JP2019521798A

JP2019521798A - 同調可能色温度の白色光源

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Publication number: JP2019521798A
Application number: JP2019502001A
Authority: JP
Inventors: ガナパティ，ヴィドヤ; シンハ，サップリヨ; ラファエリ，エデン
Original assignee: ヴェリリーライフサイエンシズエルエルシー
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2037-07-25
Also published as: CN109561818A; JP6785940B2; US10835102B2; US20210038054A1; CN109561818B; US20180028047A1; WO2018022659A1; EP3490429A1

Abstract

【課題】内視鏡撮像をさらに強化し、診断において医師を支援することである。【解決手段】医療診断のためのシステムは、光ファイバケーブルと、光ファイバケーブルの第１の端部に光学的に結合された複数の発光体とを含む。複数の発光体の中の各発光体は、異なるバンド幅の光を発する。システムは、複数の発光体に電気的に結合された制御装置をさらに含む。制御装置は、制御装置によって実行されるとき、照明モードを含む指令を受容することと、複数の発光体の中の各発光体から発せられた光の強度を、照明モードに合うように調整することとを含む作業を制御装置に行わせる論理を含む。【選択図】図１Ａ

Description

［0001］本開示は、概括的には、白色光源に関し、詳細には、限定的というわけではなく、内視鏡光源に関する。

［0002］内視鏡検査は、挿入可能な機器を使用して、医師が患者内部の臓器および腔を見ることを可能にする。これは、推測する、または診査手術を行う必要なく診断するための有用なツールである。内視鏡またはボアスコープと呼ばれることもある挿入可能な機器は、患者に挿入されて、着目する臓器または腔に近接して配置される管などの部分を有する。

［0003］内視鏡は、１８００年代前半に初めて誕生し、身体の暗い部分を照明するために主に使用された（光学的画像法は、未発達段階であったので）。１９５０年代後期には、画像を捉えることができる最初の光ファイバ内視鏡が開発された。ガラスファイバの束が、画像光を内視鏡の遠位端部からカメラまでコヒーレントに伝送するのに使用された。しかしながら、この将来性のある撮像内視鏡が、捉えることができる画像品質には物理的限界があった、すなわち、ファイバの数が、画像の解像性を制限しており、ファイバは、断線する傾向があった。

［0004］内視鏡が、医師にできるだけ自然な視界を提供するために、さまざまな現代的な画像処理技術を使用しているので、今では、内視鏡が高解像度画像を捉えることが可能である。例えば、内視鏡によって提供された視界は、医師が自身の目で見ることをエミュレートするために、自然な感覚野および視界の深さを模倣し得る可能性がある。

［0005］本発明の非限定的および非網羅的な実施形態は、類似の参照番号が、特記しない限り、さまざまな図を通して類似の部分を指している以下の図を参照しながら説明される。必要に応じて、図面を混乱させないように、要素の全ての例が、必ずしも標示されているわけではない。図面は必ずしも同一スケールではなく、その代わりに、記載されている原理を説明することに重きを置いている。

［0006］開示の実施形態による、内視鏡システムのブロック線図である。［0007］開示の実施形態による、内視鏡発光スペクトルおよび対応する黒体発光スペクトルを示す。［0008］開示の実施形態による、内視鏡発光体を図示する。［0009］開示のいくつかの実施形態による、黒体発光スペクトルおよび対応する内視鏡発光スペクトルを図示する。［0009］開示のいくつかの実施形態による、黒体発光スペクトルおよび対応する内視鏡発光スペクトルを図示する。［0009］開示のいくつかの実施形態による、黒体発光スペクトルおよび対応する内視鏡発光スペクトルを図示する。［0009］開示のいくつかの実施形態による、黒体発光スペクトルおよび対応する内視鏡発光スペクトルを図示する。［0009］開示のいくつかの実施形態による、黒体発光スペクトルおよび対応する内視鏡発光スペクトルを図示する。［0009］開示のいくつかの実施形態による、黒体発光スペクトルおよび対応する内視鏡発光スペクトルを図示する。［0009］開示のいくつかの実施形態による、黒体発光スペクトルおよび対応する内視鏡発光スペクトルを図示する。［0009］開示のいくつかの実施形態による、黒体発光スペクトルおよび対応する内視鏡発光スペクトルを図示する。［0009］開示のいくつかの実施形態による、黒体発光スペクトルおよび対応する内視鏡発光スペクトルを図示する。［0010］ユーザが、開示の実施形態によって、内視鏡発光スペクトルを作成しているところを図示する。［0011］開示の実施形態による、内視鏡照明の方法を図示する。

［0012］同調可能色温度の白色光源のためのシステムおよび方法の実施形態が、本明細書に記載される。以下の説明では、多数の具体的な詳細が、実施形態の十分な理解をもたらすために記載されている。しかしながら、当業者であれば、本明細書に記載されている技術は、１つまたは複数の具体的な細部を備えずに、または他の方法、構成要素、材料などを備えて実行され得ることを認識されよう。他の例では、よく知られた構造物、材料、または作業は、ある種の態様を不明瞭にすることを回避するために、示されていない、または詳細に記載されていない。

［0013］本明細書全体を通して、「１つの実施形態」または「実施形態」への言及は、実施形態に関連して記載されている特有の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態の中に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して、さまざまな場所で「ある実施形態では」、または「１つの実施形態では」という語句が示される場合、必ずしも同じ実施形態を指しているわけではない。その上、特有の特徴、構造物、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の好適な方法で組み合わされ得る。

［0014］内視鏡は、医師が、診査手術を行う必要なく、患者の内部を見るために使用するデバイスである。一般的に、内視鏡は、（小さい）切開部から患者に挿入される挿入管を備えた撮像デバイスである。撮像デバイスは、挿入管の先端（「遠位端部」）からの視野を提供し、例えば医師用の監視機器上に視野を表示する。撮像システムは、より自然な画像が、ビューアに提示されるように、着目する区域の立体的視野を提供する場合がある。立体的視野を生成するために、内視鏡は、多数の画像センサを含む場合があり、各画像センサは、わずかに異なる視野から着目する区域の画像を提供する。視野の違いは、ヒトの眼の異なる視野をエミュレートすることを目的としている。内視鏡撮像をさらに強化し、診断において医師を支援するために、本開示は、内視鏡の遠位端部で実質的な白色光（または別の操作員所望の発光スペクトル）を作り出す、簡潔な解決策を提供する。

［0015］目標物の色は、照明光源のスペクトルならびに物体自身のスペクトル反射率によって決まる。腔内部で内視鏡を用いて撮像するとき、照明光源は、遠位端部に位置付けられる。色を、外科医にとって「自然」で、かつ認識可能に見えるようにするため、日光と類似のスペクトル（例えば、６５００°Ｋの黒体発光スペクトル）を有する白色光源が、しばしば好まれる。しかしながら、灯を内視鏡の先端につけるためには、ケーブルが、光を先端まで効率的に運ぶことができるように、光源は、光ファイバケーブルに適切に結合される必要がある。広帯域ランプまたはＬＥＤは、光源として使用され得るが、ファイバへの結合効率は、一部状況では限定的である可能性がある。レーザは、光ファイバケーブルに効率的に結合することができるけれども、単色レーザ源は、不自然に見える色を作り出すことになる可能性がある。これは、内視鏡操作員（例えば外科医）が正確な診断または適切な組織識別を行う能力を妨げる可能性がある。さらに、レーザまたは広帯域照明の両方の場合において、光源発光スペクトルは、固定的であり、「自然な」色彩のように見えるものは、主観的であり、したがって、同調可能光源が、望ましい。

［0016］さらに詳細に検討されるように、１組の別個のレーザは、レーザの相対パワーがソフトウェアによって設定されながら、照明ファイバ束の中に結合される。ユーザは、ソフトウェアで温度（Ｔ）を設定することができ、レーザの相対パワーは、患者を照らすために、ソフトウェアによって同調される。したがって、患者は、あたかもその者が、温度「Ｔ」を有する目標物からの黒体放射によって照明されているかのように見える。さらに、いくつかの実施形態では、ユーザは、いかなる光源スペクトル特性でも入力することができ、ソフトウェアは、所望のスペクトルに適合させるようにレーザを同調させる。

［0017］図１Ａは、開示の実施形態による、内視鏡システム１００のブロック線図である。内視鏡システム１００は、内視鏡本体１０２、光ファイバケーブル１０４、制御論理１０８、光制御装置１１０、光源１１２、およびコンピュータシステム１１４（データ入力／出力１１６および電源入力１１８を含む）を含む。内視鏡システム１００では、光源１１２は、複数の発光体を含み、光ファイバケーブル１０４の第１の端部に光学的に結合されている。光源１１２の中の各発光体は、互いに異なるバンド幅の光を発し、５つの異なるエネルギーが光ファイバケーブル１０４の遠位（第２の）端部から出ている、５つの光子として描写される。制御論理１０８は、複数の発光体の中の各発光体の発光強度を制御するために、複数の発光体に電気的に結合されている。図１Ｂで検討されるように、光ファイバケーブル１０４の第２の端部から出力された光は、ヒトの眼では黒体発光スペクトルに似ている。

［0018］描写された実施形態では、制御論理１０８は、（コンピュータシステム１１４から）ユーザ入力を受信するために、結合されており、ユーザ入力に応じて、複数の発光体の中の各発光体の発光強度を別々に変更する。しかしながら、異なる実施形態では、ユーザ指令は、（付属のコンピュータシステム１１４ではなく）内視鏡に直接入力される場合もある。例示した実施形態は、コンピュータシステム１１４に配線で接続された内視鏡本体１０２を示しているが、他の実施形態では、内視鏡本体１０２は、自体に搭載されたコンピュータシステム１１４およびインターフェースを有する場合もある。

［0019］ある種の態様を不明瞭にすることを回避するために描写されていないけれども、内視鏡システム１００は、画像を対物レンズからの内視鏡ユーザまで伝送するためのレンズシステムを有することができる（これはリレーレンズシステムまたは光ファイバ束を含む場合がある）。内視鏡システム１００は、光ファイバケーブル１０４の挿入を案内し、本体を通る光ファイバケーブル１０４を操縦するために、１つまたは複数の機械的なアクチュエータをさらに有することができる。制御論理１０８（例えばマイクロコントローラ）は、システム内に配置されて、複数の発光体に電気的に結合される。制御装置は、制御装置によって実行されるとき、制御装置に多種多様な作業を行わせる論理を含む。例えば、光出力を制御することに加えて、制御論理１０８は、デバイスアーキテクチャの前述の部分（例えばレンズシステム、画像センサ、機械的アクチュエータ等）のいずれでも制御することが可能であり得る。制御論理１０８は、内視鏡によって捉えられた画像の焦点を合わせる、または１つまたは複数の機械的アクチュエータを用いて光ファイバケーブル１０４の本体を操作するために、レンズ間の距離を正確に制御することが可能であり得る。

［0020］図１Ｂは、開示の実施形態による、例示的な内視鏡発光スペクトル１２０および対応するユーザが観察した黒体発光スペクトル１２２を示す。描写された実施形態では、内視鏡発光スペクトル１２０およびユーザが観察した黒体発光スペクトル１２２は、同じグラフ上に重ね合されており、これは、単に比較目的のためである。両方のスペクトルは、一定の縮尺で描かれているわけではない。

［0021］図示するように、内視鏡発光スペクトル１２０は、５つの別個の発光ピークを含む。５つのピークに達するため、５つのレーザが、ファイバの中に送られている。レーザの相対パワーを同調させることによって、ユーザが観察した黒体発光スペクトル１２２に近い色を備えたシーンを、描くことができる。描写された実施形態は、例えば、４１５ｎｍ、４６２ｎｍ、５２０ｎｍ、５７５ｎｍ、および６３５ｎｍの中心波長を有する５つのレーザを含有することができる。すべてのレーザは、１ｎｍのバンド幅を有することができる。これらの５つのレーザ発光ピークは、ユーザが観察した黒体発光スペクトル１２２（６，５００°Ｋ黒体発光スペクトルと類似している）に似ていることができる。

［0022］図２は、開示の実施形態による、内視鏡発光体２００を図示する。示されるように、内視鏡発光体２００は、光ファイバケーブル２０４、光源２１２（複数の発光体２０９を含む）、および制御論理２０８を含む。複数の発光体２０９は、５つのレーザ、すなわちレーザ２３１、レーザ２３３、レーザ２３５、レーザ２３７、およびレーザ２３９を含む。複数の発光体２０９のそれぞれは、光ファイバケーブル２０４に光学的に結合され、個別に制御論理２０８に電気的に結合されている。複数の発光体２０９はそれぞれ、別個の波長の光を発する。レーザ２３１は、最も短い波長の光を発し、レーザ２３３は、２番目に短い波長の光を発し、レーザ２３５は、レーザ２３３より長い波長の光を発し、レーザ２３７は、２番目に長い波長の光を発し、レーザ２３９は、最も長い波長の光を発する。発光強度またはデューティサイクル（オフタイムに対するオンタイムの比率）は、異なる発光スペクトルを出力するために変えられ得る。例えば、レーザ２３１の相対強度（すなわちオンタイム）は、より高い温度の（ブルーシフトされた）黒体発光スペクトルをエミュレートするときに、より大きくなり得る。これとは逆に、レーザ２３９の相対強度（すなわちオンタイム）は、より低い温度の（レッドシフトされた）黒体発光スペクトルをエミュレートするときに、より大きくなり得る。

［0023］図２に描写された実施形態は、５つのレーザを示しているが、他の実施形態では、複数の発光体２０９は、レーザおよび／または発光ダイオードを含むいかなる数の光源でも有すことができる。さらに、図２に描写されたレーザは、相対的に単色光（例えば、１ｎｍ未満のバンド幅を有する光）を発する。しかしながら、他の実施形態では、複数の発光体２０９のバンド幅は、より大きい（およそ５ｎｍ以上）場合もある。いくつかの実施形態では、光ファイバケーブル２０４は、全内反射を促進するために、クラッドを含むことができる（例えば、クラッドは、反射性金属、または光ファイバケーブル２０４の大半より低い屈折率を有する材料を含むことができる）、または多数のファイバを含有することができる。画像センサは、光ファイバケーブル２０４の遠位端部に結合されていてもよい、もしくは画像センサは、内視鏡の本体の中に含有されていてもよい、および光ファイバケーブル２０４は、画像光を中継して画像センサに戻すのに使用されてもよい。

［0024］図３Ａ〜図３Ｉは、開示のいくつかの実施形態による、黒体発光スペクトル（左）および１、５００°Ｋから１０、０００°Ｋの範囲の対応する内視鏡発光スペクトル（右）を図示する。描写された各スペクトルは、多くの可能な発光スペクトルの内の１例にすぎない。本明細書に描写されている内視鏡発光スペクトルの全てが、５つの別個の光源（例えばレーザダイオード、発光ダイオード、ガスレーザ等）を含む。これらの実施形態の全てにおいて、ユーザは、黒体発光の温度を入力することができ、内視鏡は、（ヒトの眼にとっては）黒体発光スペクトルに似ている内視鏡発光スペクトルを出力することになる。換言すれば、内視鏡の別個の発光ピークは、ヒトの眼が錯覚を起こして黒体発光スペクトル、または蛍光体スペクトルなどの他の連続的なスペクトルを見ているように同調されることができる。

［0025］図３Ａは、１，５００°Ｋ黒体発光スペクトル３０１および対応する内視鏡発光スペクトル３０３を示す。相対的に低温度黒体スペクトルは、レッドシフトされている。したがって、３つの低エネルギー内視鏡発光ピークだけが、黒体発光スペクトル３０１に近似させるのに使用される。これらのピークの強度は、波長が減少する順に単調に大きくなる。

［0026］図３Ｂは、２，０００°Ｋ黒体発光スペクトル３０５および対応する内視鏡発光スペクトル３０７を示す。図３Ａと同様に、相対的に低温度黒体スペクトルは、レッドシフトされている。したがって、４つの低エネルギー内視鏡発光ピークだけが、黒体発光スペクトル３０７に近似させるのに使用される。これらのピークの強度は、波長が減少する順に単調に大きくなる。

［0027］図３Ｃは、２，５００°Ｋ黒体発光スペクトル３０９および対応する内視鏡発光スペクトル３１１を示す。２，５００°Ｋでは、黒体発光スペクトル３０９は、ブルーシフトが始まっているが、それでもなおレッド優位である。したがって、最も低いエネルギーピークは、依然として最も大きい強度を有し、２番目に低いエネルギーピークは、２番目に大きい強度を有し、中間のピークは、２番目に低いエネルギーピークより低い強度を有する。２番目に高いエネルギーピークは、最も低い強度を有し、最も高いエネルギーピークは、４番目に大きい強度を有する。

［0028］図３Ｄは、３，０００°Ｋ黒体発光スペクトル３１３および対応する内視鏡発光スペクトル３１５を示す。ここでは、黒体発光スペクトル３１３が、２，５００°Ｋスペクトルと比較してブルーシフトしているにもかかわらず、５つのレーザのうちの４つだけが、対応する内視鏡発光スペクトル３１５を形成するのに使用される。示されるように、４つの最も低いエネルギーレーザが、スペクトルを発するのに使用され、各発光ピークの強度は、波長が減少する順に単調に大きくなる。

［0029］図３Ｅは、４，０００°Ｋ黒体発光スペクトル３１７および対応する内視鏡発光スペクトル３１９を示す。黒体発光スペクトル３１７は、引き続きブルーシフトしているが、依然としてレッド優位である。したがって、内視鏡発光スペクトル３１９は、５つのレーザ発光ピーク全てを含む。最も高いエネルギーピークは、２番目に低い強度を有し、２番目に高いエネルギーピークは、最も低い強度を有し、中間のエネルギーピークは、３番目に大きい強度を有し、２番目に低いエネルギーピークは、２番目に大きい強度を有し、最も低いエネルギーピークは、最も大きい強度を有する。

［0030］図３Ｆは、６，０００°Ｋ黒体発光スペクトル３２１および対応する内視鏡発光スペクトル３２３を示す。６０００°Ｋでは、黒体発光スペクトル３２１は、劇的なブルーシフトを示す。このシフトに合うように、最も高いエネルギー（最も低い波長）の内視鏡発光ピーク強度は、他のピークより少なくとも２倍大きい。しかしながら、２番目に高いエネルギーピーク強度は、全ての他のピークより低い強度を有する。３つの最も低いエネルギーピーク強度は、だいたい同じ大きさであるが、中間のピーク（２番目に低いエネルギー）は、他の２つのピークよりわずかに小さい。

［0031］図３Ｇは、６，５００°Ｋ黒体発光スペクトル３２５および対応する内視鏡発光スペクトル３２７を示す。６，５００°Ｋでは、黒体発光スペクトル３２５は、太陽スペクトルに似ている。それは、顕著にブルーシフトされている。最も高いエネルギーピーク強度は、最も大きく、２番目に高いエネルギーピークは、最も小さいピーク強度を有し、中間のエネルギーピーク強度は、２番目に高いエネルギーピーク強度より大きく、２番目に低いエネルギーピークは、２番目に高いエネルギーピーク強度とだいたい同じピーク強度を有する。最後に、最も低いエネルギーピークは、中間のエネルギーピークとだいたい同じピーク強度を有する。

［0032］図３Ｈは、８，０００°Ｋ黒体発光スペクトル３２９および対応する内視鏡発光スペクトル３３１を示す。８，０００の°Ｋでは、黒体発光スペクトル３２９は、大いにブルーシフトされている。内視鏡発光スペクトル３３１も、ブルーシフトされており、最も高いエネルギーピークは、最も大きな強度を有し、２番目に高いエネルギーピークは、最も高いエネルギーピークより低い強度を有し、３番目に高いエネルギーピークは、２番目に高いエネルギーピークとだいたい同じ強度を有し、２番目に低いエネルギーピークは、最も低い強度を有し、最も低いエネルギーピークは、２番目に低い強度を有している。

［0033］図３Ｉは、１０，０００°Ｋ黒体発光スペクトル３３３および対応する内視鏡発光スペクトル３３５を示す。黒体発光スペクトル３３３は、最もブルーシフトされて描写されている。したがって、内視鏡発光スペクトル３３５も、同様に非常にブルーシフトされている。最も高いエネルギーピークは、あらゆる他のピークのほぼ２倍の大きさである。次の２つの最も高いエネルギーピークは、最も高いエネルギーピークのほぼ半分の大きさであり、２つの最も低いエネルギーピークは、ほぼ同じ大きさであり、前の２つのピークより低い強度を有している。

［0034］当業者は、上記の黒体発光スペクトルおよびそれらの対応する内視鏡発光スペクトルと関連するいくつかの傾向に気付くであろう。（１）黒体発光スペクトルの温度が２，５００°Ｋ未満であるとき、複数の発光体は、単調に強くなるスペクトルの光を発する（最短波長発光スペクトルを有する複数の発光体の中の発光体は、最小振幅を有しており、最長波長発光スペクトルを有する複数の発光体の中の発光体は、最大振幅を有している）、（２）黒体発光スペクトルの温度が４，０００°Ｋ未満であるとき、最長波長発光スペクトルを有する複数の発光体の中の発光体は、最大振幅を有している、および（３）黒体発光スペクトルの温度が４，０００の°Ｋより大きいとき、最短波長発光スペクトルを有する複数の発光体の中の発光体は、最大振幅を有している。

［0035］図４は、ユーザが、開示の実施形態によって、内視鏡発光スペクトルを作成しているところを図示する。図示のように、光発光モードは、ユーザがカスタマイズした連続発光スペクトルのパラメータをタブレット（または他の電子デバイス）に入力することによって選択される。描写された実施形態では、ユーザは、自分の指でタブレットのスクリーン上に発光スペクトルを描いている。タブレットは、内視鏡４００へ無線で通信し、内視鏡４００は、タブレット上に描かれたスペクトルに合うように発光スペクトルを調整する。当業者は理解されるように、例示した実施形態は、人がタブレット上に所望のスペクトルを描く必要があるが、連続的な発光スペクトラムを画定するためのいくつもの他の方法を用いてもよい。例えば、発光パラメータは、タブレットに単純に入力される場合もあり、または相対的ピーク強度を、トグルスイッチを用いて増大／減少させる場合もある。あるいは、ある種の照明下で現場の写真が撮られる場合もあり、タブレットは、スペクトルを分析して、それに応じて内視鏡４００の出力を調整することができる。さらに、何らかのコンピュータシステム（タブレットだけでなく）が、無線で、有線で、または他の電子通信方式を用いて内視鏡４００と通信するために使用され得る。

［0036］さらに、図４には、いくつかの実施形態では、「マクベス」色照合表であってもよい、色照合表（理想的な色をした一連の四角）が示される。色照合表は、写真で見られる色の範囲を表示するように意図されている色を含む。１つの実施形態では、光発光モードを選択することは、所望の照明下で色照合表内の色を決めること、および所望の照明モードに合うように、内視鏡スペクトル出力を生成することを含み得る。色照合表は、基準光源（６５００°Ｋの黒体などの）下で画像化され、次いで、カスタマイズした光源下で再び画像化され得る。カスタマイズした光源下の色は、カスタマイズした光源の出力が、基準光源にどれくらい近いのかを確かめるために、基準光源下の色と比較され得る。こうすることによって、内視鏡４００は、所望のカスタマイズした照明モードをシミュレートすることができる。１つの実施形態では、色照合表を画像化することは、タブレット内のカメラ（または携帯電話カメラ、コンピュータカメラ、または同種のものなどの何らかの別のカメラデバイス）を用いて成し遂げられる場合もある。あるいは、所望のスペクトル出力を設定するのに色照合表を使用するのではなく、内視鏡操作員が、特定の臓器の色を強調するために放射スペクトルを設定することもできる。これは、診断および治療をより容易にすることができる。例えば、腫瘍は、異なる種類の光の下では健康な組織とは異なって見える場合があり、内視鏡ユーザは、この診断用波長の光を主に発するように、スペクトルを調整することができる。

［0037］上で検討した計算を行って、目標物（または色照合表の四角）の色を決めるために、タブレットまたは他のコンピュータは、ＸＹＺ空間における目標物の色を計算しなければならない。照度スペクトル（「Ｉ（λ）」）に、最初に、目標物の色特有の反射率スペクトル（「Ｒ（λ），Ｇ（λ），Ｂ（λ）」）を乗算しなければならない。このスペクトルに、適切な曲線（色のＸ値用／ｘ（λ）、色のＹ値用ｙ（λ）、色のＺ値用ｚ（λ））を乗算し、次いで、積分される（式１、２、および３を参照）。

［0038］式１：Ｘ＝∫Ｉ（λ）Ｒ（λ）ｘ（λ）ｄλ

［0039］式２：Ｙ＝∫Ｉ（λ）Ｇ（λ）ｙ（λ）ｄλ

［0040］式３：Ｚ＝∫Ｉ（λ）Ｂ（λ）ｚ（λ）ｄλ

［0041］色の表現には、２つの主要な概念、「彩度」（すなわち色の量）および「光度」（すなわち色の明るさ）が存在する。彩度を表すのに、２つの項、光度を表すのに１つの項を要する。「彩度」は、Ｘ、Ｙ、およびＺを使用して、ｕ’およびｖ’を計算することによって決められ得る（式４および５を参照）。

［0042］式４：ｕ’＝４Ｘ／（Ｘ＋１５Ｙ＋３Ｚ）

［0043］式５：ｖ’＝９Ｙ／（Ｘ＋１５Ｙ＋３Ｚ）

［0044］色を基準光源と比較するとき、我々はΔ（ｕ’ｖ’）を計算することができる（式６を参照）。

［0045］式６：Δ（ｕ’ｖ’）＝√（（ｕ’−ｕ’_ｒｅｆ）^２＋（ｖ’−ｖ’_ｒｅｆ）^２）

［0046］理想的には、Δ（ｕ’ｖ’）≦０．０３０である。この範囲では、ヒトの眼は、色間の相違を感知するのが困難である。換言すれば、最適化は、広帯域法線照度（例えば、６５００°Ｋの黒体照明）下でのタイル（または他の色基準）の色と本明細書に記載されている１組のレーザからの照明下での同じタイルの色との間の違いの合計（または何らかの他の線形結合）を最小限に抑えようとする。

［0047］図５は、開示の実施形態による、内視鏡照明の方法５００を図示する。方法５００において工程ブロック５０１〜５０７の一部または全部が出現する順序は、制限的であると考えられてはならない。それよりも、本開示から便益を得る当業者は、方法５００のいくつかは、例示されていないさまざまな順序で、または並行的にも、実行され得ることを理解することであろう。

［0048］ブロック５０１は、複数の光発光モードから光発光モードを選択することを示す。１つの実施形態では、光発光モードは、図３Ａ〜図３Ｉに描写された黒体発光スペクトルに対応する内視鏡発光スペクトルのいずれか１つである。他の実施形態では、ユーザは、カスタマイズした発光スペクトルを選択、追跡、または入力することができる（例えば図４を参照）。

［0049］ブロック５０３は、選択された光発光モードに応えて、複数の発光体から光を発することを図示する。１つの実施形態では、複数の発光体の中の各発光体は、異なるバンド幅の光を発する。複数の発光体の中の大部分の発光体によって発せられた光のバンド幅は、５ｎｍ未満であり得る。他の実施形態では、バンド幅は、１ｎｍ以下など、かなり小さい場合もある。

［0050］ブロック５０５は、光ファイバケーブルを通して光を運ぶことを示し、光ファイバケーブルの第１の端部は、複数の発光体に光学的に結合されている。いくつかの実施形態では、光源としてレーザを使用することは、（他の白色光源と比較して）光ファイバケーブルと極めて効率的に光結合することを可能にする。

［0051］ブロック５０７は、光ファイバケーブルの第２の端部から光をアウトカップリングすることを示し、光ファイバケーブルの第２の端部から出力された光は、ヒトの眼では連続発光スペクトルに似ている。１つの実施形態では、光ファイバケーブルの第２の端部から出力された光は、ＣＩＥＬＵＶ色空間において、黒体発光スペクトルからΔ（ｕ’ｖ’）≦０．０３０を有することによって、黒体発光スペクトルに似ている。

［0052］本発明の例示した実施形態についての上記説明は、要約書に記載されていることも含めて、網羅的であるようには、または開示されたまさにその形態に、本発明を限定するようには意図されていない。本発明の特定の実施形態、および本発明に関する例は、例示目的で本明細書に記載されているが、当業者であれば認識されるように、さまざまな修正が、本発明の範囲の中で可能である。

［0053］これらの修正は、上記の詳細な説明を考慮して本発明に加えることができる。以下の特許請求の範囲で使用される用語は、本発明を本明細書に開示された特定の実施形態に限定するものと解釈されてはならない。正しくは、本発明の範囲は、特許請求の範囲の解釈についての確立した原則によって解釈されるべき以下の特許請求の範囲によって全面的に決められることになる。

Claims

医療診断用のシステムであって、
光ファイバケーブルと、
前記光ファイバケーブルの第１の端部に光学的に結合された複数の発光体であって、前記複数の発光体の中の各発光体が、異なるバンド幅の光を発する、複数の発光体と、
前記システムの中に配置され、前記複数の発光体に電気的に結合された制御装置であって、前記制御装置が、前記制御装置によって実行されるとき、
照明モードを含む指令を受容することであって、前記照明モードが、ヒトの眼では黒体発光スペクトルに似ている、指令を受容することと、
前記複数の発光体の中の各発光体から発せられた前記光の強度を、前記照明モードに合うように調整することと
を含む作業を前記制御装置に行わせる論理を含む、制御装置と
を備える、システム。
前記照明モードが、前記複数の発光体が発する前記光の１組の既定の強度を含む、請求項１に記載のシステム。
前記１組の既定の強度が、温度に対応する前記黒体発光スペクトルに似ており、前記温度が、１、０００°Ｋと１０、０００°Ｋとを含め、その間の特定の温度を含む、請求項２に記載のシステム。
前記黒体発光スペクトルの前記温度が、４，０００°Ｋ未満であるとき、最長波長発光スペクトルを有する前記複数の発光体の中の発光体が、最大強度を有しており、前記黒体発光スペクトルの前記温度が４，０００°Ｋより大きいとき、最短波長発光スペクトルを有する前記複数の発光体の中の発光体が、最大強度を有している、請求項３に記載のシステム。
前記複数の発光体の中の大部分の発光体によって発せられた前記光のバンド幅が、５ｎｍ未満である、請求項１に記載のシステム。
前記照明モードが、ＣＩＥＬＵＶ色空間において、前記黒体発光スペクトルからΔ（ｕ’ｖ’）≦０．０３０を有することによって、前記黒体発光スペクトルに似ている、請求項１に記載のシステム。
内視鏡照明の方法であって、
複数の光発光モードから光発光モードを選択することと、
選択された前記光発光モードに応えて、複数の発光体から光を発することであって、前記複数の発光体の中の各発光体が、異なるバンド幅の前記光を発する、複数の発光体から光を発することと、
光ファイバケーブルを通して前記光を運ぶことであって、前記光ファイバケーブルの第１の端部が、前記複数の発光体に光学的に結合されている、前記光を運ぶことと、
前記光ファイバケーブルの第２の端部から前記光をアウトカップリングすることであって、前記光ファイバケーブルの前記第２の端部から出力された前記光が、ヒトの眼では連続発光スペクトルに似ている、前記光をアウトカップリングすることと
を含む、方法。
前記複数の光発光モードの中の各光発光モードが、１，０００°Ｋと１０，０００°Ｋとを含め、その間の黒体発光スペクトルの温度に対応する、請求項７に記載の方法。
前記黒体発光スペクトルの前記温度が、２，５００°Ｋ未満であるとき、前記複数の発光体が、波長の増大に伴って単調に強くなる発光スペクトルを発し、最短波長発光スペクトルを有する前記複数の発光体の中の発光体が、最小強度を有しており、最長波長発光スペクトルを有する前記複数の発光体の中の発光体が、最大強度を有している、請求項８に記載の方法。
前記黒体発光スペクトルの前記温度が、４，０００°Ｋ未満であるとき、最長波長発光スペクトルを有する前記複数の発光体の中の発光体が、最大強度を有している、請求項８に記載の方法。
前記黒体発光スペクトルの前記温度が、４，０００°Ｋより大きいとき、最短波長発光スペクトルを有する前記複数の発光体の中の発光体が、最大強度を有している、請求項８に記載の方法。
前記光ファイバケーブルの前記第２の端部から出力された光が、ＣＩＥＬＵＶ色空間において、前記黒体発光スペクトルからΔ（ｕ’ｖ’）≦０．０３０を有することによって、前記黒体発光スペクトルに似ている、請求項８に記載の方法。
前記複数の発光体が、５ｎｍ以下のバンド幅を有する５つのレーザダイオードを含む、請求項７に記載の方法。
前記光発光モードが、カスタマイズした連続発光スペクトルのパラメータを入力することによってユーザによって選択される、請求項７に記載の方法。
光発光モードを選択することが、所望の照明下で色照合表の色を決めることと、前記所望の照明に合うように、照明モードを生成することとを含む、請求項７に記載の方法。
光ファイバケーブルと、
前記光ファイバケーブルの第１の端部に光学的に結合された複数の発光体であって、前記複数の発光体の中の各発光体が、異なるバンド幅の光を発する、複数の発光体と、
前記複数の発光体の中の各発光体の発光強度を制御するために、前記複数の発光体に電気的に結合されている制御論理であって、前記光ファイバケーブルの第２の端部から出力された前記光が、ヒトの眼では黒体発光スペクトルに似ている、制御論理と
を備える、内視鏡。
前記制御論理が、ユーザ入力を受信するために結合されており、前記ユーザ入力に応じて、前記複数の発光体の中の各発光体の前記発光強度を別々に変更する、請求項１６に記載の内視鏡。
前記ユーザ入力が、前記黒体発光スペクトルの温度を含む、請求項１７に記載の内視鏡。
前記温度が、１，０００°Ｋから１０，０００°Ｋに及ぶ、請求項１８に記載の内視鏡。
前記複数の発光体が、複数のレーザダイオードまたは複数の発光ダイオードの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の内視鏡。
前記複数の発光体の中の大部分の発光体によって発せられた光のバンド幅が、５ｎｍ未満である、請求項２０に記載の内視鏡。
前記複数の発光体が、５つの発光体を含む、請求項２１に記載の内視鏡。
前記光ファイバケーブルの前記第２の端部から出力された前記光が、ＣＩＥＬＵＶ色空間において、前記黒体発光スペクトルからΔ（ｕ’ｖ’）≦０．０３０を有することによって、前記黒体発光スペクトルに似ている、請求項１６に記載の内視鏡。