CN108459409A - 照明设备及具有该照明设备的内窥镜 - Google Patents

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Abstract

一种照明设备及具有该照明设备的内窥镜，所述照明设备包括光源组件，所述光源组件包括第一光源、扩散片及二向色镜，所述扩散片设置于所述第一光源与所述二向色镜之间，所述扩散片用于扩散所述第一光源的光线。该照明设备能够使荧光体被高亮光源激发，产生高能量密度的长波长光，继而提高白光照明设备的亮度。

Description

照明设备及具有该照明设备的内窥镜
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其是一种照明设备及具有该照明设备的内窥镜。
背景技术
随着科技的发展，内窥镜作为一种微创的检查方法广泛地应用于人体疾病监测、工业密封腔内观察及远距离观察与操控等多种领域中，照明设备是内窥镜的一种重要的组成部分。在现有技术中，照明设备一般采用卤素灯、氙灯或大功率的LED作为光源。然而卤素灯和氙灯作为光源时发热严重，使得光源和内窥镜之间需添加隔热元件，光电转换效率较低，且不利于设备的小型化。大功率的LED常采用阵列式的白光LED，此时受光学扩展量(Etendue)的限制，类似锥形导光棒等有会聚效果的耦合装置无法为光纤传导并照明，从而导致光纤的耦合效率低，使得对光源的利用效率低。
为了提高光源的利用率，可采用激光远程激发荧光粉的技术来实现白光照射。然而，根据荧光体激发的原理，若入射到荧光体的激发光分布不均匀，则容易导致荧光体在一些位置上出现饱和现象，而在其它位置处于欠饱和现象，若继续增大激发光强度，则容易导致饱和位置的荧光粉淬灭，若要避免荧光粉淬灭，只有降低光源的强度，这无疑会降低照明设备的亮度，继而降低整个内窥镜成像的品质，从而不利于在内窥镜中的使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种照明设备及具有该照明设备的内窥镜，该照明设备能够使荧光体被高亮光源激发，产生高能量密度的长波长光，继而提高白光照明设备的亮度。
本发明提供一种照明设备，包括光源组件，所述光源组件包括第一光源、扩散片及二向色镜，所述扩散片设置于所述第一光源与所述二向色镜之间，所述扩散片用于扩散所述第一光源的光线。
进一步地，所述扩散片散射角的半峰宽为2-5°，所述第一光源的光线经过所述扩散片后的散射光具有平顶分布。
进一步地，所述光源组件还包括第一准直透镜、第二准直透镜、荧光盘及反射扩散盘，所述二向色镜相对于所述第一光源的光轴倾斜放置，所述荧光盘及所述第一光源位于所述二向色镜的同一侧，所述第一准直透镜设置于所述荧光盘与所述二向色镜的光路之间，所述反射扩散盘与所述第一光源分别位于所述二向色镜的两侧，所述第二准直透镜设置于所述二向色镜与所述反射扩散盘的光路之间。
进一步地，所述二向色镜与所述第一光源的光轴呈-45°夹角，所述第一准直透镜的主光轴与所述第一光源的光轴相互垂直，所述第二准直透镜的主光轴与所述第一光源的光轴位于同一直线上。
进一步地，所述第一准直透镜和/或所述第二准直透镜为凸透镜。
进一步地，所述第一准直透镜和/或第二准直透镜为截面为杯型的透镜，在所述截面为杯型的透镜朝向所述荧光盘或所述反射扩散盘的一端形成有向所述截面为杯型的透镜内部凹陷的圆柱形的凹陷部，在所述圆柱形凹陷部的底部，朝向所述荧光盘或所述反射扩散盘所在的一侧突出形成有一弧形面。
进一步地，所述二向色镜的设置，使得一部分第一光源的光束在二向色镜上发生反射，并使得另一部分所述第一光源的光束透过所述二向色镜，在所述二向色镜上发生反射的光束经过所述第一准直透镜射向所述荧光盘，透过所述二向色镜的光束经过所述第二准直透镜射向所述反射扩散盘。
进一步地，所述二向色镜对所述第一光源射出的光束的透射率为10％-40％。
进一步地，所述光源组件包括反射镜及荧光盘，所述二向色镜相对于所述第一光源的光轴倾斜放置，所述荧光盘及所述反射镜设置于所述二向色镜相对于所述第一光源的另一侧，所述二向色镜上开设有小孔，所述反射镜与所述荧光盘的配合使得穿过所述小孔的光线经过所述反射镜的反射照射到所述荧光盘上，并在所述荧光盘上发生波长转换后再次射向所述二向色镜。
进一步地，所述反射镜包括第一平面镜及第二平面镜，所述二向色镜、所述第一平面镜、所述第二平面镜及所述荧光盘沿光路依序设置，所述二向色镜与所述第一光源的夹角为45°，所述第一平面镜设置于所述二向色镜的下方，所述第一平面镜与所述第二平面镜呈直角布设，经过所述荧光盘波长转换而射出的光线的光轴经过所述二向色镜的小孔，并与所述第一光源的光轴相互垂直。
进一步地，所述反射镜为直角棱镜，所述二向色镜、所述直角棱镜及所述荧光盘沿光路依序设置，所述二向色镜由于所述第一光源的夹角为45°，经过所述荧光盘波长转换而射出的光线的光轴经过所述二向色镜的小孔，并与所述第一光源的光轴垂直。
进一步地，所述第一光源为蓝光激光光源。
进一步地，所述扩散片包括第一扩散片及第二扩散片，所述光源组件还包括第二光源及荧光盘，所述第一扩散片设置于所述第一光源与所述二向色镜之间，所述二向色镜相对于所述第一光源的光轴倾斜放置，所述第二光源、所述第二扩散片及所述荧光盘沿所述第二光源的光路依序设置，所述第二扩散片设置于所述第二光源及所述荧光盘之间，所述第二光源、所述荧光盘及所述二向色镜的配合，使得经过所述荧光盘转换后而射出的光线的光轴与所述第一光源的光轴相互垂直。
进一步地，所述第一扩散片、所述第二扩散片及所述荧光盘三者散射性能及位置的配合，使得所述第二光源的光线在所述二向镜上形成的光斑，与所述第一光源的光线在所述二向镜上形成的光斑的大小相适应。
进一步地，所述第一光源为蓝光激光光源或LED光源，所述第二光源为蓝光、紫光或紫外光激光光源。
进一步地，所述荧光盘为环形圆盘，包括多个沿环形圆盘的周向排列的发光区域，所述发光区域内涂覆有红色荧光粉、绿色荧光粉及/或黄色荧光粉。
进一步地，所述荧光盘上涂覆红绿荧光粉或红黄荧光粉。
进一步地，所述荧光盘上还设置有散热底板。
进一步地，所述照明设备包括透镜耦合组件，所述光源组件及所述透镜耦合组件依序排列，所述光源组件发出的光线进入所述透镜耦合组件内，所述透镜耦合组件包括第一会聚透镜、匀光棒及传导光纤，所述第一会聚透镜、所述匀光棒及所述传导光纤依序设置。
进一步地，从所述光源组件射出的光束的光学扩展量小于或等于所述传导光纤的光学扩展量。
进一步地，所述匀光棒呈锥形，从远离所述传导光纤的一端至靠近所述传导光纤的一端，所述匀光棒的直径不断减小，所述匀光棒靠近所述传导光纤的一端的直径与所述传导光纤的端面的直径相同。
进一步地，所述透镜耦合组件还包括第二会聚透镜，所述第一会聚透镜、所述第二会聚透镜、所述匀光棒及所述传导光纤沿光线的传递方向依序设置，所述匀光棒为圆柱形，所述匀光棒的截面为与与所述传导光纤的截面形状相匹配的圆形。
进一步地，在所述匀光棒远离所述传导光纤的一端形成的会聚光斑及会聚半角分别小于或等于所述传导光纤的端面面积及所述传导光纤的收集角。
本发明还提供了一种内窥镜，包括上述的照明设备。
进一步地，所述内窥镜还包括CMOS传感器。
综上所述，本发明通过扩散片的设置，可以将第一光源射出的光束均匀分散，使得荧光盘能够被均匀激发，荧光盘不会产生过饱和现象，且在激发时能够达到最好的亮度，进一步地，通过第一会聚透镜及匀光棒的设置，能够具有较高的导光效率，降低光能量的损耗，且方便了照明设备的小型化，使得上述照明设备可在内窥镜上使用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的照明设备的光源组件的结构示意图。
图2为图1中荧光盘的结构示意图。
图3为本发明第一实施例提供的照明设备的透镜耦合组件的结构示意图。
图4为本发明第一实施例中第一光源透过扩散片后的散射光强分布的示意图。
图5为本发明第二实施例中荧光盘及第一会聚透镜的结构示意图。
图6为本发明第三实施例中光源组件的结构示意图。
图7为本发明第三实施例中透镜耦合组件的结构示意图。
图8为本发明第四实施例中光源组件的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如下。
本发明的目的在于提供一种照明设备及具有该照明设备的内窥镜，该照明设备能够使荧光体被高亮光源激发，产生高能量密度的长波长光，继而提高白光照明设备的亮度，且方便了照明设备的小型化，使得上述照明设备可在内窥镜上使用。
图1为本发明第一实施例提供的照明设备的光源组件的结构示意图，图2为图1中荧光盘的结构示意图，图3为本发明第一实施例提供的照明设备的透镜耦合组件的结构示意图。如图1至图3所示，本发明提供的照明设备包括光源组件10及透镜耦合组件20，光源组件10及透镜耦合组件20依次设置，光源组件10发出的光线经过透镜耦合组件20后进入传导光纤中。
如图1所示，本发明第一实施例提供的光源组件10包括第一光源111、扩散片12、二向色镜13、第一准直透镜141、荧光盘15、第二准直透镜142及反射扩散盘16，扩散片12设置于第一光源111与二向色镜13的光路之间，二向色镜13相对于第一光源111的光轴倾斜放置，优选为-45°(以逆时针方向为正)倾斜放置。荧光盘15及第一光源111位于二向色镜13的同一侧，第一准直透镜141设置于荧光盘15与二向色镜13的光路之间，第一准直透镜141的主光轴与第一光源111的光轴相互垂直。反射扩散盘16与第一光源111分别位于二向色镜13的两侧，第二准直透镜142设置于反射扩散盘16与二向色镜13的光路之间，第二准直透镜142的主光轴与第一光源111的光轴位于同一直线上。
在本实施例中，第一光源111为半导体激光发射器，优选为450nm的蓝光激光器。第一光源111发出的光经过扩散片12后到达二向色镜13上。
在本实施例中，扩散片12的设置可以使得第一光源111射出的激光在一定角度内实现有效的扩散，当第一光源111射出的激光束经过扩散片12照射到二向色镜13上时，激光光束会发生一定的扩散。优选地，扩散片12散射角的半峰宽FWHM(full width at halfmaximum)为2-5°，最优为2-3°；其可以为经过加工的毛玻璃片，也可以为衍射元件DOF(diffraction optical element)，如全息光栅、相位光栅等，以使经过扩散片12后的散射光具有平顶(flat-top)分布(如图4所示)，而非典型的朗伯反射体的形式，使光强能够在一定角度内均匀分布。
二向色镜13为长波通过二向色镜，且通过调节二向色镜13的反射率，使得一部分激光束在二向色镜13上发生反射，经过第一准直透镜141射向荧光盘15，并使另一部分激光束透过二向色镜13，经过第二准直透镜142射向反射扩散盘16上。
经二向色镜13反射的激光束穿过第一准直透镜141后照射到荧光盘15上，在荧光盘15上发生波长转换，转换成波长较长的光线，该转换过后的波长较长的光线再次经过第一准直透镜141后可以穿过二向色镜13，到达二向色镜13的另一侧。在激光束照射到荧光盘15上时，由于上述扩散片12的设置，激光束可以较为均匀地照射到荧光盘15上，因此荧光盘15能够被更高亮度光源激发，而不会发生淬灭，能够产生更高能量密度的长波长光，继而提高白光照明设备的亮度。
透过二向色镜13的激光束穿过第二准直透镜142后到达反射扩散盘16上，经过反射后的光线，再次经过第二准直透镜142后到达二向色镜13，经过二向色镜13反射后，与上述透过二向色镜13的长波光线合成符合要求的可见光射入透镜耦合组件20内。
在本实施例中，第一准直透镜141及第二准直透镜142均可以为凸透镜。
在本实施例中，优选地，二向色镜13对于第一光源111射出的光束，优选为450nm蓝色激光的透射率为10％-40％，以使经过荧光盘15转换的长波长光及经过反射扩散盘16反射的短波长光的能量之比在一合适的范围内。
进一步地，反射扩散盘16与荧光盘15具有相同的散射性能，优选地，反射扩散盘16及荧光盘15为散射角θ1/2＝60°的漫反射体。
如图2所示，在本实施例中，荧光盘15可以为环形圆盘，具有多个沿环形圆盘的周向排列的发光区域151，每一发光区域151可以涂覆有红色、绿色、黄色或单纯的散射反射镜，在转动荧光盘15时，通过时分复用，可以调节光谱各成分比，以得到呈现不同色温的白色，甚至是蓝色光线，以扩大使用范围。
可以理解地，荧光盘15也可以固定不动，此时，荧光盘15上可以涂覆红绿荧光粉。
在其他实施例中，荧光盘15固定不动，荧光盘15上可以涂覆红黄荧光粉，此时，黄光荧光材料与红色荧光材料混合在一起，或不混合而形成两层。在具体使用中，可以将混合后红黄荧光材料与透明无机材料(如氧化硅、氧化钛等)混合后形成均匀的一层，然后高温下煅烧形成无机荧光层。
进一步地，在荧光盘15上还设置有散热底板17，荧光盘15固定于散热底板17上，优选地，散热底板17为铝制冷却体、液体冷却器、帕尔贴元件或热管等。
如图3所示，在本实施例中，透镜耦合组件20包括第一会聚透镜211、第二会聚透镜212、匀光棒22及传导光纤23，第一会聚透镜211、第二会聚透镜212、匀光棒22及传导光纤23沿光线的传递方向依次排列设置，且第一会聚透镜211、第二会聚透镜212、匀光棒22及传导光纤23的轴线位于同一直线上。
从光源组件10射出的较为发散的光，经过第一会聚透镜211及第二会聚透镜212改变光路后，可以将光斑投影在匀光棒22的端面上，匀光棒22将会聚光斑处可能存在的不均匀的光线进行均匀化，以使传导光纤23中各光纤单丝收集的光的能量相近，改善出射光束的横向均匀性。
如图3所示，α为从光源组件10射出的射出光束的发散角，θ为经过第一会聚透镜211及第二会聚透镜212后的会聚半角。从光源组件10射出的射出光束的光学扩展量(Etendue)为πS(NA)2，其中，S为荧光粉的有效照射面积，NA＝sinα；光纤的光学扩展量(Etendue)为πA(NA)2，其中，A为光纤的截面积，NA＝sinθ。优选地，从光源组件10射出的射出光束的光学扩展量小于或等于传导光纤23的光学扩展量，以减少光的损失。
进一步地，从光源组件10射出的射出光束经过第一会聚透镜211及第二会聚透镜212后到达匀光棒22远离传导光纤23一端的会聚光斑及会聚半角分别小于或等于传导光纤23的端面面积及传导光纤23的收集角，以改善会聚到光纤端面上光束的横向能量分布。
在本实施例中，匀光棒22的截面为与传导光纤23的截面形状相匹配的圆形，匀光棒22可以为实心的圆柱状玻璃棒，优选为石英棒或者与传导光线材质的折射率相同或相似的材料。进一步地，当匀光棒22为石英棒时，在匀光棒22外还包覆有高反膜，在实际使用中，匀光棒22可以设置于中空管内，而高反膜附着于中空管的内壁上。
进一步地，在本实施例中，在匀光棒22靠近第二会聚透镜212一端的端部还设置有保护玻璃窗24，由于光源组件10中仅采用了冷光源，没有红外成分，该保护玻璃窗24可以为普通光学玻璃窗，如K9或石英等，与传统的通过降低红外透射率的隔热片相比，能够提高光的透过率。
在本实施例中，通过扩散片12的设置，可以将第一光源111射出的光束均匀分散，使得荧光盘15能够被更高亮度的光源所激发，而不会发生淬灭，能够产生更高能量密度的长波长光，继而提高白光照明设备的亮度，；进一步地，通过对二向色镜13透射率的限制，可以控制第一光源111的射出光束在二向色镜13上，透射光束与反射光束的能量比，有利于提高光线的质量；进一步地，通过第一会聚透镜211、第二会聚透镜212及匀光棒22的设置，能够具有较高的导光效率，降低光能量的损耗。
图5为本发明第二实施例中荧光盘及第一会聚透镜的结构示意图，如图5所示，本发明第二实施例提供的照明设备与第一实施例提供的照明设备基本相同，其不同之处在于，在本实施例中，第一准直透镜141为截面为杯型的透镜，在第一准直透镜141朝向荧光盘15的一端形成有一向第一准直透镜141内部凹陷的圆柱形的凹陷部1411，在圆柱形凹陷的底部，朝向荧光盘15所在一侧突出形成有一圆弧面。该第一准直透镜141的轴线及圆柱形凹陷部1411的轴线均位于二向色镜13反射后的光轴上。如图5的光路所示，经过二向色镜13发射的光束，在经过荧光盘15的波长转换及第一准直透镜141的光路变化后，能够以平行光的状态从第一准直透镜141射出，第一准直透镜141可以为光学塑料，如PMMA(polymethylmethacrylate聚甲基丙烯酸甲酯)。
可以理解地，上述会聚透镜的形式也可以应用于第二会聚透镜212上。
图6为本发明第三实施例中光源组件的结构示意图，图7为本发明第三实施例中透镜耦合组件的结构示意图。如图6至图7所示，本发明第三实施例提供的光源组件10包括第一光源111、扩散片12、二向色镜13、反射镜18及荧光盘15，扩散片12设置于第一光源111与二向色镜13的光路之间。二向色镜13相对于第一光源111的光轴倾斜放置，优选为45°倾斜放置。荧光盘15及反射镜18设置于二向色镜13相对于第一光源111的另一侧。在二向色镜13上开设有小孔(图未示出)，优选地，小孔的直径为1-5mm。该小孔位于第一光源111的光轴上，第一光源111的部分光线通过小孔射到二向色镜13的另一侧，而其它部分的光线会被二向色镜13反射。反射镜18与荧光盘15的配合，使穿过小孔的光线经过反射镜18的反射照射到荧光盘15上，并在荧光盘15上发生波长转换后再次射向二向色镜13。
在本实施例中，由于扩散片12的设置，当第一光源111的光线射到二向色镜13上时，会因散射而在二向色镜13上产生光斑，在非小孔处，第一光源111的光线会经由二向色镜13发生反射，而经过小孔处的光线则会穿过二向色镜13，穿过二向色镜13后的光线会在反射镜18的作用下射到荧光盘15上，从荧光盘15上经过波长转换重新射出的光线在到达二向色镜13时会穿过二向色镜13，继而与二向色镜13最初反射的部分光线合成为需要的可见光，合成后的可见光进入透镜耦合组件20进行光线的耦合。
进一步地，为了能够更好地进行光的合成，在本实施例中，荧光盘15具有一定的散射性能，优选地，荧光盘15能够使经过波长转换的光线具有±20°的散射角。
在本实施例中，第一光源111可以为蓝色激光光源，荧光盘15上涂覆有红绿荧光粉或红黄荧光粉。在荧光盘15上同样设置有散热底板17。
在本实施例中，反射镜18包括第一平面镜181及第二平面镜182，二向色镜13、第一平面镜181、第二平面镜182及荧光盘15沿光路依序设置，第一平面镜181设置于二向色镜13的下方，并与第一光源111的光轴呈-45°(以逆时针方向为正)。第二平面镜182设置于第一平面镜181反射后的光路上，且与第一光源111的光轴呈45°夹角，也即，第一平面镜181与第二平面镜182的夹角为直角，第二平面镜182的延伸方向与二向色镜13平行，荧光盘15设置于第二平面镜182反射后的光路上，且与第一光源111的光轴呈-45°夹角，也即荧光盘15与第一平面镜181平行，经过荧光盘15波长转换而射出的光线的光轴经过二向色镜13的小孔，并与第一光源111的光轴相互垂直。
为了能够使二向色镜13两侧的光线更好地进行合成，扩散片12、二向色镜13、荧光盘15及反射镜18的配合使得经由荧光盘15射向二向色镜13的光斑与第一光源111在二向色镜13上形成的光斑的大小相适应。
可以理解地，在本实施例中，第一平面镜181及第二平面镜182可以用直角棱镜代替，以增加整个装置的集成性能。
相比于第一实施例，本实施例通过扩散片12及二向色镜13上小孔的设置，能够使第一光源111发出的光线，一部分被二向色镜13反射，另一部分穿过二向色镜13后射入荧光盘15上，继而便于光线的合成，简化了光源组件10的结构，同样使光路更加的简单，减少了光能的损失。另一方面，上述的结构可以通过对扩散片12及荧光盘15散射角的控制，可以控制从光源组件10射出光线的发散角α，以便于后续透镜耦合组件20的布设。
如图7所示，在本实施例中，透镜耦合组件20包括第一会聚透镜211、匀光棒22及传导光纤23，第一会聚透镜211、匀光棒22及传导光纤23沿光纤的传递方向依序排列设置，光线经过第一会聚透镜211的会聚后进入匀光棒22中。
相比于第一实施例中设置第一会聚透镜211及第二会聚透镜212的方案，仅用一个第一会聚透镜211的结构，能够得到较大的会聚光斑以及较小的会聚半角θ2，这能够保持较好的横向照度分布，且降低整个设备的成本。
为了适应仅具有一个会聚透镜的方案，在本实施例中，匀光棒22呈锥形，从远离传导光纤23的一端至靠近传导光纤23的一端，匀光棒22的直径不断减小，匀光棒22靠近传导光纤23的一端的直径与传导光纤23的端面的直径相同。该匀光板22的材质与第一实施例中的材质相同，在此不再赘述。
在匀光棒22靠近第二会聚透镜212一端的端部同样还设置有保护玻璃窗24，保护玻璃窗24的材质与第一实施例中的材质相同，在此不再赘述。
需要说明的是，第二实施例中的光源组件10也可以与第一实施例中的透镜耦合组件20结合，而第二实施例中的透镜耦合组件20同样可以与第一实施例中的光源组件10结合，两个实施例中的两种组件的结合并不会受到其它的限制。
图8为本发明第四实施例中光源组件的结构示意图，如图8所示，本实施例提供的光源组件10包括第一光源111、第一扩散片121、第二光源112、第二扩散片122、荧光盘15及二向色镜13。第一扩散片121设置于第一光源111及二向色镜13之间，第一光源111发出的光线经过扩散片121后到达二向色镜13上，在二向色镜13上发生反射，二向色镜13相对于第一光源111的光轴倾斜放置，优选为45°。第二光源112、第二扩散片122及荧光盘15沿第二光源112的光路依序设置，第二扩散片122设置于第二光源112及荧光盘15之间，第二光源112射出的光线经过第二扩散片122后到达荧光盘15上，从荧光盘15上射出的光线从二向色镜13相对于第一光源111的另一侧穿过二向色镜13后，与第一光源111的光合成为需要的可见光，第二光源112、荧光盘15及二向色镜13的配合，使得经过荧光盘15转换后射出光线的光轴与第一光源111的光轴相互垂直。
在本实施例中，第一光源111可以为蓝光激光光源或LED光源，第二光源112可以为蓝光、紫光或紫外光等激光光源。
在本实施例中，为了能够更好地使光线进行合成，优选地，第一扩散片121、第二扩散片122及荧光盘15三者散射性能及位置的配合，使第二光源112的光线在二向色镜13上形成的光斑，与第一光源111的光线在二向色镜13上形成的光斑的大小相适应。也即第一扩散片121的散射角要大于第二扩散片122的散射角，在此基础上，第二扩散片122的散射角越大，荧光盘15的扩散片12就越小，第二扩散片122的散射角越小，荧光盘15的扩散片12就越大。
本实施例提供的方案，通过两个光源及两个扩散片12的设置，能够较为容易地提高光源组件10射出光的亮度，且能够较为容易地对某一光色进行调节，以符合多种需要。
综上所述，本发明通过扩散片12的设置，可以将第一光源111射出的光束均匀分散，使得荧光盘15能够被更高亮度光源激发，而不会发生淬灭，能够产生更高能量密度的长波长光，继而提高白光照明设备的亮度，进一步地，通过第一会聚透镜211及匀光棒22的设置，能够具有较高的导光效率，降低光能量的损耗。
本发明还提供了一种内窥镜，该内窥镜包括本发明提供的照明设备，关于该内窥镜的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。在本实施例中，所述内窥镜还包括CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器，上述采用激光激发荧光粉获得高亮光源的照明设备可弥补CMOS传感器在低照度下成像质量不佳的缺陷，在高亮光源的支持下有效降低CMOS传感器的噪声，以实现CMOS传感器在内窥镜上的应用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (25)

1.一种照明设备，其特征在于：包括光源组件，所述光源组件包括第一光源、扩散片及二向色镜，所述扩散片设置于所述第一光源与所述二向色镜之间，所述扩散片用于扩散所述第一光源的光线。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于：所述扩散片散射角的半峰宽为2-5°，所述第一光源的光线经过所述扩散片后的散射光具有平顶分布。
3.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于：所述光源组件还包括第一准直透镜、第二准直透镜、荧光盘及反射扩散盘，所述二向色镜相对于所述第一光源的光轴倾斜放置，所述荧光盘及所述第一光源位于所述二向色镜的同一侧，所述第一准直透镜设置于所述荧光盘与所述二向色镜的光路之间，所述反射扩散盘与所述第一光源分别位于所述二向色镜的两侧，所述第二准直透镜设置于所述二向色镜与所述反射扩散盘的光路之间。
4.根据权利要求3所述的照明设备，其特征在于：所述二向色镜与所述第一光源的光轴呈-45°夹角，所述第一准直透镜的主光轴与所述第一光源的光轴相互垂直，所述第二准直透镜的主光轴与所述第一光源的光轴位于同一直线上。
5.根据权利要求3所述的照明设备，其特征在于：所述第一准直透镜和/或所述第二准直透镜为凸透镜。
6.根据权利要求3所述的照明设备，其特征在于：所述第一准直透镜和/或第二准直透镜为截面为杯型的透镜，在所述截面为杯型的透镜朝向所述荧光盘或所述反射扩散盘的一端形成有向所述截面为杯型的透镜内部凹陷的圆柱形的凹陷部，在所述圆柱形凹陷部的底部，朝向所述荧光盘或所述反射扩散盘所在一侧突出形成有一弧形面。
7.根据权利要求3所述的照明设备，其特征在于：所述二向色镜的设置，使得一部分第一光源的光束在二向色镜上发生反射，并使得另一部分所述第一光源的光束透过所述二向色镜，在所述二向色镜上发生反射的光束经过所述第一准直透镜射向所述荧光盘，透过所述二向色镜的光束经过所述第二准直透镜射向所述反射扩散盘。
8.根据权利要求7所述的照明设备，其特征在于：所述二向色镜对所述第一光源射出的光束的透射率为10％-40％。
9.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于：所述光源组件包括反射镜及荧光盘，所述二向色镜相对于所述第一光源的光轴倾斜放置，所述荧光盘及所述反射镜设置于所述二向色镜相对于所述第一光源的另一侧，所述二向色镜上开设有小孔，所述反射镜与所述荧光盘的配合使得穿过所述小孔的光线经过所述反射镜的反射照射到所述荧光盘上，并在所述荧光盘上发生波长转换后再次射向所述二向色镜。
10.根据权利要求9所述的照明设备，其特征在于：所述反射镜包括第一平面镜及第二平面镜，所述二向色镜、所述第一平面镜、所述第二平面镜及所述荧光盘沿光路依序设置，所述二向色镜与所述第一光源的夹角为45°，所述第一平面镜设置于所述二向色镜的下方，所述第一平面镜与所述第二平面镜呈直角布设，经过所述荧光盘波长转换而射出的光线的光轴经过所述二向色镜的小孔，并与所述第一光源的光轴相互垂直。
11.根据权利要求9所述的照明设备，其特征在于：所述反射镜为直角棱镜，所述二向色镜、所述直角棱镜及所述荧光盘沿光路依序设置，所述二向色镜由于所述第一光源的夹角为45°，经过所述荧光盘波长转换而射出的光线的光轴经过所述二向色镜的小孔，并与所述第一光源的光轴垂直。
12.根据权利要求3或9中任意一项所述的照明设备，其特征在于：所述第一光源为蓝光激光光源。
13.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于：所述扩散片包括第一扩散片及第二扩散片，所述光源组件还包括第二光源及荧光盘，所述第一扩散片设置于所述第一光源与所述二向色镜之间，所述二向色镜相对于所述第一光源的光轴倾斜放置，所述第二光源、所述第二扩散片及所述荧光盘沿所述第二光源的光路依序设置，所述第二扩散片设置于所述第二光源及所述荧光盘之间，所述第二光源、所述荧光盘及所述二向色镜的配合，使得经过所述荧光盘转换后而射出的光线的光轴与所述第一光源的光轴相互垂直。
14.根据权利要求13所述的照明设备，其特征在于：所述第一扩散片、所述第二扩散片及所述荧光盘三者散射性能及位置的配合，使得所述第二光源的光线在所述二向镜上形成的光斑，与所述第一光源的光线在所述二向镜上形成的光斑的大小相适应。
15.根据权利要求13所述的照明设备，其特征在于：所述第一光源为蓝光激光光源或LED光源，所述第二光源为蓝光、紫光或紫外光激光光源。
16.根据权利要求2、9或13中任意一项所述的照明设备，其特征在于：所述荧光盘为环形圆盘，包括多个沿环形圆盘的周向排列的发光区域，所述发光区域内涂覆有红色荧光粉、绿色荧光粉及/或黄色荧光粉。
17.根据权利要求16所述的照明设备，其特征在于：所述荧光盘上涂覆红绿荧光粉或红黄荧光粉。
18.根据权利要求16所述的照明设备，其特征在于：所述荧光盘上还设置有散热底板。
19.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于：所述照明设备包括透镜耦合组件，所述光源组件及所述透镜耦合组件依序排列，所述光源组件发出的光线进入所述透镜耦合组件内，所述透镜耦合组件包括第一会聚透镜、匀光棒及传导光纤，所述第一会聚透镜、所述匀光棒及所述传导光纤依序设置。
20.根据权利要求19所述的照明设备，其特征在于：从所述光源组件射出的光束的光学扩展量小于或等于所述传导光纤的光学扩展量。
21.根据权利要求19所述的照明设备，其特征在于：所述匀光棒呈锥形，从远离所述传导光纤的一端至靠近所述传导光纤的一端，所述匀光棒的直径不断减小，所述匀光棒靠近所述传导光纤的一端的直径与所述传导光纤的端面的直径相同。
22.根据权利要求19所述的照明设备，其特征在于：所述透镜耦合组件还包括第二会聚透镜，所述第一会聚透镜、所述第二会聚透镜、所述匀光棒及所述传导光纤沿光线的传递方向依序设置，所述匀光棒为圆柱形，所述匀光棒的截面为与所述传导光纤的截面形状相匹配的圆形。
23.根据权利要求19所述的照明设备，其特征在于：在所述匀光棒远离所述传导光纤的一端形成的会聚光斑及会聚半角分别小于或等于所述传导光纤的端面面积及所述传导光纤的收集角。
24.一种内窥镜，其特征在于：包括权利要求1至权利要求23中任意一项所述的照明设备。
25.根据权利要求24所述的内窥镜，其特征在于：还包括CMOS传感器。
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