具有用以照明處于不同距離上的組織的多個源的體內相機的制作方法

專利名稱：具有用以照明處于不同距離上的組織的多個源的體內相機的制作方法
具有用以照明處于不同距離上的組織的多個源的體內相機相關申請的交叉引用本申請要求對于以引用的方式整體并入本文中的、由Gordon C. Wilson于2008年 6月 9 日提交的標題為“h Vivo CAMERA WITH MULTIPLE SOURCES TO ILLUMINATE TIS SUE AT DIFFERENT DISTANCES”的第61/060，068號臨時美國申請(律師案卷CAP003PV)的優先 權。本申請還要求對于以引用的方式整體并入本文中的、由Gordon C. Wilson于2009年5 月 29 日提交的標題為“h Vivo CAMERA WITH MULTIPLE SOURCES TO ILLUMINATE TISSUE AT DIFFERENT DISTANCES”的第12/47 , 358號非臨時美國申請(律師案卷CAP003 US)的 優先權。
背景技術：
已經開發出配置用以從生物體的機體內的體內通道和腔內，如胃腸(GI)道內的 腔、管和管狀器官內拍攝圖像的各種現有技術設備。一些現有技術設備被形成為尺寸小到 足以吞咽的膠囊。膠囊通常包含相機以及一個或多個光源用于照明膠囊外的物體，其圖像 將由相機所記錄。膠囊中的電子器件可以由電池或者由來自體外的感應式功率傳輸來驅 動。膠囊還可以包括存儲器用于儲存拍攝到的圖像，以及/或者無線電發射器用于將數據 傳輸到機體外的體外接收器。常用的診斷過程包括活生物體(如人或動物)吞咽膠囊，繼 而膠囊中的相機隨著膠囊在蠕動的作用下被動地移動通過由GI道的內部組織壁所形成的 生物體腔而以不同時間間隔拍攝圖像。根據成像的器官的大小，可以設想兩種一般的圖像拍攝情況。在相對狹窄的通道 中，諸如食道和小腸中，呈橢圓形并且長度小于通道直徑的膠囊將在通道內自然地將其自 身縱向對齊。在幾種現有技術膠囊中，相機位于膠囊一端(或兩端)的透明穹頂之下。相機 朝下面向通道從而使圖像的中心由黑洞形成。人們所感興趣的區域是圖像周邊處的腸壁。圖IA示例說明了現有技術的體內相機膠囊100。膠囊100包括可在器官102(諸 如食道或小腸)的內腔104內在該器官內部體內穿行的殼體。在圖IA中所示的圖像拍攝 情況中，膠囊100與器官的內表面106相接觸，而相機透鏡開口 110在其視野128內拍攝圖 像。膠囊100可以包括輸出端口 114，用于輸出圖像數據；電源116，用于為相機的組件供 電；存儲器118，用于儲存圖像；壓縮電路120，用于對要在存儲器中儲存的圖像進行壓縮； 圖像處理器112，用于處理圖像數據；以及LED 126，用于照明器官的表面106從而可以由從 表面散射的光拍攝圖像。當膠囊在其直徑大于膠囊的任何尺度的腔(諸如結腸)中時，出現第二情況。在 這一情況中，膠囊定向的可預見性大大降低，除非有一些機制來穩定它。假設器官中沒有食 物、排泄物或者流體，那么作用于膠囊上的主要的力為重力、表面張力、摩擦力以及腔壁壓 向膠囊的力。腔向膠囊施加壓力，作為對諸如將膠囊推向它的重力等其他力的被動反力，并 且作為蠕動的周期性主動壓力。這些力決定了膠囊在滯留期間的移動及其定向的動態。這 些力中的每一個力的大小和方向受到膠囊和腔的物理特性的影響。例如，膠囊的質量越大， 重力就將越大；而膠囊越光滑，摩擦力就越小。結腸壁中的起伏傾向于將膠囊翻倒，從而使膠囊的縱軸118不與結腸的縱軸平行。 圖IB示出了通道134的一個例子，如人類結腸，且膠囊100在圖的左側與表面132 接觸。在這種情況下，相機的光軸(未示出)平行于通道134的縱軸(兩個軸在圖中都是 豎直定向的)。膠囊100還具有與其相機的光軸重合的縱軸118。通道134中的脊狀突起 136具有前表面138，該前表面138為可見的并且因而在膠囊100接近該脊狀突起(假設膠 囊100在圖中向上移動)時被其成像。然而，對于透鏡開口 110，脊狀突起136的背面140 是不可見的，并因此無法形成背面140的圖像。具體而言，膠囊100錯過了表面140的部分， 并且注意，其錯過了通道134中被示為息肉142的不規則物。在圖IB中，將透鏡開口 110的視野內的三點標記為了 A、B和C。透鏡開口 110對 于這三點的距離是不同的，其中可視范圍112在膠囊的一側比另一側更寬闊，因此需要大 景深來同時為所有三個點產生適當的聚焦。并且，如果LED(發光二極管)照明器在整個角 度FOV(視野)中提供均勻的光通量，那么相比于點，A點將被更為明亮地照明。因 此，對于B點的最佳曝光導致在A點曝光過度并且在C點曝光不足。對于A點的最佳曝光 導致在B和C點曝光不足。對于每幅圖像，僅有FOV的相對較小的百分比將具有適當的聚 焦和曝光，從而使系統的效率低下。功率會由可能為CMOS或CCD像素陣列的成像器和閃光 燈消耗在圖像的各部分上。另外，沒有圖像壓縮的話，更多的系統資源會消耗在對具有低信 息含量的圖像的部分的儲存或傳輸上。為了最大化充分成像結腸內的所有表面的可能性， 在該現有技術膠囊的使用中需要大量的冗余度，亦即多個重疊圖像。US 6，836，377和US 6，918，872公開了兩種用于非全景式膠囊相機的現有技術幾 何結構。在US 6，836，377中，膠囊穹頂是橢球形的，且光瞳位于其中心而LED位于焦曲面 上。在US 6，918，872中，穹頂是球形的，且光瞳居中于曲面的中心而同一平面中的LED更 為靠近球體的邊緣。剛剛描述的兩項專利以引用的方式整體并入本文中作為背景技術。在 轉讓給 Capso Vision, Inc.的標題為 “In Vivo Sensor with Panoramic Camera，，的、由 Kang-Huai Wang 和 Gordon Wilson 于 2006 年 12 月 19 日提交的美國專利申請 11/642，285 中公開了用于具有全景式成像系統的膠囊內窺鏡的各種照明幾何結構。剛剛描述的專利申 請以引用的方式整體并入本文中。1^11 "Self-Stabilizing Encapsulated Imaging System” 白勺、 Mintchev · 人所做出的美國專利公布2006/0178557以引用的方式整體并入本文中作為背景技術。這 一公布描述了在本文所附的圖IC中所示的膠囊內窺鏡，其中發光二極管(LED) IM和成像 器152(例如CMOS成像器)安裝在膠囊在末端156a與156b之間的中心區域中。膠囊包括 向外部接收器傳輸由成像器152所獲得的圖像的RF發射器158。膠囊還包括電池160a和 160b，以及控制器162。發明人相信，人們期望對用于由內窺鏡對體內通道進行的成像的照明進行改進。

發明內容
根據本發明，內窺鏡使用多個光源在體腔內提供照明，并且使用其中封閉的相機 來拍攝體腔中組織的圖片。在本發明的某些實施方式中，使用源中的一個(也被稱為“長程 源”)來對位于距內窺鏡的預定距離范圍中的組織進行成像。在剛剛描述的實施方式中，由 源中的另一個(也被稱為“短程源”)來照明位于同內窺鏡相接觸或者與其接近(例如5mm8內)之處的組織。剛剛描述的兩個光源可以基于以下內容相對于下文中描述的相機定位(1)相機 的光軸與內窺鏡的殼體的內表面的交點，下文的“光軸交點”或者簡單地稱為“交點”；⑵ 殼體的讓來自長程源的光(也被稱為“長程光”)通過其射出殼體的一個區域(下文的“長 程照明區域”)；以及C3)殼體的讓來自短程源的光(也被稱為“短程光”)通過其射出殼體 的另一區域(下文的“短程照明區域”)。具體而言，將短程光源和長程光源定位成使得光 軸交點被包含在短程照明區域內(并作為其一部分)，但光軸交點位于長程照明區域之外。


圖IA和圖IB以橫截面圖來分別示例說明在小腸和大腸中的一種現有技術膠囊內窺鏡。圖IC以剖面透視圖來示例說明在由Mintchev等人做出的美國專利公布 2006/0178557中所述的一種現有技術內窺鏡。圖2A以透視圖來示例說明本發明的一個實施方式中的膠囊內窺鏡200，所述膠囊 內窺鏡200具有管狀壁201M，該壁具有成像區域212，該成像區域與光通過其透射用于短程 照明的照明區域210以及光通過其透射用于長程照明的另一照明區域211重疊。圖2B和圖2C以透視圖來示例說明在從圖2A的左側看時圖2A的膠囊內窺鏡，從 而示出照明的光束的重疊(圖2B)以及由此形成的合并區域(圖2C)。圖2D以透視圖來示例說明在圖2A的膠囊內窺鏡內的光源布置。圖2E示例說明膠囊內窺鏡200在圖2C的2E-2E方向上所取的橫截面圖。圖2F示例說明根據本發明的另一膠囊內窺鏡的橫截面圖。圖2G示例說明在本發明的又一實施方式中的一種內窺鏡，其中管狀壁具有直徑 大于兩端的中心區域。圖2H示例說明在本發明的另一實施方式中的一種內窺鏡，其中管狀壁具有小于1 的寬高比。圖21以圖表來示例說明圖2E中所示的下部LED 217和上部LED 205根據組織離 內窺鏡的距離所產生的輻射能量。圖2J和圖I示例說明響應于施加到LED 217和LED 205用以產生如圖21中所 示的輻射能量的電流，在不同距離處的光束強度分布和光斑尺寸。圖2L和圖2M示例說明圖2A的內窺鏡，所述內窺鏡具有封閉在殼體之中的多個 短程源，所述多個短程源位于相對于光軸的公共緯度上，但卻位于不同經度(即徑向方向) 上。圖2N示例說明圖2L和圖2M的內窺鏡在正常操作中的使用，其中多個短程源創建 出跨越360°的連續重疊的區域。圖20示例說明也封閉在圖2L、圖2M和圖2N中所示類型的內窺鏡中的透鏡L1-L4 和傳感器Q1-Q4。圖2P示例說明根據本發明的包括安裝在插入管的一端的圖2A中所示類型的遠側 末端的一種內窺鏡。圖2Q以放大的橫截面圖來示例說明圖2P的遠側末端。
圖3、圖4和圖5以取自圖2C的2E-2E方向上的橫截面圖來示例說明在內窺鏡的 三個實施方式中一個或多個光源在相機的視野之外的位置上的定位。圖6以圖3中所示類型的內窺鏡的放大圖來示例說明實施于一些實施方式之中的 在光源、相機的物鏡以及管狀壁的表面之間的角度關系。圖7、圖8和圖9以圖3中所示類型的內窺鏡的放大圖來示例說明在一些實施方式 中使用的用于減少發光體的角度色散的光學元件。圖10示例說明在其中通過被定位成使它的“Z”軸穿過發光體的位置的角度集中 器來實施所述光學元件的一個實施方式。圖11以透視圖來示例說明在內窺鏡的一些實施方式中使用的一種環形角度集中ο圖12A以側視圖來示例說明圖11中所示的環形角度集中器。圖12B以在圖12C中的A-A方向上的橫截面圖來示例說明圖12A的環形角度集中 器的一部分。圖12C以頂部立視圖來示例說明圖11的環形角度集中器的一個半部。圖12D以在圖12C中的D-D方向上的側視圖來示例說明環形角度集中器的半部。圖12E以底部立視圖來示例說明圖11的環形角度集中器的半部。圖13以橫截面圖來示例說明在根據本發明的內窺鏡的一些實施方式中發光體與 復合拋物面集中器的相對位置。圖14A和圖14B分別以頂視圖和側視圖來示例說明在內窺鏡的一些實施方式中多 個發光體和環形集中器的組裝件。圖15和圖16以橫截面圖來示例說明根據本發明的發光體與集中器的組合的兩個 備選實施方式。圖17示例說明根據本發明的、具有兩個發光體的內窺鏡用于在短距上照明和成 像的使用。圖18示例說明也根據本發明的、圖17的內窺鏡用于長程照明和成像的使用。圖19示例說明在本發明的一個備選實施方式中的、具有兩個發光體的內窺鏡用 于軸向照明和成像的使用。圖20以框圖來示例說明用于在圖21中所示類型的照明控制方法中使用的LED的 編號和傳感器的區段的編號。圖21以流程圖來示例說明在一些實施方式中使用的、用以操作發光體用于全景 式照明和成像的方法。圖22以圖表來示例說明在根據本發明的一種內窺鏡中在控制器、LED和傳感器之 間的信號之間的時序關系。圖23以框圖來示例說明在根據本發明的一種內窺鏡中的包括控制器、LED和傳感 器的電子電路。圖M示例說明一種單片式傳感器芯片，其中使用四個區域Q1-Q4來拍攝全景 360°圖像的四個部分。圖25示例說明在本發明的一些實施方式中的、具有凸反射面的示例性環形反射 鏡218的尺度。
圖沈示例說明在本發明的一些實施方式中的、膠囊形狀的內窺鏡的尺度。圖27以部分橫截面視圖來示例說明在根據本發明的膠囊內窺鏡的一些實施方式 中，由雙層窗口形成三個虛源。圖28A-圖^D以前視圖來示例說明在本發明的一些實施方式中的膠囊內窺鏡的 窗口上的長程照明區域211、短程照明區域210以及成像區域212的相對位置。圖28E和圖28G分別示例說明在圖28A和圖^C中所示類型的膠囊內窺鏡中，一 對相鄰成像區域282A與彼此間的重疊，以及此外另一對相鄰成像區域Τ τ與282Α 彼此間的另一重疊。圖28F和圖28Η分別示例說明在圖28Ε和圖^G中所示類型的膠囊內窺鏡中的相 鄰成像區域的聯合觀2。圖281和圖28J分別示例說明，在圖^E-圖^F以及圖^G-圖28Η中所示類型的 膠囊內窺鏡的展開的管狀壁上，成像區域的聯合282與相鄰短程照明區域的另一聯合281 的位置的相對位置。圖28Κ和圖28L分別示例說明在圖28Α和圖^C中所示類型的膠囊內窺鏡中，成 像區域2狐與相應的短程照明區域的重疊。圖^A、圖29Β和圖^C以部分橫截面視圖來示例說明用于將光源S相對于相機的 光瞳P定位以消除或最小化在圖像中拍攝到虛源的幾何結構。圖30以橫截面平面圖來示例說明在本發明的一些實施方式中的膠囊內窺鏡中長 程照明源與短程照明源的相對位置。圖31和圖32以橫截面側視圖來示例說明根據本發明的膠囊內窺鏡的兩個實施方 式，所述實施方式在相機中容納有徑向對稱的光學元件。圖33示例說明相對于內窺鏡的兩個照明區域離胃腸道的距離的變化，根據本發 明發射的能量的變化。圖34示例說明在本發明的一個備選實施方式中，在膠囊的兩端具有兩個相機的 內窺鏡。
具體實施例方式根據本發明，內窺鏡200 (圖2Α)使用多個光源205、206在直徑為D的體腔Ml內 部提供照明，并且使用封閉在其內的相機拍攝組織的圖像。在一些實施方式中，內窺鏡200 具有大于一的寬高比，以及縱軸222。內窺鏡200的定向由自身通常細長的體腔Ml的尺 度和定向所決定。體腔Ml的例子為胃腸道的各個部分，如小腸和結腸(大腸)。注意在 圖2Α中，使用了若干條線299作為在殼體201的光滑曲面上的陰影，特別用來在透視圖中 傳達視覺深度。在圖2Β-圖2D、圖2G-圖I以及圖2Μ-圖2Ρ中也使用了類似的陰影線。參照圖2Α，內窺鏡200的源205是“長程源”，其用于對位于腔241中在離內窺鏡 的例如IOmm與35mm之間的預定距離范圍內的組織進行成像。當體腔Ml的組織與內窺鏡 相接觸時，不使用長程源205。相反，使用主要來自短程源206的照明來對接觸的組織進行 成像。靠近內窺鏡(例如在5mm以內)但不與內窺鏡接觸的組織在本發明的一些實施方式 中由源205和206 —同進行照明。不論如何實施，在許多實施方式中多個光源205和206如以下所述的那樣相對于相機的光瞳202(圖2A)定位。光瞳202具有光軸203，其與內窺鏡200的殼體201的內表 面在點204相交。注意，在圖2A中將殼體201說明性地示為了不具有厚度，盡管如本領域 技術人員將很容易地明白的那樣，殼體是具有有限厚度的(例如4mm)。點204在此也被稱 為“光軸交點”或者簡單地“交點”。長程源205被相對于透鏡202定位，使得光軸交點204 位于由長程源205透射的光(也被稱為“長程光”)209通過其射出殼體201的區域(也被 稱為“長程照明區域”)211之外。另外，短程源206被相對于透鏡202定位，使得光軸交點 204位于由短程源206透射的光(也被稱為“短程光”)208通過其射出殼體201的另一區域 (也被稱為“短程照明區域”)210之內。注意，短程照明區域210比長程照明區域211大， 通過這樣設計，在組織靠近或觸及內窺鏡時確保組織的照明的充分的均勻性。為總結前述段落中所述的布置，光源205和206被定位成使光軸交點204被包含 于短程照明區域210內(并作為其一部分)，但卻位于長程照明區域211之外。在圖2A中 所示實施方式中，長程照明區域211不僅不包含交點204，該區域211也不與殼體201的區 域(也被稱為“成像區域”)212重疊，由組織反射的光(也被稱為“反射光”)通過所述區 域212透射穿過殼體201并被相機所拍攝。在一些實施方式中，光源205和206相對于相 機的光瞳202的具體位置和定向是以改善位于離內窺鏡的多個距離范圍中的組織的照明 的均勻性為目標，而憑經驗確定的。注意，雜散反射光可能通過其他區域進入內窺鏡200，但用于在內窺鏡200內形成 可診斷圖像的光是由區域212的邊界來劃定的。區域212的邊界排除任何未被內窺鏡200 內的傳感器所感測的光。另外，區域212的邊界還排除任何可能被感測到但沒有最終用于 可診斷圖像的光，例如生成在診斷前被“裁剪掉”(即，未使用)的圖像部分的光。成像區域212通常由視野(“F0V”)214所確定。視野214是由在穿過光軸交點 204和光軸203的平面中的、在其中位于殼體201之外的組織241形成被相機拍攝用于診 斷的圖像的角度范圍所限定的。注意，視野有時被稱為覆蓋角或者視角。視野取決于毗鄰 光瞳202的物鏡的焦距，以及用以記錄圖像的膠片或傳感器的物理尺寸。視野214與殼體 201的相交形成內窺鏡200的成像區域212。在內窺鏡200中，光源205和206中的每一個 都位于視野214之外，以避免對來自這些源的光成像。上述FOV指的是縱向方向；還存對于 橫向方向的角度視野。然而，橫向FOV與當前討論無密切關系。另外，上述在長程照明區域211與成像區域212之間沒有重疊消除了由于殼體201 所反射的長程光209而在被相機拍攝并被用于診斷的圖像中存在虛像(也被稱為“鬼影”) 的任何可能性。在某些備選實施方式中，在相機中形成的圖像中存在來自由殼體所造成的 長程光的反射的鬼影，并且會操作傳感器例如通過裁剪圖像而排除鬼影。在裁剪過程中，圖 像在其中心區域的部分由內窺鏡200傳輸給計算機用于在診斷中的使用，而圖像包含有鬼 影的其余部分則不被處理。根據實施方式，裁減或者由位于機體之外的計算機來執行，在這 種情況下要傳輸整個圖像；或者備選地在殼體201內執行。在剛剛描述的備選實施方式中， 裁減例如由傳感器并且/或者由處理器在電子電路中執行(見圖18)。在上述類型的一些實施方式中，光源206被有意地定位成使短程照明區域210與 成像區域212重疊。剛剛描述的重疊被選擇用以確保短程光208即使在組織與殼體201的 外表面相接觸時，仍然足夠充分地照明組織以在相機中獲得可診斷圖像。在圖2A中所示類型的實施方式中，區域210、211和212橫向定向在例如作為殼體201的一部分的管狀壁201M(圖2B)上。另外，在圖2A中，管狀壁201M構成具有位于壁 201M的兩側的每一側的兩個穹頂201T和201B的膠囊形狀的殼體201的一部分。在圖2A 中所示實施方式中，管狀壁201M在一側蓋有穹頂形末端(或者簡單地“穹頂”)201T并且在 另一側蓋有另一穹頂形末端201B，以實現膠囊內窺鏡。穹頂201T和201B構成還包括管狀 壁201M的殼體的部分。在內窺鏡200(圖2A)中穹頂20IT和20IB不用于將任何光傳遞到內窺鏡200之 外的區域。穹頂201T和201B也不用于接收任何形成待診斷圖像的光。相反，光通過管狀 壁201M離開內窺鏡200以及進入內窺鏡200，并且剛剛描述的光相對于內窺鏡的定向在此 被稱為“徑向”。穹頂201T和201B用于(同管狀壁201M—起)為封閉在內窺鏡200內的 光學和電子組件形成水密殼體。注意，根據本發明的內窺鏡的其他實施方式可以具有不同 的形狀，例如圖2Q和圖2R中所示的內窺鏡290在插入管四2的一端具有遠側末端四1。遠 側末端291還通過與內窺鏡200相似的管狀壁來徑向地照明體腔。注意，在備選實施方式 中，如圖19中所示，區域210、211和212軸向地定向在例如穹頂201T或者穹頂201B上。如以上所討論的那樣，徑向照明內窺鏡(無論是形如圖2A中的膠囊還是形如圖2Q 和圖2R中所示的在插入管四2的一端上的遠側末端四1)通過管狀壁201M提供照明。管 狀壁201M可以具有圓形橫截面，如圓柱體或者長球體或扁球體形的截頭錐體。內窺鏡的管 狀壁201M可以備選地具有非圓形橫截面，如橢圓形橫截面。無論橫截面如何，大部分的光 (例如能量的50%以上)從側面通過內窺鏡的管狀壁201M(圖2B)徑向地從內窺鏡200射 出。另外，組織反射的光也橫向地向回穿過管狀壁220，以在內窺鏡200內形成待診斷的圖 像(未在圖2B中示出)。在一些實施方式中，最初由殼體內的發光體(如LED)來產生射出內窺鏡的短程光 208，而短程光208在隨后由(也在殼體內的)光學元件分裂為至少兩個部分，這至少兩個 部分分別在殼體上形成至少兩個重疊的光斑。例如，圖2B示例說明了由短程光208通過分 裂而產生的兩個部分所形成的兩個光斑210A和210B。將短程光208分為兩個或多個部分 使組織的更大區域能夠由重疊光斑所照明，其相對于在其中心具有單峰的單個光斑而言在 整個照明區域上提供更大的能量分布均勻度。在圖2B中所示例子中，兩個光斑210A和210B在殼體201上相互重疊，以形成如 圖2C中所示的短程照明區域210的至少一大部分(例如其面積的50%以上)。在圖2B和 圖2C中，通過短程光208的第三部分還形成了第三光斑210C，并且該光斑被包括在短程照 明區域210中。在一個示例說明性實施方式中，短程光208的兩個大致相等的部分(能量 的大約25% )形成光斑210A和210B。在所述示例說明性實施方式中，短程光208的另一 部分(能量的大約50% )形成第三光斑210C。如本領域技術人員將很容易明白的那樣，形成短程光208的各個部分的百分比的 例子在不同的實施方式中會有所不同。另外，其他實施方式(未示出)僅將短程光208分 裂為兩個部分，即不形成第三光斑210C。還有其他實施方式(也未示出)將短程光208分 裂為四個或更多個部分，即形成短程照明區域210的四個或更多個光斑。另外，還根據實施 方式，短程光208的光斑可以合并在一起來形成單個的連續區域，或者可以不合并在一起。在內窺鏡200中，根據實施方式，長程照明區域211和短程照明區域210可以相互 重疊或不重疊。還根據實施方式，成像區域212可以與長程照明區域211重疊或不重疊。
在許多實施方式中，由兩個光束208A和208B (圖2D)形成兩個光斑210A和210B， 這兩個光束是短程光208 (圖2A)的兩個部分。光束208A和208B分別由位于光軸203的 相對兩側的兩個光源206和218透射向殼體201的內表面。在圖2A和圖2D中將光軸203 示為了水平線，并且為了方便，在此將光軸203的兩側稱為在光軸的“上方”和“下方”，盡管 應當理解根據軸203相對于觀察者的定向，這兩側的定向是不同的(例如如果軸203是垂 直定向的，那么為“左側，，和“右側，，)。參照圖2D，光源206位于光軸203下方并且透射光軸203之下的光束208A的大部 分(例如其中能量的50%以上)。相應地，光軸交點204位于光斑210A的頂部部分中。在 一些實施方式中，發光體位于光軸203之下，并且該發光體被包括在光源206之中，該光源 額外地包括對接收自發光體的短程光208進行分裂的光學元件。光源206位于光軸203之 下并且位置足夠靠近(例如接觸)殼體201從而使光束208A在殼體201上的入射角大到 足以在區域212內最小化或者消除相機對光束208A直接被殼體201所反射的任何部分的 拍攝。除了上述光束208A以外，上述光學元件在一些實施方式中從接收自發光體的光 208形成光束208B。光束208B最初由光學元件跨越光軸203透射到光源218。如圖2D中 所示，光源218位于光軸203上方，并且包括反射面，該反射面再透射接收自發光體的光束 208B的大部分以在殼體的內表面上形成光斑210B。光軸交點204位于光斑210B的底部部 分中。注意，在圖2B-圖2D中所示的實施方式中，光斑210B的底部部分與光斑210A的頂 部部分重疊，并且交點204位于重疊處內。另外，在圖2B中所示的實施方式中，光斑210A 和210B沿著與縱軸222對齊的(例如5°以內)方向相對于彼此對齊。注意，同樣地在這 里，光源218的位置足夠靠近殼體201，從而使光束208B的入射角大到足以最小化或者消除 相機對光束208B直接被殼體201所反射的任何部分的拍攝。在圖2D中所示的示例說明性實施方式中，光學元件在對短程光208的分裂中還形 成第三光束208C，并且光束208C直接入射在殼體201上以形成光斑210C，其大部分位于光 斑210B下方(其間具有小部分重疊)。注意，光斑210C位于成像區域212之外的照明區域 210中。相應地，在組織與殼體接觸時入射在光斑210C上的第三部分的大部分都不會到達 相機。然而，光束208C在組織位于離殼體的較短距離處(例如5mm遠)時通過短程照明區 域210提供不會到達相機的照明。圖2E示例說明了以上參照圖2A-圖2D所述類型的內窺鏡200的一個實施方式的 一個示例性實施。具體而言，如圖2E中所示，發光體217向光學元件216提供短程光，所述 光學元件216如以下所述那樣將短程光分裂為三個光束。一個光束208C(圖2D)以強度分 布219C直接入射在殼體上(圖2E)。另一光束208A(圖2D)主要在光軸203下方并且以強 度分布219A入射在殼體上(圖2E)。第三光束208B(圖2D)跨越光軸203，并且由反射鏡 218所反射并隨后以強度分布219B入射在殼體上(圖2E)。光學元件216的一個例子是如 下文所討論的復合拋物面集中器(compound parabolic concentrator,CPC) 透鏡L是相 機的物鏡，并且通過其接收的光由反射鏡M反射到傳感器232用于感測和存儲圖像。注意，圖2E中所示的實施是關于縱軸222對稱的，并且內窺鏡200具有在長程源 205中的發光體的四個副本、另一發光體217和光學元件216 ( 一起形成短程光源)、光學元 件218 (其與發光體217和光學元件216 —起形成另一短程光源)、透鏡L和反射鏡M。還要注意的是，傳感器232和發光體217都由板249所支撐。在另一實施方式中，在八個徑向 方向中的每個方向上有一對發光體(總共有十六個發光體)，用于產生體腔的360°全景圖像。盡管圖2E中所示的內窺鏡200在給定徑向方向上具有兩個發光體，但是如在圖2F 中所示的橫截面圖中所示的那樣，備選實施方式可以在單個徑向方向上使用四個發光體。 在圖2F中，內窺鏡250包括用來作為兩個長程光源的兩個發光體221A和224A。另外，內窺 鏡250還具有用來作為短程光源的兩個額外的發光體222k和223A。另外，在一些實施方式 中，發光體被定位在內窺鏡中用以沿著四個徑向方向(例如，在從上方看時，圍繞殼體的圓 形邊界的北、南、東和西)中的每個方向照明。在圖2F中將在相應的三個徑向方向上的三 組光源示為了在西方的源221A、222A、223A和224A、在北方的源221B、222B、22!3B和224B， 以及在東方的源221C、222C、223C和224C (而在南方的源未于圖2F中示出，因為圖2F是橫 截面圖)。在某些實施方式中，發光體被定位在內窺鏡中用以沿著八個徑向方向(例如，再 次在從上方看時的北、東北、東、東南、南、西南、西以及西北)中的每個方向照明。圖2A中所示的實施方式具有大于1的寬高比，據此內窺鏡200具有沿著軸222的 比位于橫截軸222的橫截面內的任何其他尺度更大的尺度。例如，內窺鏡200具有沿著管 狀壁201M的比管狀壁210M的外徑(在圓形橫截面的情況下)更大的長度。相應地，在剛 剛描述的實施方式中，管狀壁202具有圓柱形的形狀。在本發明的幾個備選實施方式中，內窺鏡具有橫截面沿內窺鏡的長度變化的管狀 壁。例如，圖2G示例說明了內窺鏡223，其中管狀壁2M在中部具有比在兩端處的外徑226 更大的外徑225 (在圓形橫截面的情況下)，即管狀壁2M在其中心具有凸出部分。在另一 例子中(未示出)，根據本發明的內窺鏡的管狀壁具有較窄的中央部分與較寬的兩端，即沙 漏形。如以上在本發明的某些實施方式中所述的那樣，無論管狀壁的形狀如何，照明和成像 是通過管狀壁的各個重疊和非重疊區域來執行的。此外，在圖2H中所示的另一備選實施方式中，內窺鏡227具有小于1的寬高比，據 此沿著軸222的尺度小于在橫截軸222的橫截面中的至少一個尺度，例如厚度2 小于直 徑228(在圓形橫截面的情況下)。盡管寬高比小于1，但在這一實施方式中，用于照明和成 像的重疊和非重疊區域也是如上所述形成在管狀壁2 上的。在一個示例說明性實施方式中，內窺鏡200(圖2B)具有1. Icm的直徑231和2. 6cm 的長度232。注意，在這一示例說明性實施方式中，管狀壁201M具有高度為5. Omm的透明窗 口。另外，成像區域212(圖2A)具有表示為弧長的0.9cm的寬度，以及0.5cm的高度。此 外，照明區域210(圖2C)不具有確切的邊界。因此，圖2C中所示的輪廓是對于特定強度水 平，如最大強度的10%的。在示例說明性實施方式中，輪廓210具有0. 7cm的高度和0. 7cm 的最大弧寬。此外，注意管狀壁201M(圖2B)具有2. Ocm的長度。并且，穹頂201T和201B 中的每一個都具有0. 3cm的高度(見圖2C)和1. Icm的直徑(該直徑與管狀壁的直徑相 同)。注意，在此標示的尺度僅僅是為了示例說明，而在其他實施方式中使用了其他尺度。在一些實施方式中，成像區域212 (圖2A)以及照明區域210和211的位置更為靠 近頂部穹頂201T (也被稱為“近端”)，而更加遠離底部穹頂201B (也被稱為“遠端”)。內 窺鏡內封閉于兩個穹頂20IT和20IB或其中之一內或者鄰近兩個穹頂20IT和20IB或其中 之一的鄰近空間在某些實施方式中用于容納各種電子組件，如通常用于膠囊內窺鏡的類型的電池和無線發射器(未示出)。在其他實施方式中，照明和成像區域210和212重疊出一條中線(例如“赤道”)， 該中線位于離膠囊內窺鏡的兩個穹頂201T和201B上的兩個最遠點中的每一個點的等距離 處。在其他實施方式中(也未示出)，照明和成像區域210和212居中于中線上并且在這 些實施方式中該中線穿過光軸交點204(圖2A ；未示出中線)。在一些實施方式中，成像區 域212和照明區域210(如圖2A中所示)具有它們相應的互相偏離的中心，盡管在其他實 施方式中這兩個中心是重合的。參照圖2A，照明區域210是由來自位于接近遠端20IB處的短程光源206的光所形 成的。短程源206在沿著軸222的縱向方向上從光軸203偏移距離233。類似于光源206， 長程光源205也在沿著軸222的縱向方向上從光軸203偏移，但方向是相反的。在圖2A中， 光源205以離光軸203的偏移距離234位于接近近端201T處。此外，如圖2B中所示，光源 218是由也在沿軸222的縱向方向上以離光軸203的偏移距離235偏向近端201T的反射鏡 來實施的。源206、205和218定位和定向在被選擇用以確保由管狀壁201M對來自這些源的 光所產生的任何反射都不會進入光瞳202的位置和角度上。在一個示例說明性實施方式 中，短程偏移距離233為0. 2cm,長程偏移距離234為0. 4cm,而反射鏡的偏移距離235為 0. 4cm0注意，如果來自源的光的角度分布收窄，那么偏移距離可以更小。相應地，由反射鏡 反射的光線到縱向平面上的投影相對于來自其他兩個源的光線而言在狹窄的角度范圍之 中，而由于這個原因，反射鏡的偏移距離相對于其他兩個源的偏移距離而言也是相對較小 的。在一些實施方式中，光源205和206被操作用以根據組織241離內窺鏡200的距 離來產生相對于彼此各不相同的輻射能量。組織的距離是由內窺鏡200中(安裝在印刷電 路板249上)的控制器基于被組織反射并被相機的傳感器232感測的光的強度而確定的。 使用感測的強度，施加到源205和206的電流由控制器(見圖2 使用憑經驗確定的在輻 射能量與距離之間的關系來自動地改變。在圖2E中所示的例子中，未示出來自源205的光 的強度分布。如果待成像組織與內窺鏡200相接觸，那么可以操作源205來產生最低量的輻射 能量(乃至根據實施方式而切斷)。如上所述，接觸的組織是由來自短程源206的光照明 的。當組織遠離內窺鏡時，(根據實施方式)可以同時地、協同地或者同期地使用所有多個 光源205、206和218，以提供生成可診斷圖像所需的照明。相應地，用于成像的源的數量根 據距離而改變，以確保組織的圖像在預定強度范圍內形成在相機內。在一些實施方式中，基于圖像實現由醫生進行診斷所需的細節的分辨率的充分 度，而憑經驗提前選擇預定強度范圍。在其中為內窺鏡確定組織的距離和/或發光體能量 發射的具體方式在各實施方式中是不同的。相應地，鑒于本公開內容，多種用于確定組織的 距離和/或發光體能量發射的方法對于本領域技術人員都將是顯而易見的。在根據本發明的內窺鏡中包括多個光源使內窺鏡能夠通過使用根據組織的距離 的不同量和/或分布的照明來對位于離內窺鏡的不同位置處的組織進行成像。在第一例子 中，當組織位于與內窺鏡的外表面接觸之處或者在離其非常短的距離Dl處(例如所關心的 體腔的直徑D的1/10以下)時，通過向LED 217提供電流以產生輻射能量E2(圖21)來照明組織241 (以及對組織進行成像)。由此產生的照明包括由相應的光束208A-208C經由成 像區域212產生的強度分布四認-219((圖2J和圖I)。在這時，長程源LED 205被操作產 生極微量的能量E1，這造成分布215，并且其能量的大部分都在視野214之外，即不用于成 像。因此，如果合適，可以在這個階段將源205關閉。在第二例子中，組織位于離內窺鏡的中間距離D2之處(例如體腔直徑的1/5左 右)并且如圖21中所示在內窺鏡200中的LED 217和205都被驅動用以產生相同量的輻 射能量E3。由此產生的照明現在包括強度分布215(圖2J和圖I)，其一部分現在與光軸 203重疊，盡管能量的大部分都在軸203的上方。注意，分布219B的峰值(并且因而其中 心)也已經(在縱向方向上)移動到了在分布215的峰值上方的位置。此外，分布219A的 峰值已經從在軸203上方的位置移動到了在峰值219C下方的位置。相應地，在相機的視野 214內的中間距離D2處，長程源LED 205提供與短程源LED 217所提供的照明大致相同的 照明量。在第三例子中，組織位于另一中間距離D3處(例如體腔直徑的1/3左右)并且長 程源LED 205被操作產生幾乎是短程源LED 217的能量E4的兩倍的能量E5 (圖21)。在 距離D3處的強度分布215(圖2J和圖2K)構成照明的大部分(例如提供> 50%的能量)。 因此，長程源LED 205提供大部分的照明。注意，在距離D3處，分布219A和219B的峰值位 于相機的視野214之外。雖然分布219C的峰值在視野214之內，但該分布對總照明的貢獻 很小(例如20%以下)。最后，在第四例子中，組織位于大距離D4處(例如體腔直徑的1/2左右)，長程源 LED 205被提供以比短程源LED 217的功率P4 (其功率P4保持與在距離D3處的功率相同) 大一個數量級的功率P6。如圖I中所示，來自長程源LED 205的強度分布215提供主要照 明。在距離D4處，來自短程源LED 217的貢獻最小(例如5%或更小)。注意，在圖21中所示類型的一些實施方式中，每個像素的積分時間都相對于另一 像素移位，盡管像素都具有公共積分時間，在此時間中內窺鏡內的每個LED例如被一個接 一個地按順序開啟，或者全都被同時開啟。還應注意，由LED發出的(并且因此被像素捕獲 的)輻射能量的量取決于LED被開啟的持續時間以及LED在其開啟期間的功率輸出。在下 表中為一個特定的示例說明性實施方式提供了以上所討論的距離與輻射能量的總結，且下 表中的數字為例子，其在其他實施方式中具有不同數值。在下表中，P為從內窺鏡的縱軸 到組織所位于其中的平面的距離，R為內窺鏡的半徑，Utop與頂部長程LED的光能成正比， 而Ubottom與短程源LED 217的光能成正比
權利要求
1.一種內窺鏡，包括殼體，其小到足以通過人類的胃腸道； 發射器，其封閉在所述殼體內，用以向外部設備傳輸圖像數據； 包括封閉在所述殼體內并耦合到所述發射器的至少一個傳感器的組，所述組向所述發 射器提供所述圖像數據；其中所述殼體的第一區域是由所述殼體的表面與進入所述殼體以形成所述圖像數據 的第一電磁輻射的相交所限定的；源，其封閉在所述殼體內，用以產生射出所述殼體的第二電磁輻射； 其中所述源被定位在這樣的位置使得射出所述殼體的第二電磁輻射的大部分穿過所 述殼體的不與所述第一區域重疊的第二區域；其中所述第一電磁輻射的一部分來自于所述胃腸道對所述第二電磁輻射的一部分的 反射。
2.根據權利要求1的內窺鏡，其中所述組由包含于所述內窺鏡中并封閉在所述殼體內的處理器耦合到所述發射器； 額外的電磁輻射進入所述殼體以形成也由所述組提供給所述處理器的額外數據；以及 所述處理器排除所述額外數據以獲得提供給所述發射器的所述圖像數據。
3.根據權利要求1的內窺鏡，其中所述組由包含于所述內窺鏡中并封閉在所述殼體內的處理器耦合到所述發射器；以及 所述處理器在無任何裁剪的情況下將所述圖像數據提供給所述發射器。
4.根據權利要求1的內窺鏡，其中所述殼體包括管狀壁以及在其相對兩端蓋住所述管狀壁的一對穹頂，以形成膠囊； 所述源由所述管狀壁所包圍并且所述第一區域和所述第二區域中的每個區域都在所 述管狀壁的表面上。
5.根據權利要求1的內窺鏡，其中 所述源在以下被稱為第一源；所述內窺鏡還包括封閉在所述殼體內的第二源； 所述內窺鏡還包括封閉在所述殼體內的環形壁；多個路徑對應于多條來自所述第二源的光線，所述多個路徑穿過所述環形壁以到達所 述殼體，并在沒有所述環形壁時從其反射以在所述殼體內形成所述第二源的鏡像；以及其中所述環形壁是不透明的并且被定位在鄰近所述第二源處，以阻擋沿著所述路徑的 多條光線的通過，從而防止由所述多條光線對所述鏡像的所述形成。
6.根據權利要求1的內窺鏡，其中 所述源在以下被稱為第一源；所述殼體具有大于一的寬高比； 縱向平面穿過所述殼體的縱軸； 所述內窺鏡還包括第二源；以及 所述縱向平面穿過所述第一源和所述第二源中的每個源。
7.根據權利要求6的內窺鏡，其中所述第一源在所述縱軸的方向上偏離所述第二源；所述內窺鏡具有光瞳，所述第一電磁輻射通過其進入所述殼體以形成所述圖像數據；以及所述光瞳位于所述第一源與所述第二源之間。
8.根據權利要求1的內窺鏡，其中幾乎所有的所述第二電磁輻射都穿過所述第二區域。
9.根據權利要求1的內窺鏡，其中 所述源在以下被稱為第一源； 所述位置在以下被稱為第一位置；所述內窺鏡還包括封閉在所述殼體內的第二源，以產生射出所述殼體的第三電磁輻射；其中所述第二源被定位在第二位置，使得射出所述殼體的第三電磁輻射的大部分通過 所述第一區域。
10.一種設備，包括殼體，其小到足以通過人類的胃腸道；源，其封閉在所述殼體內，所述源包括一對在其間具有電流通過的端子以及至少一個 電磁輻射發射體，所述至少一個發射體通過所述一對端子被供電；光學元件，其封閉在所述殼體內并且偏離所述源，所述光學元件位于由所述源所發射 的電磁輻射的一部分的路徑之中，所述光學元件以這樣的方式位于所述殼體之中使得所 述電磁輻射的部分的至少一部分變為從所述光學元件入射到所述殼體的表面上；其中所述光學元件在一個平面的第一側而所述源在所述平面的第二側，并且來自所述 源的所有電磁輻射都在所述平面的所述第二側發射；以及至少一個相機，其封閉在所述殼體內，其中通過所述電磁輻射的所述部分的所述大部 分的至少一部分從所述胃腸道的反射而在所述至少一個相機中形成至少一個圖像。
11.根據權利要求10的設備，其中所述源與所述相機之間的第一距離小于所述源與所述光學元件之間的第二距離；以及 所述光學元件包括反射面。
12.根據權利要求11的設備，其中 所述殼體具有大于一的寬高比；以及所述源與所述相機之間在所述殼體的縱軸的方向上的第一偏離小于所述源與所述光 學元件之間在所述方向上的第二偏離。
13.根據權利要求10的設備，其中所述源與所述相機之間的第一距離大于所述源與所述光學元件之間的第二距離；以及 所述光學元件限制從所述源入射于其上的所述光的一部分的角度發散。
14.根據權利要求10的設備，其中所述光學元件具有面向所述源的輸入光圈，以及與所述輸入光圈分立和相對的輸出光 圈；以及射出所述輸出光圈的電磁輻射的角度發散小于進入所述輸入光圈的電磁輻射的角度發散。
15.根據權利要求14的設備，其中所述光學元件包括透鏡，并且所述透鏡降低所述輸入光圈與所述輸出光圈之間的角度發散。
16.根據權利要求14的設備，其中所述光學元件包括反射面，并且所述反射面位于所述輸入光圈與所述輸出光圈之間， 定向用以降低在所述輸入光圈進入所述光學元件的所述電磁輻射的角度發散。
17.根據權利要求16的設備，其中所述反射面包含在集中器中。
18.根據權利要求17的設備，其中所述反射面由截頂復合拋物面集中器(CPC)限定。
19.根據權利要求14的設備，其中所述光學元件具有額外的輸入光圈和額外的輸出光圈；以及電磁輻射的額外部分通過所述額外的輸入光圈進入所述光學元件并且在所述額外的 輸出光圈射出所述光學元件。
20.根據權利要求19的設備，其中所述光學元件包括反射面，其將所述電磁輻射的額外部分的至少一部分反射向所述額 外的輸出光圈。
21.根據權利要求20的設備，其中所述反射面是一層的一側，所述層具有另一側，該另一側反射進入所述輸入光圈的所 述電磁輻射；以及所述層包括(a)單金屬層或者(b) —個或多個電介質層和/或一個或多個金屬層的多 層堆棧中的至少一種。
22.根據權利要求10的設備，其中縱向平面穿過由所述殼體的表面與所述相機的光軸的相交所形成的點(以下的“交 點”)，所述縱向平面還穿過弧AB的曲率中心C，弧AB由所述殼體的所述表面與平行于所述 光軸并穿過所述交點的橫向平面的相交限定，所述橫向平面與所述縱向平面的定向相互垂 直；以及所述光學元件限制從所述輸出光圈發射的大部分照明光線的角度發散，使得所述大部 分照明光線在從所述交點反射后到所述縱向平面上的投影與所述殼體的所述表面的法線 成角度Qpei) eFW+a，其中eFW為相機投影在所述縱向平面中的視野的半角，而a為 所述表面的所述法線與所述光軸之間的角。
23.根據權利要求10的設備，其中由所述源發出的第一照明光線以入射角Qi入射在所述殼體上并且以相對于線N的相 同反射角θ ^皮反射，所述線N平分由所述第一照明光線與由所述殼體對所述第一照明光 線的反射所產生的反射光線所形成的角；U點存在于同所述入射光線共線的第一線與同所述反射光線共線的第二線相交之處；第一圖像形成光線與線N形成角度ο，所述第一圖像形成光線包含在多個圖像形成光 線之中，所述多個圖像形成光線形成所述圖像的提供給包含于所述設備中的發射器的經裁 剪的部分；來自所述源的額外的照明光線的角度受限，使得對于入射在所述殼體上的任何額外的照明光線與包含于所述多個圖像形成光線中的對應的額外的圖像形成光線的對子中的大 部分而言，θ i > σ ；所述第一圖像形成光線在位于所述殼體與所述相機之間的自由空間內時與穿過所述U 點和所述相機的光瞳的線共線；以及所述線與所述第一照明光線和所述反射光線共面。
24.根據權利要求10的設備，其中所述光學元件的表面為截頂復合拋物面集中器的表面；以及所述光學元件為環形形狀，其在內壁與外壁之間包括多個輻條。
25.根據權利要求M的設備，其中所述第一光源包括發光二極管(LED)，其封裝在封包的腔內；以及所述光學元件安裝在所述封包上，且所述光學元件的外壁的至少一部分懸于所述腔的 開口之上。
26.根據權利要求25的設備，其中所述開口的面積大于所述光學元件面向所述源的光圈的面積。
27.根據權利要求10的設備，其中所述光學元件在以下為第一光學元件；所述源與所述相機之間的第一距離小于所述源與所述第一光學元件之間的第二距離， 并且所述第一光學元件包括反射面；所述設備還包括第二光學元件；以及所述第一距離大于所述源與所述第二光學元件之間的第三距離，并且所述第二光學元 件限制從所述源入射到其上的光的所述一部分的角度發散。
28.一種體內成像的方法，包括內窺鏡，其從殼體的第一區域發射第一電磁輻射用以照明胃腸道；所述內窺鏡從所述內窺鏡的第二區域發射第二電磁輻射用以進一步照明所述胃腸道；其中所述第一區域大于所述第二區域；以及所述內窺鏡在存儲器內儲存通過所述第一區域接收到的由所述胃腸道對所述第一電 磁輻射和所述第二電磁輻射的反射所形成的圖像的至少一部分。
29.根據權利要求觀的方法，其中所述發射和所述儲存在所述內窺鏡處于相對于所述 胃腸道的第一位置時執行，所述方法還包括響應于所述內窺鏡到第二位置的移動——在此，當測量于公共方向上時，由所述移動 在所述第一區域的距所述胃腸道的第一距離dl中所產生的第一增量Adl大于由所述移動 在所述第二區域的距所述胃腸道的第二距離d2中所產生的第二增量Ad2——所述內窺鏡 自動地將來自所述第二區域的所述第二電磁輻射中發射的輻射能量E2增大第二量ΔΕ2， 同時將所述第一電磁輻射中發射的輻射能量增大第一量ΔΕ1，所述第一量ΔΕ1小于所述 第二量ΔΕ2;以及在所述增大之后，所述內窺鏡在所述存儲器中儲存來自所述第二位置的所述道的另一 圖像的另一部分。
30.根據權利要求28的方法，其還包括所述內窺鏡使用第一源產生所述第一電磁輻射；來自所述第一源的所述第一電磁輻射的至少第一部分在被位于所述第一源與所述殼 體之間的光學元件反射后入射在所述第一區域上，并且來自所述第一源的所述第一電磁輻 射的至少第二部分在不被所述光學元件反射的情況下入射在所述第一區域上，所述第一部 分大于所述第二部分；其中所述光學元件在一個平面的第一側并且所述第一源在所述平面的第二側并且來 自所述第一源的所有電磁輻射都在所述平面的所述第二側發射；以及所述內窺鏡使用第二源產生所述第二電磁輻射，大部分來自所述第二源的所述第二電 磁輻射都在無所述第二源與所述殼體之間的反射的情況下入射在所述第二區域上；其中每個源封閉在所述內窺鏡的殼體內，并且每個源包括一對具有電流流經其間的端 子以及至少一個通過所述一對端子來供電的電磁輻射發射體。
31.根據權利要求觀的方法，其中所述內窺鏡透射被所述內窺鏡內的光學元件反射后的所述第一電磁輻射的大部分；其中所述光學元件在一個平面的第一側，而所述第一電磁輻射的第一源在所述平面的 第二側，并且來自所述第一源的所有電磁輻射都在所述平面的所述第二側發射；以及所述內窺鏡在不被所述光學元件反射的情況下透射大部分所述第二電磁輻射。
32.根據權利要求31的方法，其還包括所述內窺鏡為用于感測所述圖像的多個區段中的各區段計算平均亮度值；所述內窺鏡計算為各區段所計算的所述平均亮度值與對于所述各區段的目標亮度值 之間的差異；以及所述內窺鏡至少部分地基于所述差異來計算用于產生所述第二電磁輻射的驅動電流。
33.根據權利要求32的方法，其中基于為所述多個區段中的各區段分別計算的多個所述差異的線性組合而獲得所述驅 動電流的變化。
34.根據權利要求33的方法，其中所述線性組合包括所述差異的向量與取值矩陣的乘法計算，每個取值都被基于驅動電 流而選擇成為多個預定值中的一個。
全文摘要
一種使用多個源(205、206)來照明組織(241)的體內內窺鏡(200)。來自短程源(206)的光通過與成像區域(212)重疊的第一照明區域(210)射出內窺鏡(200)的管狀壁，并且光在被組織反射后通過成像區域(210)返回，以在相機(304)中形成圖像。來自長程源(205)的光通過不與成像區域(212)重疊的第二照明區域(211)射出管狀壁(201M)。一些實施方式的內窺鏡200包括反射鏡(218)，并且來自短程源(206)的發射體的光被分裂并從相機(304)的光軸(306)的兩側到達第一照明區域(210)。用光的分裂部分照明第一照明區域(210)產生比直接用未分裂光束的照明更高的照明均勻性。由每個源(205、206)所產生的能量根據要進行成像的組織的距離(d1、d2)而改變。
文檔編號A61B1/06GK102046065SQ200980120587
公開日2011年5月4日 申請日期2009年6月1日 優先權日2008年6月9日
發明者G·C·威爾森 申請人:康生科技公司