DE102022129229A1 - Strahlkombinierer und Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Strahlkombinierer (200), umfassend einen ersten Spiegel (202), der einen ersten Abschnitt (204) und einen zweiten Abschnitt (206) umfasst, die gemeinsam eine erste Spiegelebene (208) definieren, und einen zweiten Spiegel (210), der einen dritten Abschnitt (212) und einen vierten Abschnitt (214) umfasst, die gemeinsam eine zweite Spiegelebene (216) definieren, wobei die erste Spiegelebene (208) und die zweite Spiegelebene (216) kreuzförmig angeordnet sind, wobei der erste Abschnitt (204) und der zweite Abschnitt (206) voneinander beabstandet und auf gegenüberliegenden Seiten der zweiten Spiegelebene (216) angeordnet sind, eine Halterung (218), die den ersten Abschnitt (204) und den zweiten Abschnitt (206) an einer ersten Seite (220) hält und einen Verbinder (222), der an einer von der ersten Seite (220) verschiedenen zweiten Seite (224) den ersten Abschnitt (204) und zweiten Abschnitt (206) derart mechanisch koppelt, dass der erste Abschnitt (204) und der zweite Abschnitt (206) an der zweiten Seite (224) relativ zueinander unbeweglich sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlkombinierer und eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere eine Endoskopbeleuchtungsvorrichtung.
  • Aus dem Stand der Technik sind Bildgebungsvorrichtungen wie beispielsweise endoskopische oder exoskopische Vorrichtungen bekannt, die Multispektral- oder Hyperspektralbilder erzeugen. Multispektral- oder Hyperspektralbilder weisen neben zwei räumlichen Dimensionen, wie sie etwa ein herkömmliches Bild einer Kamera hat, eine spektrale Dimension auf. Die spektrale Dimension umfasst mehrere Spektralbänder (Wellenlängenbänder). Multispektrale und hyperspektrale Bilder unterscheiden sich im Wesentlichen in der Anzahl an und der Breite von ihren spektralen Bändern.
  • Es sind einige Bildgebungsvorrichtungen zur Erzeugung solcher Multispektral- oder Hyperspektralbilder, insbesondere im Kontext medizinischer Anwendungen, bekannt. In DE 20 2014 010 558 U1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Hyperspektralbilds eines Untersuchungsgebietes eines Körpers beschrieben. In der Vorrichtung sind ein Eingangsobjektiv zur Erzeugung eines Bilds in einer Bildebene sowie eine schlitzförmige Blende in der Bildebene zur Ausblendung eines schlitzförmigen Bereichs des Bilds angeordnet. Das durch die Blende hindurchtretende Licht wird mittels eines dispersiven Elements aufgefächert und mittels eines Kamerasensors aufgenommen. Dadurch kann von dem Kamerasensor eine Vielzahl von Spektren mit jeweils zugeordneter räumlicher Koordinate entlang der Längsrichtung der schlitzförmigen Blende aufgenommen werden. Die beschriebene Vorrichtung ist weiterhin dazu eingerichtet, in einer von der Längsrichtung der schlitzförmigen Blende verschiedenen Richtung weitere Spektren entlang der Längsrichtung der schlitzförmigen Blende aufzunehmen. Das dieser Offenbarung zugrunde liegende Verfahren zur Erzeugung von Multispektral- oder Hyperspektralbildern ist auch als sogenanntes Pushbroom-Verfahren bekannt.
  • Neben dem Pushbroom-Verfahren gibt es weitere Verfahren zur Erzeugung von Multispektral- oder Hyperspektralbildern. Beim sogenannten Whiskbroom-Verfahren wird das Untersuchungsgebiet oder auch Objekt punktweise abgefahren und für jeden Punkt ein Spektrum gewonnen. Im Gegensatz dazu, werden bei dem Staring-Verfahren mehrere Bilder mit denselben räumlichen Koordinaten aufgenommen. Dabei werden von Bild zu Bild verschiedene Spektralfilter und/oder Beleuchtungsquellen verwendet, um spektrale Information aufzulösen. Ferner gibt es Verfahren, gemäß denen durch geeignete optische Elemente wie optische Slicer, Linsen und Prismen ein zweidimensionales Mehrfarbenbild in mehrere spektrale Einzelbilder zerlegt wird, die gleichzeitig auf unterschiedlichen Detektoren oder Detektorbereichen erfasst werden. Dies wird bisweilen als Schnappschuss-Ansatz bezeichnet.
  • Wie in DE 10 2020 105 458 A1 beschrieben, eignen sich multispektrale und hyperspektrale Bildgebungsvorrichtungen insbesondere als endoskopische Bildgebungsvorrichtung. In dem Zusammenhang ist multispektrale und/oder hyperspektrale Bildgebung ein fundamentales Einsatzfeld beispielsweise zur Diagnostik sowie zur Beurteilung eines Erfolgs bzw. einer Qualität eines Eingriffs.
  • Daneben wird insbesondere im medizinischen Bildgebungsbereich Weißlichtbildgebung eingesetzt. Beobachtetes Gewebe wird mit Weißlicht beleuchtet, und mittels einer Kamera oder anderer Bilderfassungssensorik werden Bilder des Gewebes erzeugt, die dann einem Benutzer angezeigt werden können.
  • Ferner wird Fluoreszenzbildgebung eingesetzt, im Speziellen im medizinischen Bildgebungsbereich. Gewebe wird dabei gezielt in einem bestimmten Wellenlängenbereich beleuchtet, um gezielt in bestimmte Entitäten wie beispielsweise Gewebebereiche eingebrachte fluoreszierende Farbstoffmoleküle anzuregen. Das daraufhin emittierte Licht mit größerer Wellenlänge kann durch einen geeignet gewählten Filter beobachtet werden, mittels dessen Anregungslicht ausgeblendet werden kann.
  • Multimodale Bildgebungsvorrichtungen gestatten es, wahlweise Weißlichtbilder und/oder Multispektralbilder und/oder Fluoreszenzbilder und/oder Hyperspektralbilder aufzunehmen. Beispiele für derartige Bildgebungsvorrichtungen sind multimodale Endoskope und multimodale Exoskope. Zur Realisierung unterschiedlicher Modi können Beleuchtungsvorrichtungen erforderlich sein, die in unterschiedlichen Beleuchtungsmodi betreibbar sind, um bedarfsweise Beleuchtungslicht in unterschiedlichen Spektralbereichen zu erzeugen.
  • Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Beleuchtungslicht zuverlässig und effizient zu kombinieren, wobei insbesondere ein Spektrum des Beleuchtungslichts wenig verfälscht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Strahlkombinierer und eine Beleuchtungsvorrichtung, wie sie hierin beschrieben und in den Ansprüchen definiert sind.
  • Die vorliegende Erfindung sieht vor, einen Strahlkombinierer bereitzustellen. Der Strahlkombinierer umfasst einen ersten Spiegel, der einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, die gemeinsam eine erste Spiegelebene definieren, und einen zweiten Spiegel, der einen dritten Abschnitt und einen vierten Abschnitt umfasst, die gemeinsam eine zweite Spiegelebene definieren, wobei die erste Spiegelebene und die zweite Spiegelebene kreuzförmig angeordnet sind, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt voneinander beabstandet und auf gegenüberliegenden Seiten der zweiten Spiegelebene angeordnet sind, eine Halterung, die den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt an einer ersten Seite hält und einen Verbinder, der an einer von der ersten Seite verschiedenen zweiten Seite den ersten Abschnitt und zweiten Abschnitt derart mechanisch koppelt, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt an der zweiten Seite relativ zueinander unbeweglich sind.
  • Weiterhin sieht die vorliegende Erfindung vor, eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere eine Endoskopbeleuchtungsvorrichtung, bereitzustellen, umfassend zumindest einen erfindungsgemäßen Strahlkombinierer.
  • Durch den erfindungsgemäßen Strahlkombinierer kann Beleuchtungslicht mehrerer Leuchtelemente effizient, beispielsweise mit geringen Lichtverlusten, kombiniert und/oder in einen gemeinsamen optischen Pfad eingekoppelt werden. Die mechanische Stabilität der Spiegel und/oder Abschnitte zueinander bewirkt dabei eine hohe Wiederholbarkeit und/oder Zuverlässigkeit. Gemäß den obengenannten Merkmalen ist insbesondere ein Verkippen der Spiegel und/oder der Abschnitte zueinander zumindest maßgeblich reduziert. Dadurch wird das Spektrum des Beleuchtungslichts beim Einkoppeln in den gemeinsamen optischen Pfad wenig verfälscht. Weiterhin erlaubt ein derartiger Strahlkombinierer eine kompakte Bauweise des Strahlkombinierers selbst sowie der Beleuchtungsvorrichtung. Dies ist beispielsweise zum einen in der Fertigung und Montage (kosten)günstig und/oder einfach. Zum anderen können Lichtverluste durch einen kurzen optischen Pfad geringgehalten werden. Außerdem wird durch die obengenannten Merkmale die Gefahr reduziert, dass Spannungsbrüche der Spiegel auftreten. Schließlich ist es vorteilhaft, dass Beleuchtungslicht von zumindest drei Leuchtelementen in einen gemeinsamen optischen Pfad eingekoppelt werden kann. Dadurch kann der notwendige Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung geringgehalten werden.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass Beleuchtungsvorrichtungen mehrere Leuchtelemente umfassen können, die jeweils Beleuchtungslicht mit bestimmten spektralen Eigenschaften bereitstellen können, Beleuchtungslicht aber zweckmäßigerweise über nur einen optischen Pfad in beispielsweise ein Endoskop oder Exoskop eingekoppelt wird. Das Beleuchtungslicht der jeweiligen Leuchtelemente muss daher kombiniert beziehungsweise in einen gemeinsamen optischen Pfad eingekoppelt werden. Gleichzeitig sollten derartige Beleuchtungsvorrichtungen effizient, präzise, kompakt und/oder genau sein. Beispielsweise sollten Lichtverluste durch einen langen optischen Pfad geringgehalten werden und/oder Beleuchtungslicht mit zumindest nahezu unverfälschten spektralen Eigenschaften in den gemeinsamen optischen Pfad eingekoppelt werden. Dies wird durch die erfindungsgemäßen Merkmale bewerkstellig.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung kann zumindest zwei Leuchtelemente umfassen, wobei der Strahlkombinierer zwei unterschiedliche Eingangsseiten definiert, wobei die zwei Leuchtelemente an jeweils einer der Eingangsseiten angeordnet sind, und wobei der Strahlkombinierer dazu eingerichtet ist, Licht der Leuchtelemente in einen gemeinsamen optischen Pfad einzukoppeln.
  • Der Strahlkombinierer kann generell eine Baugruppe sein, die dazu eingerichtet ist, Beleuchtungslicht, die jeweils einen Strahlengang definieren, zu kombinieren. Dabei kann kombinieren insbesondere heißen, dass das Beleuchtungslicht in einen gemeinsamen optischen Pfad eingekoppelt wird. Beispielsweise umfasst der Strahlkombinierer drei Eingangsseiten und eine Ausgangsseite, wobei zwei Eingangsseiten gegenüber voneinander angeordnet sind. An den gegenüberliegenden Eingangsseiten können Leuchtelemente vorgesehen sein, mittels derer Beleuchtungslicht bereitgestellt wird. Durch den Strahlkombinierer kann das Beleuchtungslicht zumindest teilweise von den gegenüberliegenden Eingangsseiten zu der Ausgangsseite ablenkbar sein. Licht, das aus der Ausgangsseite heraustritt, kann in ein Endoskop oder Exoskop eingekoppelt werden und/oder einkoppelbar sein. Durch den Strahlkombinierer kann Licht der Eingangsseiten derart kombiniert werden, dass es kombiniert aus der Ausgangsseite auf dem gemeinsamen optischen Pfad heraustritt.
  • Der erste Spiegel und der zweite Spiegel können Elemente mit optischen Eigenschaften wie beispielsweise Reflektion und Transmission von Licht sein, die mit den spektralen Eigenschaften des Leuchtelement-spezifischen Beleuchtungslicht abgestimmt sind, die dem jeweiligen Spiegel zugeordnet sind.
  • Die Abschnitte können jeweils einen Teil des ersten oder zweiten Spiegels umfassen. Jeder Abschnitt kann beispielsweise 10 % bis 50 %, insbesondere 25 % bis 50 % und vorzugsweise 40 % bis 49 % des jeweiligen Spiegels umfassen, insbesondere Bezogen auf ein Volumen und/oder eine Fläche des Spiegels. Der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt weist vorzugsweise in einer Projektion auf seine Haupterstreckungsebene eine rechteckige und/oder quadratische Form auf. Die durch die Abschnitte definierten Spiegelebenen können Ebenen sein, bezüglich derer einfallendes Licht sowie dessen transmittierter und/oder reflektierter Spektralbereich symmetrisch ist. Die gemeinsam eine Spiegelebene definierenden Abschnitte können insbesondere zumindest im Wesentlichen dieselben optischen Eigenschaften aufweisen.
  • Kreuzförmig angeordnete Spiegelebenen kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass die erste Spiegelebene die zweite Spiegelebene schneidet, beziehungsweise die erste Spiegelebene und die zweite Spiegelebene gemeinsam einen Winkel einschließen. Der von den Spiegelebenen und eingeschlossene Winkel kann beispielsweise 45° bis 90°, insbesondere 75° bis 90° und bevorzugt 85° bis 90° betragen. In einigen Ausführungsformen bedeutet kreuzförmig zumindest im Wesentlichen rechtwinklig.
  • Die räumliche Beabstandung des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts voneinander bedeutet nicht zwangsläufig, dass der erste Spiegel mehrteilig ausgeführt ist. Gleichwohl kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, den ersten Spiegel zumindest zweiteilig auszuführen. Beispielsweise können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt derart voneinander beabstandet und auf gegenüberliegenden Seiten der zweiten Spiegelebene angeordnet sein, dass zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zumindest im Wesentlichen ein Teil des zweiten Spiegels angeordnet ist. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt können insbesondere zumindest einen Teil des zweiten Spiegels berühren, bzw. mechanisch kontaktieren. Es kann auch vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein weiterer Teil des ersten Spiegels vorgesehen ist. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass sich zwischen dem ersten Abschnitt dem zweiten Abschnitt kein Teil des ersten Spiegels oder des zweiten Spiegels angeordnet ist.
  • Die Halterung kann ein mechanisches Bauteil sein, das dazu eingerichtet ist, die mechanische Stabilität des Strahlkombinierers, insbesondere der Spiegel und/oder der Abschnitte zu erhöhen. Unter einer Halterung kann insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, durch die die Spiegel und/oder die Abschnitte in einer Position derart befestigt und/oder gehalten wird, dass die Spiegel und/oder die Abschnitte aus dieser Position wieder entfernbar und/oder bewegbar sind.
  • Ein erfindungsgemäßer Strahlkombinierer kann mehrere Seiten umfassen. Die erste Seite kann beispielsweise eine Seite sein, durch die sich die erste Spiegelebene und die zweite Spiegelebene erstreckt. Eine weitere Seite kann beispielsweise eine Seite sein, die der ersten Seite gegenüberliegt. Auch durch diese weitere Seite kann sich die erste Spiegelebene und die zweite Spiegelebene erstrecken. Noch weitere Seiten des Strahlkombinierers können durch Außenkanten der Spiegel definiert sein. Diese können beispielsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Seite ausgerichtet sein. Insbesondere können diese Seiten in einer der ersten und/oder zweiten Spiegelebene angeordnet sein.
  • Der Verbinder kann ein Element oder Bauteil sein, das dazu eingerichtet ist, die mechanische Stabilität des Strahlkombinierers, bzw. der Spiegel und/oder der Abschnitte, insbesondere des ersten Spiegels und/oder des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts zu erhöhen. Beispielsweise ist der Verbinder dazu eingerichtet, eine Relativbewegung des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts zueinander zumindest zu reduzieren. Das mechanische Koppeln des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass eine Bewegung des einen Abschnitts eine zumindest in Umfang und Richtung ähnliche Bewegung des anderen Abschnitts bewirkt. Dadurch sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt relativ zueinander unbeweglich. Unbeweglich ist in dem Zusammenhang mit der Funktion des ersten Spiegels zu verstehen. Unbeweglich kann bedeuten, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt relativ zueinander anwendungsspezifisch unbeweglich sind, bzw. derart zueinander unbeweglich sind, dass die Funktion des Spiegels zumindest im Wesentlichen gleichbleibend ist, der Spiegel also zuverlässig Licht reflektiert, ohne spektrale Eigenschaften des Lichts zumindest maßgeblich zu beeinflussen. Etwa eine Bewegung relativ zueinander, die durch thermische Ausdehnung des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts auftritt, kann trotz der Unbeweglichkeit möglich sein. Anders ausgedrückt können vernachlässigbare Relativbewegungen vom Begriff „unbeweglich“ umfasst sein.
  • Der Verbinder muss nicht zwangsläufig an der Seite vorgesehen sein, bezüglich derer der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt relativ zueinander unbeweglich sind. Vielmehr bedingt der Verbinder die Unbeweglichkeit an der zweiten Seite.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt. Dadurch kann die mechanische Stabilität, Sicherheit und/oder Zuverlässigkeit des Strahlkombinierers erhöht werden.
  • In einigen Ausführungsformen ist der zweite Spiegel einstückig. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass der zweite Spiegel inhärent stabil ist und kein Stabilisierungselement oder keine Stabilisierungsvorrichtung wie etwa einen Verbinder benötigt, damit ein zuverlässiger Strahlkombinierer bereitgestellt werden kann.
  • Zudem kann der Verbinder zumindest eine Nut umfassen, in welcher der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt zumindest teilweise aufgenommen ist. Die Nut weist vorzugsweise eine Länge auf, die zumindest so groß ist wie eine Länge einer Außenkante des entsprechenden in der Nut aufgenommenen Abschnitts. Dadurch wird eine besonders einfache Konstruktion und Montage und zuverlässige Funktion erreicht.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann der Verbinder zumindest eine weitere Nut umfassen, in welcher der dritte Abschnitt und/oder der vierte Abschnitt zumindest teilweise aufgenommen ist. Die weitere Nut weist vorzugsweise eine Länge auf, die zumindest so groß ist wie eine Länge einer Außenkante des entsprechenden in der Nut aufgenommenen Abschnitts. Auch durch dieses Merkmal wird eine besonders einfache Konstruktion und Montage und zuverlässige Funktion erreicht.
  • Weiterhin kann die zumindest eine Nut des Verbinders die zumindest eine weitere Nut des Verbinders kreuzen. Insbesondere kann das bedeuten, dass die Nuten des Verbinders innerhalb der ersten Spiegelebene und der zweiten Spiegelebene verlaufen, wobei Seitenwandungen der Nut parallel zur betreffenden Spiegelebene angeordnet sind. Gemäß einigen Ausführungsformen können erst Spiegel und der zweite Spiegel an der zweiten Seite bündig abschließen. Insbesondere dann ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Nut des Verbinders die zumindest eine weitere Nut des Verbinders kreuzt. Der Verbinder kann in einfacher Art und Weise auf den ersten Spiegel und den zweiten Spiegel gesteckt werden.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Verbinder dazu eingerichtet, Bewegungen des ersten Abschnitts und/oder des zweiten Abschnitts parallel zu der zweiten Spiegelebene zumindest einzuschränken und/oder zu verhindern. Gemäß diesem Merkmal sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt an der zweiten Seite nicht nur relativ zueinander unbeweglich, sondern sind auch relativ zu dem zweiten Spiegel in der Bewegung eingeschränkt. Beispielsweise kann dadurch ein gemeinsames Verkippen des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts zumindest eingeschränkt und/oder verhindert werden. Ein Verkippen würde die Funktion des ersten Spiegels zumindest beeinträchtigen. Dies könnte einen Strahlengang verändern, sodass Licht nicht mehr oder weniger effizient in den gemeinsamen optischen Pfad eingekoppelt wird, beispielsweise aufgrund einer veränderten Orientierung des Spiegels. Zudem könnte eine Funktion beeinträchtigt werden, die die spektralen Eigenschaften von Beleuchtungslicht betrifft, beispielsweise ein zumindest teilweises Umlenken von Beleuchtungslicht. Die spektralen Eigenschaften von Beleuchtungslicht könnten etwa verändert, bzw. verfälscht werden, wenn dieses in einem veränderten Winkel auf den Spiegel trifft. Daher ist es für einen besonders zuverlässigen, genauen und präzisen Strahlkombinierer vorteilhaft, das Verkippen des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts zumindest einzuschränken. Weiterhin können jedoch solche Bewegungen des ersten Abschnitts und/oder des zweiten Abschnitts parallel zu der zweiten Spiegelebene möglich sein, die die Funktion des Spiegels nicht beeinträchtigt. Etwa thermische Ausdehnungen der Abschnitte und/oder beispielsweise daraus resultierende Verzerrungen können gestattet sein. Insbesondere kann der Verbinder dazu eingerichtet sein, thermische Ausdehnungen zu berücksichtigen und/oder derart ausgebildet sein, Bewegungen des ersten Abschnitts und/oder des zweiten Abschnitts parallel zu der zweiten Spiegelebene zuzulassen, die die Funktion des ersten Spiegels nicht beeinträchtigen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Verbinder einstückig ausgebildet ist. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess. Ferner kann unter einstückig auch einteilig verstanden werden. Unter „einteilig“ soll insbesondere in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling. Dadurch können Herstellungskosten und der Montageaufwand verringert werden.
  • Zudem kann der Verbinder eine rechteckige, insbesondere quadratische, Grundform aufweisen. Eine rechteckige und/oder quadratische Grundform kann dabei umfassen, dass Ecken der Grundform abgerundet und/oder abgeschrägt sind. Dies kann insbesondere die mechanische Stabilität des Strahlkombinierers erhöhen. Weiterhin kann dies Vorteile bei der Montage und Fertigung mit sich bringen. Insbesondere eine quadratische Grundform, die symmetrisch ausgebildet ist, ist in der Fertigung und/oder Montage einfach und/oder günstig.
  • In einigen Ausführungsformen weist der Verbinder abgeschrägte und/oder abgerundete Ecken auf. Dies kann beispielsweise bei einem Einbau des Strahlkombinierers vorteilhaft sein. Weiterhin dadurch etwa eine formschlüssige oder teilformschlüssige Verbindung mit weiteren Bauteilen der Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen werden.
  • Ferner kann der Verbinder aus Kunststoff und/oder aus Gummi ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Verbinder ein Kunststoff-Gussteil sein und/oder durch ein additives Fertigungsverfahren gefertigt sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verbinder in lediglich einem, zwei oder drei Fertigungsschritten herstellbar ist.
  • Außerdem kann der Verbinder eine Dämpfungsfunktion haben. Eine Dämpfungsfunktion kann grundsätzlich bedeuten, dass Energie, insbesondere Bewegungsenergie, durch den Verbinder dissipiert wird. Beispielsweise können Schwingungen zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt gedämpft werden. Zudem können etwa Stöße und/oder Erschütterungen derart gedämpft werden, dass die Funktion des ersten Spiegelglases und/oder des zweiten Spiegelglases durch den Stoß und/oder die Erschütterungen nicht dauerhaft beeinträchtigt wird. Weiterhin können Vibrationen, die beispielsweise während des Betriebs der Beleuchtungsvorrichtung auftreten können, derart gedämpft werden, dass sich diese zumindest nur geringfügig auf den Strahlkombinierer übertragen. Die Dämpfungsfunktion kann also auch eine Entkoppelungsfunktion miteinschließen.
  • In einigen Ausführungsformen tragen der erste Spiegel und der zweite Spiegel gemeinsam den Verbinder. Anders ausgedrückt liegt und/oder sitzt der Verbinder dabei auf den Spiegeln auf. Dadurch kann die Bediensicherheit und Zuverlässigkeit des Strahlkombinierer weiter erhöht werden.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen ist der Verbinder einstückig mit dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ausgebildet. Insbesondere kann das bedeuten, dass der erste Spiegel einstückig ausgebildet ist. Zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt, die voneinander beabstandet und auf gegenüberliegenden Seiten der zweiten Spiegelebene angeordnet sind, kann sich zumindest teilweise der Verbinder erstrecken. Der Verbinder ist in einem solchen Fall aus demselben Material wie der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt vorgesehen. Dadurch kann eine besonders einfache Konstruktion und günstige Fertigung erreicht werden.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst die Halterung zumindest eine Nut, in welcher der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt zumindest teilweise aufgenommen ist. Eine Halterung mit einer Nut stellt eine besonders kostengünstige und/oder einfach zu fertigende Konstruktion einer Halterung dar. Die Tiefe der Nut kann insbesondere an die mechanischen Voraussetzungen des Strahlkombinierers angepasst werden. Beispielsweise kann ein größerer erster Spiegel eine tiefere Nut erforderlich machen.
  • Ferner umfasst die Halterung zumindest eine weitere Nut, in welcher der dritte Abschnitt und/oder der vierte Abschnitt zumindest teilweise aufgenommen ist. Auch dieses Merkmal stellt eine besonders kostengünstige und einfach zu fertigende Konstruktion einer Halterung dar. Die Tiefe der weiteren Nut kann insbesondere an die mechanischen Voraussetzungen des Strahlkombinierers angepasst werden. Beispielsweise kann ein größerer zweiter Spiegel eine tiefere weitere Nut erforderlich machen.
  • Zudem kann die zumindest eine Nut der Halterung die zumindest eine weitere Nut der Halterung kreuzen. Die beiden Nuten können gemeinsam eine Kreuznut ausbilden. Dies kann insbesondere bedeuten, dass zumindest eine der ersten Nut und weiteren Nut durchgehend ausgeführt ist, bzw. sich über zumindest die gesamte Länge des ersten und/oder zweiten Spiegels erstreckt. Vorteilhafterweise kann die Halterung zumindest bezüglich der ersten Nut und der weiteren Nut symmetrisch ausgebildet sein. Dadurch kann sich ergeben, dass es für einen Spiegel keine bevorzugte Einbaurichtung in die Halterung gibt.
  • Außerdem kann die Halterung eine kreuzförmige Grundfläche aufweisen. Insbesondere kann sich die Halterung zumindest teilweise entlang des ersten Spiegels und des zweiten Spiegels erstrecken. Dadurch kann sich etwa Materialersparnis, Gewichtsersparnis und/oder Vorteile beim Einbau in die Beleuchtungsvorrichtung erreicht werden.
  • In einigen Ausführungsformen weist die Halterung eine Länge und eine Breite auf, wobei der erste Spiegel und der zweite Spiegel eine Erstreckung aufweisen, die wenigstens 80 %, bevorzugt wenigstens 90 % und besonders bevorzugt wenigstens 95 % der Länge und/oder der Breite entsprechen. Dadurch kann die mechanische Stabilität weiter erhöht werden. Zudem können Schwingungen bzw. das Schwingungsverhalten des ersten Spiegels und/oder des zweiten Spiegels verbessert werden.
  • Zudem kann die Halterung Seitenführungen umfassen, die dazu eingerichtet sind, den ersten Spiegel und/oder den zweiten Spiegel seitlich zu halten. Dadurch kann die mechanische Stabilität und die Betriebssicherheit weiter erhöht werden. Die Seitenführungen können eine Länge aufweisen, wobei der erste Spiegel und der zweite Spiegel eine weitere Erstreckung aufweisen können, wobei die Länge der Seitenführungen 10 % bis 90 %, bevorzugt 15 % bis 70 % und besonders bevorzugt 25 % bis 40 % der weiteren Erstreckung entspricht.
  • Ferner können die Spiegel in den Seitenführungen Spiel haben. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass durch thermische Ausdehnung keine Spannungserhöhung des ersten und/oder zweiten Spiegels auftritt und/oder diese deformiert werden.
  • Außerdem können die Seitenführungen den ersten Spiegel und/oder den zweiten Spiegel an zwei gegenüberliegenden Seiten halten, die jeweils von der ersten Seite und der zweiten Seite verschieden sind. Das kann bedeuten, dass der erste Spiegel und/oder der zweite Spiegel insgesamt an zumindest drei Seiten gehalten wird. Vorteilhafterweise werden der erste Spiegel und/oder der zweite Spiegel in einem Randbereich gehalten. Der Randbereich kann ausgehend von einer der Seiten, insbesondere von einer der Spiegelfläche verschiedenen Seiten, jeweils beispielsweise maximal 10 % bis 15 % der Spiegelfläche betragen. Es können der erste Spiegel und/oder zweite Spiegel besonders zuverlässig und/oder sicher in einer gewünschten Position gehalten werden.
  • In einigen Ausführungsformen weisen die Seitenführungen jeweils zumindest eine Nut auf. Vorteilhafterweise können die Spiegel folglich unter geringem Aufwand und schnell in der Halterung angeordnet bzw. eingebaut werden. Die Spiegel können in die Halterung derart einschiebbar sein, dass ein Einschieben einen gehaltenen Zustand herstellt.
  • Weiterhin kann die Halterung zumindest eine Positionierungseinheit aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Vorzugsausrichtung und/oder eine Vorzugspositionierung der Halterung bei einem Einbau zu definieren. Insbesondere kann die Vorzugsausrichtung und/oder Vorzugspositionierung bedeuten, dass der erste Spiegel und/oder der zweite Spiegel entsprechend ihrer optischen Eigenschaften in eine vorhergesehene Anordnung und/oder Position angeordnet werden können. Beispielsweise können die optischen Eigenschaften des ersten Spiegels und des zweiten Spiegels verschieden sein. Durch die Vorzugsausrichtung und/oder Vorzugspositionierung können beispielsweise die optischen Eigenschaften des ersten Spiegels und des zweiten Spiegels unterschieden werden. Dies vereinfacht den Einbau und die Montage und erhöht die Bediensicherheit. Insbesondere kann die Positionierungseinheit Elemente umfassen, die asymmetrisch an der Halterung vorgesehen sind. Die Positioniereinheit von zumindest einem Elementgebildet sein, jedoch auch von zwei, drei oder mehr Elementen. Ein Element kann etwa ein Vorsprung, ein Überstand, eine Materialausnehmung und/oder ein Loch an der Halterung sein. Es können auch verschiedene solche Elemente von der Positionierungseinheit umfasst sein.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen weist die Positionierungseinheit zumindest eine Aufnahme für einen Positionierstift auf. Hierdurch kann mit geringem Aufwand eine Positionierungseinheit mit geringen Fertigungstoleranzen und damit großer Genauigkeit und Präzision vorgesehen werden.
  • Ferner kann die Halterung auf der ersten Seite eine Standfläche definieren. Ein derart ausgebildeter Strahlkombinierer ist eigenständig. Das heißt, ein solcher Strahlkombinierer ist zumindest nahezu beliebig bewegbar und kann beispielsweise in einen Strahlengang von Beleuchtungslicht geschoben und/oder gestellt werden. Zudem kann hierdurch der Strahlteiler bei einem Zusammenbau ohne Verwendung einer Montagehilfe aufgebaut werden.
  • Zudem kann der erste Spiegel und/oder der zweite Spiegel teildurchlässig sein. Das kann bedeuten, dass der erste Spiegel und/oder der zweite Spiegel Licht in einem oder mehreren Wellenlängenbereichen transmittiert und in zumindest einem anderen Wellenlängenbereich reflektiert und/oder absorbiert. Hierdurch lässt sich beispielsweise Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen kombinieren, weil bestimmte Spiegel jeweils einzukoppelndes Licht reflektieren und bereits eingekoppeltes Licht transmittieren können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Spiegel in einem schmalen Spektralband reflektiert, ansonsten aber transmittiert. In anderen Worten kann der Spiegel als eine Art Kerbfilter (notch filter) vorgesehen sein. Das schmale Spektralband kann vorzugsweise an ein von einem Spiegel zugeordneten Leuchtelement emittiertes Lichtspektrum angepasst sein. Trifft Beleuchtungslicht des zugeordneten Leuchtelements auf den Spiegel, wird dieses reflektiert, Beleuchtungslicht mit anderen Wellenlängen jedoch transmittiert. Es können Spiegel vorgesehen sein, die jeweils einem Leuchtelement zuordenbar sind, wobei die Leuchtelemente Beleuchtungslicht in unterschiedlichen Spektralbereichen emittieren. „schmales Spektralband“ kann eine spektrale Breite von höchstens 80 nm, insbesondere von höchstens 40 nm oder sogar von höchstens 20 nm bedeuten.
  • Die Leuchtelemente können einfarbige und/oder schmalbandig emittierende LEDs (Leuchtdioden) und/oder Laserdioden umfassen. Ferner kann zumindest eines der Leuchtelemente eine Weißlicht-LED oder eine andere Weißlichtquelle oder zumindest ein breitbandig emittierendes Leuchtelement sein. In einigen Ausführungsformen umfasst die Beleuchtungseinheit zumindest ein blaues Leuchtelement, zumindest ein rotes Leuchtelement, zumindest ein dunkelrotes Leuchtelement und zumindest ein Nah-IR-Leuchtelement (Nahinfrarot-Leuchtelement), insbesondere jeweils LEDs oder Laserdioden. Zusätzlich kann die Beleuchtungseinheit zumindest eine Weißlicht-LED oder eine andere Weißlichtquelle umfassen.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst zumindest einer der Spiegel eine Beschichtung, aufgrund derer der Spiegel für Licht eines Wellenlängenbereiches reflektierend und für Licht zumindest eines anderen Wellenlängenbereichs transmittierend ist. Das Vorsehen einer Beschichtung ist fertigungstechnisch einfach und mit geringen Kosten verbunden. Es lassen sich in kurzer Zeit Spiegel mit unterschiedlichen und/oder abgestimmten optischen Eigenschaften fertigen. Dabei können zumindest im Wesentlichen dieselben Ausgangsprodukte mit einer Beschichtung vorgesehen werden. Dies vereinfacht in weiterer Folge die Bearbeitung der Spiegel und den Einbau der Spiegel in die Halterung. Außerdem zeigen unterschiedliche Spiegel dann dennoch ein im Wesentlichen identisches thermisches Ausdehnungsverhalten.
  • Trifft beispielsweise Beleuchtungslicht mit einem Einfallswinkel in einem Nahbereich um 45° auf einen teildurchlässigen Spiegel, der Licht in einem schmalen Spektralband reflektiert, wird das Beleuchtungslicht in dem schmalen Spektralband entsprechend dem Einfallswinkel reflektiert. Der Spektralbereich des Beleuchtungslichts, der mit dem schmalen Spektralband des Spiegels im Wesentlichen übereinstimmt, kann also um beispielsweise 90° umgelenkt werden. Der übrige Spektralbereich wird jedoch zumindest weitgehend transmittiert. Insbesondere wird auch Beleuchtungslicht weiterer Leuchtelemente, die Licht in einem von dem schmalen Spektralband des Spiegels verschiedenen Spektralbereich emittieren, zumindest weitgehend transmittiert.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst in einigen Ausführungsformen zumindest zwei Leuchtelemente, wobei der Strahlkombinierer zwei unterschiedliche Eingangsseiten definiert, wobei die zwei Leuchtelemente an jeweils einer der Eingangsseiten angeordnet sind, und wobei der Strahlkombinierer dazu eingerichtet ist, Licht der Leuchtelemente in einen gemeinsamen optischen Pfad einzukoppeln. Die Beleuchtungsvorrichtung kann insbesondere zwei, drei, vier oder fünf Leuchtelemente umfassen.
  • Die Beleuchtungseinheit kann Leuchtelemente umfassen, deren Emissionsspektren gemeinsam zumindest einen Spektralbereich von 450 nm bis 850 nm abdecken.
  • Der Strahlkombinierer kann wenigstens drei Eingangsseiten umfassen, von denen sich zwei gegenüberliegen und von denen eine dritte einer Ausgangsseite gegenüberliegt. Die Ausgangsseite kann den gemeinsamen optischen Pfad definieren. Die Eingangsseiten und die Ausgangsseite können von den Seiten, insbesondere von der ersten Seite und von der zweiten Seite, des Strahlkombinierers verschieden sein. In einigen Ausführungsformen bilden die drei Eingangsseiten und die Ausgangsseite ein Rechteck und insbesondere ein Quadrat. Der erste Spiegel und der zweite Spiegel kann jeweils auf einer der Diagonalen des Rechtecks oder Quadrats liegen. Es kann ein Winkel von einem Nahbereich um 45° zwischen jeweils einem von der ersten Spiegelebene und der zweiten Spiegelebene und zumindest einer der Eingangsseiten vorgesehen sein.
  • Werden zwei Leuchtelemente gegenüberliegend voneinander angeordnet, kann ein Strahlkombinierer in dem optischen Pfad des Beleuchtungslichts der Leuchtelemente vorgesehen werden. Der Strahlkombinierer kann insbesondere äquidistant zwischen den zwei Leuchtelementen angeordnet werden. Dies kann bedeuten, dass der optische Weg von jedem der Leuchtelemente zu einem Mittelpunkt des Strahlkombinierers, bei dem sich beispielsweise die erste Spiegelebene die zweite Spiegelebene kreuzt, zumindest im Wesentlichen derselbe ist.
  • Die Leuchtelemente können Licht in unterschiedlichen Spektralbereichen emittieren. Der Strahlkombinierer kann zwei teildurchlässige Spiegel, die Beleuchtungslicht in einem schmalen Spektralbereich reflektieren, umfassen, die jeweils an den Spektralbereich eines der Leuchtelemente angepasst sind. Die Spiegel transmittieren zumindest weitgehend jeweils das Beleuchtungslicht des dem anderen Spiegel zugeordneten Leuchtelements. Weiterhin kann der Strahlkombinierer derart angeordnet sein, dass die Spiegel Beleuchtungslicht in einem schmalen Spektralbereich des ihnen zugeordneten Leuchtelements zumindest weitgehend um beispielsweise 90° umlenken. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Spiegel das Beleuchtungslicht in eine gemeinsame Richtung, bzw. zu einer gleichen Seite, insbesondere zu der Ausgangsseite, des Strahlkombinierers umlenken. Gemäß diesem Beispiel würde Beleuchtungslicht lediglich in den beiden schmalen Spektralbereichen, in denen jeweils einer der beiden Spiegel Beleuchtungslicht reflektiert, kombiniert, in den gemeinsamen optischen Pfad eingekoppelt und/oder von den gegenüberliegenden Eingangsseiten zu der Ausgangsseite des Strahlkombinierers umgelenkt.
  • Ferner kann die Beleuchtungsvorrichtung ein Gehäuse mit Deckel umfassen, wobei der Deckel eine Ausnehmung aufweist, in welcher der Verbinder des Strahlkombinierers zumindest teilweise aufgenommen ist. Vorteilhafterweise kann zum einen der Bauraum klein gehalten werden und/oder die mechanische Stabilität des Strahlkombinierers in einem montierten und/oder in der Beleuchtungsvorrichtung vorgesehenem Zustand erhöht werden.
  • Außerdem kann der Verbinder in der Ausnehmung Spiel haben. Der Verbinder kann zu zumindest einer Fläche der Ausnehmung Spiel haben. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Verbinder zu zumindest einer Fläche der Ausnehmung Spiel hat und in Kontakt mit zumindest einer Fläche der Ausnehmung steht. Die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit können hierdurch erhöht werden.
  • Zudem kann die Ausnehmung einen Boden aufweisen, wobei in einem montierten Zustand der Verbinder in einem Abstand zu dem Boden angeordnet ist. Insbesondere kann der Boden eine der Flächen der Ausnehmung sein. Der Abstand kann beispielsweise 0.1 mm bis 100 mm, insbesondere 0.5 mm bis 50 mm und bevorzugt 1 mm bis 10 mm betragen. Ein direkter Kontakt des Verbinders zu dem Boden könnte zu Einschränkungen der Funktion des Strahlkombinierers und/oder zu Beschädigungen bis hin zu Brüchen der Spiegel des Strahlkombinierers führen. Ist ein nominaler Abstand vorgesehen, können beispielsweise größere Fertigungstoleranzen vorgesehen werden, ohne dass sich diese Probleme ergeben.
  • Weiterhin kann zwischen dem Verbinder und dem Boden ein verformbarer Abstandshalter angeordnet sein. Insbesondere kann der verformbare Abstandshalter eine Dämpfungsfunktion haben. Beispielsweise kann durch den verformbaren Abstandshalter der Verbinder in seiner Beweglichkeit eingeschränkt werden. Zudem kann durch den verformbaren Abstandshalter verhindert werden, dass sich der Verbinder von dem Strahlkombinierer löst, sollten etwa Erschütterungen und/oder Vibrationen auf die Beleuchtungsvorrichtung einwirken. Insbesondere kann durch den verformbaren Abstandshalter über den Boden eine Druckkraft auf den Verbinder ausgeübt werden. Beispielsweise können so Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden.
  • Ferner kann die Beleuchtungseinrichtung einen weiteren Strahlkombinierer umfassen, wobei der Strahlkombinierer und der weitere Strahlkombinierer einen gemeinsamen optischen Pfad definieren.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Beleuchtungsvorrichtung zumindest zwei optisch hintereinander angeordnete Strahlkombinierer umfassen. Sind mehrere Strahlteiler vorhanden, können diese derart angeordnet sein, dass eine Ausgangsseite eines ersten Strahlteilers einer Eingangsseite eines zweiten Strahlteilers zugewandt ist. An der Eingangsseite eines bezüglich einer optischen Lichtschnittstelle entferntesten Strahlteilers kann ein Leuchtelement, insbesondere ein Weißlichtleuchtelement, angeordnet sein. Die optische Lichtschnittstelle kann dazu eingerichtet sein, Beleuchtungslicht, insbesondere das Beleuchtungslicht des gemeinsamen optischen Pfads, in ein Bildgebungsgerät, beispielsweise ein Endoskop und/oder Exoskop, einzukoppeln. Durch mehrere Strahlkombinierer lassen sich Spektralbänder des Beleuchtungslichts mehrerer Leuchtelemente kombinieren. Je Strahlkombinierer kann beispielsweise der Spektralbereich des Beleuchtungslichts zumindest zweier Leuchtelemente in den gemeinsamen optischen Pfad eingekoppelt werden.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Verbinder des Strahlkombinierers gemeinsam mit dem Verbinder des weiteren Strahlkombinierers einstückig ausgebildet. Dadurch kann die Kompaktheit der Beleuchtungsvorrichtung weiter gesteigert werden. Zudem kann die mechanische Stabilität und Zuverlässigkeit des Strahlkombinierers und des weiteren Strahlkombinierers erhöht werden. Der Einbau beider Verbinder ist zudem in einem Arbeitsschritt kombinierbar.
  • Schließlich kann vorgesehen sein, dass der Strahlkombinierer und/oder der weitere Strahlkombinierer einen Hohlraum des Gehäuses zumindest nahezu vollständig ausfüllt, insbesondere in einem mit den Leuchtelementen bestückten Zustand des Gehäuses. Insbesondere ist der Hohlraum ein Raum zwischen den Leuchtelementen des Strahlkombinierers. Der Strahlkombinierer und/oder der weitere Strahlkombinierer sind zur Anwendung, bzw. zum Einkoppeln von Beleuchtungslicht in einen gemeinsamen optischen Pfad in dem Hohlraum vorsehbar. Ein besonders effizienter Strahlkombinierer und/oder eine besonders effiziente Beleuchtungsvorrichtung kann bereitgestellt werden, wenn nahezu das gesamte von zumindest einer der Leuchtelemente emittierte Beleuchtungslicht durch zumindest den ersten Spiegel oder zweiten Spiegel einer der Strahlkombinierer tritt. Dadurch können Lichtverluste geringgehalten werden und/oder die Genauigkeit erhöht werden.
  • Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung kann Teil eines medizinischen Systems und/oder Teil einer Bildgebungsvorrichtung sein. Eine Bildgebungsvorrichtung kann beispielsweise eine endoskopische Bildgebungsvorrichtung, konkret eine Endoskopvorrichtung, sein. Alternativ könnte es sich bei der Bildgebungsvorrichtung um eine exoskopische, eine mikroskopische oder eine makroskopische Bildgebungsvorrichtung handeln. Insbesondere kann es sich bei der Bildgebungsvorrichtung um eine medizinische Bildgebungsvorrichtung handeln. Die Bildgebungsvorrichtung kann beispielsweise zu einer Untersuchung einer Kavität vorgesehen sein.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft beschrieben. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und im Rahmen der Ansprüche sinnvoll in Kombination verwenden.
  • Falls von einem bestimmten Objekt mehr als ein Exemplar vorhanden ist, ist ggf. nur eines davon in den Figuren und in der Beschreibung mit einem Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung dieses Exemplars kann entsprechend auf die anderen Exemplare von dem Objekt übertragen werden. Sind Objekte insbesondere mittels Zahlenwörtern, wie beispielsweise erstes, zweites, drittes Objekt etc. benannt, dienen diese der Benennung und/oder Zuordnung von Objekten. Demnach können beispielsweise ein erstes Objekt und ein drittes Objekt, jedoch kein zweites Objekt umfasst sein. Allerdings könnten anhand von Zahlenwörtern zusätzlich auch eine Anzahl und/oder eine Reihenfolge von Objekten ableitbar sein.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Bildgebungsvorrichtung mit einer Beleuchtungsvorrichtung;
    • 2 eine schematische Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung;
    • 3 schematische Transmissionskurven von Spiegeln der Beleuchtungsvorrichtung;
    • 4 eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Bildgebungsvorrichtung;
    • 5 eine perspektivische Darstellung eines Strahlkombinierers;
    • 6 eine schematische Darstellung in einer Draufsicht des Strahlkombinierers;
    • 7 eine schematische Darstellung in einer Draufsicht der Beleuchtungsvorrichtung 12 mit zwei Strahlkombinierern;
    • 8 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Strahlkombinierers;
    • 9 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Strahlkombinierers;
    • 10 eine Darstellung in einer Draufsicht der Beleuchtungsvorrichtung mitsamt einem Gehäuse und einem Deckel;
    • 11 eine Darstellung in einer Seitenansicht der Beleuchtungsvorrichtung mitsamt dem Gehäuse und dem Deckel;
    • 12 eine Darstellung in einer Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung mitsamt einem Gehäuse und einem Deckel;
    • 13 eine Darstellung in einer Seitenansicht der weiteren Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung mitsamt dem Gehäuse und dem Deckel;
    • 14 Draufsicht auf den Deckel der Beleuchtungsvorrichtung;
    • 15 Draufsicht auf den Deckel der weiteren Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung;
    • 16 weitere Ausführungsform eines Strahlkombinierers; und
    • 17 weitere Ausführungsform eines Strahlkombinierers.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bildgebungsvorrichtung 10. Im exemplarisch dargestellten Fall ist die Bildgebungsvorrichtung 10 eine endoskopische Bildgebungsvorrichtung, konkret eine Endoskopvorrichtung. Alternativ könnte es sich bei der Bildgebungsvorrichtung 10 um eine exoskopische, eine mikroskopische oder eine makroskopische Bildgebungsvorrichtung handeln. Die Bildgebungsvorrichtung 10 ist beispielhaft als medizinische Bildgebungsvorrichtung gezeigt. Die Bildgebungsvorrichtung 10 ist beispielsweise zu einer Untersuchung einer Kavität vorgesehen.
  • Die Bildgebungsvorrichtung 10 weist ein medizinisches Bildgebungsgerät 14 auf. Im dargestellten Fall handelt es sich hierbei um ein Endoskop.
  • Ferner umfasst die Bildgebungsvorrichtung 10 eine Beleuchtungsvorrichtung 12 mit einer optischen Schnittstelle 16 . Das Bildgebungsgerät 14 ist optisch an die optische Schnittstelle 16 anbindbar. Die optische Schnittstelle 16 kann Teil einer optischmechanischen Schnittstelle sein, die wahlweise lösbar und verbindbar ist. Das Beleuchtungsgerät 14 kann wahlweise von der Beleuchtungsvorrichtung 12 abkoppelbar sein. Die Beleuchtungsvorrichtung 12 ist dazu eingerichtet, Beleuchtungslicht an die optische Schnittstelle 16 zu liefern. Bei einer Bildgebung mittels des Bildgebungsgeräts 14 kann entsprechend die Beleuchtungsvorrichtung 12 das erforderliche Beleuchtungslicht bereitstellen, das zum Beleuchtungsgerät 14 geführt und von dort auf ein abzubildendes Objekt wie beispielsweise einen Situs ausgekoppelt wird.
  • Die Bildgebungsvorrichtung 10 umfasst im dargestellten Fall ferner eine Anzeigeeinheit, auf der Bilder angezeigt werden können, die auf Bilddaten beruhen, die mittels des Bildgebungsgeräts 14 erfasst wurden. Hierbei kann es sich um Videobilder, Standbilder, Überlagerungen unterschiedlicher Bilder, Teilbilder, Bildsequenzen etc. handeln.
  • Die Bildgebungsvorrichtung 10 ist multimodal. Exemplarisch ist die Bildgebungsvorrichtung in drei grundlegenden Modi betreibbar, einem Multispektralmodus, einem Fluoreszenzmodus und einem Weißlichtmodus. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Bildgebungsvorrichtung 10 zusätzlich oder alternativ zum Multispektralmodus in einem Hyperspektralmodus betreibbar ist.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 12 ist multimodal. Die Beleuchtungsvorrichtung 12 ist in unterschiedlichen Beleuchtungsmodi betreibbar, in denen sie Licht für unterschiedliche Bildgebungsmodi liefert. Vorliegend ist die Beleuchtungsvorrichtung 12 in drei grundlegenden Modi betreibbar, einem Multispektralmodus, einem Fluoreszenzmodus und einem Weißlichtmodus. Ebenso ist das Bildgebungsgerät 14 in unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar, konkret ebenfalls zumindest in einem Multispektralmodus, einem Fluoreszenzmodus und einem Weißlichtmodus. Im entsprechenden Betriebsmodus der Bildgebungsvorrichtung 10 werden die Modi der Beleuchtungsvorrichtung 12 aufeinander abgestimmt.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung 12. Die Beleuchtungsvorrichtung 12 umfasst mehrere unabhängig voneinander aktivierbare Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28. Diese sind dazu eingerichtet, Licht gemäß unterschiedlichen Emissionsspektren zu emittieren, um Beleuchtungslicht zu liefern, d. h. das jeweilige Emissionsspektrum unterscheidet sich von Leuchtelement zu Leuchtelement.
  • Beispielhaft sind die Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 als LEDs ausgebildet. Konkret ist ein erstes Leuchtelement 20 als rote LED, ein zweites Leuchtelement 22 als dunkelrote LED, ein drittes Leuchtelement 24 als blaue LED und ein viertes Leuchtelement 26 als Nah-IR-LED ausgebildet. Die farbigen Leuchtelemente 20, 22, 24, 26 emittieren jeweils schmalbandig, beispielsweise mit Emissionspeak etwa bei den Wellenlängen 660 nm (erstes Leuchtelement 20), 770 nm (zweites Leuchtelement 22), 460 nm (drittes Leuchtelement 24) und 940 nm (viertes Leuchtelement 26).
  • Ferner ist ein fünftes Leuchtelement 28 vorgesehen, das vorliegend ein Weißlichtleuchtelement ist, etwa eine Weißlicht-LED. Das fünfte Leuchtelement 28 emittiert beispielsweise in einem Spektralbereich von etwa 400 bis 700 nm. In anderen Ausführungsformen können auch Laserdioden verwendet werden, insbesondere als farbige Leuchtelemente.
  • Alternativ kann als fünftes Leuchtelement 28 ein Leuchtelement vorgesehen sein, das Beleuchtungslicht in einem Teil des Spektralbereichs von 400 nm bis 700 nm, insbesondere in einem schmalbandigen Teil des Spektralbereichs, emittiert.
  • Je nach Beleuchtungsmodus werden einige der Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 zumindest zeitweise aktiviert, wohingegen ggf. andere Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 in dem betreffenden Beleuchtungsmodus nicht verwendet werden.
  • Vorliegend umfasst eine erste Gruppe erste Leuchtelement 20 und das vierte Leuchtelement 26. Die erste Gruppe kann zusätzlich das Leuchtelement 22 und/oder das Leuchtelement 24 umfassen. Die erste Gruppe wird zur Multispektralbildgebung verwendet, wobei die enthaltenen Leuchtelemente 20, 26 sowie ggf. 22 und 24 jeweils als Stützstelle dienen. Im Multispektralmodus wird beispielsweise zunächst mit dem ersten Leuchtelement 20 beleuchtet und ein Bild aufgenommen. Anschließend wird mit dem vierten Leuchtelement 26 beleuchtet und ein Bild aufgenommen. Die Bilder beruhen jeweils auf Remission, d. h. es wird das vom abzubildenden Objekt zurückgestreute Licht betrachtet. Durch die beiden unterschiedlichen Stützstellen kann spektrale Information über das abzubildende Objekt gewonnen werden. Beispielsweise können hierdurch bestimmte Gewebearten, ein Perfusionszustand, eine Gewebebeschaffenheit oder dergleichen beurteilt werden.
  • Ferner umfasst eine zweite Gruppe das erste Leuchtelement 20, das zweite Leuchtelement 22 und das dritte Leuchtelement 24. Die zweite Gruppe wird zur Beleuchtung bei Fluoreszenzbildgebung verwendet. Hierbei können zum Beispiel gezielt mit geeignet gewählten Farbstoffen eingefärbte Objekte betrachtet werden.
  • Auch können unterschiedliche Farbstoffe in unterschiedliche Gewebearten oder dergleichen eingebracht werden, die gleichzeitig betrachtet werden. Durch gezielte Anregung eines bestimmten Farbstoffs wird dieser zur Fluoreszenz angeregt. Abgebildet wird dann das Fluoreszenzlicht. Das erste Leuchtelement 20 ist beispielsweise dazu geeignet, den Farbstoff Cyanin 5.5 (Cy 5.5) anzuregen. Das zweite Leuchtelement 22 ist dazu geeignet, den Farbstoff Indocyaningrün (ICG) anzuregen. Das dritte Leuchtelement 24 ist dazu geeignet, den Farbstoff Fluoreszin anzuregen.
  • Des Weiteren umfasst eine dritte Gruppe das fünfte Leuchtelement 28. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die dritte Gruppe zudem das erste Leuchtelement 20 und das dritte Leuchtelement 24. Die dritte Gruppe dient dazu, Beleuchtungslicht für Weißlichtbildgebung bereitzustellen. Hierfür kann Weißlicht des fünften Leuchtelements 28 mit Licht bestimmter farbiger Leuchtelemente gemischt werden, wodurch spektrale Verluste ausgeglichen und/oder eine Farbtemperatur gezielt eingestellt werden kann.
  • Erkennbar sind einige der Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 mehreren Gruppen zugeordnet, beispielhaft das erste Leuchtelement 20 allen drei Gruppen sowie das dritte Leuchtelement 24 und ggf. auch das zweite Leuchtelement 22 der zweiten und der dritten Gruppe.
  • Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass einige oder sämtliche der Leuchtelement 20, 22, 24, 26, 28 in einem Hyperspektralmodus eingesetzt werden. Es wird dann ein breites Anregungsspektrum erzeugt. In Kombination mit einem geeigneten Hyperspektraldetektor kann dann über das gesamte sichtbare und Nah-IR-Spektrum spektrale Information bzgl. des abzubildenden Objekt erfasst werden. Das Bildgebungsgeräts 14 kann zu diesem Zweck eine Pushbroom-Anordnung als Hyperspektraldetektor umfassen. In anderen Ausführungsformen wird eine Whiskbroom-Anordnung, eine Staring-Anordnung und/oder eine Schnappschuss-Anordnung verwendet. Das Bildgebungsgerät 14 kann ein hyperspektrales Bildgebungsgerät sein. Bezüglich unterschiedlicher Methoden einer hyperspektralen Bildgebung sowie hierfür erforderlicher Komponenten wird auf den Fachartikel „Review of spectral imaging technology in biomedical engineering: achievements and challenges" von Quingli Li et al. Erschienen in Journal of Biomedical Optics 18(10), 100901, Oktober 2013, sowie auf den Fachartikel „Medical hyperspectral imaging: a review" von Guolan Lu und Baowei Fei, erschienen in Journal of Biomedical Optics 19(1), 010901, Januar 2014, verwiesen.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 12 umfasst zwei Strahlkombinierer 30, 32. In dem Zusammenhang mit den 1 bis wird die Funktion der Strahlkombinierer 30, 32 allgemein beschrieben. Ausführungsformen der Strahlkombinierer werden in darauffolgenden Figuren näher beschrieben. Es versteht sich, dass die Strahlkombinierer 30, 32 durch die in weiterer Folge beschriebenen Strahlkombinierer ersetzt werden können. Die Strahlkombinierer 30, 32 umfassen jeweils eine Ausgangsseite 42, 44, jeweils eine der Ausgangsseite 42, 44 gegenüberliegende Eingangsseite 37, 41 und jeweils zwei einander gegenüberliegende Eingangsseiten 34, 36, 38, 40. Sämtliche Eingangsseiten 34, 36, 37, 38, 40, 41 führen einfallendes Beleuchtungslicht zumindest teilweise zur entsprechenden Ausgangsseite 42, 44. Die Ausgangsseite 42 eines ersten Strahlkombinierers 30 ist eine Eingangsseite 41 des zweiten Strahlkombinierers 32 zugewandt. Die Ausgangsseite 44 des zweiten Strahlkombinierers 32 ist der optischen Schnittstelle 16 zugewandt. Die beiden Strahlkombinierer 30, 32 sind vorzugsweise zueinander und/oder zur optischen Schnittstelle koaxial angeordnet.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 12 kann geeignete optische Elemente wie Linsen und/oder nicht dargestellte Spiegel umfassen. Exemplarisch sind in 2 mehrere Linsen 78, 80, 82, 84, 86, 88 dargestellt. Eine Linse 78 ist etwa der optischen Schnittstelle 16 zugeordnet und koppelt von der Ausgangsseite 44 des zweiten Strahlkombinierers 32 kommendes Licht in die optische Schnittstelle 16 ein. Ferner kann jedem der Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 jeweils eine Linse 80, 82, 84, 86, 88 zugeordnet sein. Ein besonders hoher Grad an Kompaktheit kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 jeweils ohne zwischengeordneten Spiegel an Eingangsseiten 34, 36, 37, 38, 40 des zumindest einen Strahlkombinierers 30, 32 angeordnet sind. Die Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 können dann sehr nah an den zumindest einen gekreuzten Strahlteiler 30, 32 herangerückt werden.
  • Die Strahlkombinierers 30, 32 umfassen jeweils zwei Spiegel 90, 92, 94, 96. Diese können grundsätzlich teildurchlässig sein, sodass Beleuchtungslicht von allen Eingangsseiten 34, 36, 37, 38, 40, 41 zur jeweiligen Ausgangsseite 42, 44 umgelenkt wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Spiegel 90, 92, 94, 96 selektiv lichtdurchlässig. Dies ist mit weiterer Bezugnahme auf 3 veranschaulicht. Die Spiegel 90, 92, 94, 96 können Filter sein, die lediglich in einem definierten Bereich reflektieren, ansonsten aber eine hohe Transmission aufweisen. In 3 sind Transmissionskurven 98, 100, 102, 104 der Spiegel 90, 92, 94, 96 der beiden Strahlkombinierer 30, 32 dargestellt. Jedem der farbigen Leuchtelemente 20, 22, 24, 26 bzw. jeder der gegenüberliegenden Eingangsseiten 34, 36, 38, 40 ist einer der Spiegel 90, 92, 94, 96 zugeordnet. Die Spiegel 90, 92, 94, 96 sind dabei derart gewählt, dass diese jeweils in demjenigen Wellenlängenbereich reflektieren, in dem das zugeordnete Leuchtelement 20, 22, 24, 26 emittiert, daneben aber weitgehend transmittieren. Hierfür können im mittleren Wellenlängenbereich Kerbfilter verwendet werden, die beispielhaft die Transmissionsspektren 100 und 102 aufweisen können. An spektralen Rändern können anstelle von Kerbfiltern auch Hochpass- oder Tiefpass-Filter verwendet werden, vgl. Transmissionsspektren 98 und 104.
  • Aufgrund der spezifischen Transmissionsspektren 98, 100, 102, 104 der Strahlkombinierer 30, 32 wird Beleuchtungslicht des fünften Leuchtelements 28 spektral beschnitten. Es kann daher zweckmäßig sein, das durch die Strahlkombinierer 30, 32 geblockte Beleuchtungslicht gezielt mittels der Leuchtelemente 20 und 24, ggf. auch 22 und/oder 26 zu ergänzen. Hierdurch kann Beleuchtungslicht speziell in denjenigen Spektralbereichen ergänzt werden, in denen die Strahlkombinierer 30, 32 Beleuchtungslicht des fünften Leuchtelements 28 absorbieren und/oder reflektieren, jedenfalls aber nicht zur optischen Schnittstelle 16 transmittieren. Die ergänzend eingesetzten Leuchtelemente 20, 24 und ggf. 22 werden dabei vorzugsweise mit verringerter Leistung bzw. mit angepasster Leistung betrieben. Hierbei kann darauf abgezielt werden, das ursprüngliche Spektrum des fünften Leuchtelements 28 zumindest weitgehend wiederherzustellen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das fünfte Leuchtelement 28 alternativ ein grünes Leuchtelement sein, bzw. allgemein ausgedrückt ein farbiges Leuchtelement, das vorrangig in demjenigen Spektralbereich emittiert, den der zumindest eine Strahlkombinierer30, 32 transmittiert. Beispielsweise kann das fünfte Leuchtelement 26 in solchen Ausführungsformen eine LED mit einem Emissionspeak bei etwa 530 nm sein. Infrage kommt hierfür auch eine grüne Laserdiode. Dabei kann vorgesehen sein, dass im Weißlichtmodus eine Farbmischung erfolgt und insbesondere keine individuelle Weißlichtquelle wie eine Weißlicht-LED zum Einsatz kommt, sondern Weißlicht aus separaten Leuchtelementen gezielt gemischt wird.
  • Es versteht sich, dass im Fall geeigneter Farbstoffe ein solches grünes Leuchtelement ebenfalls im Fluoreszenzmodus verwendbar sein kann. Alternativ oder zusätzlich könnte es im Multispektralmodus verwendbar sein.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 12 definiert einen gemeinsamen optischen Pfad 54, in den emittiertes Licht der Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 einkoppelbar ist. Der gemeinsame optische Pfad 54 erstreckt sich ausgehend von der Ausgangsseite 44 des zweiten Strahlkombinierers 32 zur optischen Schnittstelle 16. Der gemeinsame optische Pfad 54 ist vorliegend koaxial mit dem fünften Leuchtelement 26 angeordnet.
  • In der gezeigten Ausführungsform sind die Leuchtelemente 20, 26 der ersten Gruppe derart angeordnet, dass von den Leuchtelementen 20, 26 emittiertes Beleuchtungslicht ausgehend vom jeweiligen Leuchtelement 20, 26 bis zur optischen Schnittstelle 16 jeweils einen zumindest im Wesentlichen gleich langen Lichtweg durchläuft. Die Leuchtelemente 20, 26 der ersten Gruppe weisen jeweils eine lichtemittierende Fläche 56, 58 auf. Die lichtemittierenden Flächen 56, 62 sind bezüglich des gemeinsamen optischen Pfads 54 äquidistant angeordnet. Dies ist vorliegend dadurch erreicht, dass die beiden Leuchtelemente 20, 26 im gleichen Abstand von dem ihnen zugeordneten Strahlkombinierer 32 (vorliegend exemplarisch der zweite Strahlkombinierer 32), im Speziellen von dessen gegenüberliegenden Eingangsseiten 38, 40, angeordnet sind. Das Licht wird dabei vom Strahlkombinierer 32 in den gemeinsamen optischen Pfad 54 eingekoppelt.
  • Die Strahlkombinierer30, 32 sind insbesondere derart angeordnet, dass lichtemittierende Flächen 56, 58, 60, 62, 64 der Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 jeweils bezüglich ihres zugeordneten Strahlkombinierers 30, 32 äquidistant angeordnet sind.
  • Durch die Verwendung Strahlkombinierer 30, 32 und für unterschiedliche Modi gemeinsam verwendbarer Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 weist die Beleuchtungsvorrichtung 12 einen hohen Grad an Kompaktheit auf. Zudem kann durch die äquidistante Anordnung erreicht werden, dass keine spektralen Verschiebungen auftreten, wenn das Bildgebungsgerät 14 bzw. dessen Lichtleiter relativ zu der optischen Schnittstelle 16 verdreht wird.
  • Es versteht sich, dass eine andere Anzahl von Leuchtelementen 20, 22, 24, 26, 28 und/oder eine andere Anzahl Strahlkombinierer 30, 32 verwendet werden kann.
  • 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Bildgebungsvorrichtung 10'. Die Bezugszeichen dieser Ausführungsform sind zur Unterscheidung mit Hochkommata versehen. Die Bildgebungsvorrichtung 10' ist in dieser Ausführungsform als exoskopische Bildgebungsvorrichtung ausgebildet. Sie umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung 12' und ein Bildgebungsgerät 14'. Deren grundlegende Funktionsweise entspricht der oben beschriebenen, allerdings ist das Bildgebungsgerät 14' in dieser Ausführungsform als Exoskop ausgebildet.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen von Strahlkombinierern genauer beschrieben. Diese können grundsätzlich die gleiche Funktionsweise zumindest bezüglich der Lichtumlenkung der Strahlkombinierer 30, 32 aufweisen und daher an derer statt in der Beleuchtungsvorrichtung 12, 12' vorgesehen sein.
  • Bezugnehmend auf 5 und 6 wird nun eine Ausführungsform eines Strahlkombinierers 200 genauer beschrieben. 5 zeigt einen Strahlkombinierer 200 umfassend einen ersten Spiegel 202, einen zweiten Spiegel 210, eine Halterung 218 und einen Verbinder 222. Der erste Spiegel 202 umfasst wiederum einem ersten Abschnitt 204 und einem zweiten Abschnitt 206, die gemeinsam eine erste Spiegelebene 208 definieren (siehe auch 6). Der zweite Spiegel 210 umfasst einen dritten Abschnitt 212 und vierten Abschnitt 214, die gemeinsam eine zweite Spiegelebene 216 definieren (siehe auch 6). Der erste Spiegel 202 und der zweite Spiegel 210 sind in bereits beschriebene Art und Weise Teil durchlässig. Dies ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch erreicht, dass der erste Spiegel 202 und der zweite Spiegel 210 eine Beschichtung umfassen.
  • Der erste Spiegel 202 und der zweite Spiegel 210 erstrecken sich in eine horizontale Richtung und in eine vertikale Richtung. Die jeweiligen Kanten der Spiegel 202, 210 definieren eine Seite des Strahlkombinierers 200, wobei die Kanten der Spiegel 202, 210 in vertikaler Richtung gemeinsam eine Seite des Strahlkombinierer 200 definieren. Im dargestellten Fall definieren die Unterkanten 219 des ersten Spiegels 202 und des zweiten Spiegels 210 eine erste Seite 220 des Strahlkombinierer 200. Der ersten Seite 220 gegenüberliegend ist wird eine zweite Seite 224 durch die Oberkanten 221 der Spiegel 202, 210 definiert. Der erste Spiegel 202 und der zweite Spiegel 210 definieren in der horizontalen Richtung weitere sich gegenüberliegende Seiten 238a, 238b, die von der ersten Seite 220 und von der zweiten Seite 224 verschieden sind. Es versteht sich, dass jeweils der erste Spiegel 202 und der zweite Spiegel 210 sich gegenüberliegende Seiten 238a, 238b definiert.
  • Wie in 6 ersichtlich, ist der zweite Spiegel 210 einstückig ausgebildet. Der erste Spiegel 202 hingegen ist zweiteilig ausgebildet, wobei jeweils der erste Abschnitt 204 und der zweite Abschnitt 206 einen Teil des ersten Spiegels 202 definieren. Der erste Abschnitt 204 und der zweite Abschnitt 206 sind voneinander beabstandet und auf gegenüberliegenden Seiten der zweiten Spiegelebene 216 angeordnet, wobei sie zumindest teilweise mit dem zweiten Spiegel 210 in Kontakt stehen.
  • Weiterhin ist ersichtlich, dass die erste Spiegelebene 208 und die zweite Spiegelebene 216 in einer räumlichen Erstreckungsrichtung parallel zueinander angeordnet sind und in einer dazu senkrechten weiteren Erstreckungsrichtung rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Es ist nicht zwangsläufig notwendig, dass die erste Spiegelebene 208 und die zweite Spiegelebene 216 in der weiteren Erstreckungsrichtung exakt rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Zum einen können geringfügige Abweichungen, etwa in einem Bereich von bis zu 10°, von der Rechtwinkligkeit aufgrund von beispielsweise Fertigungstoleranzen toleriert sein. Zum anderen kann es in nicht weiter dargestellten Ausführungsformen vorteilhaft sein, eine kreuzförmige Anordnung der ersten Spiegelebene 208 und der zweiten Spiegelebene 216 mit einem beliebigen Winkel zwischen 1° und 90° vorzusehen. Ein Kreuzungswinkel kann je nach Anordnung und Ausgestaltung verwendeter Leuchtelemente geeignet gewählt werden.
  • Die Halterung 218 hat eine Grundfläche 234, deren Ausbildung der Anordnung des ersten Spiegels 202 und des zweiten Spiegels 210 nachempfunden ist. Das heißt, die Grundfläche 234 erstreckt sich im Wesentlichen entlang des ersten Spiegels 202 und des zweiten Spiegels 210. Weiterhin ist ersichtlich, dass sich die Grundfläche 234 über die horizontalen Enden des ersten Spiegels 202 und des zweiten Spiegels 210 hinaus erstreckt. Außerdem definiert die Halterung 218 auf der ersten Seite 220 eine Standfläche 246. Der Strahlkombinierer 200 erstreckt sich in vertikaler Richtung von der Standfläche 246 und/oder ist mittels der Standfläche 246 aufgestellt.
  • Die Halterung 218 umfasst zudem eine Positionierungseinheit 242, umfassend drei Aufnahmen 244 für Positionierstifte 245, welche beispielsweise in 11 dargestellt sind. Die Aufnahmen 244 sind asymmetrisch angeordnet, um einen Einbau des Strahlkombinierers 200 in einer Vorzugsausrichtung und/oder einer Vorzugspositionierung zu gewährleisten.
  • Die Halterung 218 umfasst eine Nut 230 und eine weitere Nut 232, die jeweils zumindest im Wesentlichen dieselbe horizontale Erstreckung wie die Spiegel 202, 210 haben. Weiterhin sind die Nut 230 und die Nut 232 entlang der horizontalen Erstreckung der Spiegel 202, 210 durchgehend vorgesehen. Zudem kreuzt die Nut 230 die Nut 232. Die Nut 230 nimmt den ersten Abschnitt 204 und den zweiten Abschnitt 206 auf, und die Nut 232 nimmt den dritten Abschnitt 212 und den vierten Abschnitt 214 auf.
  • Weiterhin umfasst die Halterung 218 Seitenführungen 236, die dazu eingerichtet sind den ersten Spiegel 202 und den zweiten Spiegel 210 seitlich zu halten. Das Halten wird insbesondere dadurch erreicht, dass an den Seitenführungen 236 Nuten 240 vorgesehen sind. Die Spiegel 202, 210 sind in horizontaler Richtung teilweise durch die Nuten 240 aufgenommen. Die Seitenführungen 236 sind an den jeweils zwei gegenüberliegenden Seiten 238a, 238b vorgesehen und/oder halten den ersten Spiegel 202 und den zweiten Spiegel 210 an jeweils den zwei gegenüberliegenden Seiten 238a, 238b. Die Spiegel 202, 210 haben zudem in den Seitenführungen 236 Spiel. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um den Spiegeln 202, 210 Platz zur räumlichen Ausdehnung zu lassen. Dies kann beispielsweise notwendig sein, wenn sich die Spiegel 202, 210 im Betrieb aufwärmen bzw. ausdehnen.
  • An der zweiten Seite 224 des Strahlkombinierers 200 ist der Verbinder 222 angeordnet. Der Verbinder 222 wird gemeinsam von dem ersten Spiegel 202 und dem zweiten Spiegel 210 getragen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verbinder 222 einstückig und aus Kunststoff ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist der Verbinder aus Gummi ausgebildet, beispielsweise um eine Dämpfungsfunktion des Verbinders zu beeinflussen. Insbesondere in 6 ist ersichtlich, dass der Verbinder 222 grundsätzlich eine quadratische Grundform hat, wobei die Ecken abgeschrägt sind. Die Grundform des Verbinders 222 ist in 6 durch eine gepunktete Linie angedeutet. Die Ecken des Verbinders 222 sind derart abgeschrägt, dass ein regelmäßiges Oktogon ausgebildet wird. D. h., dass die Seitenkanten des Verbinders zumindest im Wesentlichen gleich lang sind. Der Verbinder 222 erstreckt sich über etwa ein Drittel der horizontalen Erstreckung des ersten Spiegels 202 und zweiten Spiegels 210, wobei der Verbinder 222 zumindest im Wesentlichen zentral auf dem Strahlkombinierer 200 vorgesehen ist. Mit zentral ist insbesondere gemeint, dass ein Mittelpunkt des Verbinders 222 zumindest im Wesentlichen auf einem Mittelpunkt des Strahlkombinierers 200 liegt. In 10 ist eine weitere Ausführungsform eines Verbinders 222' mit abgerundeten Ecken gezeigt. Weiterhin hat der Verbinder 222, 222' eine Dämpfungsfunktion. Wieder bezugnehmend auf 5 und 6 ist zu sehen, dass der Verbinder 222 eine Nut 226 umfasst, in der der erste Abschnitt 204 und der zweite Abschnitt 206 teilweise aufgenommen ist, und eine weitere Nut 228 umfasst, in der der dritte Abschnitt 212 und der vierte Abschnitt 214 teilweise aufgenommen ist. Die Nut 226 kreuzt die weitere Nut 228. Zum einen koppelt der Verbinder den ersten Abschnitt 204 und den zweiten Abschnitt 206 an der zweiten Seite 224 mechanisch derart, dass der erste Abschnitt 204 und der zweite Abschnitt 206 an der zweiten Seite 224 relativ zueinander unbeweglich sind. Zum anderen ist der Verbinder dazu eingerichtet, Bewegungen des ersten Abschnitts 204 und des zweiten Abschnitts 206 parallel zu der zweiten Spiegelebene 216 zumindest einzuschränken.
  • Der Strahlkombinierer 200 definiert eine Ausgangsseite 249, zwei unterschiedliche Eingangsseiten 250a, 250b und eine weitere Eingangsseite 251. Die zwei unterschiedliche Eingangsseiten 250a, 250b liegen einander gegenüber und die Ausgangsseite 249 liegt der weiteren Eingangsseite 251 gegenüber. Aus der Ausgangsseite 249 tritt ein gemeinsamer optischer Pfad 54 aus. Die Seitenkanten der Grundform des Verbinders 222 sind jeweils parallel zu einer der Eingangsseiten 250a, 250b, 251 und/oder der Ausgangsseite 249 angeordnet. Die Grundfläche 234 der Halterung 218 bildet einen zentralen Abschnitt aus, der im Wesentlichen quadratisch ist. Die Seitenkanten des zentralen quadratischen Abschnitts der Grundfläche 234 sind parallel zu den Seitenkanten des Verbinders 222 angeordnet und damit ebenfalls parallel zu einer der Eingangsseiten 250a, 250b, 251 und/oder der Ausgangsseite 249 angeordnet. Der zentrale quadratische Abschnitt der Grundfläche 234 weist in einer horizontalen Ebene eine größere Fläche auf als der Verbinder 222. Anders gesagt, haben die Seitenkanten des Verbinders 222 eine Erstreckung, die beispielsweise 70 % bis 90 % einer Erstreckung der Seitenkanten des zentralen quadratischen Abschnitts der Grundfläche 234 entspricht.
  • Der Strahlkombinierer 200 ist dazu eingerichtet, Licht von Leuchtelementen 248, die beispielsweise in 7 dargestellt sind, in den gemeinsamen optischen Pfad 54 einzukoppeln. Die Eingangsseiten 250a, 250b, 251 und die Ausgangsseite 249 schließen jeweils einen Winkel von 45° mit je einer der Spiegelebenen 208, 216 ein.
  • 7 zeigt den Strahlkombinierer 200 beispielhaft eingebaut in eine ohne Gehäuse dargestellte Beleuchtungsvorrichtung 12. An den zwei unterschiedlichen Eingangsseiten 250a, 250b ist jeweils ein Leuchtelement 248 angeordnet. Die Eingangsseiten 250a, 250b liegend gegenüber voneinander. Beleuchtungslicht der Leuchtelemente 248 wird durch den Strahlkombinierer 200 in den gemeinsamen optischen Pfad 54 eingekoppelt. Der gemeinsame optische Pfad 54 tritt aus der Ausgangsseite 249 aus dem Strahlkombinierer 200 aus. Der weiteren Eingangsseite 251 des Strahlkombinierers 200 zugewandt ist eine Ausgangsseite 249 eines weiteren Strahlkombinierers 262 angeordnet. Der weitere Strahlkombinierer 262 ist im Wesentlichen baugleich mit dem Strahlkombinierer 200, weshalb dieselben Bezugszeichen für Merkmale des weiteren Strahlkombinierers 262 verwendet werden. Der Unterschied zwischen dem Strahlkombinierer 200 und dem weiteren Strahlkombinierer 262 sind die optischen Eigenschaften der Spiegel 202, 210. Es versteht sich, dass nicht zwangsläufig ein weiterer Strahlkombinierer 262 vorgesehen sein muss. Weiterhin können auch mehr als zwei Strahlkombinierer 200, beispielsweise drei oder vier Strahlkombinierer 200, vorgesehen sein. Hierdurch kann Licht einer kleineren oder größeren Anzahl von Leuchtelementen kombiniert werden. Ebenfalls an zwei unterschiedlichen Eingangsseiten 250a, 250b des weiteren Strahlkombinierers 262 sind Leuchtelemente 248 angeordnet. Beleuchtungslicht dieser Leuchtelemente 248 wird durch den Strahlkombinierer 226 derart umgelenkt, dass es aus der Ausgangsseite 249 des weiteren Strahlkombinierer 262 austritt und in die weitere Eingangsseite 251 des Strahlkombinierers 200 eintritt. Das Beleuchtungslicht wird also in den gemeinsamen optischen Pfad 54 ein gekoppelt. Weiterhin ist ein weiteres Leuchtelemente 248 an der weiteren Eingangsseite 251 des weiteren Strahlkombinierer 262 angeordnet. Beleuchtungslicht des Leuchtelements 248 an der weiteren Eingangsseite 251 des weiteren Strahlkombinierers 262 wird im Wesentlichen koaxial zu dem gemeinsamen optischen Pfad 54 emittiert. In bereits beschriebener Art und Weise kann Beleuchtungslicht in zumindest einem spektralen Band dieses Leuchtelemente 248 zumindest teilweise durch zumindest einen der Strahlkombinierer 200, 262 abgelenkt und dadurch aus dem gemeinsamen optischen Pfad 54 ausgekoppelt werden. Dieses zumindest eine spektrale Band kann zumindest im Wesentlichen durch eines der anderen Leuchtelemente 248 emittiert werden und durch zumindest einen der Strahlkombinierer 200, 248 in den gemeinsamen optischen Pfad 54 eingekoppelt werden.
  • 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Strahlkombinierers 200", der dem Strahlkombinierer 200 ähnlich ist. Im Unterschied zu dem Strahlkombinierer 200 ist jedoch ein anderer Verbinder 222" vorgesehen. Die Halterung 218 weist zumindest im Wesentlichen dieselben Merkmale auf. Der Verbinder 222" ist weitgehend oder vollständig baugleich mit der Halterung 218 des Strahlkombinierers 200" ausgeführt und auf die zweite Seite 224 des Strahlkombinierers 200" aufgesetzt. Man erkennt, dass in der beispielhaft dargestellten Ausführungsform die Seitenhalterungen 236 der Halterung 218 nicht in Kontakt mit den Seitenhalterungen 236" des Verbinders 222" in Kontakt stehen. Dies ist dadurch erreicht, dass die Seitenhalterungen 236, 236" eine entsprechend abgestimmte vertikale Erstreckung aufweisen.
  • 9 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Strahlkombinierers 200''', wobei abermals eine der Halterung 218 des Strahlkombinierers 200 ähnliche Halterung 218 vorgesehen ist. Der Verbinder 222''' ist an der zweiten Seite 224 des Strahlkombinierers 200''' angeordnet. Zudem umfasst der Verbinder 222''' einen Schlitz 266, der dazu eingerichtet ist, den ersten Spiegel 202 zumindest teilweise aufzunehmen, und einen weiteren Schlitz 268, der dazu eingerichtet ist, den zweiten Spiegel 210 zumindest teilweise aufzunehmen. Die Spiegel 202, 210 sind in den Schlitzen 266, 268 zumindest vertikal beweglich. Insbesondere können die Spiegel 202, 210 aus den Schlitzen 266, 268 vertikal nach oben und unten hinausragen. Der Verbinder 222''' umfasst den Seitenführungen 236 ähnliche vier Seitenführungen 236''', die dazu eingerichtet sind, die Spiegel 202, 210 seitlich zu halten. Jeweils eine der Seitenführungen 236''' wird in einem eingebauten Zustand des Verbinders 222''' von jeweils einer der Seitenführungen 236 der Halterung 218 getragen. Die Spiegel 202, 210 haben Spiel in den Seitenführungen 2''' sowie in den Schlitzen 266, 268. Die hier gezeigte Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft, da sie ein hohes Maß an mechanischer Stabilität gewährleistet. Durch das Spiel ist zudem Raum gegeben, in den sich die Spiegel 202, 210 bei einer thermischen Ausdehnung hinein erstrecken können. In vertikaler Richtung ist durch die Schlitze 266, 268 eine nahezu beliebige Beweglichkeit der Spiegel gegeben. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass der Verbinder 222''' einstückig mit der Halterung 218 ausgebildet werden kann und/oder zumindest als ein vormontiertes Bauteil ausgebildet werden kann. Die Spiegel 202, 210 können in diesem Fall durch die Schlitze 266, 268 hindurch in die Halterung 218 mitsamt dem Verbinder 222''' geschoben werden. Es versteht sich, dass zumindest einer der Spiegel 202, 210 zumindest zweiteilig und/oder einer der Spiegel 202, 210 einstückig ausgebildet sein kann.
  • 10 zeigt die Beleuchtungsvorrichtung 12 in einer Draufsicht, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 12 ein Gehäuse 252 mit Deckel 254 umfasst. 11 zeigt eine seitliche Schnittansicht der Beleuchtungsvorrichtung 12. Wie bereits zumindest im Zusammenhang mit 7 geschildert, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 12 einen Strahlteiler 200 weiteren Strahlteiler 262. Weiterhin umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 12 fünf Leuchtelemente 248. Das Beleuchtungslicht der fünf Leuchtelemente 248 wird durch die Strahlteiler 200, 262 in einen gemeinsamen optischen Pfad 54 (nicht dargestellt) eingekoppelt, der aus der Ausgangsseite 249 des Strahlkombinierers 200 austritt. In weiterer Folge wird das Beleuchtungslicht des gemeinsamen optischen Pfads 54 in eine optische Schnittstelle 16 eingekoppelt. Die optische Schnittstelle 16 ist dazu eingerichtet, dass ein hier nicht dargestelltes Bildgebungsgerät angekoppelt werden kann. In dem Gehäuse 252 ist ein Hohlraum 264 vorgesehen, der vertikal nach oben durch den Deckel 254 begrenzt ist. Der Hohlraum 264 ist zumindest im Wesentlichen durch die Strahlkombinierer 200, 262 ausgefüllt. Hierdurch kann ein hoher Grad an Kompaktheit erzielt werden. Zudem tritt hierdurch weitgehend sämtliches Beleuchtungslicht jedes der Leuchtelemente 248 durch einen der Strahlkombinierer 200, 262. Intensitätsverluste durch seitlich an den Strahlkombinierern 200, 262 vorbeilaufende Lichtwege können reduziert werden. In 11 erkennt man zwei Ausnehmungen 256 des Deckels 254. Die Verbinder 222' sind jeweils in einer der Ausnehmungen 256 teilweise aufgenommen. Man erkennt zudem, dass die Verbinder 222' seitlich Spiel in den Ausnehmungen 256 haben. Die Ausnehmungen 256 weisen jeweils einen Boden 258 auf. Der Boden 258 ist jeweils die vertikal oben liegende Fläche der Ausnehmung 256 des Deckels in einem eingebauten Zustand. Die Verbinder 222' haben jeweils einen Abstand zu den Böden 258. Der sich daraus ergebende Raum ist zumindest im wesentlichen durch je einen verformbaren Abstandshalter 260 ausgefüllt. Das heißt, die verformbaren Abstandshalter 260 sind zwischen den Böden 258 und den Verbindern 222' angeordnet. In dem eingebauten Zustand des Deckels 254 sind die verformbaren Abstandshalter 260 in vertikaler Richtung komprimiert und/oder wird über die Böden mittels der Abstandshalter 260 eine Druckkraft auf die Verbinder 222' ausgeübt.
  • Weiterhin erkennt man in 11 die Positionierstifte 245, mittels derer die Strahlkombinierer 200, 262 in einer Vorzugsausrichtung und/oder einer Vorzugspositionierung der Halterung 218 einbaubar sind.
  • 12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung 12'''' in einer Draufsicht, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 12'''' ein Gehäuse 252 mit Deckel 254'''' umfasst. 13 zeigt eine seitliche Schnittansicht der Beleuchtungsvorrichtung 12''''. Im Wesentlichen unterscheidet sich die Beleuchtungsvorrichtung 12'''' von der Beleuchtungsvorrichtung 12 durch die Ausbildung der Ausnehmung 256'''', die durch die Form des Verbinders 222'''' bedingt ist. Weitere Merkmale der Beleuchtungsvorrichtung 12'''' können gleich den bereits beschriebenen Merkmalen der Beleuchtungsvorrichtung 12 sein. Die Beleuchtungsvorrichtung 12'''' sieht lediglich einen Verbinder 222'''' vor, wobei der Verbinder 222'''' einstückig ausgebildet ist. Der Verbinder 222'''' dient als Verbinder für den Strahlkombinierer 200'''' und den Strahlkombinierer 262''''. Bezüglich einiger Merkmale, beispielsweise der Nuten 226, 228, der Materialwahl und der Dämpfungseigenschaften, kann der Verbinder 222'''' gleich dem Verbinder 222 sein.
  • Der Verbinder 222'''' wird durch die Spiegel 202, 210 beider Strahlkombinierer 200'''' und 262'''' getragen.
  • 14 und 15 zeigen jeweils eine den 10 und 11, respektive 12 und 13, entsprechende Ausführungsform des Deckels 254, respektive 254''''. Während der Deckel 254 zwei Ausnehmungen 256 aufweist, nämlich für jeden Strahlkombinierer 200, 262 eine, weist der Deckel 254'''' lediglich eine Ausnehmung 256'''' für beide Strahlkombinierer 200'''', 262'''' auf. Alle Ausnehmungen weisen einen Boden 258, 258'''' auf, wobei die Verbinder 222, 222'''' von dem Boden 258, 258'''' beabstandet angeordnet sein können.
  • 16 und 17 zeigen noch eine weitere Ausführungsformen eines Strahlkombinierers. Die erste Ziffer der Bezugszeichen sind jeweils um eins erhöht, um die Ähnlichkeit zu den bisher gezeigten Strahlkombinierern zu verdeutlichen. Im Wesentlichen können die Strahlkombinierer der 16 und 17 dieselben Merkmale wie die bisher gezeigten Ausführungsformen von Strahlkombinierern 200 aufweisen. Die Figurenbeschreibung beschränkt sich daher auf die Beschreibung von Unterschieden zu den vorherigen Strahlkombinierern 200.
  • 16 zeigt lediglich einen ersten Spiegel 302 und einen zweiten Spiegel 310 eines Strahlkombinierers 300 in einem nicht montierten Zustand. Es versteht sich, dass die Spiegel 302, 310 in einer in den vorherigen Figuren gezeigten Halterung 218 vorgesehen werden können. Der erste Spiegel 302 und der zweite Spiegel 310 des Strahlkombinierers 300 sind jeweils einstückig ausgebildet. Weiterhin ist ersichtlich, dass ein Verbinder 322 einstückig mit einem ersten Abschnitt 304 und einem zweiten Abschnitt 306 des ersten Spiegels 302 ausgebildet ist. Der erste Abschnitt 304 und der zweite Abschnitt 306 sind durch den Verbinder 322 und einen Schlitz 270 voneinander beabstandet. Der Schlitz 270 weist im Wesentlichen dieselbe Breite, wie der Verbinder 322 auf und ist mittig an dem ersten Spiegel 302 ausgebildet. Zudem erstreckt sich der Schlitz im vorliegenden Fall über etwa 50 % der Höhe des ersten Spiegels 302. Auch an dem zweiten Spiegel 310 ist mittig ein Schlitz 272 ausgebildet. Der Schlitz 272 weist zumindest im Wesentlichen dieselbe Breite und Höhe wie der Verbinder 322 auf. In einem montierten Zustand werden die Spiegel 302, 310 ineinandergesteckt, sodass sie kreuzförmig zueinander angeordnet sind. Dazu wird der Schlitz 272 auf den Verbinder 322 geschoben. Gegenüber der Anordnung in 16 wird dabei einer der Spiegel 302, 310 gedreht, beispielsweise um 90 Grad, um eine kreuzförmige Anordnung zu erzielen. Die Spiegel 302, 310 schließen an einer ersten Seite 320 und der gegenüberliegenden Seite zumindest im Wesentlichen bündig. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen die Schlitze unterschiedlich lang ausgebildet sein können, insbesondere abgestimmt auf eine Erstreckung des Verbinders des jeweils anderen Spiegels.
  • 17 zeigt einen Strahlkombinierer 400, wobei ein erster Spiegel 402 und ein zweiter Spiegel 410 jeweils zweiteilig ausgebildet sind. Ein erster Abschnitt 404 und ein zweiter Abschnitt 406 des ersten Spiegels 402 sind durch einen Verbinder 422 voneinander beabstandet. Ein dritter Abschnitt 412 und ein vierter Abschnitt 414 des zweiten Spiegels 410 sind auch durch den Verbinder 422 voneinander beabstandet. Der Verbinder 422 erstreckt sich entlang einer vertikalen Achse der Spiegel 402, 410 innerhalb einer ersten Spiegelebene 408 und einer zweiten Spiegelebene 416. Zudem ist ersichtlich, dass der Verbinder 422 mittig des Strahlkombinierers 400 angeordnet ist und die Spiegel 402, 410 an Innenkanten der jeweils zwei Teile der Spiegel 402, 410 hält. Der Verbinder 422 umfasst beispielhaft Nuten 274, die den ersten Spiegel 402 und den zweiten Spiegel 410 zumindest teilweise aufnehmen. Weiterhin sind die Spiegel in einer Halterung 418 angeordnet. Die Halterung 418 ist zumindest im Wesentlichen gleich einer bereits beschriebenen Halterung 218.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Bildgebungsvorrichtung
    12
    Beleuchtungsvorrichtung
    14
    Bildgebungsgerät
    16
    optische Schnittstelle
    20
    Leuchtelement
    22
    Leuchtelement
    24
    Leuchtelement
    26
    Leuchtelement
    28
    Leuchtelement
    30
    Strahlkombinierer
    32
    Strahlkombinierer
    34
    Eingangsseite
    36
    Eingangsseite
    37
    Eingangsseite
    38
    Eingangsseite
    40
    Eingangsseite
    41
    Eingangsseite
    42
    Ausgangsseite
    44
    Ausgangsseite
    54
    gemeinsamer optischer Pfad
    56
    lichtemittierende Fläche
    58
    lichtemittierende Fläche
    60
    lichtemittierende Fläche
    62
    lichtemittierende Fläche
    64
    lichtemittierende Fläche
    74
    Anzeigeeinheit
    78
    Linse
    80
    Linse
    82
    Linse
    84
    Linse
    86
    Linse
    88
    Linse
    90
    Spiegel
    92
    Spiegel
    94
    Spiegel
    96
    Spiegel
    98
    Transmissionsspektrum
    100
    Transmissionsspektrum
    102
    Transmissionsspektrum
    104
    Transmissionsspektrum
    200
    Strahlkombinierer
    202
    erster Spiegel
    204
    erster Abschnitt
    206
    zweiter Abschnitt
    208
    erste Spiegelebene
    210
    zweiter Spiegel
    212
    dritter Abschnitt
    214
    vierter Abschnitt
    216
    zweite Spiegelebene
    218
    Halterung
    219
    Unterkante
    220
    erste Seite
    222
    Verbinder
    221
    Oberkante
    224
    zweite Seite
    226
    Nut
    228
    weitere Nut
    230
    Nut
    232
    weitere Nut
    234
    Grundfläche
    236
    Seitenführungen
    238
    gegenüberliegende Seiten
    240
    Nut
    242
    Positionierungseinheit
    244
    Aufnahme
    245
    Positionierstift
    246
    Standfläche
    248
    Leuchtelemente
    249
    Ausgangsseite
    250
    Eingangsseiten
    251
    weitere Eingangsseite
    252
    Gehäuse
    254
    Deckel
    256
    Ausnehmung
    258
    Boden
    260
    verformbarer Abstandhalter
    262
    weiterer Strahlkombinierer
    264
    Hohlraum
    266
    Schlitz
    268
    weiterer Schlitz
    270
    Schlitz
    272
    Schlitz
    274
    Nut
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202014010558 U1 [0003]
    • DE 102020105458 A1 [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Review of spectral imaging technology in biomedical engineering: achievements and challenges“ von Quingli Li et al. Erschienen in Journal of Biomedical Optics 18(10), 100901, Oktober 2013 [0087]
    • Medical hyperspectral imaging: a review“ von Guolan Lu und Baowei Fei, erschienen in Journal of Biomedical Optics 19(1), 010901, Januar 2014 [0087]

Claims (37)

  1. Strahlkombinierer (200), umfassend: einen ersten Spiegel (202), der einen ersten Abschnitt (204) und einen zweiten Abschnitt (206) umfasst, die gemeinsam eine erste Spiegelebene (208) definieren, und einen zweiten Spiegel (210), der einen dritten Abschnitt (212) und einen vierten Abschnitt (214) umfasst, die gemeinsam eine zweite Spiegelebene (216) definieren, wobei die erste Spiegelebene (208) und die zweite Spiegelebene (216) kreuzförmig angeordnet sind, wobei der erste Abschnitt (204) und der zweite Abschnitt (206) voneinander beabstandet und auf gegenüberliegenden Seiten der zweiten Spiegelebene (216) angeordnet sind; eine Halterung (218), die den ersten Abschnitt (204) und den zweiten Abschnitt (206) an einer ersten Seite (220) hält; und einen Verbinder (222), der an einer von der ersten Seite (220) verschiedenen zweiten Seite (224) den ersten Abschnitt (204) und zweiten Abschnitt (206) derart mechanisch koppelt, dass der erste Abschnitt (204) und der zweite Abschnitt (206) an der zweiten Seite (224) relativ zueinander unbeweglich sind.
  2. Strahlkombinierer (200) nach Anspruch 1, wobei die zweite Seite (224) der ersten Seite (220) gegenüberliegt.
  3. Strahlkombinierer (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Spiegel (204) einstückig ist. Die Ansprüche 2 und 3 definieren die Anordnung des Verbinders genauer. Zudem fordern sie, dass der zweite Spiegel einstückig ist. Die Lösung mit vier geteilten Abschnitten wird hierdurch ausgeschlossen.
  4. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (222) zumindest eine Nut (226) umfasst, in welcher der erste Abschnitt (204) und/oder der zweite Abschnitt (206) zumindest teilweise aufgenommen ist.
  5. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (222) zumindest eine weitere Nut (228) umfasst, in welcher der dritte Abschnitt (212) und/oder der vierte Abschnitt (214) zumindest teilweise aufgenommen ist.
  6. Strahlkombinierer (200) nach Anspruch 4 und 5, wobei die zumindest eine Nut (226) des Verbinders (222) die zumindest eine weitere Nut (228) des Verbinders (222) kreuzt.
  7. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (222) dazu eingerichtet ist, Bewegungen des ersten Abschnitts (204) und/oder des zweiten Abschnitts (206) parallel zu der zweiten Spiegelebene (216) zumindest einzuschränken.
  8. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (222) einstückig ausgebildet ist.
  9. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (222) eine rechteckige, insbesondere quadratische, Grundform aufweist.
  10. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (222) abgeschrägte und/oder abgerundete Ecken aufweist.
  11. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (222) aus Kunststoff und/oder aus Gummi ausgebildet ist.
  12. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (222) eine Dämpfungsfunktion hat.
  13. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Spiegel (202) und der zweite Spiegel (210) gemeinsam den Verbinder (222) tragen.
  14. Strahlkombinierer (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Verbinder (222) einstückig mit dem ersten Abschnitt (204) und dem zweiten Abschnitt (206) ausgebildet ist.
  15. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halterung (218) zumindest eine Nut (230) umfasst, in welcher der erste Abschnitt (204) und/oder der zweite Abschnitt (206) zumindest teilweise aufgenommen ist.
  16. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halterung (218) zumindest eine weitere Nut (232) umfasst, in welcher der dritte Abschnitt (212) und/oder der vierte Abschnitt (214) zumindest teilweise aufgenommen ist.
  17. Strahlkombinierer (200) nach Anspruch 15 und 16, wobei die zumindest eine Nut (230) der Halterung (218) die zumindest eine weitere Nut (232) der Halterung (218) kreuzt.
  18. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halterung (218) eine kreuzförmige Grundfläche (234) aufweist.
  19. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halterung (218) eine Länge und eine Breite aufweist, und wobei der erste Spiegel (202) und der zweite Spiegel (210) eine Erstreckung aufweisen, die wenigstens 80 %, bevorzugt wenigstens 90 % und besonders bevorzugt wenigstens 95 % der Länge und/oder der Breite entsprechen.
  20. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halterung (218) Seitenführungen (236) umfasst, die dazu eingerichtet sind, den ersten Spiegel (202) und/oder den zweiten Spiegel (210) seitlich zu halten.
  21. Strahlkombinierer (200) nach Anspruch 20, wobei die Spiegel (202, 210) in den Seitenführungen (236) Spiel haben.
  22. Strahlkombinierer (200) nach Anspruch 20 oder 21, wobei die Seitenführungen (236) den ersten Spiegel (202) und/oder den zweiten Spiegel (210) an zwei gegenüberliegenden Seiten (238a, 238b) halten, die jeweils von der ersten Seite (220) und der zweiten Seite (224) verschieden sind.
  23. Strahlkombinierer (200) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Seitenführungen (236) jeweils zumindest eine Nut (240) aufweisen.
  24. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halterung (218) zumindest eine Positionierungseinheit (242) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Vorzugsausrichtung und/oder eine Vorzugspositionierung der Halterung (218) bei einem Einbau zu definieren.
  25. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positionierungseinheit (242) zumindest eine Aufnahme (244) für einen Positionierstift (245) aufweist.
  26. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halterung (218) auf der ersten Seite (220) eine Standfläche (246) definiert.
  27. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Spiegel (202) und/oder der zweite Spiegel (210) teildurchlässig ist.
  28. Strahlkombinierer (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der Spiegel (202, 210) eine Beschichtung umfasst, aufgrund derer der Spiegel (202, 210) für Licht eines Wellenlängenbereiches reflektierend und für Licht zumindest eines anderen Wellenlängenbereichs transmittierend ist.
  29. Beleuchtungsvorrichtung (12), insbesondere Endoskopbeleuchtungsvorrichtung, umfassend zumindest einen Strahlkombinierer (200, 200', 200'') nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  30. Beleuchtungsvorrichtung (12) nach Anspruch 29, ferner umfassend zumindest zwei Leuchtelemente (248), wobei der Strahlkombinierer (200, 200', 200'') zwei unterschiedliche Eingangsseiten (250a, 250b) definiert, wobei die zwei Leuchtelemente (248) an jeweils einer der Eingangsseiten (250a, 250b) angeordnet sind, und wobei der Strahlkombinierer (200, 200', 200'') dazu eingerichtet ist, Licht der Leuchtelemente (248) in einen gemeinsamen optischen Pfad (54) einzukoppeln.
  31. Beleuchtungsvorrichtung (12) nach Anspruch 29 oder 30, ferner umfassend ein Gehäuse (252) mit Deckel (254), wobei der Deckel (254) eine Ausnehmung (256) aufweist, in welcher der Verbinder (222) des Strahlkombinierers (200) zumindest teilweise aufgenommen ist.
  32. Beleuchtungsvorrichtung (12) nach Anspruch 31, wobei der Verbinder (222) in der Ausnehmung (256) Spiel hat.
  33. Beleuchtungsvorrichtung (12) nach Anspruch 32, wobei die Ausnehmung (256) einen Boden (258) aufweist, und wobei in einem montierten Zustand der Verbinder (222) in einem Abstand zu dem Boden (258) angeordnet ist.
  34. Beleuchtungsvorrichtung (12) nach Anspruch 33, wobei zwischen dem Verbinder (222) und dem Boden ein verformbarer Abstandshalter (260) angeordnet ist.
  35. Beleuchtungsvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 29 bis 34, ferner umfassend einen weiteren Strahlkombinierer (262), wobei der Strahlkombinierer (200) und der weitere Strahlkombinierer (262) einen gemeinsamen optischen Pfad (54) definieren.
  36. Beleuchtungsvorrichtung (12) nach Anspruch 35, wobei der Verbinder (222) des Strahlkombinierers (200) gemeinsam mit dem Verbinder (222) des weiteren Strahlkombinierer (262) einstückig ausgebildet ist.
  37. Beleuchtungsvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 31 bis 36, wobei der Strahlkombinierer (200) und/oder der weitere Strahlkombinierer (262) einen Hohlraum (264) des Gehäuses (252) zumindest nahezu vollständig ausfüllt.
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