC电流Imin或更高 的电流来驱动LED;在关闭状态下，不存在用于LED的驱动电流。
[0066] 为了使LED 72以高于和低于最小通量级Φμιν的等级发射通量，该LED被配置成在 下面两种状态中的一种状态下操作：
[0067]在连续操作状态下，LED接收具有大于或等于Imin的值的连续DC电流。
[0068]在PWM操作状态下，LED接收具有可以变化的占空比的脉冲DC电流，但使得在LED的 开启状态下，提供给该LED的电流大于或等于IMIN。
[0069] 下面对LED 72的这两种不同的操作状态进行更详细的描述。
[0070] 在LED的连续操作状态下，由LED 72发射的通量是根据驱动该LED的连续DC电流。 在该状态下，驱动LED的电流大于或等于IMIN，并且作为响应，由该LED发射的通量是连续的 并大于或等于_Φ :ΜΙΝ:。
[0071 ]在LED的PWM操作状态下，由LED 72发射的通量取决于驱动该LED的脉冲DC电流的 占空比，并且还取决于在占空比为on状态下的该脉冲DC电流的