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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Endoskop.
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Der Blickwinkel eines Endoskops ist üblicherweise 180° oder weniger, und das Blickfeld in der Ausbreitungsrichtung (im Folgenden als Vorwärtsblickfeld bezeichnet) kann innerhalb des Blickwinkelbereichs leicht beobachtet werden, aber ein hinteres Blickfeld bezogen auf die Ausbreitungsrichtung kann nicht eingesehen werden. Insbesondere in einem Endoskop für den Dickdarm besteht die Möglichkeit, eine Läsion oder eine Erkrankung zu übersehen, die sich hinter der Vielzahl von Falten des Dickdarms befindet. Um die Rückseiten der Falten einsehen zu können, wird das Distalende des Endoskops zurückgebogen für die Beobachtung; allerdings ist es mühsam, das Endoskop für jede von einer Vielzahl von Falten zu biegen.
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Daher ist ein Endoskop für den Dickdarm gewünscht, das einen weiten Blickwinkel hat, in welchem ein Vorwärtsblickfeld, ein seitliches Blickfeld und ein hinteres Blickfeld gleichzeitig beobachtet werden können, wie z. B. in der
JP 2015-016021 .
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Im Endoskop aus der
JP 2015-016021 nimmt ein einzelnes optisches Abbildungssystem das Vorwärtsblickfeld und das seitliche Blickfeld auf und ermöglicht es somit, ein Bild mit einem weiten Blickwinkel von 180 Grad oder mehr aufzunehmen. Folglich kann ein Benutzer die Rückseiten der Falten betrachten, ohne das Endoskop zu biegen.
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Aufgabe der Erfindung
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JP 2015-016021 offenbart ein optisches Beleuchtungssystem, das eine kompakte Anordnung und zugleich ein weites Beleuchtungsfeld ermöglicht, wenn das optische Abbildungssystem, das ein weites Blickfeld hat, in dem dünnen Endoskop montiert wird. Allerdings sind in einem distalen Endstück des Endoskops nicht nur optische Systeme, wie eine Abbildungslinse und eine Beleuchtungslinse, sondern auch insbesondere eine Struktur wie eine Wasser- oder Luftausstoßdüse, die zur Linsenreinigung wichtig ist, angeordnet; daraus ergibt sich der Nachteil, dass Beleuchtungslicht vom optischen Beleuchtungssystem teilweise von der Struktur abgeblockt wird, wodurch ein Schlagschatten der Struktur auf einem Untersuchungsobjekt bzw. Objekt erzeugt wird.
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Ausgehend von den vorstehend beschriebenen Gegebenheiten ist es Aufgabe der Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Endoskop anzugeben, die es ermöglichen, Beleuchtung durchzuführen, mit der eine Vignettierung des Beleuchtungslichts, die durch eine Struktur verursacht wird, verringert wird, um somit den Unterschied zwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereich eines Objekts weniger bemerkbar zu machen.
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Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung angegeben, aufweisend: einen Lichtemitterteil, der ein Emissionsende hat, von welchem Beleuchtungslicht emittiert wird; ein optisches Streubauteil, das um eine vordefinierte Achse herum in Umfangsrichtung angeordnet ist, das mit einem gegenüber dem Emissionsende angeordneten Einfallsende ausgestattet ist, das das vom Einfallsende her eintretende Beleuchtungslicht leitet und zugleich streut, und das das Beleuchtungslicht von einer Oberfläche davon emittiert; und eine reflektierende Schicht, die angrenzend an eine radial innere Oberfläche des optischen Streubauteils angeordnet ist und die das Beleuchtungslicht radial nach außen reflektiert, wobei ein Winkel, um die Achse, eines Emissionsbereichs des Beleuchtungslichts in dem optischen Streubauteil in axialer Richtung mit zunehmendem Abstand von dem Einfallsende reduziert wird.
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Gemäß dieses Aspekts tritt das vom Emissionsende des Lichtemitterteils emittierte Beleuchtungslicht vom gegenüber dem Emissionsende angeordneten Einfallsende des optischen Streubauteils her in das optische Streubauteil ein, wird geführt und gleichzeitig gestreut und wird von der Oberfläche nach außen emittiert. Das Beleuchtungslicht, das von der radial innen angeordneten Oberfläche des optischen Streubauteils nach außen emittiert werden soll, wird durch die reflektierende Schicht, die angrenzend zu dieser Oberfläche angeordnet ist, dazu gebracht, zum Inneren des optischen Streubauteils zurückzukehren und somit effektiv wie Beleuchtungslicht benutzt, das von einer anderen Oberfläche emittiert wird. Weil der Winkelbereich des Emissionsbereichs des Beleuchtungslichts in dem optischen Streubauteil am Einfallsende am größten ist und mit zunehmendem Abstand in axialer Richtung vom Einfallsende reduziert wird, wird, wenn eine Struktur auf der anderen Seite der Achse (d. h. in einem Bereich, aus dem von der vorstehend beschriebenen Achse aus gesehen kein Licht emittiert wird) gegenüber dem Emissionsbereich angeordnet ist, der Teil des Beleuchtungslichts, der auf die Kanten der Struktur treffen würde, reduziert. So wird es ermöglicht, die Vignettierung des Beleuchtungslichts, die durch die Struktur verursacht wird, zu vermindern. Folglich ist es möglich, eine Beleuchtung durchzuführen, die den Unterschied zwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereich eines Objekts weniger bemerkbar macht.
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Im vorstehend beschriebenen Aspekt kann das optische Streubauteil mit einer Aussparung ausgestattet sein, die eine Form hat, in der ein Teil eines Umfangsabschnitts eines Zylinders entlang der gesamten Länge desselben in axialer Richtung entfernt wurde, und kann zudem an einem Abschnitt davon in der Nähe der Aussparung mit einer abgeschrägten Oberfläche ausgestattet sein, die eine Form hat, mit der eine Aussparungsbreite mit zunehmendem Abstand vom Einfallsende in axialer Richtung vergrößert wird.
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Auf diese Weise kann ein Teil des Beleuchtungslichts, das vom Einfallsende her in axialer Richtung in das optische Streubauteil eintritt, durch die abgeschrägte Oberfläche in der Umfangsrichtung umgelenkt werden, wodurch die Gleichmäßigkeit des vom Emissionsbereich emittierten Beleuchtungslichts verbessert werden kann.
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Weiter kann im vorstehend beschriebenen Aspekt die abgeschrägte Oberfläche mit einem Reflexionsmittel ausgestattet sein, welches das Beleuchtungslicht, das innerhalb des optischen Streubauteils geführt worden ist, in das optische Streubauteil hinein reflektiert.
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Auf diese Weise kann Beleuchtungslicht, das vom Einfallsende her in axialer Richtung in das optische Streubauteil eintritt, durch das Reflexionsmittel, welches auf der abgeschrägten Oberfläche angeordnet ist, effektiver in Umfangsrichtung umgelenkt werden, wodurch eine effektive Ausnutzung des Beleuchtungslichts erzielt und die Beleuchtungseffizienz verbessert werden kann.
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Weiter kann im vorstehend beschriebenen Aspekt die abgeschrägte Oberfläche eine ebene Oberfläche sein.
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Auf diese Weise ist es möglich, die Verarbeitbarkeit des optischen Streubauteils zu verbessern.
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Weiter kann im vorstehend beschriebenen Aspekt der Winkel zwischen der abgeschrägten Oberfläche und der Achse größer oder gleich 20° sein und kann kleiner oder gleich 70° sein.
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Auf diese Weise ist es möglich, eine Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichts und eine Verbesserung der Beleuchtungseffizienz zu erzielen. Wenn der Winkel zwischen der abgeschrägten Oberfläche und der Achse weniger als 20° beträgt, ist der durch die abgeschrägte Oberfläche in die Umfangsrichtung umgelenkte Anteil des Beleuchtungslichts klein, wodurch es unmöglich wird, eine ausreichende Wirkung der abgeschrägten Oberfläche zu erzielen. Andererseits, wenn der Winkel dazwischen mehr als 70° beträgt, wird der Anteil des Beleuchtungslichts, der in Richtung des Einfallsendes zurückkehrt, vergrößert, wodurch die Beleuchtungseffizienz reduziert wird.
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Weiter kann im vorstehend beschriebenen Aspekt die abgeschrägte Oberfläche in einem Abschnitt in der Nähe des Einfallsendes eine Oberfläche haben, deren Winkel zur Achse kleiner ist als der Winkel zwischen der abgeschrägten Oberfläche und der Achse.
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Auf diese Weise wird die Kante zwischen der abgeschrägten Oberfläche und dem Einfallsende beseitigt und damit ist es möglich, Beschädigungen durch Absplittern vorzubeugen.
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Weiter kann im vorstehend beschriebenen Aspekt wenigstens ein Teilabschnitt des Emissionsendes in Umfangsrichtung an einer Position des Einfallsendes angeordnet sein, die mit der abgeschrägten Oberfläche überlappt.
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Auf diese Weise wird Beleuchtungslicht, das von einem Abschnitt des Einfallsendes her eintritt, der an einer mit der abgeschrägten Oberfläche überlappenden Position des Einfallsendes angeordnet ist, durch die abgeschrägte Oberfläche in die Umfangsrichtung abgelenkt und effektiv genutzt, und damit ist es möglich, eine Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Beleuchtung und eine Verbesserung der Beleuchtungseffizienz zu erreichen.
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Des Weiteren kann im vorstehend beschriebenen Aspekt die Aussparungsbreite größer oder gleich 100° betragen und kann an einer Position, welche in axialer Richtung am weitesten vom Einfallsende des optischen Streubauteils entfernt ist, kleiner oder gleich 240° sein.
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Auf diese Weise ist es möglich, wenn die Aussparungsbreite an einer in axialer Richtung am weitesten vom Einfallsende des optischen Streubauteils entfernten Position größer oder gleich 100° festgelegt wird, einen dunklen Bereich zu verbreitern, in dem die Menge des Beleuchtungslichts gering ist, die Vignettierung des Beleuchtungslichts abzuschwächen, und den Unterschied zwischen einem hellen und einem dunklen Bereich durch Vignettierung weniger bemerkbar zu machen. Andererseits ist es möglich, wenn die Aussparungsbreite kleiner oder gleich 240° festgelegt wird, zu vermeiden, dass ein dunkler Bereich übermäßig verbreitert wird, und eine ausreichende Menge von Beleuchtungslicht für einen dunklen Bereich zu gewährleisten.
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Des Weiteren kann im vorstehend beschriebenen Aspekt das optische Streubauteil im Querschnitt senkrecht zur Achse im Wesentlichen fächerförmig sein.
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Auf diese Weise wird das optische Streubauteil in eine einfache Form gebracht, die lediglich durch Entfernen eines Zylinderabschnitts erreicht wird, wodurch die Herstellung des optischen Streubauteils erleichtert wird.
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Des Weiteren kann der vorstehend beschriebene Aspekt zudem ein Lichtabschirmungsbauteil umfassen, das eine Lichtabschirmung derart erzeugt, dass der Winkel, um die Achse, des Emissionsbereichs in dem optischen Streubauteil in axialer Richtung mit zunehmendem Abstand von dem Einfallsende reduziert wird.
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Auf diese Weise kann das optische Streubauteil in eine einfache Form gebracht werden, die keine Aussparung und keine abgeschrägte Oberfläche hat.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung angegeben, aufweisend: einen Lichtemitterteil, der ein Emissionsende hat, von welchem Beleuchtungslicht emittiert wird; ein optisches Streubauteil, das um eine vordefinierte Achse herum in Umfangsrichtung angeordnet ist, das mit einem gegenüber dem Emissionsende angeordneten Einfallsende ausgestattet ist, das das vom Einfallsende her eintretende Beleuchtungslicht leitet und zugleich streut, und das das Beleuchtungslicht von einer Oberfläche davon emittiert; eine reflektierende Schicht, die angrenzend an eine radial innere Oberfläche des optischen Streubauteils angeordnet ist und die das Beleuchtungslicht radial nach außen reflektiert; und einen Lichtabschirmungsbereich, der einen Emissionsbereich für das Beleuchtungslicht in dem optischen Streubauteil auf einen Teilbereich um die Achse in der Umfangsrichtung begrenzt, wobei ein Winkel, um die Achse, des Lichtabschirmungsbereichs größer oder gleich 100° ist und an einer Position, welche in axialer Richtung am weitesten vom Einfallsende des optischen Streubauteils entfernt ist, kleiner oder gleich 240° ist.
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Gemäß diesem Aspekt kann das optische Streubauteil in eine einfache Form gebracht werden, die keine Aussparung und keine abgeschrägte Oberfläche hat. Des Weiteren ist es möglich, wenn der Winkel des Lichtabschirmungsbereichs um die Achse bei einer Position, die in axialer Richtung am weitesten vom Einfallsende entfernt ist, auf 100° oder größer gesetzt wird, einen dunklen Bereich zu verbreitern, in dem die Menge des Beleuchtungslichts gering ist, die Vignettierung des Beleuchtungslichts abzuschwächen, und den Unterschied zwischen einem hellen und einem dunklen Bereich durch Vignettierung weniger bemerkbar zu machen. Andererseits ist es möglich, wenn der Winkel des Lichtabschirmungsbereichs um die Achse kleiner oder gleich 240° festgelegt wird, zu vermeiden, dass ein dunkler Bereich übermäßig verbreitert wird, und eine ausreichende Menge von Beleuchtungslicht für einen dunklen Bereich zu gewährleisten.
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Im vorstehend beschriebenen Aspekt kann das optische Streubauteil mit einer Aussparung ausgestattet sein, welche eine Form hat, in der ein Teil eines Umfangsabschnittes eines Zylinders entlang der gesamten Länge davon in axialer Richtung entfernt wurde; und ein Winkel, um die Achse, einer Aussparungsbreite der Aussparung kann größer oder gleich 100° sein und kann an einer Position, welche in axialer Richtung am weitesten vom Einfallsende des optischen Streubauteils entfernt ist, kleiner oder gleich 240° sein.
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Auf diese Weise kann der Lichtabschirmungsbereich durch die Aussparung ausgebildet sein.
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Des Weiteren kann im vorstehend beschriebenen Aspekt das optische Streubauteil im Querschnitt senkrecht zur Achse im Wesentlichen fächerförmig sein.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Endoskop angegeben, aufweisend: eine der vorstehend beschriebenen Beleuchtungsvorrichtungen; ein optisches Abbildungssystem, das entlang der Achse der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist; und eine Luftausstoßdüse oder Wasserausstoßdüse, die gegenüber dem Emissionsbereich auf der anderen Seite der Achse angeordnet ist.
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Im vorstehend beschriebenen Aspekt kann die Achse eine zentrale Achse des optischen Abbildungssystems sein.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein vorteilhafter Effekt darin erzielt, dass es möglich ist, Beleuchtung durchzuführen, mit der eine Vignettierung des Beleuchtungslichts, die durch eine Struktur hervorgerufen wird, vermindert wird, um es somit zu ermöglichen, dass der Unterschied zwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereich weniger bemerkbar wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Darstellung eines distalen Endstücks eines Endoskops gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Vorderansicht eines distalen Endstücks eines Endoskops aus 1.
- 3 ist ein Längsschnitt, der ein distales Endstück des Einführstücks eines Endoskops aus 1 zeigt.
- 4 ist ein Ausschnitt in Längsschnittdarstellung zur Erläuterung einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5A ist eine Aufsicht eines optischen Streubauteils, das in der Beleuchtungsvorrichtung aus 4 vorhanden ist.
- 5B ist eine Seitenansicht des optischen Streubauteils aus 5A.
- 6 ist eine Darstellung einer beispielhaften Anordnung von Faserbündeln mit Bezug auf ein Einfallsende des optischen Streubauteils aus 5A.
- 7A ist eine Seitenansicht einer Modifikation des optischen Streubauteils aus 5B.
- 7B ist eine Seitenansicht einer anderen Modifikation des optischen Streubauteils aus 5B.
- 8 ist eine Aufsicht einer Modifikation des optischen Streubauteils aus 5A.
- 9A ist eine Aufsicht zur Erläuterung einer Modifikation des optischen Streubauteils aus Fig. 5A und eines Lichtabschirmungsbereichs.
- 9B ist eine Aufsicht zur Erläuterung einer Modifikation des optischen Streubauteils und des Lichtabschirmungsbereichs aus 9A.
- 9C ist eine Aufsicht zur Erläuterung einer weiteren Modifikation des optischen Streubauteils und der Lichtabschirmungsbereichs aus 9A.
- 10A ist ein Längsschnitt einer Modifikation des optischen Streubauteils aus 5A.
- 10B ist ein Längsschnitt einer weiteren Modifikation des optischen Streubauteils aus 5A.
- 10C ist ein Längsschnitt noch einer weiteren Modifikation des optischen Streubauteils aus 5A.
- 10D ist ein Längsschnitt noch einer weiteren Modifikation des optischen Streubauteils aus 5A.
- 11A ist eine Ansicht einer Modifikation der Anordnung der Faserbündel in Bezug auf das Einfallsende des optischen Streubauteils in 6.
- 11B ist eine Ansicht einer weiteren Modifikation der Anordnung der Faserbündel in Bezug auf das Einfallsende des optischen Streubauteils in 6.
- 11C ist eine Ansicht noch einer weiteren Modifikation der Anordnung der Faserbündel in Bezug auf das Einfallsende des optischen Streubauteils in 6.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine Beleuchtungsvorrichtung 4 und ein Endoskop 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, ist das Endoskop 1 dieser Ausführungsform an einer Distalende-Oberfläche 2a eines Einführstücks 2 ausgestattet mit: einem optischen Abbildungssystem 3, der Beleuchtungsvorrichtung 4 gemäß dieser Ausführungsform, und einem Reinigungsteil (Struktur) 5, der Luftausstoßdüsen oder Wasserausstoßdüsen 5a hat. In der Figur bezeichnet Bezugszeichen 6 eine Zangenöffnung, durch die ein Behandlungswerkzeug oder Ähnliches geführt werden kann.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist das optische Abbildungssystem 3 an einer bezüglich der Längsachse des Einführstücks 2 des Endoskops 1 exzentrischen Position ausgestattet mit einem zylindrischen Gehäuse 3a, das aus der Distalende-Oberfläche 2a entlang einer Achse parallel zur Längsachse herausragt, und mit einer Mehrzahl von Linsen 3b, die von dem Gehäuse 3a aufgenommen werden und die entlang der Längsachse des Gehäuses 3a angeordnet sind. Weiter hat das optische Abbildungssystem 3 nach vorn und seitlich einen Blickwinkel von 180°.
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Wie in 3 und 4 dargestellt, ist die Beleuchtungsvorrichtung 4 ausgestattet mit: Faserbündeln (Lichtemitterteilen) 7, welche Emissionsenden 7a haben, von denen das von einer Lichtquelle (nicht dargestellt) aus geführte Beleuchtungslicht emittiert wird; und ein optisches Streubauteil 8, auf das das Beleuchtungslicht, das von den Emissionsenden 7a emittiert wird, einfällt, und das das empfangene Beleuchtungslicht führt und zugleich streut. Die Faserbündel 7 und das optische Streubauteil 8 sind um die Längsachse des Gehäuses 3a des optischen Abbildungssystems 3 in Umfangsrichtung angeordnet.
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Wie in 5A dargestellt, ist das optische Streubauteil 8 ein Bauteil, das im Querschnitt (Querschnitt in einer Ebene senkrecht zur Achse) im Wesentlichen C-förmig ist, bedingt durch eine Aussparung 8b, die eine Form hat, die entsteht, wenn ein Teil eines Umfangsabschnitts einer Kreisringform (Zylinderform) entlang der gesamten Länge davon in axialer Richtung entfernt wird. Das optische Streubauteil 8 erhält die vorstehend beschriebene Form, nachdem streuende Teilchen, wie Titanoxid, mit einem Harz, wie Cycloolefin-Copolymer, gemischt werden.
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Das optische Streubauteil 8 ist, an einer Endoberfläche in axialer Richtung, ausgestattet mit einem Einfallsende 8a, welches so angeordnet ist, dass es den Emissionsenden 7a der Faserbündel 7 gegenüberliegt, und auf welches das von den Emissionsenden 7a emittierte Beleuchtungslicht einfällt.
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Weiter ist das optische Streubauteil 8 an einer radial inneren Seite davon mit einer reflektierenden Schicht 9 mit hoher Reflektivität ausgestattet. Die reflektierende Schicht 9 wird aus einer reflektierenden Folie, einem reflektierenden Rohr oder einer reflektierenden Beschichtung gebildet. Dadurch wird Beleuchtungslicht, das innerhalb des optischen Streubauteils 8 gestreut wird und das in Richtung der radial inneren Oberfläche emittiert werden soll, durch die reflektierende Schicht 9 reflektiert und dazu gebracht, innerhalb des optischen Streubauteils 8 radial nach außen umzukehren.
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Weiter ist das optische Streubauteil 8 an beiden Enden der Aussparung 8b davon mit abgeschrägten Oberflächen 8c ausgestattet, die aus ebenen Oberflächen gebildet werden. Wie in 5B dargestellt, sind die abgeschrägten Oberflächen 8c so abgeschrägt, dass die Länge des optischen Streubauteils 8 in Umfangsrichtung vom Einfallsende 8a ausgehend in axialer Richtung reduziert wird. Mit anderen Worten sind die abgeschrägten Oberflächen derart abgeschrägt, dass der Winkel der Aussparungsbreite der Aussparung 8b, die zwischen den abgeschrägten Oberflächen 8c gebildet wird, allmählich vom Einfallsende aus entlang der Achsenrichtung ansteigt.
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In dieser Ausführungsform wird der Winkel der Aussparungsbreite der Aussparung 8b an der Position, die am weitesten vom Einfallsende 8a in axialer Richtung entfernt ist, auf ungefähr 240° gesetzt, wie in 5A dargestellt. Weiter wird der Winkel von jeder der abgeschrägten Oberflächen 8c bezüglich der Achse des optischen Streubauteils 8 auf ungefähr 45° gesetzt.
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Weiter wird eine seitliche Außenfläche 8d, die radial außerhalb des optischen Streubauteils 8 angeordnet ist, aus einer glatten gekrümmten Oberfläche ohne Rauigkeit gebildet. Dann wird, wie in 1 und 2 dargestellt, das optische Streubauteil 8 am Distalende des Einführstücks 2 des Endoskops 1 fixiert, so dass nur die seitliche Außenfläche 8d, die radial außerhalb davon angeordnet ist, freigelegt ist. Infolgedessen bildet die freigelegte seitliche Außenfläche 8d einen Emissionsbereich (schraffierter Bereich) A, wo Beleuchtungslicht emittiert wird.
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Weiter werden in dieser Ausführungsform, wie in 6 dargestellt, die Faserbündel 7 an zwei Orten in einer bogenartigen Weise angeordnet, so dass sie dem Einfallsende 8a des optischen Streubauteils 8 gegenüberliegen. Teilabschnitte der Faserbündel 7 an den entsprechenden Orten sind an Positionen angeordnet, die mit den abgeschrägten Oberflächen 8c in der Umfangsrichtung überlappen. Entsprechend verläuft das von den Teilabschnitten der Emissionsenden 7a der Faserbündel 7 emittierte Beleuchtungslicht innerhalb des optischen Streubauteils 8, wird zugleich in axialer Richtung gestreut, wird von den Innenflächen der geneigten Flächen 8c abgelenkt und wird somit in Umfangsrichtung gelenkt.
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Der Reinigungsteil 5 ist mit der Mehrzahl von Wasserausstoßdüsen oder Luftausstoßdüsen 5a, die an einer Distalende-Oberfläche angeordnet sind und Umfangs-Seitenflächen einer Hülle 5b, die sich in einer radial äußeren Richtung des Gehäuses 3a des optischen Abbildungssystems 3 erstreckt, die aus der Distalende-Oberfläche 2a des Einführstücks 2 herausragt, und die im Wesentlichen quaderförmig ist. Der Reinigungsteil 5 ist gegenüber dem Emissionsbereich A auf der anderen Seite der Achse des optischen Abbildungssystems 3 angeordnet.
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Die Funktionsweise der so konfigurierten Beleuchtungsvorrichtung 4 und des Endoskops 1 dieser Ausführungsform werden im Folgenden beschrieben.
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Gemäß der Beleuchtungsvorrichtung 4 dieser Ausführungsform trifft, wenn das von der Lichtquelle ausgehend durch die Faserbündel 7 geführte Beleuchtungslicht von den Emissionsenden 7a der Faserbündel 7 emittiert wird, das Beleuchtungslicht auf das Einfallsende 8a des optischen Streubauteils 8, das gegenüber den Emissionsenden 7a angeordnet ist.
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Das Beleuchtungslicht, das in das optische Streubauteil 8 einfällt, wird geführt, während es innerhalb des optischen Streubauteils 8 gestreut wird, und ein Teil des Beleuchtungslichts, das radial nach innen emittiert werden soll, wird durch die reflektierende Schicht 9 dazu gebracht, radial nach außen umzukehren. Weiter wird das Beleuchtungslicht, das die abgeschrägten Oberflächen 8c erreicht hat, die die Aussparung 8b bilden, an den inneren Seiten der abgeschrägten Oberflächen 8c umgelenkt und in die Umfangsrichtung gelenkt.
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Dann wird das Beleuchtungslicht, das innerhalb des optischen Streubauteils 8 wiederholt gestreut wurde, nach außen emittiert von der seitliche Außenfläche 8d, welche den Emissionsbereich A bildet und welche radial außen angeordnet ist, wodurch ermöglicht wird, ein außen angeordnetes Objekt zu beleuchten.
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In diesem Fall, entsprechend der Beleuchtungsvorrichtung 4 dieser Ausführungsform, weil der Emissionsbereich A auf der gegenüberliegenden Seite vom Reinigungsteil 5 auf der anderen Seite der zentralen Achse des optischen Abbildungssystems 3 angeordnet ist, ist es möglich, Vignettierung des Beleuchtungslichts, das von dem Emissionsbereich A emittiert wird, zu vermindern, verursacht durch die Hülle 5b usw., die den Reinigungsteil 5 bildet.
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Weiter ist wegen der abgeschrägten Oberflächen 8c des optischen Streubauteils 8 der Winkelbereich des Emissionsbereichs A in der Nähe der Distalende-Oberfläche 2a des Einführstücks 2 am größten und wird mit zunehmendem Abstand von der Distalende-Oberfläche 2a zur Vorderseite hin reduziert; folglich wird ein Abschnitt des Emissionsbereichs A, der radial innen und zur Vorderseite hin angeordnet ist und der in der Nähe der Kanten der Hülle 5b des Reinigungsteils 5 ist, von der Hülle 5b ferngehalten, um somit eine durch die Hülle 5b verursachte Vignettierung von Beleuchtungslicht mit hoher Intensität, das gerade vom Emissionsbereich emittiert wurde, zu vermeiden, und um den Unterschied in der Beleuchtung zwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereich auf einem Objekt weniger bemerkbar zu machen. Andererseits wird ein Abschnitt des Emissionsbereichs A, der radial außen und hinten angeordnet ist, und der relativ weit entfernt von den Kanten der Hülle 5b des Reinigungsteils 5 ist, so weit wie möglich verbreitert, um somit eine Ausweitung des Beleuchtungsbereichs zu ermöglichen.
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Weiter ergibt sich, weil das den Faserbündeln 7 gegenüberliegende Einfallsende 8a größtenteils durch die abgeschrägten Oberflächen 8c des optischen Streubauteils 8 gesichert wird, ein Vorteil darin, dass es möglich ist, eine große Menge des Beleuchtungslichts zu gewährleisten, das in das optische Streubauteil 8 eintritt.
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Weiter ergibt sich, weil das Beleuchtungslicht in Umfangsrichtung durch die abgeschrägten Oberflächen 8c des optischen Streubauteils 8 umgelenkt wird, ein Vorteil darin, dass das einfallende Beleuchtungslicht effektiv genutzt wird, ohne verschwendet zu werden, wodurch ermöglicht wird, die Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichts zu verbessern und die Beleuchtungseffizienz zu verbessern.
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Es sei darauf hingewiesen, dass in dieser Ausführungsform, obwohl der Winkel θ der Aussparungsbreite der Aussparung 8b an einer Position, die am weitesten von dem Einfallsende 8a in axialer Richtung entfernt ist, auf ungefähr 240° gesetzt wird, dieser Winkel auf einen beliebigen Wert zwischen 100° und 240° gesetzt werden kann. Der Winkel wird auf 100° oder mehr gesetzt, um somit zu ermöglichen, einen dunklen Bereich auf einem Objekt zu verbreitern, und um den Unterschied zwischen einem dunklen Bereich und einem hellen Bereich aufgrund von Vignettierung durch die Hülle 5b des Reinigungsteils 5 weniger bemerkbar zu machen.
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Weiter wird der Winkel auf 240° oder weniger gesetzt, um somit zu vermeiden, dass der dunkle Bereich auf dem Objekt übermäßig verbreitert wird, und um eine ausreichende Menge von Beleuchtungslicht für den dunklen Bereich zu gewährleisten.
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Weiter kann in dieser Ausführungsform, obwohl der Winkel von jeder der abgeschrägten Oberflächen 8c bezüglich der Achse des optischen Streubauteils 8 auf ungefähr 45° gesetzt wird, dieser Winkel auf jeden Wert zwischen 20° und 70° gesetzt werden.
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Wenn dieser Winkel weniger als 20° beträgt, gibt es das Problem, dass die Wirkung der schrägen Oberflächen 8c, die Beleuchtungslicht in der Umfangsrichtung ablenken, verringert wird, und wenn dieser Winkel größer als 70° ist, gibt es das Problem, dass das Beleuchtungslicht, das vom Einfallsende 8a her eintritt, dazu gebracht wird, zum Einfallsende 8a zurückzukehren, wodurch die Beleuchtungseffizienz reduziert wird.
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Weiter können in dieser Ausführungsform, obwohl die abgeschrägten Oberflächen 8c aus flachen Oberflächen gebildet werden, stattdessen, wie in 7A und 7B dargestellt, die abgeschrägten Oberflächen 8c als konvex gekrümmte Oberflächen 8e oder als konkav gekrümmte Oberflächen 8f ausgebildet sein. Weiter können, um Absplitterung zu vermeiden, Oberflächen (abgefaste Oberflächen) 8g, deren Winkel kleiner sind als die abgeschrägten Oberflächen 8c, zudem an Grenzflächenabschnitten zwischen dem Einfallsende 8a und den abgeschrägten Oberflächen 8c vorhanden sein, wie in 5B dargestellt.
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Weiter können die abgeschrägten Oberflächen 8c zudem mit reflektierenden Schichten mit hoher Reflektivität (Reflexionsmittel, nicht dargestellt) ausgestattet sein. Auf diese Weise wird die Menge des Beleuchtungslichts, das von den abgeschrägten Oberflächen 8c abgelenkt wird, vergrößert, um somit die Beleuchtungseffizienz verbessern zu können.
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Weiter kann, wie in 2 dargestellt, weil das Reinigungsteil 5 an einer asymmetrischen Position bezüglich dem optischen Abbildungssystem 3 angeordnet ist, das optische Streubauteil 8 in einer asymmetrischen Form übereinstimmend mit der Anordnung des Reinigungsteils 5 gestaltet sein, wie in 8 dargestellt.
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Weiter, obwohl in dieser Ausführungsform die Aussparung 8b, welche die abgeschrägten Oberflächen 8c umfasst, einen Lichtabschirmungsbereich bildet, in dem Beleuchtungslicht von der Aussparung 8b nicht emittiert wird, kann stattdessen, wie in 9A dargestellt, ein Lichtabschirmungsbereich B (schraffierter Bereich) konfiguriert werden, indem ein Teil des Umfangsabschnitts eines kreisringförmigen optischen Streubauteils 8 mit einem Lichtabschirmungsbauteil (nicht dargestellt) abgedeckt wird, ohne die Aussparung 8b vorzusehen. Alternativ ist es, wie in 9B dargestellt, ebenfalls möglich, Lichtabschirmungsbereiche B zu konfigurieren, indem Abschnitte in der Nähe der Aussparung 8b mit Lichtabschirmungsbauteilen abgedeckt werden, ohne die abgeschrägten Oberflächen 8c vorzusehen.
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Weiter kann, wie in 9c dargestellt, der Emissionsbereich A, der abgeschrägt wird, um vom Einfallsende 8a entlang der axialen Richtung schmaler gemacht zu werden, auch konfiguriert werden durch Abdeckung mit Lichtabschirmungsbauteilen, ohne die abgeschrägten Oberflächen 8c vorzusehen.
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Weiter, obwohl in dieser Ausführungsform ein Streubauteil, das durch Ausformen eines einzelnen Materials erzielt wird, in welchem Streuteilchen mit einem Harz gemischt werden, als optisches Streubauteil 8 gezeigt wird, ist es auch möglich, wie in 10A bis 10D dargestellt, ein optisches Streubauteil zu verwenden, das eine Zwei-Schichten-Struktur hat, welche mit einer Lichtleitschicht 10a und einer Streuschicht 10b ausgestattet ist, oder es kann ein Bauteil verwendet werden, das einen Streueffekt als die reflektierende Schicht 9a hat, welches radial innen angeordnet ist, und den anderen Abschnitt durch Nutzung der Lichtleitschicht 10a zu konfigurieren.
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Weiter, obwohl in dieser Ausführungsform die Licht emittierenden Teile, mit Hilfe der Emissionsenden 7a von den Faserbündeln 7, an zwei Orten in einer bogenartigen Weise angeordnet sind, ist es auch möglich, ein Faserbündel 7 über fast die gesamte Länge des bogenförmigen Einfallsendes 8a anzuordnen, wie in 11A dargestellt, oder Faserbündel 7 separat an drei Orten oder mehr anzuordnen, wie in 11B dargestellt. Weiter ist es statt der bogenförmigen Anordnung auch möglich, Faserbündel 7, die kreisförmige Emissionsenden 7a haben, an Intervallen in der Umfangsrichtung des Einfallsendes 8a anzuordnen, wie in 11C gezeigt. Weiter ist es auch möglich, statt der Faserbündel 7 Lichtquellen (nicht dargestellt) anzuordnen, wie LEDs.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endoskop
- 3
- optisches Abbildungssystem
- 4
- Beleuchtungsvorrichtung
- 5a
- Düse
- 7
- Faserbündel (Lichtemitterteil)
- 7a
- Emissionsende
- 8
- optisches Streubauteil
- 8a
- Einfallsende
- 8b
- Aussparung
- 8c
- abgeschrägte Oberfläche
- 9
- reflektierende Schicht
- A
- Emissionsbereich
- B
- Lichtabschirmungsbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2015016021 [0003, 0004, 0005]
