DE102019102361B4

DE102019102361B4 - Lichtquellenmodul eines endoskops

Info

Publication number: DE102019102361B4
Application number: DE102019102361.0A
Authority: DE
Inventors: Huan-Ping Chiu; Ji-Pin Wang; Juergen Mueller; Gerald Uhlenberg
Original assignee: TQ Optoelectronics Co Ltd
Current assignee: Tq Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: DE102019102361A1

Abstract

Ein Lichtquellenmodul eines Endoskops wird offenbart. Eine Strahlteilvorrichtung reflektiert einen ersten Strahl einer ersten Lichtquelle und einen Inspektionsstrahl einer Inspektionslichtquelle und erlaubt die Transmission eines weißen Strahls einer Weißlichtquelle, um einen gemischten Strahl auszubilden, den die optische Verarbeitungsvorrichtung empfängt und projiziert. Dadurch kann die hohe Farbwiedergabe und die spezielle optische Eigenschaft des gemischten Strahls, das Anwendungsfeld und die Effizienz des Lichtquellenmoduls verbessert werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lichtquellenmodul eines Endoskops, das hohe Farbwiedergabe und ultraviolette optische Eigenschaften kombiniert.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es gibt viele Arten, weißes Licht für ein Endoskop bereitzustellen, einschließlich: Kombinieren einer Vielzahl an Farblichtquellen und von Linsen/Strahlteilern zum Ausbilden von weißem Licht, Kombinieren einer einzelnen Lichtquelle/einer Vielzahl an Lichtquellen und stimuliertem Fluoreszenzlicht und Verwendung von Linsen/Strahlteilern zum Ausbilden von weißem Licht, oder Kombinieren einer Vielzahl an Lichtquellen, die unter Verwendung von Linsen/Strahlteilern mit stimuliertem Fluoreszenzlicht mischen, um Weißlicht zu erzeugen.
Beispielsweise offenbaren die US Patente US 8 803 056 B2 und US 9 459 415 B2 und das chinesische Patent CN 102 499 615 A alle die Technik des Ausbildens weißen Lichts unter Verwendung von Linsen/Strahlteilern und Lichtquellen der drei Primärfarben. Das chinesische Patent CN 108 459 409 A offenbart eine Lichtquelle kombiniert mit einem fluoreszenten Material zum Ausbilden weißen Lichts unter Verwendung eines Dichroskops. US Patent US 2016 0 022 126 A1 offenbart eine Lichtquelle, die einen ersten Modus, der Weißlicht ist, das aus roten, grünen und blauen Lichtern gebildet wird, und einen zweiten Modus beinhaltet, der gemischtes Licht ist, das aus Infrarot-, blauen und grünen Lichtern gebildet wird, um für medizinische Gruppen geeignetes Licht bereitzustellen, um Krankheiten einzuschätzen.
Die Farbwiedergabe in dem oben genannten Stand der Technik ist im Allgemeinen schlecht und scheitert an der Darstellung der realen Merkmale des Objekts, das betrachtet wird. Zusätzlich ist für die Anwendung bei Endoskopausrüstung zum Inspizieren von Patienten, wie zum Beispiel der Inspektion ihrer Gewebe, Zellen und ihres Blutes, der einfache Gebrauch weißen Lichts für medizinisches Personal unzureichend, um assoziierte Symptome einzuschätzen. Mit anderen Worten erfordert das Aufdecken von Symptomen spezifische Lichtquellen, bevor physiologische Informationen bereitgestellt werden können. Daher erfordern das Farbwiedergabeproblem und die Beleuchtung für spezifische Erfordernisse Verbesserungen. Daher vermeidet die vorliegende Erfindung die genannten Nachteile.
Aus den Patentanmeldungsveröffentlichungen US 2013/0113911 A1 , US 2017/0293134 A1 , DE 102014223510 A1 und GB 2493994 A sind optische Anordnungen bekannt, bei welchen mehrere Strahlen mittels dichroitischer Spiegel überlagert werden, wobei die Strahlen von der gleichen Lichtquelle oder von verschiedenen Lichtquellen stammen. Die Patentanmeldungsveröffentlichung US 2012/0004508 A1 offenbart ein Endoskop, in das sowohl Licht im sichtbaren Bereich als auch im nichtsichtbaren Bereich des optischen Spektrums eingekoppelt wird. In der Patentanmeldungsveröffentlichung US 2017/0318205 A1 ist ein System aus einem medizinischen Instrument mit einem Lichtanschluss, einer Kamera und einem lichterzeugenden Gerät beschrieben, wobei das medizinische Instrument und das mit diesem verbundene optische Kabel um die optische Achse der Kamera rotieren können.
KURZFASSUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lichtquellenmodul eines Endoskops bereitzustellen, das unter Verwendung einer Strahlteilungsvorrichtung das weiße Licht, das rote Licht und das Inspektionslicht kombiniert, um ein gemischtes weißes Licht auszubilden, das die Farbwiedergabe verbessert und die spezifischen optischen Eigenschaften umfasst, um die Inspektionseffizienz der Endoskope zu verbessern.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lichtquellenmodul eines Endoskops bereitzustellen, das ein gemischtes weißes Licht von einer optischen Verarbeitungseinrichtung empfängt und den Beleuchtungsbereich des gemischten weißen Lichtes von dem lichtemittierenden Teil und dem einsehbaren Bereich durch die graduell sich verkleinernde Struktur des lichtempfangenden Teils zu dem lichtemittierenden Teil vergrößert.
Zur Lösung dieser Aufgaben offenbart die vorliegende Erfindung ein Lichtquellenmodul eines Endoskops mit den Merkmalen von Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen des Lichtquellenmoduls sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Das erfindungsgemäße Lichtquellenmodul umfasst eine Weißlichtquelle, die einen weißen Strahl erzeugt, eine Lichtquellenvorrichtung, eine Strahlteilvorrichtung und eine optische Verarbeitungsvorrichtung. Die Lichtquellenvorrichtung beinhaltet eine erste Lichtquelle, die einen ersten Strahl erzeugt, und eine Inspektionslichtquelle, die einen Inspektionsstrahl erzeugt. Die erste Lichtquelle und die Inspektionslichtquelle sind einander gegenüber liegend angeordnet. Die Strahlteilvorrichtung ist zwischen der ersten Lichtquelle und der Inspektionslichtquelle angeordnet, um den ersten Strahl und den Inspektionsstrahl zu reflektieren. Der weiße Strahl passiert die Strahlteilvorrichtung und mischt sich mit dem ersten Strahl und dem Inspektionsstrahl zum Ausbilden eines gemischten Strahls. Die optische Verarbeitungsvorrichtung ist an einer Seite der Strahlteilvorrichtung angeordnet und empfängt den gemischten Strahl.
Figurenliste

1 zeigt ein schematisches Diagramm gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt ein schematisches Diagramm der Strahlteilvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt ein schematisches Diagramm der Weißlichtquelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt ein schematisches Diagramm gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt ein schematisches Diagramm der gesammelten Lichtquelle gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
6 zeigt ein schematisches Diagramm gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird Bezug genommen auf 1 und 2. Die vorliegende Erfindung offenbart ein Lichtquellenmodul 1 eines Endoskops, das eine Weißlichtquelle 10 umfasst, die einen weißen Strahl 100 umfasst, eine Lichtquellenvorrichtung 12, die eine erste Lichtquelle 120 und eine Inspektionslichtquelle 122 umfasst, die einander gegenüber angeordnet sind, eine Strahlteilvorrichtung 14, die einen ersten Strahlteiler 140 und einen zweiten Strahlteiler 142 umfasst und eine optische Verarbeitungsvorrichtung 16, die einen lichtempfangenden Teil 160 und einen lichtemittierenden Teil 162 umfasst. Die erste Lichtquelle 120 umfasst einen ersten Strahl 1200. Die Inspektionslichtquelle 122 umfasst einen Inspektionsstrahl 1220. Die Projektionsrichtung des weißen Strahls 100 kreuzt die Projektionsrichtung des ersten Strahls 1200 und des Inspektionsstrahls 1220. Der erste Strahlteiler 140 ist an einer Seite der ersten Lichtquelle 120 angeordnet und reflektiert den ersten Strahl 1200. Der zweite Strahlteiler 142 ist an einer Seite der Inspektionslichtquelle 122 angeordnet und reflektiert den Inspektionsstrahl 1220. Die Weißlichtquelle 10 und die optische Verarbeitungsvorrichtung 16 sind an beiden Seiten des ersten Strahlteilers 140 und des zweiten Strahlteilers 142 angeordnet. Der weiße Strahl 100 passiert durch die Strahlteilvorrichtung 14 und mischt mit den Reflexionen des ersten Strahls 1200 und des Inspektionsstrahls 1220, um einen gemischten Strahl L auszubilden, der zu einer Seite des lichtempfangenden Teils 160 zeigt. Die andere Seite des lichtempfangenden Teils 160 erstreckt sich, um sich mit dem lichtemittierenden Teil 162 zu verbinden und verkleinert sich graduell zu diesem hin.
Der erste Stahl 1200 projiziert zu dem ersten Strahlteiler 140, der eine erste Oberfläche 1400 und eine zweite Oberfläche 1402 umfasst. Der Inspektionsstrahl 1220 projiziert zu dem zweiten Strahlteiler 142, der eine dritte Oberfläche 1420 und eine vierte Oberfläche 1422 umfasst. Nachdem die erste Oberfläche 1400 und die dritte Oberfläche 1420 reflektieren, mischt der weiße Strahl 100 jeweils mit dem ersten Strahl 1200 und dem Inspektionsstrahl 1220, um sich zu der optischen Verarbeitungsvorrichtung 16 zu bewegen.
Der erste Strahlteiler 140 und der zweite Strahlteiler 142 kreuzen sich senkrecht in einer X-förmigen Anordnung. In anderen Worten werden der erste Winkel θ1 und der zweite Winkel θ2 von der ersten Oberfläche 1400 ausgebildet, die jeweils die dritte Oberfläche 1420 und die vierte Oberfläche 1422 kreuzt; der dritte Winkel θ3 und der vierte Winkel θ4 werden von der zweiten Oberfläche 1402 ausgebildet, die jeweils die dritte Oberfläche 1420 und die vierte Oberfläche 1422 kreuzt; Die Winkel θ1, θ2, θ3, θ4 sind rechte Winkel. Ferner können der erste Strahlteiler 140 und der zweite Strahlteiler 142 in einer anderen Formation angeordnet sein, um die optischen Pfade des ersten Strahls 1200, des Inspektionsstrahls 1220 und des weißen Strahls 100 abzustimmen.
Es wird Bezug genommen auf 3. Die Weißlichtquelle 10 umfasst eine zweite Lichtquelle 102, die einen zweiten Strahl 1020 umfasst, eine dritte Lichtquelle 104, die eine dritten Strahl 1040 umfasst, einen dritten Strahlteiler 106, der eine fünfte Oberfläche 1060 und eine sechste Oberfläche 1062 umfasst, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und eine Reflexionsvorrichtung 108, die an einer Seite der fünften Oberfläche 1060 angeordnet ist. Die zweite Lichtquelle 102 und die dritte Lichtquelle 104 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Die fünfte Oberfläche 1060 ist an einer Seite der zweiten Lichtquelle 102 angeordnet und reflektiert den zweiten Strahl 1020. Die sechste Oberfläche 1062 ist an einer Seite der dritten Lichtquelle 104 angeordnet und reflektiert den dritten Strahl 1040. Die Reflexionsvorrichtung 108 empfängt den zweiten Strahl 1020, der von der fünften Oberfläche 1060 reflektiert wird, um einen Reflexionsstrahl 1080 auszubilden, der durch den dritten Strahlteiler 106 passiert und mit dem dritten Strahl 1040 mischt, um den weißen Strahl 100 auszubilden, der durch die Strahlteilvorrichtung 14 passiert.
Die Reflexionsvorrichtung 108 umfasst einen Reflexionsspiegel 1082, ein fluoreszentes Material 1084, das an einer Seite des Reflexionsspiegels 1082 angebracht ist und eine lichtfokussierende Linse 1086. Das fluoreszierende Material 1084 empfängt den zweiten Strahl 1020, der von der fünften Oberfläche 1060 reflektiert wird und der Reflexionsspiegel 1082 produziert den Reflexionsstrahl 1080 zum Passieren durch den dritten Strahlteiler 1082 und Mischen mit dem dritten Strahl 1040, um den weißen Strahl 100 auszubilden. Die lichtfokussierende Linse 1086 ist an einer Seite des Reflexionsspiegels 1082 und des fluoreszenten Materials 1084 angeordnet, um das fluoreszierende Material 1084 abzudecken und den zweiten Strahl 1020 zu fokussieren, der von der fünften Oberfläche 1060 reflektiert wird, um das fluoreszente Material 1084 zu beleuchten.
Die erste Lichtquelle 120 ist zumindest eine rote Laserquelle oder eine rote LED. Die Wellenlänge des ersten Strahls 1200 ist die rote Wellenlänge (620-750nm). Die Inspektionslichtquelle 122 ist zumindest eine ultraviolette Laserquelle oder eine ultraviolette LED. Die Wellenlänge des Inspektionsstrahls 1220 ist die Wellenlänge des ultravioletten Lichts (über 395nm), wie 395nm, 400nm, 405nm. Die zweite Lichtquelle 102 und die dritte Lichtquelle 104 sind zumindest eine blaue Laserquelle oder eine blaue LED. Die Wellenlängen des zweiten Strahls 1020 und des dritten Strahls 1040 sind die Wellenlängen blauen Lichts (450-475nm). Die Wellenlänge des Reflexionsstrahls 1080 ist die Wellenlänge gelben Lichts (570-590nm). Die Wellenlängen des gemischten Strahls L sind die weißen und die ultravioletten Lichtwellenlängen. Das fluoreszierende Material 1084 ist gelb fluoreszierendes Pulver. Daneben sind die erste Lichtquelle 120, die Inspektionslichtquelle 122, die zweite Lichtquelle 102 und die dritte Lichtquelle 104 gemäß den Beleuchtungserfordernissen angeordnet, wie beispielsweise das Anordnen einer Vielzahl an Laserquellen/LEDs in einer Matrix oder alternativ eine einzelne Laserquelle/LED.
Um für verschiedene Entwürfe die Transmission des Lichts mit spezifischen Wellenlängen zu erlauben und das Licht einer anderen spezifischen Wellenlänge zum Projizieren oder Passieren durch andere Vorrichtungen zu reflektieren, reflektiert der erste Strahlteiler 140 das rote Licht (erster Strahl 1200) und erlaubt die Transmission des ultravioletten Lichts (Inspektionsstrahl 1220) und des Weißlichts (weißer Strahl 100), der zweite Strahlteiler 142 reflektiert das ultraviolette Licht (Inspektionsstrahl 122) und erlaubt die Transmission des roten Lichts (erster Strahl 1200) und des weißen Lichts (weißer Strahl 100), und der dritte Strahlteiler 106 reflektiert das blaue Licht (zweiter Strahl 1020, dritter Strahl 1040) und erlaubt die Transmission des gelben Lichts (Reflexionsstrahl 1080).
Es wird Bezug genommen auf 3. Die Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben. Zuerst ist die zweite Lichtquelle 102, ausgeführt als eine 6×4 Laseranordnung, als eine Hauptlichtquelle an einer Seite des dritten Strahlteilers 106 angeordnet, um den zweiten Strahl 1020 mit einem blauen Strahl zu projizieren, um die fünfte Oberfläche 1060 des dritten Strahlteilers 106 zu kontaktieren, die das blaue Licht reflektiert und die Transmission des gelben Lichts durch die optischen Eigenschaften des dritten Strahlteilers 106 erlaubt. Dabei wird der zweite Strahl 1020 reflektiert, um sich zu der Reflexionsvorrichtung 108 zu bewegen (siehe 3, Bewegung nach links). Dann fokussiert die lichtfokussierende Linse 1086 als eine konvexe Linse den zweiten Strahl 1020 auf das fluoreszente Material 1084, welches ein gelb fluoreszierendes Pulver ist, das auf den Reflexionsspiegel 1082 aufgetragen ist und von dem zweiten Strahl 1020 angeregt werden kann, gelbes Licht zu emittieren. Im Speziellen wird der größte Teil des zweiten Strahls 1020 auf das fluoreszente Material 1084 fokussiert um gelbes Licht zu erzeugen, das von dem Reflexionsspiegel 1082 reflektiert wird. Ein Teil des zweiten Strahls 1020 beleuchtet den Reflexionsspiegel 1082 direkt zum Reflektieren auf und Anregen des fluoreszenten Materials 1084, um gelbes Licht zu erzeugen. Entsprechend wird alles an gelbem Licht, das von dem zweiten Strahl 1020 erzeugt wird, der das fluoreszente Material anregt von dem Reflexionsspiegel 1082 reflektiert, um den Reflexionsstrahl 1080 zu erzeugen und sich zu dem dritten Strahlteiler 106 zu bewegen. In 3 bewegen sich alle gelben Strahlen nach rechts.
Auf der anderen Seite ist die dritte Lichtquelle 104, als eine einzelne blaue LED ausgeführt, an der anderen Seite des dritten Strahlteilers 106 als eine andere Hauptlichtquelle angeordnet, zum Projizieren des dritten Strahls 1040, der einen blauen Strahl umfasst, um die sechste Oberfläche 1062 des dritten Strahlteilers 106 zu kontaktieren. Da die optische Eigenschaft der sechsten Oberfläche 1062 identisch zu der der fünften Oberfläche 1060 ist (beide reflektieren blaues Licht und erlauben die Transmission von gelbem Licht), reflektiert die sechste Oberfläche 1062 den dritten Strahl 1040, um sich zu der Teilvorrichtung 14 zu bewegen (siehe 3, Bewegung nach rechts). Entsprechend umfassen die Strahlen, die sich zu der Strahlteilvorrichtung 14 bewegen den dritten Strahl 1040 (blaues Licht), der von der sechsten Oberfläche 1062 reflektiert wird und den Reflexionsstrahl 1080 (gelbes Licht), der durch den dritten Strahlteiler 106 passiert, und werden von dem dritten Strahlteiler 106 kombiniert, um den weißen Strahl 100 (Weißlicht) auszubilden. Dies ist der Prozess, mit dem die Weißlichtquelle 10 den weißen Strahl 100 erzeugt.
Es wird Bezug genommen auf 1 und 2. Die Teilvorrichtung 14, die erste Lichtquelle 120, die Inspektionslichtquelle 122 und der weiße Strahl 100 werden im Folgenden beschrieben. Durch die optische Eigenschaft des ersten Strahlteilers 140, der das rote Licht reflektiert und die Transmission des ultravioletten und weißen Lichts erlaubt. Durch die optische Eigenschaft des zweiten Strahlteilers 142, der das ultraviolette Licht reflektiert und die Transmission des roten und weißen Lichts erlaubt. Hierbei produziert die Weißlichtquelle 10 den weißen Strahl 100, der durch den ersten Strahlteiler 140 und den zweiten Strahlteiler 142 der Strahlteilvorrichtung 14 passiert. Die zweite Lichtquelle 120, als eine einzelne rote LED ausgeführt, ist an einer Seite des ersten Strahlteilers 140 angeordnet und projiziert den ersten Strahl 1200 (rotes Licht), um die erste Oberfläche 1400 des ersten Strahlteilers 140 zu kontaktieren. In dem Projektionsprozess kontaktiert ein Teil des ersten Stahls 1200 die erste Oberfläche 1400 zuerst. Nach der ersten Oberfläche 1400, die reflektiert, passiert der Teil des ersten Strahls 1200 durch die dritte Oberfläche 1420 und die vierte Oberfläche 1422 des zweiten Strahlteilers 142, um sich schließlich zu der optischen Verarbeitungsvorrichtung 16 zu bewegen. Der andere Teil des ersten Strahls 1200 wird von der ersten Oberfläche 1400 reflektiert, um durch die dritte Oberfläche 1420 und die vierte Oberfläche 1422 des zweiten Strahlteilers 142 zu passieren, um sich schließlich auch zu der optischen Verarbeitungseinrichtung 16 zu bewegen (siehe 1, Bewegung nach rechts).
Auf eine ähnliche Weise ist die Inspektionslichtquelle 122, als eine einzelne ultraviolette LED ausgeführt, an einer Seite des zweiten Strahlteilers 142 angebracht und projiziert den Inspektionsstrahl 1220 (ultraviolettes Licht), um die dritte Oberfläche 1420 des zweiten Strahlteilers 142 zu kontaktieren. In dem Projektionsprozess kontaktiert der Teil des Inspektionsstrahls 1220 zuerst die dritte Oberfläche 1420 und wird von der dritten Oberfläche 1420 reflektiert, um durch die erste Oberfläche 1400 und die zweite Oberfläche 1402 des ersten Strahlteilers 140 zu passieren und sich schließlich zu der optischen Verarbeitungseinrichtung 16 zu bewegen. Der andere Teil des Inspektionsstrahls 1220 wird von der dritten Oberfläche 1420 reflektiert, um durch die erste Oberfläche 1400 und die zweite Oberfläche 1402 des ersten Strahlteilers 140 zu passieren, um sich schließlich zu der optischen Verarbeitungsvorrichtung 16 zu bewegen (siehe 1, Bewegung nach rechts). Dabei umfassen die Strahlen, die sich zu der optischen Verarbeitungseinrichtung 16 bewegen, den ersten Strahl 1200 (rotes Licht), der von der ersten Oberfläche 1400 reflektiert wird, den Inspektionsstrahl 1220 (ultraviolettes Licht), der von der dritten Oberfläche 1420 reflektiert wird und den weißen Strahl (Weißlicht), der direkt durch den ersten Strahlteiler 140 und den zweiten Strahlteiler 142 passiert und werden von der Teilvorrichtung 14 kombiniert, um den gemischten Strahl L (Weißlicht) auszubilden. Das ist der Prozess zum Produzieren des gemischten Strahls L.
Danach empfängt der lichtempfangende Teil 160 der optischen Verarbeitungsvorrichtung 16 den gemischten Strahl L zum Projizieren von dem lichtemittierenden Teil 162. Die optische Verarbeitungsvorrichtung 16 ist eine optische Faser mit einem Durchmesser von 3 mm. Durch die sich graduell verjüngende Struktur (oder die Konusstruktur) der optischen Verarbeitungsvorrichtung 16 kann der Beleuchtungsbereich des lichtemittierenden Teils 162, der den gemischten Strahl L projiziert über 30 Grad reichen. Ferner verbessert der gemischte Strahl L das Farbwiedergabeproblem des konventionellen Weißlichts. Durch das Mischen des weißen Strahls 100 und des ersten Strahls 1200 kann insgesamt die Farbwiedergabe des Weißlichts verbessert werden. Ferner weist der gemischte Strahl L durch das Mischen des weißen Strahls 100 und des Inspektionsstrahls 1220 spezifische Eigenschaften des ultravioletten Lichts auf. Aufgrund der verbesserten Farbwiedergabe des gemischten Strahls L, kann das Lichtquellenmodul 1 eines Endoskops echte Merkmale der Gewebestruktur menschlicher Körper zur medizinischen Diagnose bereitstellen, um Fehldiagnosen aufgrund schlechter Farbwiedergabe zu vermeiden. Ferner weist der gemischte Strahl L die optische Eigenschaft des Infrarotlichts auf, um spezifische Symptome unter Beleuchtung des gemischten Strahls L sichtbar zu machen, um das Übersehen von Symptomen zu verhindern und das Erhalten assoziierter physiologischer Informationen sicherzustellen. Darüber hinaus erhöht die Struktur der optischen Verarbeitungseinrichtung 16 den beobachtbaren Bereich. Für die Struktur des konventionellen Endoskops ist die Inspektionsausstattung in einem menschlichen Körper auf die Größe beschränkt. Entsprechend wird durch die optische Verarbeitungseinrichtung 16 eine umfassendere Sicht für das medizinische Personal bereitgestellt und die Beleuchtungseffizienz wird ohne das Modifizieren der Endoskopvorrichtung verbessert.
Es wird Bezug genommen auf 4 und 5. Der Unterschied zwischen dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel ist, dass das zweite Ausführungsbeispiel ferner eine erste Linse 20 umfasst, eine zweite Linse 22, eine dritte Linse 24, eine vierte Linse 26 und eine Austrittslinse 28. Die erste Linse 20 ist zwischen der Strahlteilvorrichtung 14 und der ersten Lichtquelle 120 angeordnet, um den ersten Strahl 1200 zu empfangen und zu dem ersten Strahlteiler 140 zu projizieren. Die zweite Linse 22 ist zwischen der Strahlteilvorrichtung 14 und der Inspektionslichtquelle 122 angeordnet, um den Inspektionsstrahl 1220 zu empfangen und zu dem zweiten Strahlteiler 142 zu projizieren. Die dritte Linse 24 ist zwischen dem dritten Strahlteiler 106 und der Reflexionsvorrichtung 108 angeordnet, um den zweiten Strahl 1020 zu empfangen, der von der fünften Oberfläche 1060 reflektiert wird, den zweiten Strahl 1020 zu fokussieren und zu dem Reflexionsspiegel 1082 der Reflexionsvorrichtung 108 zu projizieren und den Reflexionsstrahl 1080 zu empfangen, um durch den dritten Strahlteiler 106 zu passieren. Die vierte Linse 26 ist zwischen dem dritten Strahlteiler 106 und der dritten Lichtquelle 104 angeordnet, um den dritten Strahl 1040 zu empfangen und zu dem dritten Strahlteiler 106 zu projizieren. Die Ausgangslinse 28 ist zwischen der Strahlteilvorrichtung 14 und der optischen Verarbeitungsvorrichtung 16 angeordnet, um den gemischten Strahl L zu empfangen und fokussieren und zu dem lichtempfangenden Teil 160 zu projizieren.
Die erste Linse 20, die zweite Linse 22 und die vierte Linse 26 sind auf dieselbe Weise angeordnet. Dabei wird die erste Linse 20 als ein Beispiel beschrieben. Die gekrümmte Oberfläche und die ebene Oberfläche der ersten Linse 20 zeigen jeweils zu der ersten Oberfläche 1400 und der ersten Lichtquelle 120. Das Anpassen der ersten Lichtquelle 120 mit einem roten LED bringt die Beleuchtung des ersten Strahls 1200 dazu, nach außen gestreut zu werden, da das emittierte Licht der LED fächerförmig gestreut wird. Dabei wird der erste Strahl 1200 von der ersten Linse 20 empfangen, um den ersten Strahl 1200 in eine parallele Projektion umzuwandeln. Hierbei wird die Fläche der ersten Oberfläche 1400 vergrößert, um den ersten Strahl 1200 gleichmäßig zu empfangen und den ersten Strahl 1200 effizient zu der optischen Verarbeitungsvorrichtung 16 zu reflektieren. Des Weiteren sind die dritte Linse 24 und die Ausgangslinse 28 auf dieselbe Weise angeordnet. Dabei wird die Ausgangslinse 28 als ein Beispiel beschrieben. Die gekrümmte Oberfläche und die ebene Oberfläche der Ausgangslinse 28 zeigen jeweils zu der Strahlteilvorrichtung 14 und der optischen Verarbeitungsvorrichtung 16. Nachdem der gemischte Strahl L durch die Strahlteilvorrichtung 14 gemischt wurde, projiziert er parallel. Die gekrümmte Oberfläche der Ausgangslinse 28 empfängt den gemischten Strahl L zuerst, bevor der gemischte Strahl L fokussiert und zu dem lichtempfangenden Teil 162 projiziert wird. Daher kann die optische Verarbeitungsvorrichtung 16 den gemischten Strahl L effizient empfangen. Dabei verwenden die Lichtquellen und Strahlteiler/die optische Verarbeitungsvorrichtung 16/die Reflexionsvorrichtung 108 die Linsen, um optische Pfade zu empfangen und umzuwandeln, bevor die Strahlen auf eine gleichmäßige/fokussierte Weise auf nachfolgende Vorrichtungen projiziert werden, um die Strahlen zu empfangen/reflektieren/projizieren und daher die Benutzungseffizienz der Strahlen zu steigern. Die Linsen könne konvexe Linsen, Fresnellinsen oder kollimierende Linsen sein und gemäß den Konvertierungsanforderungen des optischen Pfades ersetzt werden.
Es wird auf 6 Bezug genommen. Der Unterschied zwischen dem dritten Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass das dritte Ausführungsbeispiel ferner eine Vielzahl an Lichtquellenmodulationsvorrichtungen 30 umfasst. Die Lichtquellenmodulationsvorrichtungen 30 können zwischen dem ersten Strahlteiler 140 und der ersten Lichtquelle 120 angeordnet sein, um den ersten Lichtstrahl 1200 von der ersten Lichtquelle 120 zu vereinheitlichen. Die Lichtquellenmodulationsvorrichtungen 30 können zwischen dem zweiten Strahlteiler 142 und der Inspektionslichtquelle 122 angeordnet sein, um den Inspektionsstrahl 1220 von der Inspektionslichtquelle 122 zu vereinheitlichen. Die Lichtquellenmodulationsvorrichtungen 30 können zwischen dem dritten Strahlteiler 106 und der zweiten Lichtquelle 102 angeordnet sein, um den zweiten Strahl 1020 von der zweiten Lichtquelle 102 zu vereinheitlichen. Die Lichtquellenmodulationsvorrichtungen 30 können zwischen dem dritten Strahlteiler 106 und der dritten Lichtquelle 104 angeordnet sein, um den dritten Strahl 1040 von der dritten Lichtquelle 104 zu vereinheitlichen.
Als eine transparente Vorrichtung umfasst die Lichtquellenmodulationsvorrichtung 30 einen Körper 300, der eine erste Oberfläche 3000 und eine zweite Oberfläche 3002 umfasst und eine oder mehrere Modulationseinheiten 302. Die erste Oberfläche 3000 ist entgegengesetzt zu der zweiten Oberfläche 3002. Die Modulationseinheit 302 ist ein Prisma-/eine Linse, eine Prisma-/Linsenanordnung, eine Mikrostruktur oder eine transparente Vorrichtung, die diffusive Partikel aufweist, und ist an der ersten Oberfläche 3000 und/oder der zweiten Oberfläche 3002 angeordnet. Die Modulationseinheit 302 kann verschiedene Oberflächen des Körpers 300 gemäß den Modulationserfordernissen für optische Pfade bestimmen.
In 6 ist die Lichtquellenmodulationsvorrichtung 30 zwischen dem ersten Strahlteiler 140 und dem ersten Strahl 120 angeordnet und die Modulationseinheit 302 ist an der ersten Oberfläche 3000 und der zweiten Oberfläche 3002 zur Beschreibung angeordnet. Die anderen Methoden zum Anordnen der Lichtquellenmodulationsvorrichtung 30 zwischen anderen Strahlteilern und Lichtquellen sind die gleichen. Daher werden die Details nicht nochmal beschrieben. Wenn die erste Lichtquelle 120 den ersten Strahl 1200 projiziert, passiert der erste Strahl 1200 zuerst die erste Oberfläche 3000 der Lichtquellenmodulationsvorrichtung 30. In diesem Moment wird der Winkel des optischen Pfades des ersten Strahls 1200, der zu dem Körper 300 projiziert, durch die Modulationseinheit 302 geändert, die an der ersten Oberfläche 3000 angeordnet ist. Die Modulationseinheit 302 an der zweiten Oberfläche 3002 ändert ferner den Winkel des optischen Pfades des ersten Strahls 1200. Als Nächstes verlässt der erste Strahl 1200 die Lichtquellenmodulationsvorrichtung 30 von dem Körper 300 und wird zu dem ersten Strahlteiler 140 projiziert. Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner mit dem zweiten Ausführungsbeispiel kombiniert werden. Anders ausgedrückt passiert der Strahl, der von der ersten Lichtquelle projiziert wird zuerst durch die Lichtquellenmodulationsvorrichtung 30, um den optischen Pfad zu ändern. Danach, unter Benutzung der Linsen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wird der Strahl gleichmäßig oder fokussiert zu den Strahlteilern projiziert, für nachfolgende Prozesse.

Claims

Lichtquellenmodul (1) eines Endoskops, das umfasst: eine Weißlichtquelle (10), die einen weißen Strahl (100) erzeugt, eine Lichtquellenvorrichtung (12), die beinhaltet: eine erste Lichtquelle (120), die einen ersten Strahl (1200) erzeugt, eine Inspektionslichtquelle (122), die einen Inspektionsstrahl (1220) erzeugt und gegenüber liegend zu der ersten Lichtquelle (120) angeordnet ist, eine Strahlteilvorrichtung (14), die zwischen der erste Lichtquelle (120) und der Inspektionslichtquelle (122) angeordnet ist und die den ersten Strahl (1200) und den Inspektionsstrahl (1220) reflektiert, wobei der weiße Strahl (100) die Strahlteilvorrichtung (14) passiert, um sich mit dem ersten Strahl (1200) und dem Inspektionsstrahl (1220) zu mischen, um einen gemischten Strahl (L) auszubilden, und eine optische Verarbeitungsvorrichtung (16), die an einer Seite der Strahlteilvorrichtung (14) angeordnet ist und den gemischten Strahl (L) empfängt.
Lichtquellenmodul (1) eines Endoskops gemäß Anspruch 1, bei dem die Strahlteilvorrichtung (14) beinhaltet: einen ersten Strahlteiler (140), der an einer Seite der ersten Lichtquelle (120) angeordnet ist und den ersten Strahl (1200) reflektiert, und einen zweiten Strahlteiler (142), der an einer Seite der Inspektionslichtquelle (122) angeordnet ist und den Inspektionsstrahl (1220) reflektiert, wobei die Weißlichtquelle (10) an einer Seite des ersten Strahlteilers (140) und des zweiten Strahlteilers (142) angeordnet ist, wobei der weiße Strahl (100) durch den ersten Strahlteiler (140) und den zweiten Strahlteiler (142) hindurch läuft und sich mit dem ersten Strahl (1200) und dem Inspektionsstrahl (1220) mischt, um einen gemischten Strahl (L) auszubilden.
Lichtquellenmodul (1) eines Endoskops gemäß Anspruch 2, bei dem der erste Strahlteiler (140) eine erste Oberfläche (1400) und eine zweite Oberfläche (1402) beinhaltet, der zweite Strahlteiler (142) eine dritte Oberfläche (1420) und eine vierte Oberfläche (1422) beinhaltet, wobei der erste Strahl (1200) auf den ersten Strahlteiler (140) projiziert, von der ersten Oberfläche (1400) reflektiert und mit dem weißen Strahl (100) gemischt wird und der Inspektionsstrahl (1220) auf den zweiten Strahlteiler (142) projiziert, von der dritten Oberfläche (1420) reflektiert und mit dem weißen Strahl (L) gemischt wird.
Lichtquellenmodul (1) eines Endoskops gemäß Anspruch 3, bei dem der erste Strahlteiler (140) den zweiten Strahlteiler (142) kreuzend angeordnet ist, wobei die erste Oberfläche (1400) die dritte Oberfläche (1420) in einem ersten Winkel (θ1) kreuzt, die erste Oberfläche (1400) die vierte Oberfläche (1422) in einem zweiten Winkel (θ2) kreuzt, die zweite Oberfläche (1402) die dritte Oberfläche (1420) in einem dritten Winkel (θ3) kreuzt und die zweite Oberfläche (1402) die vierte Oberfläche (1422) in einem vierten Winkel (θ4) kreuzt.
Lichtquellenmodul (1) eines Endoskops gemäß Anspruch 4, bei dem der erste Winkel (θ1), der zweite Winkel (θ2), der dritte Winkel (θ3) und der vierte Winkel (θ4) 90 Grad betragen.
Lichtquellenmodul (1) eines Endoskops gemäß Anspruch 2, das ferner umfasst: eine erste Linse (20), die zwischen der Strahlteilvorrichtung (14) und der ersten Lichtquelle (120) angeordnet ist und den ersten Strahl (1200) empfängt und den ersten Strahl (1200) auf den ersten Strahlteiler (140) projiziert, eine zweite Linse (22), die zwischen der Strahlteilvorrichtung (14) und der Inspektionslichtquelle (122) angeordnet ist und den Inspektionsstrahl (1220) empfängt und den Inspektionsstrahl (1220) auf den zweiten Strahlteiler (142) projiziert, und eine Ausgangslinse (28), die zwischen der Strahlteilvorrichtung (14) und der optischen Verarbeitungsvorrichtung (16) angeordnet ist und den gemischten Strahl (L) empfängt und fokussiert und den gemischten Strahl (L) auf die optische Verarbeitungsvorrichtung (16) projiziert.
Lichtquellenmodul (1) eines Endoskops gemäß Anspruch 1, bei dem der gemischte Strahl (L) weißes Licht und ultraviolettes Licht beinhaltet.
Lichtquellenmodul (1) eines Endoskops gemäß Anspruch 1, bei dem die optische Verarbeitungsvorrichtung (16) beinhaltet: einen lichtempfangenden Teil (160) und einen lichtemittierenden Teil (162), wobei ein Ende des lichtempfangenden Teils (160) dem gemischten Strahl (L) gegenüber liegt, wobei das andere Ende des lichtempfangenden Teils (160) mit dem lichtemittierenden Teil (162) verbunden ist und sich graduell zu dem lichtemittierenden Teil (162) hin verjüngt und wobei der Beleuchtungsbereich des lichtemittierenden Teils (162), der den gemischten Strahl (L) projiziert, über 30 Grad ist.
Lichtquellenmodul (1) eines Endoskops gemäß Anspruch 1, wobei die Weißlichtquelle (10) beinhaltet: eine zweite Lichtquelle (102), die einen zweiten Strahl (1020) erzeugt, eine dritte Lichtquelle (104), die einen dritten Strahl (1040) erzeugt und gegenüber der zweiten Lichtquelle (102) angeordnet ist, einen dritten Strahlteiler (106), der eine fünfte Oberfläche (1060) und eine sechste Oberfläche (1062) beinhaltet, die einander gegenüber liegend angeordnet sind, wobei die fünfte Oberfläche (1060) an einer Seite der zweiten Lichtquelle (102) angeordnet ist und den zweiten Strahl (1020) reflektiert und die sechste Oberfläche (1062) an einer Seite der dritten Lichtquelle (104) angeordnet ist und den dritten Strahl (1040) reflektiert, und eine Reflexionsvorrichtung (108), die an einer Seite der fünften Oberfläche (1060) angeordnet ist und beinhaltet: einen Reflexionsspiegel (1082) und ein fluoreszierendes Material (1084), das an einer Seite des Reflexionsspiegels (1082) angeordnet ist, wobei der zweite Strahl (1020) von der fünften Oberfläche (1060), dem Reflexionsspiegel (1082) und dem fluoreszierenden Material (1084) reflektiert wird, um einen Reflexionsstrahl (1080) auszubilden, und wobei der Reflexionsstrahl (1080) den dritten Strahlteiler (106) passiert und sich mit dem dritten Strahl (1040) mischt, um den weißen Strahl (100) auszubilden.
Lichtquellenmodul (1) eines Endoskops gemäß Anspruch 9, das ferner beinhaltet: eine dritte Linse (24), die zwischen dem dritten Strahlteiler (106) und der Reflexionsvorrichtung (108) angeordnet ist und die den zweiten Strahl (1020) empfängt, der von der fünften Oberfläche (1060) reflektiert wird, und den zweiten Strahl (1020) auf das fluoreszierende Material (1084) fokussiert und projiziert und die den Reflexionsstrahl (1080) empfängt und durch den dritten Strahlteiler (106) passiert, und eine vierte Linse (26), die zwischen dem dritten Strahlteiler (106) und der dritten Lichtquelle (104) angeordnet ist und den dritten Strahl (1040) empfängt und den dritten Strahl (1040) auf den dritten Strahlteiler (106) projiziert.