光源检测装置的制作方法

1.本发明涉及内窥镜技术领域，特别是涉及一种光源检测装置。


背景技术：

2.在医疗领域中，内窥镜已经成为了一种普及的诊断方式。医疗内窥镜具有插入到人体的插入部，通过光源装置产生的照明光并由导光束传输进入到人体内进行照明，由插入部前端的摄像模组进行摄像，并通过相应图像处理器进行图像处理，最后通过显示器进行图像输出。
3.作为提供活体观察时的照明光的照明装置，led(light emitting diode发光二级管)或ld(laser diode激光二极管)的固体发光元件由于具有功耗低、寿命长等优点而代替传统的氙灯和卤素灯被逐渐应用于实际产品中。在内窥镜的诊断中，普遍使用白光观察模式对活体组织表面整体形状进行观察，此外，还发展了多种特殊光观察模式来对不同深度的血管加强观察，从而加强对病变组织的筛查，由此就要求照明装置提供具有不同的光谱形式的照明模式，例如：采用led作为发光元件的光源，通过多led的组合，或使用滤光片来实现上述白光或特殊光的照明输出。
4.内窥镜的摄像模组拍摄观察图像，并由图像处理部处理并生成静态或动态观察图像，医生通过观察图像进行病变诊断。由于照明装置输出的照明光的光谱状态将影响生成图像的色调，对病变观察具有重要影响，因此维持光源装置输出照明光的光谱或色调保持稳定，具有重要意义。而由led作为发光元件构成的光源，led自身温度的变化会影响出光量的大小，其次，温度变化还会导致led发生一定程度的波长偏移，进而导致照明光量或/和光谱不能保持恒定；随着使用时间的推进，led工作时自身温度(结温)过高，会导致其出光量发生一定程度的衰减。
5.为了方便检测led的出光量，现有申请号为cn201380001706.3的专利通过配置于光路空间侧面的照度传感器接收各led发出光中不被用作照明光的漏光或/和照明光路中被光学元件反射的光，来进行发光元件光量监测；申请号为cn201410524810.7和申请号为cn201811007363.2的专利均通过分束镜和光检测器来进行分光检测；申请号为cn209564106u的专利不使用额外的分束镜进行光量监测，收集第一和第二发光元件不被用来照明的平行光漏光。
6.然而申请号为cn201380001706.3的专利中照度传感器所接受到的光量相对较弱，因此不能进行高效的光量监测；申请号为cn201410524810.7和申请号为cn201811007363.2追加了额外的分束元件(分束反射镜)，同样增加了系统复杂度；申请号为cn209564106u检测光量的大小由于仅收集系统漏光，可能存在检测光量较弱导致检测精度较低的情况，且无法实时进行光量监测。
7.因此，如何在不追加额外光学元件的情况下，实现高精度、高动态范围的实时光量监测已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种光源检测装置，以实现在不追加额外光学元件的情况下，就能够实现高精度、高动态范围的实时光量监测。
9.本技术提供了一种光源检测装置，包括：
10.至少两个光源部，各个所述光源部用于输出发射光；
11.至少一个二向色镜，所述二向色镜上有第一光学面和第二光学面，在各个所述光源部发射光后，所述第一光学面用于将对应的发射光进行光路集成后输出合成光，所述第二光学面用于对发射光分束后进行光量检测。
12.在其中一个实施例中，所述光源检测装置还包括至少一个用于检测发射光的光通量测量件，所述光通量测量件的位置与所要检测的光源部的位置相对应；
13.所述第二光学面能够将对应的光源部的发射光分束得到的反射光作为检测光进入到所述光通量测量件中。
14.在其中一个实施例中，所述二向色镜上的第一光学面仅能够进行光路集成后输出合成光，或者
15.其中至少一个所述二向色镜上的第一光学面能够透射来进行光量检测。
16.在其中一个实施例中，其中至少一个所述二向色镜上的第一光学面上设置有第一光学区和第二光学区，所述第一光学区占所述第一光学面的面积大于等于90％，所述第二光学区占所述第一光学面的面积小于等于10％；
17.所述第二光学区用于透射对应光源部的发射光，以使得发射光进入到对应的光通量测量件中。
18.在其中一个实施例中，所述第一光学区上设置有二向色滤光膜；所述第二光学区上设置有分束膜，或所述第二光学区上设置有增透膜。
19.在其中一个实施例中，通过所述第二光学区透射到对应的光通量测量件的光敏面正对经所述第二光学区透射的二向色镜的检测光轴的方向。
20.在其中一个实施例中，通过所述第二光学区透射到对应的所述光通量测量件上的光束尺寸大于所述光敏面尺寸。
21.在其中一个实施例中，通过所述第二光学面反射到对应的所述光通量测量件的感光面与经所述第二光学面反射的二向色镜的检测光轴的方向成垂直设置。
22.在其中一个实施例中，通过所述第二光学面反射到对应的所述光通量测量件的感光面尺寸均小于对应所述光源部上的检测光的光束尺寸。
23.在其中一个实施例中，其中一个所述二向色镜上的第一光学面上设置有分束膜f3b；所述分束膜f3b能够将对应光源部的发射光在反射的同时进行透射，以使得透射出的光进入到对应的光通量测量件中。
24.在其中一个实施例中，所述二向色镜上的第一光学面上设置有二向色滤光膜。
25.在其中一个实施例中，所述光源检测装置还包括背景光检测器，所述背景光检测器位于对应的光通量测量件上的对应的检测光束所覆盖的范围之外。
26.在其中一个实施例中，所述光源检测装置还包括开口光阑，至少一个所述光通量测量件的前端设置有所述开口光阑。
27.在其中一个实施例中，所述光源检测装置还包括滤光片，至少一个所述光通量测
量件的前端设置有所述滤光片。
28.在其中一个实施例中，二向色镜为多个；多个二向色镜的第二光学面上分别设置有分束膜，所述分束膜用于对相应的光源部的发射光进行分束，每个分束膜用于分束的不同波长的发射光；所述分束膜的分束波长范围由所述发射光的波长确定。
29.在其中一个实施例中，二向色镜为多个；多个二向色镜的第二光学面上设置有同一分束膜；所述同一分束膜用于分束由第二光学面反射的发射光，在第二光学面反射的发射光波段不同时，所述同一分束膜的分束波长范围能够覆盖所述波段不同的发射光的波长范围。
30.在其中一个实施例中，所述分束膜能够将小于等于10％的光束反射并且能够使得大于等于90％的光束透射。
31.本技术的有益效果包括：
32.本技术提供的光源检测装置，通过二向色镜的上第一光学面实现多个光源部合光，通过二向色镜的上第二光学面实现对发射光分束后进行光量检测，该装置在不追加额外的光学元件下就能够实现分光检测，有效简化了系统设计。
附图说明
33.图1为本技术一实施例提供的内窥镜系统结构示意图；
34.图2为本技术一实施例提供的第一光学装置示意图；
35.图3a为图2中各led及二向色镜光谱曲线图；
36.图3b为图2中的第三二向色镜f3光谱曲线图；
37.图3c为图2中的第二二向色镜f2光谱曲线图；
38.图3d为图2中的第一二向色镜f1光谱曲线图；
39.图3e为本技术一实施例提供的第一光学装置中的第三二向色镜f3和f3b光谱曲线图；
40.图4为本技术一实施例提供的第一光学装置检测光路示意图；
41.图5a为图4中的第三二向色镜33a面镀膜示意图
42.图5b为图4中的第一、二光电传感器的位置结构示意图；
43.图5c为本技术一实施例提供的背景光检测器相对于第一、二光电传感器的位置结构示意图；
44.图6为本技术一实施例提供的第二光学装置检测光路示意图；
45.图7a为图6中各led及二向色镜光谱曲线图；
46.图7b为图6中第四二向色镜光谱曲线图；
47.图7c为图6中第三二向色镜光谱曲线图；
48.图7d为图6中第二二向色镜光谱曲线图；
49.图7e为图6中第一二向色镜光谱曲线图；
50.图7f为本技术一实施例提供的第二光学装置中的第二二向色镜f2和f2b光谱曲线图；
51.图8为本技术一实施例提供的第二光学装置检测光路示意图；
52.图9为本技术一实施例提供的第三光学装置检测光路示意图；
53.图10为图9中第一二向色镜光谱曲线图；
54.图11为本技术一实施例提供的第三光学装置检测光路变化例示意图。
55.图中标记如下：
56.11、第一led发光元件；12、第二led发光元件；13、第三led发光元件；14、第四led发光元件；15、第五led发光元件；21、第一准直透镜；22、第二准直透镜；23、第三准直透镜；24、第四准直透镜；25、第五准直透镜；31、第一二向色镜；32、第二二向色镜；33、第三二向色镜；34、第四二向色镜；4、聚焦透镜；5、导光束；81、第一光电传感器；82、第二光电传感器；83、第三光电传感器；84、第四光电传感器；85、第五光电传感器；100、光源检测装置；101、内窥镜；10、合光模组；20散热部；30、图像处理部；40、控制部；50、导光部；51、照明透镜；60、摄像模组；70、输入部；80、显示部。
具体实施方式
57.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
58.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
59.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
60.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
61.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
62.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施
方式。
63.本技术一实施例中，提供了一种光源检测装置，包括：至少两个光源部和至少一个二向色镜，其中，各个光源部用于输出发射光，二向色镜上有第一光学面和第二光学面，在各个光源部发射光后，第一光学面用于将对应的发射光进行光路集成后输出合成光，第二光学面用于对发射光分束后进行光量检测。
64.本技术中的光源检测装置用于内窥镜中光源部的检测，以下，均以内窥镜的光源部为例作说明。
65.采用上述技术方案，通过二向色镜的上第一光学面实现多个光源部合光，通过二向色镜的上第二光学面实现对发射光分束后进行光量检测，该装置在不追加额外的光学元件下就能够实现分光检测，有效简化了系统设计。
66.在一些实施例中，为了能够检测分束后的发射光，光源检测装置还包括至少一个用于检测发射光的光通量测量件，光通量测量件的位置与所要检测的光源部的位置相对应；同时，第二光学面能够将对应的光源部的发射光分束得到的反射光作为检测光进入到光通量测量件中。
67.示例性的，如图4所示，本技术中的光通量测量件包括第一光电传感器81、第三光电传感器83以及第四光电传感器84；光源部包括第一led发光元件11、第三led发光元件13以及第四led发光元件14；二向色镜为第一二向色镜31、第二二向色镜32、第三二向色镜33；
68.如图4并结合图2所示，第一led发光元件11的发射光经过第三二向色镜33上的第二光学面33b分束后进入到第一光电传感器81中；第三led发光元件13的发射光经过第二二向色镜32上的第二光学面32b分束后进入到第三光电传感器83中；第四led发光元件14的发射光经过第一二向色镜31上的第二光学面31b分束后进入到第四光电传感器84中。由于用光电传感器测量光通量的技术原理为现有技术，此处不再累述。
69.进一步地，本技术中的光通量测量件与光源部一一对应，从而就实现对每个光源部的光量检测。需要说明的是，对于光通量测量件的数量，可以根据实际产品的需要进行选择，此处不做限定。
70.在一些实施例中，二向色镜上的第一光学面仅能够进行光路集成后输出合成光，或者，其中至少一个二向色镜上的第一光学面能够透射来进行光量检测。在实际应用，二向色镜上的第一光学面在进行光路集成的时候还存在少量漏光现象，本技术主要对二向色镜上的第一光学面的光谱特性进行说明。
71.示例性的，如图2并结合图4所示，本技术中的光源部包括第一led发光元件11、第二led发光元件12、第三led发光元件13以及第四led发光元件14；光源检测装置包括第一二向色镜31、第二二向色镜32以及第三二向色镜33；光通量测量件包括第一光电传感器81、第二光电传感器82、第三光电传感器83以及第四光电传感器84，可以理解，所述光通量测量部件81～84具有光电传感器pd(photo diode),在其他实施例中，也可以使用其他类型的光电探测元件。
72.其中，第一led发光元件11为发出紫色到蓝色区域波段uv光的uv_led，第二led发光元件12为蓝色波段b光的b_led，第三led发光元件13为绿色波段g光的g_led，第四led发光元件14为红色波段r光的r_led。
73.同时，uv_led，根据血红蛋白对405～415nm波段光谱具强吸收的特性，优选地具有
405～415nm的峰值波长，其波长范围优选为窄带，带宽约为20nm，根据其高散射和强吸收的特点，用于描绘近表层或浅表层附近血管形态；b_led，优选地具有430～460nm的峰值波长，进一步地，其峰值波长优选为430～450nm，通过表层血管与粘膜反射率差异在观察图像上形成二者的区分，其波长范围优选为窄带，带宽约为20nm；g_led，优选地具有530～560nm的峰值波长，其带宽可选择为宽带，如带宽约为100nm，且g_led为荧光型led；r_led，优选地具有600～640nm峰值波长，其波长范围优选为窄带，带宽约为20nm。
74.具体地，第三led发光元件13为由蓝色led激发荧光体而发射绿光，即荧光型g_led，其中蓝色led具有峰值波长位于410～440nm的蓝色激发光，由蓝色激发光激发荧光物质产生绿光，少量蓝色激发光不被荧光物质吸收而直接透射，所以第三led发光元件13发光光谱除包含绿色波段光谱，还包含少量蓝色激发光，相对于本身发光为绿色的led，荧光型绿色led更容易实现高输出光功率。
75.在使用时，第二二向色镜32上的第一光学面32a实现g_led发射光中短波段的蓝色激光光的截止滤波，阻止蓝色激发光进入后续光路，其输出照明光中g_led与b_led分量光谱波段几乎互不重叠，通过独立地进行各色光谱成分的比例调整，简化光谱和光通量的控制策略，实现高精度的照明光色调和光通量稳定性控制。
76.本技术中第一led发光元件11、第二led发光元件12、第三led发光元件13以及第四led发光元件14的光谱曲线为图3a所示，光谱l1对应uv_led紫外光光谱，光谱l2对应b_led蓝光光谱，光谱l3对应g_led蓝色激发光与(荧光型)绿光的混合光光谱，光谱l4对应r_led红光光谱。
77.如图3b并结合图2所示，第三二向色镜33上的第一光学面33a，具有过渡区波长约为410-430nm的短波通特性f3，用于透射uv_led低于420nm且反射b_led高于420nm的光，完成uv_led发射的紫光与b_led发射的蓝光的光路集成。
78.如图3c并结合图2所示，第二二向色镜32上的第一光学面32a，具有过渡区波长约为460-480nm的长波通特性f2，用于反射uv_led和b_led低于于470nm且透射g_led高于470nm的光，完成uv_led发射的紫光、b_led发射的蓝光与g_led发射的绿光的光路集成。
79.如图3d并结合图2所示，第一二向色镜31上的第一光学面31a，具有过渡区波长约为590-610nm的长波通特性f1，用于反射uv_led、b_led和g_led低于600nm且透射r_led高于600nm的光，完成uv_led发射的紫光、b_led发射的蓝光、g_led发射的绿光与r_led发射的红光的光路集成后输出合成光。
80.本技术中uv_led通过第三二向色镜33上的第一光学面33a的长波截止与b_led进行光谱分离，实现独立的光谱b1(≤420nm)；b_led通过第三二向色镜33上的第一光学面33a的短波截止和第二二向色镜32上的第一光学面32a的长波截止进行光谱分离，实现独立的光谱b2(420～470nm)；g_led通过第二二向色镜32上的第一光学面32a的短波截止和第一二向色镜32上的第一光学面31a的长波截止进行光谱分离，实现独立的光谱b3(470～600nm)；r_led通过第三二向色镜上的第一光学面31a的短波截止(600nm)进行光谱分离，实现独立的光谱b4(≥600nm)；其中，本技术中的短波截止与长波截止均相对于具体的发光波段而言，为各led发光波段的短波端和长波端。
81.本技术中的第一二向色镜31、第二二向色镜32以及第三二向色镜33在实现uv_led发射的紫光、b_led发射的蓝光、g_led发射的绿光与r_led发射的红光的光路集成后输出合
成光的同时，能实现uv_led、b_led、g_led和r_led分量光谱曲线相互独立的光谱b1～b4，如图3a所示，本技术中输出的照明光中uv_led、b_led、g_led和r_led分量光谱波段几乎互不重叠，通过独立地进行各色光谱成分的比例调整，简化光谱和光通量的控制策略，实现高精度的照明光色调和光通量稳定性控制。
82.该装置在输出合成光的同时，如图4并结合图2所示，第一led发光元件11的发射光经过第三二向色镜33上的第二光学面33b分束后进入到第一光电传感器81中；第三led发光元件13的发射光经过第二二向色镜32上的第二光学面32b分束后进入到第三光电传感器83中；第四led发光元件14的发射光经过第一二向色镜31上的第二光学面31b分束后进入到第四光电传感器84中。由于用光电传感器测量光通量的技术原理为现有技术，此处不再累述。
83.同时，第二led发光元件12的发射光经过第三二向色镜33上的第一光学面33a透射后能够进入到第二光电传感器82中，此时，就可以检测第二led发光元件12的发射光。
84.进一步地，本技术实施例中的第三led发光元件13的发射光还可以经过第二二向色镜32上的第一光学面32a透射传输，继而经过第一二向色镜31上的第一光学面31a透射得到检测光束，进入到对应的光电传感器83中进行测量。
85.本技术通过二向色镜的第一光学面和第二光学面的不同光学特性设计，完成多光源部合光的同时，实现了各光源部发光量的分光检测，在不追加额外的光学元件的情况下(如分束反射镜或其他分束光学元件)获得检测光束实现了分光检测，其中，检测光束为经二向色镜的第一光学面或第二光学面的少量反射和透射光，具有简化的系统设计和反馈控制策略。
86.在一些实施例中，至少一个二向色镜上的第一光学面上设置有第一光学区r1和第二光学区r2，第一光学区r1占第一光学面的面积大于等于90％，第二光学区r2占第一光学面的面积小于等于10％；第二光学区r2用于透射对应光源部的发射光，以使得发射光进入到对应的光通量测量件中。
87.示例性的，为了方便检测第二led发光元件12即b_led中的光通量，第三二向色镜33的第一光学面33a具有分区镀膜特性，具体地，如图5a中的左右两图所示，本技术在第三二向色镜33上的第一光学面33a上设置有第一光学区r1和第二光学区r2，且第一光学区r1和第二光学区r2具有不同的镀膜特性，第一光学区r1占第一光学面的面积大于等于90％，第二光学区r2占第一光学面的面积小于等于10％。
88.该第一光学区r1用于透射第一led发光元件11上波长低于420nm的光束且反射第二led发光元件12上波长大于420nm的光束以形成合成光；第二光学区r2用于透射第二led发光元件12的射出光，以使得射出光进入到第二光电传感器82中。
89.在使用时，第一光学区r1具有二向色滤光膜f3，第二光学区r2不镀膜，或，第二光学区r2上设置有对b_led发射蓝光进行以透射为主的分束膜f5，或第二光学区r2上设置有增透特性的增透膜f6从而实现b_led发射光经第二光学区r2透射性分光到对应的第二光电传感器82中。
90.进一步地，如图5a所示，本技术中的第二光学区r2可以为方形或者圆形，第二光学区r2大小和形状的设计，应匹配第二光电传感器82所具有的感光面的大小，即b_led发射光经第二光学区r2的透射光束，作为检测光进入第二光电传感器82的感光面，检测光尺寸大于或近似等于第二光电传感器82的感光面尺寸。
91.本技术中当第二光学区r2不镀膜时，根据光学材料的菲涅尔反射特性，若采用bk7光学玻璃作为第三二向色镜33的基底材料，则区域r2具有接近90％的透光率，即可达到b_led发射光的透射性分光，具有简化工艺的特点。
92.在一些实施例中，通过第二光学区r2透射到对应的光通量测量件的光敏面正对经第二光学区透射的二向色镜的检测光轴的方向。
93.示例性的，如图4并结合图5a所示，第二光学区r2透射到第二光电传感器82的光敏面的光方向正对第二led发光元件12经二向色镜33第二光学区r2透射的检测光束光轴(检测光轴)方向，同时，第二led发光元件12的发射光经过第三二向色镜33上的第一光学面33a的第二光学区r2透射后的检测光束，直接照射到第二光电传感器82上的光敏面，从而可以使得第二光电传感器82最佳的接收对应的检测光。
94.在一些实施例中，通过第二光学区r2透射到对应的光通量测量件上的光束尺寸大于光敏面尺寸，第二led发光元件12的检测光束完全覆盖第二光电传感器82上的光敏面。
95.示例性的，如图4并结合图5a所示，第二led发光元件12即b_led发射光通过第二光学区r2透射到第二光电传感器82上的光束尺寸大于第二光电传感器82感光面的尺寸。因此，b_led入射到第二光电传感器82的检测光，留有一定余量地覆盖第二光电传感器82的感光面，从而使得第二光电传感器82对安装位置不敏感，保证系统可靠性，控制生产成本。
96.在一些实施例中，通过第二光学面反射到对应的光通量测量件的感光面与经第二光学面反射的二向色镜的检测光轴的方向成垂直设置。
97.示例性的，如图4所示，第一led发光元件11经过第三二向色镜33上的第二光学面32b反射的沿竖直方向的光即为检测光轴所在方向，经过第三二向色镜33上的第二光学面32b反射的沿竖直方向的光与对应的第一光电传感器81的感光面垂直；第三光电传感器83上的感光面与对应的第二二向色镜32上的第二光学面32b反射的检测光轴垂直；第四光电传感器84上的感光面与对应的第一二向色镜31上的第二光学面31b反射的检测光轴垂直。
98.本技术中由于第一光电传感器81、第三光电传感器83以及第四光电传感器84的感光面对应与第三二向色镜33上的第二光学面33b、第二二向色镜32上的第二光学面32b以及第一二向色镜31上的第二光学面31b反射的检测光轴成垂直设置，从而可以使得第一光电传感器81、第三光电传感器83以及第四光电传感器84最佳地接收对应的检测光。
99.在一些实施例中，通过第二光学面反射到对应的光通量测量件的感光面尺寸均远小于对应光源部上的检测光的光束尺寸。
100.示例性的，第一光电传感器81上的感光面尺寸远小于第一led发光元件11上检测光的光束尺寸，第三光电传感器83上的感光面尺寸远小于第三led发光元件13上检测光的光束尺寸，第四光电传感器84上的感光面尺寸远小于第四led发光元件14上检测光的光束尺寸。
101.具体地，第一led发光元件11、第二led发光元件12、第三led发光元件13以及第四led发光元件14通过对应的第二光学面反射的检测光光束尺寸远大于对应的第一光电传感器81、第二光电传感器82、第三光电传感器83以及第四光电传感器84上感光面的尺寸，这样可以使得光通量测量件对安装位置不敏感，提高了整体装置的可靠性，同时降低了生产成本。
102.为了避免第一光电传感器81和第二光电传感器82空间位置干涉，如图5b所示，在
设计时，用于接收第二光学面反射光的第一光电传感器81进行适量的空间位置偏移以避开用于接收第一光学面透射的第二光电传感器82所在空间。例如：第一光电传感器81和第二光电传感器82在检测光路空间进行上下偏移，或进行左右偏移。见图5b所示，图中所示圆直径为检测光轴的光束直径，所述检测光束为近似准直光束c1～c4经二向色镜第二光学面反射后的光束，第一光电传感器81和第二光电传感器82上下或左右并列设置，最佳地接收第一led发光元件11和第二led发光元件12的检测光，第一光电传感器81偏移后依然满足第二led发光元件12的检测光束完全覆盖第二光电传感器82上的光敏面，此时，接收到的光通量不低于原有光通量90％。
103.在一些实施例中，二向色镜为多个；多个二向色镜的第二光学面上分别设置有分束膜，分束膜用于对相应的光源部的发射光进行分束，每个分束膜用于分束的不同波长的发射光；分束膜的分束波长范围由发射光的波长确定。
104.本技术中的第一二向色镜31上的第二光学面31b、第二二向色镜32上的第二光学面32b以及第三二向色镜33上的第二光学面33b均具有分光特性，通过反射特性为辅、透射特性为主的分束分光特性，即反射少量光，透射大部分光，实现反射性分光，当反射性分光照射到对应的光电传感器中，就能够实现对应led光通量的检测。
105.具体地，本技术中的第三二向色镜33上的第二光学面33b具有第三分色膜ft3，其能够对uv_led发出的紫光具有小于等于10％低反射的部分反射特性和大于等于90％高透射的透射特性；第二二向色镜32上的第二光学面32b具有第二分色膜ft2，其能够对g_led发出的绿光具有小于等于10％低反射的部分反射特性和大于等于90％高透射的透射特性；第一二向色镜31上的第二光学面31b具有第三分色膜ft1，其能够对r_led发出的红光具有小于等于10％低反射的部分反射特性和大于等于90％高透射的透射特性。
106.在使用时，第一led发光元件11即uv_led发出的紫光中的小于等于10％的光量通过第三二向色镜33上的第二光学面33b反射，部分反射光进入到对应的第一光电传感器81中；第三led发光元件13即g_led发出的绿光中的小于等于10％的光量通过第二二向色镜32上的第二光学面32b反射，部分反射光进入到对应的第三光电传感器83中；第四led发光元件14即r_led发出的红光中的小于等于10％的光量通过第一二向色镜31上的第二光学面31b反射，部分反射光进入到对应的第四光电传感器84中，从而就能够实现uv_led、g_led以及r_led光通量的检测。
107.本技术第三二向色镜33上的第二光学面33b、第二二向色镜32上的第二光学面32b以及第一二向色镜31上的第二光学面31b能够反射小于等于10％的光量，或反射小于等于5％的光量，根据光电传感器81-84的感光特性，该装置在不过多牺牲有效照明光的情况下就能够保证检测光量保持在合适的水平。
108.在一些实施例中，二向色镜为多个；多个二向色镜的第二光学面上设置有同一分束膜；同一分束膜用于分束由第二光学面反射的发射光，在第二光学面反射的发射光波段不同时，同一分束膜的分束波长范围能够覆盖不同波长的发射光的波长范围。
109.示例性的，本技术中的第一二向色镜31上的第二光学面31b、第二二向色镜32上的第二光学面32b以及第三二向色镜33上的第二光学面33b均设置有同一光学膜ft4，该光学膜ft4可以为宽波段的分束膜，同时，该光学膜ft4至少覆盖上述uv_led、g_led和r_led发射光波段的宽波段(370～650nm)，在370～650nm的宽波段范围内具有一致性较好的小于等于
10％低反射的部分反射特性和大于等于90％高透射的透射特性。本技术实施例中采用相同的光学膜ft4，简化了工艺且降低了系统成本。
110.在一些实施例中，光源检测装置还包括开口光阑，其中，第一光电传感器81、第二光电传感器82、第三光电传感器83以及第四光电传感器84的前端设置有开口光阑。
111.本技术通过开口光阑的尺寸限制，调节入射到第一光电传感器81、第二光电传感器82、第三光电传感器83以及第四光电传感器84中检测光量的大小，以达到检测灵敏度与最大检测饱和光量的平衡，实现高动态范围的光量监测。
112.在一些实施例中，光源检测装置还包括背景光检测器8a，背景光检测器8a的位置与第二光电传感器82的位置相对应。
113.示例性的，如图5c所示，设置背景光检测器8a来消除背景杂光对第二光电传感器82测量结果的影响。本技术在第二光电传感器82的一侧设置背景光检测器8a，背景光检测器8a几乎不能接收到b_led发射光经第一光学区r1透射的检测光束。通过第二光电传感器82的检测信号与背景光检测器8a所检测到的背景光信号相减，得到与输出b光更一致的b光检测信号，从而实现了精度更高的b光光量控制。
114.进一步地，为了不增加使用背景光检测器8a，本技术可以使用第一光电传感器81作为背景光检测光电探测器，其基本不能接收b光检测光束，达到简化系统的目的。
115.再进一步地，如图5c所示，本技术还设置有背景光检测光电探测器8b，背景光检测光电探测器8b位于近似准直光束c1经第二光学面31b反射得到的uv光检测光束直径之外，即背景光检测光电探测器8b几乎接收不到uv光经第二光学面31b反射的uv光，通过第一光电传感器81的检测信号与背景光检测光电探测器8b所检测到的背景光信号相减，得到与输出uv光更一致的uv光检测信号，实现精度更高的uv光光量控制；同样地，可对第三光电传感器83、第四光电传感器84设置相应的背景光检测光电探测器，来消除背景杂光影响，提高检测精度，此处不再累述。
116.在一些实施例中，光源检测装置还包括滤光片，第一光电传感器81、第二光电传感器82、第三光电传感器83以及第四光电传感器84的前端设置有滤光片。
117.为实现照明光色调稳定及亮度的高精度控制，可以对其中一个光电传感器或者一个以上的光电传感器检测光束的光谱进行光谱滤波。可选地，本技术对第一光电传感器81、第二光电传感器82、第三光电传感器83以及第四光电传感器84检测光束的光谱均进行光谱滤波，本技术在第一光电传感器81、第二光电传感器82、第三光电传感器83以及第四光电传感器84的测量光路中配置滤光片，截止超出输出照明光中光谱范围的部分，实现与第一led发光元件11、第二led发光元件12、第三led发光元件13以及第四led发光元件14输出光谱b1～b4一致或近似的测量光谱。
118.本技术通过第一光电传感器81、第二光电传感器82、第三光电传感器83以及第四光电传感器84的光量检测与输出光中第一led发光元件11、第二led发光元件12、第三led发光元件13以及第四led发光元件14分量输出强相关的对应关系，保证光量检测的准确度，从而维持照明光色调稳定性和光通量稳定性，同时也简化了光量控制策略。
119.在设计时，至少地在第三光电传感器83前端配置光谱b3范围内具有透射特性的带通滤光片l3，有效滤除荧光型g_led发光光谱中的蓝色激发光，保持g_led检测光束光谱与输出光谱b3近似或一致；或者，在第一光电传感器81前端配置光谱b1范围内具有透射特性
的短波通或带通滤光片l1；在第二光电传感器82前端配置光谱b2范围内具有透射特性的带通滤光片l2；在第四光电传感器84前端配置光谱b4范围内具有透射特性的长波通或带通滤光片l4。
120.在一些实施例中，光源检测装置还包括多个准直透镜，每个光源部的发射光均经过对应的准直透镜后照射到对应的二向色镜上。
121.示例性的，如图2所示，该光源检测装置第一准直透镜21、第二准直透镜22、第三准直透镜23以及第四准直透镜24；第一准直透镜21、第二准直透镜22、第三准直透镜23以及第四准直透镜24分别对第一led发光元件11、第二led发光元件12、第三led发光元件13以及第四led发光元件14发射照明光进行准直得到近似准直光束c1～c4，随后第一二向色镜31、第二二向色镜32以及第三二向色镜33通过透射或反射对应的近似准直光束c1～c4完成光路集成，得到合光光束c5。
122.在一些实施例中，光源检测装置还包括聚焦透镜，聚焦透镜设置在输出的合成光的照射路径上。如图2所示，聚焦透镜4将得到的光束c5进行汇聚，在出光口形成具有一定孔径角β的聚焦光束a，该聚焦光束a经耦合进入对应的导光束5中。
123.在一些实施例中，如图1所示，光源检测装置还包括散热部20，该散热部20的位置与光源部的位置相对应，用于对光源部进行散热。
124.在使用时，由于第一led发光元件11、第二led发光元件12、第三led发光元件13以及第四led发光元件14的相关参数受工作温度影响，如发光光量及光谱，led工作过程中产生热量导致结温(pn结温度)升高，一方面导致峰值波长漂移，另一方面光通量随结温升高而有所下降，其中第四led发光元件14所使用的r_led尤为明显，内窥镜光源装置对各led发光元件进行散热控制以维持工作温度在合理范围。
125.该散热部20可采用多种方式组合散热，如对各led发光元件采用导热胶、导热片、散热鳍片、水冷或液冷等方式进行传导散热；进一步进地，散热部20还包括配置于各led发光元件或外部空间的一个或多个风扇进行风冷扇热，用于对各led发光元件，或/和内窥镜光源装置其他组件(如电路控制组件)进行整体散热。
126.本技术中光源检测装置不仅仅限于对四个led发光元件进行检测，如图6所示，该光源检测装置包括第一led发光元件11、第二led发光元12、第三led发光元件13、第四led发光元14以及第五led发光元件15；图7a给出了各led及二向色镜光谱曲线图；图7b、图7c、图7d以及图7e对应给出了第四二向色镜的光谱曲线图、第三二向色镜的光谱曲线图、第二二向色镜的光谱曲线图以及第一二向色镜的光谱曲线图；图7f给出了图6中的第二二向色镜f2和f2b光谱曲线图；图8对应为图6的检测装置，其在前述的基础上还包括第五准直透镜25和第四二向色镜34以及第五光电传感器85。
127.图6中的装置相对于前述增加了琥珀色led15(a-led)，即五个led发光元件led11～15分别为紫外led11(uv-led)、蓝色led12(b-led)、绿色led13(g-led)、红色led14(r-led),琥珀色led15(a-led)；其中，琥珀色led15(a-led)，优选地，其峰值波长为590-610nm，血红蛋白在600nm附近对光的吸收程度变化幅度较大，led14(r_led)的峰值波长位于620-640nm，相比600nm波长光吸收系数小，同时活体组织散射系数也更小，根据led15与led16发光光谱600nm与630nm附近的窄带光的吸收和散射特性差异，有利于提高深部血管的可视性，其他的结构都和前述相同，此处不再累述。第一二向色镜31的第二光学面上设置有分束
膜f1b；分束膜f3b能够对第二led发光元件12发射出的光束在反射的同时进行透射得到b光检测光束，所述检测光束进入到第二光电传感器82中进行检测。
128.具体地，第一二向色镜31a的的第一光学面过渡区波长为范围为410-430nm，对uv_led发射的紫外光(≤420nm)，其透过率根据镀膜工艺达到最佳透过率t1，优选地，t1≥97％；同时，对b_led发射的蓝光(≥420nm)，具有以反射特性为主、透射特性为辅的分光特性，优选地，第一光学面31a在430nm以上波段的反射率r1和透过率t2通过分束膜设计，具有对b光小于等于10％的透过特性，且对b光具有大于等于90％的反射特性，f1b镀膜特性对uv_led发射的紫光高透，对b_led发射的蓝光大于等于90％反射的同时小于等于10％的透射，使得uv_led发射光与b_led光合光的同时实现b_led的透射性分光，作为检测光进入光通量测量件pd82对b_led输出光通量进行检测。
129.r_led发射光依次经第四二向色镜34第一光学面34a反射，再经第三二向色镜33第一光学面33a反射,然后经第二二向色镜32第二光学面32b反射得到r光检测光束，作为检测光进入光通量测量件pd84对r_led输出光通量进行检测。
130.其中，g_led的光路集成在b_led的光路集成之前进行，作为g_led的光路和b_led的光路集成的二向色镜32的第一光学面32a，实现g_led发射光中的蓝色激发光截止，具有完全截止g_led反射光中蓝色激发光和完全反射b_led发射光的特性，即b_led发射蓝光的反射率根据镀膜工艺达到最高，几乎不具有透射蓝光的分光特性。
131.由于本技术实施例其他检查原理与前述相同，此处不再累述。
132.如图9所示，本技术还提供了一种第三光学装置检测光路示意图，其包括第一led发光元件11、第二led发光元件12、第三led发光元件13、第四led发光元件14以及第五led发光元件15，其中，第一led发光元件11、第二led发光元件12、第三led发光元件13、第四led发光元件14已在前述中对应描述，此处不再累述。第五led发光元件15为琥珀色光源。图10给出了该实施例中的第一二向色镜31光谱曲线图，图11给出了该光学装置检测光路变化例示意图。
133.具体地，该包括第一led发光元件11、第二led发光元件12、第三led发光元件13、第四led发光元件14以及第五led发光元件15的五路合光系统，其对应为紫外(uv-led)、蓝色(b-led)、绿色(g-led)、红色(r-led)以及琥珀色(a-led)。
134.其中，g_led的光路集成在b_led的光路集成之后进行，进一步地，光源部根据发射波长，由短到长地依次进行光路集成，由此，第一二向色镜31的第一光学面31a、第二二向色镜32的第一光学面32a、第三二向色镜33的第一光学面33a、以及第四二向色镜34的第一光学面34a具有长波通或短波通特性具有简化镀膜工艺与降低系统成本的特点。
135.同时，第二二向色镜33的第一光学面33a和第四二向色镜34的第一光学面34a的特性见图3c和3b所示；第二二向色镜32的第一光学面32a的特性见图7c所示；第一二向色镜31的第一光学面31a具有过渡区波长约为600-630nm的长波通特性，透射r_led高于610nm且反射a-led低于610nm的光，完成uv_led、b_led、g_led和a_led发射的紫光、蓝光、绿光和琥珀色光与r_led发射的红光的光路集成；
136.该装置通过各led光通量的反馈控制，实现照明光的稳定色调及输出光量的精确控制，具体地，设置多个光通量测量件81～85对各led输出光通量进行检测，优选地，光通量测量件件81～85具有光电传感器pd81～85。
137.通过二向色镜31、33、34的第二光学面31b、33b、34b的分束分光特性，将r_led、g_led和uv_led的发射光部分分束并进入与各led相对应的光通量测量件84、83、81；通过二向色镜32上的第一光学面32a上的第二光学区r2的分光特性，将a_led发射光通过第二光学区r2的透射分束并进入与光通量测量件85；通过二向色镜34第一光学面34a第二光学区r2的分光特性，或者二向色镜34上的第一光学面34a的分束特性，将b_led发射光透射分束并进入与光通量测量件82；二向色镜31、33、34第二光学面31b、33b、34b的分束分光特性，以及二向色镜32、34第一光学面32a、34a的分区镀膜特性或二向色分束特性，与实施例一～三进行同理设计，实现各led在光路集成的同时完成分光检测。
138.优选地，二向色镜32和34对应的第一光学面32a和34a的第二光学区r2不镀膜，或具有相同的镀膜特性，即同时具有对a_led发射琥珀色光和b_led发射蓝光进行约95％透射和约5％反射的分束膜f5，或者增透特性的增透膜f6，参考实施例一第二镀膜工序，对二向色镜32和34第一光学面32a和34a的第二光学区r2可同批次镀膜，简化镀膜工艺，降低系统成本。
139.光通量测量件81和82，对光通量测量件82进行偏移，光电传感器pd81和pd82在图9所示的检测光路空间上下或左右并列设置，最佳地接收led11和led12的检测光。
140.该装置检测光路变化例见图11所示，可选地，对b_led发出的b光的分光检测方案，采用将二向色镜32第二光学面32b设置为具有分束分光特性，b_led发射光依次经二向色镜34和33第一光学面34a和33a反射，进入二向色镜32第二光学面32b进行分光得到b光检测观赏，作为检测光进入光通量测量件82，达到b光的反射分光检测，光通量测量件82和85，对光通量测量件82进行偏移，光电传感器82和85在图10所示第二光学装置检测光路空间上下或左右并列设置。
141.优选地，光通量测量件81～85所接收检测光量占比各led发射光量的比例适中，一方面达到充足的光量，以满足系统监测精度，另一方面，发射光量不至于过量，避免过多的检测光量带来光电传感器11～15饱和，又能达到系统所需最大化的动态检测范围，在对各led光通量进行高精度高动态范围检测的同时，又不过多的损失有效输出照明光。
142.同时，荧光型g_led发射绿光的同时具有蓝色激发光，为防止g_led的蓝色激发光经过下游光路中二向色镜的分区镀膜分光或二向色分束特性透射进入有效照明光路中，检测光路满足如下条件：
143.实现g_led作为g_led的光路和b_led的光路集成的二向色镜的第一光学面，实现现g_led发射光中的蓝色激发光截止,且具有完全截止g_led反射光中蓝色激发光和完全反射b_led发射光的特性，即b_led发射蓝光的反射率根据镀膜工艺达到最高，几乎不具有透射蓝光的分光特性。
144.上述条件限制阻止输出照明光中g_led的蓝色激发光与b_led发射蓝光成分相互混淆，达到输出照明光中各光源部分量光谱曲线相互独立，尽可能少地或几乎不存在波段相互重叠的部分；对采用其他荧光型led进行合光的的内窥镜光源装置100，其检测光路具有类似的特点。
145.该检测光路在满足上述条件和检测效果前提下，根据上述多种检测方案具有不同的组合变化形式，隶属属于本发明范畴；
146.如图1所示，本技术的内窥镜系统具备：光源检测装置100、内窥镜101、图像处理部
30、控制部40、输入部70以及显示部80，其中，光源检测装置100包括n个光源部和合光模组10，其中，光源部11～1n的光源类型为led或ld，包括荧光型led或ld，如荧光型绿色led或ld，或其他类型的光源。
147.内窥镜101包括设置其中的导光部50，导光部由导光束5构成；内窥镜101还包括设置于前端的照明透镜51和摄像模组60，摄像模组60包含摄像物镜和图像传感器，例如ccd(charge coupled device：电荷耦合元件)或cmos(complementary metal oxide semiconductor)传感器等光电转换器件；内窥镜101还包括分布于内窥镜101中的连接线缆。
148.合光模组10将各光源部11～1n输出光进行光路集成后输出合成光，合成光耦合进入内窥镜101内部导光部50，导光部50内部含有紧密排布、用于光传播的光纤组合成的导光束5，经导光部50内导光束传输至前端照明透镜51进行光束扩散，形成投射于观察目标的照明光。
149.光源检测装置100提供目标(体腔内活体组织)观察所需的照明光，摄像模组60对观察区域(活体组织粘膜及血管等)成像，导光部50将光源检测装置100的输出光传输至内窥镜101前端，由照明透镜51进行照明光发散角扩散，为观察区域提供充足照明；摄像模组60拍摄所得图像信号经连接线缆传输至图像处理部30进行信号处理，然后输出到显示部80进行图像显示。
150.控制部40基于各光源部11～1n驱动电流(或电压)调整实现输出光通量变化，或通过调节电流脉冲占空比pwm(pulse width modulation)改变光通量；控制部40控制光源检测装置100和摄像模组60的工作状态，例如，根据预设光通量比控制各光源部11～1n的输出光通量比例，根据摄像模组60成像的亮暗水平整体调整各光源部11～1n输出光通量大小，或根据输入部70外部输入指令进行普通白光、混合光或特殊光多种照明光模式之间的切换。
151.具体地，控制部40通过光通量测量件的测量结果实现对各led发光元件驱动电流(或电压)反馈控制，首先，对各个光通量测量件检测信号进行标定，建立起各光源部驱动电流、检测信号与输出光通量各led发光元件分量之间的对应关系。标定时，逐点改变或增加各led发光元件的驱动电流，分别测试相应电流下各个光通量测量件的检测信号与输出光通量各led发光元件分量，得到各led发光元件驱动电流、检测信号及输出光通量三者的关系曲线完成标定，然后将标定结果存储于控制部40中。通过各个光通量测量件的实时信号检测，结合标定结果，精确地实现各个led发光元件输出光量的反馈控制。
152.通过控制部40的控制策略，使各个led发光元件的输出光通量按照预设的比例输出且保持恒定，得到适合内窥镜系统的多种观察模式。基本地，具有白光照明的普通光观察模式m1，得到活体组织的整体轮廓图像；还具有区别于普通白光照明的第一特殊光观察模式m2，如通过设置发射紫光或蓝光的第一led发光元件11或第二led发光元件12输出光通量为主要照明光分量，根据血管中血液对紫光或蓝光的高吸收特性，用于浅表层或表层血管的强调观察；或者，还具有混合光观察模式m3，区别于普通光照明和特殊光照明，具有特殊光照明的部分光谱，且具有普通光照明的部分光谱，得到区别于二者的混合光谱输出，实现兼顾活体组织整体轮廓和血管强调观察的图像；还具有用于进行出血点观察的第二特殊光观察模式m4，通过设置发射绿色、琥珀色和红色的第三led发光元件13、第五led发光元件15
和第四led发光元件14同时工作，在观察图像上进行出血点位置显示。
153.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
154.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。