CN116869460A - 一种内窥镜光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种内窥镜光源装置。内窥镜光源装置包括光源组件与合光组件；光源组件包括白光光源和多个基色光源，基色光源用于发出窄带光或宽带光；合光组件将白光光源与多个基色光源当中至少一者进行光路耦合，或者将多个基色光源当中至少一者进行光路耦合，以输出照明光，照明光具有白光照明模式，照明光还具有多窄带光照明模式和复合光照明模式当中的至少一种；在白光照明模式，照明光具有显色指数大于90的连续光谱。本发明实现了出光模式的多样化，可在白光照明模式输出具有连续性光谱的高显指照明光，还可实现多种窄带光及除白光之外的多种复合光的输出，满足对被检测部位的照明需求。

Description

一种内窥镜光源装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种内窥镜光源装置。

背景技术

内窥镜能够伸入体腔内部进行高分辨率观察与微创治疗，已广泛应用于临床。内窥镜主要包括内窥镜光源、内窥镜主体、图像处理装置及显示设备。内窥镜光源用于输出照明光，照明光通过光路耦合进内窥镜的导光光纤，以对体腔内的被检测部位进行照明。与此同时，经由被检测部位反射的照明光通过内窥镜的光学***成像到成像元件上，并生成图像处理信号由图像处理装置进行处理，再通过显示设备显示处理后的图像，以便进行观察。

在实际应用中，为了满足诊断需求，对内窥镜光源进行了优化设计，除了使用宽带白光来对被检测部位进行观察之外，还利用窄波段的照明光来对被检测部位进行观察。在窄波段观察中，根据被检测部位的表层血管的形态来判断病变部的发展度、深度方向的侵入深度等。

然而，内窥镜光源的出光模式单一，难以满足对被检测部位的照明需求。在公布号为CN112904549A的专利文件中公开了一种多色混合光照明方法及***，这种照明***只能输出宽光谱的复合光，只有通过电机对合光元件的布置位置进行切换，才能输出多种窄带光，并且在白光照明模式下，复合光的光谱连续性差，在500nm处有明显的凹坑，而在白光照明模式下想要输出高显指的白光，必须牺牲LED灯能量进行调节，其操作费时费力，照明***的结构稳定性差。

与此同时，在公布号为CN111557632A的专利文件中公开了一种内窥镜光源和内窥镜***，这种内窥镜光源是在白光的基础上通过二向色镜耦合进窄带红光用来调节白光模式下的显色指数和R9(饱和红色)的指数，但是，难以实现出光模式的多样化，在白光照明模式下，内窥镜光源输出光的光谱连续性差，在500nm处明显有凹坑。同时，这种内窥镜光源并未具体指出白光LED布设的位置，若将白光LED置于远离出光口的位置，则在白光耦合的过程中，白光的损失过大，而若将白光LED置于靠近出光口的位置，想要输出高显指、连续性光谱的白光，则需要配置双带通二向色片，而双带通二向色片的加工难度较大，从而这种内窥镜光源不易于布置，难以满足对被检测部位的照明需求。

发明内容

本发明提供一种内窥镜光源装置，用于解决现有技术中，存在的出光模式有限，以及不能在白光照明模式输出具有连续性光谱的高显指照明光的问题，能够满足临床诊疗中对被检测部位的照明需求。

根据本发明实施例的一种内窥镜光源装置，包括：光源组件与合光组件；光源组件包括白光光源和多个基色光源，所述基色光源用于发出窄带光或宽带光；合光组件将所述白光光源与多个所述基色光源当中至少一者进行光路耦合，或者将多个所述基色光源当中至少一者进行光路耦合，以输出照明光，所述照明光具有白光照明模式，所述照明光还具有多窄带光照明模式和复合光照明模式当中的至少一种；

在所述白光照明模式，所述照明光是对所述白光光源和全部所述基色光源进行光路耦合以获取的复合光，所述述照明光具有显色指数大于90的连续光谱，并且所述照明光的光谱的极小值不小于所述照明光的光谱的极大值的5％；

在所述多窄带光照明模式，所述照明光是对多个所述基色光源当中的至少两者进行光路耦合以获取的复合光；

在所述复合光照明模式，所述照明光是对所述白光光源和部分所述基色光源进行光路耦合以获取的复合光。

根据本发明的一个实施例，在所述白光照明模式，所述照明光的显色指数大于95，所述照明光对应的R1至R15均大于90；在波段为440-600nm的可见光范围内，所述照明光的光谱的极小值不小于所述照明光的光谱的极大值的50％。

根据本发明的一个实施例，所述白光光源用于发出高显指白光，所述高显指白光具有显色指数大于90的连续光谱，在波段为440-600nm的可见光范围内，所述高显指白光的光谱的极小值不小于所述高显指白光的光谱的极大值的50％。

根据本发明的一个实施例，在所述光源组件与所述合光组件的相对位置保持不变的情形下，通过单独控制所述白光光源和多个所述基色光源的通电状态，实现所述内窥镜光源装置以所述白光照明模式、所述单窄带光照明模式、所述多窄带光照明模式和所述复合光照明模式当中的任一种进行光路输出。

根据本发明的一个实施例，所述照明光还具有单窄带光照明模式；在所述单窄带光照明模式，所述照明光是对多个所述基色光源当中的任一者进行光路耦合以获取的窄带光；

所述照明光包括第一窄带光、第二窄带光、第三窄带光和第四窄带光当中的任一种；其中，在所述照明光为第一窄带光的情形下，所述第一窄带光的波长范围为400～430nm；在所述照明光为第二窄带光的情形下，所述第二窄带光的波长范围为525～555nm；在所述照明光为第三窄带光的情形下，所述第三窄带光的波长范围为580～610nm；在所述照明光为第四窄带光的情形下，所述第四窄带光的波长范围为620～640nm。

根据本发明的一个实施例，所述合光组件包括多个二向色镜，所述光源组件当中的各个光源与多个所述二向色镜当中的一部分一一相对布置。

根据本发明的一个实施例，所述白光光源和多个所述基色光源当中的一者通过多个所述二向色镜当中的一者进行光路耦合并输出合束光，所述合束光在通过其他所述二向色镜进行光路耦合时，所述合束光的传输路径为反射光路。

根据本发明的一个实施例，多个所述二向色镜当中的至少一者为带通二向色镜，所述带通二向色镜所限定的透射范围小于从所述带通二向色镜透射的光束的光谱范围。

根据本发明提供的一种内窥镜光源装置，所述基色光源包括第一光源、第二光源、第三光源及第四光源；

所述第一光源用于发出峰值波长为405～415nm，带宽为20nm的光；所述第二光源用于发出波峰值波长为530～540nm，带宽为40nm的光；所述第三光源用于发出峰值波长为520～560nm，带宽为103nm的光，或者所述第三光源用于发出峰值波长为585～610nm，带宽为20nm的光，所述第四光源用于发出峰值波长为625～635nm，带宽为20nm的光。

根据本发明的一个实施例，所述合光组件包括第一二向色镜、第二二向色镜、第三二向色镜和第四二向色镜；

所述白光光源与所述第一光源通过所述第一二向色镜进行光路耦合，以输出第一合束光；所述第一合束光与所述第二光源通过所述第二二向色镜进行光路耦合，以输出第二合束光；

所述第三光源与所述第四光源通过所述第四二向色镜进行光路耦合，以输出第三合束光；所述第二合束光与所述第三合束光通过所述第三二向色镜进行光路耦合，以输出所述照明光。

根据本发明的一个实施例，所述合光组件还包括：反射镜；所述白光光源经过所述反射镜的第一表面的反射后与所述第一光源通过所述第一二向色镜进行光路耦合，所述第三光源经过所述反射镜的第二表面的反射后与所述第四光源通过所述第四二向色镜进行光路耦合；

或者，所述第一光源经过所述反射镜的第一表面的反射后与所述白光光源通过所述第一二向色镜进行光路耦合，所述第三光源经过所述反射镜的第二表面的反射后与所述第四光源通过所述第四二向色镜进行光路耦合。

根据本发明的一个实施例，所述合光组件还包括：带通滤光片；所述带通滤光片设于所述第三光源与所述第四二向色镜之间的光路上；和/或，所述合光组件还包括：长通滤光片；所述长通滤光片设于所述第四二向色镜与所述第三二向色镜之间的光路上。

根据本发明的一个实施例，所述合光组件还包括：滤光元件与驱动组件；所述驱动组件与所述滤光元件连接，以驱动所述滤光元件在第一位置与第二位置之间移动；

在所述滤光元件处于第一位置的情形下，所述滤光元件设于所述第四二向色镜至所述第三二向色镜的光路上，以对通过所述第四二向色镜耦合输出的第三合束光进行滤光处理；

在所述滤光元件处于第二位置的情形下，所述滤光元件远离所述第四二向色镜与所述第三二向色镜之间的光路。

本发明还提供一种内窥镜，包括：如上任一项所述的内窥镜光源装置。

本发明提供的一种内窥镜光源装置，基于合光组件对白光光源和多种基色光源的光路耦合，可获得多种照明光，以实现基于白光照明模式、单窄带光照明模式、多窄带光照明模式和复合光照明模式的照明。在此，本发明实现了出光模式的多样化，可在白光照明模式输出具有连续性光谱的高显指照明光，还可实现多种窄带光及除白光之外的多种复合光的输出，满足对被检测部位的照明需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的实施例1所示的内窥镜光源装置以白光照明模式工作的光路示意图；

图2是本发明提供的图1中的各个光源的光谱曲线图；

图3是本发明提供的图1中的各个二向色镜的透射率曲线图；

图4是本发明提供的图1所示的内窥镜光源装置在白光照明模式下得到的照明光的光谱曲线图；

图5是本发明提供的在白光照明模式下，各个光源在图4所示的照明光中贡献的波段的示意图；

图6是本发明提供的将基于图2所示的照明光的光谱性能参数；

图7是本发明提供的内窥镜光源装置在各种单窄带光照明模式下得到照明光的光谱曲线图；

图8是本发明提供的内窥镜光源装置以第一种多窄带光照明模式工作的光路示意图；

图9是本发明提供的内窥镜光源装置以图8所示的光路输出的照明光的光谱曲线图；

图10是本发明提供的内窥镜光源装置以第二种多窄带光照明模式工作的光路示意图；

图11是本发明提供的内窥镜光源装置以图10所示的光路输出的照明光的光谱曲线图；

图12是本发明提供的内窥镜光源装置以第一种复合光照明模式工作的光路示意图；

图13是本发明提供的内窥镜光源装置以图12所示的光路输出的照明光的光谱曲线图；

图14是本发明提供的实施例2所示的内窥镜光源装置以白光照明模式工作的光路示意图；

图15是本发明提供的在图14所示的内窥镜光源装置中各个二向色镜的透射率曲线图；

图16是本发明提供的实施例3所示的内窥镜光源装置以白光照明模式工作的光路示意图；

图17是本发明提供的在内窥镜光源装置的光路中添加长通滤光片的示意图；

图18是本发明提供的在内窥镜光源装置的光路中添加带通滤光片的示意图；

图19是本发明提供的长通滤光片与带通滤光片的透射率曲线示意图；

图20是本发明提供的基于长通滤光片、带通滤光片和窄带琥珀光LED/LD当中任一种的内窥镜光源装置在白光照明模式下照明光的光谱曲线图；

图21是本发明提供的基于图20所示的照明光的光谱性能参数；

图22是本发明提供的基于长通滤光片、带通滤光片和窄带琥珀光LED/LD当中任一种的内窥镜光源装置在多窄带光照明模式下的照明光的光谱曲线图；

图23是本发明提供的基于普通白光LED的内窥镜光源装置实现高显指的白光照明模式的光路示意图；

图24是本发明提供的图23中的普通白光LED的光谱曲线图；

图25是本发明提供的图23中各个二向色镜的透射率曲线图；

图26是本发明提供的在滤光元件远离图23所示的第四二向色镜与第三二向色镜之间光路的情形下，内窥镜光源装置的光路示意图；

图27是本发明提供的基于图26所示的内窥镜光源装置在白光照明模式下得到的照明光的光谱曲线图；

图28是本发明提供的基于图27所示的照明光的光谱性能参数；

图29是本发明提供的在滤光元件位于图23所示的第四二向色镜与第三二向色镜之间光路的情形下，内窥镜光源装置的光路示意图；

图30是本发明提供的基于图29所示的内窥镜光源装置在第二种多窄带光照明模式下得到的照明光的光谱曲线图。

附图标记：

100：白光光源；101：第一光源；102：第二光源；103：第三光源；104：第四光源；201：第一二向色镜；202：第二二向色镜；203：第三二向色镜；204：第四二向色镜；301：反射镜；401：带通滤光片；402：长通滤光片；501：滤光元件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图30描述本发明的一种内窥镜光源装置。

如图1所示，本实施例提供一种内窥镜光源装置，包括：光源组件与合光组件；光源组件包括白光光源100和多个基色光源，基色光源用于发出窄带光或宽带光；合光组件将白光光源100与多个基色光源当中至少一个进行光路耦合，或者将多个基色光源当中至少一个进行光路耦合，以输出多种照明光。

在此，基于各个光源与合光组件的光路耦合，本实施例所获取的照明光包括白光照明模式、单窄带光照明模式、多窄带光照明模式和复合光照明模式。

具体地，本实施例基于合光组件对白光光源100和多个基色光源的光路耦合，可获得多种照明光，以实现基于白光照明模式、单窄带光照明模式、多窄带光照明模式和复合光照明模式的照明。

在白光照明模式，本实施例所示的照明光是对白光光源100和全部基色光源进行光路耦合以获取的复合光，照明光具有显色指数大于90的连续光谱。

其中，照明光为高显指白光，并且照明光的光谱的极小值不小于照明光的光谱的极大值的5％。例如：照明光的光谱的极小值可以为照明光的光谱的极大值的10％～75％。

在单窄带光照明模式，本实施例所示的照明光是对多种基色光源当中的任一个进行光路耦合以获取的窄带光。

在多窄带光照明模式，本实施例所示的照明光是对多种基色光源当中的至少两个进行光路耦合以获取的复合光。

在复合光照明模式，本实施例所示的照明光是对白光光源100和部分基色光源进行光路耦合以获取的复合光。

如此，本发明实现了出光模式的多样化，可在白光照明模式输出具有连续性光谱的高显指照明光，还可实现多种窄带光及除白光之外的多种复合光的输出，满足对被检测部位的照明需求。

在实际应用中，在光源组件与合光组件的相对位置保持不变的情形下，本实施例可通过单独控制白光光源和多个基色光源的通电状态，实现内窥镜光源装置以白光照明模式、单窄带光照明模式、多窄带光照明模式和复合光照明模式当中的任一种进行光路输出。

在一些实施例中，白光光源100既可以采用高显指白光LED，以发出高显指白光，高显指白光的显色指数大于90。在波段为440-600nm的可见光范围内，高显指白光的光谱的极小值不小于高显指白光的光谱的极大值的50％。

在一些实施例中，白光光源100也可以采用普通白光LED，但需确保普通白光LED发出的光在波段为440-600nm的可见光范围内具有连续的光谱，以使得内窥镜光源装置在白光照明模式下的照明光具有连续的光谱特性，防止照明光的光谱在局部波段内存在凹坑。

基于上述对白光光源100的选择，在白光光源100与其它基色光源进行光路耦合后，在白光照明模式，在波段为440-600nm的可见光范围内，照明光的光谱的极小值不小于照明光的光谱的极大值的50％。

进一步地，本实施例还可对白光光源100及与其耦合的光路进行优化设计，以使得在白光照明模式，照明光的显色指数大于95，且R1至R15均大于90。

其中，显色指数里的R1至R15分别表示日光下的颜色，具体如下所示：R1表示淡灰红色；R2表示暗灰黄色；R3表示饱和黄绿色；R4表示中等黄绿色；R5表示淡蓝绿色；R6表示淡蓝色；R7表示淡紫蓝色；R8表示淡红紫色；R9表示饱和红色；R10表示饱和黄色；R11表示饱和绿色；R12表示饱和蓝色；

R13表示白种人肤色；R14表示树叶绿色；R15表示黄种人肤色。

在此，照明光的显色指数为R1至R8的显色指数的平均值。

在一些实施例中，可根据实际需求，选择各个基色光源的类型，以使得在单窄带光照明模式，本实施例所示的照明光包括第一窄带光、第二窄带光、第三窄带光和第四窄带光当中的任一种。

其中，在照明光为第一窄带光的情形下，第一窄带光的波长范围为400～430nm；此时，照明光呈现为紫光。

在照明光为第二窄带光的情形下，第二窄带光的波长范围为525～555nm；此时，照明光呈现为绿光。

在照明光为第三窄带光的情形下，第三窄带光的波长范围为580～610nm；此时，照明光呈现为琥珀光。

在照明光为第四窄带光的情形下，第四窄带光的波长范围为620～640nm；此时，照明光呈现为红光。

在一些实施例中，基色光源包括第一光源101、第二光源102、第三光源103及第四光源104。

第一光源101用于发出峰值波长为405～415nm，带宽为20nm的光；第二光源102用于发出波峰值波长为530～540nm，带宽为40nm的光；第三光源103用于发出峰值波长为520～560nm，带宽为103nm的光，或者第三光源103用于发出峰值波长为585～610nm，带宽为20nm的光；第四光源104用于发出峰值波长为625～635nm，带宽为20nm的光。

如图1与图2，本实施例所示的第一光源101选择为窄带紫光LED，窄带紫光LED发出的窄带紫光的峰值波长为415nm，带宽为20nm。

本实施例所示的第二光源102选择为窄带绿光LED，窄带绿光LED发出的窄带绿光的峰值波长为530nm，带宽为40nm。

本实施例所示的第三光源103选择为宽带黄绿光LED，宽带黄绿光LED发出的宽带黄绿光的峰值波长为560nm，带宽为103nm。

如图16所示，本实施例所示的第三光源103也可选择为窄带琥珀光LED/LD，窄带琥珀光LED/LD发出的窄带琥珀光的峰值波长在585～610nm范围内，带宽为20nm。

本实施例所示的第四光源104选择为窄带红光LED，窄带红光LED发出的窄带红光的峰值波长为630nm，带宽为20nm。

在一些实施例中，为了实现光路耦合，以实现出光模式的多样化，本实施例所示的合光组件包括多个二向色镜，光源组件当中的各个光源与多个二向色镜当中的一部分一一相对布置。

考虑到二向色镜对光束的反射率通常高于透射率，在白光照明模式下，为了尽可能地降低光损耗，本实施例将白光光源和多个基色光源当中的一者通过多个二向色镜当中的一者进行光路耦合并输出合束光，设置合束光在通过其他二向色镜进行光路耦合时，合束光的传输路径为反射光路。

与此同时，为确保白光照明模式下获得的照明光的光谱的连续性，本实施例所示的多个二向色镜当中的至少一者为带通二向色镜，带通二向色镜所限定的透射范围小于从带通二向色镜透射的光束的光谱范围。

如图1所示，为了便于实现光路的耦合，本实施例所示的合光组件包括第一二向色镜201、第二二向色镜202、第三二向色镜203和第四二向色镜204。

白光光源100与第一光源101通过第一二向色镜201进行光路耦合，以输出第一合束光；第一合束光与第二光源102通过第二二向色镜202进行光路耦合，以输出第二合束光。

第三光源103与第四光源104通过第四二向色镜204进行光路耦合，以输出第三合束光；第二合束光与第三合束光通过第三二向色镜203进行光路耦合，以输出照明光。

在此，本实施例在不改变合光组件的布置的位置的情形下，通过控制第一光源101、第二光源102、第三光源103及第四光源104的打开或关闭，以使得内窥镜光源装置分别工作于白光照明模式、单窄带光照明模式、多窄带光照明模式和复合光照明模式，并获得多种照明光。

其中，在单窄带光照明模式下，本实施例所示的内窥镜光源装置输出的照明光可以包括窄带紫光、窄带绿光、窄带琥珀光和窄带红光。

在多窄带光照明模式，本实施例所示的内窥镜光源装置输出的照明光可以是窄带紫光、窄带绿光、宽带黄绿光、窄带琥珀光和窄带红光当中的至少两种进行光路耦合获取。

当然，本实施例也可将上述实施例所示的窄带紫光、窄带绿光、宽带黄绿光、窄带琥珀光和窄带红光当中的至少一种与白光光源100发出的光进行光路耦合，以实现内窥镜光源装置在复合光照明模式的照明光的输出。

下面结合具体实施例，对本发明所示的内窥镜光源装置进行具体描述。

实施例1

如图1至图6所示，本实施例所示的白光光源100选择高显指白光LED，第一光源101选择窄带紫光LED，第二光源102选择窄带绿光LED，第三光源103选择宽带黄绿光LED，第四光源104选择为窄带红光LED。

与此同时，本实施例所示的合光组件除了设置第一二向色镜201、第二二向色镜202、第三二向色镜203和第四二向色镜204之外，还设置有反射镜301。其中，在图3中具体示意了各个二向色镜的透射率曲线。

在白光照明模式工作下，内窥镜光源装置的光路传输如下所示：

窄带紫光LED发出的光经过反射镜301的第一表面的反射后输送至第一二向色镜201，第一二向色镜201为短通二向色镜，第一二向色镜201在一方面从窄带紫光LED发出的光中滤出窄带紫光，在另一方面对高显指白光LED发出的高显指白光进行反射，以将窄带紫光与高显指白光合成为第一合束光，第一合束光传输至第二二向色镜202，第二二向色镜202为带通二向色镜；接着，第二二向色镜202在一方面从窄带绿光LED发出的光中滤出窄带绿光，在另一方面对第一合束光进行反射，以将窄带绿光与第一合束光合成为第二合束光，第二合束光传输至第三二向色镜203。

与此同时，宽带黄绿光LED发出的光经过反射镜301的第二表面的反射后输送至第四二向色镜204，第四二向色镜204为长通二向色镜，第四二向色镜204在一方面从窄带红光LED发出的光中滤出窄带红光，在另一方面对宽带黄绿光LED发出的光再次进行反射，以将宽带黄绿光与窄带红光合成为第三合束光，第三合束光传输至第三二向色镜203。

接着，第三二向色镜203对第二合束光与第三合束光进行合成输出，得到如图4所示的照明光。

如图5所示，本实施例获取的照明光截取了第二合束光中的585nm以下的波段和第三合束光中的585nm以上的波段。在此，本实施例基于第四二向色镜204和第三二向色镜203不仅进行光路耦合，同时两者也对宽带黄绿光LED的光进行了滤光，滤出了窄带琥珀光。

如图6所示，在白光照明模式工作下，本实施例所示的内窥镜光源装置输出的照明光的显色指数为96.26，且R1至R15均大于90。

如图7所示，本实施例基于上述光路结构，在实现单窄带光照明模式的照明工作时，本实施例可单独控制窄带紫光LED、窄带绿光LED、宽带黄绿光LED及窄带红光LED开启，以使得内窥镜光源装置分别工作于窄带琥珀光照明模式、窄带红光照明模式、窄带紫光照明模式或窄带绿光照明模式。其中，本实施例在图7中具体示意了在各个单窄带光照明模式下照明光的光谱曲线。

如图8所示，本实施例所示的内窥镜光源装置基于上述光路，可实现第一种多窄带光照明模式工作。

在第一种多窄带光照明模式工作下，窄带紫光LED与窄带绿光LED开启，高显指白光LED、宽带黄绿光LED及窄带红光LED分别处于关闭状态，此时，内窥镜光源装置的光路传输如下所示：

窄带紫光LED发出的光经过反射镜301的第一表面的反射后输送至第一二向色镜201，第一二向色镜201为短通二向色镜，经过反射镜301的反射后的光在从第一二向色镜201透射后，滤出窄带紫光，窄带紫光传输至第二二向色镜202，第二二向色镜202为带通二向色镜；接着，第二二向色镜202在一方面从窄带绿光LED发出的光中滤出窄带绿光，在另一方面对窄带紫光进行反射，以将窄带绿光与窄带紫光耦合为紫-绿复合光，紫-绿复合光传输至第三二向色镜203，第三二向色镜203对紫-绿复合光进行反射后输出，得到如图9所示的照明光。

如图10所示，本实施例所示的内窥镜光源装置基于上述光路，可实现第二种多窄带光照明模式工作。

在第二种多窄带光照明模式工作下，高显指白光LED关闭，窄带紫光LED、窄带绿光LED、宽带黄绿光LED及窄带红光LED分别处于开启状态，此时，内窥镜光源装置的光路传输如下所示：

窄带紫光LED发出的光经过反射镜301的第一表面的反射后输送至第一二向色镜201，第一二向色镜201为短通二向色镜，经过反射镜301的反射后的光在从第一二向色镜201透射后，滤出窄带紫光，窄带紫光传输至第二二向色镜202，第二二向色镜202为带通二向色镜；接着，第二二向色镜202在一方面从窄带绿光LED发出的光中滤出窄带绿光，在另一方面对窄带紫光进行反射，以将窄带绿光与窄带紫光耦合为紫-绿复合光，紫-绿复合光传输至第三二向色镜203。

与此同时，宽带黄绿光LED发出的光经过反射镜301的第二表面的反射后输送至第四二向色镜204，第四二向色镜204为长通二向色镜，第四二向色镜204在一方面从窄带红光LED发出的光中滤出窄带红光，在另一方面对宽带黄绿光LED发出的光再次进行反射，以将宽带黄绿光与窄带红光耦合为黄绿-红复合光，黄绿-红复合光传输至第三二向色镜203。

接着，第三二向色镜203对紫-绿复合光与黄绿-红复合光进行合成输出，得到如图11所示的照明光。

如图12所示，本实施例所示的内窥镜光源装置基于上述光路，可实现第一种复合光照明模式工作。

在第一种复合光照明模式工作下，高显指白光LED、窄带紫光LED、窄带绿光LED分别处于开启状态，宽带黄绿光LED与窄带红光LED处于关闭状态，此时，内窥镜光源装置的光路传输如下所示：

窄带紫光LED发出的光经过反射镜301的第一表面的反射后输送至第一二向色镜201，第一二向色镜201为短通二向色镜，第一二向色镜201在一方面从窄带紫光LED发出的光中滤出窄带紫光，在另一方面对高显指白光LED发出的高显指白光进行反射，以将窄带紫光与高显指白光合成为第一合束光，第一合束光传输至第二二向色镜202，第二二向色镜202为带通二向色镜；接着，第二二向色镜202在一方面从窄带绿光LED发出的光中滤出窄带绿光，在另一方面对第一合束光进行反射，以将窄带绿光与第一合束光合成为第二合束光，第二合束光传输至第三二向色镜203，并经过第三二向色镜203的反射后输出，得到如图13所示的照明光。

由上可知，基于本实施例所示的光路结构，可实现白光照明模式、单窄带光照明模式、多窄带光照明模式和复合光照明模式，并具有如下有益效果：

(1)在白光照明模式下，照明光的显色指数能达到95以上，R1-R15都大于90，色温在4500～5500K，光谱连续性好。

(2)内窥镜光源装置在进行各个照明模式的切换时，无需使用电机，直接控制各个LED灯的开关即可，操作简单便捷，有利于确保光路结构的稳定性。

(3)本实施例所示的光路结构对各个光源的利用率高，高显指白光LED的行径光路采用的是反射光路，光损耗低。其中，二向色镜由于受限于工艺制备原因，二向色镜对常规反射波段的反射率能达到95％左右，而透射波段的透射率一般在90％左右，并且本实施例所示的高显指白光LED发出的光占总的合成光输出的2/3以上，因此，本实施例所示的高显指白光LED的行径光路采用反射光路，能够尽可能地降低光损耗。

(4)成本低，批量性好，容易量产。一般长通二向色镜、短通二向色镜与带通二向色镜比较容易制备且性能较好；而带阻、双带通以上的二向色镜比较难制备，性能较差(透射率、反射率、过渡带都比较差)，从而本实施例所示的上述光路中的二向色镜都使用比较容易批量生产加工，成本较低。

实施例2

如图14所示，由于高显指白光LED和宽带黄绿光LED的光谱范围宽，从而能量比较大，对散热要求较高。在此，为了在光路结构布置上方便散热，本实施例将实施例1中高显指白光LED和窄带紫光LED布置的位置进行交换。

相应地，本实施例所示的第一二向色镜201配置为长通二向色镜，以加长高显指白光LED的光路路径，使得高显指白光LED和宽带黄绿光LED的位置比较靠近，方便散热设计。

如图14所示，在白光照明模式工作下，本实施例所示的内窥镜光源装置的光路传输如下所示：

高显指白光LED发出的光经过反射镜301的第一表面的反射后输送至第一二向色镜201，反射光中的一大部分从第一二向色镜201中透过，形成透射光；同时，第一二向色镜201对窄带紫光LED发出的光进行反射，并将其与经过第一二向色镜201透射的透射光中，以形成第一合束光，第一合束光传输至第二二向色镜202；接着，第二二向色镜202在一方面从窄带绿光LED发出的光中滤出窄带绿光，在另一方面对第一合束光进行反射，以将窄带绿光与第一合束光合成为第二合束光，第二合束光传输至第三二向色镜203。

与此同时，宽带黄绿光LED发出的光经过反射镜301的第二表面的反射后输送至第四二向色镜204，第四二向色镜204在一方面从窄带红光LED发出的光中滤出窄带红光，在另一方面对宽带黄绿光LED发出的光再次进行反射，以将宽带黄绿光与窄带红光合成为第三合束光，第三合束光传输至第三二向色镜203。

接着，第三二向色镜203对第二合束光与第三合束光进行合成输出，以获得白光照明模式下的照明光。

其中，本实施例在图15中具体示意了，第一向色镜、第二二向色镜202、第三二向色镜203和第四二向色镜204的光谱曲线，第一向色镜、第三二向色镜203和第四二向色镜204均为长通二向色镜，第二二向色镜202为带通二向色镜。

实施例3

对于实施例1所示的方案，由于受限于二向色镜的工艺制备能力，二向色镜的过渡带比较大，至少达到15nm，无法滤出超窄带的琥珀光，从而在第二种多窄带光照明模式下，窄带琥珀光与窄带红光的波段存在重合区域。在此，如图16所示，本实施例将实施例中的宽带黄绿光LED替换为窄带琥珀光LED或窄带琥珀光LD。

其中，本实施例所示的窄带琥珀光LED/LD具有峰值波长在585～610nm范围内，带宽在20nm以下的光谱特征，从而本实施例基于窄带琥珀光LED/LD的设置，可实现超窄的琥珀光的输出。

进一步地，如图17所示，基于实施例1所示的方案，本实施例可在第四二向色镜204与第三二向色镜203之间的光路上设置长通滤光片402。

与此同时，如图18所示，基于实施例1所示的方案，本实施例也可在第三光源103与第四二向色镜204之间的光路上设置带通滤光片401。

其中，本实施例所示的第三光源103为宽带黄绿光LED。由于第三光源103经过反射镜301的第二表面的反射后输送至第四二向色镜204，本实施例将带通滤光片401设于反射镜301与第四二向色镜204之间的光路上。

在此，本实施例基于长通滤光片402与带通滤光片401的设置，可基于实施例1所示的光路实现超窄的琥珀光的输出。其中，长通滤光片402与带通滤光片401的透射率曲线如图19所示。

如图17与图18所示，在实施例1所示的光路中添加长通滤光片402与带通滤光片401时，本实施例应设置长通滤光片402或带通滤光片401与其对应的光路倾斜，在不影响长通滤光片402或带通滤光片401的滤光效果的情况下，减少原路返回进宽带黄绿光LED中的被滤掉的光，确保宽带黄绿光LED的使用性能。

在一些示例中，本实施例可设置反射镜301与第四二向色镜204之间的光路和带通滤光片401之间的夹角为75°-85°，该夹角具体可以为80°。

同时，本实施例也可设置第四二向色镜204与第三二向色镜203之间的光路和长通滤光片402之间的夹角为75°-85°，该夹角具体可以为80°。

在实际应用中，若长通滤光片402与带通滤光片401以90°角设置于光路中，光线会以90°方向垂直入射进长通滤光片402与带通滤光片401，被滤掉的不需要的光会沿原路返回进宽带黄绿光LED中，可能导致宽带黄绿光LED过热，性能不稳定，输出的光谱出现温漂等现象。

在此，基于本实施例所示的光路结构，在白光照明模式下，获得的照明光的光谱曲线如图20所示。

如图21所示，在白光照明模式下，本实施例所示的照明管的显色指数为95.69，且R1至R15均大于90。

如图22所示，本实施例所示的内窥镜光源装置基于上述光路，可实现第二种多窄带光照明模式工作。

在第二种多窄带光照明模式工作下，高显指白光LED关闭，窄带紫光LED、窄带绿光LED、宽带黄绿光LED及窄带红光LED分别处于开启状态，以此得到的照明光的光谱曲线如图22所示。

实施例4

如图23所示，本实施例在实施例2所示的光路的基础上，其合光组件还设置有滤光元件501与驱动组件；驱动组件与滤光元件501连接，以驱动滤光元件501在第一位置与第二位置之间移动。

在滤光元件501处于第一位置的情形下，滤光元件501设于第四二向色镜204至第三二向色镜203的光路上，以对通过第四二向色镜204耦合输出的第三合束光进行滤光处理。在滤光元件501处于第二位置的情形下，滤光元件501远离第四二向色镜204与第三二向色镜203之间的光路。

其中，本实施例所示的滤光元件501可以为第五二向色镜，驱动组件可以为伺服电机，驱动组件的输出端与滤光元件501连接，并驱动滤光元件501转动，以使得滤光元件501在第一位置与第二位置之间切换。

在此，本实施例将实施例2中的高显指白光LED可以替换为普通白光LED，普通白光LED的光谱曲线如图24所示。其中，本实施例将实施例2中的带通二向色镜替换为长通二向色镜，在本实施例中的各个二向色镜的透射率曲线如图25所示。

如图26所示，在白光照明模式下，本实施例可通过驱动组件驱动滤光元件501处于滤光元件501处于第二位置，此时，普通白光LED、窄带紫光LED、窄带绿光LED、宽带黄绿光LED及窄带红光LED均处于开启状态，获得的照明光的光谱曲线如图27所示，该照明光在波段为440-650nm的可见光范围内具有连续的光谱特性。

如图28所示，本实施例所示的照明光的显色指数为93，除了R12低于70外，R1至R11，R13至R15均大于86。显然，在高显指白光LED替换为普通白光LED时，在白光照明模式下，本实施例的光源装置仍然可输出高显指的照明光。

如图29所示，在第二种多窄带光照明模式下，本实施例可通过驱动组件驱动滤光元件501处于滤光元件501处于第一位置，此时，本实施例将普通白光LED关闭，窄带紫光LED、窄带绿光LED、宽带黄绿光LED及窄带红光LED分别处于开启状态，以此得到的照明光的光谱曲线如图30所示。在此，图30所示的光谱曲线与图22所示的光谱曲线较为接近。

优选地，本实施例还提供一种内窥镜，包括：如上任一项所述的内窥镜光源装置。

具体地，由于本实施例所示的内窥镜包括内窥镜光源装置，内窥镜光源装置的具体结构参照上述实施例，则本实施例所示的内窥镜包括了上述实施例的全部技术方案，因此，至少具有上述实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种内窥镜光源装置，其特征在于，包括：

光源组件，包括白光光源和多个基色光源，所述基色光源用于发出窄带光或宽带光；

合光组件，将所述白光光源与多个所述基色光源当中至少一者进行光路耦合，或者将多个所述基色光源当中至少一者进行光路耦合，以输出照明光，所述照明光具有白光照明模式，所述照明光还具有多窄带光照明模式和复合光照明模式当中的至少一种；

在所述白光照明模式，所述照明光是对所述白光光源和全部所述基色光源进行光路耦合以获取的复合光，所述照明光具有显色指数大于90的连续光谱，并且所述照明光的光谱的极小值不小于所述照明光的光谱的极大值的5％；

在所述多窄带光照明模式，所述照明光是对多个所述基色光源当中的至少两者进行光路耦合以获取的复合光；

在所述复合光照明模式，所述照明光是对所述白光光源和部分所述基色光源进行光路耦合以获取的复合光。

2.根据权利要求1所述的内窥镜光源装置，其特征在于，

在所述白光照明模式，所述照明光的显色指数大于95，所述照明光对应的R1至R15均大于90；在波段为440-600nm的可见光范围内，所述照明光的光谱的极小值不小于所述照明光的光谱的极大值的50％。

3.根据权利要求1所述的内窥镜光源装置，其特征在于，

所述白光光源用于发出高显指白光，所述高显指白光具有显色指数大于90的连续光谱，在波段为440-600nm的可见光范围内，所述高显指白光的光谱的极小值不小于所述高显指白光的光谱的极大值的50％。

4.根据权利要求1所述的内窥镜光源装置，其特征在于，

在所述光源组件与所述合光组件的相对位置保持不变的情形下，通过单独控制所述白光光源和多个所述基色光源的通电状态，实现所述内窥镜光源装置以所述白光照明模式、所述多窄带光照明模式和所述复合光照明模式当中的任一种进行光路输出。

5.根据权利要求1所述的内窥镜光源装置，其特征在于，

所述照明光还具有单窄带光照明模式；

在所述单窄带光照明模式，所述照明光是对多个所述基色光源当中的任一者进行光路耦合以获取的窄带光；所述照明光包括第一窄带光、第二窄带光、第三窄带光和第四窄带光当中的任一种；

在所述照明光为第一窄带光的情形下，所述第一窄带光的波长范围为400～430nm；在所述照明光为第二窄带光的情形下，所述第二窄带光的波长范围为525～555nm；在所述照明光为第三窄带光的情形下，所述第三窄带光的波长范围为580～610nm；在所述照明光为第四窄带光的情形下，所述第四窄带光的波长范围为620～640nm。

6.根据权利要求1至5任一所述的内窥镜光源装置，其特征在于，所述合光组件包括多个二向色镜，所述光源组件当中的各个光源与多个所述二向色镜当中的一部分一一相对布置。

7.根据权利要求6所述的内窥镜光源装置，其特征在于，

所述白光光源和多个所述基色光源当中的一者通过多个所述二向色镜当中的一者进行光路耦合并输出合束光，所述合束光在通过其他所述二向色镜进行光路耦合时，所述合束光的传输路径为反射光路。

8.根据权利要求6所述的内窥镜光源装置，其特征在于，

多个所述二向色镜当中的至少一者为带通二向色镜，所述带通二向色镜所限定的透射范围小于从所述带通二向色镜透射的光束的光谱范围。

9.根据权利要求6所述的内窥镜光源装置，其特征在于，

所述基色光源包括第一光源、第二光源、第三光源及第四光源；

所述第一光源用于发出峰值波长为405～415nm，带宽为20nm的光；所述第二光源用于发出波峰值波长为530～540nm，带宽为40nm的光；所述第三光源用于发出峰值波长为520～560nm，带宽为103nm的光，或者所述第三光源用于发出峰值波长为585～610nm，带宽为20nm的光；所述第四光源用于发出峰值波长为625～635nm，带宽为20nm的光。

10.根据权利要求9所述的内窥镜光源装置，其特征在于，

所述合光组件包括第一二向色镜、第二二向色镜、第三二向色镜和第四二向色镜；

所述白光光源与所述第一光源通过所述第一二向色镜进行光路耦合，以输出第一合束光；所述第一合束光与所述第二光源通过所述第二二向色镜进行光路耦合，以输出第二合束光；

所述第三光源与所述第四光源通过所述第四二向色镜进行光路耦合，以输出第三合束光；所述第二合束光与所述第三合束光通过所述第三二向色镜进行光路耦合，以输出所述照明光。