與多觀察元件內(nèi)窺鏡一起使用的白平衡外殼的制作方法
【專利說明】與多觀察元件內(nèi)窺鏡一起使用的白平衡外殼
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本說明書的優(yōu)先權(quán)依賴于2013年5月7日提交的名稱為“White BalanceEnclosure for Use with a Mult1-Viewing Elements Endoscope (與多觀察元件內(nèi)窺鏡一起使用的白平衡外殼)”的美國臨時專利申請61/820，650。
[0003]本說明書還有關(guān)于2014年4月28日提交的名稱為“Video Processing In ACompact Mult1-Viewing Element Endoscope System(在緊湊型多觀察元件內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中的視頻處理)”的美國專利申請14/263，896以及2014年2月6日提交的名稱為“Methodand System for Video Processing In AMult1-Viewing Element Endoscope (多觀察元件內(nèi)窺鏡中視頻處理的方法和系統(tǒng))”的美國臨時專利申請61/936，562。
[0004]上述提到的所有申請通過整體引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0005]本說明書總體涉及一種多觀察元件內(nèi)窺鏡，并且更具體地涉及在一個實施例中被設(shè)計為蓋(cap)的白平衡外殼(white balance enclosure)，用于一致且統(tǒng)一地將白平衡調(diào)整應(yīng)用至由多個觀察元件產(chǎn)生的圖片圖像或視頻。
【背景技術(shù)】
[0006]內(nèi)窺鏡通常包括剛性的或柔性的細(xì)長管狀軸，在其遠(yuǎn)端處具有視頻攝像頭和/或光纖透鏡組件。該軸連接至手柄并且通過外部屏幕觀察是可能的。各種手術(shù)工具可以通過內(nèi)窺鏡中的工作通道插入，用于執(zhí)行不同的手術(shù)程序。
[0007]典型情況下，目前所用的內(nèi)窺鏡(例如結(jié)腸檢查鏡)具有用于觀察內(nèi)臟器官(例如結(jié)腸)的前攝像頭、照明設(shè)備、用于清洗攝像頭透鏡的流體噴注器、以及用于插入手術(shù)工具(例如用于清除在結(jié)腸中發(fā)現(xiàn)的息肉)的工作通道。內(nèi)窺鏡常常還具有用于清洗其所插入的體腔(例如結(jié)腸)的流體噴注器(“噴口”)。常用的照明設(shè)備是光纖，所述光纖把從遠(yuǎn)程位置產(chǎn)生的光傳入內(nèi)窺鏡端頭段中。
[0008]內(nèi)臟器官(例如胃、結(jié)腸、盲腸)的內(nèi)側(cè)一般是微紅的。因此，當(dāng)內(nèi)臟器官使用不具有圖片圖像或視頻信號的合適的顏色調(diào)整的內(nèi)窺鏡觀察時，所獲取的顏色圖像和視頻帶有基本微紅的色度。在常規(guī)的內(nèi)窺鏡中，為了防止該問題，執(zhí)行白平衡調(diào)整；換言之，針對同等的三種基本顏色(例如紅色(R)、綠色(G)、和藍(lán)色(B))形成圖片圖像或視頻信號的值、因子或系數(shù)應(yīng)用至由攝像頭產(chǎn)生的視頻信號。此外，白平衡調(diào)整還被執(zhí)行以針對四種額外的顏色(例如，黃色(Ye)、藍(lán)綠色(Cy)、品紅色(Mg)、綠色(G))形成圖片圖像或視頻信號的亮度，同樣用于基于電荷耦合器件(CCD)的處理。這樣的值、因子或系數(shù)通過對參考白色物體成像來產(chǎn)生。
[0009]然而，針對多觀察元件內(nèi)窺鏡，所有攝像頭均需要針對白平衡進(jìn)行一致且統(tǒng)一地校準(zhǔn)。因此，在本領(lǐng)域中存在一種需要，即能夠?qū)Χ嘤^察元件內(nèi)窺鏡的所有觀察元件實現(xiàn)一致且統(tǒng)一的白平衡校準(zhǔn)。在本領(lǐng)域中也存在一種需要，即新穎且容易的使用參考白物體，出于白平衡校準(zhǔn)的目的，該參考白物體將多觀察元件內(nèi)窺鏡的所有觀察元件暴露至相同的參考白水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]以下實施例和其特征是與系統(tǒng)、工具和方法結(jié)合說明和圖示的，它們僅是示例性和示意性的，而不構(gòu)成對本發(fā)明的范圍的限制。
[0011]根據(jù)本說明書的一個實施例，多觀察內(nèi)窺鏡的端頭段包括至少一個前向觀察元件和與其相關(guān)聯(lián)的至少一個前照明設(shè)備；至少一個側(cè)向觀察元件和與其相關(guān)聯(lián)的至少一個側(cè)照明設(shè)備；前工作通道，其被配置為插入醫(yī)療工具；以及至少一個側(cè)服務(wù)通道，其被配置為插入醫(yī)療工具。多觀察元件內(nèi)窺鏡被連接至主控制單元，其管理內(nèi)窺鏡的多個可操作功能。至少一個顯示設(shè)備可以連接至該主控制單元并且被配置為顯示接收自多觀察元件內(nèi)窺鏡的觀察元件的圖像流和/或視頻流。
[0012]在一些實施例中，前向觀察元件和至少一個側(cè)向觀察元件中每個包括圖像傳感器，例如但不限于，電荷耦合器件(CXD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)。
[0013]在一個實施例中，主控制單元電路板的攝像頭板輸出視頻輸入，其接收自內(nèi)窺鏡的多觀察元件，并輸出至白平衡電路。在一個實施例中，內(nèi)窺鏡端頭包括三個觀察元件(一個前視觀察元件和兩個側(cè)視觀察元件)。因此，在一個實施例中，輸出視頻輸入包括對應(yīng)于內(nèi)窺鏡的三個觀察元件的三個視頻輸入。
[0014]在一個實施例中，白平衡電路被實現(xiàn)為在主控制單元電路板上的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的一部分。
[0015]在另一實施例中，白平衡電路被實現(xiàn)為用于視頻信號的數(shù)字信號處理器(DSP)的一部分，該白平衡電路被置于集成電路(DSP 1C)內(nèi)或FPGA內(nèi)。
[0016]在另一實施例中，白平衡電路被實現(xiàn)為用于視頻信號的數(shù)字信號處理器(DSP)的一部分，該白平衡電路被嵌入互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)視頻傳感器中。
[0017]在一個實施例中，本說明書針對用于能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)窺鏡端頭中的第一觀察元件和第二觀察元件的統(tǒng)一白平衡的裝置，其包括:殼體(housing)，其限定封閉的容腔并且具有用于接收所述內(nèi)窺鏡端頭的開口，其中所述開口具有被配置為緊貼地(snugly)接收所述內(nèi)窺鏡端頭使得當(dāng)所述內(nèi)窺鏡端頭插入其中時防止外部光穿過所述開口進(jìn)入的第一直徑，并且其中封閉的容腔具有當(dāng)所述內(nèi)窺鏡端頭插入其中時距離第二觀察元件一段預(yù)定距離的表面區(qū)域；以及從表面區(qū)域延伸出來并且在封閉的容腔內(nèi)的構(gòu)件，其中所述構(gòu)件被配置為將所述第一觀察元件定位在距離表面區(qū)域的預(yù)定距離處。
[0018]第一觀察元件和第二觀察元件中每個具有視場，其中封閉的容腔的表面區(qū)域在第一觀察元件的所述第一視場內(nèi)可以是第一顏色，其中封閉的容腔的表面區(qū)域在第二觀察元件的所述第二視場內(nèi)可以是第二顏色，并且其中第一顏色和第二顏色可以相同。
[0019]進(jìn)一步地，封閉的容腔的表面區(qū)域在所述第二視場內(nèi)的一部分距離第二觀察元件至少10毫米。
[0020]在一些實施例中，外殼包括在所述表面區(qū)域上的至少一個指示器，其中所述指示器定位在所述表面區(qū)域上，使得所述指示器通過所述至少一個側(cè)觀察元件是能夠可見的，所述指示器向用戶指示所述端頭正確地定位在所述外殼內(nèi)。
[0021]構(gòu)件可以是從所述表面區(qū)域向內(nèi)延伸的并且被配置為接觸所述內(nèi)窺鏡端頭的遠(yuǎn)側(cè)表面的止動件部件。
[0022]在一個實施例中，殼體可以包括連結(jié)在一起以形成所述殼體的至少第一部分和第二部分。
[0023]在一個實施例中，該裝置包括用于將所述殼體緊固到內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的控制單元的聯(lián)接機(jī)構(gòu)。該聯(lián)接機(jī)構(gòu)可以是吊鉤(hanger)或磁性聯(lián)接器件(magnetic coupler)中的至少一個。
[0024]在一些實施例中，封閉的容腔具有圓柱形或球形形狀。
[0025]進(jìn)一步地，限定所述封閉的容腔的殼體可以具有第二直徑，所述第二直徑等于所述第一直徑加上兩倍的所述距離。
[0026]在另一實施例中，本說明書設(shè)計一種能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)窺鏡端頭中的第一觀察元件、第二觀察元件和第三觀察元件的統(tǒng)一白平衡的白平衡系統(tǒng)，其中所述第一觀察元件定位在所述端頭的遠(yuǎn)側(cè)表面上而所述第二觀察元件和第三觀察元件定位在所述端頭的側(cè)部，所述白平衡系統(tǒng)包括:限定封閉的容腔并且具有用于接收所述內(nèi)窺鏡端頭的開口的殼體，其中所述開口具有被配置為緊貼地接收內(nèi)窺鏡端頭使得當(dāng)內(nèi)窺鏡端頭插入其中時防止外部光穿過所述開口進(jìn)入的第一直徑，其中封閉的容腔具有當(dāng)所述內(nèi)窺鏡端頭插入其中時處于距離第二觀察元件第一預(yù)定距離并且處于距離第三觀察元件的第一預(yù)定距離的表面區(qū)域；以及從表面區(qū)域延伸出來并且在封閉的容腔內(nèi)的構(gòu)件，其中所述構(gòu)件被配置為將所述第一觀察元件定位在距離表面區(qū)域的第二預(yù)定距離處。
[0027]在一個實施例中，第一預(yù)定距離和第二預(yù)定距離可以是相同的或不同的。
[0028]進(jìn)一步地，白平衡系統(tǒng)可以包括控制單元，其連接至所述內(nèi)窺鏡并且包括用于由所述第一觀察元件、第二觀察元件、和第三觀察元件得到的圖像的白平衡處理的白平衡電路；以及至少一個顯示設(shè)備，其連接至所述控制單元用于顯示所處理后的圖像。
[0029]在一些實施例中，白平衡外殼包括與所述白平衡電路相關(guān)聯(lián)的用于控制所述白平衡處理的時間段的計時器。時間段的范圍可以在3秒至5秒內(nèi)。
[0030]在一些實施例中，白平衡外殼進(jìn)一步包括與所述白平衡電路相關(guān)聯(lián)的用于將白平衡命令分路至與每個觀察元件相關(guān)聯(lián)的數(shù)字信號處理器的分路器(splitter)。
[0031 ] 在一個實施例中，第一觀察元件、第二觀察元件和第三觀察元件中每個均具有視場，并且其中封閉的容腔在所述視場內(nèi)的表面區(qū)域包括白色。
[0032]在一個實施例中，封閉的容腔的所述表面區(qū)域的在第二視場內(nèi)的一部分距離第二觀察元件至少10毫米，并且其中封閉的容腔的所述表面區(qū)域的在第三視場內(nèi)的一部分距離所述第三觀察元件至少10毫米。
[0033]進(jìn)一步地，限定所述封閉的容腔的殼體可以具有第二直徑，所述第二直徑等于所述第一直徑加上兩倍的所述距離。
[0034]構(gòu)件可以是從所述表面區(qū)域向內(nèi)延伸的并且被配置為接觸所述內(nèi)窺鏡端頭的遠(yuǎn)側(cè)表面的止動件部件。
[0035]在又另一實施例中，本說明書設(shè)