照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出了照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置，包括照明燈、用于采集環(huán)境照度的采集單元、用于根據(jù)所采集的環(huán)境照度調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)占空比的控制器以及用于輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)給照明燈的MOS管；所述采集單元、控制器、MOS管及照明燈依次連接。本實(shí)用新型使得內(nèi)窺鏡可以根據(jù)采集點(diǎn)的環(huán)境來(lái)自適應(yīng)的改變LED光源的照度，從而實(shí)現(xiàn)高清的圖像采集，解決了現(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)窺鏡攝像模組無(wú)法對(duì)光源智能化調(diào)節(jié)的技術(shù)問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及微創(chuàng)醫(yī)療技術(shù)，特別涉及一種照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)窺鏡微創(chuàng)醫(yī)療是微創(chuàng)醫(yī)療技術(shù)中出現(xiàn)時(shí)間最早、發(fā)展最為成熟的技術(shù)之一。內(nèi) 窺鏡微創(chuàng)手術(shù)具有創(chuàng)傷小、手術(shù)時(shí)間短、術(shù)后康復(fù)快等特點(diǎn)，備受醫(yī)患雙方的青睞。隨著內(nèi) 窺鏡微創(chuàng)技術(shù)的普及和內(nèi)窺鏡加工工藝的提高，內(nèi)窺鏡應(yīng)用已涉及普外科、耳鼻喉科、骨 科、泌尿外科、婦科等幾乎所有科室，成為醫(yī)用不可或缺的診斷和手術(shù)設(shè)備，也是全球醫(yī)療 器械產(chǎn)業(yè)中增長(zhǎng)最快的產(chǎn)品之一。
[0003] 內(nèi)窺鏡光源的基本功能是為內(nèi)窺鏡檢查提供亮度照明，是內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)中關(guān)鍵 技術(shù)。直接影響到成像質(zhì)量。根據(jù)內(nèi)窺鏡不同的制造工藝，其技術(shù)性能卻存在著極大的差 另IJ。其中，借助冷光源通過(guò)導(dǎo)光束來(lái)提供合適的亮度，以便達(dá)到診斷和治療的效果，是醫(yī)生 進(jìn)行臨床觀(guān)察時(shí)竭力追求的技術(shù)境界，然而，也是當(dāng)前內(nèi)窺鏡配套工藝技術(shù)尚未真正解決 的技術(shù)難題。這是因?yàn)槿梭w內(nèi)器官生理?xiàng)l件極為復(fù)雜、多變，如：病人可能存在積水、積便、 內(nèi)壓波動(dòng)、內(nèi)臟蠕動(dòng)等，造成被觀(guān)察病灶處于非常復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，被觀(guān)察部位往往相對(duì)內(nèi) 窺鏡的采像點(diǎn)處于不穩(wěn)定狀況，一旦冷光源亮度不足，遠(yuǎn)處病灶可能會(huì)模糊不清；反之，亮 度過(guò)強(qiáng)又容易引起泛光反射與衍射等現(xiàn)象，同樣會(huì)影響圖像的清晰度。要在體內(nèi)器官?gòu)?fù)雜 的生理環(huán)境條件下取得良好的觀(guān)察效果，冷光源輸出光照度的智能化自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，成為 一項(xiàng)至關(guān)內(nèi)窺鏡臨床診斷準(zhǔn)確性的關(guān)鍵技術(shù)。
[0004] 微型化、高清化及一體化是近年來(lái)醫(yī)用內(nèi)窺鏡發(fā)展的新趨勢(shì)。目前市面上的微型 攝像系統(tǒng)均采用環(huán)繞式LED燈片來(lái)為攝像頭提供照明。其中LED燈的照度在內(nèi)窺鏡攝像系 統(tǒng)出廠(chǎng)時(shí)就已經(jīng)設(shè)定，無(wú)法根據(jù)內(nèi)窺鏡采集點(diǎn)的環(huán)境來(lái)調(diào)節(jié)光源的照度，這樣就會(huì)使內(nèi)窺 鏡采集的圖像由于亮度的過(guò)暗或者過(guò)亮影響圖像的清晰度。
[0005] 當(dāng)前較為流行的方法是通過(guò)C⑶內(nèi)置的自動(dòng)增益，來(lái)實(shí)現(xiàn)成像清晰度的適度補(bǔ) 償。由于此類(lèi)方法并不具備二次調(diào)光功能，加上CCD自動(dòng)增益調(diào)節(jié)范圍小，增益調(diào)節(jié)模塊 已經(jīng)集成于(XD內(nèi)置的DSP模塊上，無(wú)法進(jìn)行修改或二次開(kāi)發(fā)；因此，當(dāng)前使用的微型內(nèi)窺 鏡攝像模組不具備光源智能化調(diào)節(jié)功能，嚴(yán)重制約了內(nèi)窺鏡的臨床使用效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型提出一種照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置，使得內(nèi)窺鏡可以根據(jù)采 集點(diǎn)的環(huán)境來(lái)自適應(yīng)的改變LED光源的照度，從而實(shí)現(xiàn)高清的圖像采集，解決了現(xiàn)有技術(shù) 中內(nèi)窺鏡攝像模組無(wú)法對(duì)光源智能化調(diào)節(jié)的技術(shù)問(wèn)題。
[0007] 本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置， 包括照明燈、用于采集環(huán)境照度的采集單元、用于根據(jù)所采集的環(huán)境照度調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào) 制信號(hào)占空比的控制器以及用于輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)給照明燈的M0S管；所述采集單 元、控制器、MOS管及照明燈依次連接。
[0008] 所述采集單元為光亮度傳感器，采用TSL2561芯片。
[0009] 所述控制器為單片機(jī)，采用ATmegal6芯片。
[0010] 所述照明燈為L(zhǎng)ED燈。
[0011] 本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0012] 解決了 LED照明系統(tǒng)中的照度的自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能，無(wú)論內(nèi)窺鏡如何彎曲，均能有 效實(shí)現(xiàn)內(nèi)窺鏡照度的智能化調(diào)節(jié)，并達(dá)到優(yōu)化效果；從而使得內(nèi)窺鏡臨床操作十分簡(jiǎn)便，臨 床醫(yī)生能夠全神貫注地尋找與觀(guān)察病灶，不必為調(diào)節(jié)照度而費(fèi)神、費(fèi)力。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2是LED自適應(yīng)調(diào)光原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施 方式不限于此。
[0016] 實(shí)施例
[0017] 為適應(yīng)臨床診斷治療時(shí)對(duì)光源照度的調(diào)整需求，醫(yī)用冷光源必須具有調(diào)光功能， 同時(shí)保證白光質(zhì)量不變。由于LED輸出光通量與LED電流成正比，所以控制LED的發(fā)光照 度，實(shí)質(zhì)就是控制它的正向電流的大小。為此，本實(shí)用新型采用脈沖寬度調(diào)制（PWM)方式 調(diào)節(jié)LED的亮度。
[0018] 如圖1、2所示，本實(shí)用新型包括依次連接的光亮度傳感器（TSL2561)、單片機(jī) (ATmegal6芯片）、M0S管及LED燈，其中光亮度傳感器用于采集室內(nèi)環(huán)境的環(huán)境照度，而單 片機(jī)根據(jù)光亮度傳感器所采集的環(huán)境照度調(diào)節(jié)M0S管輸出給LED燈的脈沖寬度調(diào)制信號(hào) (PWM信號(hào)）的占空比，進(jìn)而調(diào)節(jié)流向LED燈的正向電流。
[0019] 本實(shí)用新型所采用的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)lMIPS/MHz的單片機(jī)ATmegal6芯片帶有I2C 總線(xiàn)和PWM功能，使用這兩項(xiàng)功能，需要對(duì)寄存器和I/O 口初始化。
[0020] 而照度值計(jì)算及照度區(qū)間分配如下：由于在體內(nèi)器官?gòu)?fù)雜的生理環(huán)境條件下，環(huán) 境照度值是非線(xiàn)性變化的，因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M，將環(huán)境照度值分成4個(gè)區(qū)間，對(duì)應(yīng)LED燈冷 光源的高亮、中亮、低亮、微亮4個(gè)狀態(tài)。通過(guò)讀取光亮度傳感器通道0和1的寄存器數(shù)據(jù) 后，將檢測(cè)到的環(huán)境照度值換成可見(jiàn)光照度值，并分配到合適的照度區(qū)間；
[0021] 本實(shí)用新型采用分段PWM控制實(shí)現(xiàn)照度智能化調(diào)節(jié)：?jiǎn)纹瑱C(jī)把環(huán)境照度與設(shè)定值 進(jìn)行比較，并根據(jù)設(shè)定值的大小及所在的照度區(qū)間，輸出不同占空比的PWM的信號(hào)，自適應(yīng) 的調(diào)節(jié)LED燈的照度穩(wěn)定到設(shè)定值。由于不同照度區(qū)間實(shí)行了獨(dú)立的PWM控制方式，這樣 保證了良好的內(nèi)窺鏡圖像觀(guān)察效果。
[0022] 上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述 實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置，其特征在于，包括照明燈、用于采集環(huán)境照度的 采集單元、用于根據(jù)所采集的環(huán)境照度調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)占空比的控制器以及用于輸 出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)給照明燈的MOS管；所述采集單元、控制器、MOS管及照明燈依次連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置，其特征在于，所述采集 單元為光亮度傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置，其特征在于，所述光亮 度傳感器采用TSL2561芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置，其特征在于，所述控制 器為單片機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置，其特征在于，所述單片 機(jī)采用ATmegal6芯片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照度可調(diào)的用于內(nèi)窺鏡的照明裝置，其特征在于，所述照明 燈為L(zhǎng)ED燈。
【文檔編號(hào)】A61B1/00GK203898253SQ201420078498
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】張永亮, 邱文華, 羅兵 申請(qǐng)人:廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院