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内窥镜系统的光源装置及内窥镜系统实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种内窥镜系统的光源装置及内窥镜系统。

相关背景技术

[0002] 现代医学中常会用到内窥镜系统,用于对人体内部的重要器官和组织进行在体观察,通过人体内部黏膜或者组织器官的彩色图像信息,医生能够对患者进行疾病的初步诊断。
[0003] 高光谱成像技术是光谱技术和成像技术的结合,即使用多个不同谱段的窄带光对物体照射后,在各个谱段下对拍摄物进行成像。人体中不同的组织都具有特定的吸收光谱,通过使用高光谱成像技术,借助窄带光谱识别,可以区分人体不同生物组织的结构和信息,识别不同组织的不同病变。例如使用高光谱成像技术,可以对早期癌症进行筛查识别。
[0004] 目前,现有高光谱内窥镜系统通常包括内窥镜镜体、高光谱光源及图像处理单元,内窥镜镜体部分插入人体内部,提供光路载体及器械通道。
[0005] 光源装置是高光谱内窥镜系统重要的部分,向高光谱内窥镜系统提供各个波段的窄带光。在现有技术中,光源装置多是通过切换多个窄带滤光片或旋转反射光栅进行分光,而发射出多个谱段的窄带光,从而提供体内照明进行高光谱拍摄,实现高光谱成像功能。例如申请号为CN201710046429.8的中国专利申请文件公开的一种多光谱内窥镜成像装置,光源装置具有一个装有多个窄带滤光片的转轮,通过转轮的旋转,使光源装置发出的白光过滤成不同波段的窄带光;又例如申请号为CN201410538199.3的中国专利申请文件公开的一种超光谱内窥镜成像系统,光源装置具有色散元件以及可运动反射镜,色散元件将入射到色散元件上的可见光束按波长的不同进行分光,使出射光的角度或位置根据入射光波长分布,色散元件出射的各个不同波长光经会聚透镜后投射到可运动反射镜,通过可运动反射镜的移动,将各波长光线分别耦合到电子内窥镜的光导件的入射面。
[0006] 然而,在现有的高光谱内窥镜系统中,光源装置发出的各个波段的窄带光的强度基本相同,但是在实际使用时,由于现有的高光谱内窥镜系统未考虑使用场景中不同波段的光的反射与吸收,高光谱图像经常出现部分波段的欠曝、过曝的问题,图像质量较低,对后续的图像分析处理造成困扰。
[0007] 并且,在上述现有高光谱内窥镜中,当拍摄某一窄带光波段的高光谱图像时,电机等将该窄带光波段对应的窄带滤光片转动到光路中,并在拍摄期间稳定地停下,在拍摄下一窄带光波段的高光谱图像时,电机等将下一窄带光波段的窄带滤光片转动到光路中,并在拍摄期间稳定地停下。因而,在短时间内拍摄大量的高光谱图像时,电机需要进行急停急起带动滤光片转轮旋转,会产生很大噪声,电机也很容易因此损坏。

具体实施方式

[0042] 为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
[0043] 首先,对内窥镜系统进行说明。图1为本发明所涉及的内窥镜系统的构成示意图。如图1所示,内窥镜系统包括光源装置1、内窥镜2、图像处理模块3、控制台、其他外部设备(水汽系统等)、以及显示器等。
[0044] 光源装置1与设置在内窥镜2中的导光束21进行连接,用于生成多种不同的照明光,并通过导光束21,将多种不同的照明光,按照预设时序照射到被观察部位。
[0045] 在本发明中,在光源装置1内设置有照明部11、滤光片转轮12的控制部14。其中,照明部11可为氙灯、LED灯或卤素灯等常用照明光源。照明部11发出的照明光,经由作为滤光部的例子之一的滤光片转轮12,通过会聚透镜单元13射入到内窥镜2的导光束21中,经由导光束21至照明透镜组件24后从内窥镜2的头端部的照明窗出射。滤光片转轮12在控制部14的控制下,被作为驱动部的电机15驱动而旋转,将不同的滤光片切入或切出光路,从而得到不同的照明光。控制部14还控制照明部11的亮灯,以使照明部11发出合适的照明光。即,控制部14控制光源装置1中的滤光片转轮12等的动作,以使照明光经过滤光片转轮12后成为向与光源装置1连接的内窥镜2出射预设的目标光。目标光是内窥镜系统在不同拍摄模式下所需要的光,例如,在白光模式下,控制部14控制光源装置1的动作,使光源装置1出射宽谱的白光;在高光谱模式下,控制部14控制光源装置1的动作,使光源装置1在不同的时刻出射峰值波长不同的窄带光。并且,控制部14能够从内窥镜2中读取内窥镜的型号、图像传感器种类等信息,确认图像传感器的种类。控制部14也可以从图像处理模块3等装置获取上述信息,也可以是内窥镜系统的使用者通过人机交互界面等向控制部14输入上述信息。
[0046] 内窥镜2的头端设置有包括成像镜头22和图像传感器23的摄像模组,用于通过成像镜头22接收经被观察部位表面返回的光信号,并通过图像传感器23将返回的每个光信号转换成对应的电信号,再将每个电信号发送到图像处理模块3。
[0047] 在本发明中,内窥镜2与光源装置1之间通过光通道连接,即在内窥镜2和光源装置1之间设置有导光束21,该导光束21安装在内窥镜2中,其进光端和光源装置1连接。该导光束21可为光纤、液体光导或导光棒等常用光导。当被观察部位的表面所反射或受激发射(例如荧光)的光线通过成像镜头22,在图像传感器23表面成像。图像传感器23将被观察部位返回的光信号转化为电信号,并以一定的电平和时序,输出至图像处理模块3。
[0048] 图像处理模块3对图像传感器23转换得到的电信号进行处理,生成被观察部位对应的观察图像。
[0049] 图像处理模块3中设置有图像获取单元,图像获取单元可根据电平和时序,将来自图像传感器23的电信号转化为数字表示的图像格式并暂存于图像处理模块3中。另外,图像处理模块3中还可以设置有时序同步单元。在高光谱成像过程中,时序同步单元对光源装置1中的控制部14与图像传感器23发出同步信号,从而保证在滤光片转轮12切换到预定位置时,图像传感器23开始曝光,保证图像传感器23传给图像处理模块3的每一帧图像的照明光的光谱是确定可知的。因而,在本发明中,光源装置1中的控制部14也可以经由时序同步单元间接控制图像传感器23的快门的开关。
[0050] 需要说明的是,在本发明中,图像处理模块3可以是一个独立的装置,也可能是多个有处理能力的设备的组合体;图像处理模块3可以独立于光源装置1,也可以部分内置于光源装置1中,也可以全部内置于光源装置1中。
[0051] 以上仅是具有本发明的光源装置1的内窥镜系统的一例,具有本发明的光源装置1的内窥镜系统还可以具有不同于上述说明的构成。
[0052] 图2为本发明所涉及的滤光片转轮的结构示意图。
[0053] 如图2所示,滤光片转轮12具有多个滤光片组合121,每个滤光片组合121具有第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片1213。第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片1213分别透过不同波段的窄带光。第一窄带滤光片1211的长度小于第二窄带滤光片1212,第二窄带滤光片1212的长度小于第三窄带滤光片1213。在控制部14滤光片转轮12转动时,照明光照射到窄带滤光片的第一光斑在第一窄带滤光片
1211、第二窄带滤光片1212、以及第三窄带滤光片1213上移动。具体来说,如图2所示,多个滤光片组合121可以设置在滤光片转轮12的径向外侧,形成一个圆环。如此,在滤光片转轮
12转动时,第一光斑能够稳定地在窄带滤光片1211~1213上移动。由此,能够更加紧凑地安装滤光片,减小滤光片转轮12的尺寸,有利于光源装置1的小型化。
[0054] 当然,多个滤光片组合121也可以有其他的设置方式,例如多个滤光片组合121形成鸭梨形,滤光片转轮12在凸轮的驱动下转动等。只要在滤光片转轮12转动时,照明光照射到窄带滤光片的第一光斑在多个滤光片组合(即,多个窄带滤光片)上持续移动即可。
[0055] 由此,通过窄带滤光片的尺寸来调整透过各窄带滤光片的光的照明时间,使各个波段的光均不会欠曝或者过曝,因而能够获得亮度均匀的高质量的高光谱图像。
[0056] 并且,在控制部14控制滤光片转轮12运动以出射在内窥镜2的高光谱模式下进行图像拍摄时所需的目标光时,照明光照射到滤光片组合121的第一光斑在多个滤光片组合上匀速移动。由此,在拍摄高光谱图像时,滤光片转轮12能够始终处于匀速运动状态,不需要驱动部的急起急停地驱动,因此,能够降低拍摄时的噪声,并能够延长电机等驱动部的寿命。
[0057] 进一步地,多个滤光片组合121按照第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、以及第三窄带滤光片1213的长度大小的相同顺序依次设置在滤光片转轮12上。由此,对于每个滤光片组合121,控制部14都可以采用相同的控制策略,能够降低控制的复杂程度。
[0058] 另外,如图2所示,本实施方式中的滤光片转轮12还可以具有红外滤光片122以及特殊光滤光片123。
[0059] 在本发明中,红外滤光片122是为了实现内窥镜系统的白光模式而设置的,为不能够透射红外波段的滤光片,因此,在实现内窥镜系统的白光模式时,能够防止照明部发出的照明光中的红外波段的光引起的热效应。
[0060] 另外,特殊光滤光片123是为了实现内窥镜系统的窄带光成像的特殊光模式而设置的。在本实施方式中,特殊光滤光片123为双带通滤光片,即,能够透过峰值波长不同的两个波段的光。例如,如图3所示,在本实施方式中,特殊光滤光片123只能够透过波长范围在380‑460nm以及520‑570nm的光,并且分别在440nm和540nm附近的透过率最大。
[0061] 如此,本实施方式的光源装置1通过具有图2所示的滤光片转轮12,能够在内窥镜系统的高光谱模式、特殊光模式、白光模式等不同模式下工作时提供合适的照明光。
[0062] 当然,虽然在图2中,多个滤光片组合121、红外滤光片122以及特殊光滤光片123设置在滤光片转轮12的径向外侧,形成一个圆环,但是,多个滤光片组合121、红外滤光片122以及特殊光滤光片123也可以以其他方式设置,组成其他形状,只要在滤光片转轮12转动时,第一光斑在多个滤光片组合121上能够匀速移动即可。
[0063] 在本实施方式中,第一窄带滤光片1211的长度小于第二窄带滤光片1212的长度,第二窄带滤光片1212的长度小于第三窄带滤光片1213的长度。例如,可以是,第一窄带滤光片1211的长度为第一光斑的直径以上,且小于第一光斑在第一规定时间在滤光片转轮上移动的距离,第三窄带滤光片1213的长度大于该距离。另外,第二窄带滤光片1212的长度也可以为该距离的两倍以下,也可以为其他长度,只要其长度介于第一窄带滤光片1211的长度与第二窄带滤光片1212的长度之间即可。在本实施方式中,该第一规定时间可以是内窥镜系统中的图像传感器拍摄一帧图像的时间,也可以为使用者规定的其他时间。
[0064] 如此,能够合理地调整透过不同窄带滤光片的照明光的照明时间,防止高光谱图像出现过曝或者欠曝的现象,提高高光谱图像的亮度均匀性,能够减轻图像分析处理的负担。
[0065] 另外,窄带滤光片1211~1213的宽度为大于等于第一光斑的直径。并且,窄带滤光片1211~1213的宽度可以相同也可以不同。
[0066] 另外,多个滤光片组合121是为了实现内窥镜系统的高光谱模式而设置的,因此,多个滤光片组合121中的窄带滤光片分别透过峰值波长不同的窄带光。具体来说,多个滤光片组合121中的第一窄带滤光片1211分别透过第一波段中的峰值波长不同的窄带光,多个滤光片组合121中的第二窄带滤光片1212分别透过第二波段中的峰值波长不同的窄带光,多个滤光片组合121中的第三窄带滤光片1213分别透过第三波段中的峰值波长不同的窄带光。
[0067] 并且,本申请的发明人发现,在人体的大部分组织中,在受到来自内窥镜的光源的照明光的照射时,主要吸收照明光中的蓝紫光,反射照明光中的红光,因此使用现有的高光谱内窥镜在人体内拍摄高光谱图像时,蓝紫色波段的图像会出现曝光不足的欠曝,红光波段的图像会出现过度曝光的过曝。因此,在本实施方式中,多个滤光片组合121中的第一窄带滤光片1211分别透过照明光的红色波段中的峰值波长不同的窄带光,多个滤光片组合121中的第二窄带滤光片1212分别透过照明光的绿色波段中的峰值波长不同的窄带光,多个滤光片组合121中的第三窄带滤光片1213分别透过照明光的蓝色波段中的峰值波长不同的窄带光。
[0068] 如此,根据本发明中的光源装置1,能够延长在人体内容易出现欠曝现象的蓝色波段的光的照射时间,缩短在人体内容易出现过曝现象的红色波段的光的照射时间,使各个波段的光均不会欠曝或者过曝,因而能够获得高质量的高光谱图像。
[0069] 当然,也可以根据实际使用场景中容易过曝以及欠曝的光的波段,调整窄带滤光片1211~1213各自能够透过的波段。
[0070] 另外,在本实施方式中,优选地,多个滤光片组合121中的三个窄带滤光片的长度之和相同,均为第一光斑在图像传感器拍摄3N帧图像的时间在滤光片转轮12上移动的距离,N为大于0的自然数。例如N为1或2或3。优选地,多个滤光片组合121中的三个窄带滤光片的长度之和均为第一光斑在图像传感器拍摄3帧图像的时间在滤光片转轮12上移动的距离。如此,将滤光片组合121的长度与图像传感器拍摄图像的时间相关联,在图像传感器拍摄图像时,便于光源装置1的时序控制。
[0071] 进一步,如图2所示,在本实施方式中,多个滤光片组合121中的第一窄带滤光片1211的长度相同;多个滤光片组合121中的第二窄带滤光片1212的长度相同;多个滤光片组合中的第三窄带滤光片1213的长度相同。
[0072] 如此,各高光谱图像能够具有相同或相似的亮度,有助于医生等使用者比较不同峰值波长下的高光谱图像。
[0073] 此外,窄带滤光片1211~1213的形状没有特别的限定,可以是长方形、扇环形(或者称为弧形)等。但是由于扇环形为一个圆环被扇形截得的一部分的形状,因此,扇环形的窄带滤光片能够组成完美的圆环,在本发明中能够使用扇环形的窄带滤光片,从而进一步减小滤光片转轮12的尺寸,有利于光源装置1的小型化。由于窄带滤光片等为其弧长随着半径的变化而发生变化。因此,在本发明中,将第一光斑的中心经过位置的弧长称为窄带滤光片的长度。
[0074] 下面,通过具体的实施方式进一步说明本发明的光源装置1。
[0075] <第一实施方式>
[0076] 图4为第一实施方式所涉及的光源装置的构成示意图。
[0077] 如图4所示,光源装置1具有照明部、多个透镜、滤光片转轮、以及导光束,照明部由氙灯、紫光LED、蓝光LED以及二向色镜1、二向色镜2构成。
[0078] 在本实施方式中,选用氙灯和两种LED进行组合的模块作为照明部。这是由于氙灯的蓝紫光波段能量比较弱,使用LED可以补足氙灯的劣势,并且灯的使用数量也最少。使得整个光源装置在满足能量需求的前提下,体积最小。另外,补光的LED能够根据需要进行选择,可以选择其他颜色的LED,也可以选择不同数量的LED,也可以不使用补光LED。
[0079] 在本实施方式中,紫光LED的峰值波长例如为415nm,带宽例如为20nm;蓝光LED的峰值波长例如为440nm,带宽例如为20nm。LED出射的光进行准直透镜准直后,使用二向色镜耦合进氙灯的光路中,输出氙灯与LED的合成光。该合成光的光谱范围例如为400‑1000nm。
[0080] 在合成光的光路中,有两次聚焦过程。在从照明部出射后,进行第一次聚焦,此时聚焦后的光线的半锥角小于20°,滤光片转轮12的滤光片位于第一次聚焦的焦点位置上。
[0081] 滤光片转轮12的滤光片位于第一次聚焦的焦点位置上,因此照明光照射在滤光片上形成的第一光斑尺寸最小,可以减小滤光片转轮12的尺寸。由于第一次聚焦时,光线的半锥角小于20°,因此入射到滤光片的角度小于20°,能够确保滤光片的滤光效果符合期望,防止透过滤光片的光产生波长变化。
[0082] 透过滤光片转轮12的滤光片的光在第二次聚焦后,被耦合进内窥镜系统的导光束21中。
[0083] 下面,参照图5‑7,对具有本实施方式的光源装置的内窥镜系统在不同模式下的滤光片转轮、图像传感器快门的时序进行说明。
[0084] 图5为滤光片转轮与图像传感器快门在高光谱模式下的时序图。
[0085] 如图5所示,在高光谱模式时,传感器的快门在每帧需要根据窄带滤光片的长度,开启特定的占空比,即可实现高光谱模式。
[0086] 另外,具有本实施方式的光源装置的内窥镜系统的图像传感器为彩色图像传感器时,还能够实现白光模式以及特殊光模式。
[0087] 具体来说,如图6所示,在白光模式下,滤光片转轮12停止转动,使得照明光照射在红外滤光片122上,传感器的快门保持常开即可。
[0088] 如图7所示,在特殊光模式下,滤光片转轮12停止转动,使得照明光照射在特殊光滤光片123上,图像传感器的快门保持常开即可。
[0089] 因而,在本实施方式中,控制部14控制内窥镜2中安装的图像传感器23的快门的开关,以使图像传感器23在规定时刻进行图像拍摄,进一步地,以使图像传感器23在第一光斑完全位于第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片1213、红外滤光片122、特殊光滤光片123中的某一个时进行图像拍摄。当然,在高光谱模式下,以使图像传感器23在第一光斑完全位于第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片
1213中的某一个时进行图像拍摄。
[0090] 根据本实施方式,光源装置1能够适用于内窥镜的不同工作模式,从而能够使用一个光源装置1适配不同的内窥镜系统,降低内窥镜系统的使用成本。并且,根据本实施方式,能够获得亮度均匀的高质量的高光谱图像。
[0091] <第二实施方式>
[0092] 参照图8‑13对本发明的第二实施方式进行说明。
[0093] 第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于,照明部的构成不同,其他构成与第一实施方式相同,因而省略详细的说明。
[0094] 如图8所示,在第二实施方式中,照明部由三种LED以及二向色镜1、二向色镜2构成。三种LED分别为第一LED、第二LED、第三LED。第一LED波段范围例如大于580nm,在图8中示为红光LED;第二LED波段范围例如为500‑580nm,在图8中示为绿光LED;第三LED波段范围例如为小于500nm,在图8中示为蓝光LED。三种LED出射的光进行准直透镜准直后,使用二向色镜耦合进行彼此间耦合,输出最终的合成光。合成光的光谱范围例如为400‑700nm。
[0095] 控制部14控制第一LED、第二LED以及第三LED的亮灯时机以及滤光片转轮12的动作,以出射在内窥镜2的不同模式下进行图像拍摄时所需的目标光。
[0096] 下面,参照图9‑14,对具有本实施方式的光源装置的内窥镜系统在不同模式下的LED、滤光片转轮、图像传感器快门的时序进行具体说明。
[0097] 图9为本实施方式所涉及的滤光片转轮、LED以及黑白图像传感器快门在白光模式下的时序图。
[0098] 当搭配黑白图像传感器实现白光模式时,控制部14使滤光片转轮12停转动,使得第一光斑照射在红外滤光片122上,并且,控制部14控制三种LED按照黑白图像传感器的帧率进行轮流交替切换,切换时间周期为黑白图像传感器拍摄一帧图像的时间。黑白图像传感器在拍摄每一帧图像所能调节到的最大快门是一样的,最大快门为在拍摄每一帧图像的时间。
[0099] 图10为本实施方式所涉及的滤光片转轮、LED以及黑白图像传感器快门在特殊光模式下的时序图。
[0100] 当搭配黑白图像传感器实现特殊光模式时,控制部14使滤光片转轮12停转动,使得第一光斑照射在特殊光滤光片123上,并且,控制部14控制第二LED、第三LED按照黑白图像传感器的帧率进行轮流交替切换,切换时间周期为黑白图像传感器拍摄一帧图像的时间。黑白图像传感器在拍摄每一帧图像所能调节到的最大快门是一样的,最大快门为在拍摄每一帧图像的时间。
[0101] 图11为本实施方式所涉及的滤光片转轮、LED以及黑白图像传感器快门在高光谱模式下的时序图。
[0102] 当搭配黑白图像传感器实现高光谱模式时,控制部14使滤光片转轮12按照周期例如为黑白图像传感器的n倍的帧率时间以特定的相位进行匀速转动,n为滤光片的个数,换而言之,控制部14控制滤光片转轮12以第一光斑在三倍规定时间移动一个滤光片组合121距离的速度运动,规定时间为内窥镜中安装的黑白图像传感器拍摄一帧图像的时间。并且,控制部14控制三种LED轮流点亮黑白图像传感器拍摄一帧图像的时间。黑白图像传感器在拍摄每一帧图像所能调节到的最大快门是一样的,最大快门为在拍摄每一帧图像的时间。
[0103] 具体来说,在曝光第一窄带滤光片1211(即r1滤光片)这一帧时,由于第一窄带滤光片1211的长度小于第一光斑在传感器拍摄一帧图像的时间中在滤光片转轮12上移动的距离。所以,这一帧时间被分为第一光斑在滤光片转轮12处于部分退出前面一个第三窄带滤光片1213(即b1滤光片,蓝光窄带滤光片)的时间、第一光斑行走完整个第一窄带滤光片1211的时间以及第一光斑退出第一窄带滤光片1211进入到第二窄带滤光片1212(即g1滤光片,绿光窄带滤光片)的时间。而在该帧时间中,第一LED处于亮灯的状态。由于第一LED发出的红光无法透光蓝光窄带滤光片,因此在前半段时间不会发生混光;第一光斑完全进入到第一窄带滤光片1211时,第一LED发出的红光能完全透过红光窄带光滤光片,此时进行图像传感器能收到红光窄带光的曝光信息;第一光斑退出第一窄带滤光片1211进入第二窄带滤光片1212时,第一LED发出的红光无法透过绿光窄带滤光片,因此也不会发生混光。在这一帧时期内,红光窄带滤光片的长度最小,有两部分未完全曝光的时间,因此其曝光时间的占空比最小,能量最小。
[0104] 另外,在曝光第二窄带滤光片1212(即g1滤光片,绿光窄带滤光片)这一帧时,由于第二窄带滤光片1212的长度介于第一窄带滤光片1211和第三窄带滤光片1213(即b1滤光片,蓝光窄带滤光片)之间。所以这一帧时间能够分为第一光斑行走完整个第二窄带滤光片1212的时间以及退出第二窄带滤光片1212进入到第三窄带滤光片1213的时间。而在这一帧中,第二LED处于亮灯的状态。由于第一光斑处于完全进入到第二窄带滤光片1212状态,第二LED发出的绿光能完全透过第二窄带滤光片1212,此时进行图像传感器能收到绿光窄带光的曝光信息。第一光斑退出第二窄带滤光片1212进入第三窄带滤光片1213时,第二LED发出的绿光无法透过第三窄带滤光片1213(即b1滤光片,蓝光窄带滤光片),因此也不会发生混光。在这一帧时期内,第二窄带滤光片1212的长度处于中间,只有一部分未完全曝光的时间,因此其曝光时间的占空比处于中间,能量处于中间。
[0105] 最后,在曝光第三窄带滤光片1213(即b1滤光片)这一帧时,滤光片转轮12转到第三窄带滤光片1213,此时,第三LED亮灯,第一光斑正好完全进入第一窄带滤光片1213中。
[0106] 由于第三窄带滤光片1213的长度大于第一光斑在传感器拍摄一帧图像的时间中在滤光片转轮12上移动的距离。因此,在该帧图像拍摄结束时,第一光斑没有退出第一窄带滤光片1213,这一帧不会发生混光现象。因此,该在该帧图像拍摄期间,蓝光窄带光的曝光时间能够占满整个该帧图像的拍摄时间,该帧图像的曝光时间的占空比等于1,能量最大。
[0107] 如此,在拍摄蓝色波段时,图像传感器接收到的能量最大,在拍摄绿色波段时,图像传感器接收到的能量其次,在拍摄红波段时,图像传感器接收到的能量最小。
[0108] 最终,光源装置1的照明光的曲线和人体组织的反射曲线互相补偿,因此图像传感器最终得到各个波段的亮度不会过曝也不会过暗。
[0109] 图12为本实施方式所涉及的滤光片转轮、LED以及彩色图像传感器快门在白光模式下的时序图。
[0110] 当搭配彩色图像传感器实现白光模式时,控制部14使滤光片转轮12停止转动,使第一光斑照射在红外滤光片122上,并且,控制部14控制三种LED的亮度、点亮的个数等,根据预设比例调成白光后,使三种LED常亮。彩色图像传感器在拍摄每一帧图像所能调节到的最大快门是一样的,最大快门为在拍摄每一帧图像的时间。
[0111] 图13为本实施方式所涉及的滤光片转轮、LED以及彩色图像传感器快门在特殊光模式下的时序图。
[0112] 当搭配彩色图像传感器实现特殊光模式时,控制部14使滤光片转轮12停止转动,使第一光斑照射在特殊光滤光片123上,控制部14使第二LED、第三LED常亮。彩色图像传感器在拍摄每一帧图像所能调节到的最大快门是一样的,最大快门为在拍摄每一帧图像的时间。
[0113] 当搭配彩色图像传感器实现高光谱模式时,各元件的工作状态与搭配黑白图像传感器时相同。具体来说,也可以参照图11的控制时序,控制部14使滤光片转轮12按照周期例如为彩色图像传感器的n倍的帧率时间以特定的相位进行匀速转动,n为滤光片的个数,换而言之,控制部14控制滤光片转轮12以第一光斑在三倍规定时间移动一个滤光片组合121距离的速度运动,规定时间为内窥镜中安装的彩色图像传感器拍摄一帧图像的时间。并且,控制部14控制三种LED轮流点亮彩色图像传感器拍摄一帧图像的时间。彩色图像传感器在拍摄每一帧图像所能调节到的最大快门是一样的,最大快门为在拍摄每一帧图像的时间。
[0114] 如此,在本实施方式中,照明部11具有第一LED、第二LED以及第三LED,控制部14控制第一LED、第二LED以及第三LED的亮灯时机以及作为滤光部的滤光片转轮12的动作,以出射在内窥镜2的不同模式下进行图像拍摄时所需的目标光。
[0115] 进一步地,控制部14控制第一LED、第二LED以及第三LED轮流点亮第二规定时间,并且控制滤光片转轮12以第一光斑在三倍第二规定时间移动一个滤光片组合121的距离的速度匀速运动,以出射在内窥镜2的高光谱模式下进行图像拍摄时所需的目标光,该第二规定时间为内窥镜2中安装的图像传感器拍摄M帧图像的时间,M为大于0的自然数。例如M为1或2或3。优选地,该第二规定时间为内窥镜2中安装的图像传感器拍摄一帧图像的时间。
[0116] 进一步具体地,在内窥镜2的高光谱模式下进行图像拍摄时,以拍摄连续的三帧图像的时间为一周期,在该周期中,控制第一LED、第二LED以及第三LED轮流点亮一帧时间,控制滤光片转轮12以第一光斑在三倍规定时间移动一个滤光片组合121的距离的速度匀速运动。当然,在点亮某一LED时,第一光斑在能够透过该LED发光波段的窄带滤光片上具有运动轨迹。
[0117] 由此,本实施方式的光源装置能够适用于搭配有不同的图像传感器内窥镜系统,并能够实现白光模式、特殊光模式、高光谱模式等不同的拍摄模式,能够提高光源装置的兼容性,能够降低使用者的成本。并且,根据本实施方式,能够获得亮度均匀的高质量的高光谱图像。
[0118] <第三实施方式>
[0119] 下面参照图14‑21对本发明的第三实施方式进行说明。
[0120] 第三实施方式与第一实施方式的不同之处在于,在第三实施方式中还具有色轮,其他构成与第一实施方式相同,因而省略详细的说明。
[0121] 图14为本实施方式所涉及的光源装置的构成示意图。
[0122] 如图14所示,在本实施方式中,还具有作为第一转轮的色轮,该色轮在照明部发出的照明光的光路上位于滤光片转轮12的下游。
[0123] 图15为本实施方式所涉及的色轮的结构示意图。
[0124] 色轮具有第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片三个扇形滤光片和一个空孔。空孔的孔径不小于照明光在色轮上形成的光斑,即第二光斑的直径,优选地,空孔的孔径等于第二光斑的直径。色轮通过转动将第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片以及空孔中的某一个切入照明光的光路中。
[0125] 另外,例如,第一滤光片能够透过波段范围例如大于580nm的红色波段的光,在图15中示为R滤光片;第二滤光片能够透过波段范围例如为500‑580nm的绿色波段的光,在图
15中示为G滤光片;第三滤光片能够透过波段范围例如为小于500nm的蓝色波段的光,在图
15中示为B滤光片;空孔形成为扇形孔。
[0126] 此外,在色轮中,涵盖滤光片转轮12上的最长的第三窄带滤光片123能够透过的波段范围的滤光片加上空孔所占的扇形、其他两个滤光片上各自所占的扇形具有相同的圆心角。例如,在第三滤光片涵盖第三窄带滤光片123能够透过的波段范围时,第三滤光片与空孔所占的色轮扇形、第一滤光片所占的色轮扇形、以及第二滤光片所占的色轮扇形具有相同的圆心角。
[0127] 下面,参照图16‑21,对具有本实施方式的光源装置的内窥镜系统在不同模式下的滤光片转轮、色轮、图像传感器快门的时序进行说明。
[0128] 图16为本实施方式所涉及的滤光片转轮、色轮以及黑白传感器快门在白光模式下的时序图。
[0129] 当搭配黑白图像传感器实现白光模式时,控制部14使滤光片转轮12停止转动,使得第一光斑照射在红外滤光片122上。控制部14控制色轮按照周期例如为黑白图像传感器的3倍的帧率时间以特定的相位进行匀速转动。
[0130] 如图16所示,黑白图像传感器的每一帧所能调节到的最大快门时间不同。
[0131] 由于第二光斑从色轮的一个滤光片切换到另一个滤光片的时候,若滤光片之间的间隔小于第二光斑的直径。则会出现混光效应。即该一帧同时曝光了前一帧波段的光和后一帧波段的光,导致后期处理后的图像颜色失真。因此,此时需要调节黑白图像传感器的快门进行遮光,避免混光效应。并且,由于色轮上还有个空孔存在,因此当处于空孔的那一帧时候,快门关闭的时间要提前于其他帧,避免光通过空孔引起的混光效应。
[0132] 图17为本实施方式所涉及的滤光片转轮、色轮以及黑白传感器快门在特殊光模式下的时序图。
[0133] 当搭配黑白图像传感器实现特殊光模式时,控制部14使滤光片转轮12停止转动,使得第一光斑照射在特殊光滤光片123上。控制部14控制色轮按照周期例如为黑白图像传感器的2倍的帧率时间以特定的相位进行匀速转动。
[0134] 如图17所示,黑白图像传感器的每一帧所能调节到的最大快门时间不同。
[0135] 由于特殊光滤光片123只能透过蓝光波段和绿光波段的光,因此透过特殊光滤光片123的光是无法透射色轮的第一滤光片,相当于该段时间没有曝光;又因为透过特殊光滤光片123的光是能透过空孔的,所以该段曝光时间需要关闭黑白图像传感器的快门进行遮光以免引起的混光。因此,如图17所示,蓝色的一帧的能调节到的最大快门时间和绿色的一帧能调节到的最大快门时间不同。
[0136] 图18为本实施方式所涉及的滤光片转轮、色轮以及黑白传感器快门在高光谱模式下的时序图。
[0137] 当搭配黑白图像传感器实现高光谱模式时,控制部14使滤光片转轮12按照周期例如为黑白图像传感器的n倍的帧率时间以特定的相位进行匀速转动,n为滤光片的个数。换而言之,控制部14控制滤光片转轮12以第一光斑在三倍规定时间移动一个滤光片组合121距离的速度运动,规定时间为内窥镜中安装的黑白图像传感器拍摄一帧图像的时间。并且,控制部14控制色轮按照周期例如为黑白图像传感器的3倍的帧率时间进行匀速转动。
[0138] 如图18所示,黑白图像传感器的每一帧所能调节到的最大快门时间不同。
[0139] 具体来说,在曝光第一窄带滤光片1211(即r1滤光片)这一帧时,由于第一窄带滤光片1211的长度小于第一光斑在传感器拍摄一帧图像的时间中在滤光片转轮12上移动的距离。这一帧时间被分为第一光斑在滤光片转轮12处于部分退出前面一个第三窄带滤光片1213(即b1滤光片,蓝光窄带滤光片)的时间、第一光斑行走完整个第一窄带滤光片1211的时间以及第一光斑退出第一窄带滤光片1211进入到第二窄带滤光片1212(即g1滤光片,绿光窄带滤光片)的时间。而在该帧时间中,第二光斑在色轮处于整个第一滤光片以及退出第一滤光片进入第二滤光片的时间。由于蓝光窄带滤光片滤出的光是无法透过色轮上的第一滤光片,因此在前半段时间不会发生混光;第一光斑完全进入到红光窄带滤光片时,红光窄带光滤光片滤出的光是能透过色轮上的第一滤光片,此时进行黑白图像传感器能收到红光窄带光的曝光信息;第一光斑退出红光窄带滤光片进入绿光窄带滤光片时,此时若第二光斑在色轮上的第一滤光片未退出,由于绿光窄带滤光片滤出的光无法透过第一滤光片,因此也不会发生混光;若第二光斑在色轮上的第一滤光片退出转入到第二滤光片,由于绿光窄带滤光片滤出的光会透过第二滤光片,因此会发生混光。此时需要控制部14关闭黑白图像传感器的快门不进行曝光。在这一帧时期内,红光窄带滤光片的长度最小,有两部分未曝光的时间,因此其曝光时间的占空比最小,能量最小。
[0140] 另外,在曝光第二窄带滤光片1212(即g1滤光片,绿光窄带滤光片)这一帧时,由于第二窄带滤光片1212的长度介于第一窄带滤光片1211和第三窄带滤光片1213(即b1滤光片,蓝光窄带滤光片)之间。所以这一帧时间能够分为第一光斑行走完整个第二窄带滤光片1212的时间以及退出第二窄带滤光片1212进入到第三窄带滤光片1213的时间。而在这一帧中,第二光斑在色轮处于整个第二滤光片以及退出第二滤光片进入第三滤光片的时间。由于第一光斑处于完全进入到绿光窄带滤光片状态,绿光窄带光滤光片滤出的光是能透过色轮上的第二滤光片,此时进行黑白图像传感器能收到绿光窄带光的曝光信息。第一光斑退出绿光窄带滤光片进入蓝光窄带滤光片时,此时第二光斑在色轮上的第二滤光片未退出,由于蓝光窄带滤光片滤出的光无法透过第二滤光片,因此也不会发生混光;当第二光斑在色轮上的第二滤光片退出转入到第三滤光片,由于蓝光窄带滤光片滤出的光会透过第三滤光片,因此会发生混光。此时需要控制部14关闭黑白传感器的快门不进行曝光。在这一帧时期内,绿光窄带滤光片的长度处于中间,且只有一部分未曝光的时间,因此其曝光时间的占空比处于中间,能量处于中间。
[0141] 最后,在曝光第三窄带滤光片1213(即b1滤光片)这一帧时,滤光片转轮12转到第三窄带滤光片1213,第一光斑正好完全进入第一窄带滤光片1213中。此时,第二光斑在色轮中正好处于第三滤光片、空孔以及部分退出空孔进入第一滤光片的时间。由于蓝光窄带滤光片的滤出来的光能透过色轮的第三滤光片、空孔,不能透过色轮的第一滤光片。因此这一帧不会发生混光现象。又由于第三窄带滤光片1213的长度大于第一光斑在传感器拍摄一帧图像的时间中在滤光片转轮12上移动的距离。因此该段时间内,蓝光窄带光曝光时间除了第二光斑在色轮从空孔转入R通道引起的损失之外,几乎占满整个曝光周期时间,曝光时间的占空比接近于1,能量最大。
[0142] 因此,本实施方式与第一实施方式相同,能够得到同样的效果。即,在拍摄蓝色波段时,图像传感器接收到的能量最大,在拍摄绿色波段时,图像传感器接收到的能量其次,在拍摄红波段时,图像传感器接收到的能量最小。
[0143] 最终,光源装置1的照明光的曲线和人体组织的反射曲线互相补偿,因此图像传感器最终得到各个波段的亮度不会过曝也不会过暗。
[0144] 图19为本实施方式所涉及的滤光片转轮、色轮以及彩色传感器快门在白光模式下的时序图。
[0145] 当搭配彩色图像传感器实现白光模式时,控制部14使滤光片转轮12停止转动,使第一光斑照射在红外滤光片122上,控制部14使色轮停止转动,使第二光斑照射在空孔上即可。
[0146] 图20为本实施方式所涉及的滤光片转轮、色轮以及彩色传感器快门在特殊光模式下的时序图。
[0147] 当搭配彩色图像传感器实现特殊光模式时,控制部14使滤光片转轮12停止转动,使第一光斑照射在特殊光滤光片123上,控制部14使色轮停止转动,使第二光斑照射在空孔上即可。
[0148] 图21为本实施方式所涉及的滤光片转轮、色轮以及彩色传感器快门在高光谱模式下的时序图。
[0149] 当搭配彩色图像传感器实现高光谱模式时,控制部14使滤光片转轮12按照周期例如为彩色图像传感器的n倍的帧率时间以特定的相位进行匀速转动,n为滤光片的个数。换而言之,控制部14控制滤光片转轮12以第一光斑在三倍规定时间移动一个滤光片组合121距离的速度运动,规定时间为内窥镜中安装的彩色图像传感器拍摄一帧图像的时间。并且,控制部14控制色轮的转动按照周期例如为彩色图像传感器的3倍的帧率时间进行匀速转动。
[0150] 如图21所示,彩色图像传感器的每一帧所能调节到的最大快门时间不同。具体过程与黑白图像传感器的高光谱模式相同,因此省略详细的说明。
[0151] 如此,在本实施方式中,光源装置1还具有第一转轮,所述第一转轮设置在所述照明光的光路上,所述第一转轮具有红色滤光片、绿色滤光片以及蓝色滤光片,控制部14控制所述第一转轮以及所述滤光部的动作,以出射在所述内窥镜的不同模式下进行图像拍摄时所需的所述目标光。
[0152] 进一步地,控制部14控制第一转轮以三倍第三规定时间转动一周的速度转动,并且控制滤光片转轮12以第一光斑在三倍所述第三规定时间移动一个滤光片组合121的距离的速度运动,以出射在所述内窥镜的高光谱模式下进行图像拍摄时所需的所述目标光,所述第三规定时间为所述内窥镜中安装的图像传感器拍摄M帧图像的时间,M为大于0的自然数。例如M为1或2或3。优选地,第三规定时间为所述内窥镜中安装的图像传感器拍摄一帧图像的时间。
[0153] 并且,控制部14还根据滤光转轮12和第一转轮的运动状态,控制控制内窥镜2中安装的图像传感器23的快门的开关,以防止在内窥镜2在高光谱模式下拍摄高光谱图像时出现混光现象。
[0154] 进一步具体地,在内窥镜2的高光谱模式下进行图像拍摄时,以拍摄连续的三帧图像的时间为一周期,在该周期中,控制第一转轮以三倍规定时间转动一周的速度转动,在每一帧的时间,第二光斑在色轮的某一滤光片或滤光片加空孔上移动;并且控制滤光片转轮12以第一光斑在三倍规定时间移动一个滤光片组合121的距离的速度匀速运动。当然,当第一光斑在某一窄带滤光片上移动时,透过该窄带滤光片的光在色轮上形成的第二光斑在涵盖该窄带滤光片能够透过的波段范围的滤光片上具有运动轨迹。
[0155] 由此,本实施方式的光源装置能够适用于搭配有不同的图像传感器内窥镜系统,并能够实现白光模式、特殊光模式、高光谱模式等不同的拍摄模式,能够提高光源装置的兼容性,能够降低使用者的成本。并且,根据本实施方式,能够获得亮度均匀的高质量的高光谱图像。
[0156] <第四实施方式>
[0157] 本实施方式与第三实施方式的区别在于,如图22‑23所示,在本实施方式中,色轮不具有空孔,只有第一滤光片(即,图中的R滤光片)、第二滤光片(即,图中的G滤光片)、第三滤光片(即,图中的B滤光片)三个大小相同的扇形滤光片;色轮通过额外一个电机等色轮驱动部,进行横向移动,使得色轮能切进或者撤出光路。在色轮撤出光路时,相当于第三实施方式中的色轮停止转动,使第二光斑照射在空孔上,因此,光源装置的控制部能够参照第三实施方式对滤光片转轮以及色轮的动作进行控制,在此省略详细的说明。
[0158] 由此,与第三实施方式一样,本实施方式的光源装置能够适用于搭配有不同的图像传感器内窥镜系统,并能够实现白光模式、特殊光模式、高光谱模式等不同的拍摄模式,极大扩展了光源装置的兼容性,能够降低使用者的成本。
[0159] <第五实施方式>
[0160] 第五实施方式是在第三实施方式或者第四实施方式的基础上的进一步优化。
[0161] 在本实施方式中,多个所述滤光片组合中的所述第一窄带滤光片1211分别透过所述照明光的红色波段中的峰值波长不同的窄带光以及第一红外波段中的峰值波长不同的窄带光,多个所述滤光片组合中的所述第二窄带滤光片1212分别透过所述照明光的绿色波段中的峰值波长不同的窄带光以及第二红外波段中的峰值波长不同的窄带光,多个所述滤光片组合中的所述第三窄带滤光片1213分别透过所述照明光的蓝色波段中的峰值波长不同的窄带光以及第三红外波段中的峰值波长不同的窄带光,所述第一红外波段、所述第二红外波段以及所述第三红外波段的波长范围之和覆盖680nm~1000nm范围。
[0162] 如此,根据本实施方式,能够在不额外增加仅透过红外波段的红外滤光片的情况下,拍摄红外波段的高光谱图像。
[0163] 另外,在本实施方式中,与上述滤波片转轮向对应地,所述色轮至少满足以下条件中一个:所述第一滤光片(R滤光片)透过所述照明光的红色波段的光以及上述第三红外波段的光;所述第二滤光片(G滤光片)透过所述照明光的绿色波段的光以及上述第二红外波段的光;所述第三滤光片(B滤光片)透过所述照明光的蓝色波段的光以及上述第一红外波段的光。此外,只要滤光片转轮12上的第一窄带滤光片(r窄带滤光片)与色轮第一滤光片(R滤光片)透过的红外波段不同,滤光片转轮12上的第二窄带滤光片(g窄带滤光片)与色轮第二滤光片(G滤光片)透过的红外波段不同,并且滤光片转轮12上的第三窄带滤光片(b窄带滤光片)与色轮第三滤光片(B滤光片)透过的红外波段不同即可,能够根据需要进行调整。
[0164] 如此,即使滤光片转轮12上的一个窄带滤光片同时透过两个波段的窄带光,由于色轮的存在,也不会发生混光。
[0165] 在本实施方式中,第一红外波段、第二红外波段以及第三红外波段的波长范围不做限定,只要保证680‑1000nm的区域内的红外波段能够按照上述说明分布到滤光片转轮12的多个窄带滤光片上即可,然后再根据上述说明,设置色轮上的第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片能够透过的红外波段的波长范围。
[0166] 例如,如图24所示的方式中,也可以是,第一滤光片(即,图中的R滤光片)是双带通滤光片,带通585‑680nm和730‑890nm;第二滤光片(即,图中的G滤光片)是双带通的曲线,带通500‑585nm和680‑730nm;第三滤光片(即,图中的B滤光片)为带阻滤波片,短通500nm以下长通890nm以上的光。即,第一红外波段为730‑890nm,第二红外波段为680‑730nm,第三红外波段为890nm以上。第一红外波段、第二红外波段以及第三红外波段的波长范围之和覆盖680nm~1000nm范围。
[0167] 图25为本实施方式所涉及的色轮的不同波段的透射率又一例的图。
[0168] 如图25所示,在本实施方式中,还可以是,第一滤光片(即,图中的R滤光片)是带通滤光片,带通585‑730nm的光;第二滤光片(即,图中的G滤光片)是长通+带通的滤光片,带通500‑585nm的光,长通890nm以上的光;第三滤光片(即,图中的B滤光片)是短通+带通的滤光片,短通500nm以下的光,带通730‑890nm的光。即,第一红外波段为680‑730nm,第二红外波段为730‑890nm,第三红外波段为890nm以上。第一红外波段、第二红外波段以及第三红外波段的波长范围之和覆盖680nm~1000nm范围。
[0169] 如此,本实施方式的光源装置能够在不增加窄带滤光片数量的情况下拍摄红外波段的高光谱图像,为利用内窥镜系统进行疾病诊断提供更多的依据,并能够减少所需窄带滤光片的数量,减少滤光片转轮12的尺寸,从而减少光源装置1的体积。
[0170] <第六实施方式>
[0171] 本实施方式与第五实施方式的区别在于,在本实施方式中,光源装置也可以像第二实施方式那样,在光源中增加红外LED而省略色轮,在拍摄红外波段的高光谱图像时,只点亮红外LED即可。
[0172] 由此,根据本实施方式,能够利用简单的光源结构实现第五实施方式的效果。
[0173] <第七实施方式>
[0174] 参照图26‑29对本发明的第七实施方式进行说明。
[0175] 目前,图像传感器具有全局曝光图像传感器以及逐行曝光图像传感器,全局曝光传感器同时对所有像素点进行曝光。而如图27所示,逐行曝光图像传感器的特点是逐行进行曝光的,即第一行曝光后,需要间隔一定时间才会进行第二行曝光,以此类推,整幅图的曝光时序就犹如平行四边形一样。逐行曝光图像传感器的这个特点,在曝光时若被拍摄物高速运动图像会产生变形效应;在拍摄高光谱图像时,照明光的光谱改变会发生混光效应。
[0176] 对此,如图27‑28所示,本实施方式的光源装置还具有作为第二转轮的蝴蝶轮,所述蝴蝶轮在所述照明光的光路上位于所述滤光片转轮的上游,所述蝴蝶轮具有一对相对设置的挡光区(图28中的阴影部分)以及透光区,所述蝴蝶轮通过转动将所述透光区或所述挡光区切入所述光路中。
[0177] 另外,虽然在图28中示出了具有一对相对设置的挡光区以及透光区的蝴蝶轮,但是本实施方式不限于此,可以是具有多对相对设置的挡光区以及透光区的蝴蝶轮。
[0178] 如此,如图29所示,使用蝴蝶轮对逐行曝光图像传感器的曝光时序进行调制,使得整幅图像所有行都处于同一帧的曝光时间内,照明光的光路处于蝴蝶轮的透光区域;整幅图像所有行未全部处于同一帧的曝光时间内,照明光的光路处于蝴蝶轮的挡光区域。即,仅在所述逐行曝光图像传感器的所有像素点的快门均处于打开状态时,控制部14使蝴蝶轮的透光区域位于所述照明光的光路上
[0179] 使用本实施方式的光源装置搭配逐行曝光图像传感器实现各种模式时,只要控制部14根据上述说明控制滤光片转轮和色轮在对应的情况进行转动或停于某个滤光片即可,图像传感器的快门时间可以调节到最大,蝴蝶轮进行匀速转动。
[0180] 当然,使用本实施方式的光源装置搭配全局曝光图像传感器时,控制部14使蝴蝶轮停止转动,照明光的光路始终处于蝴蝶轮的透光区域,滤光片转轮和色轮只要根据上述说明对应的情况进行转动或停于某个滤光片即可。
[0181] 如此,在本实施方式中,光源装置1还具有第二转轮,所述第二转轮设置在所述照明光的光路上,所述第二转轮至少具有一对相对设置的挡光区以及透光区,控制部14控制所述第二转轮的动作,以控制所述光源装置向所述内窥镜出射所述目标光的时间。
[0182] 进一步地,控制部14在确认所述内窥镜中安装的图像传感器为全局曝光图像传感器时,控制所述第二转轮停止转动,使所述透光区域位于所述照明光的光路上,所述控制部在确认所述内窥镜中安装的图像传感器为逐行曝光图像传感器时,控制所述第二转轮转动,仅在所述逐行曝光图像传感器的所有像素行的均处于曝光状态时,使所述透光区域位于所述照明光的光路上。
[0183] 由此,本实施方式的光源装置能够兼容逐行曝光图像传感器,能够提高光源装置的兼容性,能够降低使用者的成本。
[0184] 另外,在上述实施方式中,以滤光片转轮12作为滤光部进行说明,但是,滤光片转轮12仅是滤光部的一例,本发明也可以使用板状的滤光部,窄带滤光片在滤光部上排成一列或多列,通过驱动部驱动滤光部的移动,改变切入光路中的窄带滤光片,使得第一光斑在窄带滤光片上持续移动。
[0185] 另外,在本发明中,还能够使用多个LED通过二向色镜或者X棱镜进行光谱滤波选取后并拼接作为输出所需光谱范围的光的出光部。
[0186] 另外,在上述实施方式中,描述了第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片1213以及色轮的红色滤光片、蓝色滤光片、绿色滤光片均能够透过两个波段的光,但是也可以是第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片1213能够透过两个波段的光,而色轮的红色滤光片、蓝色滤光片、绿色滤光片只能够透过一个波段的光,在色轮上增加分别能够透过第一红外波段的光、第二红外波段的光、第二红外波段的光的滤光片。也可以是第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片1213只能够透过一个波段的光,而色轮的红色滤光片、蓝色滤光片、绿色滤光片能够透过两个波段的光,在滤光片转轮12上增加能够透过红外波段的光的多个窄带滤光片。也可以是第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片1213以及色轮的红色滤光片、蓝色滤光片、绿色滤光片均只能够透过一个波段的光,在色轮上增加分别能够透过第一红外波段的光、第二红外波段的光、第二红外波段的光的滤光片,并在滤光片转轮12上增加能够透过红外波段的光的多个窄带滤光片。
[0187] 另外,在上述实施方式中,均对以三个第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片1213组成一个滤光片组合121的方式进行了说明,但是滤光片组合
121中的窄带滤光片的数量以及组合方式不限于此,也可以是六个窄带滤光片(两个第一窄带滤光片1211、两个第二窄带滤光片1212、两个第三窄带滤光片1213的顺序)形成一个滤光片组合121等各种组合方式。另外,第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片1213也可以按照各种顺序直接设置在滤光片转轮12上,只要第一窄带滤光片1211、第二窄带滤光片1212、第三窄带滤光片1213具有不同的长度且透过不同波段的窄带光,能够配合传感器快门的开关拍摄不同波段的高光谱图像即可。
[0188] 另外,蝴蝶轮以及色轮设置在照明光的光路上即可,其具体位置也可以不是上述实施方式说明的那样,可以根据需要调整设置位置。
[0189] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
[0190] 进一步可以理解的是,本发明实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作,但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作,或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中,多任务和并行处理可能是有利的。
[0191] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,或者对上述技术特征进行不同组合;而这些修改、替换以及组合,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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