用于检眼镜和耳镜以及其他医学检查或诊断仪器的视觉线性和离散调暗的制作方法

用于检眼镜和耳镜以及其他医学检查或诊断仪器的视觉线性和离散调暗
相关申请的交叉引用
1.本技术要求享有申请日为2021年4月19日，申请号为63/176853的美国临时专利申请的权益和优先权，其全部内容通过引用并入，如本文所充分阐述的。
技术领域
2.本公开总体涉及照明领域，并且更具体地，涉及用于手持式和其他医学检查或诊断仪器(比如在医生办公室、医疗保健机构或其他医疗环境中使用的仪器)的替代光组件。


背景技术：

3.视觉观察是医疗保健提供者用来确定患者健康状况的常用技术。存在许多医学检查或诊断仪器来协助医疗保健提供者对患者进行视觉观察。这些医学检查或诊断仪器可以包括一系列仪器，比如耳镜、检眼镜、皮肤镜和其他包括光源(包括光强度可调节的光源)的仪器。例如，耳镜协助医疗保健提供者查看患者耳部内部，比如在定期健康检查期间和/或为了检查耳部症状。检眼镜协助医疗保健提供者查看患者眼底内部，比如眼部检查和/或常规体检的一部分。皮肤镜协助医疗保健提供者在不受皮肤表面反射干扰的情况下查看皮肤病变，这有助于区分患者皮肤上的良性和恶性病变。这些只是可以协助医疗保健提供者对患者进行视觉观察的工具的数个示例。
4.特别是，尽管检眼镜提供了非常有用的患者视网膜视图，但光亮度级可能会让患者感到不舒服。耳镜的亮度级会导致眩光和难以解读视图。一般来说，对于这些医学检查或诊断仪器以及医学诊断中使用的其他光源，人眼瞳孔的扩大会导致感知光与绝对光的非线性关系，如公式所述：其中，感知光是最大百分比，且测量光是最大百分比。
5.因此，百分之一的实际光将被临床医生或患者感知为大约百分之十，并且试图将仪器调到低亮度级变得困难。当把光调到最低亮度级时，使用者可能会不小心把手柄关掉，这是因为对于许多手柄来讲，其会被锁定在关闭位置。
6.本公开的示例旨在克服上述缺陷。


技术实现要素：

7.一种示例方法包括将仪器头耦合到手柄以形成医学检查或诊断仪器；通过仪器头检测手柄的特性；以及至少部分地基于检测手柄的特性，通过仪器头来确定与手柄相关联的手柄类型，或通过手柄来检测仪器头的特性，并且至少部分地基于检测仪器头的特性来
确定与仪器头相关联的仪器头类型。这种方法的一些示例还配置用于控制仪器头中光源发射的光，例如其中光源控制配置为用户输入信号和由人(比如用户)感知的光源发射的光的量之间的近似线性关系。用户输入信号可以是由用户操作医学检查或诊断仪器的控件而生成的信号，比如通过转动刻度盘、滑动变阻器或操作按钮。
8.医学检查或诊断仪器的示例可以包括仪器头；手柄；一个或多个处理器；一个或多个存储计算机可执行指令的非瞬时性计算机可读媒体，当计算机可执行指令由所述一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器执行以下动作，包括：通过仪器头检测手柄的特性；以及至少部分地基于检测手柄的特性，通过仪器头来确定与手柄相关联的手柄类型。这种医学检查或诊断仪器的一些示例还配置用于控制仪器头中光源发射的光，例如其中光源控制配置为用户输入信号和由人(比如用户)感知的光源发射的光的量之间的近似线性关系。用户输入信号可以是由用户操作医学检查或诊断仪器的控件而生成的信号，比如通过转动刻度盘、滑动变阻器或操作医学检查或诊断仪器的手柄或仪器头上的按钮。
附图说明
9.下面参照附图进行详细描述。在附图中，附图标记的最左侧数字标识该附图标记首次出现的附图。在不同的附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的物件。附图中描绘的系统不是按比例绘制的，并且附图中的部件可以不按彼此的比例绘制。
10.图1是示例性手持式医学检查或诊断仪器的头部的局部侧面剖视图。
11.图2是图1的仪器的局部侧面剖视图。
12.图3是根据本公开的示例性实施例的替代光组件的剖视图。
13.图4是图3所示组件的一部分的放大图。
14.图5是图3所示组件的另一剖视图。
15.图6是图5所示组件的一部分的放大图。
16.图7是根据本公开的示例性实施例的光源和基座的等距视图。
17.图8是用于识别医学检查或诊断仪器的手柄的示例方法的流程图。
18.图9示意性地说明了用于医学检查或诊断仪器的仪器头的示例电气和软件系统。
19.图10示意性地说明了用于医学检查或诊断仪器的仪器头的另一示例电气和软件系统。
20.图11示出了针对线性、对数或指数和多斜率线性算法的实施例的根据控制信号输入的功率输出函数。
21.图12示意性地说明了用于医学检查或诊断仪器的手柄的电气控制板的示例。
具体实施方式
22.医学检查或诊断仪器可以在用户控件增量和测量光之间具有线性或近线性关系，比如通过利用用户控件和为光源供电的电压或安培数之间的线性关系。然而，等式1描述的感知光和测量光之间的关系表明：由于感知照明对用户在低照明下操作的控件的变化的高敏感性和对在高照明下操作的控件的变化的低敏感性，这种系统会如何导致难以获得对象的所需照明度。因此，可能需要“线性化”用户控件和感知照明之间的关系。
23.线性化用户控件和感知照明之间的关系可以在医学检查或诊断仪器的整个光输
出范围提供对对象照明的更直观控制。在一实施例中，光输出范围可以是从最小光输出到最大光输出。在一实施例中，最小光输出可以是最大值的大约30％或更小、或者最大值的大约20％或更小、或者最大值的大约10％或更小、或者最大值的大约5％或更小、或者最大值的大约2％或更小。在一些实施例中，可以实现用户控件和所感知照明之间的线性化关系，其中所感知的光输出增加与用户输入信号的增加的比率在该范围内近似为常数。在特定实施例中，该比率可以在该范围内从常数变化大约30％、或大约20％、或大约10％、或大约5％或更小。在用户控件和所感知照明之间的线性化关系的一些实施方式中，可以遵循一种算法，这类算法的示例包括线性(也称为“简单”)、对数或指数、和多斜率线性算法。将光输出的调整与所感知光输出联系起来的与等式1相关的等式如下等式2所示，并且用户控件和所感知照明之间的线性化关系的实施方式可以近似于等式2的关系，比如在大约30％、或大约20％、或大约10％、或大约5％、或更小的范围内：感知光输出＝100(用户输入信号/100)
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(等式2)其中，感知光输出以最大百分比表示，且用户输入信号以最大百分比表示。等式2将等式1与用户输入信号和测量光源之间的线性关系结合。附加实施例可以将等式1与用户输入信号和测量光源之间的不同关系结合，以生成如本文所述的用于线性化用户控件和感知照明之间的关系的等式的进一步实施例，并且可以通过本文所述的方法和设备中的任何一种实现。
24.线性化和/或算法可以通过任何所需技术(比如机械地、通过控制电路、通过算法或这些技术的组合)在仪器头和/或手柄中实现。在一些实施例中，实施方式可以包括一个或多个处理器或微处理器，其运行如本文所述的算法。
25.医疗保健产品，比如那些全科医生、专科医生、其他医生和非医生(包括医生助理、护士、配镜师、办公室人员等)使用的包括较新的和较旧的(包括模拟的和数字的)医学检查或诊断装置的产品，通常是头部和手柄构造。虽然这对护理人员来说很方便，但这会产生大量的兼容系统和构件(比如各种头部和各种手柄)，其中一些系统和构件可能仅与其他系统和构件中的一些兼容或具有不同的光强度控制特性(比如，当另一不同头部附接到手柄或者另一不同手柄附接到头部时，根据控件设置的变化，光输出的变化率是不同的)。相反，需要仪器头和手柄的所有组合相互兼容，比如较旧的或模拟手柄和较新的或数字检眼镜和耳镜头、或者较旧的或模拟检眼镜和耳镜头和较新的或数字手柄(或者新手柄和传统(较旧的)仪器头，或者新仪器头和新手柄，或者数字手柄和模拟头，或者数字头和模拟手柄)相互兼容并提供机制以提供控件，以便尽可能多的系统组合可以一起使用和/或可以以指数或对数(指数和对数是相关函数，其中一个使用另一个的输出作为输入来描述相同的数学关系，也称为彼此的“反”函数)形式或以其他方式进行调暗，以在对人眼感知的对控件的亮度响应中看起来更加线性。对于头部和手柄的不同组合，也可能需要具有相似的控制特性。虽然等式1的这个公式是众所周知的，但此处所述的实施方式在多个较旧的手柄的稳定且易调整部分进行指数或对数调暗，这些手柄不提供线性感知亮度响应，并且可以锁定到低亮度级或者完全打开，和/或对于尤其电气不稳定的医学检查或诊断装置手柄而言甚至可以移动通过变阻器位置与输出之间的高斜率。在一实施例中，稳定的光输出可以是在对观看
者而言不闪烁的光输出。在一实施例中，当光调制在约3～65hz的频率范围内不超过约15％或约10％或约7％或约5％或约3％或约1.5％，或者在约2～110hz的频率范围内不超过约10％，或者在约1～10khz的频率范围内不超过约10％时可以产生稳定的光输出，这意味着测量光输出在规定的频率范围内不会增加或减少超过规定的调制量，比如通过波动。与白炽光源相比，led照明光源的光输出稳定性问题可能更明显，并且包括电压调节的系统的光输出稳定性问题可能更明显。例如，当在更宽的频率范围或在更高的频率(尤其是在3～65hz的范围内)或在更高的功率水平，或在给定的频率或功率水平下具有更大的光调制的情况下会产生稳定性问题时，led照明光源的稳定性风险可视为更大。另外，作为指数或对数调暗的替代方案或与指数或对数调暗结合，实施方式可以在如本文所述的多个传统手柄的稳定且易调整部分上进行其他类型的调暗，以实现仪器的更加线性的感知亮度响应，并且可用于描述指数或对数调暗的场合。另外，可能需要通过手柄来识别与头部相关联的照明特性(比如用户输入信号和光(例如由光源产生的测量光)之间的关系)，和/或可能需要通过头部来识别与手柄控件相关联的照明特性。在一些情况下，比如在头部和手柄都能够实现多种照明特性(比如手柄与led和卤素光源兼容，或者头部与具有led驱动器的手柄和仅含卤素的手柄兼容)的情况下，可能需要头部和手柄协同实现操作照明特性以进行配对。示例手柄可以提供与led和卤素照明的兼容性，并且可以具有led驱动器，并且可以提供变阻器的机械旋转中的停顿(或其他控件的旋转或调节，比如刻度盘、滑块或按钮，或提供控件的平稳移动)，从而使得系统具有准确可重复的亮度级。
26.一示例可能是新型检眼镜(或其他仪器)头可以接受所有兼容手柄，包括旧的(传统的)手柄，它将以线性方式控制仪器头的电压，因此仪器头可以接收线性电压，但是该新型仪器头然后以指数或对数方式驱动仪器头的光输出，从而观察到医学检查或诊断仪器的平滑调暗，这接近于用户眼部的线性结果。示例手柄可以在控件中提供机械设置点，以便用户轻松识别“开启”位置和增量光输出设置，这些设置可以以指数或对数方式分布用于各种传统头部(比如较旧的头部和/或不对手柄的线性电压控件提供线性感知亮度响应的头部)或新头部，但使用新仪器头可以很好地调节控件，并且到新仪器头的该输出以及新头部的光输出，可能会导致对控件的近似线性的感知亮度响应。
27.另一示例可能是新手柄可以接受所有兼容仪器头，包括旧的(传统的)仪器头。当旧的(传统的)仪器头连接到旧的(传统的)手柄时，由手柄输送到仪器头的线性电压然后被输送到光源，测量光随电压近似线性地变化。当旧的(传统的)仪器头连接到新的手柄时，输送到仪器头的电压会非线性地变化，以提供从光源到控件的线性感知亮度响应。
28.示例手柄可以具有处理器、微控制器或控制电路，其可以检测通过“开启”配置文件连接的仪器头并准确地控制仪器头。该控件可以确保稳定、可重复的低亮度级设置和以指数或对数方式增加的亮度级，其接近用户眼部的线性结果。示例手柄可以机械地提供点击或停顿，使得用户可以轻松地获得明显的触觉反馈并重复设置所需的亮度级。
29.在实施例中，仪器头可以具有处理器或微控制器或控制电路，其可以检测所连接的手柄，并控制它们的光输出以确保稳定性、准确性和以指数/对数方式增加的光输出，因此无论连接哪个手柄，用户都可以体验稳定且可重复的低亮度级以及简单的亮度级调节。手柄和头部都将识别并准确控制低亮度级，以便在最低亮度级和关闭之间进行广泛、稳定的控制。
30.在实施例中，手柄和仪器头都可以各自独立地具有处理器或微处理器或控制电路，光输出的控制如本文所述，仅由仪器头和手柄之一或由仪器头和手柄两者的处理器、微处理器或控制电路执行。在附加实施例中，仅仪器头或仅手柄可具有处理器或微处理器或控制电路，光输出的控制如本文所述，由处理器、微处理器或控制电路执行。
31.实施这种控制方案的一个步骤将针对包括处理器、微处理器或控制电路的任何仪器头或手柄来确定与之配对的部件的特性以及其他配对部件是否也包括处理器、微处理器或控制电路以控制光输出。实施这种控制方案的另一步骤将是响应于用户控件输入来调整输送到照明光源的功率的一个或多个功率参数。下面将参照图8至12对控制方案的这些步骤进行更详细的论述。
32.本文所述的技术可以由具有存储计算机可执行指令的非瞬时性计算机可读媒体的系统和/或装置执行，该计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时执行本文所述的方法。
33.图1和2说明了根据本公开的示例性实施例的手持式医学检查或诊断仪器10。本公开的实施例可以与各种手持式医学检查或诊断仪器(例如检眼镜、耳镜、乙状结肠镜等)中的任何一种一起使用。然而，为了便于描述，除非另作说明，否则将在本公开中描述示例性耳镜，其描述、操作和控制特性也适用于其他医学检查或诊断仪器。
34.如图l和2所示，医学检查或诊断仪器10可以包括附接到手柄14顶部的仪器头18。手柄14和/或仪器头18可以是基本中空的，并且仪器头18可以包括截头圆锥形尖端部分40，一次性窥器(未示出)可以以常规方式装配到该截头圆锥形尖端部分40上。在一示例性实施例中，窥器可以调整尺寸、整形和/或以其他方式配置为以预定距离适合患者的耳道，以便例如可以检查鼓膜或其他医疗目标。尖端部分40可以在其远端具有开口42，并且接目镜46可以附接到仪器头18的近端48以协助进行这种检查。因此，在一示例性实施例中，接目镜46可形成通过开口42穿过中空仪器头18的光路的一部分，以允许查看医疗目标。虽然鼓膜可以是这样的一个目标，但是应当理解，其他示例性医学检查或诊断仪器10可以用于查看其他类似的膜或目标。这样的示例性医疗目标可以包括眼、鼻、喉的部分和/或人体解剖学的其他部分。
35.示例性医学检查或诊断仪器10可采用例如白炽灯22，例如卤素灯或氙气灯(但如本文所述，可使用其他光源，其描述、操作和控制特性也适用于这些其他光源)。这种白炽灯22的至少一部分可以安装到外壳25、保持在外壳25内和/或以其他方式与外壳25相关联，该外壳25设置在底座27或仪器头18的其它部分内。白炽灯22可以功能地、电力地和/或以其他方式可操作地连接到医学检查或诊断仪器10内的电源或连接到外部电源。例如，白炽灯22可以电连接到保持在仪器手柄14的隔室中的一个或多个电池26。替代地，仪器手柄14和/或医学检查或诊断仪器10的其他部分可以通过电线(未示出)或其他类似连接方式电连接到常规的壁装插座或其他类似的电源。还应理解，医学检查或诊断仪器10可采用一个或多个弹簧33、引脚31、控件30和/或其他部件来协助维持白炽灯22与上述电源之间的有效电连接。这些部件还可以协助控制例如提供给白炽灯22的电流、极性和/或电压。
36.在其中医学检查或诊断仪器10包括耳镜的示例性实施例中，仪器10还可以包括一束光纤38，其从白炽灯22附近、通过仪器头18的底座27延伸到一束光传输端36或设置在远端开口42处的其他光学装置。光纤38和传输端36可以配置为在检查期间照亮医疗目标。
37.替代地，在其中医学检查或诊断仪器10包括检眼镜的示例性实施例中，可以省略该光纤束38。相反，在这样的示例性实施例中，医学检查或诊断仪器10可进一步包括一个或多个准直透镜、分划板、正透镜、负透镜、反射镜和/或其他光学或光束整形部件以引导由白炽灯22发射的辐射。例如，示例性检眼镜可包括偏离例如白炽灯22的中心轴或光轴90的反射镜。这样的反射镜可配置为在例如检眼镜的分划板的光学下游、在医疗目标的方向上引导由白炽灯22发射的辐射。由于例如检眼镜头部18的构造，可能需要这样的反射镜定位。为了补偿这种离轴或偏置的反射镜定位，示例性检眼镜可进一步采用在白炽灯22的光学下游的一个或多个棱镜、楔形物和/或成角度的光学部件来在偏置的反射镜方向上引导由白炽灯22发射的光和/或其他辐射。
38.在其中医学检查或诊断仪器10包括检眼镜的又一示例性实施例中，上述偏置的反射镜可相反地与例如白炽灯22的中心轴或光轴90基本对齐。在这样的示例性实施例中，可能不需要上述用于将白炽灯22发射的光在反射镜的方向上移动和/或倾斜的一个或多个光学部件。
39.图3至6说明了本公开的示例性光组件8，其中白炽灯22已经被不同的光源(例如led)代替。这种示例性光源12在图7中更详细地说明，并且光源12可以包括led、低强度激光器和/或本领域已知的任何其他光源。然而，为了便于描述，除非另作说明，否则将在本公开中将描述其中光源12包括led的示例性实施例，其描述、操作和控制特性也适用于其他光源。
40.上述白炽灯22可用一个或多个led代替以在检查期间照亮医疗目标。通过这种用led代替白炽灯22的方式，可以提高例如仪器10的耐用性、照明和/或其他质量，并且因此在现代手持式或非手持式医学检查或诊断仪器10中可能是合乎需要的。在用led代替白炽灯22时，可以采用一个或多个透镜或其他附加光学部件来对由led发射的光进行整形。这些部件可以对led发射的辐射进行弯曲、移动、准直、聚焦和/或以其他方式进行整形以基本匹配白炽灯22的光学特性，以便医学检查或诊断仪器10的功能可以基本保持不变。
41.在一示例性实施例中，光组件8可以包括安装到基座16的光源12，以及相对于基座16倾斜设置的电路板44。组件8还可以包括将电路板44安装和电连接到基座16的第一和第二连接器54。这样的示例性灯组件8可进一步包括一个或多个散热器，以及将至少一个散热器热连接到基座16的热导体56。
42.在一示例性实施例中，基座16可以由塑料、聚合物和/或其他典型的电路板材料构成，并且可以包括印刷电路板。例如，基座16可以包括嵌入其中和/或以其他方式形成在其上的一个或多个电端子。示例性电端子32、34可以分别是正电端子和负电端子。这样的电端子32、34可以电连接和/或以其他方式可操作地连接到设置在基座16上的一个或多个构件。例如，电端子32、34可以配置为将电流、极性和/或电压从电源(诸如医学检查或诊断仪器10的电池26)提供和/或以其他方式引导到安装在基座16上的光源12。至少如图4和6所示，基座16可以具有顶面20和底面24。在一示例性实施例中，光源12可以设置在和/或以其他方式安装到顶面20，并且底面24可以限定和/或以其他方式包括上述电端子32、34。
43.如图7中更详细地示出，罩28可以安装在基座16上和/或以其他方式连接到基座16。罩28例如可以是基本透明的，以允许由光源12发射的光和/或其他辐射穿过罩28到达光组件8的透镜62。罩28可具有本领域已知的任何形状、尺寸和/或其他构造。例如，罩28可以
是基本凸的，并且可以充当正透镜。在这样的示例性实施例中，罩28可以协助收集和/或以其他方式聚焦由光源12发射的发散光。
44.替代地，罩28可以是基本平面的，从而基本上不提供发射光的附加增强。在又一示例性实施例中，罩28的至少一部分可以是基本凹的并且可以充当负透镜。在这样的实施例中，罩28的凹部可以充当负透镜并且可以协助进一步发散由光源12发射的光。由光源12发射的光在到达透镜62之前可以通过罩28和透镜62之间的气隙29。
45.透镜62可以具有本领域已知的任何形状、尺寸和/或其他构造，以协助对医学检查或诊断仪器10的其他光学部件的光学上游的光源12发射的光进行弯曲、移动、倾斜、整形、聚焦、准直和/或以其他方式进行发散。例如，透镜62可以整形、调整大小和/或以其他方式配置为修改由光源12发射的光的路径、方位、强度和/或其他光学特性，以基本匹配医学检查或诊断仪器10先前采用的白炽灯22发射的辐射的相应的光学特性。因此，透镜62和光源12的组合(或在一些实施例中，单独的光源12)可以用作耳镜、检眼镜、阴道镜、皮肤镜、透照器、内窥镜、乙状结肠镜、肛门镜、视网膜镜、普通查看镜和其他手持式和非手持式医疗检查或诊断仪器10中常用的白炽灯22的直接替代品。由于光源10和透镜62的构造，这些部件可以替换这种白炽灯22，而无需对例如光组件8或其他手持式医学检查或诊断仪器部件进行进一步修改。
46.透镜62可以相对于光源12固定，以对光源12发射的光维持所需的光束整形效果。在一示例性实施例中，透镜62可以通过任何已知方式安装在基座16上和/或以其他方式连接到基座16。例如，粘合剂15可以设置在例如透镜62的一个或多个安装面84和基座16的顶面20之间。替代地，透镜62的至少一部分可以模制到基座16上。在更进一步的示例性实施例中，透镜62可以限定一个或多个凹槽、夹子、狭槽、凹口、肩部和/或其他已知的保持部件，以协助相对于透镜62固定地设置基座16。
47.在实施例中，医学检查或诊断仪器10可以将不同仪器头18和不同手柄14一起使用。因此，仪器头18可能需要确定其可操作地连接到哪种类型的手柄14。同样地，手柄14可能需要确定其可操作地连接到哪个仪器头18或哪个光源12。在构造中，仪器头18可包括处理器或微控制器或控制电路59，其可检测仪器头18可操作地连接到的手柄14。
48.在构造中，仪器头18中的处理器(处理器的该论述也将适用于使用微处理器或控制电路)59可以基于手柄的特性来识别和确定手柄的类型，手柄的特性例如是手柄的一个或多个电气特性，比如手柄14的电源连接器的极性，其由仪器头18检测或在连接到手柄14之后由仪器头18体验。可由仪器头中的处理器测量和/或使用的手柄14的附加特性是：由手柄14提供的电压、由手柄14提供的电力的电压稳定性、由手柄14提供的电力的波形、由手柄14提供的电压的导出特性(如电压对时间的导数或电压对时间的二阶导数)、或由手柄14提供的电力的另一电气特性。评估电压稳定性的一种方式可以是在有负载和无负载的情况下测量手柄输出的电压变化，这里的“负载”例如是施加到来自手柄14的电流的电阻器。在一些构造中，手柄14的极性或其他特性，或者手柄14本身的类型，可以存储在手柄14的存储器中，然后由手柄14中的处理器58读取和使用，或者由仪器头18中的处理器59读取和使用。
49.图8中呈现了由仪器头确定手柄类型的方法800的示例，其中在802处，仪器头18可以检测手柄14的极性是负的还是正的。如果检测到的极性为负，则在804，仪器头18可以执行评估附加参数的二阶比较，比如电压对时间的二阶导数。例如，如果电压对时间的二阶导
数是平坦的(近似恒定)，则在806，仪器头18的处理器59可以确定手柄14是第一类型手柄(例如，具有壁挂式稳压电源，具有负极性，中等风险的led光输出稳定性问题，稳定的电压范围和对数响应，并且没有处理器58的手柄，比如welch allyn ciws手柄)。然而，例如，如果在804，电压对时间的二阶导数是曲线的，则在808，仪器头18的处理器59可以确定手柄14是第二类型手柄(例如，具有壁挂式稳压电源，具有负极性，高风险的led光输出稳定性问题，高电压范围和对数响应，没有处理器58的手柄，比如welch allyn 767手柄)。
50.然而，例如，如果在802，检测到的极性为正，则在810，仪器头18的处理器59可以执行评估附加参数的二阶比较，比如电压对时间的二阶导数。在一些示例中，由仪器头18的处理器59执行的二阶比较可以与在804执行的比较基本相似和/或相同。在两个实施例中，二阶比较可以确定电压对时间的二阶导数的结果可以是平坦的或曲线的。例如，如果确定结果是平坦的(近似恒定)，则在822，仪器头18的处理器59确定仪器头可操作地耦合到第六类型的手柄(例如具有壁挂式稳压电源、正极性、高风险的led光输出稳定性问题、不稳定的电压范围和多斜率线性输出的手柄，比如welch allyn777手柄)。例如，如果在810处的结果是曲线的，则在812可以执行进一步的检查。在812，仪器头18的处理器59可以执行进一步的检查，比如电压稳定性测试，其中由手柄14提供的电压是在有负载和无负载的情况下测量的。在一实施例中，对于在有负载的情况下进行的测量，可以将电流施加到电阻器，并且测量电压并将其与在无电阻器的情况下进行的单独测量进行比较。在一实施例中，稳定电压可以是保持在电压带内的电压。在另一实施例中，稳定电压可以是当手柄置于负载下时，下降不超过规定量的电压。如果检测到稳定电压，则在814，仪器头18的处理器59可以确定手柄14是第三类型(例如，具有正极性、低风险的led光输出稳定性问题、精确的电压范围和线性响应，具有处理器的手柄)。在812，如果当手柄置于负载下时未检测到稳定电压，并且确定手柄14不是第三类型，则在816仪器头18的处理器59可以执行第二次检查。例如，在816，仪器头18的处理器59可以评估用于输送能量的信号类型。信号类型的示例包括脉冲宽度调制(pwm)信号、具有可变电流的模拟信号、具有可变电压的模拟信号。在一实施例中，在816，如果检测到pwm，则在818处理器59可以确定手柄14是第四类型(例如，具有锂离子电池、pwm调暗、正极性、中等风险的led光输出稳定性问题和线性输出，并且没有处理器的手柄，比如welch allyn 719手柄)，或者如果没有检测到pwm，则处理器59可以确定手柄在820是第五类型(例如，具有电阻调暗、正极性、稳定操作和对数输出，并且没有处理器的电池供电手柄，比如welch allyn 710手柄)。
51.在包括处理器58、微处理器或控制电路(即，提供从光源到控件的线性感知亮度响应)的手柄14(比如第三类型的手柄)的实施例中，可能还希望提供绕过该手柄14中的处理器58、微处理器或控制电路的选项。这样的绕过可以例如允许由仪器头18控制照明而不依赖于手柄14的控制。这样的构造可以允许仪器依赖于位于仪器头18内的处理器59、微处理器或控制电路，而不是依赖于位于手柄14内的处理器58、微处理器或控制电路。
52.可以由手柄14执行的确定仪器头18的类型的示例可以是测量仪器头18通过手柄14的电连接器施加的负载类型。在一实施例中，负载可以是电阻负载或近似完全电阻的负载，表示第一类型的仪器头。第一类型的仪器头可以表示不通过处理器、微处理器、控制电路或led驱动器向光源12提供电连接的仪器头，并且可以连接到白炽灯泡1020(比如卤素灯泡)，如图10所示。与上述电阻负载不同类型的负载可以表示存在处理器、微处理器或控制
电路并且仪器头是第二类型，或者可以表示存在led驱动器并且仪器头是第三类型。包括处理器59、微处理器或控制电路(即，提供从光源到控件的线性感知亮度响应)的仪器头18的实施例可以是类型2仪器头。在类型2仪器头的实施例中，可能希望提供绕过仪器头18中的处理器59、微处理器或控制电路的选项，以允许由手柄14控制照明，比如通过利用位于手柄14内的处理器58、微处理器或控制电路，而不是利用位于仪器头18内的处理器59、微处理器或控制电路。
53.作为医学检查或诊断仪器操作的一部分，可以执行对仪器的控制元件的选择，比如仪器头18或手柄14中的控件是否具有调节光源的光输出的作用。
54.基于确定如仪器头18可操作地耦合到哪个手柄14，仪器头可以基于从手柄14接收的电力来控制光源12的光输出，或者手柄14可以基于由手柄14提供的电力和仪器头18存在的特性(比如根据电压、极性、电流、电压稳定性、电压波形(例如ac、dc)、功率变化形式(脉冲宽度调制(pwm)、电压变化、电流变化)或其组合的光源12的光输出特性)来控制光源12的光输出。
55.当仪器头18而非手柄14包括处理器59、微处理器或控制电路(即，提供从光源到控件的线性感知亮度响应)时，处理器59可以确定仪器头18中的处理器59、微处理器或控制电路将控制光输出。
56.当手柄14而非仪器头18包括处理器58、微处理器或控制电路(即，提供从光源到控件的线性感知亮度响应)时，手柄14中的处理器58、微处理器或控制电路可以控制光输出。
57.当手柄14和仪器头18均包括处理器58、59，微处理器或控制电路(即，提供从光源到控件的线性感知亮度响应)时，处理器58或处理器59，或处理器59和58两者可以确定使用处理器58、59，微处理器或控制电路中的哪一个来控制光输出。在一些示例中，可以使用手柄14中的处理器58、微处理器或控制电路的默认设置。在一些示例中，可以使用仪器头18中的处理器59、微处理器或控制电路的默认设置。
58.图9示意性地说明了用于仪器头18或手柄14的示例电气和软件系统900。系统900耦合到能量源902，例如手柄14的能量源或电池、来自另一件设备的电源连接、ac适配器或usb电源等，其可以向电气和软件系统900提供能量。机械接口部件913、914可以将能量源902附接或集成到系统900。能量源902可以包括电源开关901和变阻器903、或用于提供信号以增加或减少来自诸如led910等光源12的照明的其他用户输入装置。照明控制系统软件906(其可以在处理器58、59或微处理器上运行或连接到控制电路中)可以确定通过电气接口904(诸如通过环911和引脚912连接器)从能量源902接收到的电压、电流、电压稳定性、电压波形、功率波形和/或极性。例如，可以通过用于连接器917处的电压和/或连接器918处的极性的模数转换器输入来接收与电气特性相关的信号。照明控制系统软件906可以利用电压、电流、电压稳定性、电压波形、功率波形和/或极性来驱动led驱动器电路908以驱动仪器头18中光源12的led光源910。图9中还示出了用于激励led驱动器电路908的led使能连接器922、用于促进来自诸如led910或白炽灯泡1020(如图10所示)等光源12的可变输出的pwm驱动器连接器923。因此，仪器头18可以基于对照明头18可操作地耦合到的手柄14的类型的检测，在感知照明响应中提供功率的平滑过渡，使得照明头18通过光源12的led灯910可以产生稳定且平稳的从低亮度级到高亮度级的发射光，并且可以通过以下方式在其间平滑过渡：减少在光输出的低端感知的变暗或变亮的突然性，比如通过提供从光源到控件的更线
性的感知亮度响应。图9中还示出了用于调试、维护、编程等的端口925，其可以通过诸如计算机、笔记本电脑、电话等外部装置926用于例如通用异步接收器/发射器通信，或用于其他通信，或用于设备诊断或维护装置。
59.图10示意性地说明了用于白炽光源1020(例如卤素灯泡)的示例电气系统1005。在此，具有电源开关1001、变阻器1003或其他用户输入装置的用于提供信号以增加或减少来自诸如白炽灯泡1020等光源12的照明的能量源1002，通过环1011和引脚装置1012向电气系统1005的电气接口提供电力。能量源1002可以通过机械接口部件1013和1014附接或集成到电气系统1005。电力被路由到白炽灯泡1020用于照明。电气系统1005说明了提供光输出的照明系统的示例，该光输出在对控件的测量亮度响应中近似线性。在一些实施例中，能量源可以是手柄14的能量源或电池、来自另一件设备的电源连接、ac适配器或usb电源等，其可以向电气和软件系统1005提供能量。在一实施例中，可以使用led 910和led驱动器或驱动器电路来代替白炽灯泡1020或与白炽灯泡1020一起使用。在一实施例中，pwm驱动器或驱动器电路可以被包括在电气系统1005中以与变阻器1003(或其他控制输入)和白炽灯泡1020或led910电通信以提供光输出的调暗。
60.在一实施例中，手柄14及其能量源902、1002输出的电压值和/或电流值可以由手柄14可操作地耦合到其上的仪器头18的处理器59或由手柄的处理器58、通过多种算法转换成pwm输出值或电流输出值或电压输出值。在一实施例中，在处理器58、59上运行的算法可以获取与控件位置相关的输入信号，比如用户输入信号，并利用该输入信号来调制与输入信号相关的输出电压、输出电流或输出pwm信号，其中输出电压、输出电流或输出pwm信号被引导以增加、减少或保持光源12的恒定照明。在一实施例中，该算法可以包括将模拟输入信号(比如电压或电流或功率与控件位置相关的模拟输入信号)转换为数字信号(比如模拟输入信号的幅度与pwm信号承载的功率相关的pwm信号，比如通过与pwm信号的占空比相关)的模块。在一实施例中，该算法可以包括将诸如pwm信号等数字信号转换为模拟信号的模块，其中数字信号承载的功率与模拟信号的功率、电压或电流相关。在一实施例中，该算法可以包括将数字信号转换为另一数字信号(比如将pwm信号转换为另一pwm信号)的模块，其中数字输入信号的功率与另一数字信号的功率相关。在一实施例中，输出电压、输出电流或输出pwm(或其他数字)信号可以直接发送到照明光源。在一实施例中，输出电压、输出电流或输出pwm(或其他数字)信号可以直接发送到照明光源，可以在信号被发送到照明光源12之前发送到驱动器或其他电路，该驱动器或其他电路修改输出信号的电压、电流或功率水平，比如通过放大功率。在一实施例中，该算法可以包括提高光输出(比如led照明光源的光输出)稳定性的模块。在提高光输出稳定性的模块的实施例中，该模块可以例如增加工作频率、减慢或抑制照明变化率、给输入信号增加电容、限制照明范围(比如通过将最小照明设置在更高水平)、并行于驱动器的输出而增加电阻负载等。在一实施例中，提高光输出稳定性的模块可以与仪器头18或手柄14的处理器58、59，微处理器或控制电路一起使用，该仪器头18或手柄14利用或连接到具有电压调节器的部件。在一实施例中，提高光输出稳定性的模块可以与仪器头18或手柄14的处理器58、59，微处理器或控制电路一起使用，该仪器头18或手柄14未利用或未连接到具有电压调节器的部件。在实施例中，该算法可以利用本文描述的一个或多个模块。
61.在一实施例中，可以基于调暗性能和稳定性为每个能量源902、1002选择算法，以
及为仪器头18中存在的光源选择算法，并且可以针对特定的手柄和头部组合(比如针对电压差、电压稳定性、电流限制、阻抗等)定制算法。在一实施例中，算法可以包括维持或改变照明光源对控件位置或输入信号的响应(比如通过改变光输出对在不同控件位置的控件位置变化的敏感度)的模块。例如，由照明光源12感知的照明可以与控件位置呈近似线性关系。在一实施例中，照明光源12测量的照明可以与控件位置呈近似线性关系。
62.维持或改变照明光源对控件位置或输入信号的响应的模块的实施例可以包括：例如线性(也称为“简单”)响应、对数或指数响应、以及多斜率线性(比如分段线性拟合或线性样条拟合)响应。在线性算法模块的实施例中，到照明光源12的功率输出可以相对于控件输入成线性。可以通过直接用控件输入改变电压和/或电流，或通过改变pwm信号的占空比来改变能量。在线性算法模块的实施例中，测量照明输出可以与控件输入呈线性关系。在对数或指数算法模块的实施例中，到照明光源12的功率输出可以以对数或指数方式与控件输入相关，比如通过遵循等式1(结合测量照明和输送到照明光源12的功率之间的关系)或遵循等式2，以近似从光源到控件的线性感知亮度响应，比如在整个照明范围或部分照明范围内。在多斜率线性算法模块的实施例中，到照明光源12的功率输出可以映射到一系列线段，其近似于功率与控件输出曲线的连续部分的斜率，如图11所示。在一实施例中，这些算法模块的任一个的输出可以是pwm信号的形式，或者是其中功率是电流的函数、是电压的函数、或是电流和电压组合的函数的信号的形式，并且手柄或仪器头可以在输出信号的这些形式中进行选择，以与彼此连接的手柄和头部兼容。
63.在一实施例中，对于已经产生pwm输出的手柄，可以修改pwm输出(如果需要的话)以产生具有输出能量的pwm信号，该输出能量为存在于头部的光源12产生从光源到控件的线性感知亮度响应。在已经产生pwm输出的手柄的另一实施例中，处理器、微处理器或控制电路可以将pwm信号转换为其中功率是电流的函数、电压的函数或电流和电压信号的组合的函数的信号，以与彼此连接的手柄和头部兼容。
64.图12示意性地说明了用于手柄14的电气控制板1230的示例。在该实施例中，电池模块1231将电池模块功率信号(例如v)1232引导至手柄系统软件1233。手柄系统软件1233还从变阻器1203或其他合适的控制开关接收控制信号，比如变阻器信号(例如v)1207。手柄系统软件1233可以将i2c串行通信信号1234和输出使能信号1235发送到电压转换器1236，电压转换器1236将输出信号发送到具有功率或电压输出信号1238的电流传感器1237(具有例如0.1欧姆电阻)。图12中还包括引导到手柄系统软件1233的参考电流信号(例如v)1240和感测到的电流信号(例如v)1239。图12中还示出了用于调试、维护、编程等的端口1225，其可以通过诸如计算机、笔记本电脑、电话等外部装置1226用于例如通用异步收发器通信，或用于其他通信，或用于设备诊断或维护装置。
65.尽管本公开主要针对包括led的光源进行描述，但应当理解，本文描述的技术可以与包括其他类型光源的医学检查或诊断仪器一起使用。
66.尽管本技术描述了具有特定结构特征和/或方法动作的实施例，但应理解权利要求不一定受限于所描述的特定特征或动作。相反，具体特征和动作仅仅是说明落入本技术的权利要求范围的一些实施例。
67.除非明确排除，否则使用单数来描述部件、结构或操作不排除使用这些部件、结构或操作或其等同物的复数。如本文所用，词语“或”是指一组项目的任何可能排列。例如，短
语“a、b或c”是指a、b、c中的至少一个或其任意组合，比如以下各项中的任何一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c；或任何项目的多个，比如a和a；b、b和c；a、a、b、c和c；等。
68.应当理解，前述描述提供了所公开的系统和技术的示例。然而，可设想的是本公开的其他实施方式可以在细节上与前述示例不同。对本公开或其示例的所有引用旨在引用当时正在论述的特定示例，并不旨在更一般地暗示对本公开范围的任何限制。虽然关于某些特征的所有区别和贬低语言旨在表明对这些特征缺乏优选性，但除非另有说明，否则不将其完全排除在本公开的范围之外。尽管已经参照上述实施例具体地示出和描述了本公开的各方面，但是本领域技术人员将理解，在不背离所公开内容的精神和范围的情况下，可以通过对所公开的机器、系统和方法的修改来设想各种附加的实施例。这些实施例应理解为落入如基于权利要求及其任何等同物确定的本公开的范围内。使用诸如“大约”、“有点”、“约”、“几乎”之类的语言以及出现在本公开中的其他程度术语旨在被解释为本领域技术人员将根据上下文理解语言，进一步理解如果上下文提供的指导不足，则应应用20％的容差。除非直接上下文另作说明，否则范围包括在内。