DE112015006369T5 - Beleuchtungsvorrichtung, Endoskop und Endoskopsystem - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung, Endoskop und Endoskopsystem Download PDF

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Abstract

Eine Beleuchtungsvorrichtung (10) umfasst ein Lichtquellenmodul (20) und ein Lichtleiterelement (30). Die Beleuchtungsvorrichtung (10) umfasst ferner einen auf einer distalen Endfläche (31a) des Lichtleiterelements (30) angeordneten Lichtumwandlungsabschnitt (40), wobei der Lichtumwandlungsabschnitt (40) zum Ausstrahlen von Beleuchtungslicht, das durch Umwandeln von optischen Merkmalen von primärem Licht, das vom Lichtleiterelement (30) geleitet wird, erzeugt wird, in einer Vorwärtsrichtung, die auf der Seite des Lichtumwandlungsabschnitt (40) der distalen Endfläche (31a), und in einer Rückwärtsrichtung, die auf der Seite des Lichtleiterelements (30) der distalen Endfläche (31a) ist, ausgebildet ist. Die Beleuchtungsvorrichtung (10) umfasst ferner einen zum Sammeln von Rückwärtsbeleuchtungslicht in das Lichtleiterelement (30a) ausgebildeten Lichtsammelabschnitt (50), so dass das Rückwärtsbeleuchtungslicht vom Lichtleiterelement (30) rückwärts geleitet wird, und einen zum Umwandeln des Rückwärtsbeleuchtungslichts, das vom Lichtleiterelement (30) geleitet wird, in Wärme und zum Abführen der Wärme ausgebildeten Wärmeabführabschnitt (60).

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, ein Endoskop und ein Endoskopsystem.
  • STAND DER TECHNIK
  • Patentliteratur 1 offenbart beispielsweise eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine einzelne optische Faser umfasst. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst einen ellipsenförmigen Streukörper, der als ein auf einer distalen Endfläche der optischen Faser angeordneter Lichtumwandlungsabschnitt dient, um einen Laserstrahl, der von der optischen Faser geleitetes primäres Licht, in Beleuchtungslicht umzuwandeln, das in einem großen Bereich ausgestrahlt wird.
  • LISTE DER ANFÜHRUNGEN
  • PATENTLITERATUR
    • Patentliteratur 1: Japanische Kokai-Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2011-248022
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHE AUFGABE
  • Wenn die in Patentliteratur 1 offenbarte Beleuchtungsvorrichtung beispielsweise in ein Endoskop umfassend ein Einführmodul integriert ist, ist der als der Lichtumwandlungsabschnitt dienende Streukörper in einen distalen Endabschnitt des Einführmoduls integriert.
  • Gemäß dem Prinzip der Streuung strahlt Beleuchtungslicht nicht nur in einer Vorwärtsrichtung, sondern das Beleuchtungslicht strahlt auch in einer Rückwärtsrichtung, während es in der Vorwärtsrichtung strahlt. In der in der Patentliteratur 1 offenbarten Struktur tritt, wenn das Beleuchtungslicht rückwärts strahlt, ein Teil des Beleuchtungslichts in die optische Faser in einem Winkel der NA der optischen Faser ein; aber ein anderer Teil des Beleuchtungslichts tritt nicht in die optische Faser im Winkel der NA der optischen Faser und tritt somit unmittelbar aus der optischen Faser aus. Wenn der Lichtumwandlungsabschnitt im distalen Endabschnitt des Einführmoduls integriert ist, strahlt das Beleuchtungslicht, das nicht in die optische Faser eintritt, in das Innere des Einführmoduls. Somit wird das Beleuchtungslicht von anderen Elementen absorbiert, die in der Nähe des Lichtumwandlungsabschnitts angeordnet und im distalen Endabschnitt des Einführmoduls wie der Lichtumwandlungsabschnitt integriert sind. Das von den anderen Elementen absorbierte Beleuchtungslicht wird in Wärme umgewandelt und die Temperatur der Elemente steigt aufgrund der Wärme an. Somit steigt die Temperatur des Einführmoduls an. Wenn das Einführmodul in einen Rohrabschnitt eingeführt wird, kann der distale Endabschnitt in direkten Kontakt mit dem Rohrabschnitt kommen. Wenn der distale Endabschnitt im Zustand, in dem die Temperatur angestiegen ist, in Kontakt mit dem Rohrabschnitt kommt, besteht die Gefahr, dass der Rohrabschnitt von der Wärme des distalen Endabschnitts beschädigt wird. Daher muss ein Anstieg der Temperatur des distalen Endabschnitts des Einführmoduls verhindert werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der zuvor beschriebenen Umstände entwickelt und die Aufgabe der Erfindung besteht im Bereitstellen einer Beleuchtungsvorrichtung, eines Endoskops und eines Endoskopsystems, die einen Anstieg der Temperatur von anderen Elementen in der Nähe eines Lichtumwandlungsabschnitts verhindern können.
  • TECHNISCHE LÖSUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung ein zum Ausstrahlen von primärem Licht ausgebildetes Lichtquellenmodul; ein zum Leiten des vom Lichtquellenmodul ausgestrahlten primären Lichts ausgebildetes Lichtleiterelement; einen auf einer distalen Endfläche des Lichtleiterelements angeordneten Lichtumwandlungsabschnitt, wobei der Lichtumwandlungsabschnitt zum Ausstrahlen von Beleuchtungslicht, das durch Umwandeln von optischen Merkmalen des primären Lichts, das vom Lichtleiterelement geleitet wird, erzeugt wird, in einer Vorwärtsrichtung, die auf der Lichtumwandlungsabschnitt-Seite der distalen Endfläche ist, und in einer Rückwärtsrichtung, die auf der Lichtleiterelement-Seite der distalen Endfläche ist, ausgebildet ist; einen zum Sammeln von Rückwärtsbeleuchtungslicht, welches das vom Lichtumwandlungsabschnitt rückwärts gestrahlte Beleuchtungslicht ist, in das Lichtleiterelement ausgebildeten Lichtsammelabschnitt, so dass das Rückwärtsbeleuchtungslicht vom Lichtleiterelement rückwärts geleitet wird; und einen zum Umwandeln des Rückwärtsbeleuchtungslichts, das vom Lichtleiterelement geleitet wird, in Wärme und zum Abführen der Wärme ausgebildeten Wärmeabführabschnitt.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können eine Beleuchtungsvorrichtung, ein Endoskop und ein Endoskopsystem bereitgestellt werden, die einen Anstieg der Temperatur von anderen Elementen in der Nähe eines Lichtumwandlungsabschnitts verhindern können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A zeigt eine schematische Ansicht einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 1B zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Konfiguration eines distalen Endabschnitts eines Lichtleiterelements und eines Lichtumwandlungsabschnitts.
  • 1C zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Konfiguration eines Lichtquellenabschnitts und eines Wärmeabführabschnitts.
  • 2A zeigt eine Ansicht zum Erläutern der Mie-Streuung.
  • 2B zeigt eine Ansicht zum Erläutern der Rayleigh-Streuung.
  • 3A zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Konfiguration einer distalen Endfläche eines Lichtleiterelements gemäß der Modifikation 1 der ersten Ausführungsform.
  • 3B zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Konfiguration einer distalen Endfläche eines Lichtleiterelements gemäß der Modifikation 2 der ersten Ausführungsform.
  • 4A zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Konfiguration eines distalen Endabschnitts eines Lichtleiterelements und eines Lichtumwandlungsabschnitts gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4B zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Konfiguration eines Lichtquellenabschnitts und eines Wärmeabführabschnitts gemäß der zweiten Ausführungsform.
  • 5A zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Konfiguration eines distalen Endabschnitts eines Lichtleiterelements und eines Lichtumwandlungsabschnitts gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5B zeigt eine Ansicht zur Darstellung einer Modifikation der Konfiguration des distalen Endabschnitts des Lichtleiterelements und des Lichtumwandlungsabschnitts.
  • 5C zeigt eine Seitenansicht der in 5B dargestellten Konfiguration.
  • 5D zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Konfiguration eines Lichtquellenabschnitts und eines Wärmeabführabschnitts gemäß der dritten Ausführungsform.
  • 6A zeigt eine Ansicht zur Darstellung einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 6A eine schematische perspektivische Ansicht eines Endoskopsystems umfassend die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist.
  • 6B zeigt eine Ansicht zur Darstellung des in 6A dargestellten Endoskopsystems.
  • 7A zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Modifikation 1 der vierten Ausführungsform der Erfindung, wobei 7A eine schematische perspektivische Ansicht eines Endoskopsystems umfassend ein Endoskop ist, in dem die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform montiert ist.
  • 7B zeigt eine Ansicht zur Darstellung des in 7A dargestellten Endoskopsystems.
  • 8A zeigt eine Ansicht zur Darstellung der Modifikation 2 der vierten Ausführungsform der Erfindung, wobei 8A eine schematische perspektivische Ansicht eines Endoskopsystems umfassend ein Endoskop ist, in dem die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform montiert ist.
  • 8B zeigt eine Ansicht zur Darstellung des in 8A dargestellten Endoskopsystems.
  • KURZE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In einigen der Zeichnungen wurde auf eine Abbildung von einigen Elementen zum Zwecke der übersichtlicheren Darstellung verzichtet; so wurde etwa auf die Darstellung von Streupartikeln 41 in 1A verzichtet.
  • [Erste Ausführungsform]
  • [Konfiguration]
  • Nachfolgend ist eine erste Ausführungsform in Bezug auf 1A, 1B, 1C, 2A und 2B beschrieben.
  • [Konfiguration 1 der Beleuchtungsvorrichtung 10]
  • Wie in 1A, 1B und 1C dargestellt, umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung 10 ein Lichtquellenmodul 20, das primäres Licht PL, etwa einen Laserstrahl, ausstrahlt; ein Lichtleiterelement 30, welches das primäre Licht PL leitet, das vom Lichtquellemodul 20 ausgestrahlt wird; und einen Lichtumwandlungsabschnitt 40, der auf einer distalen Endfläche 31a des Lichtleiterelements 30 angeordnet ist.
  • [Lichtquellenmodul 20]
  • Wie in 1C dargestellt, umfasst das Lichtquellenmodul 20 eine Lichtquelle 21, die das primäre Licht PL ausstrahlt; und einen Lichtfokussierabschnitt 23, der das primäre Licht PL, das von der Lichtquelle 21 ausgestrahlt wird, auf dem Lichtleiterelement 30 fokussiert.
  • Wie in 1C dargestellt, umfasst der Lichtfokussierabschnitt 23 eine Lichtfokussierlinse, die das primäre Licht PL auf einer proximalen Endfläche 31b des Lichtleiterelements 30 fokussiert. Die proximale Endfläche 31b ist eine Fläche auf einer Seite gegenüber der distalen Endfläche 31a.
  • [Lichtleiterelement 30]
  • Das Lichtleiterelement 30 wie in 1A, 1B und 1C dargestellt, umfasst eine optische Faser. Beim Lichtleiterelement 30 ist vorzuziehen, dass das Lichtleiterelement 30 beispielsweise eine optische Mehrmodenfaser ist, die eine Mehrzahl von Moden des primären Lichts PL und des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL (nachfolgend beschrieben) leitet. Die optische Faser kann eine optische Einmodenfaser sein. Das Material des Lichtleiterelements 30 ist beispielsweise Silicatglas, Kunststoff oder Harz. Das Lichtleiterelement 30 ist ein biegbares, stabähnliches Element. Die distale Endfläche 31a ist senkrecht zu einer Mittelachse des Lichtleiterelements 30 und eine Seitenfläche des Lichtleiterelements 30 ist parallel zur Mittelachse des Lichtleiterelements 30. Die distale Endfläche 31a kann durch Schneiden des Lichtleiterelements 30 mit einem normalen Fasertrenngerät ausgebildet werden oder kann durch Polieren des Lichtleiterelements 30 nach dem Fasertrennen ausgebildet werden. Die distale Endfläche 31a ist glatt. Vorzugsweise ist die NA des Lichtleiterelements 30 groß. Insbesondere beträgt die NA 0,22 oder mehr.
  • Wie in 1B und 1C dargestellt, umfasst das Lichtleiterelement 30 einen Kern 33, der das primäre Licht PL und das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL leitet, und einen Mantel 35, der an einem äußeren Umfang des Kerns 33 angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als ein Brechungsindex des Kerns 33. Der Mantel 35 dient dazu, das primäre Licht PL auf den Kern 33 zu begrenzen. Eine distale Endfläche des Kerns 33, die in der distalen Endfläche 31a enthalten ist, ist eine planare Fläche. Der Brechungsindex des Kerns 33 ist im Wesentlichen gleich dem oder höher als der Brechungsindex eines Kontaktteils des Lichtumwandlungsabschnitts 40, wobei das Kontaktteil in Kontakt mit der distalen Endfläche des Kerns 33 ist.
  • Die distale Endfläche 31a umfasst die distale Endfläche des Kerns 33 und eine distale Endfläche des Mantels 35, die mit der distalen Endfläche des Kerns 33 bündig ist. Die distale Endfläche 31a, die distale Endfläche des Kerns 33 und die distale Endfläche des Mantels 35 sind planar.
  • [Lichtumwandlungsabschnitt 40]
  • Der Lichtumwandlungsabschnitts 40 wie in 1A, 1B und 1C dargestellt, strahlt Beleuchtungslicht L, das durch Umwandeln von optischen Merkmalen des primären Lichts PL, das vom Lichtleiterelement 30 geleitet wird, erzeugt wird, in einer Vorwärtsrichtung, die auf der Seite des Lichtumwandlungsabschnitts 40 der distalen Endfläche 31a ist, und in einer Rückwärtsrichtung, die auf der Seite des Lichtleiterelements 30 der distalen Endfläche 31a ist, aus. Der Lichtumwandlungsabschnitt 40 dient beispielsweise als ein Lichtverteilungs-Umwandlungsabschnitt, der eine Lichtverteilung des primären Lichts PL, das vom Lichtleiterelement 30 ausgestrahlt wird, umwandelt. Somit umfasst der Lichtumwandlungsabschnitt 40 eines oder mehrere Streupartikel 41, die das primäre Licht PL, das vom Kern 33 ausgestrahlt wird, streuen, und ein Umschließungselement 43, das die Streupartikel 41 zusammen in dem Zustand umfasst, in dem die Streupartikel 41 dispergiert sind. Die Streupartikel 41 sind innerhalb des Umschließungselements 43 gestreut und werden vom Umschließungselement 43 umschlossen. Der Lichtumwandlungsabschnitt 40, der die distale Endfläche 31a umfasst, dient als ein Streuelement.
  • Die Streupartikel 41 sind aus einem Metall oder einer Metallverbindung gebildete feine Partikel. Solche Streupartikel 41 sind beispielsweise Aluminium- oder Titanoxid. Die Korngröße der Streupartikel 41 beträgt mehrere μm. Statt der Streupartikel 41 können Fluoreszenzpartikel verwendet werden. Die Fluoreszenzpartikel absorbieren das primäre Licht PL und erzeugen Fluoreszenz einer Wellenlänge, die sich von der Wellenlänge des primären Lichts PL unterscheidet. Da aber die erzeugte Fluoreszenz auch in andere Richtungen als die Vorwärtsrichtung strahlt, können die Fluoreszenzpartikel auch als Streupartikel im weiteren Sinne bezeichnet werden.
  • Die Absorption der Streupartikel 41 in Bezug auf das primäre Licht PL beträgt vorzugsweise beispielsweise 20% oder weniger und noch besser 10% oder weniger. Dadurch können beispielsweise, wenn der Lichtumwandlungsabschnitt 40 als der Lichtverteilung-Umwandlungsabschnitt dient, die Streupartikel 41 eine kleine Lichtmenge absorbieren und wirksam das primäre Licht PL in Beleuchtungslicht L umwandeln. Da die Menge von absorbiertem primären Licht PL abnimmt, kann die Wärmeerzeugung verringert werden. Der distale Endabschnitt des Lichtleiterelements 30 und der Lichtumwandlungsabschnitt 40, die einen distalen Endabschnitt der Beleuchtungsvorrichtung 10 bilden, sind in den distalen Endabschnitt eines Einführmoduls 121 eingebaut, das in einem Endoskop 120 angeordnet ist (siehe 6A und 6B). Wenn die Temperatur des Lichtumwandlungsabschnitts 40 ansteigt, steigt die Temperatur des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121 aufgrund der Wärme an. In einigen Fällen beeinflusst die Wärme des distalen Endabschnitts einen Rohrabschnitt, durch den das Einführmodul 121 eingeführt wird. Da aber in der vorliegenden Ausführungsform der Anstieg der Temperatur des Lichtumwandlungsabschnitts 40 vermieden wird, kann dieses Problem beseitigt werden.
  • Der Brechungsindex der Streupartikel 41 unterscheidet sich vom Brechungsindex des Umschließungselements 43. Beispielsweise ist es vorzuziehen, dass der Brechungsindex der Streupartikel 41 höher ist als der Brechungsindex des Umschließungselements 43 und 1,5 beträgt oder mehr. Dadurch können die Streupartikel 41 das Diffusionsvermögen des primären Lichts PL verbessern.
  • Der Lichtverteilungswinkel des Lichtumwandlungsabschnitts 40 wird beispielsweise durch die Dichte von Streupartikeln 41 in Bezug auf das Umschließungselement 43, die Dicke des Lichtumwandlungsabschnitts 40 usw. gesteuert.
  • Das Umschließungselement 43 besteht aus einem Element, welches das primäre Licht PL überträgt. Das Umschließungselement 43 besteht beispielsweise aus einem transparenten Siliconharz oder einem transparenten Epoxidharz. Das Umschließungselement 43 weist eine hohe Durchlässigkeit in Bezug auf das primäre Licht PL auf. Das Umschließungselement 43 umschließt die Streupartikel 41.
  • Wie in 1B dargestellt, ist der Lichtumwandlungsabschnitt 40 beispielsweise kuppelförmig ausgebildet. In einem konkreten Ausbildungsverfahren wird das Umschließungselement 43 vor dem Aushärten, das die Streupartikel 41 umschließt, auf die distale Endfläche 31a aufbeschichtet. Das Umschließungselement 43 wird aufgrund einer Oberflächenspannung des Umschließungselements 43 kuppelförmig ausgebildet. Durch das Steuern der Menge der Beschichtung wird die Krümmung der Kuppel gesteuert. Durch das Aushärten des Umschließungselements 43 wird der Lichtumwandlungsabschnitt 40 ausgebildet. Vorzugsweise beträgt im Querschnitt in der optischen Achsrichtung des Lichtleiterelements 30 der Mittelwinkel des äußeren Bogens des Lichtumwandlungsabschnitts 40 mit der Kuppelform 180 Grad oder weniger. Dadurch kann verhindert werden, dass der Lichtumwandlungsabschnitt 40 zur Seitenfläche des Lichtleiterelements 30 von der distalen Endfläche 31a herausfließt. Die optische Achse entspricht der Mittelachse des Beleuchtungslichts L, das in der Vorwärtsrichtung von der distalen Endfläche 31a ausgestrahlt wird.
  • [Streuungsphänomen]
  • Nachfolgend ist in Bezug auf 2A und 2B ein Streuungsphänomen beschrieben. Um die Beschreibung zu vereinfachen, ist das Verhalten des primären Lichts PL zu einem Zeitpunkt dargestellt, zu dem das primäre Licht PL auf einem Streupartikel 41 auftrifft.
  • Streuungsphänomene werden allgemein in eine Mie-Streuung, wie in 2A dargestellt, und eine Rayleigh-Streuung, wie in 2B dargestellt, unterteilt.
  • Die in 2A dargestellte Mie-Streuung tritt auf, wenn der Durchmesser des Streupartikels 41 im Wesentlichen der Wellenlänge des primären Lichts PL entspricht. Bei der Mie-Streuung ist eine Vorwärtsstreuungs-Komponente FS, die auf eine Komponente der Vorwärtsstreuung des primären Lichts PL hinweist, groß, und eine Rückwärtsstreuungs-Komponente BS, die auf eine Komponente der Rückwärtsstreuung des primären Lichts PL hinweist, ist klein.
  • Die in 2B dargestellte Rayleigh-Streuung tritt auf, wenn der Durchmesser des Streupartikels 41 etwa 1/10 der Wellenlänge des primären Lichts PL beträgt. Bei der Rayleigh-Streuung entspricht die Vorwärtsstreuungs-Komponente FS im Wesentlichen der Rückwärtsstreuungs-Komponente BS.
  • Unter Berücksichtigung der Leuchtdichte des Vorwärtsbeleuchtungslichts FL, das in der Vorwärtsrichtung von der distalen Endfläche 31a ausgestrahlt wird, wird vorzugsweise die Mie-Streuung eingesetzt, bei der die Vorwärtsstreuungs-Komponente FS größer ist als die Rückwärts-Streuungskomponente BS. Wenn hingegen primäres Licht PL mit mehreren Farben gestreut wird, muss die Wellenlängenabhängigkeit der Streuung berücksichtigt werden. Allgemein gilt, dass die Wellenlängenabhängigkeit der Mie-Streuung größer ist als die Wellenlängenabhängigkeit der Rayleigh-Streuung. Zum Beseitigen einer Inhomogenität in der Farbe des Vorwärtsbeleuchtungslichts FL ist die Rayleigh-Streuung vorzuziehen.
  • Auf diese Weise wird die Einstellung des Durchmessers des Streupartikels 41 gemäß dem Verwendungszweck gewählt. In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Beleuchtungsvorrichtung 10 eine Mie-Streuung verwendet. Somit beträgt der Durchmesser des Streupartikels 41 beispielsweise etwa 1/10 der Wellenlänge des primären Lichts PL oder mehr. Insbesondere beträgt, wenn die Wellenlänge des primären Lichts PL, das als das Beleuchtungslicht L verwendet wird, beispielsweise etwa 400 nm bis etwa 800 nm beträgt, der Durchmesser des Streupartikels 41 40 nm oder mehr.
  • In der vorhergehenden Beschreibung wurde das Streuungsphänomen eines Streupartikels 41 beschrieben. Im Lichtumwandlungsabschnitt 40 der vorliegenden Ausführungsform sind viele Streupartikel 41 im Umschließungselement 43 umschlossen. Das Streuungsphänomen solch eines Lichtumwandlungsabschnitts 40 ist im Wesentlichen das gleiche wie das Streuungsphänomen eines Streupartikels 41.
  • [Konfiguration 2 der Beleuchtungsvorrichtung 10]
  • Wie in 1B dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 10 ferner einen Lichtsammelabschnitt 50, der Beleuchtungslicht BL rückwärts in das Lichtleiterelement 30 leitet, so dass das vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 rückwärts ausgestrahlte Beleuchtungslicht (nachfolgend als Rückwärtsbeleuchtungslicht BL bezeichnet) vom Lichtleiterelement 30 rückwärts geleitet wird. Der Lichtsammelabschnitt 50 sammelt des Rückwärtsbeleuchtungslicht BL im Lichtleiterelement 30, das hinter dem Lichtsammelabschnitt 50 angeordnet ist. Der Lichtsammelabschnitt 50 umfasst die distale Endfläche des Kerns 33 in der distalen Endfläche 31a und den Lichtumwandlungsabschnitt 40.
  • Das Lichtleiterelement 30 weist einen Aufnahmewinkel auf, der von der NA definiert wird. Das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL, das zum Auftreffen auf den Kern 33 durch den Lichtsammelabschnitt 50 in einem Winkel nicht größer als der Aufnahmewinkel gebracht wird, wird vom Lichtleiterelement 30 zur Lichtquelle 21 geleitet, während es wiederholt in der Innenseite des Lichtleiterelements 30 reflektiert wird. Insbesondere wird das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL in einer Richtung rückwärts zur Strahlungsrichtung des primären Lichts PL geleitet und strahlt rückwärts im Lichtleiterelement 30 in der Richtung rückwärts zur Strahlungsrichtung des primären Lichts PL.
  • Das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL wiederum, das zum Auftreffen auf den Kern 33 in einem Winkel nicht größer als der Aufnahmewinkel gebracht wird, kann an der Schnittstelle zwischen dem Kern 33 und dem Mantel 35 nicht reflektieren und tritt vom Lichtleiterelement 30 nach außen aus. Somit ist es zum Leiten des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL bis zur Lichtquelle 21 vorzuziehen, dass die NA des Lichtleiterelements 30 so groß wie möglich ist. Insbesondere wenn die NA des Lichtleiterelements 30 größer ist als der Auftreffwinkel des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL auf dem Kern 33, kann das gesamte Rückwärtsbeleuchtungslicht BL im Lichtleiterelement 30 aufgenommen werden.
  • Damit eine größere Menge von Rückwärtsbeleuchtungslicht BL auf dem Kern 33 auftrifft, ist es vorzuziehen, dass die Querschnittsfläche des Kerns 33 groß ist und die Querschnittsfläche des Mantels 35 klein ist. Beispielsweise ist der Durchmesser des Mantels 35 nicht größer als das 1,1-fache des Durchmessers des Kerns 33.
  • Vorzugsweise ist der Brechungsindex des Kerns 33 gleich dem Brechungsindex des Umschließungselements 43 oder größer. Das Material des Kerns 33 ist beispielsweise Silicatglas und der Brechungsindex des Kerns 33 beträgt beispielsweise 1,46. Das Material des Umschließungselements 43 ist beispielsweise Siliconharz und der Brechungsindex des Umschließungselements 43 beträgt beispielsweise 1,5.
  • Beispielsweise beträgt der Durchmesser des Kerns 33 100 μm, der Durchmesser des Mantels 35 beträgt 110 μm und die NA beträgt 0,22 oder mehr. Die optische Faser ist eine optische Mehrmodenfaser, die eine Mehrzahl von Moden des primären Lichts PL und Rückwärtsbeleuchtungslichts BL leitet. Die optische Faser weist solch eine NA auf, dass die optische Faser 20% oder mehr des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 rückwärts ausgestrahlt wird, aufnimmt.
  • [Konfiguration 3 der Beleuchtungsvorrichtung 10]
  • Wie in 1C dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 10 ferner einen Wärmeabführabschnitt 60, der das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL, das vom Lichtleiterelement 30 geleitet wird, in Wärme H umwandelt und die Wärme H abführt. Wenn der Lichtumwandlungsabschnitt 40 beispielsweise im distalen Endabschnitt (siehe 6A und 6B) des Einführmoduls 121 eingebaut ist wie zuvor beschrieben, ist der Wärmeabführabschnitt 60 in der Lichtquelle 21 des Lichtquellenmoduls 20 angeordnet, an dem ein Universalkabel 125 des Endoskops 120 angeschlossen ist. Auf diese Weise ist der Wärmeabführabschnitt 60 getrennt vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 und der Position der Streuung angeordnet. Der Wärmeabführabschnitt 60 ist an einer Seite gegenüber dem Lichtumwandlungsabschnitt 40 über das Lichtleiterelement 30 angeordnet.
  • Wie in 1C dargestellt, umfasst der Wärmeabführabschnitt 60 einen Wärmeumwandlungsabschnitt 61, der das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL absorbiert und das absorbierte Rückwärtsbeleuchtungslicht BL in Wärme H umwandelt; und einen Wärmestrahlungsabschnitt 63, der die Wärme H abstrahlt.
  • Wie in 1C dargestellt, ist in der Lichtquelle 21, die mit dem Rückwärtsbeleuchtungslicht BL nach dem Leiten durch das Lichtleiterelement 30, durch den Lichtfokussierabschnitt 23 bestrahlt wird, der Wärmeumwandlungsabschnitt 61 ein Lichtausstrahlungselement der Lichtquelle 21, die im Lichtquellenmodul 20 enthalten ist und das primäre Licht PL ausstrahlt. Der Wärmeumwandlungsabschnitt 61 ist thermisch mit dem Wärmestrahlungsabschnitt 63 über eine Basisplatte 71 und ein Peltier-Element 73 verbunden. Die Wärme H, die von der Lichtquelle 21 entsprechend der Ausstrahlung des primären Lichts PL erzeugt wird, und die Wärme H, die von der Lichtquelle 21 durch das Ausstrahlen des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL erzeugt wird, werden auf den Wärmestrahlungsabschnitt 63 über die Basisplatte 71 und das Peltier-Element 73 übertragen.
  • Der Wärmestrahlungsabschnitt 63 strahlt Wärme nach außen ab. Wie in 7B dargestellt, ist, wenn Lichtquellen 21V und 21B (nachfolgend beschrieben) im Inneren des Endoskops 120 angeordnet sind, der Wärmeabführabschnitt 60, auf dessen Darstellung in 7B verzichtet wurde, ebenfalls im Inneren des Endoskops 120 angeordnet. In diesem Fall bedeutet „außen” eine Atmosphäre im Endoskop 120.
  • Die Temperatur des Wärmeumwandlungselements 61 wird durch einen Temperaturmessabschnitt 75 gemessen, der auf der Basisplatte 71 montiert ist. Der Temperaturmessabschnitt 75 umfasst beispielsweise einen Thermistor. Wenn der Wärmeumwandlungsabschnitt 61 mit dem Rückwärtsbeleuchtungslicht BL bestrahlt wird, besteht das Problem, dass der Betrieb des Wärmeumwandlungsabschnitts 61 instabil wird. Somit besteht das Problem, dass die Ausstrahlung des primären Lichts PL instabil wird. Durch den die Temperatur des Wärmeumwandlungsabschnitts 61 messenden Temperaturmessabschnitt 75 erfolgt eine ordnungsgemäße Wärmeübertragung auf das Peltier-Element 73 für den Wärmeumwandlungsabschnitt 61 und der Betrieb des Wärmeumwandlungsabschnitts 61 wird stabilisiert.
  • [Funktion]
  • Wie in 1C dargestellt, wird das primäre Licht PL von der Lichtquelle 21 ausgestrahlt und auf dem Lichtleiterelement 30 vom Lichtfokussierabschnitt 23 fokussiert. Das primäre Licht PL wird vom Lichtleiterelement 30 geleitet und strahlt zum Lichtumwandlungsabschnitt 40. Wie in 1B dargestellt, streut der Lichtumwandlungsabschnitt 40 das primäre Licht PL und das Vorwärtsbeleuchtungslicht FL sowie das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL werden erzeugt. Mit dem Vorwärtsbeleuchtungslicht FL wird ein zu beleuchtender Abschnitt bestrahlt.
  • Wie in 1B dargestellt, wird das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL im Kern 33 durch den Lichtsammelabschnitt 50 gesammelt. Somit wird, wenn das primäre Licht PL durch das Lichtleiterelement 30 geleitet und anschließend gestreut wird, das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL zum genauen Auftreffen auf dem Lichtleiterelement 30 gebracht. Da das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL weder andere Elemente in Nähe des Lichtumwandlungsabschnitts 40 bestrahlt noch von diesen absorbiert wird, kann ein Temperaturanstieg des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121, das diese anderen Elemente umfasst, vermieden werden. Somit besteht, wenn das Einführmodul 121 in beispielsweise einen Rohrabschnitt eingeführt wird und selbst wenn der distale Endabschnitt in direkten Kontakt mit dem Rohrabschnitt kommt, keine Gefahr, dass der Rohrabschnitt durch Wärme beschädigt wird. Auf diese Weise kann in der vorliegenden Ausführungsform, da der Temperaturanstieg von anderen Elementen in der Nähe des Lichtumwandlungsabschnitts 40 verhindert wird, der Einfluss auf den Rohrabschnitt durch die Wärme verringert werden.
  • Wie in 1C dargestellt wird das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL vom Lichtleiterelement 30 geleitet und strahlt auf die Lichtquelle 21 über den Lichtfokussierabschnitt 23 ein. Zu diesem Zeitpunkt wird das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL in der Richtung rückwärts zur Strahlungsrichtung des primären Lichts PL geleitet, strahlt rückwärts im Lichtleiterelement 30 in der Richtung rückwärts zur Strahlungsrichtung des primären Lichts PL und kehrt zur Lichtquelle 21 zurück. Das Lichtausstrahlungselement der Lichtquelle 21, das der Wärmeumwandlungsabschnitt 61 ist, absorbiert das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL und wandelt das absorbierte Rückwärtsbeleuchtungslicht BL in Wärme H um. Diese Wärme H wird durch den Wärmestrahlungsabschnitt 63 über die Basisplatte 71 und das Peltier-Element 73 nach außen abgestrahlt. „Außen” bedeutet beispielsweise eine Außenumgebung des Endoskops 120 oder eine Atmosphäre im Endoskop 120.
  • Der Wärmeumwandlungsabschnitt 61 und der Wärmestrahlungsabschnitt 63 wandeln Licht in Wärme H an einer Stelle verschieden vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 um und strahlt die Wärme H an einer Stelle verschieden vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 ab. Somit kann in der vorliegenden Ausführungsform die Wärmeerzeugung des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121 zu einem Zeitpunkt der Beleuchtung, in dem der Lichtumwandlungsabschnitt 40 angeordnet ist, auf ein Minimum beschränkt werden.
  • [Vorteilhafte Wirkungen]
  • Wie zuvor beschrieben wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Licht vom Lichtleiterelement 30 geleitet und anschließend gestreut wird, die Rückwärtsbeleuchtungslicht BL zum genauen Auftreffen auf dem Lichtleiterelement 30 gebracht, ohne dass das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL von anderen Elementen in der Nähe des Lichtumwandlungsabschnitts 40 absorbiert wird. Zusätzlich kann das Licht in Wärme H an einer Stelle verschieden vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 durch das Lichtleiterelement 30 und den Wärmeabführabschnitt 60 umgewandelt werden. Somit kann die Wärmeerzeugung des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121 zu einem Zeitpunkt der Beleuchtung, in dem der Lichtumwandlungsabschnitt 40 angeordnet ist, auf ein Minimum beschränkt werden.
  • Das Lichtleiterelement 30 leitet das primäre Licht PL und Rückwärtsbeleuchtungslicht BL. Somit können im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Lichtleiterelement 30 für primäres Licht PL und ein Lichtleiterelement 30 für Rückwärtsbeleuchtungslicht BL getrennt voneinander angeordnet sind, die Zahl von Strukturteilen verringert und die Konfiguration vereinfacht werden. Wenn die Beleuchtungsvorrichtung 10 im Endoskop 120 montiert ist, kann zum Verringern des Durchmessers des Einführmoduls 121 beigetragen werden.
  • Der Wärmeabführabschnitt 60 wandelt das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL, der vom Lichtleiterelement 30 geleitet wird, in Wärme H um und führt die Wärme H ab. Dieser Wärmeabführabschnitt 60 ist an der Seite gegenüber dem Lichtumwandlungsabschnitt 40 über das Lichtleiterelement 30 angeordnet. Somit kann das Licht in Wärme H an einer Stelle verschieden vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 umgewandelt werden und die Wärme H kann an einer Stelle verschieden vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 abgestrahlt werden.
  • Der Wärmeumwandlungsabschnitt 61 ist ein Lichtausstrahlungselement der Lichtquelle 21. Somit können im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Wärmeumwandlungselement 61, das vom Lichtausstrahlungselement verschieden ist, als ein Element vorhanden ist, die Zahl von Strukturteilen verringert und die Konfiguration vereinfacht werden.
  • Wenn hingegen das Lichtleiterelement 30 in der Innenseite des Einführmoduls 121 angeordnet ist, das einen Durchmesser von beispielsweise einigen zehn mm aufweist, leitet das Lichtleiterelement 30 5% des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 rückwärts ausgestrahlt wird, oder mehr. Zusätzlich wandelt der Wärmeabführabschnitt 60 5% des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 rückwärts ausgestrahlt wird, oder mehr in die Wärme H um. Dadurch kann vermieden werden, dass die Temperatur des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121 in einen gefährlichen Bereich ansteigt.
  • Wenn das Lichtleiterelement 30 in der Innenseite des Einführmoduls 121 angeordnet ist, das einen Durchmesser von beispielsweise 5 mm bis 10 mm aufweist, leitet das Lichtleiterelement 30 10% des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 rückwärts ausgestrahlt wird, oder mehr. Zusätzlich wandelt der Wärmeabführabschnitt 60 10% des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 rückwärts ausgestrahlt wird, oder mehr in die Wärme H um. Dadurch kann vermieden werden, dass die Temperatur des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121 in einen gefährlichen Bereich ansteigt.
  • Wenn das Lichtleiterelement 30 in der Innenseite des Einführmoduls 121 angeordnet ist, das einen Durchmesser von beispielsweise 5 mm oder weniger aufweist, leitet das Lichtleiterelement 30 20% des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 rückwärts ausgestrahlt wird, oder mehr. Zusätzlich wandelt der Wärmeabführabschnitt 60 20% des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 rückwärts ausgestrahlt wird, oder mehr in die Wärme H um. Dadurch kann vermieden werden, dass die Temperatur des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121 in einen gefährlichen Bereich ansteigt.
  • Die distale Endfläche 31a des Lichtleiterelements 30 muss nicht auf eine planare Fläche beschränkt sein. Nachfolgend sind Konfigurationen der distalen Endfläche 31a als Modifikation 1 und 2 beschrieben.
  • [Modifikation 1]
  • Wie in 3A dargestellt, umfasst das Lichtleiterelement 30 einen Kern 33, der das primäre Licht PL und Rückwärtsbeleuchtungslicht BL leitet, und einen Mantel 35, die an einem äußeren Umfang des Kerns 33 angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als der Brechungsindex des Kerns 33. Im Lichtsammelabschnitt 50 ist die distale Endfläche des Kerns 33, die in der distalen Endfläche 31a enthalten ist, eine konkave Fläche. Der Brechungsindex des Kerns 33 ist im Wesentlichen gleich dem oder niedriger als der Brechungsindex eines Kontaktteils des Lichtumwandlungsabschnitts 40, wobei das Kontaktteil in Kontakt mit der distalen Endfläche des Kerns 33 ist. Die distale Endfläche des Mantels 35 kann eine konkave Fläche umfassen, die beispielsweise kontinuierlich mit dem Kern 33 ist, oder kann eine planare Fläche sein.
  • Dadurch tritt ein Linseneffekt an der Schnittstelle zwischen dem Kern 33 und dem Lichtumwandlungsabschnitt 40 auf und die Lichtverteilung des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, die auf dem Kern 33 auftrifft, kann gebündelt werden. Somit kann im Vergleich zur ersten Ausführungsform eine größere Lichtmenge zum Liegen innerhalb der NA des Lichtleiterelements 30 gebracht werden und das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL kann wirksam gesammelt werden.
  • [Modifikation 2]
  • Wie in 3B dargestellt, umfasst das Lichtleiterelement 30 einen Kern 33, der das primäre Licht PL und Rückwärtsbeleuchtungslicht BL leitet, und einen Mantel 35, der an einem äußeren Umfang des Kerns 33 angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als der Brechungsindex des Kerns 33. Im Lichtsammelabschnitt 50 ist die distale Endfläche des Kerns 33, die in der distalen Endfläche 31a enthalten ist, eine konvexe Fläche. Der Brechungsindex des Kerns 33 ist im Wesentlichen gleich dem oder höher als der Brechungsindex eines Kontaktteils des Lichtumwandlungsabschnitts 40, wobei das Kontaktteil in Kontakt mit der distalen Endfläche des Kerns 33 ist. Die distale Endfläche des Mantels 35 kann eine konvexe Fläche umfassen, die beispielsweise kontinuierlich mit dem Kern 33 ist, oder kann eine planare Fläche sein.
  • Dadurch kann die Modifikation 2 die gleichen vorteilhaften Wirkungen erzielen wie die Modifikation 1.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Nachfolgend sind in Bezug auf 4A und 4B nur die Punkte beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
  • Wie in 4A dargestellt, ist im Lichtleiterelement 30 die optische Faser eine Doppelmantelfaser umfassend einen Kern 33, einen ersten Mantel 35a, der an einem äußeren Umfang des Kerns 33 angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als der Brechungsindex des Kerns 33, und einen zweiten Mantel 35b, die an einem äußeren Umfang des ersten Mantels 35a angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als der Brechungsindex des ersten Mantels 35a. Der Lichtsammelabschnitt 50 umfasst eine distale Endfläche des Kerns 33 sowie eine distale Endfläche des ersten Mantels 35a in der distalen Endfläche 31a und umfasst den Lichtumwandlungsabschnitt 40.
  • Wie in 4A dargestellt, leitet, wenn das Lichtleiterelement 30 primäres Licht PL leitet, das von der Lichtquelle 21 ausgestrahlt wird, der Kern 33 das primäre Licht PL. Wenn das Lichtleiterelement 30 Rückwärtsbeleuchtungslicht BL leitet, leiten der Kern 33 und der erste Mantel 35a das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL.
  • Wenn die optische Faser die Doppelmantelfaser ist, wird Rückwärtsbeleuchtungslicht BL mit einer großen NA, das an der Schnittstelle zwischen dem Kern 33 und dem ersten Mantel 35a nicht reflektiert wurde, genau an der Schnittstelle zwischen dem ersten Mantel 35a und dem zweiten Mantel 35b reflektiert und ist genau in der optischen Faser begrenzt. Zusätzlich wird das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL genau zum Wärmeabführabschnitt 60 geleitet. Somit kann die Wärmeerzeugung des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121, in dem der Lichtumwandlungsabschnitt 40 angeordnet ist, vermieden werden.
  • Wie in 4B dargestellt, umfasst der Wärmeabführabschnitt 60 ferner einen zusätzlichen Wärmeumwandlungsabschnitt 65, der außerhalb des optischen Pfads des primären Lichts PL angeordnet ist. Der zusätzliche Wärmeumwandlungsabschnitt 65 umfasst einen Lochabschnitt 65a, durch den das primäre Licht PL dringen kann, und weist eine zylindrische Form auf. Ein Teil des zusätzlichen Wärmeumwandlungsabschnitts 65 ist direkt am Wärmestrahlungsabschnitt 63 befestigt, so dass der Lochabschnitt 65a zwischen dem Lichtfokussierabschnitt 23 und der proximalen Endfläche 31b des Lichtleiterelements 30 in der Strahlungsrichtung des primären Lichts PL angeordnet ist und dass das primäre Licht PL durch den Lochabschnitt 65a dringt. Der zusätzliche Wärmeumwandlungsabschnitt 65 wird mit dem Rückwärtsbeleuchtungslicht BL bestrahlt, das von Kern 33 und erstem Mantel 35a ausgestrahlt wird. Der zusätzliche Wärmeumwandlungsabschnitt 65 wird aus einem Element gebildet, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine mit einem lichtabsorbierenden Film beschichtete Oberfläche aufweist. Der zusätzliche Wärmeumwandlungsabschnitt 65 wird beispielsweise aus Aluminium oder Messing gebildet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind das Lichtausstrahlungselement, das der Wärmeumwandlungsabschnitt 61 ist, und der zusätzliche Wärmeumwandlungsabschnitt 65 vorhanden und diese Komponenten wandeln das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL in Wärme H gemeinsam um. Somit kann die Wärmeerzeugung des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121, in dem der Lichtumwandlungsabschnitt 40 angeordnet ist, vermieden werden, es kann der Temperaturanstieg der Lichtquelle 21 vermieden werden und die Lichtquelle 21 kann stabil betrieben werden.
  • Nachfolgend ist die große/kleine Beziehung der NA beschrieben. In Bezug auf die NA des primären Lichts PL, die NA des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das vom Kern 33 ausgestrahlt wird, und die NA des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das von dem ersten Mantel 35a ausgestrahlt wird, wird angenommen, dass die NA des primären Lichts PL am kleinsten ist, die NA des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das vom Kern 33 ausgestrahlt wird, am zweitgrößten ist und die NA des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das von dem ersten Mantel 35a ausgestrahlt wird, am größten ist. Entsprechend wird die Größe des Lochabschnitts 65a angepasst. Insbesondere wenn der Lochabschnitt 65 eine solche Größe aufweist, dass das meiste primäre Licht PL passiert, kann das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL, das von Kern 33 und erstem Mantel 35a ausgestrahlt wird, den zusätzlichen Wärmeumwandlungsabschnitt 65 bestrahlen und das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL kann durch den zusätzlichen Wärmeumwandlungsabschnitt 65 in die Wärme H umgewandelt werden. Dadurch kann die Wärmeerzeugung des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121, in dem der Lichtumwandlungsabschnitt 40 angeordnet ist, vermieden werden, es kann der Temperaturanstieg der Lichtquelle 21 vermieden werden und die Lichtquelle 21 kann stabil betrieben werden, da die Lichtquelle 21 nicht mit dem Rückwärtsbeleuchtungslicht BL bestrahlt wird.
  • Wie in 4A dargestellt, kann wiederum eine Fläche 40a des Lichtumwandlungsabschnitt 40 so ausgebildet sein, dass sie Unebenheiten aufweist. Zum Ausbilden von Unebenheiten können die Streupartikel 41 der Fläche 40a des Lichtumwandlungsabschnitts 40 durch Anpassen der Dichte der Streupartikel 41 ausgesetzt werden oder die Fläche des Umschließungselements 43 kann so ausgebildet sein, dass sie Unebenheiten aufweist. Dadurch kann die Reflexion an einer Schnittstelle zwischen der Fläche des Lichtumwandlungsabschnitts 40 und der Außenluft verringert werden.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Nachfolgend sind in Bezug auf 5A, 5B, 5C und 5D nur die Punkte beschrieben, die sich von erster und zweiter Ausführungsform unterscheiden.
  • Wie in 5A dargestellt, umfasst die optische Faser einen Kern 33, einen Mantel 35, die an einem äußeren Umfang des Kerns 33 angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als der Brechungsindex des Kerns 33, und einen Reflexionsfilm 37, der an einem äußeren Umfang des Mantels 35 angeordnet und zum Reflektieren des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das von dem Mantel 35 ausgestrahlt wird, zum Mantel 35 ausgebildet ist. Der Lichtsammelabschnitt 50 umfasst eine distale Endfläche des Kerns 33 sowie eine distale Endfläche des Mantels 35 in der distalen Endfläche 31a und umfasst den Lichtumwandlungsabschnitt 40.
  • Der Reflexionsfilm 37 wird aus einem Element gebildet, das eine hohe Reflexion in Bezug auf die Wellenlänge des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL aufweist. Solch ein Reflexionsfilm 37 wird beispielsweise aus Gold, Silber, Aluminium oder Nickel gebildet. Der Reflexionsfilm 37 ist beispielsweise über den gesamten Umfang des Mantels 35 vorgesehen und ist über den gesamten Umfangsrand der distalen Endfläche 31a, die ein Teil bildet, wo die optische Faser mit dem Lichtumwandlungsabschnitts 40 verbunden ist, kontinuierlich. Beispielsweise ist in der axialen Richtung der optischen Faser der Reflexionsfilm 37 von der distalen Endfläche 31a, die ein Teil der Stelle bildet, an der die optische Faser mit dem Lichtumwandlungsabschnitt 40 verbunden ist, bis zur proximalen Endfläche 31b vorgesehen. Somit ist der Reflexionsfilm 37 auf der gesamten optischen Faser vorgesehen. Wenn dieser Reflexionsfilm 37 vorhanden ist, wird Rückwärtsbeleuchtungslicht BL mit einer großen NA, das an der Schnittstelle zwischen dem Kern 33 und dem Mantel 35 nicht reflektiert wurde, genau vom Reflexionsfilm 37 reflektiert und ist genau in der optischen Faser begrenzt. Zusätzlich wird das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL genau zum Wärmeabführabschnitt 60 geleitet. Somit kann die Wärmeerzeugung des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121, in dem der Lichtumwandlungsabschnitt 40 angeordnet ist, vermieden werden.
  • Wie in 5B und 5C dargestellt, kann wiederum der Reflexionsfilm 37 auf nur einem Teil der optischen Faser vorgesehen sein.
  • Der Reflexionsfilm 37 ist beispielsweise über den gesamten Umfang des Mantels 35 angeordnet und ist über den gesamten Umfangsrand der distalen Endfläche 31a, die ein Teil bildet, wo die optische Faser mit dem Lichtumwandlungsabschnitts 40 verbunden ist, kontinuierlich. In der axialen Richtung der optischen Faser ist der Reflexionsfilm 37 nur über eine vorgegebene Länge von der distalen Endfläche 31a zur proximalen Endfläche 31b vorgesehen. In der Nähe des Lichtumwandlungsabschnitts 40 ist das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL in der optischen Faser durch den Reflexionsfilm 37 begrenzt und tritt von der optischen Faser an einer Stelle verschieden vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 aus. Somit kann das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL in Wärme an einer Stelle verschieden vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 umgewandelt werden. Zusätzlich kann die Wärmeerzeugung des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121, in dem der Lichtumwandlungsabschnitt 40 angeordnet ist, vermieden werden.
  • Wie in 5C dargestellt, ist der Reflexionsfilm 37 ferner nur teilweise in Umfangsrichtung der optischen Faser zwischen der Stelle verschieden von der zuvor beschriebenen vorgegebenen Länge und der proximalen Endfläche 31b vorgesehen. Der Reflexionsfilm 37 erreicht nicht die proximale Endfläche 31b und ist ferner über eine vorgegebene Länge von der Stelle verschieden von der zuvor beschriebenen Länge angeordnet. In diesem Fall können Stellen, an denen das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL von der optischen Faser austritt, verteilt werden und es kann eine lokale Wärmeerzeugung vermieden werden. In diesem Fall kann der Reflexionsfilm 37 linear entlang der axialen Richtung der optischen Faser vorgesehen sein oder kann in einer gekrümmten Form vorgesehen sein. Dieser Reflexionsfilm 37 kann bis zur proximalen Endfläche 31b vorgesehen sein.
  • Wie in 5D dargestellt, ist ein Wärmeumwandlungsabschnitt 61a auf einer Verlängerungslinie der optischen Achse des Lichtleiterelements 30 angeordnet. Die optische Achse entspricht beispielsweise der Mittelachse des Rückwärtsbeleuchtungslichts BL, das von der proximalen Endfläche 31b ausgestrahlt wird. Dieser Wärmeumwandlungsabschnitt 61a ist zusätzlich getrennt vom Lichtausstrahlungselement der Lichtquelle 21, das der Wärmeumwandlungsabschnitt 61 ist, vorhanden. Der Wärmeumwandlungsabschnitt 61a ist thermisch mit einem Wärmeausstrahlungsabschnitt 63a verbunden. Der Wärmestrahlungsabschnitt 63a strahlt Wärme nach außen ab. „Außen” bedeutet beispielsweise eine Außenumgebung des Endoskops 120 oder eine Atmosphäre im Endoskop 120.
  • Das Lichtausstrahlungselement der Lichtquelle 21, das im Lichtquellenmodul 20 angeordnet ist und das primäre Licht PL ausstrahlt, ist in einer Position verschieden von einer Position auf der Verlängerungslinie der optischen Achse angeordnet. Das Lichtausstrahlungselement ist zur optischen Achse geneigt, so dass das primäre Licht PL auf das Lichtleiterelement 30 innerhalb der NA der optischen Faser mit einer Neigung zum Lichtleiterelement 30 auftrifft.
  • Somit kann die Wärmeerzeugung des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121, in dem der Lichtumwandlungsabschnitt 40 angeordnet ist, vermieden werden, es kann der Temperaturanstieg der Lichtquelle 21 vermieden werden und die Lichtquelle 21 kann stabil betrieben werden.
  • [Sonstiges]
  • Die Doppelmantelfaser der zweiten Ausführungsform kann mit den Konfigurationen der ersten und dritten Ausführung und den Konfigurationen von Modifikation 1 und 2 der ersten Ausführungsform kombiniert werden.
  • Der zusätzliche Wärmeumwandlungsabschnitt 65 der zweiten Ausführungsform kann mit den Konfigurationen der ersten und dritten Ausführungsform und den Konfigurationen von Modifikation 1 und 2 der ersten Ausführungsform kombiniert werden.
  • Der Reflexionsfilm 37 der dritten Ausführungsform kann mit den Konfigurationen der ersten und zweiten Ausführungsform und den Konfigurationen von Modifikation 1 und 2 der ersten Ausführungsform kombiniert werden.
  • Die Konfiguration der dritten Ausführungsform, in der das Lichtausstrahlungselement der Lichtquelle 21 in einer Position verschieden von einer Position auf der Verlängerungslinie der optischen Achse angeordnet ist, kann mit den Konfigurationen der ersten und zweiten Ausführungsform und den Konfigurationen von Modifikation 1 und 2 der ersten Ausführungsform kombiniert werden.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • Nachfolgend ist in Bezug auf 6A und 6B ein Endoskopsystem 110 umfassend die Beleuchtungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist zwar die Beleuchtungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beispielhaft im Endoskopsystem 110 montiert; diese Beschränkung ist aber nicht erforderlich. Die Beleuchtungsvorrichtung 10 der anderen Ausführungsformen kann ebenfalls montiert sein. In der vorliegenden Ausführungsform wird zur klareren Darstellung auf die Darstellung von Wärmeabführabschnitt 60, Basisplatte 71, Peltier-Element 73 und Temperaturmessabschnitt 75 verzichtet.
  • [Endoskopsystem 110]
  • Ein Endoskopsystem 110 wie in 6A dargestellt, ist beispielsweise in einem Untersuchungsraum oder einem Operationsraum installiert. Das Endoskopsystem 110 umfasst ein Endoskop 120, das ein Bild von beispielsweise einer Innenseite eines Rohrabschnitts wie eines Lumens eines Patienten o. Ä. erfasst, und eine Bildverarbeitungsvorrichtung 130, die das Bild der Innenseite des Rohrabschnitts verarbeitet, wobei das Bild von einer Bildgebungseinheit (nicht dargestellt) des Endoskops 120 erfasst wird. Das Endoskopsystem 110 umfasst ferner einen Anzeigeabschnitt 140, der mit der Bildverarbeitungsvorrichtung 130 verbunden ist und das Bild anzeigt, das von der Bildverarbeitungsvorrichtung 130 verarbeitet wurde, und ein Lichtquellenmodul 20, das primäres Licht PL für Beleuchtungslicht, das vom Endoskop 120 ausgestrahlt wird, ausstrahlt.
  • Das Endoskop 120 wie in 6A dargestellt, dient beispielsweise als eine Einführvorrichtung, die in den Rohrabschnitt eingeführt wird. Das Endoskop 120 kann ein vorwärts schauendes Endoskop 120 oder ein seitlich schauendes Endoskop 120 sein.
  • Das Endoskop 120 der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise als ein Endoskop 120 für medizinische Zwecke beschrieben; eine diesbezügliche Einschränkung ist aber nicht erforderlich. Das Endoskop 120 kann ebenfalls ein Endoskop 120 für industrielle Zwecke, das in einen Rohrabschnitt eines Industrieerzeugnisses wie eines Rohrs eingeführt wird, oder ein Einführinstrument wie ein Katheter, das lediglich ein optisches Beleuchtungssystem umfasst, sein.
  • Wie in 6A dargestellt, umfasst das Endoskop 120 ein Einführmodul 121, das hohl und länglich ist sowie beispielsweise in den Rohrabschnitt wie das Lumen eingeführt wird; und einen Bedienabschnitt 123, der mit einem proximalen Endabschnitt des Einführmoduls 121 gekoppelt ist und das Endoskop 120 bedient. Das Endoskop 120 umfasst ein Universalkabel 125, das mit dem Bedienabschnitt 123 verbunden und so ausgebildet ist, dass es sich von einer Seitenfläche des Bedienabschnitts 123 erstreckt.
  • Wie in 6A dargestellt, umfasst das Einführmodul 121 einen Gehäuseabschnitt 121a, der auf wenigstens einem Teil des Einführmoduls 121 angeordnet ist und Flexibilität aufweist. Der Gehäuseabschnitt 121a umfasst beispielsweise einen flexiblen Rohrabschnitt.
  • Wie in 6A dargestellt, umfasst der Bedienabschnitt 123 einen Gehäuseabschnitt 123a, der eine erwünschte Steifigkeit aufweist.
  • Wie in 6A dargestellt, umfasst das Universalkabel 125 einen Gehäuseabschnitt 125a, der Flexibilität und eine erwünschte Steifigkeit aufweist. Das Universalkabel 125 umfasst einen Verbindungsabschnitt 125b, der an der Bildverarbeitungsvorrichtung 130 und das Lichtquellenmodul 20 befestigt/von diesen abgenommen werden kann. Der Verbindungsabschnitt 125b verbindet abnehmbar das Lichtquellenmodul 20 und das Endoskop 120 miteinander und verbindet abnehmbar das Endoskop 120 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 130 miteinander. Der Verbindungsabschnitt 125b ist angeordnet, um die Datenübertragung/den Datenempfang zwischen dem Endoskop 120 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 130 zu ermöglichen.
  • Die Bildverarbeitungsvorrichtung 130 umfasst einen Gehäuseabschnitt 130a, der eine erwünschte Steifigkeit aufweist.
  • Obgleich nicht dargestellt sind die Bildverarbeitungsvorrichtung 130 und das Lichtquellenmodul 20 elektrisch miteinander verbunden.
  • Wie in 6A dargestellt, umfasst das Lichtquellenmodul 20 einen Gehäuseabschnitt 20a, der eine erwünschte Steifigkeit aufweist. Das Lichtquellenmodul 20 ist ein vom Endoskop 120 getrennter Körper und ist an einer Außenseite des Endoskops 120 angeordnet.
  • [Beleuchtungsvorrichtung 10]
  • Wie in 6B dargestellt, umfasst das Endoskopsystem 110 ferner eine Beleuchtungsvorrichtung 10, die Beleuchtungslicht L nach außen vom distalen Endabschnitt des Einführmoduls 121 ausstrahlt.
  • Wie in 6A dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 10 das zuvor beschriebene Lichtquellenmodul 20; einen Lichtleiterpfad 171, der das zuvor beschriebene Lichterleiterelement 30 ist, das im Lichtquellenmodul 20 und im Endoskop 120 umfassend das Einführmodul 121 angeordnet ist, optisch mit der Lichtquelle 21 des Lichtquellenmoduls 20 verbunden ist und das primäre Licht PL leitet, das von der Lichtquelle 21 ausgestrahlt wird; und den zuvor beschriebenen Lichtumwandlungsabschnitt 40.
  • [Lichtquelle 21V, 21B, 21G, 21R]
  • Wie in 6B dargestellt, kann im Lichtquellenmodul 20 eine Mehrzahl von Lichtquellen 21 angeordnet sein. In der folgenden Beschreibung sind die entsprechenden Lichtquellen 21 als Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R bezeichnet. Die Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R sind auf einer Schalttafel (nicht dargestellt) montiert, die einen Steuerabschnitt 153 bildet, der die Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R einzeln steuert, und der Steuerabschnitt 153 ist elektrisch mit einem Steuerabschnitt 155 verbunden. Der Steuerabschnitt 155 steuert das gesamte Endoskopsystem 110 umfassend das Endoskop 120, den Anzeigeabschnitt 140 und das Lichtquellenmodul 20. Der Steuerabschnitt 155 kann in der Bildverarbeitungsvorrichtung 130 angeordnet sein.
  • Die Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R strahlen primäres Licht PL mit gegenseitig optisch verschiedenen Wellenlängen aus. Die Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R strahlen beispielsweise die primären Lichter PL mit hoher Kohärenz wie Laserstrahlen aus.
  • Die Lichtquelle 21V umfasst beispielsweise eine Laserdiode, die ein Lichtausstrahlungselement (Wärmeumwandlungsabschnitt 61) ist, das einen violetten Laserstrahl ausstrahlt. Eine mittlere Wellenlänge des Laserstrahls beträgt beispielsweise 405 nm.
  • Die Lichtquelle 21B umfasst beispielsweise eine Laserdiode, die ein Lichtausstrahlungselement (Wärmeumwandlungsabschnitt 61) ist, das einen blauen Laserstrahl ausstrahlt. Eine mittlere Wellenlänge des Laserstrahls beträgt beispielsweise 445 nm.
  • Die Lichtquelle 21G umfasst beispielsweise eine Laserdiode, die ein Lichtausstrahlungselement (Wärmeumwandlungsabschnitt 61) ist, das einen grünen Laserstrahl ausstrahlt. Eine mittlere Wellenlänge des Laserstrahls beträgt beispielsweise 510 nm.
  • Die Lichtquelle 21R umfasst beispielsweise eine Laserdiode, die ein Lichtausstrahlungselement (Wärmeumwandlungsabschnitt 61) ist, das einen roten Laserstrahl ausstrahlt. Eine mittlere Wellenlänge des Laserstrahls beträgt beispielsweise 630 nm.
  • Die Lichtausstrahlungselemente (Wärmeumwandlungsabschnitte 61) der Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R sind in den Innenseiten von Gehäuseabschnitten 25V, 25B, 25G und 25R der entsprechenden Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R angeordnet. Zusätzlich sind Lichtfokussierabschnitte 23 in den Gehäuseabschnitten 25V, 25B, 25G und 25R angeordnet.
  • Jede der Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R ist optisch mit einem Lichtkopplungsabschnitt 157 (nachfolgend beschrieben) über ein Einzellichtleiterelement 171a verbunden. Das Lichtleiterelement 171a umfasst beispielsweise eine Glasfaser. Primäre Lichter PL, die von den Lichtausstrahlungselementen der Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R ausgestrahlt werden, werden von den Lichtfokussierabschnitten 23 auf die Einzellichtleiterelemente 171a fokussiert. Anschließend werden die primären Lichter zum Lichtkopplungsabschnitt 157 durch die Lichtleiterelemente 171a geleitet. Die Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R, die Steuerabschnitte 153 und 155 und die Einzellichtleiterelemente 171a sind im Inneren des Gehäuseabschnitts 20a angeordnet.
  • Wenn beispielsweise eine weiße Beleuchtung erfolgt, werden die Lichtquelle 21B, die Lichtquelle 21G und die Lichtquelle 21R verwendet. Wenn vier oder mehr Lichtquellen 21 vorhanden sind, kann eine Weißlichtbeobachtung unter Verwendung von weißem Licht mit hohen Farbwiedergabeeigenschaften durchgeführt werden. Wenn die Lichtquelle 21V und die Lichtquelle 21G verwendet werden, kann eine Speziallichtbeobachtung unter Verwendung von Lichtabsorptionseigenschaften von Hämoglobin durchgeführt werden. In der Speziallichtbeobachtung wird ein Blutgefäß mit Verstärkung angezeigt. Wenn eine Lichtquelle 21 verwendet wird, die nahes Infrarotlicht verwendet, kann eine Beobachtung unter Verwendung von nahem Infrarotlicht durchgeführt werden. Die Lichtquelle 21 kann entsprechend der Beobachtung gewählt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird sichtbares Licht verwendet; eine diesbezügliche Beschränkung ist aber nicht erforderlich.
  • [Lichtkopplungsabschnitt 157]
  • Wie in 6B dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 10 ferner den Lichtkopplungsabschnitt 157, der im Inneren des Gehäuseabschnitts 20a des Lichtquellenmoduls 20 angeordnet ist und die Mehrzahl von primären Lichtern PL, die von den Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R ausgestrahlt werden, zu einem einzigen Licht koppelt.
  • Der Lichtkopplungsabschnitt 157 bewirkt, dass die primären Lichter PL, die von den vier Lichtleiterelementen 171a geleitet werden, an einem Einzellichtleiterelement 171b eintreten. Somit umfasst in der vorliegenden Ausführungsform der Lichtkopplungsabschnitt 157 vier Eingangsöffnungen und eine Ausgangsöffnung. Die Zahl der Eingangsöffnungen entspricht der Zahl der Lichtquellen 21. Die Zahl der Ausgangsöffnungen ist nicht besonders beschränkt. An den Eingangsöffnungen umfassen die Lichtleiterelemente 171a feine optische Fasern und die Lichtleiterelemente 171a sind gebündelt. An der Ausgangsöffnung umfasst das Lichtleiterelement 171b eine dicke optische Faser. Das dicke Lichtleiterelement 171b weist eine größere Stärke auf als die gebündelten Lichtleiterelemente 171a. Das dicke Lichtleiterelement 171b ist auf den gebündelten Lichtleiterelementen 171a so verschmolzen, dass das dicke Lichtleiterelement 171b optisch mit den gebündelten Lichtleiterelementen 171a verbunden ist. Der Lichtkopplungsabschnitt 157 dient als ein Lichtkombinierer.
  • [Lichtseparierungsabschnitt 159]
  • Wie in 6B dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 10 ferner einen Lichtseparierungsabschnitt 159, der im Inneren des Gehäuseabschnitts 20a des Lichtquellenmoduls 20 angeordnet ist und das primäre Licht PL, das durch den Lichtkopplungsabschnitt 157 gekoppelt wurde, in eine Mehrzahl von primären Lichtern PL separiert.
  • Der Lichtseparierungsabschnitt 159 bewirkt, dass das primäre Licht, das vom Einzellichtleiterelement 171b geleitet wurde, an beispielsweise zwei Lichtleiterelementen 171c eintritt. Somit umfasst in der vorliegenden Ausführungsform der Lichtseparierungsabschnitt 159 eine Eingangsöffnung und zwei Ausgangsöffnungen. Die Zahl von Eingangsöffnungen des Lichtseparierungsabschnitts 159 entspricht der Zahl der Ausgangsöffnungen des Lichtkopplungsabschnitts 157. Die Zahl der Ausgangsöffnungen ist nicht beschränkt, solange diese Zahl ein Mehrfaches ist. Das heißt es reicht aus, wenn die Zahl von Lichtleiterelementen 171c ein Mehrfaches ist. Der Lichtseparierungsabschnitt 159 separiert das primäre Licht PL beispielsweise in einem gewünschten Verhältnis. In dieser Ausführungsform beträgt das Verhältnis beispielsweise 50:50. Es ist nicht erforderlich, dass das Verhältnis zwischen den entsprechenden Ausgangsöffnungen gleich ist. Der Lichtseparierungsabschnitt 159 dient als ein Koppler.
  • In der Struktur des Lichtseparierungsabschnitts 159 sind das Lichtleiterelement 171b und eines der Lichtleiterelemente 171c ein Teil. Das heißt das Lichtleiterelement 171b und eines der Lichtleiterelemente 171c dienen als ein gemeinsames Element, beispielsweise als eine gemeinsame optische Faser. Ein weiteres Lichtleiterelement 171c ist auf dieses eine Lichtleiterelement geschmolzen und der geschmolzene Teil wird weiter geschmolzen und gezogen. Dadurch wird das primäre Licht PL zwischen dem Lichtleiterelement 171b und dem anderen Lichtleiterelement 171c übertragen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die Eingangsöffnung des Lichtseparierungsabschnitts 159 optisch mit der Ausgangsöffnung des Lichtkopplungsabschnitts 157 verbunden. Dadurch wird das primäre Licht PL, das dem Lichtseparierungsabschnitt 159 zugeführt wird, in die zwei Lichtleiterelemente 171c in einem Verhältnis von beispielsweise 50:50 separiert.
  • Obgleich nicht dargestellt, kann der Lichtseparierungsabschnitt 159 in einer Innenseite des Gehäuseabschnitts 123a des Bedienabschnitts 123 des Endoskops 120 angeordnet sein. Somit muss es ausreichen, wenn der Lichtseparierungsabschnitt 159 im Lichtquellenmodul 20 oder im Endoskop 120 angeordnet ist.
  • Wie in 6B dargestellt, ist, wenn der Lichtseparierungsabschnitt 159 im Lichtquellenmodul 20 angeordnet ist, das Lichtleiterelement 171b im Inneren des Gehäuseabschnitts 20a des Lichtquellenmoduls 20 angeordnet und die Lichtleiterelemente 171c sind im Inneren des Gehäuseabschnitts 20a des Lichtquellenmoduls 20 und in einem Inneren des Endoskops 120 angeordnet. Obgleich nicht dargestellt, ist, wenn der Lichtseparierungsabschnitt 159 im Endoskop 120 angeordnet ist, das Lichtleiterelement 171b im Inneren des Gehäuseabschnitts 20a des Lichtquellenmoduls 20 und im Inneren des Endoskops 120 angeordnet und die Lichtleiterelemente 171c sind im Inneren des Endoskops 120 angeordnet.
  • [Lichtleiterpfad 171]
  • Wie in 6B dargestellt, umfasst der Lichtleiterpfad 171 die zuvor beschriebenen Lichtleiterelemente 171a, die im Lichtquellenmodul 20 angeordnet sind. Die Lichtleiterelemente 171a sind optisch mit den Lichtquellen 21 und dem Lichtkopplungsabschnitt 157 verbunden. Die Lichtleiterelemente 171a leiten die primären Lichter PL von den Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R zum Lichtkopplungsabschnitt 157.
  • Der Lichtleiterpfad 171 umfasst ferner das Lichtleiterelement 171b, das im Lichtquellenmodul 20 angeordnet ist, wenn der Lichtseparierungsabschnitt 159 im Lichtquellenmodul 20 wie in 6B dargestellt, angeordnet ist, und der in Lichtquellenmodul 20, Verbindungsabschnitt 125b, Universalkabel 125 und Bedienabschnitt 123 angeordnet ist, wenn der Lichtseparierungsabschnitt 159, obgleich nicht dargestellt, im Bedienabschnitt 123 angeordnet ist. Das Lichtleiterelement 171b leitet das primäre Licht PL vom Lichtkopplungsabschnitt 157 zum Lichtseparierungsabschnitt 159.
  • Der Lichtleiterpfad 171 umfasst ferner die Lichtleiterelemente 171c, die in Lichtquellenmodul 20, Verbindungsabschnitt 125b, Universalkabel 125, Bedienabschnitt 123 und Einführmodul 121 angeordnet sind, wenn der Lichtseparierungsabschnitt 159 im Lichtquellenmodul 20 wie in 6B dargestellt, angeordnet ist, und der im Bedienmodul 123 und Einführmodul 121 angeordnet ist, wenn der Lichtseparierungsabschnitt 159, obgleich nicht dargestellt, im Bedienabschnitt 123 angeordnet ist. Die Lichtleiterelemente 171c sind mit den Lichtumwandlungsabschnitten 40 optisch verbunden. Die Lichtleiterelemente 171c leiten die primären Lichter PL, die vom Lichtquellenmodul 20 ausgestrahlt wurden, vom Lichtseparierungsabschnitt 159 zu den Lichtumwandlungsabschnitten 40. Die Lichtleiterelemente 171c können direkt mit den Lichtumwandlungsabschnitten 40 verbunden sein oder können indirekt mit den Lichtumwandlungsabschnitten 40 über ein Element (nicht dargestellt) verbunden sein.
  • Wie in 6B dargestellt, sind die Lichtleiterelemente 171c, die im Einführmodul 121 angeordnet sind, im Inneren des Gehäuseabschnitts 121a des Einführmoduls 121 angeordnet.
  • Die Lichtleiterelemente 171a, 171b und 171c umfassen einzelne optische Fasern. In dieser Ausführungsform sind diese einzelnen optischen Fasern über den gesamten Lichtleiterpfad 171 angeordnet; eine diesbezügliche Beschränkung ist aber nicht erforderlich. Es genügt, wenn einzelne optische Fasern auf wenigstens einem Teil des Lichtleiterpfades 171 angeordnet sind. Wenn einzelne optische Fasern auf einem Teil des Lichtleiterpfades 171 angeordnet sind, kann eine Bündelfaser auf dem anderen Teil des Lichtleiterpfades 171 angeordnet sein.
  • Die als Lichtleiterelemente 171a dienenden einzelnen optischen Fasern leiten die primären Lichter PL, die von den Lichtquellen 21 ausgestrahlt wurden.
  • In den Lichtleiterelementen 171c ist eine Mehrzahl von einzelnen optischen Fasern angeordnet und die optischen Fasern sind Einzelfasern von gegenseitig verschiedenen Systemen. Das heißt diese optischen Fasern sind verschiedene Elemente, obwohl diese optischen Fasern die gleiche optische Funktion des Lichtleitens haben. Das heißt ferner, dass die Lichtleiterelemente 171c eine Mehrzahl von einzelnen optischen Fasern jeweils von einer Art umfassen. In diesem Fall dienen die Lichtleiterelemente 171c nicht als eine Bündelfaser, sondern als einzelne optische Fasern. Die jeweiligen einzelnen optischen Fasern der Lichtleiterelemente 171a, 171b und 171c sind Einzelfasern von gegenseitig verschiedenen Systemen, das heißt diese optische Fasern sind gegenseitig verschiedene Elemente, obwohl sie die gleiche optische Funktion des Lichtleitens haben.
  • Wie in 6B dargestellt, sind, wenn der Lichtseparierungsabschnitt 159 im Lichtquellenmodul 20 angeordnet ist, die Lichtleiterelemente 171c, die im Lichtquellenmodul 20 angeordnet sind, von den Lichtleiterelementen 171c, die auf der Seite des Verbindungsabschnitts 125b angeordnet sind, verschiedene Elemente.
  • Obgleich nicht dargestellt, ist, wenn der Lichtseparierungsabschnitt 159 im Bedienabschnitt 123 angeordnet ist, das Lichtleiterelement 171b, das im Lichtquellenmodul 20 angeordnet ist, ein vom Lichtleiterelement 171b, das auf der Seite des Verbindungsabschnitts 125b angeordnet ist, verschiedenes Element.
  • Das Lichtleiterelement 30 der ersten Ausführungsform dient als die Lichtleiterelemente 171a, 171b und 171c.
  • Nachfolgend ist ein Verfahren kurz beschrieben, bei dem die auf der Seite des in 6B dargestellten Lichtquellenmoduls 20 angeordneten Lichtleiterelemente 171c optisch mit den auf der Seite des Verbindungsabschnitts 125b angeordneten Lichtleiterelementen 171c verbunden sind.
  • In Bezug auf die im Lichtquellenmodul 20 angeordneten Lichtleiterelemente 171c sind die Lichtleiterelemente 171c in einer Steckereinheit 191 eingeführt, die im Lichtquellenmodul 20 angeordnet ist und die Lichtleiterelemente 171c hält.
  • Der zuvor beschriebene Sachverhalt gilt ebenfalls für die auf der Seite des Verbindungsabschnitts 125b angeordneten Lichtleiterelemente 171c. Die Steckereinheit 191 auf der Seite des Verbindungsabschnitts 125b ist im Verbindungsabschnitt 125b angeordnet.
  • Wie in 6B dargestellt, umfasst der Gehäuseabschnitt 20a des Lichtquellenmoduls 20 einen Lichtadapter 193, der am Gehäuseabschnitt 20a befestigt ist. Die Steckereinheit 191 auf der Seite des Lichtquellenmoduls 20 wird vorab am Lichtadapter 193 befestigt.
  • Wenn der Verbindungsabschnitt 125b mit dem Lichtquellenmodul 20 verbunden ist, ist die Steckereinheit 191 auf der Seite des Verbindungsabschnitts 125b in den Lichtadapter 193 eingeführt. Dadurch sind die Lichtleiterelemente 171c auf der Seite des Lichtquellenmoduls 20 optisch mit den Lichtleiterelementen 171c auf der Seite des Verbindungsabschnitts 125b verbunden. Die Steckereinheit 191 auf der Seite des Verbindungsabschnitts 125b kann am Lichtadapter 193 des Lichtquellenmoduls 20 befestigt/von diesem abgenommen werden.
  • [Lichtumwandlungsabschnitt 40]
  • Wie in 6B dargestellt, sind die Lichtumwandlungsabschnitte 40 im Inneren eines distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121 angeordnet. Die Lichtumwandlungsabschnitte 40 sind optisch mit den Lichtleiterelementen 171c verbunden und wandeln die primären Lichter PL, die von den Lichtleiterelementen 171c geleitet werden, in Beleuchtungslicht L um. Die Lichtumwandlungsabschnitte 40 strahlen das Beleuchtungslicht L nach außen vom Endoskop 120 aus und bestrahlen das zu beleuchtende Teil mit dem Beleuchtungslicht L.
  • [Wärmeabführabschnitt 60]
  • Obgleich nicht dargestellt, sind in der vorliegenden Ausführung Wärmeabführabschnitt 60, Basisplatte 71, Peltier-Element 73 und Temperaturmessabschnitt 75 im Inneren des Gehäuseabschnitts 20a angeordnet.
  • [Funktion]
  • Primäre Lichter PL werden von den Lichtausstrahlungselementen der Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R ausgestrahlt und von den Lichtfokussierabschnitten 23 auf die Lichtleiterelemente 171a fokussiert. Die primären Lichter PL werden von den Lichtleiterelementen 171a zum Lichtkopplungsabschnitt 157 geleitet und vom Lichtkopplungsabschnitt 157 gekoppelt. Das gekoppelte primäre Licht PL wird vom Lichtleiterelement 171b zum Lichtseparierungsabschnitt 159 geleitet und vom Lichtseparierungsabschnitt 159 separiert. Die separierten primären Lichter PL werden von den Lichtleiterelementen 171c zu den Lichtumwandlungsabschnitten 40 geleitet.
  • Der Lichtleiterabschnitt 40 streut das primäre Licht PL und das Vorwärtsbeleuchtungslicht FL sowie das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL werden erzeugt. Mit dem Vorwärtsbeleuchtungslicht FL wird das zu beleuchtende Teil bestrahlt.
  • Wie bei der ersten Ausführungsform werden die Rückwärtsbeleuchtungslichter BL in den Kernen 33 der Lichtleiterelemente 171c von den Lichtsammelabschnitten 50, die in 6A und 6B nicht dargestellt sind, gesammelt. Die Rückwärtsbeleuchtungslichter BL werden von den Lichtleiterelementen 171c zum Lichtseparierungsabschnitt 159 geleitet und vom Lichtseparierungsabschnitt 159 gekoppelt, der ebenfalls als Lichtkopplungsabschnitt 157 dient. Das gekoppelte Rückwärtsbeleuchtungslicht BL wird vom Lichtleiterelement 171b zum Lichtkopplungsabschnitt 157 geleitet. Das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL wird vom Lichtkopplungsabschnitt 157 separiert, der ebenfalls als Lichtseparierungsabschnitt 159 dient, und die separierten Rückwärtsbeleuchtungslichter BL werden von den Lichtleiterelementen 171a zu den Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R zurückgeleitet. Auf diese Weise wird das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL in der Richtung rückwärts zur Strahlungsrichtung des primären Lichts PL geleitet, strahlt rückwärts im Lichtleiterpfad 171 in der Richtung rückwärts zur Strahlungsrichtung des primären Lichts PL und kehrt zur Lichtquelle 21V, 21B, 21G, 21R zurück.
  • In den Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R werden die Rückwärtsbeleuchtungslichter BL von den Lichtfokussierabschnitten 23 auf den entsprechenden Lichtausstrahlungselementen der Lichtquellen 21V, 21B, 21G und 21R, welche die Wärmeumwandlungsabschnitte 61 sind, fokussiert. Jedes Lichtausstrahlungselement, das der Wärmeumwandlungsabschnitt 61 ist, absorbiert das Rückwärtsbeleuchtungslicht BL und wandelt das absorbierte Rückwärtsbeleuchtungslicht BL in Wärme H um. Die Wärme H wird durch den Wärmestrahlungsabschnitt 63 über die Basisplatte 71 und das Peltier-Element 73 nach außen abgestrahlt, was in 6A und 6B nicht dargestellt ist. „Außen” bedeutet beispielsweise eine Außenumgebung des Endoskops 120 oder eine Atmosphäre im Endoskop 120.
  • Der Wärmeumwandlungsabschnitt 61 und der Wärmestrahlungsabschnitt 63 wandeln das Licht in die Wärme H an einer Stelle verschieden vom Lichtumwandlungsabschnitt 40 um. Somit kann in der vorliegenden Ausführungsform die Wärmeerzeugung des distalen Endabschnitts des Einführmoduls 121 zu einem Zeitpunkt der Beleuchtung, in dem der Lichtumwandlungsabschnitt 40 angeordnet ist, auf ein Minimum beschränkt werden.
  • [Vorteilhafte Wirkungen]
  • In der vorliegenden Ausführungsform können, selbst wenn das Endoskopsystem 110 die Beleuchtungsvorrichtung 10 umfasst, die gleichen vorteilhaften Wirkungen erzielt werden wie in der ersten Ausführungsform.
  • [Modifikation 1]
  • Nachfolgend ist in Bezug auf 7A und 7B die Modifikation 1 der vierten Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Modifikation wird zur klareren Darstellung auf die Darstellung von Wärmeabführabschnitt 60, Basisplatte 71, Peltier-Element 73 und Temperaturmessabschnitt 75 verzichtet.
  • Im in 6A und 6B dargestellten Endoskopsystem 110 ist das Endoskop 120 über das Universalkabel 125 umfassend den Verbindungsabschnitt 125b direkt mit verschiedenen Vorrichtungen verbunden.
  • In der vorliegenden Modifikation ist jedoch, wie in 7A und 7B dargestellt, das Universalkabel 125 weggelassen und das Endoskop 120 ist als eine drahtlose Ausführung ausgebildet. In diesem Fall weist das Endoskop 120 solch eine drahtlose Ausführung auf, dass Funksignale zwischen dem Bedienabschnitt 123 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 130 übertragen/empfangen werden.
  • Zusätzlich umfasst das Endoskop 120 die Beleuchtungsvorrichtung 10.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform verwendet Beleuchtungslicht L eines schmalen Bandes. Somit sind, wie in 7B dargestellt, beispielsweise Lichtquellen 21V und 21B angeordnet.
  • [Funkeinheit in der Beleuchtungsvorrichtung 10]
  • Wie in 7B dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 10 einen Funkabschnitt 201, der in der Bildverarbeitungsvorrichtung 130 angeordnet ist und Funksignale zum Steuern beispielsweise der Lichtquellen 21V und 21B und einer Bildgebungseinheit ausgibt; und einen Steuerabschnitt 203, der elektrisch mit dem Funkabschnitt 201 verbunden ist und das Endoskopsystem 110 steuert. Der Funkabschnitt 201 und der Steuerabschnitt 203 sind im Inneren des Gehäuseabschnitts 130a, der eine erwünschte Steifigkeit aufweist, angeordnet.
  • Wie in 7B dargestellt, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Lichtquellen 21V und 21B im Inneren des Gehäuseabschnitts 123a des Bedienabschnitts 123 angeordnet.
  • Wie in 7B dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 10 ferner einen Funkabschnitt 211, der ein Funksignal empfängt, das vom Funkabschnitt 201 ausgegeben wurde; und einen Steuerabschnitt 213, der die Lichtquellen 21V und 21B auf der Basis des vom Funkabschnitt 211 empfangenen Funksignals steuert. Der Funkabschnitt 211 und der Steuerabschnitt 213 sind im Inneren des Gehäuseabschnitts 123a des Bedienabschnitts 123 angeordnet. Die Lichtquellen 21V und 21B sind auf einer Schalttafel (nicht dargestellt), auf welcher der Steuerabschnitt 213 ausgebildet ist, montiert.
  • Wie in 7B dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 10 ferner einen Versorgungsabschnitt 215, der den Funkabschnitt 211, den Steuerabschnitt 213 und die Lichtquellen 21V und 21B mit Strom versorgt. Der Versorgungsabschnitt 215 ist im Inneren des Gehäuseabschnitts 123a des Bedienabschnitts 123 angeordnet. Der Versorgungsabschnitt 215 umfasst beispielsweise eine Batterie, die Energie in Form von elektrischem Strom liefert. Der Versorgungsabschnitt 215 versorgt ebenfalls die entsprechenden Elemente des Endoskops 120 mit Strom.
  • Funkabschnitt 201, Steuerabschnitt 203, Funkabschnitt 211 und Steuerabschnitt 213 wie zuvor beschrieben dienen als eine Funkeinheit der Lichtquellenvorrichtung 10, die im drahtlosen Endoskopsystem 110 montiert ist.
  • Der Funkabschnitt 201 kann ein Signal, das einen Betriebszustand der Lichtquellen 21V und 21B umfasst, an den Funkabschnitt 211 übertragen. Auf der Basis dieses Betriebszustands steuert der Steuerabschnitt 213 die Lichtquellen 21V und 21B.
  • Der Funkabschnitt 211 kann ein Videosignal auf der Basis eines Bildgebungssignals eines zu beleuchtenden Teils, vom dem durch die Bildgebungseinheit (nicht dargestellt) eine Bildgebung durchgeführt wurde, erzeugen, kann das Videosignal in ein Funksignal umwandeln und kann das Funksignal an den Funkabschnitt 201 übertragen. Der Steuerabschnitt 203 wandelt das Funksignal in ein Videosignal um und führt eine Bildverarbeitung am Videosignal durch. Der Anzeigeabschnitt 140 zeigt das Videosignal als ein Videobild an.
  • Der Funkabschnitt 211 kann die Restmengeninformation, die eine Restmenge von Strom im Versorgungsabschnitt 215 angibt, an den Funkabschnitt 201 übertragen. Zusätzlich kann der Anzeigeabschnitt 140 diese Restmengeninformation anzeigen.
  • Auf diese Weise werden verschiedene Einzelinformationen zwischen den Funkabschnitten 201 und 211 übertragen/empfangen.
  • [Lichtkopplungs-/Lichtseparierungsabschnitt 217]
  • Wie in 7B dargestellt, sind die Lichtquellen 21V und 21B im Inneren des Gehäuseabschnitts 123a des Bedienabschnitts 123 angeordnet. Somit umfasst unter Berücksichtigung des Platzes im Gehäuseabschnitt 123a die Beleuchtungsvorrichtung 10 einen Lichtkopplungs-/Lichtseparierungsabschnitt 217, der im Inneren des Gehäuseabschnitts 123a des Bedienabschnitts 123 angeordnet ist und die Funktion des Lichtkopplungsabschnitts 157 und die Funktion des Lichtseparierungsabschnitts 159 in der ersten Ausführungsform aufweist. Der Lichtkopplungs-/Lichtseparierungsabschnitt 217 dient als ein Lichtkombinierer und ein Lichtseparator.
  • Wie in 7B dargestellt, ist der Lichtkopplungs-/Lichtseparierungsabschnitt 217 optisch mit einem Lichtleiterelement 171a verbunden, das optisch mit der Lichtquelle 21V verbunden ist, und ebenfalls optisch mit einem Lichtleiterelement 171a verbunden, das optisch mit der Lichtquelle 21B verbunden ist. Der Lichtkopplungs-/Lichtseparierungsabschnitt 217 ist ferner optisch mit Lichtleiterelementen 171c verbunden, die optisch mit den Lichtumwandlungsabschnitten 40 verbunden sind. Somit umfasst der Lichtkopplungs-/Lichtseparierungsabschnitt 217 zwei Eingangsöffnungen und zwei Ausgangsöffnungen. Die Zahl von Eingangsöffnungen des Lichtkopplungs-/Lichtseparierungsabschnitts 217 entspricht der Zahl von Lichtquellen 21. Die Zahl der Ausgangsöffnungen ist nicht besonders beschränkt, solange diese Zahl ein Mehrfaches ist. Das heißt es reicht aus, wenn die Zahl von Lichtleiterelementen 171c ein Mehrfaches ist.
  • Der Lichtkopplungs-/Lichtseparierungsabschnitt 217 koppelt das primäre Licht PL, das von der Lichtquelle 21V ausgestrahlt und vom Lichtleiterelement 171a geleitet wurde, und das primäre Licht PL, das von der Lichtquelle 21B ausgestrahlt und vom Lichtleiterelement 171a geleitet wurde.
  • Der Lichtkopplungs-/Lichtseparierungsabschnitt 217 separiert das gekoppelte primäre Licht PL in eine Mehrzahl von primären Lichtern PL. Der Lichtkopplungs-/Lichtseparierungsabschnitt 217 separiert das primäre Licht PL beispielsweise in einem gewünschten Verhältnis. In dieser Ausführungsform beträgt das Verhältnis beispielsweise 50:50. Es ist nicht erforderlich, dass das Verhältnis zwischen den entsprechenden Ausgangsöffnungen gleich ist.
  • [Wärmeabführabschnitt 60]
  • Obgleich nicht dargestellt, sind in der vorliegenden Modifikation Wärmeabführabschnitt 60, Basisplatte 71, Peltier-Element 73 und Temperaturmessabschnitt 75 im Inneren des Gehäuseabschnitts 123a angeordnet.
  • In der vorliegenden Modifikation ist die Beleuchtungsvorrichtung 10 im Endoskop 120 in drahtloser Ausführung enthalten; eine diesbezügliche Beschränkung ist aber nicht erforderlich. Die Beleuchtungsvorrichtung 10 kann im in der vierten Ausführungsform enthaltenen Endoskop 120 enthalten sein.
  • [Vorteilhafte Wirkungen]
  • In der vorliegenden Modifikation können, selbst wenn das Endoskop 120 die Beleuchtungsvorrichtung 10 umfasst, die gleichen vorteilhaften Wirkungen erzielt werden wie in der ersten und zweiten Ausführungsform.
  • [Modifikation 2]
  • Nachfolgend ist in Bezug auf 8A und 8B die Modifikation 2 der vierten Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Modifikation wird zur klareren Darstellung auf die Darstellung von Wärmeabführabschnitt 60, Basisplatte 71, Peltier-Element 73 und Temperaturmessabschnitt 75 verzichtet. Eine Lichtquelle 21 umfasst einen Gehäuseabschnitt 25, in dem ein Lichtausstrahlungselement (Wärmeumwandlungsabschnitt 61) und ein Lichtfokussierabschnitt 23 enthalten sind.
  • Wie in 8A und 8B dargestellt, kann die Beleuchtungsvorrichtung 10 in einen Behandlungsinstrument-Einführkanal 121b von einem Behandlungsinstrument-Einführöffnungsabschnitt 123b eingeführt werden. In diesem Fall ist das Endoskop 120 ein von der Beleuchtungsvorrichtung 10 getrennter Körper. Die Beleuchtungsvorrichtung 10 kann in das Endoskop 120 eingeführt/von diesem entfernt werden.
  • Ein Lichtleiterelement 30 wird durch einen Gehäuseabschnitt 127a eines Zusatzuniversalkabels 127 eingeführt. Der Gehäuseabschnitt 127a weist Flexibilität und eine erwünschte Steifigkeit auf. Das Lichtleiterelement 30 wird durch den Behandlungsinstrument-Einführkanal 121b über den Gehäuseabschnitt 127a eingeführt, so dass der Lichtumwandlungsabschnitt 40 im distalen Endabschnitt des Einführmoduls 121 angeordnet ist.
  • Das Zusatzuniversalkabel 127 ist am Gehäuseabschnitt 20a befestigt. Der Lichtumwandlungsabschnitt 40 ist am distalen Endabschnitt des Gehäuseabschnitts 127a befestigt.
  • [Vorteilhafte Wirkungen]
  • In der vorliegenden Modifikation können, selbst wenn die Beleuchtungsvorrichtung 10 durch den Behandlungsinstrument-Einführkanal 121b eingeführt ist, die gleichen vorteilhaften Wirkungen erzielt werden wie in der ersten Ausführungsform.
  • In dem Zustand, in dem das Endoskopsystem 110 und das Endoskop 120 vorab die Beleuchtungsvorrichtung 10 umfassen, wird zusätzlich eine Beleuchtungsvorrichtung 10 bereitgestellt. Dadurch kann ein zu beobachtendes Objekt mit einer größeren Menge an Beleuchtungslicht L bestrahlt werden. In der vorliegenden Modifikation kann die Beleuchtungsvorrichtung 10 somit ebenfalls als eine Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 10 dienen.
  • In der vorliegenden Modifikation ist es nicht erforderlich, dass das Endoskopsystem 110 und das Endoskop 120 die Beleuchtungsvorrichtung 10 vorab umfassen wie in 7A und 7B sowie in 8A und 8B dargestellt. In diesem Fall kann die Konfiguration des Endoskopsystems 110 und des Endoskops 120 vereinfacht werden.
  • Obgleich nicht dargestellt, sind in der vorliegenden Modifikation Wärmeabführabschnitt 60, Basisplatte 71, Peltier-Element 73 und Temperaturmessabschnitt 75 im Inneren des Gehäuseabschnitts 20a angeordnet.
  • Das Endoskop 120 der vorliegenden Modifikation kann eine drahtlose Ausführung aufweisen wie in Modifikation 1 dargestellt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht direkt auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. In der Phase der Umsetzung der Erfindung können die Strukturelemente geändert und ohne Abweichen vom Geist der Erfindung ausgeführt werden. Verschiedene Erfindungen können durch geeignetes Kombinieren einer Mehrzahl von Strukturelementen wie in den Ausführungsformen offenbart entwickelt werden.

Claims (33)

  1. Beleuchtungsvorrichtung umfassend: ein zum Ausstrahlen von primärem Licht ausgebildetes Lichtquellenmodul; ein zum Leiten des vom Lichtquellenmodul ausgestrahlten primären Lichts ausgebildetes Lichtleiterelement; einen auf einer distalen Endfläche des Lichtleiterelements angeordneten Lichtumwandlungsabschnitt, wobei der Lichtumwandlungsabschnitt zum Ausstrahlen von Beleuchtungslicht, das durch Umwandeln von optischen Merkmalen des primären Lichts, das vom Lichtleiterelement geleitet wird, erzeugt wird, in einer Vorwärtsrichtung, die auf der Lichtumwandlungsabschnitt-Seite der distalen Endfläche ist, und in einer Rückwärtsrichtung, die auf der Lichtleiterelement-Seite der distalen Endfläche ist, ausgebildet ist; einen zum Sammeln von Rückwärtsbeleuchtungslicht, welches das vom Lichtumwandlungsabschnitt rückwärts gestrahlte Beleuchtungslicht ist, in das Lichtleiterelement ausgebildeten Lichtsammelabschnitt, so dass das Rückwärtsbeleuchtungslicht vom Lichtleiterelement rückwärts geleitet wird; und einen zum Umwandeln des Rückwärtsbeleuchtungslichts, das vom Lichtleiterelement geleitet wird, in Wärme und zum Abführen der Wärme ausgebildeten Wärmeabführabschnitt.
  2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtsammelabschnitt die distale Endfläche und den Lichtumwandlungsabschnitt umfasst.
  3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Lichtleiterelement einen zum Leiten des primären Lichts und des Rückwärtsbeleuchtungslichts ausgebildeten Kern und einen Mantel, der an einem äußeren Umfang des Kerns angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als ein Brechungsindex des Kerns, umfasst, und eine distale Endfläche des Kerns, die in der distalen Endfläche enthalten ist, eine planare Fläche im Lichtsammelabschnitt ist.
  4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Brechungsindex des Kerns im Wesentlichen gleich einem oder höher als ein Brechungsindex eines Kontaktteils des Lichtumwandlungsabschnitts ist, wobei das Kontaktteil in Kontakt mit der distalen Endfläche des Kerns ist.
  5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Lichtleiterelement einen zum Leiten des primären Lichts und des Rückwärtsbeleuchtungslichts ausgebildeten Kern und einen Mantel, der an einem äußeren Umfang des Kerns angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als ein Brechungsindex des Kerns, umfasst, und eine distale Endfläche des Kerns, die in der distalen Endfläche enthalten ist, eine konkave Fläche im Lichtsammelabschnitt ist.
  6. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Brechungsindex des Kerns im Wesentlichen gleich einem oder niedriger als ein Brechungsindex eines Kontaktteils des Lichtumwandlungsabschnitts ist, wobei das Kontaktteil in Kontakt mit der distalen Endfläche des Kerns ist.
  7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Lichtleiterelement einen zum Leiten des primären Lichts und des Rückwärtsbeleuchtungslichts ausgebildeten Kern und einen Mantel, der an einem äußeren Umfang des Kerns angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als ein Brechungsindex des Kerns, umfasst, und eine distale Endfläche des Kerns, die in der distalen Endfläche enthalten ist, eine konvexe Fläche ist.
  8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Brechungsindex des Kerns im Wesentlichen gleich einem oder höher als ein Brechungsindex eines Kontaktteils des Lichtumwandlungsabschnitts ist, wobei das Kontaktteil in Kontakt mit der distalen Endfläche des Kerns ist.
  9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lichtleiterelement eine optische Faser umfasst.
  10. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die optische Faser eine optische Mehrmodenfaser ist, die zum Leiten einer Mehrzahl von Moden des primären Lichts und des Rückwärtsbeleuchtungslichts ausgebildet ist.
  11. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die optische Faser eine solche NA aufweist, dass die optische Faser 20% oder mehr des Rückwärtsbeleuchtungslichts auffängt.
  12. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die optische Faser einen zum Leiten des primären Lichts und des Rückwärtsbeleuchtungslichts ausgebildeten Kern und einen Mantel, der an einem äußeren Umfang des Kerns angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als ein Brechungsindex des Kerns, umfasst, und ein Durchmesser des Mantels nicht größer als das 1,1-fache eines Durchmessers des Kerns ist.
  13. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die optische Faser eine Doppelmantelfaser umfassend einen Kern, einen ersten Mantel, der an einem äußeren Umfang des Kerns angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als ein Brechungsindex des Kerns, und einen zweiten Mantel, der an einem äußeren Umfang des ersten Mantels angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als der Brechungsindex des ersten Mantels, ist.
  14. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Kern zum Leiten des primären Lichts ausgebildet ist, wenn das Lichtleiterelement das primäre Licht leitet, das vom Lichtquellenmodul ausgestrahlt wird, und der Kern und der erste Mantel zum Leiten des Rückwärtsbeleuchtungslichts ausgebildet sind, wenn das Lichtleiterelement das Rückwärtsbeleuchtungslicht leitet.
  15. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die optische Faser einen Kern, einen Mantel, der an einem äußeren Umfang des Kerns angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als ein Brechungsindex des Kerns, und einen Reflexionsfilm, der an einem äußeren Umfang des Mantels angeordnet und zum Reflektieren des Rückwärtsbeleuchtungslichts, das von dem Mantel ausgestrahlt wird, zum Mantel ausgebildet ist, umfasst.
  16. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Reflexionsfilm über einen gesamten Umfang des Mantels angeordnet ist und über einen gesamten Umfangsrand der distalen Endfläche des Lichtleiterelements kontinuierlich ist, wobei die distale Endfläche ein Teil ist, wo die optische Faser mit dem Lichtumwandlungsabschnitt verbunden ist.
  17. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei in einer axialen Richtung der optischen Faser der Reflexionsfilm von der distalen Endfläche des Lichtleiterelements zu einer proximalen Endfläche des Lichtleiterelements vorgesehen ist oder der Reflexionsfilm nur über eine vorgegebene Länge von der distalen Endfläche des Lichtleiterelements zur proximalen Endfläche des Lichtleiterelements vorgesehen ist.
  18. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Reflexionsfilm ferner nur teilweise in einer Umfangsrichtung der optischen Faser zwischen einer Stelle verschieden von der vorgegebenen Länge und der proximalen Endfläche des Lichtleiterelements angeordnet ist.
  19. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wärmeabführabschnitt einen zum Absorbieren des Rückwärtsbeleuchtungslichts und Umwandeln des absorbierten Rückwärtsbeleuchtungslicht in Wärme ausgebildeten Wärmeumwandlungsabschnitt und einen zum Abstrahlen der Wärme ausgebildeten Wärmeausstrahlungsabschnitt umfasst.
  20. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Wärmeumwandlungsabschnitt ein Lichtausstrahlungselement ist, das im Lichtquellenmodul enthalten und zum Ausstrahlen des primären Lichts ausgebildet ist.
  21. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei der Wärmeabführabschnitt ferner einen an einer Außenseite eines optischen Pfads des primären Lichts angeordneten zusätzlichen Wärmeumwandlungsabschnitt umfasst.
  22. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Wärmeumwandlungsabschnitt ferner auf einer Verlängerungslinie einer optischen Achse des Lichtleiterelements angeordnet ist, und das Lichtausstrahlungselement, das im Lichtquellenmodul angeordnet und zum Ausstrahlen des primären Lichts ausgebildet ist, in einer Position verschieden von einer Position auf der Verlängerungslinie der optischen Achse angeordnet ist.
  23. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtumwandlungsabschnitt als ein zum Umwandeln einer Lichtverteilung des primären Lichts ausgebildeter Lichtverteilungs-Umwandlungsabschnitt dient.
  24. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei der Lichtumwandlungsabschnitt eines oder mehrere Streupartikel, die das primäre Licht streuen, und ein zum Umschließen der Streupartikel zusammen in einem Zustand, in dem die Streupartikel dispergiert sind, ausgebildetes Umschließungselement umfasst, und der Lichtumwandlungsabschnitt in einer Kuppelform ausgebildet ist.
  25. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei das Umschließungselement aus einem Element gebildet ist, welches das primäre Licht überträgt.
  26. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei sich ein Brechungsindex des Streupartikels von einem Brechungsindex des Umschließungselements unterscheidet.
  27. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei ein Durchmesser des Streupartikels etwa 1/10 oder mehr einer Wellenlänge des primären Lichts beträgt.
  28. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei in einem Querschnitt in einer optischen Achsrichtung des Lichtleiterelements ein Mittelwinkel eines äußeren Bogens des Lichtumwandlungsabschnitts mit der Kuppelform 180 Grad oder weniger beträgt.
  29. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei eine Fläche des Lichtumwandlungsabschnitts so ausgebildet ist, dass sie Unebenheiten aufweist.
  30. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei der Wärmeabführabschnitt dazu ausgebildet ist, 5% des Rückwärtsbeleuchtungslichts, das vom Lichtumwandlungsabschnitt rückwärts ausgestrahlt wird, oder mehr in Wärme umzuwandeln.
  31. Endoskop umfassend die Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1.
  32. Endoskop, das so ausgebildet ist, dass die Beleuchtungsvorrichtung getrennt von der Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 von einem Behandlungsinstrument-Einführöffnungsabschnitt in einen Behandlungsinstrument-Einführkanal eingeführt wird.
  33. Endoskopsystem umfassend die Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1.
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