EP2089752A1 - Endoskopisches system mit fasergepumpter fluoreszenzbeleuchtung - Google Patents

Endoskopisches system mit fasergepumpter fluoreszenzbeleuchtung

Info

Publication number
EP2089752A1
EP2089752A1 EP07819267A EP07819267A EP2089752A1 EP 2089752 A1 EP2089752 A1 EP 2089752A1 EP 07819267 A EP07819267 A EP 07819267A EP 07819267 A EP07819267 A EP 07819267A EP 2089752 A1 EP2089752 A1 EP 2089752A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
endoscopic system
fluorescent body
light
glass fiber
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07819267A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Beat Krattiger
Martin Klumpp
Manfred Kuster
Marcel JÄGGLI
Sabrina LE DONNE-BRECHBÜHL
Fritz Hensler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Storz Endoskop Produktions GmbH Germany
Original Assignee
Storz Endoskop Produktions GmbH Germany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Storz Endoskop Produktions GmbH Germany filed Critical Storz Endoskop Produktions GmbH Germany
Priority to EP11002427A priority Critical patent/EP2336818A1/de
Publication of EP2089752A1 publication Critical patent/EP2089752A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2461—Illumination
    • G02B23/2469—Illumination using optical fibres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00101—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features the distal tip features being detachable
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00174—Optical arrangements characterised by the viewing angles
    • A61B1/00177—Optical arrangements characterised by the viewing angles for 90 degrees side-viewing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0615—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements for radial illumination
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/063—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements for monochromatic or narrow-band illumination
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0653—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements with wavelength conversion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/07—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements using light-conductive means, e.g. optical fibres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0638—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements providing two or more wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/113—Fluorescence

Definitions

  • the invention relates to an endoscopic system having the features of the preamble of claims 1 and 13.
  • a lighting device is known, in which the light of a semiconductor laser is irradiated in an optical glass fiber.
  • the glass fiber consists of a high refractive index photoconductive core, a low refractive index cladding and a protective layer. Fluorescent dyes are embedded in the protective layer.
  • the semiconductor laser emits in the spectral range 380-460 nm.
  • the protective layer By discontinuities and impurities in the core and / or in the core / cladding boundary layer, part of the light is coupled out into the protective layer.
  • the impurities can be introduced from the outside at a defined location.
  • the decoupling can also be achieved by bending the glass fiber.
  • the fluorescent dyes in the protective layer convert blue light of the semiconductor laser into yellow light. Another part of the decoupled blue light penetrates the protective layer and adds up with the yellow component to white light.
  • the white light is emitted over the entire length of the glass fiber, which is provided with the protective layer and at which Auskoppelstörstellen are present.
  • the device is intended essentially for lighting in display panels or for the representation of ornaments.
  • JP 2005-205 195 A1 A further development of the principle of white light generation by additive color mixing of blue laser light and yellow light components produced in a fluorescence converter is known from JP 2005-205 195 A1.
  • the light emitted by an LED or a laser diode (LD) in the blue spectral range is transmitted through a
  • Condenser array fed into a thin multimode glass fiber The other end of the glass fiber is provided with a wavelength conversion element.
  • This consists of the core of the glass fiber and a fluorescent material surrounding the tip of the glass fiber. Because of the white light generation concentrated at the tip of the optical fiber, the embodiment is particularly suitable for endoscopic applications. By selecting the laser emission wavelengths and the composition of the fluorescent material, a variety of color gradations in the fluorescence conversion and color mixing is possible.
  • An optical device with white light generation at the distal end of the glass fiber was manufactured by the company Nichia Corp. Presented at the "Laser 2005" trade fair in Kunststoff, Germany, a blue laser diode feeds shortwave, bluish light with a wavelength of 405 or 445 nm into a thin multimode glass fiber
  • Fluorescence converter that transmits part of the blue light and diffuses it.
  • the other part of the bluish light is converted by the fluorescent dye into yellowish light and also diffused. Together with the directly transmitted blue light component, a white light is created by additive light mixing. Special emphasis was placed on an exact matching of the dyes and the scattering, so that the light acts as neutral as possible.
  • Due to the fiber end coating comprising the fluorescence converter the light emission takes place in an angular range of virtually 360 °.
  • the glass fiber can be introduced with the coated head part for illumination in cavities, as long as the resulting in the fluorescence conversion heat can be radiated without damage into the cavity.
  • an adapter for endoscopes is known in which a fluorescent body is used.
  • the adapter can be placed on the distal end of the endoscope so that the fluorescent body of the exit surface of an illumination fiber is opposite.
  • suitable shaping of the fluorescent body and coating of its outer surface can be achieved that the excitation light can enter the fluorescent body and the fluorescent light is reflected in the direction of the front surface of the fluorescent body.
  • the front surface can be provided with a transparent protective layer.
  • Newer laser light sources are offered with ever-increasing power output. This leads to an increase in the thermal load of the fluorescence converter, whereby its life is reduced.
  • the thermal stability of the fluorescence converter can be increased by the transition from organic to inorganic fluorescent components. However, this leads to an even higher heat radiation at higher light emission.
  • the concept of this white light generation by mixing a remainder of the blue excitation light with the fluorescent light is similar to that of the well-known white light LEDs.
  • the fluorescent dyes are applied to these LEDs directly on the blue glowing LED chip. Unfortunately, these white light LEDs have the big disadvantage that they currently have about only 1 to 3 times the efficiency of electrical energy (watts) to radiated light (lumens) such as halogen lamps.
  • the invention has for its object to make the principle of the known white light generation in endoscopic systems for lighting and measuring beams with essentially forward or targeted sideways directed light emission available and a heat load of the fluorescence converter, the
  • miniaturization of light reflectors and beam shaping optics is of particular importance in endoscopy. If an efficient beam shaping is required, the fluorescence body must be as small as possible from the optical geometry considerations with respect to the reflector or the beam shaping optics. However, this miniaturization inevitably increases the heat concentration and the destructive temperature gradient. For these reasons, the reduction of thermal resistances in and around the fluorescent body is important. In the subclaims concepts are mentioned, as can be achieved in miniaturized fluorescent bodies.
  • fluorescence body is also intended to include its property as a scattering body for scattering the transmitted excitation light.
  • the scattering is caused by the scattering centers incorporated in the volume of the fluorescent body and by structural effects on the surface, whereby the scattering centers can simultaneously be the fluorophores due to their dimensioning, selectively scatter the short wavelengths preferentially.
  • FIGS. 1 shows an endoscopic system with lighting fixture
  • 4 shows a replaceable head with quasi punctiform fluorescence body
  • 5 shows the replaceable head according to FIG. 4 with focused excitation beam
  • FIG. 6 shows the replaceable head according to FIG. 4 with collimated excitation beam.
  • 7a shows a larger fluorescence body in a replaceable head with sideways illumination and observation,
  • FIG. 8 shows the replaceable head according to FIG. 1a additionally with parallel measuring beam bundles, FIG.
  • FIG.9b the same arrangement in addition with video camera and electrical contacts.
  • 1 shows schematically an endoscopic system 1 with eyepiece 2 and insertion part 3.
  • the insertion part 3 can be designed as a rigid tube or flexible.
  • a video camera with representation of the observed image can also be provided on a monitor.
  • an excitation radiation source 5 is arranged, which contains a laser diode 6 and a coupling optics 7 for feeding the excitation light into a glass fiber 8.
  • additional laser diodes with emission of additional wavelengths whose radiation can also be fed into the glass fiber 8 or in additional glass fibers.
  • spectral weaknesses of the white light can be compensated.
  • the laser diodes may be battery operated or powered by a power supply.
  • a fiber-optic cable 9 is provided, which is connected via special or commercially available connectors on the endoscope and the supply unit 4.
  • the connectors can be designed in particular autoclavable and laser-protected.
  • the glass fiber 8 is guided in the usual way loosely or in a separate illumination channel or in a protective sheath to the distal end.
  • a lighting fixture 10 is arranged, in which the conversion into white light and the beam shaping for illuminating the object space or for projection of a measuring radiation take place.
  • the lighting fixture 10 is functionally replaceable or integrated into a replaceable replaceable head at the distal end of the insertion part 3.
  • the imaging optics is not shown here.
  • Fig. 2 shows a variant of the lighting fixture 10 in detail.
  • the glass fiber 8 and a fluorescent body 12 are used.
  • the socket 11 is made of a metal, such as silver, copper or aluminum, for example, and conducts the heat well, which arises in the fluorescent body 12.
  • the cross-section of the unprocessed, consisting of cladding, sheath and core glass fiber 8 is about 80-900 microns and about 5-900 microns on thinned as needed, introduced into the socket 11 distal end 8a. The thinning improves the heat dissipation to the proximal.
  • the glass fiber can also be used with its full cross section in the socket 11.
  • the light exit opening 13 of the socket 11 widens in a funnel shape, for example in a cone shape from proximal to distal.
  • a beam-shaping optical element 14 is used in the cone-shaped part of the light exit opening 13.
  • various parameters are to be considered. Generally, in the illumination optical system is known that the ratio of the optical diameter (reflector, lens, lens) to the source diameter (filament, arc, LED chip, fiber end) is crucial for the possibility of
  • the white light source is formed by the fluorescent body 12. Its smallest possible size depends in principle on at least four properties of the fluorescent material, namely the temperature resistance, the thermal conductivity, the light resistance and the optical density. All four of these material properties should be as high as possible. In order to perform the construction of the fluorescent body 12 as punctiform as possible, an efficient heat dissipation must be given. Optimally, therefore, a vitreous or transparent ceramic fluorescent body 12 is selected, which consists of reasons of temperature resistance only of inorganic parts.
  • the inorganic, bound in the fluorescent body 12 fluorophores must be lightfast, so that they can convert high irradiated light intensities without prejudice.
  • the fluorophores and their concentration should be chosen so that no or only a small saturation by quenching occurs.
  • the glass fiber diameter is to be limited by machining to the optically necessary minimum, which is represented by the thinning.
  • the light color and the light distribution arise in the illustrated construction directly in and near the fluorescent body 12, but overall in the lighting fixture 10.
  • This allows a modularity in the construction of the endoscopic system 1, by matching the lens and the fitting lighting fixture 10, consisting of fluorescent body 12 can be selected with version 11 and beam shaping optics 14 during assembly.
  • the fluorescent body 12 is enclosed between two transparent panes 15 of a good heat-conducting material, eg a crystal or a transparent ceramic.
  • a good heat-conducting material eg a crystal or a transparent ceramic.
  • sapphire or diamond is chosen, with which the fluorescent body 12 can dissipate all its heat efficiently.
  • the fluorescent body 12 is formed from transparent ceramics doped with fluorescence centers, doped sapphire or diamond, since then heat source and heat conductor largely coincide.
  • one or both of the heat-dissipating discs 15 can be dispensed with.
  • the heat dissipating discs 15 may also have optically imaging, scattering, reflective or diffractive properties.
  • the socket 11 of the lighting fixture 10 may also be advantageously made of a special aluminum alloy, e.g. Pure aluminum, be made so that it is possible in a simple manner, the surface of the cone-shaped light exit opening 13 to make highly reflective. If the socket 11 is e.g. is made of copper, the cone-shaped light exit opening 13 may also be silvered or coated with aluminum.
  • optics 14 (lens array, prism array, diffuser, diffractive optical
  • Element, aspherical lens, etc. forms the illumination beam, for example, round or square and adjusts the angle of radiation to a not shown here observation lens.
  • Essential to this is the hollow cone angle of the version 11.
  • Important is the hollow cone in particular in the immediate vicinity of the fluorescent body 12. From a distance of about 2-1Ox the diameter of the fluorescent body 12 can be dispensed with the conical shape and the resulting reflection direction.
  • other curved shapes such as parabola, ellipse, hyperbola, etc. are possible.
  • Such forms should generally be referred to as funnel-shaped.
  • the fluorescent body 12 is shown in FIGS. 2 and 3 as a component with trapezoidal or rectangular longitudinal section and inserted into a correspondingly shaped recess in the cone-shaped part of the light exit opening 13 of the socket 11.
  • the outer surface of the fluorescent body 12 may be provided with a solderable, metallic coating, e.g. Nickel, gold, titanium, silver, be provided. This allows a solid solder joint with good heat transfer to the version 11.
  • a solderable, metallic coating e.g. Nickel, gold, titanium, silver
  • the attachment of the fluorescent body 12 can also be done by clamping, whereby an exchange is facilitated.
  • the fluorescent light generated within the fluorescent body 12 is radiated in all directions, it is advantageous to adapt the lateral surface to the cone shape of the light exit opening 13 and to reflect it before insertion. This promotes forward radiation from the fluorescent body 12 and avoids light leakage through backward scattering.
  • the florescent body 12 can also be constructed from a plurality of cascade layers containing different fluorescent dyes. By varying the respective layer thickness, the color spectrum can be influenced.
  • the layer thickness can advantageously be thinner in a simple manner by a number Slices are modularly assembled. This allows a quick and easy adjustment of the color spectrum to a standard in the assembly. This is particularly helpful when the preparation of the fluorescent body 12 or the fluorescent discs is not reproducible and subject to fluctuations in the spectrum.
  • the concept of the quasi-point light source can also be realized with a replaceable head 16 coupled to the distal end of the insertion tube 3.
  • Fig. 4 shows an embodiment in which a small, quasi point-like fluorescent body 12 on a good heat-conducting window 15, e.g. a transparent ceramic, sapphire or diamond disc is arranged.
  • the replaceable head 16 is pushed in the direction of the arrow on the distal end of the insertion part 3, so that the light exit surface of the glass fiber 8 is directly opposite the fluorescent body 12.
  • This arrangement requires high positioning accuracy.
  • the components window 15, fluorescent body 12 and optics 14 can also be combined in a lighting fixture 10 of the type already described and used as a unit in the replaceable head 16.
  • the optics 14 are a deflecting prism 17 and a lighting objective 18 downstream, with which a deflected by 90 ° illumination beam cone 19 is generated. Shown in dashed lines are conventional components for video recording of the illuminated object.
  • an imaging lens 20 is connected upstream of the light exit surface of the glass fiber 8 at the distal end of the insertion part 3, which focuses the emerging excitation beam into the fluorescence body 12 with the interchangeable head pushed on.
  • the fluorescent body 12 is stored here between two heat-dissipating fernstem / discs 15. The focus of the imaging lens 20 is adjusted so that the excitation light is correctly focused into the fluorescent body 12, taking into account the thickness of the disk 15.
  • a collimating lens 21 is arranged, which images the exciting beam emerging from the light exit surface of the glass fiber 8 to infinity.
  • the excitation light must be focused on the fluorescent body 12 with an imaging lens 20 arranged in the replaceable head 16.
  • the variant is more complex, but it allows greater tolerances in the attachment of the replaceable head 16. With the collimated beam, the greatest design options are open, since the white light generation can be provided at any point in the replaceable head 16.
  • a larger fluorescent body 22 is arranged downstream of the deflection prism 17. In the fluorescent body 22, therefore, the collimated excitation beam is irradiated. Because of the distributed over the beam cross section radiation density is the
  • Power density in the fluorescent body 22 is reduced.
  • the reduction of the maximum radiation density advantageously reduces the fading, the aging and the heating of the fluorescent body 22.
  • With sufficient intensity of the excitation beam, a part of the excitation light can also directly through
  • Fig. 7b shows the same arrangement but with forward lighting and observation.
  • the collimated excitation beam is split by a beam splitter 23 into two beams.
  • the part reflected at the beam splitter surface is used for conversion to white light.
  • two parallel measuring beams are generated in a conventional manner on not further designated optical elements, which form a comparative scale for image measurement in the image.
  • the part of the excitation beam transmitted through the beam splitter 23 can also be used to excite a further fluorescence body.
  • a shadow-free illumination is made possible, the reliability of the system is improved or different color spectra or emission directions can be set.
  • a division of the collimated excitation beam also takes place.
  • the part transmitted through the beam splitter 23 is split by a diffractive optical element 24 into a plurality of radiation beams to produce a measuring pattern.
  • the fluorescent body 12 is shown in this embodiment as a ball 25 which is held by a transparent, heat-conducting base 26.
  • the base 26 and the ball 25 are covered by a reflector 27.
  • the spherical shape ensures uniform radiation.
  • the heat is unfavorable because of the small contact surface on the base 26.
  • a video camera 28 is integrated in the replaceable head 16, which is electrically connected via contacts 29 to the distal end of the insertion part 3.
  • the spherical fluorescent body 25 is here inserted into a reflector body 30, whose e.g. Parabolic inner reflector surface is mirrored.
  • the reflector body 30 may be around the spherical
  • the transmission of a fluorescence exciting light wavelength through the glass fiber it was initially assumed that the transmission of a fluorescence exciting light wavelength through the glass fiber.
  • the beam splitter surface must then be provided with a dichroic coating in the beam splitter 23 which is permeable to the wavelengths of the radiation deviating from the excitation wavelength.
  • a color more favorable for the measuring radiation e.g. red or green, for better visibility.
  • the single fiber diameter with protective sheath is only approx. 80 - 900 microns.
  • the cold-light bundle diameter is between approximately 1 to 3 mm.
  • the illumination can be optimally adapted to the visual field.
  • the color spectrum is adaptable.
  • the spectrum of the Color reproduction optimal black body radiation can be adjusted. It can also be irradiated light for the purpose of scattering without the use of Fluoreszenz bines.
  • different light sources can be fed eg with a fiber coupler into a single fiber.
  • Replaceable head can also be done a spectrum change.
  • the color spectrum can be changed even during endoscopic viewing, e.g. advantageous in investigations on color changes of the examination subject.
  • the laser diode in the supply unit is designed as a receptacle, it can be replaced at any time in the event of a defect with the Receptacle. If in future laser diodes with larger
  • the endoscopic system can be upgraded at any time in a simple way, so that the light output at the distal end can be increased. If then the higher power or a changed wavelength requires an adaptation of the fluorescent body, then this is because of the invention
  • the fiber is replaceable at any time thanks to the plug-in connection of the transmission fiber to the laser diode and the positioning of the fluorescence body as a separate component. This is a significant service advantage, as the fiber can break or crack during operation.
  • Color changes due to non-linear conversion can be corrected by adjusting the performance if necessary.
  • the laser transmission fibers have less attenuation when exposed to small numerical aperture laser light than commonly used white light fibers that emit conventional high numerical aperture illumination.
  • the new lighting system therefore allows much longer endoscopes.
  • the conventional light sources such as halogen lamps or gas discharge lamps, are technically at the physical limits. In the case of the laser diodes or the fluorescent bodies, however, it is to be expected that their powers can still be increased.
  • the intensity of the fluorescent light is dimmable without the color changing significantly. Mechanical parts such as diaphragms or absorbers are not required for attenuation. A simple reduction of the excitation light correspondingly reduces the radiation of the converted light. Completely color-neutral dimming is possible by simple pulse width modulation. • With laser diodes, the intensity of the excitation light can be changed quickly and with little effort by modulating the laser current. By interruption or variation of the excitation light, almost immediately e.g. the converted light is turned off. It only needs to wait for the extremely short afterglow of the fluorescent body. This rapid modulation is advantageous in topography measurement tasks that only require a specific measurement illumination without white light illumination for a short time.

Abstract

Endoskopisches System (1) mit in einer proximalen Versorgungseinheit (4) angeordneter Anregungsstrahlenquelle (5), mit einer optischen Strahlungs-Übertragungsstrecke in einem Einführungsteil (3) und einem distalseitigen Fluoreszenzumsetzer, wobei als Anregungsstrahlenquelle (5) eine im kurzwelligen sichtbaren Spektralbereich emittierende Laserdiode (6) und als optische Übertragungsstrecke eine Glasfaser (8) vorhanden sind und der Fluoreszenzumsetzer zur Umwandlung in Weißlicht geeignet ist, und bei dem als Fluoreszenzumsetzer ein Fluoreszenzkörper (12, 22) als separates, austauschbares Bauteil der Lichtaustrittsfläche der Glasfaser (8) nachgeordnet ist, zeichnet sich dadurch aus, daß das distalseitige Ende der Glasfaser (8) und der Fluoreszenzkörper (12, 22) in einem Beleuchtungskörper (10) mit sich trichterförmig aufweitender Lichtaustrittsöffnung (13) eingesetzt sind oder daß der Fluoreszenzkörper (12, 22) in einem an das Einführungsteil (3) ankoppelbaren Wechselkopf (16) angeordnet ist, der zur Erzeugung eines Beleuchtungs- und/oder Meßstrahlenbündels mit weiteren optischen und wärmeableitenden Bauelementen ausgebildet ist.

Description

Endoskopisches System mit faserqepumpter Fluoreszenzbeleuchtunq
Die Erfindung betrifft ein endoskopisches System mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 13. Aus JP 2002-148 442 A ist eine Beleuchtungseinrichtung bekannt, bei der das Licht eines Halbleiterlasers in eine optische Glasfaser eingestrahlt wird. Die Glasfaser besteht aus einem lichtleitenden Kern mit hohem Brechungsindex, einem Mantel mit niedrigem Brechungsindex und einer Schutzschicht. In die Schutzschicht sind Fluoreszenzfarbstoffe eingelagert. Der Halbleiterlaser emittiert im Spektralbereich 380 - 460 nm.
Durch Unstetigkeiten und Störstellen im Kern und/oder in der Kern- /Mantel-Grenzschicht wird ein Teil des Lichtes in die Schutzschicht ausgekoppelt. Die Störstellen können von außen an definierter Stelle eingebracht werden. Die Auskopplung kann auch durch Biegen der Glasfaser erreicht werden. Die Fluoreszenzfarbstoffe in der Schutzschicht wandeln blaues Licht des Halbleiterlasers in gelbes Licht um. Ein anderer Teil des ausgekoppelten blauen Lichtes durchdringt die Schutzschicht und addiert sich mit dem gelben Anteil zu Weißlicht. Das Weißlicht wird über die gesamte Länge der Glasfaser abgestrahlt, die mit der Schutzschicht versehen ist und an denen Auskoppelstörstellen vorhanden sind. Die Einrichtung ist im wesentlichen zur Beleuchtung in Anzeigetafeln oder zur Darstellung von Ornamenten vorgesehen. Eine Weiterentwicklung des Prinzips der Weißlichterzeugung durch additive Farbmischung von blauem Laserlicht und in einem Fluoreszenzumsetzer erzeugten gelben Lichtanteilen ist aus JP 2005- 205 195 A bekannt. Das von einer LED oder einer Laserdiode (LD) im blauen Spektralbereich abgestrahlte Licht wird durch eine
Kondensoranordnung in eine dünne Multimode-Glasfaser eingespeist. Das andere Ende der Glasfaser ist mit einem Wellenlängen- Umwandlungselement versehen. Dieses besteht aus dem Kern der Glasfaser und einem die Spitze der Glasfaser umhüllenden Fluoreszenzmaterial. Wegen der an der Spitze der Glasfaser konzentrierten Weißlichterzeugung ist die Ausführungsform besonders für endoskopische Anwendungen geeignet. Durch Auswahl der Laser- Emissionswellenlängen und der Komposition des Fluoreszenzmaterials ist eine Vielzahl von Farbabstufungen bei der Fluoreszenzumwandlung und Farbmischung möglich.
Eine optische Einrichtung mit Weißlichterzeugung am distalen Ende der Glasfaser wurde von der Fa. Nichia Corp. Auf der Messe „Laser 2005" in München vorgestellt. Eine blaue Laserdiode speist kurzwelliges, bläuliches Licht mit 405 oder 445 nm Wellenlänge in eine dünne Multimode-Glasfaser ein. An deren Ende befindet sich ein
Fluoreszenzumsetzer, der einen Teil des Blaulichts durchläßt und diffus verteilt. Der andere Teil des bläulichen Lichts wird durch den Fluoreszenzfarbstoff in gelbliches Licht umgewandelt und ebenfalls diffus abgestrahlt. Zusammen mit dem direkt durchgelassenen Blaulichtanteil entsteht so durch additive Lichtmischung wiederum ein weißes Licht. Dabei wurde auf eine exakte Abstimmung der Farbstoffe und der Streuung besonderer Wert gelegt, so daß das Licht möglichst neutral wirkt. Aufgrund der das Faserende umfassenden Beschichtung mit dem Fluoreszenzumsetzer erfolgt die Lichtabstrahlung in einen Winkelbereich von praktisch 360°. Die Glasfaser kann mit dem beschichteten Kopfteil zur Beleuchtung in Hohlräume eingeführt werden, solange die bei der Fluoreszenzumsetzung entstehende Wärme ohne Schaden in den Hohlraum abgestrahlt werden kann.
Aus JP 2005-328 921 A ist ein Adapter für Endoskope bekannt, in den ein Fluoreszenzkörper eingesetzt ist. Der Adapter kann so auf das Distalende des Endoskops aufgesetzt werden, daß der Fluoreszenzkörper der Austrittsfläche einer Beleuchtungsfaser gegenüber liegt. Durch geeignete Formgebung des Fluoreszenzkörpers und Beschichtung seiner Außenfläche kann erreicht werden, daß das Anregungslicht in den Fluoreszenzkörper eintreten kann und das Fluoreszenzlicht in Richtung der Frontfläche des Fluoreszenzkörpers reflektiert wird. Die Frontfläche kann mit einer transparenten Schutzschicht versehen sein.
Neuere Laserlichtquellen werden mit immer größer werdender Leistungsabgabe angeboten. Dies führt zu einer Erhöhung der thermischen Belastung des Fluoreszenzumsetzers, wodurch dessen Lebensdauer herabgesetzt wird. Die thermische Beständigkeit des Fluoreszenzumsetzers kann durch den Übergang von organischen zu anorganischen Fluoreszenzbestandteilen erhöht werden. Das führt dann aber bei höherer Lichtemission zu einer noch höheren Wärmeabstrahlung. Das Konzept dieser Weißlichterzeugung durch Mischung eines Restes des blauen Anregungslichts mit dem Fluoreszenzlicht ist ähnlich zu dem der ebenfalls bekannten Weißlicht-LEDs. Die Fluoreszenzfarbstoffe sind bei diesen LEDs direkt auf dem blau leuchtenden LED-Chip aufgebracht. Leider haben diese Weißlicht-LEDs den großen Nachteil, daß sie zur Zeit etwa nur den 1- bis 3-fachen Wirkungsgrad von elektrischer Energie (Watt) zu abgestrahltem Licht (Lumen) wie Halogenlampen besitzen. Deshalb entwickeln sie auch sehr viel Abwärme, was sie für endoskopische Anwendungen am Distalende ungeeignet macht. Da die Wärmeableitung am Distalende in der Regel schlecht ist, darf dort durch die Beleuchtung keine große Hitze erzeugt werden, da diese ein Verletzungsrisiko darstellt. Dies ist insbesondere auch bei Videoendoskopen wichtig, da deren distale temperaturempfindliche Kameras selber schon eine gewisse Abwärme erzeugen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das Prinzip der bekannten Weißlichterzeugung in endoskopischen Systemen für Beleuchtungsund Meßstrahlenbündel mit im wesentlichen vorwärts oder gezielt seitwärts gerichteter Lichtabstrahlung nutzbar zu machen und eine Wärmebelastung des Fluoreszenzumsetzers, des
Untersuchungsobjekts und/oder der in der Nähe der distalseitigen Beleuchtungsoptik angebrachten endoskopischen Beobachtungssysteme zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird bei einem endoskopischen System der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der jeweiligen Unteransprüche.
Die Anordnung eines von der Glasfaser losgelösten, separaten und damit austauschbaren Fluoreszenzkörpers eröffnet vielfältige Möglichkeiten der geometrischen Formgebung zur Anpassung an die spezifischen Anforderungen eines Endoskops. Aber auch die optischen Eigenschaften des Fluoreszenzkörpers können durch Materialwahl und Materialkomposition vielfältig variiert werden. Außerdem wird die Austauschbarkeit und Montage von Systemeinheiten wesentlich erleichtert.
Neben der Lichtquelle zur Weißlichtabstrahlung kommt in der Endoskopie der Miniaturisierung von Lichtreflektoren und der Strahlformungsoptik eine besondere Bedeutung zu. Wird eine effiziente Strahlformung benötigt, muß der Fluoreszenzkörper aus optischgeometrischen Überlegungen möglichst klein sein gegenüber dem Reflektor oder der Strahlformungsoptik. Diese Miniaturisierung erhöht jedoch zwangsläufig die Wärmekonzentration und den zerstörerischen Temperaturgradienten. Aus diesen Gründen ist die Reduktion der thermischen Widerstände im und um den Fluoreszenzkörper wichtig. In den Unteransprüchen werden Konzepte genannt, wie dies bei miniaturisierten Fluoreszenzkörpern erreicht werden kann.
Die Bezeichnung „Fluoreszenzkörper" soll auch seine Eigenschaft als Streukörper zur Streuung des durchgelassenen Anregungslichtes einschließen. Die Streuung wird durch die im Volumen des Fluoreszenzkörpers eingelagerten Streuzentren und durch Struktureffekte an der Oberfläche bewirkt. Dabei können die Streuzentren gleichzeitig auch die Fluorophore sein. Die Streuzentren können aufgrund ihrer Dimensionierung selektiv die kurzen Wellenlängen bevorzugt streuen.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Systems sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden anhand der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen: Fig.1 ein endoskopisches System mit Beleuchtungskörper,
Fig.2 einen Beleuchtungskörper mit Glasfaser und Fluoreszenzkörper,
Fig.3 den Beleuchtungskörper zusätzlich mit Kristallfenster,
Fig.4 einen Wechselkopf mit quasi punktförmigem Fluoreszenzkörper, Fig.5 den Wechselkopf nach Fig.4 mit fokussiertem Anregungsstrahlenbündel und
Fig.6 den Wechselkopf nach Fig.4 mit kollimiertem Anregungsstrahlenbündel. Fig.7a einen größeren Fluoreszenzkörper in einem Wechselkopf mit seitwärts gerichteter Beleuchtung und Beobachtung,
Fig.7b dieselbe Anordnung mit vorwärts gerichteter Beleuchtung und Beobachtung,
Fig.8 den Wechselkopf nach FigJa zusätzlich mit parallelen Meßstrahlenbündeln,
Fig.9a den Wechselkopf nach FigJa zusätzlich mit Meßmustererzeugung und
Fig.9b dieselbe Anordnung zusätzlich mit Videokamera und elektrischen Kontakten. Fig.1 zeigt schematisch ein endoskopisches System 1 mit Okular 2 und Einführungsteil 3. Das Einführungsteil 3 kann als starres Rohr oder flexibel ausgebildet sein. Nach oder anstelle des Okulars mit optischer Übertragung des beobachteten Bildes kann auch eine Videokamera mit Darstellung des beobachteten Bildes auf einem Monitor vorgesehen sein. In einer Versorgungseinheit 4 ist eine Anregungsstrahlenquelle 5 angeordnet, die eine Laserdiode 6 und eine Kopplungsoptik 7 zur Einspeisung des Anregungslichtes in eine Glasfaser 8 enthält. Selbstverständlich ist es auch möglich, weitere Laserdioden mit Emission zusätzlicher Wellenlängen vorzusehen, deren Strahlung ebenfalls in die Glasfaser 8 oder in zusätzliche Glasfasern eingespeist werden kann. Damit können z.B. spektrale Schwächen des Weißlichts ausgeglichen werden. Die Laserdioden können batteriebetrieben sein oder über ein Netzteil mit Energie versorgt werden. Zur Verbindung der Versorgungseinheit 4 mit dem endoskopischen System 1 ist ein Lichtleiterkabel 9 vorgesehen, das über spezielle oder handelsübliche Steckverbinder am Endoskop und der Versorgungseinheit 4 angeschlossen wird. Die Steckverbinder können insbesondere autoklavierbar und lasergeschützt ausgeführt sein. Durch das Einführungsteil 3 hindurch wird die Glasfaser 8 in üblicher Weise lose oder in einem separaten Beleuchtungskanal oder in einer Schutzhülle zum distalen Ende geführt. Am distalen Ende ist ein Beleuchtungskörper 10 angeordnet, in dem die Umwandlung in Weißlicht und die Strahlformung zur Beleuchtung des Objektraumes oder zu Projektion einer Meßstrahlung erfolgen. Der Beleuchtungskörper 10 ist funktional austauschbar oder in einen austauschbaren Wechselkopf am distalen Ende des Einführungsteils 3 integriert. Die Abbildungsoptik ist hier nicht weiter dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Variante des Beleuchtungskörpers 10 im Detail. In eine Fassung 11 sind die Glasfaser 8 und ein Fluoreszenzkörper 12 eingesetzt. Die Fassung 11 ist z.B. aus einem Metall, wie Silber, Kupfer oder Aluminium gefertigt und leitet die Wärme gut ab, die im Fluoreszenzkörper 12 entsteht. Der Querschnitt der unbearbeiteten, aus Umhüllung, Mantel und Kern bestehenden Glasfaser 8 beträgt ca. 80-900 Mikrometer und ca. 5-900 Mikrometer am bedarfsweise abgedünnten, in die Fassung 11 eingeführten Distalende 8a. Die Abdünnung verbessert die Wärmeableitung nach proximal. Die Glasfaser kann auch mit ihrem vollen Querschnitt in die Fassung 11 eingesetzt sein. Die Lichtaustrittsöffnung 13 der Fassung 11 erweitert sich trichterförmig, z.B. konusförmig von proximal nach distal. In den konusförmigen Teil der Lichtaustrittsöffnung 13 ist ein strahlformendes optisches Element 14 eingesetzt. Bei der Konstruktion des Beleuchtungskörpers 10 sind verschiedene Parameter zu beachten. Generell ist in der Beleuchtungsoptik bekannt, daß das Verhältnis des Optikdurchmessers (Reflektor, Linse, Streuscheibe) zum Quellendurchmesser (Glühwendel, Lichtbogen, LED-Chip, Faserende) entscheidend ist für die Möglichkeit der
Strahlformung. Mit einer Punktlichtquelle im Verhältnis zur Optik läßt sich nahezu jede beliebige Intensitätsverteilung erzeugen. Die Lichtaustrittsfläche des Distalendes der Glasfaser 8 ist in diesem Sinne nahezu punktförmig. Die Weißlichtquelle wird jedoch durch den Fluoreszenzkörper 12 gebildet. Dessen kleinst mögliche Größe hängt im Prinzip von mindestens vier Eigenschaften des Fluoreszenzmaterials ab, nämlich von der Temperaturfestigkeit, von der Wärmeleitfähigkeit, von der Lichtbeständigkeit und von der optischen Dichte. Alle vier dieser Materialeigenschaften sollen möglichst hoch liegen. Um die Konstruktion des Fluoreszenzkörpers 12 möglichst punktförmig ausführen zu können, muß eine effiziente Wärmeabführung gegeben sein. Optimalerweise wird daher ein glasartiger oder transparent keramischer Fluoreszenzkörper 12 gewählt, der aus Gründen der Temperaturfestigkeit nur aus anorganischen Teilen besteht. Die anorganischen, im Fluoreszenzkörper 12 gebundenen Fluorophore müssen lichtecht sein, damit sie auch hohe eingestrahlte Lichtintensitäten unbeschadet umwandeln können. Die Fluorophore und ihre Konzentration sind so zu wählen, daß sich keine oder nur eine geringe Sättigung durch Quenching einstellt. Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr nach proximal ist der Glasfaser-Durchmesser durch Bearbeitung auf das optisch notwendige Minimum zu begrenzen, was durch die Abdünnung dargestellt ist.
Die Lichtfarbe und die Lichtverteilung entstehen bei der dargestellten Konstruktion direkt im und nahe beim Fluoreszenzkörper 12, aber insgesamt im Beleuchtungskörper 10. Dies ermöglicht eine Modularität in der Konstruktion des endoskopischen Systems 1 , indem während der Montage passend zum Objektiv auch der passende Beleuchtungskörper 10, bestehend aus Fluoreszenzkörper 12 mit Fassung 11 und Strahlformungsoptik 14 gewählt werden kann. Bei der Ausführungsform des Beleuchtungskörpers 10 nach Fig. 3 der Fluoreszenzkörper 12 zwischen zwei transparenten Scheiben 15 aus einen gut wärmeleitenden Material, z.B. einem Kristall oder einer transparenten Keramik eingeschlossen. Vorzugsweise wird dazu Saphir oder Diamant gewählt, womit der Fluroreszenzkörper 12 rundum seine Wärme effizient ableiten kann. Besonders vorteilhaft ist es für die Wärmeableitung, wenn auch der Fluoreszenzkörper 12 aus mit Fluoreszenzzentren dotierter transparenter Keramik, dotiertem Saphir oder Diamant gebildet wird, da dann Wärmequelle und Wärmeleiter weitgehend zusammenfallen. Dabei kann auch auf eine oder beide der Wärme ableitenden Scheiben 15 verzichtet werden. Die Wärme ableitenden Scheiben 15 können zusätzlich auch optisch abbildende, streuende, reflektierende oder beugende Eigenschaften besitzen.
Die Fassung 11 des Beleuchtungskörpers 10 kann mit Vorteil auch aus einer speziellen Aluminiumlegierung, z.B. Reinaluminium, gefertigt sein, so daß es in einfacher Weise möglich ist, die Oberfläche der konusförmigen Lichtaustrittsöffnung 13 hoch reflektierend zu machen. Wenn die Fassung 11 z.B. aus Kupfer besteht, kann die konusförmige Lichtaustrittsöffnung 13 auch versilbert oder mit Aluminium beschichtet sein. Die bei Bedarf in die Lichtaustrittsöffnung 13 eingefügte Optik 14 (Linsenarray, Prismenarray, Streuscheibe, diffraktives optisches
Element, asphärische Linse usw.) formt den Beleuchtungsstrahl z.B. rund oder viereckig und paßt den Abstrahlwinkel an ein hier nicht dargestelltes Beobachtung-Objektiv an. Wesentlich dazu ist der hohle Konuswinkel der Fassung 11. Wichtig ist der Hohlkonus insbesondere in unmittelbarer Nähe des Fluoreszenzkörpers 12. Ab einer Entfernung von ca. 2-1Ox dem Durchmesser des Fluoreszenzkörpers 12 kann auf die konische Form und die sich daraus ergebende Reflexionsrichtung verzichtet werden. Neben dem dargestellten Konus sind auch andere gekrümmte Formen, wie Parabel, Ellipse, Hyperbel usw. möglich. Solche Formen soll allgemein als trichterförmig bezeichnet werden.
Der Fluoreszenzkörper 12 ist in den Fig. 2 und 3 als Bauelement mit trapezförmigem oder rechteckigem Längsschnitt dargestellt und in eine entsprechend geformte Ausnehmung in dem konusförmigen Teil der Lichtaustrittsöffnung 13 der Fassung 11 eingesetzt. Zur Befestigung kann die Mantelfläche des Fluoreszenzkörpers 12 mit einer lötbaren, metallischen Beschichtung, z.B. Nickel, Gold, Titan, Silber, versehen sein. Dies ermöglicht eine feste Lötverbindung mit gutem Wärmeübergang zur Fassung 11. Im Falle von nicht lötbarem Aluminium als Fassungsmaterial kann auch geklebt werden.
Selbstverständlich kann die Befestigung des Fluoreszenzkörpers 12 auch durch Klemmung erfolgen, wodurch ein Austausch erleichtert wird.
Da das innerhalb des Fluoreszenzkörpers 12 erzeugte Fluoreszenzlicht in alle Richtungen abgestrahlt wird, ist es vorteilhaft, die Mantelfläche an die Konusform der Lichtaustrittsöffnung 13 anzupassen und vor dem Einsetzen zu verspiegeln. Dies unterstützt eine vorwärts gerichtete Abstrahlung aus dem Fluoreszenzkörper 12 heraus und vermeidet Lichtverluste durch Rückwärtsstreuung.
Zur Anpassung des Farbspektrums des Beleuchtungskörpers 10 kann der Fluorenszenzkörper 12 auch aus mehreren Kaskaden-Schichten aufgebaut werden, die unterschiedliche Fluoreszenzfarbstoffe enthalten. Durch Variation der jeweiligen Schichtdicke kann das Farbspektrum beeinflußt werden. Die Schichtdicke kann vorteilhafterweise auf einfache Art durch eine Anzahl dünnerer Scheiben modular zusammengestellt werden. Dies ermöglicht in der Montage eine rasche und einfache Angleichung des Farbspektrums an einen Standard. Das ist insbesondere dann hilfreich, wenn die Herstellung des Fluoreszenzkörpers 12 oder der Fluoreszenzscheiben nicht reproduzierbar ist und Schwankungen im Spektrum unterliegt.
Das Konzept der Quasi-Punktlichtquelle kann auch mit einem am distalen Ende des Einführungsrohres 3 angekoppelten Wechselkopf 16 realisiert werden.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein kleiner, quasi punktförmiger Fluoreszenzkörper 12 auf einem gut wärmeleitenden Fenster 15, z.B. einer transparenten Keramik-, Saphir- oder Diamantscheibe, angeordnet ist. Der Wechselkopf 16 wird in Pfeilrichtung auf das distale Ende des Einführungsteils 3 geschoben, so daß die Lichtaustrittsfläche der Glasfaser 8 unmittelbar dem Fluoreszenzkörper 12 gegenüber liegt. Diese Anordnung erfordert hohe Positioniergenauigkeiten. Die Bauelemente Fenster 15, Fluoreszenzkörper 12 und Optik 14 können auch in einem Beleuchtungskörper 10 der bereits beschriebenen Art zusammengefaßt und als Einheit in den Wechselkopf 16 eingesetzt sein. Der Optik 14 sind ein Umlenkprisma 17 und ein Beleuchtungs-Objektiv 18 nachgeordnet, mit denen ein um 90° umgelenkter Beleuchtungsstrahlenkegel 19 erzeugt wird. Gestrichelt dargestellt sind übliche Bauelemente zur Videoaufnahme des beleuchteten Objekts.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist am distalen Ende des Einführungsteils 3 der Lichtaustrittsfläche der Glasfaser 8 eine Abbildungslinse 20 vorgeschaltet.die das austretende Anregungsstrahlenbündel bei aufgeschobenem Wechselkopf in den Fluoreszenzkörper 12 fokussiert. Der Fluoreszenzkörper 12 ist hier zwischen zwei Wärme ableitenden Fernstem / Scheiben 15 gelagert. Der Fokus der Abbildungslinse 20 ist so eingestellt, daß das Anregungslicht unter Berücksichtigung der Dicke der Scheibe 15 korrekt in den Fluoreszenzkörper 12 hinein fokussiert wird.
Vorteilhaft bei nicht exakt definierter Position des Wechselkopfes 16 ist die parallele Strahlenführung durch die Schnittstelle zwischen
Einführungsteil 3 und Wechselkopf 16, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Am distalen Ende des Einführungsteils 3 ist eine Kollimationslinse 21 angeordnet, die das aus der Lichtaustrittsfläche der Glasfaser 8 austretende Anregungsstrahlenbündel nach unendlich abbildet. In diesem Fall muß das Anregungslicht mit einer im Wechselkopf 16 angeordneten Abbildungslinse 20 auf den Fluoreszenzkörper 12 fokussiert werden. Die Variante ist zwar aufwändiger, sie ermöglicht aber größere Toleranzen bei der Befestigung des Wechselkopfes 16. Mit der kollimierten Strahlführung sind die größten konstruktiven Möglichkeiten offen, da die Weißlicht-Erzeugung an beliebiger Stelle im Wechselkopf 16 vorgesehen werden kann.
In Fig. 7a ist ein größerer Fluoreszenzkörper 22 dem Umlenkprisma 17 nachgeordnet. In den Fluoreszenzkörper 22 wird daher das kollimierte Anregungsstrahlenbündel eingestrahlt. Wegen der über den Strahlenbündelquerschnitt verteilten Strahlungsdichte wird die
Leistungsdichte im Fluoreszenzkörper 22 verringert. Die Reduktion der maximalen Strahlungsdichte verringert vorteilhafterweise das Ausbleichen, die Alterung und die Erwärmung des Fluoreszenzkörpers 22. Bei ausreichender Intensität des Anregungsstrahlenbündels kann ein Teil des Anregungslichtes auch noch direkt durch
Fluoreszenzkörper 22 hindurchtreten, wie durch die gepunktete Weiterführung des kollimierten Anregungsstrahlenbündels durch den Beleuchtungsstrahlenkegel 19 hindurch angedeutet ist. Innerhalb des weißen Beleuchtungsstrahlenkegels 19 erscheint dann auf dem beobachteten Objekt ein z.B. blauer Fleck, der als Markierung verwendet werden kann. Die Streueigenschaften des Fluoreszenzkörpers 22 müssen dazu entsprechend angepaßt werden.
Fig. 7b zeigt die gleiche Anordnung, jedoch mit vorwärts gerichteter Beleuchtung und Beobachtung.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 wird das kollimierte Anregungsstrahlenbündel durch einen Strahlenteiler 23 in zwei Strahlenbündel aufgespalten. Der an der Strahlenteilerfläche reflektierte Teil wird zur Umwandlung in Weißlicht verwendet. Aus dem durchgelassenen Teil werden in an sich bekannter Weise über nicht weiter bezeichnete optische Elemente zwei parallele Meßstrahlenbündel erzeugt, die im Bild einen Vergleichsmaßstab zur Bildvermessung bilden. Der am Strahlenteiler 23 durchgelassene Teil des Anregungsstrahlenbündels kann auch zur Anregung eines weiteren Fluoreszenzkörpers verwendet werden. Durch mehrere individuell angeregte Fluoreszenzkörper wird eine schattenfreie Ausleuchtung ermöglicht, die Ausfallsicherheit des Systems verbessert oder es können unterschiedliche Farbspektren oder Abstrahlrichtungen eingestellt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9a erfolgt ebenfalls eine Teilung des kollimierten Anregungsstrahlenbündels. Der am Strahlenteiler 23 durchgelassene Teil wird über ein diffraktives optisches Element 24 in eine Vielzahl von Strahlenbündeln zur Erzeugung eines Meßmusters aufgespalten. Der Fluoreszenzkörper 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Kugel 25 dargestellt, die von einem transparenten, Wärme leitenden Sockel 26 gehalten wird. Der Sockel 26 und die Kugel 25 werden von einem Reflektor 27 umfaßt. Die Kugelform gewährleistet eine gleichförmige Abstrahlung. Die Abführung der Wärme ist wegen der geringen Kontaktfläche am Sockel 26 jedoch ungünstig.
Bei dem in Fig. 9b dargestellten Ausführungsbeispiel sind dieselben Beleuchtungselemente vorgesehen wie in Fig. 9a. Zur Beobachtung des beleuchteten Objektbereichs ist hier jedoch eine Videokamera 28 in den Wechselkopf 16 integriert, die über Kontakte 29 elektrisch mit dem distalen Ende des Einführungsteiles 3 verbunden wird. Der kugelförmige Fluoreszenzkörper 25 ist hier in einen Reflektorkörper 30 eingesetzt, dessen z.B. parabolische innere Reflektorfläche verspiegelt ist. Der Reflektorkörper 30 kann um den kugelförmigen
Fluoreszenzkörper 25 herum mit einem transparenten Wärmeleiter 31 ausgefüllt sein.
Bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele wurde zunächst von der Übertragung einer zur Fluoreszenz anregenden Lichtwellenlänge durch die Glasfaser ausgegangen. Es ist jedoch auch möglich, in die Glasfaser das Licht von mehr als einer Laserdiode mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen einzuspeisen. Im Wechselkopf 16 muß dann im Strahlenteiler 23 die Strahlenteilerfläche mit einer dichroitischen Beschichtung versehen werden, die für die von der Anregungswellenlänge abweichenden Wellenlängen der Strahlung durchlässig ist. Dadurch kann eine für die Meßstrahlung günstigere Farbe, z.B. rot oder grün, für eine bessere Erkennbarkeit eingesetzt werden.
Die Vorteile der fasergepumpten Fluoreszenzbeleuchtung können wie folgt zusammengefaßt werden:
• Da zur Übertragung des Anregungslichtes im Prinzip nur eine einzige Glasfaser genügt, wird eine bessere Flexibilität des Einführungsteiles gegenüber Verbiegungen bei der Ablenkung des Distalendes erreicht. Die geringere Rückstellkraft einer Einzelfaser gegenüber den herkömmlichen Faserbündeln hat eine Verbesserung der Mechanik zur Folge, da die Einzelfaser viel biegsamer als ein Faserbündel ist. Durch die geringere Rückstellkraft wird der mechanische Ablenkungsvorgang am Distalende präziser.
• Aufgrund des großen Durchmessers herkömmlicher Lichtleiterfaserbündel entstehen beim Biegen jeweils an den Innen- und Außenfasern Scherkräfte, die die Fasern ausreißen oder knicken können. Bei einer Einzelfaser entstehen keine Innen- Außen-Zugkräfte.
• Der Einzelfaserdurchmesser beträgt mit Schutzmantel nur ca. 80- 900 Mikrometer. In einem konventionell beleuchteten Videoendoskop beträgt demgegenüber der Kaltlicht- Bündeldurchmesser zwischen ca. 1 bis 3 mm. Ein Endoskop mit Einzelfaserübertragung des Anregungslichtes kann daher insgesamt mit einem wesentlich geringeren Querschnitt konstruiert werden.
• Wenn eine Faser nicht ausreicht, können ohne wesentliche Querschnittserhöhung mehrere Fasern auf einen gemeinsamen Fluoreszenzkörper einstrahlen oder sie können jeweils einen eigenen Fluoreszenzkörper bestrahlen. Somit kann in einfacher
Weise die Lichtleistung hochskaliert werden.
• Wenn die Fluoreszenzquelle klein ist gegenüber der Strahlformungsoptik kann die Ausleuchtung dem Gesichtsfeld optimal angepaßt werden.
• Durch die Wahl des oder der Fluoreszenzfarbstoffe im
Fluoreszenzkörper und/oder durch die Wahl des Anregungslichtes ist das Farbspektrum anpaßbar. So kann z.B. mit Anregung in UV und blau in der gleichen Faser das Spektrum an die zur Farbwiedergabe optimale Schwarzkörperstrahlung angepaßt werden. Es kann auch Licht zu Zwecke der Streuung ohne Nutzung des Fluoreszenzeffektes eingestrahlt werden. Dazu können verschiedene Lichtquellen z.B. mit einem Faserkoppler in eine Einzelfaser eingespiesen werden. Durch Austauschen eines
Wechselkopfes kann ebenfalls ein Spektrumswechsel erfolgen. Bei der Wahl des Anregungslichtes kann das Farbspektrum sogar während des endoskopischen Betrachtens geändert werden, was z.B. vorteilhaft ist bei Untersuchungen auf Farbveränderungen des Untersuchungsobjekts.
• Ist der Fluoreszenzkörper durch Alterung ausgeblichen, gibt er nicht mehr seine maximale Helligkeit ab. Dann ist er z.B. via Austausch eines Wechselkopfes auswechselbar. Es ist auch möglich, nur den Beleuchtungskörper oder nur den Fluoreszenzkörper auszutauschen, wodurch dann ein Maximum an Wiederverwendung der Teile möglich wird. Dies spart Gebrauchskosten gegenüber fest eingebauten Fluoreszenzsystemen.
• Weil die Laserdiode in der Versorgungseinheit als Receptacle ausgestaltet ist, kann sie bei Defekt mit dem Receptacle jederzeit ausgetauscht werden. Falls in Zukunft Laserdioden mit größerer
Lichtleistung erhältlich sind, kann das endoskopische System jederzeit auf einfache Art aufgerüstet werden, womit die Lichtleistung am Distalende erhöht werden kann. Erfordern dann die höhere Leistung oder eine veränderte Wellenlänge eine Anpassung des Fluoreszenzkörpers, so ist das wegen der erfindungsgemäßen
Austauschbarkeit möglich.
• Durch die steckbare Verbindung der Übertragungsfaser zur Laserdiode und durch die Positionierung des Fluoreszenzkörpers als separates Bauteil ist die Faser jederzeit austauschbar. Dies ist ein wesentlicher Servicevorteil, da die Faser im Betrieb brechen oder reißen kann.
• Bei Verwendung von energieeffizienten Laserdioden zur Speisung der Faser ist ein Batteriebetrieb möglich. Dadurch wird ein mobiler Einsatz des Systems erleichtert.
• Durch den Einsatz von größeren Lasern ist die Übertragung von Lichtleistungen bis zu einigen Watt ans Distalende möglich. Die distal abgegebene Lichtmenge wird dann nur durch den Fluoreszenzkörper und dessen thermische Einbindung begrenzt. Durch die Einstrahlung hoher Intensitäten ist es auch möglich, nichtlineare Effekte auszunutzen.
• In der Endoskopie stört oft der Effekt, daß bei langen flexiblen Endoskopen, z.B. ab 5 m, das Beleuchtungslicht mit zunehmender Länge zunehmend gelblich wird. Dies rührt von den stärkeren Lichtverlusten der kurzwelligen Spektralanteile in den Lichtleitern her. Wenn mit einem Laser angeregt wird, ist dagegen nur eine Wellenlänge vorhanden. Dadurch ist keine Veränderung des Anregungsspektrums mit der Länge möglich, so daß nach der Umwandlung auch das ausgestrahlte Licht seine Farbe weitgehend unabhängig von der Länge des Endoskops beibehält. Minimale
Farbänderungen wegen nicht linearer Umwandlung lassen sich durch Leistungsanpassung bei Bedarf beheben.
• Die Fasern für Laserübertragung weisen bei Einstrahlung des Laserlichts mit kleiner numerischer Apertur eine geringere Dämpfung auf als die üblicherweise verwendeten Weißlichtfasern, bei denen die Einstrahlung konventioneller Beleuchtung mit hoher numerischer Apertur erfolgt. Mit dem neuen Beleuchtungssystem sind daher wesentlich längere Endoskope möglich. • Die konventionellen Lichtquellen, wie z.B. Halogenlampen oder Gasentladungslampen, sind technisch an den physikalischen Grenzen angelangt. Bei den Laserdioden oder den Fluoreszenzkörpern ist jedoch zu erwarten, daß ihre Leistungen noch erhöht werden können. Die Technik des neuen
Beleuchtungssystems wird daher von der Weiterentwicklung der Komponenten profitieren.
• Die Intensität des Fluoreszenzlichts ist dimmbar, ohne daß sich die Farbe wesentlich ändert. Mechanische Teile, wie Blenden oder Absorber sind für eine Abschwächung nicht erforderlich. Eine einfache Reduktion des Anregungslichts reduziert entsprechend die Ausstrahlung des umgewandelten Lichts. Völlig farbneutrale Dimmung ist hingegen durch einfache Pulsweiten-Modulation möglich. • Bei Laserdioden kann durch Modulation des Laserstroms die Intensität des Anregungslichts schnell und mit wenig Aufwand verändert werden. Durch Unterbrechung oder Variation des Anregungslichts kann nahezu sofort z.B. das umgewandelte Licht ausgeschaltet werden. Es muß lediglich noch das extrem kurze Nachleuchten des Fluoreszenzkörpers abgewartet werden. Diese schnelle Modulierbarkeit ist bei Topografie-Meßaufgaben vorteilhaft, die nur kurzzeitig eine spezifische Meßbeleuchtung ohne Weißlichtbeleuchtung erfordern.
• Die Montage des Endoskops wird vereinfacht, da keine Faserbäume eingezogen werden müssen.
• Die Reparaturmöglichkeiten des Endoskops werden verbessert, da der Austausch einzelner Fasern einfacher ist als der Austausch eines Faserbündels. Es entfallen die Probleme bei der Abdichtung der porösen Enden der Faserbündel gegen Eindringen von Flüssigkeiten.
Es ist eine Mehrwellenlängen-Anregung mit UV und blau in der gleichen Faser möglich, um z.B. das Spektrum an die Schwarzkörperstrahlung besser anzugleichen. Die Einspeisung in dieselbe Faser kann mit einem Faserkoppler nahezu verlustfrei erfolgen.
Bezuqszeichenliste
1 Endoskopisches System
2 Okular
3 Einführungsteil
4 Versorgungseinheit
5 Anregungsstrahlenquelle
6 Laserdiode
7 Kopplungsoptik
8 Glasfaser
8a abgedünntes Distalende der Glasfaser
9 Lichtleiterkabel
10 Beleuchtungskörper
11 Fassung
12 Fluoreszenzkörper
13 Lichtaustrittsöffnung
14 optisches Element
15 Wärme ableitende Scheibe / Fenster
16 Wechselkopf
17 Umlenkprisma
18 Beleuchtungs-Objektiv
19 Beleuchtungsstrahlenkegel
20 Abbildungslinse
21 Kollimationsoptik
22 größerer Fluoreszenzkörper Strahlenteiler Diffraktives Optisches Element kugelförmiger Fluoreszenzkörper Wärme leitender Sockel Reflektor Videokamera elektrische Kontakte Reflektorkörper transparenter Wärmeleiter

Claims

Patentansprüche
1 ) Endoskopisches System (1) mit in einer proximalen Versorgungseinheit (4) angeordneter Anregungsstrahlenquelle (5), mit einer optischen Strahlungs-Übertragungsstrecke in einem Einführungsteil (3) und einem distalseitigen Fluoreszenzumsetzer, wobei als Anregungsstrahlenquelle (5) eine im kurzwelligen sichtbaren Spektralbereich emittierende Laserdiode (6) und als optische Übertragungsstrecke eine Glasfaser (8) vorhanden sind und der Fluoreszenzumsetzer zur Umwandlung in Weißlicht geeignet ist, und bei dem als Fluoreszenzumsetzer ein
Fluoreszenzkörper (12, 22) als separates, austauschbares Bauteil der Lichtaustrittsfläche der Glasfaser (8) nachgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das distalseitige Ende der Glasfaser (8) und der Fluoreszenzkörper (12, 22) in einem Beleuchtungskörper (10) mit sich trichterförmig aufweitender Lichtaustrittsöffnung (13) eingesetzt sind.
2) Endoskopisches System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in die trichterförmige Lichtaustrittsöffnung (13) strahlformende optische Mittel (14) eingesetzt sind. 3) Endoskopisches System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Beleuchtungskörper (10) aus Metall gefertigt ist. 4) Endoskopisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Beleuchtungskörper (10) aus Reinaluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer oder Silber gefertigt ist. 5) Endoskopisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der trichterförmigen Lichtaustrittsöffnung (13) spiegelnd reflektierend ausgebildet ist, wobei die Oberfläche auch als metallische Beschichtung ausgebildet sein kann. 6) Endoskopisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der trichterförmigen Lichtaustrittsöffnung (13) bis zu einer Entfernung von 2-1Ox dem Durchmesser des Fluoreszenzkörpers (12, 22) spiegelnd reflektierend ist. 7) Endoskopisches System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß dem Fluoreszenzkörper (12, 22) ein Wärme ableitendes Fenster (15) in Lichtrichtung vor- oder/und nachgeordnet ist.
8) Endoskopisches System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (15) als Diamantscheibe oder transparentes, diamantbeschichtes Element ausgeführt ist, das auch optisch abbildende, reflektierende, streuende oder beugende Eigenschaften besitzen kann.
9) Endoskopisches System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Glasfaser (8) eine Singlemode Faser vorhanden ist.
10)Endoskopisches System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Fluoreszenzkörper (12, 22) aus glasartigem oder keramischem Material mit eingebundenen Fluorophoren besteht.
1 ^Endoskopisches System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluoreszenzkörper (12, 22) aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Fluorophoren und/oder
Konzentrationen der Fluorophore zusammengesetzt ist.
12)Endoskopisches System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Beleuchtungskörper (10) verbundenen Flächen des Fluoreszenzkörpers (12, 22) zumindest teilweise verspiegelt sind.
13)Endoskopisches System (1 ) mit in einer proximalen
Versorgungseinheit (4) angeordneter Anregungsstrahlenquelle (5), mit einer optischen Strahlungs-Übertragungsstrecke in einem Einführungsteil (3) und einem distalseitigen Fluoreszenzumsetzer, wobei als Anregungsstrahlenquelle (5) eine im kurzwelligen sichtbaren Spektralbereich emittierende Laserdiode (6) und als optische Übertragungsstrecke eine Glasfaser (8) vorhanden sind und der Fluoreszenzumsetzer zur Umwandlung in Weißlicht geeignet ist, und bei dem als Fluoreszenzumsetzer ein Fluoreszenzkörper (12, 22) als separates, austauschbares Bauteil der Lichtaustrittsfläche der Glasfaser (8) nachgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluoreszenzkörper (12, 22) in einem an das Einführungsteil (3) ankoppelbaren Wechselkopf (16) angeordnet ist, der zur Erzeugung eines Beleuchtungs- und/oder Meßstrahlenbündels mit weiteren optischen und wärmeableitenden
Bauelementen ausgebildet ist.
14)Endoskopisches System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß am distalseitigen Ende des Einführungsteils (3) eine Abbildungslinse (20) zur Fokussierung des aus der Lichtaustrittfläche der Glasfaser (8) austretenden Anregungsstrahlenbündels auf den Fluoreszenzkörper (12, 22) angeordnet ist.
15)Endoskopisches System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fluoreszenzkörper (12, 22) in dem
Wechselkopf (16) ein Wärme ableitendes Fenster (15) vor- oder/und nachgeordnet ist.
16)Endoskopisches System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluoreszenzkörper (12, 22) zwischen zwei Wärme leitende Fenster (15) eingepaßt ist.
17)Endoskopisches System nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Fenster (15) als Diamantscheibe oder transparentes, diamantbeschichtes Element ausgeführt ist, das auch optisch abbildende, reflektierende, streuende oder beugende Eigenschaften besitzen kann.
18)Endoskopisches System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß am distalseitigen Ende des Einführungsteils (3) eine Abbildungsoptik (21 ) zur Erzeugung eines kollimierten Strahlenbündels aus dem aus der Lichtaustrittsfläche der Glasfaser (8) austretenden Anregungsstrahlenbündels angeordnet ist.
19) Endoskopisches System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wechselkopf (16) eine Abbildungslinse (20) zur Fokussierung des kollimierten Anregungsstrahlenbündels auf den Fluoreszenzkörper (12, 22) angeordnet ist. 20)Endoskopisches System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wechselkopf (16) ein optisches Element (14) zur Anpassung der Strahlungsdichte des kollimierten Anregungsstrahlenbündels an die geometrischen und fluoreszenzoptischen Eigenschaften des Fluoreszenzkörpers (12, 22) angeordnet ist.
21 )Endoskopisches System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wechselkopf (16) lichteintrittsseitig ein Strahlen-Umlenkelement (17) angeordnet ist.
22)Endoskopisches System nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlen-Umlenkelement (17) als Strahlenteiler (23) ausgebildet ist.
23)Endoskopisches System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteiler (23) als Würfelelement mit strahlenteilender und strahlenumlenkender Kittfläche ausgebildet ist.
24)Endoskopisches System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der Versorgungseinheit (4) mindestens eine weitere Strahlenquelle mit Emission im roten oder grünen Spektralbereich und zur Einkopplung in die Glasfaser (8) vorhanden ist, wobei der Strahlenteiler (23) mit einer dichroitischen Beschichtung zur Reflexion oder Transmission der weiteren Strahlung versehen ist.
25)Endoskopisches System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fluoreszenzkörper (12, 22) lichtaustrittsseitig optische Abbildungsmittel (14, 18) zur Erzeugung eines Beleuchtungsstrahlenbündels mit vorgegebener Apertur vorgeschaltet ist.
26)Endoskopisches System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluoreszenzkörper (12, 22, 25) ringsum von einem transparenten wärmeleitenden Medium (31 ) umgeben ist.
EP07819267A 2006-11-14 2007-10-24 Endoskopisches system mit fasergepumpter fluoreszenzbeleuchtung Withdrawn EP2089752A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11002427A EP2336818A1 (de) 2006-11-14 2007-10-24 Endoskopisches System mit fasergepumpter Fluoreszenzbeleuchtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006053487A DE102006053487B4 (de) 2006-11-14 2006-11-14 Endoskopisches System mit fasergepumpter Fluoreszenzbeleuchtung
PCT/EP2007/009208 WO2008058612A1 (de) 2006-11-14 2007-10-24 Endoskopisches system mit fasergepumpter fluoreszenzbeleuchtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2089752A1 true EP2089752A1 (de) 2009-08-19

Family

ID=38820248

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07819267A Withdrawn EP2089752A1 (de) 2006-11-14 2007-10-24 Endoskopisches system mit fasergepumpter fluoreszenzbeleuchtung
EP11002427A Withdrawn EP2336818A1 (de) 2006-11-14 2007-10-24 Endoskopisches System mit fasergepumpter Fluoreszenzbeleuchtung

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11002427A Withdrawn EP2336818A1 (de) 2006-11-14 2007-10-24 Endoskopisches System mit fasergepumpter Fluoreszenzbeleuchtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100010314A1 (de)
EP (2) EP2089752A1 (de)
DE (1) DE102006053487B4 (de)
WO (1) WO2008058612A1 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2241244A1 (de) * 2008-06-04 2010-10-20 Fujifilm Corporation Beleuchtungsvorrichtung zur Verwendung in einem Endoskop
JP5216429B2 (ja) * 2008-06-13 2013-06-19 富士フイルム株式会社 光源装置および内視鏡装置
DE102008039666B3 (de) * 2008-08-26 2010-01-21 Olympus Winter & Ibe Gmbh Endoskop mit Einrichtung zur Erzeugung von Beleuchtungslicht
DE102008049922A1 (de) 2008-10-02 2010-04-08 Karl Storz Gmbh & Co. Kg Endoskop
WO2010049875A1 (en) * 2008-10-30 2010-05-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Laser lighting device
WO2010064322A1 (ja) 2008-12-05 2010-06-10 オリンパス株式会社 照明装置及び内視鏡装置
JP5563933B2 (ja) * 2010-08-31 2014-07-30 富士フイルム株式会社 内視鏡用ライトガイドおよびそれを備えた内視鏡
WO2013069463A1 (ja) * 2011-11-10 2013-05-16 富士フイルム株式会社 内視鏡用照明光学系ユニット及びその製造方法
US9907616B1 (en) * 2012-02-02 2018-03-06 University Of North Carolina At Charlotte System for TFL lithotripsy, including endoscope with detachable and replaceable wave guide and method for use
JP5380581B2 (ja) * 2012-06-08 2014-01-08 株式会社フジクラ 照明構造及び内視鏡
US20140226060A1 (en) * 2013-02-08 2014-08-14 Htc Corporation Electronic device and method for manufacturing the same
DE102014116737A1 (de) 2014-11-17 2016-05-19 Karl Storz Gmbh & Co. Kg Lichtquelleneinrichtung für endoskopische oder exoskopische Anwendungen
DE102016112010B4 (de) * 2016-03-22 2021-03-04 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
US10835102B2 (en) * 2016-07-28 2020-11-17 Verily Life Sciences Llc Tunable color-temperature white light source
WO2018220866A1 (ja) * 2017-06-01 2018-12-06 Hoya株式会社 単回使用内視鏡装置
AU2018309165B2 (en) * 2017-08-04 2023-09-07 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical Illumination Device and Related Methods
DE102018107523A1 (de) 2018-03-29 2019-10-02 Schott Ag Licht- oder Bildleitkomponenten für Einweg-Endoskope
CN110645548A (zh) * 2019-09-30 2020-01-03 浙江光塔节能科技有限公司 一种光纤导光装置、系统
DE102019133042A1 (de) * 2019-12-04 2021-06-10 Schott Ag Endoskop, Einweg-Endoskopsystem und Lichtquelle für Endoskop

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002148442A (ja) 2000-11-14 2002-05-22 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
US8118732B2 (en) * 2003-04-01 2012-02-21 Boston Scientific Scimed, Inc. Force feedback control system for video endoscope
JP5302491B2 (ja) * 2003-12-22 2013-10-02 日亜化学工業株式会社 発光装置及び内視鏡装置
JP4689190B2 (ja) * 2004-05-18 2011-05-25 オリンパス株式会社 内視鏡装置および内視鏡用アダプタ
EP1787571A4 (de) * 2004-07-28 2009-09-16 Kyocera Corp Lichtquelle und endoskop mit dieser lichtquelle
DE202004012992U1 (de) * 2004-08-19 2005-12-29 Storz Endoskop Produktions Gmbh Endoskopisches Video-Meßsystem
US8480566B2 (en) * 2004-09-24 2013-07-09 Vivid Medical, Inc. Solid state illumination for endoscopy
CN101027520B (zh) * 2004-10-01 2010-05-05 日亚化学工业株式会社 发光装置
JP4624770B2 (ja) * 2004-12-09 2011-02-02 オリンパス株式会社 内視鏡装置
JP2006309146A (ja) * 2005-03-31 2006-11-09 Fuji Photo Film Co Ltd 光源モジュール
JP4732783B2 (ja) * 2005-04-19 2011-07-27 富士フイルム株式会社 内視鏡用照明装置
JP5124978B2 (ja) * 2005-06-13 2013-01-23 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP4737611B2 (ja) * 2005-10-26 2011-08-03 日亜化学工業株式会社 光部品、光ファイバ、発光装置、および光部品の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008058612A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20100010314A1 (en) 2010-01-14
DE102006053487B4 (de) 2013-12-19
WO2008058612A1 (de) 2008-05-22
DE102006053487A1 (de) 2008-05-21
EP2336818A1 (de) 2011-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006053487B4 (de) Endoskopisches System mit fasergepumpter Fluoreszenzbeleuchtung
DE102006029203B9 (de) Lichtemittierende Vorrichtung
EP1212976B1 (de) Endoskop
EP2035801B1 (de) Anordnung mit einem lichtleiter
DE102007041439A1 (de) Sekundäre Lichtquelle
EP2074935B1 (de) Beleuchtungsvorrichtung zum Erzeugen von Licht für die Endoskopie oder Mikroskopie
EP2828124A1 (de) Beleuchtungseinrichtung zur erzeugung von licht mit hoher leuchtdichte
DE10256365A1 (de) Lichtabstrahlungsvorrichtung, Lichtquellenvorrichtung, Beleuchtungseinheit und Lichtverbindungsmechanismus
EP2693114A1 (de) Lichtquelleneinheit, optische umwandlungseinheit, lichtquellenvorrichtung und lichtquellensystem
DE112011104985T5 (de) Beleuchtungsvorrichtung mit Leuchtstoffelement
DE112015002260T5 (de) Endoskopsystem
DE19950899A1 (de) Beleuchtbare optische Vergrösserungsvorrichtung
EP2261717B1 (de) Lichtquellenanordnung für eine Beleuchtungsvorrichtung eines medizinisch-optischen Beobachtungsgeräts
DE112015006369T5 (de) Beleuchtungsvorrichtung, Endoskop und Endoskopsystem
WO2013139621A1 (de) Beleuchtungseinrichtung zur erzeugung von licht mit unterschiedlicher abstrahlcharakteristik
DE102012005660A1 (de) Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung von Licht mit hoher Leuchtdichte
EP1894516B1 (de) Beleuchtungssystem zum Erzeugen von Licht und zum Einkoppeln des Lichts in ein proximales Ende eines Lichtleitkabels einer Beobachtungsvorrichtung für die Endoskopie oder Mikroskopie
EP2163455A2 (de) Lichtsignal
DE102006062938B3 (de) Endoskopisches System mit fasergepumpter Fluoreszenzbeleuchtung
DE102020214638B4 (de) Lichtemittierende Vorrichtung und Verbindungsverfahren
DE102020130848A1 (de) Lichtemittierende Vorrichtung
DE102009049057B4 (de) LED-Modul, Verfahren zum Betreiben dieses LED-Moduls und Beleuchtungsvorrichtung mit diesem LED-Modul
EP1577863B1 (de) Lichtleiteranzeiger
EP2442375B1 (de) Led-anordnung mit verbesserter lichtausbeute
DE102019121511A1 (de) Lichtkonversions- und Beleuchtungseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090514

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: JAEGGLI, MARCEL

Inventor name: KLUMPP, MARTIN

Inventor name: KRATTIGER, BEAT

Inventor name: HENSLER, FRITZ

Inventor name: LE DONNE-BRECHBUEHL, SABRINA

Inventor name: KUSTER, MANFRED

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20101104

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150519