DE102013112282A1

DE102013112282A1 - Endoskop und Verfahren zum Herstellen eines Endoskops

Info

Publication number: DE102013112282A1
Application number: DE201310112282
Authority: DE
Inventors: Jan Dahmen
Original assignee: Karl Storz SE and Co KG
Current assignee: Karl Storz SE and Co KG
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-01-16

Abstract

Ein Endoskop (10) umfasst einen Außenschaft (70) und einen weiteren Schaft (50), in dem ein Beobachtungsstrahlengang (30) des Endoskops (10) angeordnet ist, wobei der weitere Schaft (50) in dem Außenschaft (70) angeordnet ist, einen Zwischenraum (75) zwischen dem Außenschaft (70) und dem weiteren Schaft (50) und ein distales Stirnflächenbauteil (80), das mit dem distalen Ende (71) des Außenschafts (70) und mit dem distalen Ende des weiteren Schafts (50) jeweils starr verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Endoskop und ein Verfahren zum Herstellen eines Endoskops bezogen.
Bereits bei Entwicklung und Konstruktion eines Endoskops sind Fragen der zukünftigen Fertigung in besonderem Umfang zu berücksichtigen. Insbesondere ein medizinisches Endoskop muss am Ende des Fertigungsprozesses hermetisch dicht verschlossen sein, um auch im Autoklaven ein Eindringen von Wasserdampf und im Körper eines Patienten eine Freisetzung von Fluiden oder Partikeln aus dem Endoskop zu verhindern. Die äußere Oberfläche des Endoskops muss möglichst glatt sein, um eine einfache und vollständige Reinigung zu ermöglichen, und darf ausschließlich biokompatible Materialien umfassen. Die Anzahl der Bauteile und deren Komplexität muss möglichst gering sein, nicht nur in Rücksicht auf die Fertigungskosten, sondern auch um die fortschreitende Miniaturisierung zu ermöglichen. Objektiv, Prismen, Stablinsen und andere Einrichtungen im Beobachtungsstrahlengang müssen mit hoher Präzision angeordnet, ausgerichtet oder justiert werden können und dürfen während der Fertigung nicht durch Niederschläge von Ausdampfungen anderer Bauteile, durch Stäube oder größere Partikel verschmutzt werden. Aufgrund der skizzierten und weiteren Randbedingungen haben sich einige wenige konstruktive Grundmuster etabliert, denen und deren Varianten die meisten Endoskope entsprechen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Endoskops und ein verbessertes Endoskop zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Endoskops werden optische Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs innerhalb eines Außenschafts angeordnet und ein distales Endes eines Lumens innerhalb des Außenschafts, in dem ein Beleuchtungsstrahlengang angeordnet ist, verschlossen, wobei das Verschließen des distalen Endes des Lumens nach dem Anordnen von optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs in dem Außenschaft erfolgt.
Das Endoskop ist insbesondere ein medizinisches Endoskop. Der Außenschaft wird insbesondere durch ein Bauteil in der Gestalt eines Kreiszylindermantels oder eines anderen Zylindermantels bzw. durch ein Rohr mit kreisförmigem, elliptischem oder anderem Querschnitt gebildet. Die optischen Einrichtungen umfassen insbesondere ein Objektiv, eine Anordnung eines oder mehrerer Prismen, Stablinsen, ein Okular, ein geordnetes Bündel von Lichtleitfasern, einen Bildsensor, eine Kamera und/oder andere Einrichtungen zum Filtern, Brechen, Beugen, Leiten bzw. Übertragen oder Erfassen von Licht.
Ein Strahlengang ist der geometrische Verlauf von Lichtstrahlen durch optische Einrichtungen oder der Weg, den Licht in optischen Einrichtungen zurücklegt. Jeder Strahlengang wird durch die optischen Einrichtungen, durch oder über die er verläuft, und ihre optischen Eigenschaften bestimmt. Der Beleuchtungsstrahlengang ist der Weg, den Licht, das zur Beleuchtung eines zu beobachtenden Objekts vorgesehen ist, im Endoskop zurück legt. Der Beleuchtungsstrahlengang verläuft in typischen Fällen von einer Lichtquelle oder einer Kupplung für ein Lichtleitkabel am proximalen Ende des Endoskops bis zu einer oder mehreren Lichtaustrittsflächen am distalen Ende des Endoskops. Der Beobachtungsstrahlengang ist der Weg, den Licht, das von einem zu beobachtenden Objekt ausgeht, im Endoskop zurück legt. Der Beobachtungsstrahlengang verläuft in typischen Fällen von einer Lichteintrittsfläche im distalen Ende des Endoskops bis zu einem Okular oder einer Kamera am proximalen Ende des Endoskops.
Das Anordnen der optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs innerhalb des Außenschafts kann ein Anordnen und Arretieren bzw. Befestigen der optischen Einrichtungen in einem System- oder Optikschaft oder in einem Innenschaft und ein nachfolgendes Anordnen des System-, Optik- oder Innenschafts in dem Außenschaft umfassen. Alternativ kann das Anordnen der optischen Einrichtungen innerhalb des Außenschafts beispielsweise ein Anordnen und Arretieren bzw. Befestigen der optischen Einrichtungen in einem bereits im Außenschaft angeordneten System-, Optik- oder Innenschaft umfassen.
Der Beleuchtungsstrahlengang umfasst insbesondere Lichtleitfasern und/oder andere optische Einrichtungen zum Leiten bzw. zur Übertragung von Beleuchtungslicht von einer Lichtquelle zum distalen Ende des Endoskops. Die Lichtquelle kann Teil des Endoskops und an dessen proximalem oder an dessen distalem Ende angeordnet sein. Das Lumen innerhalb des Außenschafts, in dem der Beleuchtungsstrahlengang angeordnet ist, ist insbesondere ein Zwischenraum zwischen der inneren Oberfläche des Außenschafts und einer äußeren Oberfläche eines innerhalb des Außenschafts angeordneten System- Optik oder Innenschafts. Dieser Zwischenraum weist insbesondere einen kreisringförmigen oder einen sichelförmigen Querschnitt auf.
Bei vielen herkömmlichen Endoskopen werden zunächst die distalen Enden von Lichtleitfasern zum Übertragen von Beleuchtungslicht im Zwischenraum zwischen den distalen Enden eines Außenschafts und eines Innenschafts vergossen, beispielsweise mit einem Kunstharz, einem Klebstoff oder einer anderen Vergussmasse. Anschließend werden die optischen Einrichtungen in den Innenschaft einzeln oder im Verbund eines Systemschafts eingesetzt und dann das distale Ende des Beobachtungsstrahlengangs durch Einlöten eines Fensterbauteils in den Innenschaft hermetisch dicht verschlossen. Um beim Einlöten des Fensterbauteils eine thermische Schädigung der Vergussmasse am distalen Ende des Beleuchtungsstrahlengangs zu minimieren oder zu verhindern, müssen unter diesem Aspekt ausgewählte Materialien für die Vergussmasse und/oder das Lot verwendet und/oder aufwendige Temperaturprofile verwendet oder andere aufwendige Maßnahmen ergriffen werden.
Wie hier vorgeschlagen zunächst die optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs innerhalb des Außenschafts anzuordnen und dann das distale Ende des Lumens, in dem der Beleuchtungsstrahlengang angeordnet ist, zu verschließen, kann ein hermetisch dichtes Verschließen des Beobachtungsstrahlengangs am distalen Ende des Endoskops vereinfachen. Insbesondere ist gegebenenfalls keine Rücksichtnahme auf eine bereits vorhandene Vergussmasse erforderlich.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, umfasst das Verschließen des distalen Endes des Lumens insbesondere ein stoffschlüssiges Fügen eines distalen Stirnflächenbauteils zumindest entweder mit dem distalen Rand des Außenschafts oder mit dem distalen Ende eines weiteren Schafts innerhalb des Außenschafts.
Der weitere Schaft ist insbesondere ein Innenschaft oder ein System- oder Optikschaft, in dem optische Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs angeordnet sind. Das Stirnflächenbauteil wird auch als Fasersegment bezeichnet, da es, wie nachfolgend beschrieben, die distalen Enden von Lichtleitfasern im Beleuchtungsstrahlengang halten oder fassen kann.
Das Stirnflächenbauteil ist insbesondere eben und weist näherungsweise die Gestalt des Querschnitts des Lumens innerhalb des Außenschafts, in dem der Beleuchtungsstrahlengang angeordnet ist, auf. Alternativ kann das Stirnflächenbauteil eben sein und Öffnungen für den Beleuchtungsstrahlengang und für den Beobachtungsstrahlengang aufweisen. Alternativ kann das Stirnflächenbauteil gekrümmt sein. Dabei kann das Stirnflächenbauteil insbesondere nicht nur zur Bildung der Stirnfläche, sondern auch eines Teils der Mantelfläche des Schafts vorgesehen sein. Ferner kann das Stirnflächenbauteil zur Bildung einer gekrümmten Stirnfläche vorgesehen sein.
Das Stirnflächenbauteil ist insbesondere aus chirurgischem Edelstahl oder einem anderen harten, zähen und biokompatiblen Material gefertigt. Das im Falle einer Vergussmasse für distale Enden von Lichtleitfasern im Beleuchtungsstrahlengang gegebene Risiko einer Versprödung und eines Ausbrechens von Teilen der Vergussmasse, die einen Patienten schädigen können, kann dadurch verhindert oder zumindest vermindert werden.
Das Stirnflächenbauteil wird insbesondere durch Laserschweißen mit dem distalen Rand des Außenschafts und/oder mit dem distalen Ende (insbesondere mit dem distalen Rand) des weiteren Schafts gefügt. Das Fügen durch Laserschweißen geht mit dem Eintrag vergleichsweise geringer Wärmemengen einher, hohe und andere Bauteile potentiell schädigende Temperaturen werden nur innerhalb sehr kleiner Raumbereiche erreicht.
Das distale Stirnflächenbauteil kann alternativ durch Kleben, Löten oder auf andere Weise mit dem distalen Rand des Außenschafts und/oder mit dem distalen Ende des weiteren Schafts gefügt werden. Beim Löten oder Aushärten einer Klebeverbindung werden insbesondere Temperaturen von maximal 140 Grad Celsius gewählt, um eine Schädigung von optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs zu vermeiden.
Alternativ kann das distale Ende des Lumens, in dem ein Beleuchtungsstrahlengang angeordnet ist, durch Verkleben oder Vergießen mit einem Kunstharz, einem Klebstoff oder einem anderen Vergussmaterial verschlossen werden. Im Falle einer thermischen Unterstützung der Aushärtung des Vergussmaterials wird insbesondere eine Temperatur von maximal 140 Grad Celsius gewählt, um die optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs nicht zu schädigen. Nach dem Vergießen kann überstehendes Vegussmaterial abgetragen, insbesondere abgeschliffen werden. Durch Polieren können an in der Vergussmasse eingebetteten distalen Enden von Lichtleitfasern optisch hochwertige Lichtaustrittsflächen geschaffen werden. Gleichzeitig kann ein Fensterbauteil, das für den Eintritt von Beobachtungslicht in den Beobachtungsstrahlengang vorgesehen ist, poliert werden. Alternativ wird ein solches Fensterbauteil etwas zurückliegend bzw. versenkt montiert, um beim Polieren der Lichtaustrittsfläche nicht bearbeitet zu werden.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, werden insbesondere ferner vor dem Anordnen optischer Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs innerhalb des Außenschafts optische Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs in einem System- oder Optikschaft angeordnet, wobei das Anordnen optischer Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs innerhalb des Außenschafts ein Anordnen des System- oder Optikschafts mit darin angeordneten optischen Einrichtungen innerhalb des Außenschafts umfasst.
Das Anordnen optischer Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs in einem Systemschaft kann zu einem modularen Aufbau des Endoskops beitragen. Insbesondere kann der System- oder Optikschaft logistisch und zeitlich weitgehend unabhängig vom Rest des Endoskops gefertigt werden. Der Systemschaft kann justiert, vermessen, geprüft, einer Qualitätskontrolle unterzogen und gelagert werden bevor er als Modul bzw. vorgefertigte Baugruppe in ein Endoskop eingebaut wird.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere nach dem Anordnen der optischen Einrichtungen in einem Systemschaft und vor dem Verschließen des distalen Endes des Lumens das distale Stirnflächenbauteil mit dem Systemschaft gefügt, wobei das Verschließen des distalen Endes des Lumens ein Fügen des distalen Stirnflächenbauteils mit dem distalen Rand des Außenschafts umfasst.
Das Fügen des distalen Stirnflächenbauteils mit dem Systemschaft und das Fügen des distalen Stirnflächenbauteils mit dem distalen Rand des Außenschafts umfassen jeweils insbesondere ein Laserschweißen oder ein anderes stoffschlüssiges Fügen. Das Fügen des distalen Stirnflächenbauteils mit dem Systemschaft umfasst insbesondere ein Fügen eines Rands einer Öffnung oder einer Ausnehmung in dem distalen Stirnflächenbauteil mit einem Rand einer Fassung eines Fensterbauteils, das für den Eintritt von Beobachtungslicht in den Beobachtungsstrahlengang vorgesehen ist.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere ferner ein lichtleitendes Bauteil des Beleuchtungsstrahlengangs des Endoskops in eine Öffnung in dem distalen Stirnflächenbauteil eingeführt.
Das lichtleitende Bauteil ist insbesondere eine Lichtleitfaser oder ein Bündel von Lichtleitfasern. Das lichtleitende Bauteil wird insbesondere vor dem Fügen des distalen Stirnflächenbauteils mit dem Systemschaft in die Öffnung in dem distalen Stirnflächenbauteil eingeführt.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere ferner das lichtleitende Bauteil mit dem distalen Stirnflächenbauteil gefügt, um die Öffnung, in die das lichtleitende Bauteil eingeführt ist, hermetisch dicht zu verschließen.
Insbesondere wird das lichtleitende Bauteil in der Öffnung in dem distalen Stirnflächenbauteil mit einem Kunstharz, einem Klebstoff oder einer anderen Vergussmasse vergossen, um die Öffnung, soweit sie nicht bereits durch das lichtleitende Bauteil verschlossen ist, hermetisch dicht zu verschließen. Durch Einführen des lichtleitenden Bauteils, insbesondere eines Bündels von Lichtleitfasern, in die Öffnung in dem distalen Stirnflächenbauteil und hermetisch dichtes Verschließen der Öffnung durch eine Vergussmasse kann ein Modul zur Bildung des Beleuchtungsstrahlengangs für das Endoskop vorgefertigt werden. Dieses Modul kann ferner an einem von dem Stirnflächenbauteil abgewandten Ende des lichtleitenden Bauteils (insbesondere der Lichtleitfasern) ein proximales Durchleitungsbauteil zur Anordnung nahe einem proximalen Ende des Endoskops umfassen. Dabei ist insbesondere eine Lichteintrittsfläche für Beleuchtungslicht, insbesondere eine Lichteintrittfläche von Lichtleitfasern, an dem Durchleitungsbauteil vorgesehen. Das Modul zur Bildung des Beleuchtungsstrahlengangs kann justiert, vermessen, geprüft, einer Qualitätskontrolle unterzogen und gelagert werden bevor er in ein Endoskop eingebaut wird.
Alternativ können Lichtleitfasern oder ein anderes lichtleitendes Bauteil erst nach dem Fügen des distalen Stirnflächenbauteils mit dem Systemschaft und/oder nach dem Fügen des distalen Stirnflächenbauteils mit dem distalen Rand des Außenschafts in eine Öffnung im distalen Stirnflächenbauteil eingesetzt, dort mittels einer Vergussmasse befestigt und anschließend poliert werden. Wenn dabei nicht gleichzeitig ein Fensterbauteil zum Eintritt von Beleuchtungslicht in den Beobachtungsstrahlengang poliert werden soll, ist dieses insbesondere leicht zurückgesetzt bzw. versenkt anzuordnen.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, werden ein erstes transparentes Fensterbauteil für ein erstes Ende des Systemschafts mit einer ersten Fassung hermetisch dicht gefügt, die erste Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts hermetisch dicht gefügt und das zweite Ende des Systemschafts mit einem zweiten transparenten Fensterbauteil hermetisch dicht verschlossen.
Bei einem Verfahren zum hermetisch dichten Einschließen von optischen Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs werden optische Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs in einem Systemschaft mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende angeordnet, ein erstes transparentes Fensterbauteil für das erste Ende des Systemschafts mit einer ersten Fassung hermetisch dicht gefügt, die erste Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts hermetisch gefügt und das zweite Ende des Systemschafts mit einem zweiten transparenten Fensterbauteil hermetisch dicht verschlossen.
Das erste transparente Fensterbauteil und das zweite transparente Fensterbauteil sind jeweils insbesondere Deckgläser. Das erste transparente Fensterbauteil und das zweite transparente Fensterbauteil weisen jeweils insbesondere Glas, Saphir, Quarz oder ein anderes für Licht, das im für menschliches Auge sichtbaren Wellenlängenbereich, im infraroten oder im ultravioletten Wellenlängenbereich liegt, transparentes Material auf. Das erste transparente Fensterbauteil und das zweite transparente Fensterbauteil können jeweils planparallele bzw. ebene und parallele Oberflächen oder eine oder zwei gekrümmte Oberflächen aufweisen. Insbesondere im Falle zumindest einer gekrümmten Oberfläche kann sowohl das erste transparente Fensterbauteil als auch das zweite transparente Fensterbauteil als Teil eines Objektivs oder als Teil eines Okulars vorgesehen sein.
Die erste Fassung ist insbesondere im Wesentlichen rohrförmig bzw. weist die Gestalt eines Kreiszylindermantels oder eines anderen Zylindermantels auf. Abweichend davon kann die erste Fassung einen veränderlichen Querschnitt aufweisen, beispielsweise eine konische Gestalt und/oder eine oder mehrere stufenförmige Veränderungen des Querschnitts. Das erste transparente Fensterbauteil und die erste Fassung werden insbesondere durch Löten oder Kleben gefügt. Die erste Fassung und das erste Ende des Systemschafts werden insbesondere durch Laserschweißen oder Kleben gefügt. Das erste Ende des Systemschafts ist insbesondere das distale Ende des Systemschafts. Das zweite Ende des Systemschafts ist insbesondere das proximale Ende des Systemschafts.
Mit dem beschriebenen Verfahren zum hermetischen dichten Einschließen optischer Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs kann ein Systemschaft geschaffen werden, in dem ein Teil aller optischen Einrichtungen oder alle optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs hermetisch dicht eingeschlossen und damit vor Partikeln, Stäuben und Fluiden geschützt sind.
Dies kann eine auch nach langer und intensiver Verwendung eines den Systemschaft umfassenden Endoskops gleichbleibend hohe Abbildungsleistung des Beobachtungsstrahlengangs bzw. eine gleichbleibend hohe Qualität der Übertragung und Abbildung von Licht, das von einem zu beobachtenden Gegenstand ausgeht, ermöglichen.
Beim Fügen des ersten transparenten Fensterbauteils mit der ersten Fassung muss auf die thermische Belastbarkeit optischer Einrichtungen oder anderer Bauteile in der Umgebung keine Rücksicht genommen werden, da das erste transparente Fensterbauteil und die erste Fassung räumlich beabstandet von allen anderen Teilen des Endoskops gefügt werden können. Das erste transparente Fensterbauteil und die erste Fassung können deshalb insbesondere durch Löten gefügt werden. Lötverbindungen zwischen Glas, Quarz, Saphir und anderen transparenten Materialien einerseits und einer Vielzahl von Metallen andererseits sind gut erprobt, zuverlässig und dauerhaft. Danach können die erste Fassung und das erste Ende des Systemschafts beispielsweise durch Laserschweißen hermetisch dicht gefügt werden. Dabei werden nur kleine Wärmemengen eingebracht und die erste Fassung und der Systemschaft deshalb nur innerhalb sehr kleiner Raumbereiche auf hohe Temperaturen erwärmt. Eine Schädigung optischer Einrichtungen oder anderer thermisch wenig belastbarer Teile des Systemschafts kann damit leicht vermieden werden.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere ferner nach dem hermetisch dichten Fügen des ersten transparenten Fensterbauteils mit der ersten Fassung und vor dem hermetisch dichten Fügen der ersten Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts das erste Ende des Systemschafts in die erste Fassung eingeführt oder die erste Fassung in das erste Ende des Systemschafts eingeführt.
Insbesondere sind die Gestalt der äußeren Oberfläche des ersten Endes des Systemschafts und die Gestalt der inneren Oberfläche der ersten Fassung so aufeinander abgestimmt, dass das erste Ende des Systemschafts spielarm in die erste Fassung gesteckt werden kann. Alternativ können die Gestalt der äußeren Oberfläche der ersten Fassung und die Gestalt der inneren Oberfläche des ersten Endes des Systemschafts so aufeinander abgestimmt sein, dass die erste Fassung spielarm in das erste Ende des Systemschafts gesteckt werden kann. Eine spielarme Aufnahme der ersten Fassung in das erste Ende des Systemschafts oder umgekehrt des ersten Endes des Systemschafts in der ersten Fassung kann eine präzise Anordnung und Ausrichtung der ersten Fassung zusammen mit dem ersten transparenten Fensterbauteil relativ zum ersten Ende des Systemschafts schon vor dem Fügen der ersten Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts gewährleisten. In diesem Fall ist während des Fügens, beispielsweise während des Laserschweißens, insbesondere keine zusätzliche Maßnahme zur relativen Positionierung und Ausrichtung der ersten Fassung relativ zum ersten Ende des Systemschafts während des Fügens erforderlich.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, ist insbesondere vor dem hermetisch dichten Fügen der ersten Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts die Position zumindest entweder des ersten transparenten Fensterbauteils oder der ersten Fassung relativ zu dem ersten Ende des Systemschafts zumindest in einer Richtung formschlüssig definiert.
Insbesondere sind die Position der ersten Fassung und damit mittelbar auch die Position des ersten transparenten Fensterbauteils in Richtung parallel zur optischen Achse des Systemschafts bzw. optischer Einrichtungen im Systemschaft durch einen mechanischen Anschlag definiert. Beispielsweise liegt ein Randbereich des ersten Transparenten Fensterbauteils oder eine Stufe bzw. Schulter an der ersten Fassung an einem Rand des Systemschafts oder ein Rand der ersten Fassung an einer Stufe bzw. einer Schulter am ersten Ende des Systemschafts an.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, umfasst das hermetisch dichte Verschließen des zweiten Endes des Systemschafts insbesondere ein hermetisch dichtes Fügen des zweiten transparenten Fensterbauteils mit einer zweiten Fassung und ein hermetisch dichtes Fügen der zweiten Fassung mit dem zweiten Ende des Systemschafts.
Das zweite transparente Fensterbauteil und die zweite Fassung können Merkmale und Eigenschaften aufweisen, die den beschriebenen Merkmalen und Eigenschaften des ersten transparenten Fensterbauteils bzw. der ersten Fassung ähneln oder gleichen. Der Schritt des hermetisch dichten Fügens des zweiten transparenten Fensterbauteils mit der zweiten Fassung ist insbesondere ähnlich dem beschriebenen Schritt des hermetisch dichten Fügens des ersten transparenten Fensterbauteils mit der ersten Fassung ausgestaltet. Der Schritt des hermetisch dichten Fügens der zweiten Fassung mit dem zweiten Ende des Systemschafts ist insbesondere ähnlich oder entsprechend dem beschriebenen Schritt des hermetisch dichten Fügens der ersten Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts ausgestaltet.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere eine optische Einrichtung in dem Systemschaft zumindest entweder vor dem hermetisch dichten Fügen der ersten Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts oder vor dem hermetisch dichten Verschließen des zweiten Endes des Systemschafts justiert.
Die justierte optischen Einrichtung ist insbesondere ein Objektiv oder ein Okular oder ein Teil eines Objektivs oder Okulars. Die Justage der optischen Einrichtung erfolgt insbesondere durch Verschieben parallel zur Längsachse des Systemschafts oder durch Rotation um die Längsachse des Systemschafts. Auch die transparenten Fensterbauteile können entsprechend justiert werden. Dies kann besonders dann vorteilhaft sein, wenn eines der transparenten Fensterbauteile zumindest eine gekrümmte Oberfläche aufweist.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere ferner zumindest entweder vor dem Fügen der ersten Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts oder vor dem hermetisch dichten Verschließen des zweiten Endes des Systemschafts eine optische Eigenschaft des Beobachtungsstrahlengangs erfasst.
Insbesondere erfolgt das beschriebene Justieren einer optischen Einrichtung in dem Systemschaft nach dem Erfassen der optischen Eigenschaft des Beobachtungsstrahlengangs oder das Erfassen der optischen Eigenschaft des Beobachtungsstrahlengangs und das Justieren der optischen Einrichtung im Systemschaft erfolgen alternierend oder gleichzeitig.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere zumindest entweder vor dem hermetisch dichten Fügen der ersten Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts oder vor dem hermetisch dichten Verschließen des zweiten Endes des Systemschafts eine optische Einrichtung in dem Systemschaft arretiert.
Die optische Einrichtung oder mehrere optische Einrichtungen können insbesondere kraft- bzw. reibschlüssig und/oder formschlüssig durch lokales Verformen des Systemschafts und/oder stoffschlüssig (beispielsweise durch Kleben, Löten oder Schweißen) arretiert werden. Die optische Einrichtung oder mehrere optische Einrichtungen werden insbesondere nach dem beschriebenen Erfassen einer optischen Eigenschaft des Beobachtungsstrahlengangs und/oder nach dem beschriebenen Justieren der optischen Einrichtung in dem Systemschaft arretiert.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere ferner nach dem Anordnen von optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs im Systemschaft der Systemschaft in ein Kopfbauteil eingeführt.
Das Einführen des Systemschafts in das Kopfbauteil des Endoskops erfolgt insbesondere von der proximalen Seite des Kopfbauteils her. Dabei wird der Systemschaft insbesondere weitgehend durch das Kopfbauteil hindurchgeführt, so dass ein Teil oder ein Großteil des Systemschafts nach distal aus dem Kopfbauteil herausragt. Der Systemschaft wird insbesondere vor dem Anordnen von optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs in dem Außenschaft in das Kopfbauteil des Endoskops eingeführt.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, werden insbesondere vor dem Anordnen von optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs in dem Außenschaft optische Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs in ein Kopfbauteil eingeführt.
Insbesondere werden die optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs von einer proximalen Seite des Kopfbauteils her in das Kopfbauteil eingeführt und teilweise durch das Kopfbauteil hindurchgeführt. Insbesondere kann bereits vor dem Einführen des Systemschafts in das Kopfbauteil ein Bündel Lichtleifasern, das durch eine oder mehrere Öffnungen im Stirnflächenbauteil hindurchgeführt oder dessen distale Enden in dieser Öffnung oder diesen Öffnungen befestigt sind, durch das Kopfbauteil hindurchgeführt werden.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, umfasst insbesondere das Anordnen von optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs in dem Außenschaft ein Einführen des Systemschafts in den Außenschaft.
Der Systemschaft wird insbesondere in den Außenschaft eingeführt, indem der Außenschaft über den, wie beschrieben, durch das Kopfbauteil weitgehend hindurchgeführten Systemschaft gestülpt wird. Dabei wird insbesondere auch ein proximaler Rand des Außenschafts in das Kopfbauteil oder in eine Vertiefung oder Ausnehmung im Kopfbauteil eingeführt. Bereits vor dem Einführen des Systemschafts in den Außenschaft kann das beschriebene Stirnflächenbauteil mit dem distalen Ende des Systemschafts gefügt sein.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere zumindest entweder das proximale Ende des Systemschafts oder das proximale Ende des Außenschafts mit dem Kopfbauteil gefügt.
Das Fügen des proximalen Endes des Systemschafts und des proximalen Endes des Außenschafts erfolgen insbesondere jeweils durch Laserschweißen und ermöglichen eine große mechanische Robustheit des Endoskops und einen sehr weit gehenden Schutz vor dem Eindringen von Partikeln, Stäuben und Fluiden in das Endoskop.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere der Systemschaft relativ zu dem Außenschaft des Endoskops justiert und durch Kraftschluss arretiert.
Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Endoskops wird ein Systemschaft, der optische Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs umfasst, relativ zu einem Außenschaft des Endoskops justiert und der Systemschaft relativ zu dem Außenschaft arretiert, wobei der Systemschaft relativ zu dem Außenschaft durch Kraftschluss arretiert wird.
Der Systemschaft wird relativ zu dem Außenschaft insbesondere in Richtung parallel zur Längsachse des Systemschafts und parallel zur Längsachse des Außenschafts justiert. Alternativ oder zusätzlich kann der Systemschaft in Richtung orthogonal zu den Längsachsen justiert werden. Der Systemschaft wird insbesondere durch eine Spannzange bzw. durch mehrere in radialer Richtung von außen gegen eine äußere Oberfläche des Systemschafts drückende Backen arretiert. Der Systemschaft umfasst insbesondere alle oder fast alle optische Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs, insbesondere Objektiv, Stablinsensystem und Okular. Der Systemschaft weist insbesondere die beschriebenen Merkmale und Eigenschaften auf und kann auf die beschriebene Weise gefertigt sein.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, werden ein erstes Modul, das einen Teil eines Beobachtungsstrahlengangs oder den vollständigen Beobachtungsstrahlengang umfasst, und ein zweites Modul, das einen Teil des Beleuchtungsstrahlengangs oder den vollständigen Beleuchtungsstrahlengang umfasst, unabhängig voneinander vorbereitet.
Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Endoskops wird ein erstes Modul, das den vollständigen Beobachtungsstrahlengang des Endoskops umfasst, und ein zweites Modul, das den vollständigen Beleuchtungsstrahlengang des Endoskops umfasst, vorbereitet und mit weiteren Bauteilen zum Endoskop zusammengesetzt.
Das erste Modul ist insbesondere ein Systemschaft, wie er hier beschrieben ist. Der Systemschaft umfasst insbesondere alle oder fast alle optische Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs, insbesondere Objektiv, Stablinsen und/oder ein geordnetes Bündel von Lichtleitfasern und Okular. Das zweite Modul umfasst insbesondere ein Bündel Lichtleitfasern zum Übertragen von Beleuchtungslicht, wobei zumindest entweder das proximale Ende in einem proximalen Durchleitungsbauteil gefasst ist oder das distale Ende in einer oder mehreren Öffnungen in einem distalen Stirnflächenbauteil gefasst ist.
Die beiden Module können logistisch und zeitlich unabhängig voneinander und von anderen Komponenten oder Bauteilen des Endoskops gefertigt, gehandelt und gelagert werden.
Ein Endoskop ist durch ein Verfahren, wie es hier beschrieben ist, hergestellt oder herstellbar. Ein Endoskop umfasst einen Außenschaft, einen weiteren Schaft, in dem ein Beobachtungsstrahlengang des Endoskops angeordnet ist, und der in dem Außenschaft angeordnet ist, einen Zwischenraum zwischen dem Außenschaft und dem weiteren Schaft und ein distales Stirnflächenbauteil, das mit dem distalen Ende des Außenschafts und mit dem distalen Ende des weiteren Schafts jeweils starr verbunden ist.
Der Außenschaft bildet insbesondere die äußere Oberfläche des Schafts des Endoskops. Der Außenschaft weist insbesondere die Gestalt eins Rohres bzw. eines Kreiszylindermantels oder eines anderen Zylindermantels auf. Der weitere Schaft ist insbesondere ein System- oder Optikschaft oder ein Innenschaft, in dem ein Beobachtungsstrahlengang des Endoskops angeordnet ist. Der weitere Schaft ist insbesondere ein Systemschaft, wie er hier beschrieben ist.
Der Zwischenraum zwischen Außenschaft und weiterem Schaft weist insbesondere einen kreisringförmigen oder einen sichelförmigen Querschnitt auf. In dem Zwischenraum sind insbesondere Lichtleitfasern und/oder eine oder mehrere andere Einrichtungen zum Übertragen von Beleuchtungslicht angeordnet.
Das distale Stirnflächenbauteil wird auch als Fasersegment bezeichnet. Das distale Stirnflächenbauteil ist kein Körper aus Vergussmaterial, der durch Erstarren des Vergussmaterials am distalen Ende des Zwischenraums zwischen Außenschaft und weiterem Schaft entsteht. Das distale Stirnflächenbauteil weist insbesondere chirurgischen Edelstahl oder ein anderes Metall auf oder ist aus diesem gefertigt. Das distale Stirnflächenbauteil ist insbesondere mit dem distalen Rand des Außenschafts und mit einem distalen Randbereich des weiteren Schafts jeweils verschweißt oder verlötet. Insbesondere ist das distale Stirnflächenbauteil sowohl mit dem distalen Rand des Außenschafts als auch mit dem distalen Ende des weiteren Schafts jeweils durch Laserschweißen, ein anderes Schweißverfahren, Löten oder Kleben gefügt.
Das distale Stirnflächenbauteil kann eine gegenüber mechanischen, chemischen und thermischen Einflüssen wesentlich robustere mechanische Verbindung zwischen den distalen Enden des Außenschafts und des weiteren Schafts schaffen als es herkömmlich unter Verwendung einer Vergussmasse möglich ist. Das distale Stirnflächenbauteil kann somit eine deutlich längere Lebensdauer des Endoskops trotz häufiger mechanischer, chemischer und thermischer Belastung bei Verwendung, Reinigung und Autoklaviation ermöglichen.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, weist das distale Stirnflächenbauteil insbesondere eine Öffnung, in der ein lichtleitendes Bauteil im Beleuchtungsstrahlengang des Endoskops angeordnet ist, auf.
Insbesondere sind das distale Ende und die Lichtaustrittsfläche bzw. die distalen Enden und die Lichtaustrittsflächen von einer oder mehreren Lichtleitfasern oder einem oder mehreren Bündeln von Lichtleitfasern in einer oder mehreren Öffnungen in dem distalen Stirnflächenbauteil angeordnet und befestigt, beispielsweise mittels einer Vergussmasse. Die Öffnung oder die Öffnungen werden insbesondere durch die Lichtleitfaser oder die Lichtleitfasern oder das oder die Bündel von Lichtleitfasern weitgehend und durch ein Lot, ein Kunstharz oder eine andere Vergussmasse hermetisch dicht verschlossen.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, verschließt insbesondere das distale Stirnflächenbauteil das distale Ende des Zwischenraums zwischen dem Außenschaft und dem weiteren Schaft hermetisch dicht.
Insbesondere verschließt das distale Stirnflächenbauteil zusammen mit einem oder mehreren in eine oder mehrere Öffnungen in dem distalen Stirnflächenbauteil eingesetzten lichtleitenden Bauteilen und einer Vergussmasse das distale Ende des Zwischenraums hermetisch dicht. Das distale Stirnflächenbauteil kann so das Eindringen von Fluiden in den Zwischenraum zwischen Außenschaft und weiterem Schaft und die Schädigung von in diesem Zwischenraum angeordneten Einrichtungen durch Fluide verhindern.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, sind insbesondere das proximale Ende des Außenschafts und ein proximaler Bereich des weiteren Schafts starr miteinander verbunden.
Das proximale Ende des Außenschafts und der proximale Bereich des weiteren Schafts können unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über ein Kopfbauteil des Endoskops, mechanisch starr miteinander verbunden sein. Das proximale Ende des Außenschafts und der proximale Bereich des weiteren Schafts sind insbesondere durch Löten, Schweißen (beispielsweise Laserschweißen) oder Kleben unmittelbar miteinander oder jeweils mit einem Kopfbauteil des Endoskops oder einem anderen Bauteil, das das proximale Ende des Außenschafts und den proximalen Bereich des weiteren Schafts verbindet, gefügt.
Die besonders robuste starre Verbindung der distalen Enden des Außenschafts und des weiteren Schafts durch das distale Stirnflächenbauteil und die unmittelbare oder mittelbare starre Verbindung des Außenschafts und des weiteren Schafts auch in einem proximalen Bereich, insbesondere im oder sogar durch ein Kopfbauteil des Endoskops, ermöglichen eine besondere Robustheit des Endoskops. Dadurch kann insbesondere auch ein Zwischenraum zwischen Außenschaft und weiterem Schaft deutlich dauerhafter hermetisch dicht verschlossen sein, um ein Eindringen von Fluiden zu verhindern.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, ist insbesondere das Stirnflächenbauteil zumindest entweder mit dem distalen Rand des Außenschafts oder mit dem distalen Rand des weiteren Schafts verschweißt.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, sind insbesondere das proximale Ende des Außenschafts und das proximale Ende des weiteren Schafts jeweils starr mit einem Kopfbauteil des Endoskops verbunden.
Eine starre Verbindung umfasst insbesondere keine Verbindung über einen Faltenbalg, über ein Gleitlager und/oder einen dichtenden O-Ring.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, weist der weitere Schaft insbesondere eine deutlich geringere Wandstärke auf als der Außenschaft.
Insbesondere beträgt die Wandstärke des weiteren Schafts höchsten 50% oder höchstens 30% oder höchstens 20% der Wandstärke des Außenschafts. Außenschaft und weiterer Schaft können dadurch völlig unterschiedliche mechanische Aufgaben übernehmen. Insbesondere gibt der Außenschaft eine mechanisch steife und wenig flexible Struktur des Endoskops vor. Die geringe Wandstärke des weiteren Schafts reduziert insbesondere beim Erwärmen und Abkühlen des Endoskops in einem Autoklaven vor bzw. nach der Sterilisierung die durch Temperaturdifferenzen auftretenden mechanischen Spannungen. Dies kann die mechanische Belastung der starren Verbindung zwischen den distalen Enden des Außenschafts und des weiteren Schafts über das distale Stirnflächenbauteil und ggf. der unmittelbaren oder mittelbaren starren Verbindung des proximalen Endes des Außenschafts und des proximalen Bereichs des weiteren Schafts reduzieren und die Lebensdauer des Endoskops verlängern.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, ist insbesondere die elastische Dehnbarkeit des weiteren Schafts in seiner Längsrichtung mindestens drei Mal so hoch wie die Dehnbarkeit des Außenschafts in seiner Längsrichtung.
Indem der weitere Schaft einer Dehnung oder Stauchung in seiner Längsrichtung einen deutlich (um den Faktor 3 oder um den Faktor 5 oder um den Faktor 10) geringeren Widerstand entgegensetzt als der Außenschaft kann die mechanische Belastung der mechanischen Verbindung der distalen Enden von Außenschaft und weiterem Schaft über das distale Stirnflächenbauteil und ggf. die mechanische Belastung der starren Verbindung zwischen proximalem Ende des Außenschafts und proximalem Bereich des weiteren Schafts deutlich reduziert und die Lebensdauer des Endoskops erhöht werden.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, ist der weitere Schaft insbesondere ein System- oder Optikschaft, der optische Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs umfasst, wobei das Endoskop ferner ein erstes transparentes Fensterbauteil an einem ersten Ende des Systemschafts, ein zweites transparentes Fensterbauteil an einem zweiten Ende des Systemschafts und eine erste Fassung umfasst, wobei das erste transparente Fensterbauteil mit der ersten Fassung hermetisch dicht gefügt ist, und wobei die erste Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts hermetisch dicht gefügt ist.
Ein System- oder Optikschaft für ein Endoskop umfasst optische Einrichtungen für einen Beobachtungsstrahlengang des Endoskops, ein erstes transparentes Fensterbauteil an einem ersten Ende des Systemschafts, ein zweites transparentes Fensterbauteil an einem zweiten Ende des Systemschafts und eine erste Fassung, wobei das erste transparente Fensterbauteil mit der ersten Fassung hermetisch dicht gefügt ist, und wobei die erste Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts hermetisch dicht gefügt ist.
Ein Endoskop umfasst einen Systemschaft mit optischen Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs, ein erstes transparentes Fensterbauteil an einem ersten Ende des Systemschafts, ein zweites transparentes Fensterbauteil an einem zweiten Ende des Systemschafts und eine erste Fassung, wobei das erste transparente Fensterbauteil mit der ersten Fassung hermetisch dicht gefügt ist und wobei die erste Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts hermetisch dicht gefügt ist.
Der Systemschaft umfasst insbesondere alle oder fast alle optischen Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs des Endoskops bzw. für ein Endoskop, vor allem ein Objektiv, eine oder mehrere Stablinsen oder ein geordnetes Bündel von Lichtleitfasern und ein Okular. Das erste transparente Fensterbauteil ist insbesondere durch Löten mit der ersten Fassung hermetisch dicht gefügt. Die erste Fassung ist insbesondere durch Laserschweißen mit dem ersten Ende des Systemschafts hermetisch dicht gefügt. Das zweite Ende des Systemschafts ist insbesondere durch das zweite transparente Fensterbauteil hermetisch dicht verschlossen.
Merkmale, Eigenschaften, Funktionen und Vorteile der ersten Fassung, die einerseits mit dem ersten transparenten Fensterbauteil und andererseits mit dem ersten Ende des Systemschafts jeweils hermetisch dicht gefügt ist, sind oben im Zusammenhang mit Verfahren zum Herstellen eines Endoskops oder eines Systemschafts beschrieben.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, oder einem Systemschaft, wie er hier beschrieben ist, ist die erste Fassung insbesondere im Wesentlichen rohrförmig.
Abweichend von einer Rohrform bzw. von einer Gestalt eines Kreiszylindermantels oder eines anderen Zylindermantels kann die erste Fassung eine Stufe im Durchmesser bzw. eine unstetige oder stetige Änderung des Querschnitts aufweisen.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, oder einem Systemschaft, wie er hier beschrieben ist, wurde eine optische Einrichtung in dem Systemschaft zumindest entweder vor dem Verbinden der ersten Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts oder vor dem hermetisch dichten Verschließen des zweiten Endes des Systemschafts justiert und/oder arretiert.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, ist der weitere Schaft insbesondere ein System- oder Optikschaft, der optische Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs umfasst, wobei der System- oder Optikschaft kraftschlüssig mit dem Außenschaft verbunden ist.
Ein Endoskop umfasst einen Systemschaft, der optische Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs umfasst, und einen Außenschaft, wobei der Systemschaft kraftschlüssig mit dem Außenschaft verbunden ist.
Der Systemschaft umfasst insbesondere alle oder fast alle optischen Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs. Der Systemschaft ist insbesondere kraftschlüssig bzw. reibschlüssig mit einem Kopfbauteil des Endoskops, das mit dem Außenschaft stoffschlüssig gefügt ist, verbunden. Die kraftschlüssige Verbindung wird insbesondere durch eine Spannzange oder eine einer Spannzange ähnliche Einrichtung bzw. durch mehrere Backen, die von außen gegen eine äußere Oberfläche des Systemschafts gedrückt werden, geschaffen. Die kraftschlüssige Verbindung kann nach einem Justieren des Systemschafts im Außenschaft bzw. relativ zu dem Außenschaft mit hoher mechanischer Präzision erfolgen. Die unmittelbare oder mittelbare kraftschlüssige Verbindung zwischen Systemschaft und Außenschaft kann damit eine besonders hohe optische Qualität des Endoskops ermöglichen.
Ein Endoskop, wie es hier beschrieben ist, umfasst insbesondere eine Spannzange zum kraftschlüssigen Verbinden von Systemschaft und Außenschaft.
Insbesondere ist die Spannzange unmittelbar oder mittelbar (beispielsweise über ein Kopfbauteil des Endoskops) mit dem Außenschaft verbunden.
Ein Endoskop, wie es hier beschrieben ist, umfasst insbesondere mehrere Klemmbacken und eine Kompressionseinrichtung, wobei entweder die Klemmbacken beweglich mit dem Außenschaft verbunden sind und die Kompressionseinrichtung zum Drücken der Klemmbacken gegen eine mit dem Systemschaft starr verbundene Oberfläche vorgesehen und ausgebildet sind oder die Klemmbacken beweglich mit dem Systemschaft verbunden und die Kompressionseinrichtung zum Drücken der Klemmbacken gegen eine mit dem Außenschaft starr verbundene Oberfläche vorgesehen und ausgebildet sind.
Eine bewegliche Verbindung der Klemmbacken mit dem Außenschaft oder mit dem Systemschaft wird insbesondere durch Festkörpergelenke oder durch eine Verschiebbarkeit der Klemmbacken in radialer Richtung bewirkt.
Die mit dem Systemschaft starr verbundene Oberfläche ist insbesondere eine äußere Oberfläche des Systemschafts. Die mit dem Außenschaft starr verbundene Oberfläche ist insbesondere eine innere oder äußere Oberfläche des Außenschafts nahe dessen proximalem Rand.
Bei einem Endoskop, wie es hier beschrieben ist, umfasst insbesondere die Kompressionseinrichtung eine Schraubmutter mit einem ersten Gewinde und einem Konus, wobei das erste Gewinde der Schraubmutter in einem mit dem Systemschaft oder mit dem Außenschaft mechanisch starr verbundenes zweites Gewinde eingreift, und wobei der Konus an den Klemmbacken anliegt.
Der Konus kann durch eine Oberfläche der Schraubmutter gebildet oder an einem mittels der Schraubmutter axial verschiebbaren Bauteil vorgesehen sein. Insbesondere sind das erste Gewinde an der Schraubmutter ein Innengewinde und das unmittelbar oder mittelbar mit dem Systemschaft oder mit dem Außenschaft verbundene zweite Gewinde ein Außengewinde. Alternativ sind das erste Gewinde ein Außengewinde und das zweite Gewinde ein Innengewinde. Wenn die Klemmbacken dafür vorgesehen und ausgebildet sind, von radial außen an einer Oberfläche des Systemschafts oder an einer anderen äußeren Oberfläche anzuliegen, ist der Konus insbesondere ein Innenkonus, der an radial äußeren Oberflächen der Klemmbacken anliegt. Wenn die Klemmbacken zum Anliegen an einer inneren Oberfläche des Außenschafts oder an einer anderen inneren Oberfläche vorgesehen und ausgebildet sind, ist der Konus insbesondere ein Außenkonus, der an radial inneren Oberflächen der Klemmbacken anliegt.
Ein Endoskop, wie es hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner mehrere Verbindungszungen, wobei jede der mehreren Verbindungszungen entweder gelenkig mit dem Außenschaft und kraftschlüssig mit dem Systemschaft verbunden ist oder gelenkig mit dem Systemschaft und kraftschlüssig mit dem Außenschaft verbunden ist.
Jede Verbindungszunge kann über eine oder mehrere Festkörper- oder andere Gelenke unmittelbar oder mittelbar (beispielsweise über ein Kopfbauteil des Endoskops) mit dem Außenschaft und kraft- bzw. reibschlüssig unmittelbar oder mittelbar mit dem Systemschaft verbunden sein. Jede Verbindungszunge kann alternativ über ein oder mehrere Festkörper- oder andere Gelenke unmittelbar oder mittelbar mit dem Systemschaft und kraftschlüssig unmittelbar oder mittelbar (beispielsweise über ein Kopfbauteil des Endoskops) kraft- bzw. reibschlüssig mit dem Außenschaft des Endoskops verbunden sein.
Ein Endoskop, wie es hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner eine Kompressionseinrichtung, wobei entweder jede der mehreren Verbindungszungen gelenkig mit dem Außenschaft mechanisch verbunden ist und mittels der Kompressionseinrichtung gegen eine mit dem Systemschaft starr verbundene Oberfläche gedrückt ist, oder wobei jede der mehreren Verbindungszungen gelenkig mit dem Systemschaft mechanisch verbunden ist und mittels der Kompressionseinrichtung gegen eine mit dem Außenschaft starr verbundene Oberfläche gedrückt ist.
Die Verbindungszungen, die jeweils einerseits über eines oder mehrere Festkörper- oder andere Gelenke und andererseits durch Kraft- bzw. Reibschluss eine mechanisch starre Verbindung zwischen Außenschaft und Systemschaft bilden, können vor der Herstellung der kraft- bzw. reibschlüssigen Verbindungen durch die Kompressionseinrichtung eine Justage bzw. Verschiebung des Systemschafts relativ zum Außenschaft ermöglichen. Bei Erreichen einer optimalen relativen Position und/oder Ausrichtung des Systemschafts relativ zum Außenschaft, insbesondere des proximalen Endes des Systemschafts relativ zum Außenschaft bzw. relativ zu einem mit dem Außenschaft verbundenen Kopfbauteil, können die relative Position und/oder die relative Ausrichtung durch die Kompressionseinrichtung dauerhaft festgelegt werden.
Kurzbeschreibung der Figuren
Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Endoskops;
2 eine schematische Darstellung von Komponenten eines Systemschafts eines Endoskops;
3 eine weitere schematische Darstellung der Komponenten des Systemschafts aus 2;
4 eine weitere schematische Darstellung von Komponenten des Systemschafts aus den 2 und 3;
5 eine schematische Darstellung eines Systemschafts aus den Komponenten aus den 2 bis 4;
6 eine schematische Darstellung von Komponenten eines Endoskops;
7 eine weitere schematische Darstellung der Komponenten aus 6;
8 eine weitere schematische Darstellung der Komponenten aus den 6 und 7;
9 eine weitere schematische Darstellung der Komponenten aus den 6 bis 8;
10 schematische Darstellung eines Endoskops aus den Komponenten aus den 6 bis 9;
11 eine schematische Darstellung eines weiteren Endoskops;
12 eine schematische Darstellung von Komponenten eines weiteren Endoskops;
13 eine schematische Darstellung eines Endoskops aus den Komponenten aus 12;
14 eine schematische Darstellung eines Systemschafts und eines Außenschafts;
15 eine weitere schematische Darstellung des Systemschafts und des Außenschafts aus 14;
16 eine weitere schematische Darstellung des Systemschafts und des Außenschafts aus den 14 und 15;
17 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Fertigen eines Systemschafts;
18 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Fertigen einer Lichtleiterbaugruppe;
19 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Fertigen eines Endoskops;
20 ein schematisches Flussdiagramm eines Teils eines Verfahrens zum Fertigen eines Endoskops.
Beschreibung der Ausführungsformen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Endoskops 10 mit einem distalen Ende 11 und einem proximalen Ende 19. Das Endoskop 10 weist vom distalen Ende 11 bis zum proximalen Ende 19 einen Schaft 14, ein Kopfbauteil 15 und ein Augenmuschelbauteil 17 auf, die zusammen die Oberfläche oder große Teile der Oberfläche des Endoskops 10 bilden. Am distalen Ende 11 weist das Endoskop 10 eine distale Stirnfläche 12 auf, die orthogonal zur Zeichenebene der 1 ist. Bei dem dargestellten Beispiel sind die Blickrichtung des Endoskops 10 und die Flächennormale der distalen Stirnfläche 12 nicht parallel zur Längsachse 18 des Schafts 14 des Endoskops 10.
Das Endoskop 10 weist am Kopfbauteil 15 eine Kupplung 13 für ein Lichtleitkabel auf. Über die Kupplung 13 kann das Endoskop 10 durch ein nicht dargestelltes Lichtleitkabel mit einer externen Lichtquelle zum Erzeugen von Beleuchtungslicht gekoppelt werden. Die Kupplung 13 enthält insbesondere einen Fasertaper und/oder andere Einrichtungen zum Übertragen von Beleuchtungslicht von einem Lichtleitkabel zu einem Bündel Lichtleitfasern im Endoskop 10. Außerdem ist die Kupplung 13 so ausgestaltet, dass ein Ende eines Lichtleitkabels an der Kupplung 13 formschlüssig gehalten werden kann. Weil die Kupplung 13 für die nachfolgend beschriebenen Eigenschaften und Merkmale von untergeordneter Bedeutung ist, ist sie in 1 nur in gestrichelten Linien angedeutet und in den weiteren Figuren nicht dargestellt.
Die Darstellung in 1 und die Darstellungen in den weiteren Figuren sind unter anderem insofern schematisch, als zahlreiche Merkmale und Eigenschaften eines realen Endoskops nicht oder nur stark vereinfacht dargestellt sind und Längen, Winkel und Proportionen nicht maßstäblich sind. Insbesondere ist bei einem realen Endoskop das Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser des Schafts in der Regel größer oder deutlich größer als hier in den Figuren dargestellt.
In 1 ist ferner ein Systemschaft 50, der alle optischen Einrichtungen im Beobachtungsstrahlengang zum Übertragen von Licht, das von einem zu beobachtenden Objekt ausgeht, vom distalen Ende 11 zum proximalen Ende 19 des Endoskops 10 enthält. Der Systemschaft 50 ist von außen nicht sichtbar und deshalb in 1 lediglich in gestrichelter Linie angedeutet.
2 zeigt eine schematische Darstellungen von Bestandteilen bzw. Komponenten, die wie nachfolgend beschrieben zu einem Systemschaft zusammengefügt oder in diesem angeordnet werden können. Dieser Systemschaft kann beispielsweise Bestandteil des anhand der 1 dargestellten Endoskops sein kann. 2 zeigt eine Darstellung eines Schnitts entlang einer Ebene, die die optische Achse optischer Einrichtungen des Systemschafts enthält. Pfeile deuten an, wie die dargestellten Einzelteile zusammenzusetzen sind.
Ein Tubus als mechanisch tragende Struktur des zu fertigenden Systemschafts wird durch ein Rohr 54 als distales Bauteil und ein proximales Bauteil 56 gebildet. Das proximale Bauteil 56 enthält eine Bohrung, deren Querschnitt abschnittsweise konisch oder stufenförmig von distal (in 2: links) nach proximal (in Figur: rechts) zunimmt. Durch einen Pfeil ist angedeutet, wie ein distales Ende des proximalen Teils 56 in ein proximales Ende des Rohrs 54 einzuführen ist.
Zur Anordnung im Rohr 54 sind ein Objektiv 32 und mehrere Stablinsen 34 vorgesehen. Das Objektiv 32 umfasst mehrere Linsen sowie eine Prismenanordnung 33, die eine Blickrichtung ermöglicht, die nicht zur Längsachse 18 des Schafts 14 (vgl. 1) und zur optischen Achse der Stablinsen 34 parallel ist. Ein Pfeil deutet an, wie das Objektiv 32 und die Stablinsen 34 vom distalen Ende 51 her in das Rohr 54 einzuführen sind.
Ein Okular 36 umfasst eine oder mehrere Linsen, die bei dem in 2 dargestellten Beispiel miteinander verkittet sind. Ein Pfeil deutet an, wie das Okular 36 am proximalen Ende 59 des proximalen Bauteils 56 des zu bildenden Systemschafts einzusetzen ist.
Ferner sind ein distales Fensterbauteil 31 und ein proximales Fensterbauteil 39 aus optisch transparenten Materialien sowie zugeordnete Fassungen 41, 49 für die Fensterbauteile 31, 39 vorgesehen. Durch Pfeile ist angedeutet, dass das distale Fensterbauteil 31 und das proximale Fensterbauteil 39 in korrespondierende Öffnungen in den Fassungen 41, 49 einzusetzen sind.
3 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Bestandteilen bzw. Komponenten aus 2. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2.
Das Rohr 54 bzw. das distale Bauteil und das proximale Bauteil 56 sind zum Systemschaft 50 zusammengesetzt und durch eine umlaufende und insbesondere durch Laserschweißen erzeugte Schweißnaht 55 hermetisch dicht verbunden. Das Objektiv 32 und die Stablinsen 34 sind in das Rohr 54 eingesetzt. Das Okular 36 ist am proximalen Ende 59 des Systemschafts 50 eingesetzt. Die optischen Eigenschaften des durch die optischen Einrichtungen 32, 34, 36 gebildeten Beobachtungsstrahlengangs werden gemessen und optional durch eine Justierung einzelner oder aller optischer Einrichtungen 32, 34, 36 optimiert. Danach werde die optischen Einrichtungen 32, 34, 36 durch Formschluss, Kraft- bzw. Reibschluss (beispielsweise aufgrund einer lokalen Verformung des Rohrs 54) und/oder Stoffschluss (insbesondere durch Kleben, Löten oder Schweißen) arretiert.
Das distale Fensterbauteil 31 ist in die zugehörige distale Fassung 41 eingesetzt und mit dieser hermetisch dicht verbunden, insbesondere durch eine Lötung oder eine Klebung. Das proximale Fensterbauteil 39 ist in die zugeordnete proximale Fassung 49 eingesetzt und mit dieser hermetisch dicht verbunden, insbesondere durch eine Lötung oder eine Klebung.
Nach der in 3 dargestellten Situation bzw. Konfiguration sind die Fassungen 41, 49 mit dem Fensterbauteilen 31, 39 an die Enden des zu bildenden Systemschafts anzusetzen. Beispielsweise wird zunächst das distale Fensterbauteil 31 mit der distalen Fassung 41 angesetzt an das distale Ende 51 des Systemschafts angesetzt bzw. das distale Ende 51 des Systemschafts, wie in 3 durch einen Pfeil angedeutet, in die distale Fassung 41 eingeführt.
4 zeigt eine weitere schematische Schnittdarstellung der Bestandteilen bzw. Komponenten aus den 2 und 3 in einer bei der Fertigung eines Systemschafts nachfolgenden Situation. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2 und 3.
Bei der in 4 dargestellten Situation bzw. Konfiguration ist die distale Fassung 41, wie in 3 durch einen Pfeil angedeutet, an das distale Ende 51 des Systemschafts 50 angesetzt. Insbesondere ist das distale Ende des Rohrs 54 in die distale Fassung 41 eingeführt. Die äußere Oberfläche des distalen Endes des Rohrs 54 und die innere Oberfläche der distale Fassung 41 sind so ausgebildet, dass das Rohr 54 spielarm in der distalen Fassung 41 geführt ist. Die distalen Fassung 41 weist einen nach distal stufenförmig reduzierten Querschnitt auf. An der durch die stufenförmige Reduzierung des Querschnitts entstehenden Schulter liegt der distale Rand des Rohrs 54 an. Dadurch sind die Position und Ausrichtung der distalen Fassung 41 und des distalen Fensterbauteils 31 relativ zum Rohr 54 im Wesentlichen formschlüssig definiert.
Durch einen Pfeil in 4 ist angedeutet, wie die proximale Fassung 49 mit dem proximalen Fensterbauteil 39 an das proximale Ende 59 des Systemschafts 50 anzusetzen ist.
5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des fertigen Systemschafts 50 aus den Bestandteilen bzw. Komponenten aus den 2 bis 4. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2 bis 4.
5 zeigt den fertigen Systemschaft 50. Die distale Fassung 41 ist durch eine insbesondere mittels Laserschweißens erzeugte umlaufende Schweißnaht 44 mit dem Rohr 54 hermetisch dicht verbunden. Die proximale Fassung 49 ist durch ein insbesondere mittels Laserschweißens erzeugte umlaufende Schweißnaht 46 mit dem proximalen Teil 56 des Systemschafts 50 hermetisch dicht verbunden. Das distale Fensterbauteil 31, die distale Fassung 41, das Rohr 54, das proximale Bauteil 56, die proximale Fassung 49 und das proximale Fensterbauteil 39 sind untereinander durch Kleben, Löten und/oder Schweißen hermetisch dicht verbunden und umschließen die optischen Einrichtungen 32, 34, 36 hermetisch dicht. Dadurch sind die optischen Einrichtungen 32, 34, 36 vor Umwelteinflüssen in Form von Wasserdampf und anderen Fluiden und erst recht vor Stäuben oder Partikeln geschützt. Dadurch kann eine im Wesentlichen gleichbleibend hohe optische Qualität des durch die optischen Einrichtungen 32, 34, 36 im Systemschaft 50 gebildeten Beobachtungsstrahlengangs 30 während einer langen Lebensdauer eines Endoskops gewährleistet sein.
6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung von Bauteilen bzw. Komponenten eines Endoskops, insbesondere des anhand der 1 dargestellten Endoskops. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2 bis 5.
6 zeigt einen Systemschaft 50, insbesondere den anhand der 2 bis 5 dargestellten Systemschaft, ein Kopfbauteil 15, ein Modul 29 zur Bildung eines Beleuchtungsstrahlengangs, einen Außenschaft 70 und ein Augenmuschelbauteil 17.
Das Modul 29 umfasst ein Bündel Lichtleitfasern 24, ein proximales Durchleitungsbauteil 26 und ein distales Stirnflächenbauteil 80. Eine Oberfläche des distalen Stirnflächenbauteils 80 ist zur Bildung der distalen Stirnfläche 12 eines Endoskops 10 (vgl. 1) vorgesehen. Das distale Stirnflächenbauteil 80 weist eine Öffnung 82, in der das distale Ende des Bündels Lichtleitfasern 24 angeordnet ist, und eine Öffnung 83 für den Beobachtungsstrahlengang eines Endoskops auf. Die distalen Enden des Bündels Lichtleitfasern 24 sind in der Öffnung 82 im distalen Stirnflächenbauteil durch ein Kunstharz, einen Klebstoff oder eine andere Vergussmasse vergossen und zusammen mit dieser poliert, um eine Lichtaustrittsfläche 21 in der distalen Stirnfläche 12 zu bilden.
Ein proximales Ende des Bündels Lichtleitfasern 24 ist in einer Durchgangsöffnung im proximalen Durchleitungsbauteil 26 angeordnet und dort ebenfalls mit einer Vergussmasse vergossen und zusammen mit dieser poliert, um eine Lichteintrittsfläche 25 der Lichtleitfasern 24 zu bilden.
Ein Pfeil in 6 deutet an, wie das distale Stirnflächenbauteil 80 durch das Kopfbauteil 15 hindurchzuführen ist, wobei auch das Bündel Lichtleitfaser 24 durch das Kopfbauteil 15 hindurchgeführt bzw. eingefädelt wird.
7 zeigt eine weitere schematische Schnittdarstellung der Bauteile bzw. Komponenten aus 6. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2 bis 6.
7 zeigt eine Situation bzw. Konfiguration, die im Herstellungsprozess eines Endoskops der in 6 dargestellten nachfolgt. Das distale Stirnflächenbauteil 80 ist durch das Kopfbauteil 15 hindurchgeführt. Das proximale Durchleitungsbauteil 26 ist in eine Öffnung im Kopfbauteil 15 eingesetzt. Das Bündel Lichtleitfasern 24 verläuft von der Lichteintrittsfläche 25 am proximalen Durchleitungsbauteil 26 ausgehend durch das Kopfbauteil 15 bis zu der Lichtaustrittsfläche 21 am proximalen Stirnflächenbauteil 80.
Das Stirnflächenbauteil 80 ist mit dem proximalen Durchleitungsbauteil 26 und somit mit dem Kopfbauteil 15 über das flexible Bündel Lichtleitfasern 24 verbunden. Die Position und die Orientierung des distalen Stirnflächenbauteils 80 sind somit in der in 7 dargestellten Situation innerhalb weiter Grenzen unbestimmt. Das distale Stirnflächenbauteil 80 ist jedoch in 7 bereits relativ zum Kopfbauteil 15 so angeordnet und orientiert dargestellt, wie im fertiggestellten Endoskop.
Ein Pfeil in 7 deutet an, wie als nächstes der Systemschaft 50 durch das Kopfbauteil 15 hindurchzuführen ist, und zwar vom proximalen Ende her bis zum Stirnflächenbauteil 80.
8 zeigt eine weitere schematische Schnittdarstellung der Bauteile bzw. Komponenten aus den 6 und 7. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2 bis 7.
8 zeigt eine Situation bzw. Konfiguration, die im Herstellungsprozess eines Endoskops derjenigen der 7 nachfolgt. Der Systemschaft 50 ist dem Pfeil in 7 entsprechend von proximal in das Kopfbauteil eingeführt und weitgehend hindurchgeführt. In der vorgesehenen relativen Position und Orientierung, die abweichend von der Darstellung in 8 auch formschlüssig definiert sein kann, ist der Systemschaft 50 durch eine Schweißnaht 57 mit dem Kopfbauteil 15 verbunden. Die Schweißnaht 57 ist insbesondere durch Laserschweißen erzeugt. Alternativ können der Systemschaft 50 und das Kopfbauteil 15 durch Kleben oder Löten verbunden sein.
Das distale Ende des Systemschafts 50, insbesondere das distale Fensterbauteil 31 und ein das distale Fensterbauteil 31 einfassender Rand der distalen Fassung 41 sind in die Öffnung 83 (vgl. 7) im Stirnflächenbauteil 80 eingesetzt. Die Lichteintrittsfläche des distalen Fensterbauteils ist dabei bündig zur distalen Stirnfläche 12 am distalen Stirnflächenbauteil 80 oder gegenüber dieser geringfügig versenkt bzw. zurückgesetzt. Eine insbesondere durch Laserschweißen erzeugte umlaufende Schweißnaht 85 verbindet einen das distale Fensterbauteil 31 einfassenden Rand der distalen Fassung 41 mit dem Rand der Öffnung 83 (vgl. 7) des distalen Stirnflächenbauteils 80.
Ein Pfeil in 8 deutet an, wie bei einem nachfolgenden Verfahrensschritt der Systemschaft 50 zusammen mit dem distalen Stirnflächenbauteil 80 und dem Bündel Lichtleitfasern 24 in den Außenschaft 70 einzusetzen bzw. der Außenschaft 70 über den Systemschaft 50 und das Bündel Lichtleitfasern 24 zu stülpen ist.
9 zeigt eine weitere schematische Schnittdarstellung der Bauteile bzw. Komponenten aus den 6 bis 8. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2 bis 8.
9 zeigt eine Situation bzw. Konfiguration, die im Herstellungsprozess eines Endoskops der in 8 dargestellten nachfolgt. Der Außenschaft 70 ist über das distale Stirnflächenbauteil 80, den Systemschaft 50 und das Bündel Lichtleitfasern 24 gestülpt. Anders ausgedrückt sind der Systemschaft 50 und das Bündel Lichtleitfasern 24 zusammen mit dem distalen Stirnflächenbauteil 80 in den Außenschaft 70 eingeführt. Das proximale Ende 79 des Außenschafts 70 ist in eine flache Ausnehmung im Kopfbauteil 15 eingeführt, die die Position des proximalen Endes 79 des Außenschafts 70 relativ zum Kopfbauteil 15 zumindest in den Richtungen orthogonal zur Längsachse 18 (vgl. 1) definiert. Das distale Stirnflächenbauteil 80 ist durch eine umlaufende Schweißnaht 87 – insbesondere erzeugt durch Laserschweißen – mit dem distalen Rand 71 des Außenschafts 70 hermetisch dicht verbunden. Das proximale Ende 79 des Außenschafts 70 ist durch eine umlaufende Schweißnaht 77 – insbesondere erzeugt durch Laserschweißen – mit dem Kopfbauteil 15 hermetisch dicht verbunden.
Ein Pfeil in 9 deutet an, wie das proximale Ende 59 des Systemschafts 50 und ein proximaler Bereich des Kopfbauteils 15 in das Augenmuschelbauteil 17 einzuführen bzw. das Augenmuschelbauteil 17 über das proximale Ende 59 des Systemschafts und einen Teil des Kopfbauteils 15 zu stülpen ist.
10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Endoskops 10 aus den Bauteilen bzw. Komponenten, die anhand der 6 bis 9 dargestellt sind. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2 bis 9.
Die äußere Oberfläche des Endoskops 10 wird durch das distale Fensterbauteil 31, den das distale Fensterbauteil 31 umschließenden Rand der distalen Fassung 41, das distale Stirnflächenbauteil 80, den Außenschaft 70, das Kopfbauteil 15, das proximale Durchleitungsbauteil 26 und das Augenmuschelbauteil 17 gebildet. Das distale Fensterbauteil 31 ist mit dem das distale Fensterbauteil 31 umschließenden Rand der distalen Fassung 41 durch Löten, Kleben oder auf andere Weise stoffschlüssig gefügt. Der das distale Fensterbauteil 31 umschließende Rand der distalen Fassung 41 ist mit dem distalen Stirnflächenbauteil 80 durch die umlaufende Schweißnaht 85 stoffschlüssig verbunden. Ein Kunstharz, ein Klebstoff oder eine andere Vergussmasse füllt alle Zwischenräume zwischen den distalen Enden der Lichtleitfasern 24 und dem distalen Stirnflächenbauteil 80 aus. Der äußere Rand des distalen Stirnflächenbauteils 80 ist durch eine umlaufende Schweißnaht 87 mit dem distalen Rand 71 des Außenschafts 70 gefügt. Das proximale Ende des Außenschafts 70 ist durch eine umlaufende Schweißnaht 77 mit dem Kopfbauteil 15 gefügt. Das proximale Durchleitungsbauteil 26 ist durch eine umlaufende Schweißnaht 27 mit dem Kopfbauteil 15 gefügt. Das Augenmuschelbauteil 17 ist durch eine umlaufende Schweißnaht 16 mit dem Kopfbauteil 15 gefügt. Dass proximale Fensterbauteil 39 ist durch eine umlaufende Klebenaht 37 mit dem Augenmuschelbauteil 17 gefügt.
Das distale Fensterbauteil 31, der das distale Fensterbauteil 31 umschließende Rand der distalen Fassung 41, das distale Stirnflächenbauteil 80, der Außenschaft 70, das Kopfbauteil 15, das proximale Durchleitungsbauteil 26, das Augenmuschelbauteil 17 und das proximale Fensterbauteil 39 bilden aufgrund der beschriebenen Schweiß- und Klebenähte und aufgrund des Vergusses der Enden der Lichtleitfasern 24 im distalen Stirnflächenbauteil 80 und im proximalen Durchleitungsbauteil 26 eine hermetisch dichte Hülle. Diese hermetisch dichte Hülle schützt den durch das Bündel Lichtleitfasern 24 gebildeten Beleuchtungsstrahlengang 20 und den durch die optischen Einrichtungen im Systemschaft 50 gebildeten Beobachtungsstrahlengang 30 vor widrigen Umwelteinflüssen, insbesondere während des Autoklavierens vor Wasserdampf. Deshalb kann abweichend von der Darstellung anhand der 6 bis 10 ein Systemschaft 50 verwendet werden, der nicht bereits selbst die in ihm angeordneten optischen Einrichtungen hermetisch dicht einschließt.
Das distale Stirnflächenbauteil 80, das insbesondere aus chirurgischem Edelstahl gefertigt ist, bildet eine mechanisch robuste Verbindung zwischen den distalen Enden des Systemschafts 50 und des Außenschafts 70. Diese mechanisch robuste Verbindung zwischen den distalen Enden des Systemschafts 50 und des Außenschafts 70 kann robust genug sein, um auch alle mechanischen Spannungen bzw. Kräfte aufzunehmen, die beispielsweise beim Erwärmen des Endoskops 10 zu Beginn eines Autoklavierens, während des Autoklavierens und beim Abkühlen des Endoskops 10 aufgrund von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten verschiedener Bauteile und/oder aufgrund von Temperaturgradienten innerhalb des Endoskops 10 auftreten können. Dies gilt auch dann, wenn wie hier dargestellt, auch das proximale Ende des Systemschafts 50 – über die Schweißnaht 57, das Kopfbauteil 15 und die Schweißnaht 77 – mit dem proximalen Ende 79 des Außenschafts 70 mechanisch starr verbunden ist.
Der Zwischenraum 75 zwischen der äußeren Oberfläche des Systemschafts 50 und der inneren Oberfläche des Außenschafts 70 ist insbesondere am distalen Ende durch das distale Stirnflächenbauteil 80, durch die Schweißnaht 77 zwischen Außenschaft 70 und Kopfbauteil 15 und am proximalen Ende durch die Schweißnaht 57 zwischen dem Kopfbauteil 15 und dem Systemschaft 50 hermetisch dicht verschlossen. Dadurch wird das Bündel Lichtleitfasern 24 im Zwischenraum 75 zwischen Systemschaft 50 noch besser gegen Umwelteinflüsse geschützt als beispielsweise durch herkömmlich verwendete O-Ringe zwischen Außenschaft 70 und Kopfbauteil 15 und/oder zwischen Kopfbauteil 15 und Systemschaft 50.
Zur Robustheit und zur langen Lebensdauer des Endoskops 10 können beitragen, dass insbesondere am distalen Ende 11 des Endoskops 10 deutlich weniger Kunstharz, Klebstoff oder andere Vergussmasse erforderlich ist als bei anderen Endoskopen, bei denen das distale Ende des Zwischenraums 75 zwischen Systemschaft 50 und Außenschaft 70 lediglich durch eine Vergussmasse geschlossen ist, die auch alle Kräfte aufnehmen muss. Im Gegensatz dazu werden Kräfte zwischen den distalen Enden des Systemschafts 50 und des Außenschafts 70 hier durch das distale Stirnflächenbauteil 80 aufgenommen, das beispielsweise aus chirurgischem Edelstahl besteht und sowohl mit dem Systemschaft 50 als auch mit dem Außenschaft 70 durch Schweißnähte verbunden sein kann und deshalb große mechanische Kräfte aufnehmen kann. Die Vergussmasse, die die Zwischenräume zwischen den distalen Enden der Lichtleitfasern 24 und dem distalen Stirnflächenbauteil 80 verschließt, muss keine Kräfte aufnehmen. Ihre Lebensdauer ist damit deutlich erhöht.
Die Schweißnaht 57 zwischen dem Kopfbauteil 15 und dem Systemschaft 50 verhindert auch dann ein Eindringen von Wasserdampf oder anderen Fluiden oder Stäuben in den Zwischenraum 75 zwischen Systemschaft 50 und Außenschaft 70 und eine Schädigung der dort angeordneten Lichtleitfasern 24, wenn die Klebenaht 37 zwischen dem proximalen Fensterbauteil 39 und dem Augenmuschelbauteil 17 versagt.
Um mechanische Spannungen innerhalb des Endoskops 10 zu reduzieren, kann die Wandstärke des Systemschafts 50 abweichend von der Darstellung in den 6 bis 10 deutlich geringer als die Wandstärke des Außenschafts 70 sein. In diesem Fall beruht die Steifheit des Schafts 14 (vgl. 1) des Endoskops 10 überwiegend oder fast ausschließlich auf derjenigen des Außenschafts 70, und mechanische Spannungen werden durch elastische Verformung des Systemschafts 50 abgebaut.
Die anhand der 6 bis 10 dargestellte Fertigung eines Endoskops ist modular. Alle optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs liegen bereits zu Beginn des Zusammenbaus bzw. der Assemblierung des Endoskops mit dem anhand der 6 bis 10 dargestellten Verfahren in einem Systemschaft 50 als Modul bzw. Baugruppe vor. Dieser Systemschaft 50 kann, beispielsweise wie anhand der 2 bis 5 dargestellt, vorgefertigt und gelagert werden. Er stellt eine robuste mechanische Einheit dar, die insbesondere auch hermetisch abgeschlossen ist. Die nach Justierung und Arretierung aller optischen Einrichtungen im Systemschaft 50 erreichte optische Qualität des Beobachtungsstrahlengangs 30 kann – außer durch Gewalteinwirkung – nicht mehr verloren gehen.
Auch der Beleuchtungsstrahlengang 20 in Gestalt eines Bündels Lichtleitfasern 24 kann bereits zu Beginn des anhand der 6 bis 10 dargestellten Verfahrens des Zusammensetzens bzw. Assemblierens als Modul 29 (vgl. 6) bzw. fertig vorkonfektioniert vorliegen. Bei dem Modul aus dem Bündel Lichtleitfasern 24, dem proximalen Durchleitungsbauteil 26 und dem distalen Stirnflächenbauteil 80 sind sowohl die proximalen als auch die distalen Enden der Lichtleitfasern 24 gefasst und fluiddicht vergossen in Öffnungen im proximalen Durchleitungsbauteil 26 bzw. im distalen Stirnflächenbauteil 80. Die proximalen Enden der Lichtleitfasern 24 und die sie umgebende Vergussmasse können bereits poliert sein, um eine fertige Lichteintrittsfläche 25 am proximalen Durchleitungsbauteil 26 zu bilden. Ebenso können die distalen Enden der Lichtleitfasern 24 und die sie umgebende Vergussmasse bereits poliert sein, um eine hochwertige Lichtaustrittsfläche 21 zu bilden. Alternativ können die Lichteintrittsfläche 25 und/oder die Lichtaustrittsfläche 21 erst nach einem der anhand der 6 bis 10 dargestellten Assemblierungsschritte durch Polieren erzeugt werden.
Alternativ werden erst nach einem der anhand der 6 bis 10 dargestellten Verfahrensschritte die proximalen Enden der Lichtleitfasern 24 in die Durchgangsbohrung im proximalen Durchleitungsbauteil 26 und/oder die distalen Enden der Lichtleitfasern 24 in die Öffnung oder in die Öffnungen im distalen Stirnflächenbauteil 80 eingesetzt, dort vergossen und zu einer Lichteintrittsfläche 25 bzw. einer Lichtaustrittsfläche 21 poliert.
Wenn die Lichtaustrittsfläche 21 erst nach dem Fügen des distalen Stirnflächenbauteils 80 mit dem distalen Ende des Systemschafts 50 erzeugt wird, kann das distale Fensterbauteil 31 gegenüber der distalen Stirnfläche 12 (vgl. 1, 7 bis 9) versenkt bzw. zurückgesetzt angeordnet sein, um eine Politur zu vermeiden. Alternativ kann beim Erzeugen der Lichtaustrittsfläche 21 auch die Lichteintrittsfläche des distalen Fensterbauteils 31 in optischer Qualität poliert werden.
Abweichend von der Darstellung anhand der 6 bis 10 können die Schweißnähte 85, 87, 77, 16, 57 zu anderen Zeitpunkten erzeugt werden. Ferner können anstelle von Schweißnähten Klebenähte oder Lötverbindungen vorgesehen sein.
11 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Endoskops 10, das in einigen Merkmalen und Eigenschaften dem oben anhand der 1 bis 10 dargestellten Endoskop – einschließlich der beschriebenen möglichen Modifikationen – ähnelt oder gleicht. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2 bis 10. Nachfolgend sind insbesondere Merkmale und Eigenschaften beschrieben, in denen sich das Endoskop 10 von dem anhand der 1 bis 10 dargestellten unterscheidet.
Das in 11 dargestellte Endoskop unterscheidet sich von dem anhand der 1 bis 10 dargestellten Endoskop und seinen beschriebenen Varianten insbesondere dadurch, dass der Systemschaft 50 nicht unmittelbar mit dem distalen Stirnflächenbauteil 80 gefügt ist. Der Systemschaft 50 des in 11 dargestellten Endoskops kann ferner als hermetisch dicht verschlossenes Modul bzw. als hermetisch dicht verschlossene Einheit oder als nicht selbsthermetisch dicht verschlossenes Modul ausgebildet sein.
Bei dem in 11 dargestellten Endoskop 10 ist anstelle des distalen Endes des Systemschafts 50 ein distales Ende 61 eines Innenschafts 60 mit dem distalen Stirnflächenbauteil 80 gefügt, insbesondere durch eine umlaufende Schweißnaht 85 hermetisch dicht verbunden. Am distalen Ende 61 des Innenschafts 60 ist ein distales Fensterbauteil 31 hermetisch dicht eingesetzt, insbesondere durch Löten, Schweißen oder Kleben. Das distale Fensterbauteil 31 ist für von einem zu beobachtenden Gegenstand ausgehendes Licht (insbesondere im für das menschliche Auge sichtbaren, im ultravioletten und/oder im infraroten Wellenlängenbereich) transparent und verschließt die korrespondierende Öffnung am distalen Ende 61 des Innenschafts 60 hermetisch dicht.
Innerhalb des Außenschafts 70 weist der Innenschaft 60 einen im Wesentlichen rohrförmigen Bereich 64 auf, der sich bis zum Kopfbauteil 15 erstreckt. Der proximale Rand 69 des Innenschafts 60 ist mit dem Kopfbauteil 15 gefügt, insbesondere über eine umlaufende und beispielsweise durch Laserschweißen erzeugte Schweißnaht 68 hermetisch dicht verbunden. Der Innenschaft 60 trennt damit hermetisch dicht sein eigenes Lumen bzw. seinen eigenen Innenraum, in dem der Systemschaft 50 überwiegend angeordnet ist, von dem Zwischenraum 76 zwischen der äußeren Oberfläche des Innenschafts 60 und der inneren Oberfläche des Außenschafts 70.
Im Zwischenraum 76 zwischen Außenschaft 70 und Innenschaft 60 sind die im Wesentlichen den Beleuchtungsstrahlengang 20 bildenden Lichtleitfasern 24 angeordnet. Stäube, Feuchtigkeit oder andere Fluide, die in den Zwischenraum 76 zwischen Außenschaft 70 und Innenschaft 60 eindringen, beispielsweise über eine schadhafte Vergussmasse an der Lichtaustrittsfläche 21 oder an der Lichteintrittsfläche 25, können deshalb nicht zum Beleuchtungsstrahlengang 30 im Systemschaft 50 gelangen. Aufgrund der mechanisch robusten und dauerhaften Verbindungen durch die Schweißnaht 68 am proximalen Ende 69 des Innenschafts 60 bleibt diese hermetische Trennung dauerhaft erhalten.
Durch Temperaturdifferenzen oder unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten oder auf andere Weise hervorgerufene mechanische Spannungen werden insbesondere durch das Stirnflächenbauteil 80, die umlaufende Schweißnaht 85 zwischen Innenschaft 60 und Stirnflächenbauteil 80, die Schweißnaht 87 zwischen Stirnflächenbauteil 80 und Außenschaft 70, die Schweißnaht 77 zwischen Außenschaft 70 und Kopfbauteil 15 und die Schweißnaht 68 zwischen Kopfbauteil 15 und Innenschaft 60 ohne Weiteres aufgenommen. Um die genannten mechanischen Spannungen und Kräfte zu reduzieren, kann der Innenschaft 60 abweichend von der Darstellung in 11 eine Wandstärke bzw. Dicke aufweisen, die deutlich geringer ist als diejenige des Außenschafts 70. In diesem Fall rührt die mechanische Steifheit des Endoskops 10, insbesondere seines Schafts 14 (vgl. 1) überwiegend vom Außenschaft 70 her, und thermisch oder auf andere Weise erzeugte mechanische Spannungen werden durch elastische Verformung des Innenschafts 60 abgebaut.
Vor dem Fügen des proximalen Endes des Systemschafts 50 mit dem Kopfbauteil 15 durch eine umlaufende Schweißnaht 57, durch eine Lötverbindung oder durch eine Klebeverbindung kann der Systemschaft 50 justiert werden. Insbesondere kann der Abstand des distalen Endes des Systemschafts 50 vom distalen Fensterbauteil 31 eingestellt werden. Wenn das distale Fensterbauteil 31 abweichend von der Darstellung in 11 zumindest eine gekrümmte Oberfläche aufweist und/oder als Gradientenindexlinse ausgebildet ist, können bei der Justage des Systemschafts 50 auch optische Eigenschaften des Beobachtungsstrahlengangs 30 eingestellt oder optimiert werden.
Der Systemschaft 50 kann ähnlich wie anhand der 2 bis 5 beschrieben, im proximalen Bereich hermetisch dicht verschlossen sein. Insbesondere ist das proximale Fensterbauteil 39 hermetisch dicht mit einer proximalen Fassung 49 gefügt, beispielsweise durch Löten. Die proximale Fassung 49 ist durch eine umlaufende Schweißnaht 46 mit dem Systemschaft 50 bzw. dessen proximalem Bautail 56 (vgl. 2 bis 5) hermetisch dicht verbunden ist. Aufgrund der umlaufenden Schweißnaht 57 oder einer anderen hermetisch dichten Verbindung zwischen dem Systemschaft 50 und dem Kopfbauteil 15 kann auch kein Fluid in den Zwischenraum 65 zwischen dem Innenschaft 60 und dem Systemschaft 50 eindringen. Deshalb können selbst dann, wenn der Systemschaft 50 an seinem distalen Ende nicht hermetisch dicht verschlossen ist, keine Fluide zu den optischen Einrichtungen des Beobachtungsstrahlengangs gelangen und diese und den Beobachtungsstrahlengang schädigen oder zerstören.
12 zeigt eine schematische Schnittdarstellung von Bauteilen bzw. Komponenten eines weiteren Endoskops 10, das in einigen Merkmalen und Eigenschaften den anhand der 1 bis 11 dargestellten Endoskopen ähnelt. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2 bis 11. Nachfolgend sind insbesondere Merkmale und Eigenschaften beschrieben, in denen das Endoskop, dessen Komponenten in 12 dargestellt sind, sich von den anhand der 1 bis 11 dargestellten Endoskopen unterscheidet.
Das in 12 dargestellte Endoskop 10 unterscheidet sich insbesondere von dem anhand der 11 dargestellten Endoskop dadurch, dass der Systemschaft 50 nicht mit anderen Teilen des Endoskops 10 gefügt ist. Stattdessen sind Klemmbacken 91 und eine Schraubmutter 93 mit einem Konus 95 vorgesehen. Die Schraubmutter 93 weist ein Innengewinde 94 auf, das in ein mit dem Kopfbauteil 15 starr verbundenes Außengewinde 92 eingreift. Die Schraubmutter 93 kann durch Rotation um ihre Achse aufgrund des Eingriffs ihres Gewindes 94 in das Gewinde 92 am Kopfbauteil 15 nach distal verschoben werden. Der Innenkonus 95 an der Schraubmutter 93 und die Klemmbacken 91 sind so angeordnet und ausgebildet, dass durch eine Bewegung der Schraubmutter 93 nach distal die Klemmbacken 91 radial nach innen und gegen eine äußere Oberfläche des Systemschafts 50 gedrückt werden können, um den Systemschaft 50 kraft- bzw. reibschlüssig zu halten. Die Klemmbacken 91 und die Schraubmutter 93 wirken dabei ähnlich wie eine Spannzange, wie sie von Bohr-, Fräs,- Dreh- und anderen Werkzeugmaschinen bekannt ist, oder sind als Spannzange ausgebildet.
12 zeigt das Endoskop 10 in einer Situation, in der der Systemschaft 50 noch nicht ganz in den Innenschaft 60 eingeschoben und insbesondere auch noch nicht justiert ist. Die Schraubmutter 93 befindet sich in einer proximalen Position, in der der Innenkonus 95 an der Schraubmutter 93 nicht gegen die Klemmbacken 91 drückt. Der Systemschaft 50 kann deshalb frei verschoben und um seine Achse rotiert werden.
13 zeigt eine weitere schematische Schnittdarstellung Endoskops 10, dessen Komponenten anhand der 12 dargestellt sind. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 2 bis 12. 13 zeigt eine Situation bzw. Konfiguration, die in einem Herstellungsverfahren der anhand der 12 dargestellten Situation bzw. Konfiguration nachfolgt. Insbesondere zeigt 13 das fertige Endoskop 10.
Der Systemschaft 50 ist in seiner vorgesehenen Position und Orientierung angeordnet. Die Schraubmutter 93 ist durch Rotation um ihre Achse so weit nach distal verschoben, dass der Innenkonus 95 an der Schraubmutter 93 an den Klemmbacken 91 anliegt und auf diese eine nach radial innen wirkende Kraft ausübt. Die Klemmbacken 91 sind über Festkörpergelenke mit dem Kopfbauteil 15 verbunden. Die Festkörpergelenke erlauben ein Schwenken der einzelnen Klemmbacken hin zur äußeren Oberfläche des Systemschafts 50. Die Schraubmutter 93 ist so weit nach distal verschoben bzw. angezogen, dass durch Wechselwirkungen zwischen dem Innenkonus 95 an der Schraubmutter 93 und den Klemmbacken 91 die Klemmbacken 91 mit einer ausreichenden Kraft nach radial innen gegen die äußere Oberfläche des Systemschafts 50 gedrückt werden, um den Systemschaft 50 in seiner eingestellten Position und Orientierung kraft- bzw. reibschlüssig zu halten.
Nach der beschriebenen Justierung und Arretierung des Systemschafts 50 ist ein Augenmuschelbauteil 17 aufgesetzt, durch eine umlaufende Schweißnaht 16 mit dem Kopfbauteil 15 stoffschlüssig gefügt und hermetisch dicht verbunden und durch eine umlaufende Klebenaht 37 mit dem äußeren Rand des proximalen Fensterbauteils 39 stoffschlüssig gefügt und hermetisch dicht verbunden. Durch die Schweißnaht 16 und die Klebenaht 37 wird ein Eindringen von Fluiden in das Endoskop und in den Zwischenraum zwischen Innenschaft 60 und Systemschaft 50 verhindert.
Abweichend von der Darstellung anhand der 12 und 13 kann der Systemschaft 50 vollständig hermetisch dicht gekapselt sein, beispielsweise ähnlich wie anhand der 2 bis 5 dargestellt.
14 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Teils eines weiteren Endoskops, das in einigen Merkmalen und Eigenschaften, vor allem in Merkmalen und Eigenschaften, die in 14 nicht dargestellt sind, den anhand der 1 bis 13 dargestellten Endoskopen ähnelt. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene entspricht derjenigen der 2 bis 13. Nachfolgend sind insbesondere Merkmale und Eigenschaften beschrieben, die sich von den anhand der 1 bis 13 dargestellten unterscheiden.
In 14 sind lediglich Teilbereiche eines Außenschafts 70 und eines Systemschafts 50 angedeutet. Der dargestellte Bereich liegt insbesondere im Bereich des Kopfs eines Endoskops. Optische Einrichtungen im Systemschaft 50, ein Beleuchtungsstrahlengang, das distale Ende des Endoskops, ein Endoskopkopf und ein Augenmuschelbauteil sind in 14 nicht dargestellt. Sie ähneln oder entsprechen jeweils insbesondere den anhand der 1 bis 13 dargestellten. In 14 sind lediglich Merkmale und Eigenschaften des Außenschafts 70 und des Systemschafts 50 dargestellt, die eine Justage bzw. Ausrichtung bzw. Verschiebung des Systemschafts 50 und insbesondere seines proximalen Endes relativ zum Außenschaft 70 in drei Raumrichtungen und die Arretierung des Systemschafts 50 relativ zum Außenschaft 70 ermöglichen.
Ein Innengewinde 92 ist starr mit dem Außenschaft 70 verbunden. In das Innengewinde 92 greift ein Außengewinde 94 an einer Schraubmutter 93 ein. Die Schraubmutter 93 ist aufgrund des Eingriffs ihres Außengewindes 94 in das Innengewinde 92 am Außenschaft 70 durch Rotation um ihre Längsachse zwischen einer in 14 dargestellten proximalen Position und einer distalen Position verschiebbar. Ein Innenkonus 95 an der Schraubmutter 94 ist vorgesehen, um an radial äußeren Oberflächen von Klemmbacken 91 anzuliegen, und auf diese Kräfte nach radial innen auszuüben.
Zwischen den Klemmbacken 91 und einer äußeren Oberfläche des Außenschafts 70 sind die proximalen Enden von Verbindungszungen 96 angeordnet. Die distalen Enden der Verbindungszungen 96 sind mit dem Systemschaft 50 über je ein Festkörpergelenk 97 gelenkig verbunden. Ferner weist jede Verbindungszunge 96 ein weiteres Festköpergelenk 98 auf.
In 14 ist die Schraubmutter 93 in einer proximalen Position dargestellt, in der der Innenkonus 95 der Schraubmutter 93 keine Kräfte auf die Klemmbacken 91 ausübt. Die distalen Enden der Verbindungszungen 96 sind nicht geklemmt, die Position und die Orientierung des Systemschafts 50 bzw. von dessen proximalem Ende können innerhalb weiterer Grenzen verändert werden.
15 zeigt eine weitere schematische Schnittdarstellung der in 14 gezeigten Teile eines Endoskops. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene und die Auswahl der dargestellten Merkmale und Eigenschaften, entspricht derjenigen der 14.
15 zeigt den Systemschaft 50 in einer ausgewählten Position, die beispielsweise hinsichtlich der optischen Eigenschaften eines Beobachtungsstrahlengangs optimiert ist. Die Schraubmutter 93 befindet sich noch in der bereits in 14 dargestellten proximalen Position, in der sie noch keine Kräfte auf die Klemmbacken 91 ausübt.
16 zeigt eine weitere schematische Schnittdarstellung der in den 14 und 15 gezeigten Teile eines Endoskops. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene und die Auswahl der dargestellten Merkmale und Eigenschaften, entspricht derjenigen der 14 und 15.
In 16 ist die Schraubmutter 93 durch Rotation um ihre Achse nach distal verschoben. Der Konus 95 an der Schraubmutter 93 übt auf die Klemmbacken 91 eine nach radial innen wirkende Kraft aus. Dadurch werden die Klemmbacken 91 gegen die distalen Enden der Verbindungszungen 96 und die distalen Enden der Verbindungszungen 96 gegen den Außenschaft 70 gedrückt. Es resultiert eine kraft- bzw. reibschlüssige Verbindung der distalen Enden der Verbindungszungen 96 mit dem Außenschaft 70. Dadurch ist der Systemschaft 50 in der eingestellten Position und Orientierung arretiert.
Anstelle des Systemschafts 50 kann ein Innenschaft über die Verbindungszungen 96 auf die beschriebene Weise relativ zum Außenschaft 70 arretiert werden, indem die proximalen Enden der Verbindungszungen 96 mit dem Innenschaft verbunden sind. In den Innenschaft kann dann ähnlich wie bei den anhand der 11 bis 13 dargestellten Beispielen ein Systemschaft eingesetzt werden oder eingesetzt sein.
17 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum hermetisch dichten Einschließen von optischen Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs eines Endoskops. Dabei wird insbesondere ein Systemschaft bzw. Optikschaft geschaffen, in dem alle oder ein großer Teil der optischen Einrichtungen für einen Beobachtungsstrahlengang eines Endoskops angeordnet sind. Der System- oder Optikschaft ist insbesondere als Modul zur nachfolgenden modularen Herstellung eines Endoskops vorgesehen.
Obwohl das Verfahren auch mit Einrichtungen, Bauteilen und Komponenten durchführbar ist, die von jenen abweichen, die anhand der 1 bis 16 dargestellt sind, werden zur Veranschaulichung Bezugszeichen aus diesen Figuren beispielhaft verwendet.
Bei einem ersten Schritt 111 werden optische Einrichtungen 32, 34, 36 für bzw. zur Bildung eines Beobachtungsstrahlengangs 30 eines Endoskops 10 in einem Systemschaft 50 bzw. in einem Tubus des Systemschafts 50 angeordnet. Der Tubus kann mehrteilig ausgebildet sein, und umfasst beispielsweise ein Rohr 54, das ein distales Bauteil des Tubus bildet, und ein proximales Bauteil, das typischerweise eine komplexere Gestalt aufweist. Die Bauteile 54, 56 des Tubus des Systemschafts 50 werden insbesondere vor oder nach dem Anordnen der optischen Einrichtungen 32, 34, 36 darin miteinander hermetisch dicht gefügt, beispielsweise durch umlaufende Schweißnähte 55, Klebenähte oder Lötverbindungen. Die optischen Einrichtungen umfassen insbesondere ein Objektiv 32, eine oder mehrere Stablinsen 34 oder ein geordnetes Bündel von Lichtleitfasern und ein Okular 36.
Bei einem nachfolgenden Schritt 112 wird eine optische Eigenschaft der optischen Einrichtungen in ihrer beim ersten Schritt 111 erzeugten Anordnung erfasst, insbesondere die Qualität der Abbildung eines Objekts. Bei einem weiteren Schritt 113 werden eine oder mehrere optische Einrichtungen 32, 34, 36 in Abhängigkeit von der beim Schritt 112 erfassten optischen Eigenschaft justiert, insbesondere verschoben, geschwenkt oder rotiert, um die optische Eigenschaft zu verbessern. Der Schritts 112 des Erfassens einer optischen Eigenschaft und der Schritt 113 des Justierens einer optischen Eigenschaft können gleichzeitig ausgeführt werden oder alternierend wiederholt werden, um die optische Eigenschaft zu optimieren.
Wenn die optische Eigenschaft oder mehrere optische Eigenschaften der optischen Einrichtungen 32, 34, 36 oder eines durch diese gebildeten Beobachtungsstrahlengangs 30 optimiert sind, wird bei einem weiteren Schritt 114 die justierte optische Einrichtung 32, 34, 36 oder die justierten optischen Einrichtungen 32, 34, 36 oder alle optischen Einrichtungen 32, 34, 36 arretiert. Dies erfolgt beispielsweise durch Formschluss (insbesondere Abstandshalter zwischen Stablinsen 34) und/oder durch Stoffschluss (beispielsweise Löten, Schweißen oder Kleben) und/oder durch Kraft- bzw. Reibschluss (beispielsweise infolge einer plastischen Verformung des Tubus des Systemschafts 50).
Bei einem weiteren Schritt 121 wird ein Fensterbauteil 31 mit einer zugeordneten Fassung 41 hermetisch dicht gefügt, insbesondere durch Löten, Schweißen oder Kleben. Das Fensterbauteil 31 ist insbesondere zur Anordnung am distalen Ende 11 eines Endoskops 10 vorgesehen, um dort von einem zu beobachtenden Gegenstand ausgehendes Licht in den Beleuchtungsstrahlengang 30 innerhalb des Systemschafts 50 eintreten zu lassen. Der Schritt 121 des hermetisch dichten Fügens 121 des Fensterbauteils 31 und der zugeordneten Fassung 41 wird insbesondere zu einem beliebigen Zeitpunkt vor den nachfolgend beschriebenen Schritten des Einführens des Systemschafts 50 in die Fassung 41 und des Fügens von Systemschaft 50 und Fassung 41 ausgeführt.
Bei einem weiteren, optionalen Schritt 122 wird das zugeordnete Ende 51 des Systemschafts 50 in die Fassung 41 eingeführt. Alternativ kann die Fassung 41 in das zugeordnete Ende des Systemschafts 50 eingeführt werden. Das zugeordnete Ende 51 des Systemschafts 50 und die Fassung 41 sind insbesondere so ausgebildet, dass Position und/oder Orientierung der Fassung 41 und damit des Fensterbauteils 31 relativ zum Systemschaft 50 formschlüssig definiert sind.
Bei einem weiteren Schritt 123 wird die Fassung 41 mit dem distalen Ende 51 des Systemschafts 50 hermetisch dicht gefügt, insbesondere durch eine mittels Laserschweißens erzeugte umlaufende Schweißnaht 44. Alternativ kann die Fassung 41 mit dem Systemschaft 50 durch Löten oder Kleben gefügt werden.
Bei einem weiteren Schritt 131 wird ein weiteres Fensterbauteil 39 mit einer zugeordneten Fassung 49 hermetisch dicht gefügt, insbesondere durch Löten, Kleben oder Schweißen. Das Fensterbauteil 39 und die Fassung 49 sind insbesondere für das proximale Ende 59 des Systemschafts 50 vorgesehen, um dort von einem zu beobachtenden Gegenstand ausgehendes Licht aus dem Beleuchtungsstrahlengang 30 innerhalb des Systemschafts 50 austreten zu lassen. Fensterbauteil 39 und Fassung 49 werden insbesondere zu einem beliebigen Zeitpunkt vor den nachfolgend beschriebenen Schritten des Einführens der Fassung 49 in den Systemschaft 50 und des Fügens von Fassung 49 und Systemschaft 50 ausgeführt.
Bei einem weiteren, optionalen Schritt 132 wird die Fassung 49 in das zugeordnete Ende 59 des Systemschafts 50 eingeführt. Alternativ kann das zugeordnete Ende 59 des Systemschafts 50 in die Fassung 49 eingeführt werden. Fassung 49 und Systemschaft 50 sind insbesondere so ausgebildet, dass die Position und/oder die Orientierung der Fassung 49 relativ zum proximalen Ende 59 des Systemschafts formschlüssig definiert sind.
Bei einem weiteren Schritt 133 wird die Fassung 49 mit dem Systemschaft 50 hermetisch dicht gefügt, insbesondere durch eine mittels Laserschweißens oder auf andere Weise erzeugte umlaufende Schweißnaht, eine Klebung oder eine Lötung.
Ergebnis des anhand der 17 dargestellten Verfahrens ist ein Systemschaft 50, dessen distales Ende 51 durch das distale Fensterbauteil 31 und die distale Fassung 41 optisch transparent, jedoch hermetisch dicht verschlossen ist, und dessen proximales Ende 59 durch das proximale Fensterbauteil 39 und die proximale Fassung 49 optisch transparent, jedoch hermetisch dicht verschlossen ist. Die zur Bildung eines Beobachtungsstrahlengangs 30 eines Endoskops 10 vorgesehenen optischen Einrichtungen 32, 34, 36 sind damit innerhalb des Systemschafts 50 gegen Wasserdampf und andere Fluide und deren durch Benetzung von Oberflächen oder auf andere Weise den Beobachtungsstrahlengang 30 schädigende Wirkung zuverlässig geschützt.
18 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Fertigen einer Lichtleiterbaugruppe als Modul bzw. vorgefertigte Baugruppe für eine nachfolgende Fertigung eines Endoskops.
Obwohl das Verfahren auch mit Einrichtungen, Bauteilen und Komponenten durchführbar ist, die von jenen abweichen, die anhand der 1 bis 16 dargestellt sind, werden zur Veranschaulichung Bezugszeichen aus diesen Figuren beispielhaft verwendet.
Bei einem ersten Schritt 141 werden Lichtleitfasern 24 in einem oder mehreren Bündeln in einer bzw. mehreren Öffnungen 82 eines zur Bildung einer distalen Stirnfläche 12 eines Endoskops 10 vorgesehenen distalen Stirnflächenbauteils 80 angeordnet bzw. durch die Öffnungen 82 hindurchgeführt. Bei einem zweiten Schritt 142 werden die Lichtleitfasern 24 mit dem Stirnflächenbauteil verklebt oder vergossen, beispielsweise mittels eines Kunstharzes, eines Klebstoffs oder einer anderen Vergussmasse. Dabei füllt die Vergussmasse alle Zwischenräume zwischen den Lichtleitfasern und dem Rand der Öffnung 82 (bzw. den Rändern der Öffnungen 82) vollständig aus und verschließt die Öffnung 82 bzw. die Öffnungen 82 zusammen mit den Lichtleitfasern 24 nach dem Aushärten hermetisch dicht.
Soweit die Lichtleitfasern 24 und die Vergussmasse gegenüber der als distale Stirnfläche 12 vorgesehenen Oberfläche des distalen Stirnflächenbauteils 80 überstehen, werden sie nach dem Aushärten der Vergussmasse bei einem weiteren Schritt 143 abgetragen. Bei einem vierten Schritt 144 werden die beim dritten Schritt 143 erzeugten Stirnflächen der Lichtleitfasern und die Vergussmasse poliert, um eine optisch hochwertige Lichtaustrittsfläche zu bilden.
Optional können die entgegengesetzten, proximalen Enden der Lichtleitfasern 24 mit den beschriebenen Schritten 141, 142, 143, 144 entsprechenden Verfahrensschritten in eine oder mehrere Durchgangsbohren in einem proximalen Durchleitungsbauteil 26 eingesetzt, dort vergossen, ihr Überstand abgetragen und die entstehenden Stirnflächen zur Bildung einer optisch hochwertigen Lichteintrittsfläche poliert werden.
19 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Fertigen eines Endoskops 10. Das Verfahren greift insbesondere auf einen Systemschaft 50 bzw. ein vorgefertigtes Modul, das alle oder fast alle optischen Einrichtungen 32, 34, 36 eines Beobachtungsstrahlengangs 30 des zu fertigenden Endoskops 10 umfasst, und das insbesondere gemäß dem anhand der 17 dargestellten Verfahren hergestellt ist, und auf eine Lichtleiterbaugruppe bzw. ein zur Bildung des Beleuchtungsstrahlengangs 20 des Endoskops 10 vorgesehenen Moduls 29 zurück.
Obwohl das Verfahren auch mit Einrichtungen, Bauteilen und Komponenten durchführbar ist, die von jenen abweichen, die anhand der 1 bis 16 dargestellt sind, werden zur Veranschaulichung Bezugszeichen aus diesen Figuren beispielhaft verwendet.
Bei einem ersten Schritt 151 werden ein oder mehrere Bündel Lichtleitfasern 24 zur Bildung eines Beleuchtungsstrahlengangs zum Übertragen von Beleuchtungslicht vom proximalen Ende 19 zum distalen Ende 11 des zu fertigenden Endoskops 10 durch ein Kopfbauteil 15 hindurchgeführt bzw. in dieses eingefädelt. Dazu wird insbesondere ein bereits mit den distalen Enden der Lichtleitfasern 24 gefügtes distales Stirnflächenbauteil 80 durch das Kopfbauteil 15 hindurchgeführt. Insbesondere ist bereits ein proximales Durchleitungsbauteil 26 mit den proximalen Enden der Lichtleitfasern 24 verbunden, das am Ende des Hindurchführens 151 der Lichtleitfasern 24 durch das Kopfbauteil 15 an das Kopfbauteil 15 angesetzt wird, um eine Öffnung im Kopfbauteil 15 zu verschließen.
Bei einem weiteren Schritt 152 wird ein Systemschaft 50 von proximal nach distal in das Kopfbauteil 15 eingeführt und durch das Kopfbauteil 15 weitgehend hindurchgeführt, bis der Systemschaft 50 relativ zum Kopfbauteil 15 eine vorgesehene Position und Ausrichtung erreicht hat. Der Systemschaft enthält optische Einrichtungen 32, 34, 36 eines Beobachtungsstrahlengangs 30. Der Systemschaft 50 kann die optischen Einrichtungen 32, 34, 36 hermetisch dicht einschließen und ist in diesem Fall insbesondere entsprechend dem anhand der 17 dargestellten Verfahren gefertigt.
Bei einem weiteren Schritt 153 wird ein distales Stirnflächenbauteil 80 an das distale Ende 51 des Systemschafts 50 angesetzt. Das distale Stirnflächenbauteil 80 ist insbesondere als Bestandteil eines gemäß dem anhand der 18 dargestellten Verfahrens gefertigten Moduls 29 für einen Beleuchtungsstrahlengang 20 des Endoskops 10 bereits mit den distalen Enden der Lichtleitfasern 24 verbunden.
Bei einem weiteren Schritt 154 werden das distale Stirnflächenbauteil 80 und das distale Ende 51 des Systemschafts 50 hermetisch dicht gefügt, beispielsweise durch eine mittels Laserschweißens erzeugte umlaufende Schweißnaht 85.
Bei einem weiteren Schritt 155 werden der Systemschaft 50 und mit ihm zusammen das distale Stirnflächenbauteil 80 und die Lichtleitfasern 24 in einen Außenschaft 70 eingeführt. Anders ausgedrückt wird der Außenschaft 70 über den Systemschaft 50, das distale Stirnflächenbauteil 80 und die Lichtleitfasern 24 gestülpt. Dabei wird bei einem optionalen Schritt 156 auch das proximale Ende 79 des Außenschafts 70 in eine korrespondierende Vertiefung im Kopfbauteil 15 eingeführt.
Bei einem weiteren Schritt 157 werden das distale Stirnflächenbauteil 80 und der distale Rand 71 des Außenschafts 70 hermetisch dicht gefügt, insbesondere durch eine mittels Laserschweißens erzeugte umlaufende Schweißnaht 87 verbunden. Bei einem weiteren Schritt 158 wird das proximale Ende 59 des Systemschafts 50 mit dem Kopfbauteil 15 gefügt, insbesondere hermetisch dicht und insbesondere durch eine mittels Laserschweißens erzeugte umlaufende Schweißnaht 57. Bei einem weiteren Schritt 159 werden das Kopfbauteil 15 und das proximale Ende 79 des Außenschafts 70 hermetisch dicht gefügt, insbesondere durch eine mittels Laserschweißens erzeugte umlaufende Schweißnaht 77.
Bei einem weiteren Schritt 161 wird ein Augenmuschelbauteil 17 an das Kopfbauteil 15 angesetzt. Bei einem weiteren Schritt 162 wird das Augenmuschelbauteil 17 mit dem Kopfbauteil 15 hermetisch dicht gefügt, insbesondere durch eine mittels Laserschweißens erzeugte umlaufende Schweißnaht 16. Ferner kann das Augenmuschelbauteil 17 mit dem Rand eines proximalen Fensterbauteils 39 des Systemschafts 50 hermetisch dicht gefügt werden, insbesondere durch eine umlaufende Klebenaht 37.
Bei einem weiteren Schritt 163 wird das Durchführungsbauteil 26 mit dem Kopfbauteil 15 hermetisch dicht gefügt, insbesondere durch eine mittels Laserschweißens erzeugte umlaufende Schweißnaht 27.
Einige Schritte können in von der Darstellung in 19 abweichender Reihenfolge ausgeführt werden. Insbesondere können Schweißnähte 85, 88, 77, 16, 27 und Klebenähte 37 oder alternative Klebe- oder Lötverbindungen zu anderen als den in 19 dargestellten Zeitpunkten erzeugt werden. Beispielsweise können alle äußeren Schweißnähte nach einer optionalen vorläufigen Fixierung der Bauteile oder Komponenten erst am Schluss des dargestellten Verfahrens ausgeführt werden. Ferner kann beispielsweise das Augenmuschelbauteil 17 vor dem Außenschaft 70 an das Kopfbauteil 15 angesetzt werden.
Anstelle eines die optischen Einrichtungen 32, 34, 36 des Beobachtungsstrahlengangs 30 hermetisch dicht einschließenden Systemschafts, der beispielsweise mit dem anhand der 17 dargestellten Verfahren gefertigt ist, kann für das anhand der 19 dargestellten Verfahren ein Systemschaft verwendet werden, der nicht hermetisch dicht ist. Ferner kann zusätzlich ein Innenschaft 60 vorgesehen sein, in dem der Systemschaft 50 – hermetisch dicht oder nicht – angeordnet wird. Ferner kann das proximale Ende des Systemschafts 50 anders als durch eine Schweißnaht mit dem Kopfbauteil 15 gefügt werden, beispielweise durch Löten oder Kleben oder kraft- bzw. reibschlüssig.
20 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Teils eines Verfahrens zum Fertigen eines Endoskops 10 bzw. einiger Schritte, die während eines Verfahrens zum Fertigen eines Endoskops ausgeführt werden können. Insbesondere können die in 20 dargestellten Schritte einzelne Schritte aus dem anhand der 19 dargestellten Verfahren ersetzen.
Obwohl das Verfahren auch mit Einrichtungen, Bauteilen und Komponenten durchführbar ist, die von jenen abweichen, die anhand der 1 bis 16 dargestellt sind, werden zur Veranschaulichung Bezugszeichen aus diesen Figuren beispielhaft verwendet.
Bei einem Schritt 171 wird ein Systemschaft 50 oder ein Innenschaft 60 in einen Außenschaft 70 eingeführt. Bei einem weiteren Schritt 172 wird der Systemschaft 50 bzw. der Innenschaft 60 relativ zum Außenschaft 70 justiert. Dazu kann der Systemschaft 50 bzw. der Innenschaft 60 relativ zum Außenschaft 70 in einer oder mehreren Richtungen verschoben und/oder rotiert oder geschwenkt werden. Bei einem weiteren Schritt 173 wird der Systemschaft 50 bzw. der Innenschaft 60 relativ zum Außenschaft 70 kraft- bzw. reibschlüssig arretiert, beispielsweise mittels einer Spannzange oder einer ähnlichen Einrichtung 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98.
Der Schritt 172 des Justierens und der Schritt 173 des kraftschlüssigen Arretierens können insbesondere den Schritt 158 des anhand der 19 dargestellten Verfahrens ersetzen.
Bezugszeichenliste

10: Endoskop
11: distales Ende des Endoskops 10
12: distale Stirnfläche
13: Kupplung am Kopfbauteil 15 für Lichtleitkabel für Beleuchtungslicht
14: Schaft des Endoskops 10
15: Kopfbauteil nahe dem proximalen Ende 19 des Endoskops 10
16: Schweißnaht zwischen Kopfbauteil 15 und Augenmuschelbauteil 17
17: Augenmuschelbauteil am proximalen Ende 19 des Endoskops 10
18: Längsachse des Schafts 14 des Endoskops 10
19: proximales Ende des Endoskops 10
20: Beleuchtungsstrahlengang des Endoskops 10
21: Lichtaustrittsfläche der Lichtleitfasern 20
24: Lichtleitfasern für Beleuchtungslicht im Endoskop 10
25: Lichteintrittsfläche der Lichtleitfasern 24
26: proximales Durchleitungsbauteil
27: Schweißnaht zwischen Kopfbauteil 15 und proximalem Durchleitungsbauteil
29: Modul für Beleuchtungsstrahlengang 20
30: Beobachtungsstrahlengang des Endoskops 10
31: distales Fensterbauteil des Endoskops 10
32: Objektiv am distalen Ende 11 des Endoskops 10
33: Prismenanordnung am distalen Ende 11 des Endoskops 10
34: Stablinse im Beobachtungsstrahlengang 30 des Endoskops 10
36: Okular am proximalen Ende 19 des Endoskops 10
37: Klebenaht zwischen proximalem Fensterbauteil 39 und Augenmuschelbauteil 17
39: proximales Fensterbauteil des Endoskops 10
41: Fassung für das distalen Fensterbauteil 31
44: Schweißnaht zwischen Fassung 41 und distalem Ende 51 des Systemschafts 50
46: Schweißnaht zwischen Fassung 49 und proximalem Ende 59 des Systemschafts 50
49: Fassung für das proximale Fensterbauteil 39
50: Systemschaft des Endoskops 10
51: distales Ende des Systemschafts 50
54: Rohr bzw. distales Bauteil des Systemschafts 50
55: Schweißnaht zwischen Rohr 54 und proximalem Bauteil 56 des Systemschafts 50
56: proximales Bauteil des Systemschafts 50
57: Schweißnaht zwischen Systemschaft 50 und Kopfbauteil 15
59: proximales Ende des Systemschafts 50
60: Innenschaft des Endoskops 10
61: distales Ende, distaler Rand des Innenschafts 60
64: rohrförmiger Bereich des Innenschafts 60
65: Zwischenraum zwischen Innenschaft 60 und Systemschaft 50
68: Schweißnaht zwischen Innenschaft 60 und Kopfbauteil 15
69: proximales Ende des Innenschafts 60
70: Außenschaft des Endoskops 10
71: distales Ende, distaler Rand des Außenschafts 70
75: Zwischenraum bzw. Lumen zwischen Außenschaft 70 und Systemschaft 50
76: Zwischenraum zwischen Außenschaft 70 und Innenschaft 60
77: Schweißnaht zwischen Außenschaft 50 und Kopfbauteil 15
79: proximales Ende bzw. proximaler Rand des Außenschafts 70
80: distales Stirnflächenbauteil
82: Öffnung im distalen Stirnflächenbauteil 80 für Lichtleitfasern 24
83: Öffnung im distalen Stirnflächenbauteil 80 für Beobachtungsstrahlengang 30
85: Schweißnaht zwischen distalem Stirnflächenbauteil 80 und Systemschaft 50
87: Schweißnaht zwischen distalem Stirnflächenbauteil 80 und Außenschaft 70
91: Klemmbacke
92: Gewinde am Kopfbauteil 15
93: Schraubmutter
94: Gewinde an der Schraubmutter 93
95: Konus an der Schraubmutter 93
96: Verbindungszunge
97: Festkörpergelenk zwischen Verbindungszunge 96 und Systemschaft 50
98: Festkörpergelenk in der Verbindungszunge 96
111: Anordnen optischer Einrichtungen eines Beobachtungsstrahlengangs in einem Systemschaft
112: Erfassen einer optischen Eigenschaft der optischen Einrichtungen im Systemschaft
113: Justieren einer optischen Einrichtung in dem Systemschaft
114: Arretieren der optischen Einrichtung in dem Systemschaft
121: hermetisch dichtes Fügen eines ersten transparenten Fensterbauteils mit einer ersten Fassung
122: Einführen des ersten Endes des Systemschafts in die erste Fassung
123: hermetisch dichtes Fügen der ersten Fassung mit dem ersten Ende des Systemschafts
131: hermetisch dichtes Fügen eines zweiten transparenten Fensterbauteils mit einer zweiten Fassung
132: Einführen der zweiten Fassung in das zweite Ende des Systemschafts
133: hermetisch dichtes Fügen der zweiten Fassung mit dem zweiten Ende des Systemschafts
141: Einführen einer Lichtleitfaser in eine Öffnung eines distalen Stirnflächenbauteils
142: Kleben der Lichtleitfaser in die Öffnung
143: Abtragen der Lichtleitfaser an der distalen Oberfläche des distalen Stirnflächenbauteils
144: Polieren der Stirnflächen der Lichtleitfasern
151: Hindurchführen der Lichtleitfaser durch ein Kopfbauteil
152: Hindurchführen des Systemschafts von proximal durch das Kopfbauteil
153: Ansetzen des distalen Stirnflächenbauteils an das distale Ende des Systemschafts
154: Fügen (insb. Laserschweißen) des distalen Stirnflächenbauteils mit dem distalen Ende des Systemschafts
155: Einführen des Systemschafts in einen Außenschaft
156: Einführen des Außenschafts in den Kopfbauteil
157: Fügen (insb. Laserschweißen) des distalen Stirnflächenbauteils mit dem distalen Ende des Außenschafts
158: starres Verbinden des proximalen Endes des Systemschafts und des Kopfbauteils
159: starres Verbinden des Kopfbauteils und des proximalen Endes des Außenschafts
161: Ansetzen einer Augenmuschel an das Kopfbauteil
162: Fügen der Augenmuschel mit dem Kopfbauteil
163: Fügen des proximalen Durchleitungsbauteils mit dem Kopfbauteil
171: Einführen eines Systemschafts in einen Außenschaft
172: Justieren des Systemschafts in Längsrichtung
173: kraftschlüssiges Arretieren des Systemschafts

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Endoskops (10), mit folgenden Schritten: Anordnen (111, 152; 171) von optischen Einrichtungen (32, 34, 36) eines Beobachtungsstrahlengangs (30) innerhalb eines Außenschafts (70); Verschließen (157) eines distalen Endes eines Lumens (75) innerhalb des Außenschafts (70), in dem ein Beleuchtungsstrahlengang (20) angeordnet ist, wobei das Verschließen (157) des distalen Endes des Lumens (75) nach dem Anordnen (111, 152, 171) von optischen Einrichtungen (32, 34, 36) des Beobachtungsstrahlengangs (30) innerhalb des Außenschafts (70) erfolgt.
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem das Verschließen des distalen Endes des Lumens (75) ein stoffschlüssiges Fügen (154, 157) eines distalen Stirnflächenbauteils (80) zumindest entweder mit dem distalen Rand (71) des Außenschafts (70) oder mit dem distalen Ende (51) eines weiteren Schafts (50; 60) innerhalb des Außenschafts (70) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt vor dem Anordnen (152) von optischen Einrichtungen (32, 34, 36) des Beobachtungsstrahlengangs (30) innerhalb des Außenschafts (70): Anordnen (111) von optischen Einrichtungen (32, 34, 36) des Beobachtungsstrahlengangs (30) in einem Systemschaft (50), wobei das Anordnen von optischen Einrichtungen (32, 34, 36) des Beobachtungsstrahlengangs (30) innerhalb des Außenschafts (70) ein Anordnen (155) des Systemschafts (50) mit darin angeordneten optischen Einrichtungen (32, 34, 36) innerhalb des Außenschafts (70) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt nach dem Anordnen (111) der optischen Einrichtungen (32, 34, 36) in einem Systemschaft (50) und vor dem Verschließen (157) des distalen Endes des Lumens (75): Fügen (154) des distalen Stirnflächenbauteils (80) mit dem Systemschaft (50), wobei das Verschließen des distalen Endes des Lumens (75) ein Fügen (157) des distalen Stirnflächenbauteils (80) mit dem distalen Rand (71) des Außenschafts (70) umfasst.
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, ferner mit folgendem Schritt: Einführen (141) eines lichtleitendes Bauteils (24) des Beleuchtungsstrahlengangs (20) des Endoskops (10) in eine Öffnung (82) in dem distalen Stirnflächenbauteil (80).
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, ferner mit folgenden Schritten: hermetisch dichtes Fügen (121) eines ersten transparenten Fensterbauteils (31) für ein erstes Ende (51) des Sytemschafts (50) mit einer ersten Fassung (41); hermetisch dichtes Fügen (123) der ersten Fassung (41) mit dem ersten Ende (51) des Systemschafts (50); hermetisch dichtes Verschließen (131, 132, 133) eines zweiten Endes (59) des Systemschafts (50) mit einem zweiten transparenten Fensterbauteil (39).
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, ferner mit folgendem Schritt nach dem hermetisch dichten Fügen (121) des ersten transparenten Fensterbauteils (31) mit der ersten Fassung (41) und vor dem hermetisch dichten Fügen (123) der ersten Fassung (41) mit dem ersten Ende (31) des Systemschafts (30): Einführen (122) des ersten Endes (51) des Systemschafts (50) in die erste Fassung (41) oder der ersten Fassung (41) in das erste Ende (51) des Systemschafts (50).
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, bei dem das hermetisch dichte Verschließen des zweiten Endes (59) des Systemschafts (50) folgende Schritte umfasst: hermetisch dichtes Fügen (131) des zweiten transparenten Fensterbauteils (39) mit einer zweiten Fassung (49); hermetisch dichtes Fügen (133) der zweiten Fassung (49) mit dem zweiten Ende (59) des Systemschafts (50).
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner mit folgendem Schritt: Justieren (113) einer optischen Einrichtung (32, 36) in dem Systemschaft (50) zumindest entweder vor dem hermetisch dichten Fügen (121) der ersten Fassung (41) mit dem ersten Ende (51) des Systemschafts (50) oder vor dem hermetisch dichten Verschließen (131, 132, 133) des zweiten Endes (59) des Systemschafts (50).
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner mit folgendem Schritt: Erfassen (112) einer optischen Eigenschaft des Beobachtungsstrahlengangs (30) zumindest entweder vor dem Fügen (123) der ersten Fassung (41) mit dem ersten Ende (51) des Systemschafts (50) oder vor dem hermetisch dichten Verschließen (131, 132, 133) des zweiten Endes (59) des Systemschafts (50).
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, ferner mit folgendem Schritt nach dem Anordnen (111) von optischen Einrichtungen (32, 34, 36) des Beobachtungsstrahlengangs (30) im Systemschaft (50): Einführen (156) des Systemschafts (50) in ein Kopfbauteil (15) des Endoskops (10).
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem das Anordnen von optischen Einrichtungen (32, 34, 36) des Beobachtungsstrahlengangs (30) in dem Außenschaft (70) ein Einführen (152) des Systemschafts (50) in den Außenschaft (70) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt: Fügen (158, 159) zumindest entweder des proximalen Endes (59) des Systemschafts (50) oder des proximalen Endes (79) des Außenschafts (70) mit dem Kopfbauteil (15).
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, mit folgenden Schritten: Justieren (172) des Systemschafts (50) relativ zu dem Außenschaft (70) des Endoskops (10); Arretieren (173) des Systemschafts (50) relativ zu dem Außenschaft (70) durch Kraftschluss.
Endoskop (10), hergestellt oder herstellbar nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Endoskop (10), mit: einem Außenschaft (70); einem weiteren Schaft (50; 60), in dem ein Beobachtungsstrahlengang (30) des Endoskops (10) angeordnet ist, wobei der weitere Schaft (50; 60) in dem Außenschaft (70) angeordnet ist; einem Zwischenraum (75) zwischen dem Außenschaft (70) und dem weiteren Schaft (50; 60); einem distalen Stirnflächenbauteil (80), das mit dem distalen Ende (71) des Außenschafts (70) und mit dem distalen Ende (51; 61) des weiteren Schafts (50; 60) jeweils starr verbunden ist.
Endoskop (10) nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem das distalen Stirnflächenbauteil (80) eine Öffnung (82), in der ein lichtleitendes Bauteil (24) im Beleuchtungsstrahlengang (20) des Endoskops (10) angeordnet ist, aufweist.
Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 16 und 17, bei dem das distale Stirnflächenbauteil (80) das distale Ende des Zwischenraums (75) zwischen dem Außenschaft (70) und dem weiteren Schaft (50; 60) hermetisch dicht verschließt.
Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem das proximale Ende (79) des Außenschafts (70) und der proximale Bereich (59; 69) des weiteren Schafts (50; 60) starr miteinander verbunden sind.
Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem das distale Stirnflächenbauteil (80) zumindest entweder mit dem distalen Rand (71) des Außenschafts (70) oder mit dem distalen Rand (51; 61) des weiteren Schafts (50; 60) verschweißt ist.
Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 20, bei dem das proximale Ende (79) des Außenschafts (70) und das proximale Ende (59; 69) des weiteren Schafts (50; 60) jeweils starr mit einem Kopfbauteil (15) des Endoskops (10) verbunden sind.
Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 21, bei dem der weitere Schaft (50; 60) eine deutlich geringere Wandstärke aufweist als der Außenschaft (70).
Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 22, bei dem der weitere Schaft ein Systemschaft (50), der optische Einrichtungen (32, 34, 36) eines Beobachtungsstrahlengangs (30) umfasst, ist, ferner mit: einem ersten transparenten Fensterbauteil (31) an einem ersten Ende (51) des Systemschafts (50); einem zweiten transparenten Fensterbauteil (39) an einem zweiten Ende (59) des Systemschafts (50); einer ersten Fassung (41), wobei das erste transparente Fensterbauteil (31) mit der ersten Fassung (41) hermetisch dicht verbunden ist, wobei die erste Fassung (41) mit dem ersten Ende (51) des Systemschafts (50) hermetisch dicht verbunden ist.
Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 23, bei dem der weitere Schaft ein Systemschaft (50), der optische Einrichtungen (32, 34, 36) eines Beobachtungsstrahlengangs (30) umfasst, ist, der Systemschaft (50) kraftschlüssig mit dem Außenschaft (70) verbunden ist.
Endoskop (10) nach dem vorangehenden Anspruch, ferner mit: einer Spannzange (91, 93, 94, 95) zum kraftschlüssigen Verbinden von Systemschaft (50) und Außenschaft (70).
Endoskop (10) nach einem der Ansprüche 24 und 25, ferner mit: mehreren Klemmbacken (91); einer Kompressionseinrichtung (93, 94, 95), wobei entweder die Klemmbacken (91) beweglich mit dem Außenschaft (70) verbunden sind und die Kompressionseinrichtung (93, 94, 95) zum Drücken der Klemmbacken (91) gegen eine mit dem Systemschaft (50) starr verbundene Oberfläche vorgesehen und ausgebildet sind, oder die Klemmbacken (91) beweglich mit dem Systemschaft (50) verbunden sind und die Kompressionseinrichtung (93, 94, 95) zum Drücken der Klemmbacken (91) gegen eine mit dem Außenschaft (70) starr verbundene Oberfläche vorgesehen und ausgebildet sind.
Endoskop (10) nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem die Kompressionseinrichtung eine Schraubmutter (93) mit einem ersten Gewinde (94) und einem Konus (95) umfasst, das erste Gewinde (94) der Schraubmutter (93) in ein mit dem Systemschaft (50) oder mit dem Außenschaft (70) mechanisch starr verbundenes zweites Gewinde (92) eingreift, der Konus (95) an den Klemmbacken (91) anliegt.
Endoskop (10) nach Anspruch 24, ferner mit: mehreren Verbindungszungen (96); wobei jede der mehreren Verbindungszungen (96) entweder gelenkig mit dem Außenschaft (70) und kraftschlüssig mit dem Systemschaft (50) verbunden ist, oder gelenkig mit dem Systemschaft (50) und kraftschlüssig mit dem Außenschaft (70) verbunden ist.
Endoskop (10) nach dem vorangehenden Anspruch, ferner mit: einer Kompressionseinrichtung (93, 94, 95), wobei entweder jede der mehreren Verbindungszungen (96) gelenkig mit mit dem Außenschaft (70) mechanisch verbunden ist und mittels der Kompressionseinrichtung (93, 94, 95) gegen eine mit dem Systemschaft (50) starr verbundene Oberfläche gedrückt ist, oder jede der mehreren Verbindungszungen (96) gelenkig mit dem Systemschaft (50) mechanisch verbunden ist und mittels der Kompressionseinrichtung (93, 94, 95) gegen eine mit dem Außenschaft (70) starr verbundene Oberfläche gedrückt ist.