CN221039835U - 光源切换电路及内窥镜光源主机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种光源切换电路及内窥镜光源主机，涉及医疗器械技术领域，光源切换电路包括：FPGA芯片和多个集成设置的识别模块；FPGA芯片连接各识别模块的输入端，各识别模块的输出端连接对应的光源，光源至少包括红外光源和白光光源；FPGA芯片，用于发送光源控制信号至识别模块；识别模块，用于识别并接收光源控制信号，并基于光源控制信号调节对应的光源的工作状态。相比于通过多次插入独立式的光源导光束并多次使用不同的独立光源对患者体内进行照明成像，本方案通过将多种光源一体化，可以直接切换独立光源，无需多次插拔多种光源的导光束，减小整体体积，便于携带、操作简单，提高了诊断与治疗的效率。

Description

光源切换电路及内窥镜光源主机

技术领域

实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种光源切换电路及内窥镜光源主机。

背景技术

现有技术中，为实现在人体内部的无光环境中对患者内部的病灶区域进行观察，通常会使用医用内窥镜进行图像显示，医用内窥镜的光源按不同分类可划分为白光光源、红外光源、偏振光源、荧光光源和激光光源等，一般可由多台光源主机分别控制各种的独立光源依次对患者的内部器官或组织进行照明，为医生提供更准确、更精细的观察效果以及可操作性。而使用多台光源主机分别控制各自的独立光源依次进行照明的方式会导致整体占用空间大，不便于携带，且在切换光源时需要手动插拔光源的导光束，操作麻烦。

实用新型内容

本实用新型提供一种光源切换电路及内窥镜光源主机，旨在解决现有技术中使用内窥镜需要切换光源且需要多次插拔不同光源的导光束的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种光源切换电路，所述光源切换电路包括：FPGA芯片和多个集成设置的识别模块；

所述FPGA芯片连接各所述识别模块的输入端，各所述识别模块的输出端连接对应的光源，所述光源至少包括红外光源和白光光源；

所述FPGA芯片，用于发送光源控制信号至所述识别模块；

所述识别模块，用于识别并接收所述光源控制信号，并基于所述光源控制信号调节对应的光源的工作状态。

可选地，所述识别模块为STM32F103芯片。

可选地，所述光源切换电路还包括：按键模块；

所述按键模块连接所述FPGA芯片；

所述按键模块，用于产生触发信号，并发送所述触发信号至所述FPGA芯片；

所述FPGA芯片，用于在接收到所述触发信号时，发送所述光源控制信号至各所述识别模块。

可选地，所述光源切换电路还包括：通信模块；

所述通信模块分别连接所述FPGA芯片以及上位主机；

所述通信模块，用于将所述FPGA芯片接收到的所述识别模块反馈的光源信息信号传输至所述上位主机；

所述通信模块，还用于将所述上位主机发送的所述触发信号传输至所述FPGA芯片。

可选地，所述光源切换电路还包括：导光检测模块；

所述导光检测模块的输出端连接所述FPGA芯片，所述导光检测模块的输入端连接所述光源的导光束；

所述导光检测模块，用于检测所述导光束的连接状态，并输出对应的导光状态信号至所述FPGA芯片；

所述FPGA芯片，用于将接收到的所述导光状态信号通过所述通信模块传输至所述上位主机。

可选地，所述光源切换电路还包括：转接口模块；

所述转接口模块分别连接所述FPGA芯片的以及外接U盘；

所述转接口模块，用于传输所述外接U盘内部的存储程序至所述FPGA芯片。

可选地，所述光源切换电路还包括：FLASH存储器；

所述FLASH存储器连接所述FPGA芯片的QSPI接口。

可选地，所述光源切换电路还包括：SD接口模块；

所述SD接口模块分别连接所述FPGA芯片的第一SDIO接口以及SD存储卡；

所述SD接口模块，用于传输所述SD存储卡内部的存储程序至所述FPGA芯片。

可选地，所述光源切换电路还包括：EMMC存储器；

所述EMMC存储器连接所述FPGA芯片的第二SDIO接口。

为实现上述目的，本实用新型实施例还提出一种内窥镜光源主机，所述内窥镜光源主机包括红外光源、白光光源以及如上文所述的光源切换电路；

所述光源切换电路分别连接所述红外光源以及所述白光光源。

本实用新型提出一种光源切换电路及内窥镜光源主机，所述光源切换电路包括：FPGA芯片和多个集成设置的识别模块；所述FPGA芯片连接各所述识别模块的输入端，各所述识别模块的输出端连接对应的光源，所述光源至少包括红外光源和白光光源；所述FPGA芯片，用于发送光源控制信号至所述识别模块；所述识别模块，用于识别并接收所述光源控制信号，并基于所述光源控制信号调节对应的光源的工作状态。相比于通过多次插入独立式的光源导光束并多次使用不同的独立电源对患者体内进行照明成像，本实用新型通过将多种光源一体化，可以直接切换需要使用的独立光源，无需多次插拔多种光源的导光束，减小整体体积，便于携带、操作简单，提高了诊断与治疗的效率。

附图说明

图1为本实用新型光源切换电路第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型光源切换电路第二实施例的电路连接图；

图3为本实用新型光源切换电路第三实施例的电路连接图。

附图标号说明：

10	识别模块	20	光源
				21	红外光源	22	白光光源
30	按键模块	40	通信模块
				50	上位主机	60	导光检测模块
70	导光束	80	转接口模块
				81	SD接口模块	91	外接U盘
92	FLASH存储器	93	SD存储卡
				94	EMMC存储器	U0	FPGA芯片
U1	STM32F103芯片

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型实施例提供一种光源切换电路，参考图1，图1为本实用新型光源切换电路第一实施例的结构示意图。

如图1所示，在本实施例中，所述光源切换电路包括：FPGA芯片U0和多个集成设置的识别模块10；

所述FPGA芯片U0连接各所述识别模块10的输入端，各所述识别模块10的输出端连接对应的光源20，所述光源20至少包括红外光源21和白光光源22；

需要说明的是，光源20中的每一个独立光源与一个识别模块10以一一对应的方式进行连接，光源20中包含多个多类别的独立光源，各类别的独立光源可以满足在多种不同的情况下满足不同环境所需的光照需求。其中，光源20具体可以包括红外光的光源、白亮光的光源、激光的光源以及荧光的光源等，为更好地描述本技术方案的具体内容，在本实施例中，光源20至少存在一个红外光源21以及白光光源20.

如图1所示，在本实施例中，多个识别模块10可以为两个识别模块10，对应的两个光源20可以分别为一个红外光源21以及一个白光光源22。

所述FPGA芯片U0，用于发送光源控制信号至所述识别模块10。

易于理解的是，在FPGA芯片U0完成上电后，会根据内部接收到的程序对内部电路逻辑自动完成编译，在完成编译后，可以根据内部电路逻辑进行对应的功能。对应的，为使FPGA芯片U0上电并进行正常工作，FPGA芯片U0还连接一个电源模块为其进行供电，但在此并未示出。

需要说明的是，在具体实施中，FPGA芯片U0通过内部的SPI总线与识别模块10进行连接，可以生成对应需要控制白光光源22或红外光源21的光源控制信号，并通过SPI总线传输所述光源控制信号至各识别模块10。

各所述识别模块10，用于识别并接收所述光源控制信号，并基于所述光源控制信号调节对应的光源20的工作状态。

需要说明的是，光源控制信号可以为识别编码信号外加指令信号的形式传输至各识别模块10，各识别模块10仅会识别并接收对应连接的光源20对应的光源控制信号，其中识别编码信号以及指令信号均可以通过高低电平的数字信号进行表示，识别编码信号包含识别编码，对应的识别模块10通过识别所述识别编码来接收后续的指令信号，例如可以用1代表高电平，0代表低电平，则对应控制红外光源21的识别编码信号的识别编码可以为100，对应控制白光光源22的识别编码信号的识别编码可以为001，则若此时出现了100的识别编码的光源控制信号，则对应的白光光源22的识别模块10无法识别该识别编码对应的识别编码信号，则不会接收后续的指令信号，而对应红外光源21的识别模块10会识别并接收该识别编码信号及后续的指令信号，并基于该指令信号控制红外光源21改变工作状态。此外，在多个光源20存在的情况下，还可以对所有的光源20进行排序，将各光源20的排序号通过二进制的形式设置对应识别模块10的识别编码，以此来解决需要切换光源的数量或种类较多时的情形。

易于理解的是，识别模块10可以根据光源控制信号中的指令信号控制对应光源20的工作状态，例如开启光源20、关闭光源20、增加光源20的亮度等功能。

本实用新型实施例提供了一种光源切换电路，所述光源切换电路包括：FPGA芯片和多个集成设置的识别模块；所述FPGA芯片连接各所述识别模块的输入端，各所述识别模块的输出端连接对应的光源，所述光源至少包括红外光源和白光光源；所述FPGA芯片，用于发送光源控制信号至各所述识别模块；各所述识别模块，用于识别并接收所述光源控制信号，并基于所述光源控制信号调节对应的光源的工作状态。相比于通过多次插入独立式的光源导光束并多次使用不同的独立电源对患者体内进行照明成像，本实用新型通过将多种光源一体化，可以直接切换需要使用的独立光源，无需多次插拔多种光源的导光束，减小整体体积，便于携带、操作简单，提高了诊断与治疗的效率。

基于上述本实用新型光源切换电路的第一实施例，提出本实用新型光源切换电路的第二实施例，参考图2，图2为本实用新型光源切换电路第二实施例的电路连接图。

如图2所示，在本实施例中，所述识别模块为STM32F103芯片U1。

易于理解的是，在具体实施中，可以使用STM32F103芯片U1作为集成的识别模块10，通过STM32F103芯片U1的SPI总线接口与FPGA芯片U0进行通信连接，以此识别并接收对应的光源控制信号，并输出对应的输出信号至对应的光源20，以使对应的光源20改变工作状态。

进一步地，在本实施例中，所述光源切换电路还包括：按键模块30；

所述按键模块30连接所述FPGA芯片U0。

所述按键模块30，用于产生触发信号，并发送所述触发信号至所述FPGA芯片U0。

易于理解的是，在具体实施中，按键模块可以为STM32F0X1芯片以及多个按键构成，其中多个按键的另一端可以接供电模块，可以通过在按键按下时，由STM32F0X1芯片接收到供电模块产生的供电信号而产生对应按下按键的触发信号，并传输至FPGA芯片U0。

所述FPGA芯片U0，用于在接收到所述触发信号时，发送所述光源控制信号至各所述识别模块10。

易于理解的是，FPGA芯片U0在接收到按键模块30中的某个按键按下而产生并发送的触发信号时，可以产生对应按键的光源控制信号，并将所述光源控制信号发送至各识别模块10。

进一步地，在本实施例中，所述光源切换电路还包括：通信模块40；

所述通信模块40分别连接所述FPGA芯片U0以及上位主机50；

所述通信模块40，用于将所述FPGA芯片U0接收到的所述识别模块10反馈的光源信息信号传输至所述上位主机50；

所述通信模块40，还用于将所述上位主机50发送的所述触发信号传输至所述FPGA芯片U0。

需要说明的是，所述通信模块40可以为SN65HVD3082EDR接口芯片以及RS485接口构成的功能模块，可以实现FPGA芯片U0与内窥镜的上位主机50之间的通信连接。

还需要指出的是，在本实施例中，上位主机50具体可以为内窥镜光源主机内部的虚拟机、内窥镜摄像头主机或远程医疗服务器主机等，在此不做穷举进行说明。

易于理解的是，在识别模块传输光源控制信号至对应的光源20时，也会以光源信息信号的形式将对应的光源20当前的工作状态反馈至FPGA芯片U0，此时，通信模块可以将FPGA芯片U0接收到的光源信息信号传输至内窥镜的上位主机50，以显示在上位主机50连接的显示屏(图中未标出)的显示界面上，方便用户直观的看见当前光源20的工作状态的相关信息。

值得注意的是，在按键模块30无法使用时，通信模块40还可以将上位主机50传输的触发信号传输至FPGA芯片U0，以产生对应的光源控制信号并通过识别模块10识别后控制对应的光源20改变工作状态，实现远程操控光源20。

进一步地，在本实施例中，所述光源切换电路还包括：导光检测模块60；

所述导光检测模块60的输出端连接所述FPGA芯片U0，所述导光检测模块60的输入端连接所述光源20的导光束70；

易于理解的是，集多根光纤丝为一束形成导光束70，从而用于达到导光目的，是作为光源20发出光线的传播介质，若导光束70连接异常会导致对应的光源20无法将光传输至患者的体内。

所述导光检测模块，用于检测所述导光束70的连接状态，并输出对应的导光状态信号至所述FPGA芯片U0；

易于理解的是，在具体实施中，导光检测模块60可以为STM32F0X1芯片以及一个导光束接口的构成，通过导光束接口连接导光束70。

在具体实施中，FPGA芯片U0通过内部的I2 C总线的接口连接导光检测模块60，并读取导光检测模块60检测到的导光束70的连接情况，并将读取到的信息以导光状态信号的形式传输至FPGA芯片U0。

所述FPGA芯片U0，用于将接收到的所述导光状态信号通过所述通信模块40传输至所述上位主机50。

易于理解的是，FPGA芯片U0可以对接收到的导光状态信号进行分析处理后，再将分析得到包含导光束连接状态相关信息的信号通过通信模块40传输至内窥镜的上位主机50，以显示在内窥镜的上位主机50连接的显示屏上，对用户进行提示导光束70的连接是否异常。此外，FPGA芯片U0也可以直接将导光状态信号通过通信模块40传输至内窥镜的上位主机50，通过内窥镜的上位主机50对导光状态信号进行分析获得关于导光束70的连接状态相关信息。

基于上述本实用新型光源切换电路的第二实施例，提出本实用新型光源切换电路的第三实施例，参考图3，图3为本实用新型光源切换电路第三实施例的电路连接图。

如图3所示，在本实施例中，所述光源切换电路还包括：转接口模块80；

所述转接口模块80分别连接所述FPGA芯片U0的以及外接U盘91；

所述转接口模块80，用于传输所述外接U盘91内部的存储程序至所述FPGA芯片U0。

易于理解的是，FPGA芯片U0每次上电都需要调用程序对其内部电路逻辑进行编译，可以通过转接口模块80连接外接U盘91，通过外接U盘91内部的存储程序对其内部进行编译。

在具体实施中，转接口模块80可以为ASM1024接口芯片以及USB接口构成，FPGA芯片U0通过ASM1024接口连接ASM1024接口芯片，ASM1024接口芯片再通过USB接口连接外接U盘91，以读取外接U盘91内部的存储程序。

值得注意的是，外接U盘91还可以在断开与转接口模块80连接后，插入其他上位主机中写入的新的程序，再接回转接口模块80，提供新的程序至FPGA芯片U0，以实现对程序的更新。

进一步地，在本实施例中，所述光源切换电路还包括：FLASH存储器92；

所述FLASH存储器92连接所述FPGA芯片U0的QSPI接口。

易于理解的是，为方便多次使用以及存储多个程序，FPGA芯片U0还可以外接FLASH存储器92，对FLASH存储器92写入的程序进行存储或直接调用FLASH存储器92中的其他程序。在具体实施中，FLASH存储器92可以为W25Q256存储芯片。

进一步地，在本实施例中，所述光源切换电路还包括：SD接口模块81；

所述SD接口模块81分别连接所述FPGA芯片U0的第一SDIO接口以及SD存储卡93。

所述SD接口模块81，用于传输所述SD存储卡93内部的存储程序至所述FPGA芯片U0。

易于理解的是，为方便多次使用以及存储多个程序，FPGA芯片U0还可以外接SD接口模块81，通过SD接口模块81对外接的SD存储卡91中写入的程序进行存储或通过SD接口模块81直接调用SD存储卡93中的其他程序。

进一步地，在本实施例中，所述光源切换电路还包括：EMMC存储器94；

所述EMMC存储器94连接所述FPGA芯片U0的第二SDIO接口。

易于理解的是，为方便多次使用以及存储多个程序，FPGA芯片U0还可以外接EMMC存储器94，对EMMC存储器94写入的程序进行存储或直接调用EMMC存储器94中的其他程序。在具体实施中，EMMC存储器94可以为MTFC16G存储芯片。

为实现上述目的，本实用新型实施例还提出一种内窥镜光源主机，所述内窥镜光源主机包括红外光源、白光光源以及如上文所述的光源切换电路。所述光源切换电路分别连接所述红外光源以及所述白光光源。由于本实用新型内窥镜光源主机中包含的光源切换电路采用了如上文所述全部实施例的技术方案，因此至少具有上述所有的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

值得注意的是，在本实用新型的实际应用中，不可避免的会应用到软件程序，但申请人在此声明，该技术方案在具体实施时所应用的软件程序皆为现有技术，在本申请中，不涉及到软件程序的更改及保护，只是对为实现实用新型目的而设计的硬件架构的保护。

Claims (10)

1.一种光源切换电路，其特征在于，包括FPGA芯片和多个集成设置的识别模块；

所述FPGA芯片连接各所述识别模块的输入端，各所述识别模块的输出端连接对应的光源，所述光源至少包括红外光源和白光光源；

所述FPGA芯片，用于发送光源控制信号至各所述识别模块；

各所述识别模块，用于识别并接收所述光源控制信号，并基于所述光源控制信号调节对应的光源的工作状态。

2.如权利要求1所述的光源切换电路，其特征在于，所述识别模块为STM32F103芯片。

3.如权利要求1所述的光源切换电路，其特征在于，所述光源切换电路还包括：按键模块；

所述按键模块连接所述FPGA芯片；

所述按键模块，用于产生触发信号，并发送所述触发信号至所述FPGA芯片；

所述FPGA芯片，用于在接收到所述触发信号时，发送所述光源控制信号至各所述识别模块。

4.如权利要求3所述的光源切换电路，其特征在于，所述光源切换电路还包括：通信模块；

所述通信模块分别连接所述FPGA芯片以及上位主机；

所述通信模块，用于将所述FPGA芯片接收到的所述识别模块反馈的光源信息信号传输至所述上位主机；

所述通信模块，还用于将所述上位主机发送的所述触发信号传输至所述FPGA芯片。

5.如权利要求4所述的光源切换电路，其特征在于，所述光源切换电路还包括：导光检测模块；

所述导光检测模块的输出端连接所述FPGA芯片，所述导光检测模块的输入端连接所述光源的导光束；

所述导光检测模块，用于检测所述导光束的连接状态，并输出对应的导光状态信号至所述FPGA芯片；

所述FPGA芯片，用于将接收到的所述导光状态信号通过所述通信模块传输至所述上位主机。

6.如权利要求1所述的光源切换电路，其特征在于，所述光源切换电路还包括：转接口模块；

所述转接口模块分别连接所述FPGA芯片的以及外接U盘；

所述转接口模块，用于传输所述外接U盘内部的存储程序至所述FPGA芯片。

7.如权利要求1所述的光源切换电路，其特征在于，所述光源切换电路还包括：FLASH存储器；

所述FLASH存储器连接所述FPGA芯片的QSPI接口。

8.如权利要求1所述的光源切换电路，其特征在于，所述光源切换电路还包括：SD接口模块；

所述SD接口模块分别连接所述FPGA芯片的第一SDIO接口以及SD存储卡；

所述SD接口模块，用于传输所述SD存储卡内部的存储程序至所述FPGA芯片。

9.如权利要求1所述的光源切换电路，其特征在于，所述光源切换电路还包括：EMMC存储器；

所述EMMC存储器连接所述FPGA芯片的第二SDIO接口。

10.一种内窥镜光源主机，其特征在于，所述内窥镜光源主机包括红外光源、白光光源以及如权利要求1-9任一项所述的光源切换电路；

所述光源切换电路分别连接所述红外光源以及所述白光光源。