CN107427201A - 照明光传输装置及照明光传输方法 - Google Patents

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Abstract

提供了能够使设备紧凑并且改善手术期间常规操作环境的技术。本技术提供了照明光传输设备，包括：非斑点照明光源，用于发射非斑点照明光；斑点照明光源，用于发射斑点照明光；束纤维，其中多个光纤已经捆扎成束状；以及光控制单元，用于将非斑点照明光和斑点照明光中的至少一个导入束纤维。

Description

照明光传输装置及照明光传输方法
技术领域
本公开涉及照明光传输装置及照明光传输方法。更具体地，本公开涉及使用从斑点照明光源发射的斑点照明光的照明光传输装置和照明光传输方法。
背景技术
通常，基于斑点的时间变化的血管和血流血管造影为使用内窥镜或显微镜的外科手术应用形成图案(参见下面的专利文献1)。应当注意，在下文中，将通过上述血管造影获得的图像称为斑点血流图像。
此外，通过手术显微镜可以同时观察斑点血流图像和普通明亮场图像的技术是已知的(参照下面的非专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第6,944,494号
非专利文献1：Neurophotonics 1(1)，015006(2014年七月-九月)p.1-6
发明内容
技术问题
由于利用上述非专利文献1中引用的技术，照明光学系统在亮场图像和斑点血流图像之间具有两个照明光路系统，因此需要大壳体的观察装置，最终导致外科手术的工作环境劣化的问题。
因此，本公开的主要目的在于缩小装置的尺寸，以便与现有技术相比提高外科手术的工作环境。
问题的解决方案
本申请的发明人为了解决上述目的而进行了深入的研究，已经通过使用对非斑点照明光是噪声的斑点以及组合非斑点照明光和斑点照明光完成了本发明。
即，本公开首先提供了一种照明光传输装置。该照明光传输装置包括：非斑点照明光源，被配置为发射非斑点照明光；斑点照明光源，被配置为照射斑点照明光；纤维束，通过多个光纤成束配置；以及光控制部，被配置为将非斑点照明光和斑点照明光中的至少一个导入纤维束。
构成与本公开相关的照明光传输装置的纤维束的光纤可包括单模光纤。
与本公开相关的照明光传输装置的光控制部可以将斑点照明光仅导入从构成纤维束的光纤中选择的一个光纤中。
对于从配置与本公开相关的照明光传输装置的纤维束的光纤中选择的一个光纤，可以提及单模光纤。
对于从配置与本公开相关的照明光传输装置的纤维束的光纤中选择的一个光纤，可以提及保持偏振波面的光纤。
与本公开有关的照明光传输装置的光控制部可以选择性地将非斑点照明光和斑点照明光导入纤维束中。
与本公开相关的照明光传输装置的光控制部可以基于纤维束的照度分布将斑点照明光导入选择的一个光纤中。
与本公开相关的照明光传输装置还可以包括布置在非斑点照明光的光路上以扩散非斑点照明光的散光板。
与本公开相关的照明光传输装置的非斑点照明光源可以用于获得亮场图像，并且斑点照明光源可以用于获得斑点增强图像。
在与本公开相关的照明光传输装置中，斑点增强图像可以是流体和流路的图像中的至少一个。
在与本公开相关的照明光传输装置中，对于亮场图像，可以提及器官图像，对于斑点增强图像，可以提及血流图像。
其次，本公开提供了一种照明光传输方法。该照明光传输方法包括：非斑点照明光照射过程，照射用于获得亮场图像的非斑点照明光；斑点照明光散射过程，照射用于获得斑点增强图像的斑点照明光；以及发射过程，将非斑点照明光和斑点照明光中的至少一个发射到具有形成为束的多个光纤的纤维束中。
在与本公开相关的照明光传输方法中，对于斑点增强图像，可以提及流体和流动路径图像中的至少一个。
在与本公开相关的照明光传输方法中，对于亮场图像，可以提及器官图像，对于斑点增强图像，可以提及血流图像。
本发明的有益效果
根据本公开，与现有技术相比，可以减小装置的尺寸，并且可以提高外科手术的工作环境。
应当注意，这里的效果不一定限于此；即本文中的任何效果均有效。
附图说明
[图1]示出了与根据本公开的第一实施方式相关的照明光传输装置的示意图。
[图2]是示出了纤维束的入射端面图。
[图3]是示出了与本公开的第二实施方式相关的照明光传输装置的配置的示意图。
[图4]是示出了与本公开的第三实施方式相关的照明光传输装置的配置的示意图。
[图5]是示出了与本公开的第四实施方式相关的照明光传输装置的配置的示意图。
[图6]是示出了与本公开的第五实施方式相关的照明光传输装置的配置的示意图。
[图7]是示出了与本公开的第六实施方式相关的照明光传输装置的配置的示意图。
[图8]包括示出了其中伪血液流动的伪血管的图像实例和伪血液的血液流动的图像实例的代替附图的照片。
[图9]包括示出了其中伪血液流动的伪血管的另一图像实例和伪血液的血液流动的另一图像实例的代替附图的照片。
具体实施方式
以下参考附图描述本公开的优选实施方式。下面描述的优选实施方式仅是说明性的，因此本公开的范围不应被狭义地解释。应注意，将按照以下顺序进行说明。
第一实施方式
(其中非斑点照明光源由红-绿-蓝(RGB)激光束源和单芯光纤的组合配置并且光偏振元件布置在斑点照明光的光路上的照明光传输装置的实例)；
第二实施方式
(其中非斑点照明光源由白发光二极管(LED)和纤维束的组合配置并且变形棱镜等布置在斑点照明光的光路上的照明光传输装置的实例)；
第三实施方式
(其中非斑点照明光源由RGB激光束源和纤维束的组合配置并且变形棱镜等布置在斑点照明光的光路上的照明光传输装置的实例)；
第四实施方式
(其中非斑点照明光源由RGB激光束源和纤维束的组合配置并且变形棱镜等布置在斑点照明光的光路上的照明光传输装置的另一实例)；
第五实施方式
(其中非斑点照明光源由RGB激光束源和纤维束的组合配置、变形棱镜等布置在斑点照明光的光路上、并且散光板布置在非斑点照明光的光路上的照明光传输装置的实例)；以及
第六实施方式
(其中非斑点照明光源由RGB激光束源和纤维束的组合配置、变形棱镜等布置在斑点照明光的光路上、散光板布置在非斑点照明光的光路上、并且进一步设置了信号生成器或者延迟生成电路等的照明光传输装置的实例)。
第一实施方式
首先，描述了与本公开的第一实施方式相关的照明光传输装置。
(总体配置)
现在，参考图1，描述了示出与本公开相关的照明光传输装置10的第一实施方式的示意图。与本公开相关的照明光传输装置10主要具有非斑点照明光源1、斑点照明光源2、纤维束3以及光控制部4。此外，例如，可以根据需要布置图像拍摄系统5。以下描述这些部件的细节。
(非斑点照明光源1)
利用非斑点照明光源1，执行非斑点照明光的照射。非斑点照明光是不产生斑点的光，并且包括其中分布适合于照亮例如器官的光分量的波长范围的光。非斑点照明光包括紫外线、红外线以及可见光，并且包括单色光。非斑点照明光源1的照射条件没有特别限制，只要不影响本公开的效果即可；例如，可以设置照射角、照射位置及其组合。
非斑点照明光源1用于获取诸如器官图像的亮场图像。非斑点照明光源1的具体结构没有特别限制，只要不侵犯本公开的效果即可；例如，可以无限制地组合能够照射非斑点照明光的一种或多种已知装置或设备。例如，非斑点照明光源1可以通过组合具有能够照射由红色、绿色和蓝色混合的白色光的RGB激光束源的照明光源设备和单芯光纤配置。在根据本公开的照明光传输装置10中，从单芯光纤发射的白色光通过两个透镜25和26(参见图1)被引导到纤维束3。
(斑点照明光源2)
利用斑点照明光源2，执行斑点照明光的照射。斑点照明光是生成斑点的光，并且包括其中分布适合于照亮诸如血管的流路和诸如血液的流体的光分量的波长范围的光。斑点照明光源2的照射条件没有特别限制，只要不影响本公开的效果即可；例如，可以设置照射角、照射位置及其组合。
斑点照明光源2用于获取斑点增强图像。斑点增强图像表示“显现由从对象获得的散射光所引起的斑点的图像”并且包括“显现由来自静止对象(诸如血管的流路)的散射光所引起的静态斑点的图像”和“显现由来自移动对象(诸如血液的流体)的散射光所引起的动态斑点的图像”。对于测量斑点增强图像的方法，例如可以使用已知的电子斑点图案干涉测量(ESPI)、已知斑点相关方法或已知斑点对比方法。
斑点照明光源2可以仅是能够照射斑点照明光的光源，并且因此只要不损害本公开的效果，就不特别局限于特定的光源；例如，可以使用诸如半导体激光器(激光二极管(LD))的照明光源设备。来自斑点照明光源2的斑点照明光穿过非球面透镜21和光偏振元件22，然后从反射镜23反射，从垂直于非斑点照明光的入射方向的方向引入分色镜24。分色镜24可以布置在通过傅里叶变换与单芯光纤的发射端面相关的位置处。
(纤维束3)
纤维束3是一束光纤。纤维束3布置在与单芯光纤的发射端面光学共轭的位置处。在纤维束3的入射端面，形成通过单芯光纤传输的非斑点照明光的光学图像和从分色镜24反射的斑点照明光的光学图像。
参考图2，描述了示出纤维束3的入射端面的示图。可以将非斑点照明光的光学图像的图像放大率设定为使得非斑点照明光照射纤维束3的端面31的全部。理想地，斑点照明光的光学图像的图像放大率被设定为使得只照亮一个光纤的入射端面(例如在图2中被填充的入射端面32)。这是因为构成纤维束3的光纤的长度并不总是彼此相等，所以可以通过光程差来平均和降低斑点。然而，如果只有一个光纤实施斑点照明光，则不会发生上述光程差，从而可以保持不降低斑点。
应当注意，可以将斑点照明光的光学图像的图像放大率设置为仅照亮每个光纤的一部分。该设置允许在纤维束3中不同照明位置获得的斑点增强图像被按小时积合或平均，导致由于斑点而导致的空间粒状噪声减小。
构成纤维束3的一些光纤包括单模光纤和多模光纤；然而，从维护斑点图案不变化的观点来看，用于传输斑点照明光的光纤优选为单模光纤。这是因为，如果用于传输斑点照明光的光纤由多模光纤配置，则当纤维束3弯曲时，斑点照明光被扩散成多个模式，从而可能改变斑点图案。相反，如果用于传输斑点照明光的光纤由单模光纤配置，则只有一种模式，使得斑点图案不变。此外，斑点的图案可能会因为偏振波的变化而发生变化。为了防止该种情况发生，可以使用偏振波维持光纤。
(光控制部4)
通过光控制部4，非斑点照明光和斑点照明光中至少一个被导入纤维束3。“非斑点照明光和斑点照明光中至少一个被导入纤维束3”包括“非斑点照明光和斑点照明光均被导入纤维束3”的情况，“仅非斑点照明光被引导入纤维束3”的情况和“仅斑点照明光被导入纤维束3”的情况。
只要不影响本公开的效果，光控制部4的具体结构不限于任何特定结构；例如，可以选择一种或多种类型的已知电路或设备用于组合，而不受限制。例如，中央处理器(CPU)和光偏振元件22的组合可以组成光控制部4。
光控制部4也可以将斑点照明光导入从组成纤维束3的光纤中选出的仅一个光纤。在这种情况下，从保持斑点图案不变化的观点来看，所选择的一个光纤优选为单模光纤或保持偏振波面的光纤。此外，光控制部4也可以选择性地将非斑点照明光和斑点照明光导入纤维束3。
(图像拍摄系统5)
图像拍摄系统5拍摄从纤维束3的入射端面反射的光的图像，以观察纤维束3的入射端面的照度分布。
只要不影响本公开的效果，图像拍摄系统5拍摄图像的方法不限于任何特定方法；例如，可以选择一种或多种类型的已知图像拍摄方法用于组合，而不受限制。例如，可以使用基于诸如电荷耦合元件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的成像设备的图像拍摄方法。
只要不影响本公开的效果，图像拍摄系统5的具体结构不限于任何特定结构；例如，可以选择一种或多种类型的已知图像拍摄设备或者透镜51(参考图1)用于组合，而不受限制。
(照明对象)
与本公开相关的照明光传输装置10能够照亮各种东西，并且适用于包括例如流体的对象的照明。更具体地，可以提及血管用于照明对象，并且可以提及血液用于流体。例如，在手术显微镜或者手术内窥镜上安装与本公开相关的照明光传输装置10允许外科手术同时确认血管的位置。
(操作)
以下描述上述照明光传输装置10的操作。
在根据本实施方式的照明光传输方法中，从非斑点照明光源1(非斑点照明光照射过程)照射非斑点照明光。接下来，与非斑点照明光的照射同时，从斑点照明光源2照射斑点照明光(斑点照射光照射过程)。应当注意，在斑点照明光照射过程中，斑点照明光的照射可以在非斑点照明光的照射之前或在非斑点照明光的照射之后执行。然后，将非斑点照明光和斑点照明光均发射到通过单个纤维束3传输的纤维束3中(发射过程)，并导入到经受照射的器官或血管中。应当注意，在发射过程中，只有非斑点照明光可以发射到纤维束3中，或者只有斑点照明光可以发射到纤维束3中。接下来，对从诸如已照射非斑点照明光的器官的照明对象获得的光进行成像，以获得亮场图像(例如器官图像)(亮场图像拍摄过程)。另外，对从诸如已照射斑点照明光的血液的照明对象获得的散射光进行成像，以获得斑点增强图像(例如血流图像)(斑点增强图像拍摄过程)。应当注意，在亮场图像拍摄过程和斑点增强图像拍摄过程中，可以交替地拍摄亮场图像和斑点增强图像，或者可以同时拍摄亮场图像和斑点增强图像。
此外，在本实施方式中，通过图像拍摄系统5使纤维束3的入射端面成像，并且基于成像的结果，观察纤维束3的入射端面处的照度分布。在本实施方式中，基于该观察结果，通过光控制部4控制光偏振元件22，使得光纤中的一个的照明位置或一些光纤的照明位置顺次变化。例如，在光偏振元件22的控制下，顺次照亮一个光纤的照明位置(图2中的入射端面32)变为图2所示的入射端面33和入射端面34。
在本实施方式中，在各照明位置通过斑点照明光对诸如器官和血管的照明对象进行成像后，通过纤维束3在不同照明位置获得的斑点增强图像被按小时积分或平均化，导致由于斑点引起的空间粒状噪声减少。
在本实施方式中，由于非斑点照明光和斑点照明光通过单个纤维束3传输，因此不需要布置用于非斑点照明光和斑点照明光的两个不同的照明光路。因此，与现有技术相比，该装置的尺寸可以更加减小。应当注意，本文所述的效果仅是说明性的，因此不限于此；例如，可以添加其他效果。
第二实施方式
以下描述与本公开的第二实施方式相关的照明光传输装置。参考图3，图3描述了示出与本公开的第二实施方式相关的照明光传输装置的配置的示意图。应当注意，参考图3，与前述第一实施方式的照明光传输装置类似的部件用相同的附图标记标注，并省略其说明。
根据本实施方式的照明光传输装置20与第一实施方式的照明光传输装置10的不同之处在于非斑点照明光源1由白色LED和纤维束的组合配置并且在于透镜21、变形棱镜27、偏振光束分离器28、及λ/4板29沿着斑点照明光的光路布置。
因为根据本实施方式的照明光传输装置20具有偏振光束分离器28，因此光控制部4可以基于由图像拍摄系统5获得的图像来调节偏振光束分离器28的角度，从而提供对在纤维束3的端面处斑点照明光与哪个光纤耦合的控制。应注意，除了在本实施方式的照明光传输装置中上述的那些之外的配置和效果与上述第一实施方式的那些相同。
第三实施方式
以下描述与本公开的第三实施方式相关的照明光传输装置。参考图4，图4描述了示出与本公开的第三实施方式相关的照明光传输装置的配置的示意图。应当注意，参考图4，与前述第一实施方式的照明光传输装置类似的部件用相同的附图标记标注，并省略其说明。
根据本实施方式的照明光传输装置30与第一实施方式的照明光传输装置10的不同之处在于，非斑点照明光源1由RGB激光束源和纤维束的组合配置，并且在于透镜21、变形棱镜27、偏振光束分离器28和λ/4板29沿着斑点照明光的光路布置。
因为根据本实施方式的照明光传输装置30具有偏振光束分离器28，因此光控制部4可以基于由图像拍摄系统5获得的图像来调节偏振光束分离器28的角度，从而提供对在纤维束3的端面处斑点照明光与哪个光纤耦合的控制。应注意，除了在本实施方式的照明光传输装置中上述的那些之外的配置和效果与上述第一实施方式的那些相同。
第四实施方式
以下描述与本公开的第四实施方式相关的照明光传输装置。参考图5，图5描述了示出与本公开的第四实施方式相关的照明光传输装置的配置的示意图。应当注意，参考图5，与前述第一实施方式的照明光传输装置类似的部件用相同的附图标记标注，并省略其说明。
根据本实施方式的照明光传输装置40与第一实施方式的照明光传输装置10的不同之处在于，非斑点照明光源1由RGB激光束源和纤维束的组合配置，并且在于透镜21、变形棱镜27、用于如空间光调制设备或声光设备的电子和光偏振的光偏振元件35、以及λ/4板29沿着斑点照明光的光路布置。
因为根据本实施方式的照明光传输装置40具有光偏振元件35，因此光控制部4可以基于由图像拍摄系统5获得的图像来执行对斑点照明光的光偏振控制，从而提供对在纤维束3的端面处斑点照明光与哪个光纤耦合的控制。应注意，除了在本实施方式的照明光传输装置中上述的那些之外的配置和效果与上述第一实施方式的那些相同。
第五实施方式
以下描述与本公开的第五实施方式相关的照明光传输装置。参考图6，图6描述了示出与本公开的第五实施方式相关的照明光传输装置的配置的示意图。应当注意，参考图6，与前述第一实施方式的照明光传输装置类似的部件用相同的附图标记标注，并省略其说明。
根据本实施方式的照明光传输装置50与第一实施方式的照明光传输装置10的不同之处在于，非斑点照明光源1由RGB激光束源和纤维束的组合配置，并且在于透镜21、变形棱镜27、偏振分束器28和λ/4板29沿着斑点照明光的光路布置，并且在于用于扩散非斑点照明光的透镜36和散光板37沿着非斑点照明光的光路布置。
在根据本实施方式的照明光传输装置50中，散光板37沿着非斑点照明光的光路布置在透镜36和透镜25之间。然后，增加数值孔径允许以均匀的方式从非斑点照明光源1到纤维束3的端面的非斑点照明光的照射。应注意，除了在本实施方式的照明光传输装置中上述的那些之外的配置和效果与上述第一实施方式的那些相同。
第六实施方式
以下描述与本公开的第六实施方式相关的照明光传输装置。参考图7，图7描述了示出与本公开的第六实施方式相关的照明光传输装置的配置的示意图。应当注意，参考图7，与前述第一实施方式的照明光传输装置类似的部件用相同的附图标记标注，并省略其说明。
根据本实施方式的照明光传输装置60与第一实施方式的照明光传输装置10的不同之处在于，非斑点照明光源1由RGB激光束源和纤维束的组合配置，并且在于透镜21、变形棱镜27、偏振光束分离器28和λ/4板29沿斑点照明光的光路布置，在于透镜36和散光板37沿着非斑点照明光的光路布置，并且在于分别另外增加用于生成系统时钟信号的信号生成器38、用于生成用于获得亮场图像的触发信号和用于获得斑点增强图像的触发信号的延迟生成电路39、及用于驱动非斑点照明光源1和斑点照明光源2的驱动器41和42。
在根据本实施方式的照明光传输装置60中，可以通过延迟生成电路39调整用于获得亮场图像的触发信号和用于获得斑点增强图像的触发信号的定时，从而实现所谓的场顺序成像，其中亮场图像和斑点增强图像依次交替地照亮和成像。
应注意，本公开还可采用下列配置。
(1)
一种照明光传输装置，包括：
非斑点照明光源，被配置为照射非斑点照明光；
斑点照明光源，被配置为照射斑点照明光；
纤维束，通过多个光纤配置为束；以及
光控制部，被配置为将非斑点照明光和斑点照明光中至少一个导入纤维束。
(2)
根据上面的(1)所述的照明光传输装置，其中，在构成纤维束的光纤中包括单模光纤。
(3)
根据上面的(1)或(2)所述的照明光传输装置，其中，光控制部将斑点照明光导入从构成纤维束的光纤中选择的仅一个光纤中。
(4)
根据上面的(3)所述的照明光传输装置，其中，所选择的一个光纤是单模光纤。
(5)
根据上面的(3)所述的照明光传输装置，其中，所选择的一个光纤是保持偏振波面的光纤。
(6)
根据上面的(1)至(5)中的任一项所述的照明光传输装置，其中，光控制部将非斑点照明光和斑点照明光选择性地导入纤维束。
(7)
根据上面的(3)至(5)中的任一项所述的照明光传输装置，其中，光控制部基于纤维束的照度分布将斑点照明光导入所选择的一个光纤中。
(8)
根据上面的(1)至(7)中的任一项所述的照明光传输装置，进一步包括：
散光板，布置在非斑点照明光的光路上以扩散非斑点照明光。
(9)
根据上面的(1)至(8)中的任一项所述的照明光传输装置，其中，非斑点照明光源用于获得亮场图像，并且斑点照明光源用于获得斑点增强图像。
(10)
根据上面的(9)所述的照明光传输装置，其中，斑点增强图像是流体和流路的图像的至少一个。
(11)
根据上面的(9)或(10)所述的照明光传输装置，其中，亮场图像是器官图像，斑点增强图像是血流图像。
(12)
一种照明光传输方法，包括：
非斑点照明光照射过程，照射用于获得亮场图像的非斑点照明光；
斑点照明光照射过程，照射用于获得斑点增强图像的斑点照明光；以及
发射过程，将非斑点照明光和斑点照明光中的至少一个发射到具有形成为束的多个光纤的纤维束中。
(13)
根据上面的(12)所述的照明光传输方法，其中，斑点增强图像是流体和流路的图像中的至少一个。
(14)
根据上面的(12)或(13)所述的照明光传输方法，其中，亮场图像是器官图像，并且斑点增强图像是血流图像。
实施例
在下文中，结合本公开的实施例详细描述了本公开的有益效果。应当注意，在下述实施例中，透镜21的数值孔径(NA)为0.5，焦距为30mm。透镜25和26的数值孔径(NA)是0.25，并且焦距是50mm。此外，透镜51的数值孔径(NA)是0.125，并且焦距是100mm。此外，在具有与纤维束3的发射端面的傅里叶变换关系的位置处安装截止波长为750nm的短波通分色镜24(传输率99％)。此外，对于斑点照明光源2的激光束源，使用波长为780nm、横向模式为TEM00的、垂直多模且输出功率为200mW的半导体激光器(LD)。
<第一实施例>
在第一实施例中，使用第二实施方式的照明光传输装置20(参照图3)拍摄猪心脏的冠状静脉的图像。在本实施例中，使用两个透镜25和26将具有100μm的束直径的纤维束1发射的非斑点照明光引入具有100μm的等束直径的纤维束3。
在本实施例中，从半导体激光器(LD)发射的斑点照明光首先由透镜21准直，然后通过变形棱镜27成形为圆形光束，然后由偏振光束分离器28反射(Tp＝100％，Rs＝100％)，并通过分色镜24与非斑点照明光复用。然后，通过透镜26在纤维束3的端面上形成具有1.667倍的倍率的激光束源的图像。
可以通过调整设置有角度调整机构的分色镜24的角度来实现通过斑点照明光调整在纤维束3的端面上的图像形成位置。在本实施例中，虽然大部分光在光纤中传播，但是未处于耦合状态的部分光被纤维束3的端面反射。从反射光中，1％被分色镜24反射，50％的反射光穿过偏振光束分离器28。在本实施例中，成像透镜51和光纤观察成像器5向后安装在光路中。因此，可以观察纤维束3的端面。
在本实施例中，如果观察到由纤维观察成像器5获得的图像，则可以确认在纤维束3的端面处，斑点照明光与哪个光纤耦合。如果基于该信息调整偏振光束分离器28的角度，则可以控制斑点照明光与哪个光纤耦合。
<第二实施例>
在第二实施例中，使用第三实施方式的照明光传输装置30(参照图4)拍摄猪心脏的冠状静脉的图像。本实施例和第一实施例在以下点1和2不同。由于本实施例的另一部分与第一实施例相同，因此在此省略其详细说明。
1、在RGB激光束源中，RGB光具有645nm、532nm和450nm的波长，并且使用来自多个发射器的偏振进行复用，并且具有p偏振和s偏振两者的独立分量。
2、分色镜24反射由纤维束3的端面反射的RGB激光束的1％。由于反射光具有p偏振和s偏振的两个分量，所以固定率的光穿过偏振光束分离器28。
<第三实施例>
在第三实施例中，使用第四实施方式的照明光传输装置40(参照图5)拍摄猪心脏的冠状静脉的图像。在本实施例中，使用空间光调制器35调整纤维束3的端面上的斑点照明光的图像形成位置。由于本实施例的另一部分与第一实施例相同，因此在此省略其详细说明。
<第四实施例>
在第四实施例中，使用第五实施方式的照明光传输装置50(参照图6)拍摄猪心脏的冠状静脉的图像。在本实施例中，将纤维束3的端面成像，并将其用作二次图像，在该位置处安装用于增加数值孔径的散光板37、衍射设备、全息光学设备等。由于本实施例的另一部分与第一实施例相同，因此在此省略其详细说明。
<第五实施例>
在第五实施例中，使用第六实施方式的照明光传输装置60(参照图7)拍摄猪心脏的冠状静脉的图像。在本实施例中，顺序地和交替地拍摄亮场图像和斑点增强图像以执行所谓的场序图像拍摄。在本实施例中，系统时钟信号由信号生成器38生成并输出到延迟生成电路39。然后，延迟生成电路39使用系统时钟信号生成用于亮场图像的触发信号和用于斑点增强图像的触发信号。
在本实施例中，用于亮场图像(图7中的RGB定时)的触发信号的触发定时被设置为与系统时钟信号同步的状态。用于斑点增强图像(图7中的斑点定时)的触发信号的触发定时被设置为从系统时钟信号延迟了一个半周期的状态。
在本实施例中，将每个触发信号被引入RGB激光驱动器41或斑点激光驱动器42。在本实施例中，RGB激光束源和半导体激光器(LD)分别交替地发射非斑点照明光和斑点照明光。在本实施例中，RGB激光束源和半导体激光器(LD)在相互偏移了一个半周期的定时发射脉冲激光束。
应当注意，对于本实施例的光学系统，可以采用上文结合第一实施例至第四实施例所述的任何形式。此外，用于允许非斑点照明光和斑点照明光交替发射的定时信号也用作在照相机43侧的图像拍摄系统触发器，并且与每个照明光的照明定时同步地执行图像拍摄。
例如，图8和图9包括伪血流通过的伪血管的图像实例和伪血液的血流的图像实例。如图8的图像实例所示，获得猪心脏的图像作为亮场图像，并且获得血流图像作为斑点增强图像。如斑点增强图像所示，在血液流动的区域中确认许多斑点，并且与血液不流动的另一区域的边界是清楚的。如图9的图像实例所示，获得猪子宫的图像作为亮场图像，并且获得血流图像作为斑点增强图像。还在图9中，在血液流动的区域(在白色区域)中确认许多斑点，并且类似地，与血液不流动的另一区域(在暗色区域)的边界是清楚的。
应当注意，在本实施例中，虽然交替地切换亮场图像和斑点增强图像以进行照明和图像拍摄，但是可以照亮并同时拍摄亮场图像和斑点增强图像。当期望同时查看亮场图像和斑点增强图像时，或者当亮场图像和斑点增强图像彼此重叠并在这种状态下查看时，这种照明和图像拍摄适用于本公开的照明光传输装置。
符号说明
1 非斑点照明光源
2 斑点照明光源
3 纤维束
4 光控制部
5 图像拍摄系统
10、20、30、40、50、60 照明光传输装置
21、25、26、36、51 透镜
22 光偏振元件
23 反射镜
24 分色镜
27 变形棱镜
28 偏振光束分离器
29 λ/4板
31 端面
32、33、34 入射端面
35 光偏振元件
37 散光板
38 信号生成器
39 延迟生成电路
41、42 驱动器
43 照相机。

Claims (14)

1.一种照明光传输装置，包括：
非斑点照明光源，被配置为照射非斑点照明光；
斑点照明光源，被配置为照射斑点照明光；
纤维束，通过多个光纤成束配置；以及
光控制部，被配置为将所述非斑点照明光和所述斑点照明光中的至少一个导入所述纤维束。
2.根据权利要求1所述的照明光传输装置，其中，在构成所述纤维束的光纤中包括单模光纤。
3.根据权利要求1所述的照明光传输装置，其中，所述光控制部将所述斑点照明光导入从构成所述纤维束的光纤中选择的仅一个光纤中。
4.根据权利要求3所述的照明光传输装置，其中，所选择的一个光纤是单模光纤。
5.根据权利要求3所述的照明光传输装置，其中，所选择的一个光纤是保持偏振波面的光纤。
6.根据权利要求1所述的照明光传输装置，其中，所述光控制部将所述非斑点照明光和所述斑点照明光选择性地导入所述纤维束。
7.根据权利要求3所述的照明光传输装置，其中，所述光控制部基于所述纤维束的照度分布将所述斑点照明光导入所选择的一个光纤中。
8.根据权利要求1所述的照明光传输装置，进一步包括：
散光板，布置在所述非斑点照明光的光路上以扩散所述非斑点照明光。
9.根据权利要求1所述的照明光传输装置，其中，所述非斑点照明光源用于获得亮场图像，并且所述斑点照明光源用于获得斑点增强图像。
10.根据权利要求9所述的照明光传输装置，其中，所述斑点增强图像是流体和流路的图像中的至少一个。
11.根据权利要求9所述的照明光传输装置，其中，所述亮场图像是器官图像，并且所述斑点增强图像是血流图像。
12.一种照明光传输方法，包括：
非斑点照明光照射过程，照射用于获得亮场图像的非斑点照明光；
斑点照明光照射过程，照射用于获得斑点增强图像的斑点照明光；以及
发射过程，将所述非斑点照明光和所述斑点照明光中的至少一个发射到具有形成束的多个光纤的纤维束中。
13.根据权利要求12所述的照明光传输方法，其中，所述斑点增强图像是流体和流路的图像中的至少一个。
14.根据权利要求12所述的照明光传输方法，其中，所述亮场图像是器官图像，并且所述斑点增强图像是血流图像。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017168984A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 ソニー株式会社 撮像装置、撮像方法
US20210321887A1 (en) * 2018-08-28 2021-10-21 Sony Corporation Medical system, information processing apparatus, and information processing method
US11284786B2 (en) * 2019-03-07 2022-03-29 ZSquare Ltd. Spatial encoding system decoding system imaging system and methods thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0670881A (ja) * 1992-08-28 1994-03-15 Fuji Photo Film Co Ltd 画像合成内視鏡
US6249381B1 (en) * 1998-05-13 2001-06-19 Sony Corporation Illuminating method and illuminating device
US20030120156A1 (en) * 2001-12-26 2003-06-26 Forrester Kevin R. Motion measuring device
US20080262359A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-23 The General Hospital Corporation System and method providing intracoronary laser speckle imaging for the detection of vulnerable plaque

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7231243B2 (en) * 2000-10-30 2007-06-12 The General Hospital Corporation Optical methods for tissue analysis
JP2010042153A (ja) * 2008-08-13 2010-02-25 Fujifilm Corp 照明装置およびこれを用いた内視鏡
US9320437B2 (en) * 2009-12-22 2016-04-26 Genial Light Co., Ltd. Intravital observation device
US11206990B2 (en) * 2013-01-23 2021-12-28 Pedra Technology Pte Ltd Deep tissue flowmetry using diffuse speckle contrast analysis
JP6463903B2 (ja) * 2014-05-14 2019-02-06 オリンパス株式会社 内視鏡システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0670881A (ja) * 1992-08-28 1994-03-15 Fuji Photo Film Co Ltd 画像合成内視鏡
US6249381B1 (en) * 1998-05-13 2001-06-19 Sony Corporation Illuminating method and illuminating device
US20030120156A1 (en) * 2001-12-26 2003-06-26 Forrester Kevin R. Motion measuring device
US20080262359A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-23 The General Hospital Corporation System and method providing intracoronary laser speckle imaging for the detection of vulnerable plaque

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