CN116712020A - 一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统，包括基板、汇光透镜、聚焦透镜组、光纤固定装置以及光纤，还包括：第一半导体光源、第二半导体光源以及第三半导体光源；光片组，光片组由数量至少为两个不同带宽的二向色滤光片组成，所述第一半导体光源、第二半导体光源、第三半导体光源经光片组照射至聚焦透镜组，不仅空间利用率高，小巧易携带，而且可适配现有的内窥镜，无需内窥镜额外的调整和设计，使用更加方便，还可以与泌尿镜、肠道镜、胃镜等需要光照明的应用，及配合摄像系统提供多种光谱和特殊光谱的光，适用范围更广。
Description
技术领域
本发明属于内窥镜光源技术领域，尤其涉及一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统。
背景技术
在传统医疗行业中使用的内窥镜光源大多是以氙灯为核心的光源，此类光源存在着使用寿命短、工作时自身发热量大、功耗损耗也非常大、体积也非常大等问题。随着社会的进步科技的发展，LED的亮度不断的提高，其很好的克服原有的氙灯内窥镜光源的很多缺点，以优异的高亮度、使用寿命长、发热量低、功耗损耗低等特点，逐渐代替传统氙灯光源。
但随着医疗技术的进步和医疗方法的发展，内窥镜新技术下光源需要提供多种不同光谱照明来识别和显示组织细胞，而现有的多光谱电源适配性较差，现有的内窥镜应用于多光谱电源还需额外的调整和设计，使用较为不便。
发明内容
本发明针对现有技术中的问题，提出如下技术方案：
一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统，包括基板、汇光透镜、聚焦透镜组、光纤固定装置以及光纤，还包括：
第一半导体光源、第二半导体光源以及第三半导体光源；
光片组，光片组由数量至少为两个不同带宽的二向色滤光片组成；
所述第一半导体光源、第二半导体光源以及第三半导体光源发出的光经聚焦透镜组汇聚至和光纤的端面相重合焦点上，经光纤传播至照明端；
所述第一半导体光源、第二半导体光源、第三半导体光源经光片组照射至聚焦透镜组，便携小巧且适配不同使用场景下的照明应用。
进一步的，所述第一半导体光源、第二半导体光源以及第三半导体光源为LED光源或激光光源。
本发明中第一半导体光源、第二半导体光源以及第三半导体光源采用的光源为LED光源或激光光源，且LED光源和激光光源均为常规光源，取用便利且具有使用寿命长、发热量低、功耗损耗低等优点。
进一步的，所述第一半导体光源由多个第一发光芯片组成，所述第二半导体光源由多个第二发光芯片组成，所述第三半导体光源由多个第三发光芯片组成。
本发明中第一半导体光源、第二半导体光源、第三半导体光源均由多个芯片单元组成，从而可以通过控制多个芯片单元的开关数量来控制光源的整体亮度，进而适用于不同场景下的亮度需求；由于第一半导体光源、第二半导体光源、第三半导体光源经光片组透射或反射形成为波长不同的平行光，因此当二者或三者同时开启时，在光的干涉原理下可衍生出特殊光谱的光，通过控制芯片单元的数量可对殊特光谱的光进行波长调控，以此来满足不同场景下对殊特光谱光的需求。
进一步的，所述基板的正面设置有连接器，基板的背面设置有散热片。
连接器与第一半导体光源、第二半导体光源、第三半导体光源的发光芯片的极性相连，为其提供电源控制其发光；
散热片主要起着辅助散热的作用，散热片为铜鳍材质、铝鳍材质、或者通过铜管进行散热方式等。
进一步的，所述第一半导体光源波长小于600nm，第二半导体光源为650nm-700nm之间的波段光源，第三半导体光源波长大于750nm；
所述a二向色滤光片透过波长725nm以下的光，反射波长725nm以上的光，725nm波长分界点为700nm至750nm之间的任意一个波长为分界点；
所述b二向色滤光片透过波长625nm以下的光，反射波长625nm以上的光，625nm波长的分界点为600nm至650nm之间的任意一个波长为分界点；
所述c二向色滤光片反射所有入射的光。
所述第一半导体光源透射a二向色滤光片、b二向色滤光片被c二向色滤光片反射，所述第二半导体光源透射a二向色滤光片被b二向色滤光片反射，所述第三半导体光源被a二向色滤光片反射。
进一步的，所述第一半导体光源、第二半导体光源以及第三半导体光源共同设置在一个基板的正面上；
所述a二向色滤光片、b二向色滤光片以及c二向色滤光片为等距平行设置且与第一半导体光源、第二半导体光源、第三半导体光源的光轴线呈45°的夹角。
进一步的，所述第一半导体光源、第二半导体光源以及第三半导体光源各自独立设置在一个基板的正面上；
所述a二向色滤光片和b二向色滤光片均设置在第一半导体光源的光轴线上且呈“八”字形设置，a二向色滤光片与第三半导体光源的光轴线呈45°夹角，b二向色滤光片与第二半导体光源的光轴线呈45°夹角。
本发明的有益效果为：
1、本发明光源通过设置第一半导体光源、第二半导体光源以及第三半导体光源，可以发出不同波长的光，从而实现内窥镜多种光谱的照明需要，而且通过光片组和半导体光源的位置排布，可提供直角式多光谱光源、转角式多光谱光源、直筒式多光谱光源等，不仅空间利用率高，小巧易携带，而且可适配现有的内窥镜，无需内窥镜额外的调整和设计，使用更加方便。
2、本发明中多个半导体光源均由多个芯片单元组成，从而可以通过控制多个芯片单元的开关数量来控制光源的整体亮度，进而适用于不同场景下的亮度需求；而且由于第一半导体光源、第二半导体光源、第三半导体光源经光片组透射或反射形成为波长不同的平行光，因此当二者或三者同时开启时，在光的干涉原理下可衍生出特殊光谱的光，通过控制芯片单元的数量可对殊特光谱的光进行波长调控，以此来满足不同场景下对殊特光谱光的需求，可与泌尿镜、肠道镜、胃镜等需要光照明的应用，及配合摄像系统提供多种光谱和特殊光谱的光，适用范围更广。
附图说明
图1示出的是实施例一中一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统的结构示意图；
图2示出的是实施例二中一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统的结构示意图；
图3示出的是实施例一和实施例二中一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统中基板的结构示意图；
图4示出的是实施例三中一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统的结构示意图；
图5示出的是实施例三中一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统中基板的结构示意图。
附图标记
10、基板；11、连接器；21、第一半导体光源；22、第二半导体光源；23、第三半导体光源；211、第一发光芯片；221、第二发光芯片；231、第三发光芯片；30、汇光透镜；40、光片组；41、a二向色滤光片；42、b二向色滤光片；43、c二向色滤光片；50、聚焦透镜组；60、光纤固定装置；70、光纤；80、散热片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
如图1所示，图1示出的是实施例一中一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统的结构示意图。
基板10、汇光透镜30、聚焦透镜组50、光纤固定装置60以及光纤70，还包括：第一半导体光源21、第二半导体光源22以及第三半导体光源23。
需要说明的是，与普通的内窥镜配合照明、与泌尿镜、肠道镜、胃镜等需要光照明的应用，及配合摄像系统根据使用环境和作用所需常用到直筒式光源、直角式光源以及转角式光源，本发明中直筒式、直角式以及转角式是根据光源发出位置和光源接收位置所定义。
本实施例光源为直筒式光源，第一半导体光源21、第二半导体光源22以及第三半导体光源23共同设置在一个基板10的正面上；第一半导体光源21、第二半导体光源22以及第三半导体光源23发出的光经聚焦透镜组50汇聚至和光纤70的端面相重合焦点上，其保证大部分光都能耦合进光纤70内传播，光纤70另外一端出光口是连接内窥镜的光源接口上，通过内窥镜照明物体；由于第一半导体光源21、第二半导体光源22以及第三半导体光源23为波长不同的三种半导体光源，因此本发明光源可以发出不同波长的光，从而实现内窥镜多种光谱的照明需要。
第一半导体光源21、第二半导体光源22以及第三半导体光源23为LED光源或激光光源；本发明中第一半导体光源21、第二半导体光源22以及第三半导体光源23采用的光源为LED光源或激光光源，且LED光源和激光光源均为常规光源，取用便利且具有使用寿命长、发热量低、功耗损耗低等优点。
如图3所示，图3示出的是实施例一和实施例二中一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统中基板的结构示意图。
第一半导体光源21由多个第一发光芯片211组成，第二半导体光源22由多个第二发光芯片221组成，第三半导体光源23由多个第三发光芯片231组成；本发明中多个半导体光源均由多个芯片单元组成，从而可以通过控制多个芯片单元的开关数量来控制光源的整体亮度，进而适用于不同场景下的亮度需求；由于第一半导体光源21、第二半导体光源22、第三半导体光源23经光片组40透射或反射形成为波长不同的平行光，因此当二者或三者同时开启时，在光的干涉原理下可衍生出特殊光谱的光，通过控制芯片单元的数量可对殊特光谱的光进行波长调控，以此来满足不同场景下对殊特光谱光的需求。
综上实施例一，针对于直筒式光源，将21、22、23如图1所示的位置排布，不仅空间利用率高，小巧易携带，而且可适配现有的内窥镜，无需内窥镜额外的调整和设计，使用更加方便，还可以与所需直筒式光源的泌尿镜、肠道镜、胃镜等需要光照明的应用，及配合摄像系统提供多种光谱和特殊光谱的光，适用范围更广。
基板10的正面设置有连接器11，基板10的背面设置有散热片80；连接器11与第一半导体光源21、第二半导体光源22、第三半导体光源23的发光芯片的极性相连，为其提供电源控制其发光；散热片80主要起着辅助散热的作用，散热片80为铜鳍材质、铝鳍材质、或者通过铜管进行散热方式等。
实施例二
如图2所示，图2示出的是实施例二中一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统的结构示意图。
第一半导体光源21、第二半导体光源22以及第三半导体光源23共同设置在一个基板10的正面上；a二向色滤光片41、b二向色滤光片42以及c二向色滤光片43为等距平行设置且与第一半导体光源21、第二半导体光源22、第三半导体光源23的光轴线呈45°的夹角。
第一半导体光源21波长小于600nm，第二半导体光源22为650nm-700nm之间的波段光源，第三半导体光源23波长大于750nm；a二向色滤光片41透过波长725nm以下的光，反射波长725nm以上的光，725nm波长分界点为700nm至750nm之间的任意一个波长为分界点；b二向色滤光片42透过波长625nm以下的光，反射波长625nm以上的光，625nm波长的分界点为600nm至650nm之间的任意一个波长为分界点；c二向色滤光片43反射所有入射的光。
本实施例光源为直角式光源；第一半导体光源21透射a二向色滤光片41和b二向色滤光片42经过c二向色滤光片43反射平行照射至聚焦透镜组50，第二半导体光源22透射a二向色滤光片41经b二向色滤光片42反射平行照射至聚焦透镜组50，第三半导体光源23经a二向色滤光片41反射平行照射至聚焦透镜组50，统一经聚焦透镜组50汇聚至和光纤70的端面相重合焦点上，后续同理实施例一可提供多种光谱和特殊光谱的照明需要。
综上实施例二，针对于直角式光源，将40和21、22、23如图2所示的位置排布，不仅空间利用率高，小巧易携带，而且可适配现有的内窥镜，无需内窥镜额外的调整和设计，使用更加方便，还可以与所需直角式光源的泌尿镜、肠道镜、胃镜等需要光照明的应用，及配合摄像系统提供多种光谱和特殊光谱的光，适用范围更广。
实施例三
如图4、图5所示，图4示出的是实施例三中一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统的结构示意图，图5示出的是实施例三中一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统中基板的结构示意图。
第一半导体光源21、第二半导体光源22以及第三半导体光源23各自独立设置在一个基板10的正面上；a二向色滤光片41和b二向色滤光片42均设置在第一半导体光源21的光轴线上且呈“八”字形设置，a二向色滤光片41与第三半导体光源23的光轴线呈45°夹角，b二向色滤光片42与第二半导体光源22的光轴线呈45°夹角。
第一半导体光源21波长小于600nm，第二半导体光源22为650nm-700nm之间的波段光源，第三半导体光源23波长大于750nm；a二向色滤光片41透过波长725nm以下的光，反射波长725nm以上的光，725nm波长分界点为700nm至750nm之间的任意一个波长为分界点；b二向色滤光片42透过波长625nm以下的光，反射波长625nm以上的光，625nm波长的分界点为600nm至650nm之间的任意一个波长为分界点；c二向色滤光片43反射所有入射的光。
本实施例光源为转角式光源；第一半导体光源21透射a二向色滤光片41平行照射至聚焦透镜组50，第二半导体光源22透射a二向色滤光片41经b二向色滤光片42反射平行照射至聚焦透镜组50，第三半导体光源23经a二向色滤光片41和b二向色滤光片42反射平行照射至聚焦透镜组50，统一经聚焦透镜组50汇聚至和光纤70的端面相重合焦点上，后续同理实施例一可提供多种光谱和特殊光谱的照明需要。
综上实施例三，针对于转角式光源，将40和21、22、23如图4所示的位置排布，不仅空间利用率高，小巧易携带，而且可适配现有的内窥镜，无需内窥镜额外的调整和设计，使用更加方便，还可以与所需转角式光源的泌尿镜、肠道镜、胃镜等需要光照明的应用，及配合摄像系统提供多种光谱和特殊光谱的光，适用范围更广。
需要说明的是，本发明中：
光纤70的直径为0.5mm至5mm，由一根或者由多根复合而成，其材质是塑料玻璃；
聚焦透镜组50由收光透镜、汇聚透镜与聚焦透镜组成，其作用是把照射到上面的光聚焦在一点上，把所有的光聚焦在光纤70的入光口端面上，尽可能多的把光传输到光纤70内；
汇光透镜30的材质为玻璃或石英晶体，其作用是把光源发出的光尽可能多的汇聚一起，其收光效率可以达到90％以上。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。
Claims (7)
1.一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统，包括基板(10)、汇光透镜(30)、聚焦透镜组(50)、光纤固定装置(60)以及光纤(70)，其特征在于，医疗内窥镜用多光谱冷光源系统还包括：
第一半导体光源(21)、第二半导体光源(22)以及第三半导体光源(23)；
光片组(40)，光片组(40)由数量至少为两个不同带宽的二向色滤光片组成；
所述第一半导体光源(21)、第二半导体光源(22)以及第三半导体光源(23)发出的光经聚焦透镜组(50)汇聚至和光纤(70)的端面相重合焦点上，经光纤(70)传播至照明端；
所述第一半导体光源(21)、第二半导体光源(22)、第三半导体光源(23)经光片组(40)照射至聚焦透镜组(50)。
2.根据权利要求1所述的一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统，其特征在于，所述第一半导体光源(21)、第二半导体光源(22)以及第三半导体光源(23)为LED光源或激光光源。
3.根据权利要求1所述的一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统，其特征在于，所述第一半导体光源(21)由多个第一发光芯片(211)组成，所述第二半导体光源(22)由多个第二发光芯片(221)组成，所述第三半导体光源(23)由多个第三发光芯片(231)组成。
4.根据权利要求1所述的一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统，其特征在于，所述基板(10)的正面设置有连接器(11)，基板(10)的背面设置有散热片(80)。
5.根据权利要求1所述的一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统，其特征在于，所述第一半导体光源(21)波长小于600nm，第二半导体光源(22)为650nm-700nm之间的波段光源，第三半导体光源(23)波长大于750nm；
所述a二向色滤光片(41)透过波长725nm以下的光，反射波长725nm以上的光，725nm波长分界点为700nm至750nm之间的任意一个波长为分界点；
所述b二向色滤光片(42)透过波长625nm以下的光，反射波长625nm以上的光，625nm波长的分界点为600nm至650nm之间的任意一个波长为分界点；
所述c二向色滤光片(43)反射所有入射的光。
6.根据权利要求5所述的一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统，其特征在于，所述第一半导体光源(21)、第二半导体光源(22)以及第三半导体光源(23)共同设置在一个基板(10)的正面上；
所述a二向色滤光片(41)、b二向色滤光片(42)以及c二向色滤光片(43)为等距平行设置且与第一半导体光源(21)、第二半导体光源(22)、第三半导体光源(23)的光轴线呈45°的夹角。
7.根据权利要求5所述的一种医疗内窥镜用多光谱冷光源系统，其特征在于，所述第一半导体光源(21)、第二半导体光源(22)以及第三半导体光源(23)各自独立设置在一个基板(10)的正面上；
所述a二向色滤光片(41)和b二向色滤光片(42)均设置在第一半导体光源(21)的光轴线上且呈“八”字形设置，a二向色滤光片(41)与第三半导体光源(23)的光轴线呈45°夹角，b二向色滤光片(42)与第二半导体光源(22)的光轴线呈45°夹角。
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2023
- 2023-07-05 CN CN202310818536.3A patent/CN116712020A/zh active Pending
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