内窥镜用可调光光源控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及光纤导光束技术领域，具体而言涉及内窥镜用可调光光源控制系统。


背景技术：

2.内窥镜是经人体的天然孔道，或者是经手术做的小切口进入人体内，使用时将内窥镜导入预检查的器官内，直接探视人体内部的局部部位的变化，其中内窥镜的物镜探入体内观察，目镜一侧输出图像，通过进光后的成像进行可视反馈到外部的显示器上，图像质量的好坏直接影响着内窥镜探视的结果。
3.内窥镜的端头部位一般通过光纤导入照明光束，将内窥镜头部的空间照亮，令物镜能够记录清晰的图像，但由于内窥镜探入的部位表壁反光程度不同，因此会在成像的图像上表现出局部高亮的情况，导致图像成像不清晰，目前的调光方式虽然是自动调光，但其光感应窗设置在前端，对反光区域的感应不够灵敏，因此调光后仍会出现局部反光的情况，增大图像修正的工作量或使图像不够清晰。


技术实现要素：

4.根据本实用新型目的的第一方面，提出一种内窥镜用可调光光源控制系统，包括：
5.发光器，被设置在内窥镜的端面，并用于提供照明；
6.主感光窗，被设置在所述内窥镜的端面，用于感应环境亮度信息，并将亮度信息传递给亮度感应单元；
7.物镜，被设置在所述内窥镜的端面，用于对环境图像信息成像，并通过传像束传递给图像显示单元；
8.其中，所述发光器的光源输入侧设有无级调光单元，所述无级调光单元的输入侧设有光源控制器，所述光源控制器用于控制和调整所述无级调光单元进行调光；
9.所述发光器被设置包括发光体和侧感光体，所述发光体的输入侧与所述无级调光单元光耦合，并能被所述无级调光单元调节亮度，所述侧感光体的输出侧与所述亮度感应单元光耦合，用于反馈环境亮度信息。
10.由此，在使用时，通过在内窥镜端部设置呈环形分布的发光器，且每个发光器均包括发光体和侧感光体，配合端头上的亮度感应单元，可以实时感应所处环境内反光情况，光源控制器进行无级调光，例如，在实际设计和使用过程中，可根据亮度感应单元反馈的亮度信息和图像显示单元的图像质量信息进行无极调光，实现人体内部环境反光亮度对发光器的发光亮度做适应性调整。
11.优选的，所述发光体包括固定在所述内窥镜端面的第一透光窗以及设置在所述第一透光窗与无级调光单元之间的用于导光的第一导光束。
12.优选的，所述侧感光体包括固定在所述内窥镜端面的第二透光窗以及设置在所述第二透光窗与亮度感应单元之间用于导光的第二导光束。
13.优选的，所述内窥镜的端面周侧设置有两组以上的所述发光器。
14.优选的，所述发光体和侧感光体被设置呈由所述内窥镜端面向周侧面延伸的弧面或斜面，且所述侧感光体低于所述发光体。
15.优选的，所述无级调光单元包括无级调光控制器和led光源，所述无级调光控制器控制所述led光源无级调节亮度。
16.优选的，所述内窥镜的端面设有钳道出口。
17.优选的，所述内窥镜的端面设有喷嘴，所述喷嘴与外部供气/供水系统连接。
18.优选的，所述物镜的视场角在140
°
～170
°
，所述发光器的光照角度大于所述物镜的视场角。
19.与现有技术相比，本实用新型的可调光光源控制系统的显著优点在于：
20.本实用新型的可调光光源控制系统通过在内窥镜端部设置呈环形分布的发光器，且每个发光器均包括发光体和侧感光体，配合端头上的亮度感应单元，在使用时可实时感应所处环境内反光情况，利用亮度感应单元、光源控制器和无级调光单元，并结合图像显示单元最终显示的图像亮度为主导，控制无级调光单元调整发光器的发光亮度，并能根据视角内局部亮、暗情况对发光亮度增、减调整，使最终的图像在图像显示单元上呈现的更加清晰。
附图说明
21.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例。
22.图1是本实用新型实施例的内窥镜用可调光光源控制系统的控制系统图。
23.图2是本实用新型实施例的内窥镜用可调光光源控制系统中内窥镜的立体结构示意图。
24.图3是本实用新型实施例的内窥镜用可调光光源控制系统中内窥镜的正视结构示意图。
25.图4是本实用新型实施例的内窥镜用可调光光源控制系统中内窥镜的侧面剖视结构示意图。
具体实施方式
26.为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
27.由于目前内窥镜的光源调整仅靠前端面的感光窗反馈，无法接受周侧更大面积的反光情况，并且其光源位置单一，虽然能够调整光源亮度，但无法针对高亮区域的局部视角降低调光，或针对局部昏暗区域的提升调光，例如胃镜、腹腔、耳道等粘膜反光程度不同，肠道内还存在复杂的凹凸面，单一的调光方式导致目镜并不能输出高质量的图像。
28.如图1所示，根据本实用新型公开的实施例的内窥镜用可调光光源控制系统，旨在加强发光体11根据环境亮度变化的调节能力，使内窥镜镜头能够在不同反光度环境下，能提供适合的光照亮度，令物镜6能始终识别出质量高的图像。结合图1-4所示的可调光光源控制系统包括发光器1、主感光窗2、亮度感应单元3、光源控制器4、无级调光单元5、物镜6和
图像显示单元9。
29.如图2所示，发光器1被设置在内窥镜100的端面，并用于提供照明。
30.主感光窗2被设置在内窥镜100的端面，用于感应环境亮度信息，并将亮度信息传递给亮度感应单元3。
31.物镜6被设置在内窥镜100的端面，对环境图像信息成像，并通过传像束61传递给图像显示单元9。
32.其中，发光器1被设置包括发光体11和侧感光体12，发光体11的输入侧与无级调光单元5光耦合，并能被无级调光单元5调节亮度。
33.侧感光体12的输出侧与亮度感应单元3光耦合，用于反馈环境亮度信息。
34.如图1所示，发光器1的光源输入侧设有无级调光单元5，无级调光单元5的输入侧设有光源控制器4，光源控制器4光源控制器用于控制和调整所述无级调光单元进行调光。
35.在可选的实施例中，内窥镜100的端面周侧设置有两组以上的发光器1，如图3所示，发光器1优选数量设置八组，呈中心对称分布在内窥镜100的端面，可以从内窥镜100头部的八个方向感应反光强度以及提供照明。
36.当然，在另外的实施例中，还可以设置其他数量合适的发光器，均匀分布到内窥镜100的端面。
37.如此，当某个角度区域的亮度显示高亮，而相对的区域显示昏暗，则可以对应的对高亮区域降低亮度，在昏暗区域提高亮度，令环境的亮度相对均一，从而使图像在图像显示单元9上呈现的更加清晰，减少图像处理难度，并能提升图像质量，以便于观察病灶情况。
38.在可选的实施例中，发光体11包括固定在内窥镜100端面的第一透光窗111以及设置在第一透光窗111与无级调光单元5之间的用于导光的第一导光束112。
39.侧感光体12包括固定在内窥镜100端面的第二透光窗121以及设置在第二透光窗121与亮度感应单元3之间用于导光的第二导光束122。
40.其中。第一导光束112和第二导光束122均采用光纤导光束制成，靠近透光窗的一侧与透光窗内壁贴合，另一侧与无级调光单元5、亮度感应单元3光耦合，实现导光效果。
41.在可选的实施例中，发光体11和侧感光体12被设置呈由内窥镜100端面向周侧面延伸的弧面或斜面。
42.在本实用新型的实施例中，优选采用弧面，能够多角度的照射光线和接收光线，另外侧感光体12低于发光体11，可以避免发光体11发出光线直接对侧感光体12影响，使侧感光体12只能接收内腔壁反射的光。
43.在本实用新型的实施例中，光源控制器4可设计成根据亮度感应单元3采集的亮度信息和图像显示单元9的图像质量信息调整无级调光单元5，使无级调光单元5能根据环境反光亮度对发光器1的发光亮度做适应性调整。
44.例如，发光器1正常工作情况下，由光源控制器4通过无级调光单元5调整后，发出预设亮度的光，经过导光束之后，由发光体11发出照亮视场内的环境，物镜6对视场内的图像成像，并通过传像束61传递给图像显示单元9，图像显示单元9基于cmos或者ccd实现，并进行光电转换并将成像数据显示后，获得图像亮度信息并传递给光源控制器4。
45.光源控制器4接收侧感光体12以及主感光窗2接收的反馈光，光源控制器4以最终图像显示单元9显示的图像的亮度为依据，控制无级调光单元5调整发光器1的发光亮度，并
能根据视角内局部亮、暗情况对发光亮度增、减调整，使最终的图像在图像显示单元9上呈现的更加清晰。
46.例如，物镜6的视场角在140
°
～170
°
，物镜6的视角范围大，侧感光体12跟主感光窗2一样的反馈亮度信息，用于调整整体亮度。亮度信息和图像显示单元反馈的图像质量信息都对调光影响，先是光反馈调节，调节完了再看图像，以图像清晰为标准。
47.进一步的，无级调光单元5包括无级调光控制器和led光源，无级调光控制器控制led光源无级调节亮度，其中led光源以及导光束的配合，可以使光源具有超长的使用寿命，无级调光控制器采用无极pwm调光系统控制，能够以无极调节的方式调光，以针对反光情况做更精细的调整。
48.如图2-4所示，以设置有钳道出口101的内窥镜100为例。在钳道出口101内，可设置供医生进行操作用的微型手术器械，例如有与外部操控装置连接的钳子，可以执行手术操作。
49.结合图示，内窥镜100的端面设有喷嘴8，喷嘴8与外部供气/供水系统连接，用于手术中喷水或喷气操作。
50.如前述的，物镜6的视场角被设计在140
°
～170
°
范围内，发光器1的光照角度大于物镜6的视场角，令物镜6的视角范围内均被发光器1照亮，减少盲区。
51.结合以上实施例，通过在内窥镜100端部设置呈环形分布的发光器1，且每个发光器1均包括发光体11和侧感光体12，配合端头上的亮度感应单元3，可以实时感应所处环境内反光情况，利用亮度感应单元3、光源控制器4和无级调光单元5，并结合图像显示单元9最终显示的图像亮度为主导，控制无级调光单元5调整发光器1的发光亮度，并能根据视角内局部亮、暗情况对发光亮度增、减调整，使最终的图像在图像显示单元9上呈现的更加清晰。
52.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

技术特征：
1.一种内窥镜用可调光光源控制系统，其特征在于，包括：发光器（1），被设置在内窥镜（100）的端面，并用于提供照明；主感光窗（2），被设置在所述内窥镜（100）的端面，用于感应环境亮度信息，并将亮度信息传递给亮度感应单元（3）；物镜（6），被设置在所述内窥镜（100）的端面，用于对环境图像信息成像，并将通过传像束（61）传递给图像显示单元（9）；其中，所述发光器（1）的光源输入侧设有无级调光单元（5），所述无级调光单元（5）的输入侧设有光源控制器（4），所述光源控制器（4）用于控制和调整所述无级调光单元（5）进行调光；所述发光器（1）被设置包括发光体（11）和侧感光体（12），所述发光体（11）的输入侧与所述无级调光单元（5）光耦合，并能被所述无级调光单元（5）调节亮度，所述侧感光体（12）的输出侧与所述亮度感应单元（3）光耦合，用于反馈环境亮度信息。2.根据权利要求1所述的内窥镜用可调光光源控制系统，其特征在于，所述发光体（11）包括固定在所述内窥镜（100）端面的第一透光窗（111）以及设置在所述第一透光窗（111）与无级调光单元（5）之间的用于导光的第一导光束（112）。3.根据权利要求1所述的内窥镜用可调光光源控制系统，其特征在于，所述侧感光体（12）包括固定在所述内窥镜（100）端面的第二透光窗（121）以及设置在所述第二透光窗（121）与亮度感应单元（3）之间用于导光的第二导光束（122）。4.根据权利要求1所述的内窥镜用可调光光源控制系统，其特征在于，所述内窥镜（100）的端面周侧设置有两组以上的所述发光器（1）。5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的内窥镜用可调光光源控制系统，其特征在于，所述发光体（11）和侧感光体（12）被设置呈由所述内窥镜（100）端面向周侧面延伸的弧面或斜面，且所述侧感光体（12）低于所述发光体（11）。6.根据权利要求1所述的内窥镜用可调光光源控制系统，其特征在于，所述无级调光单元（5）包括无级调光控制器和led光源，所述无级调光控制器控制所述led光源无级调节亮度。7.根据权利要求1所述的内窥镜用可调光光源控制系统，其特征在于，所述内窥镜（100）的端面设有钳道出口（101）。8.根据权利要求1所述的内窥镜用可调光光源控制系统，其特征在于，所述内窥镜（100）的端面设有喷嘴（8），所述喷嘴（8）与外部供气/供水系统连接。9.根据权利要求1所述的内窥镜用可调光光源控制系统，其特征在于，所述物镜（6）的视场角在140
°
~170
°
，所述发光器（1）的光照角度大于所述物镜（6）的视场角。

技术总结
本实用新型涉及光纤导光束技术领域，具体而言涉及内窥镜用可调光光源控制系统，包括发光器、主感光窗和物镜，所述发光器的光源输入侧设有无级调光单元，所述无级调光单元的输入侧设有用于控制所述无级调光单元的光源控制器，所述光源控制器根据所述亮度感应单元采集的亮度信息和所述图像显示单元的图像质量信息调整所述无级调光单元，使所述无级调光单元能根据环境反光亮度对所述发光器的发光亮度做适应性调整；利用亮度感应单元、光源控制器和无级调光单元，并结合图像显示单元最终显示的图像亮度为主导，控制无级调光单元调整发光器的发光亮度，使最终的图像在图像显示单元上呈现的更加清晰。呈现的更加清晰。呈现的更加清晰。


技术研发人员：司徒桂平 王雪琴 卞长银 顾祎 李冠群 黄俊兵
受保护的技术使用者：南京鸿照科技有限公司
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/9/3