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Die Erfindung betrifft ein Endoskop gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer Endoskopoptik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
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Mit einem Endoskop kann ein Blickfeld durch eine kleine Öffnung hindurch beobachtet werden. Hierzu weist das Endoskop eine Endoskopoptik auf, die in das Endoskop eingesetzt wird. Die Endoskopoptik beinhaltet die optischen Komponenten einschließlich des Objektivs. In Endoskopoptiken werden typischerweise Lichtleitfasern eingesetzt, um das Blickfeld zu beleuchten. Typischerweise wird hierzu wenigstens ein Bündel vieler Lichtleitfasern verwendet, also ein sogenanntes Faserbündel, um eine ausreichende Lichtstärke im zu beobachtenden Bereich vorzusehen. Die einzelnen Fasern strahlen an der Stirnfläche an dem Endbereich das Licht in einem vergleichsweise großen Winkelbereich ab. Es sollten dabei alle Fasern zumindest im Wesentlichen mit ihrer (Haupt-)Strahlrichtung auf das Blickfeld ausgerichtet sein. Davon abweichende Fasern sorgen für störende Helligkeitsunterschiede im Blickfeld. Die Fasern erhalten ihre entsprechende Ausrichtung während der Montage der Endoskopoptik. Die Fasern werden dazu während der Montage ausgerichtet, mittels eines Klebers beziehungsweise Klebstoffs verklebt und anschließend poliert.
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Aus der
DE 10 2004 023 024 B4 geht eine Endoskopoptik für ein Endoskop hervor, die ein Objektiv aufweist und seitlich angeordnete Lichtleitfasern. Die Lichtleitfasern werden dabei in einer Aussparung eines inneren Faserrohrs eingelegt. Zur Fixierung werden die Lichtleitfasern mit dem Faserrohr zusammen in ein Außenrohr eingezogen. Dabei werden die Lichtleitfasern fixiert. Durch geeignetes Ziehen der Fasern kann noch eine Ausrichtung erfolgen. Anschließend erfolgt ein Verkleben und Polieren der Stirnfläche.
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Nachteilig an den bekannten Endoskopoptiken ist, dass die Montage manuell erfolgen muss und somit sehr aufwändig ist. Die Lichtleitfasern müssen positioniert und ausgerichtet werden, bevor ein Zusammenbau von Faserrohr und Außenrohr erfolgen kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Endoskop mit einer Endoskopoptik mit das Blickfeld ausleuchtenden Lichtleitfasern zu schaffen, bei der der Montage gegenüber dem Stand der Technik erleichtert wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Endoskop mit einer Endoskopoptik mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Demnach wird der distale Endbereich des Faserbündels in einer Hülse befestigt. Dieses Befestigen in der Hülse erfolgt insbesondere vor einem Zusammenbau der Endoskopoptik beziehungsweise einem Einbringen der Fasern in die Endoskopoptik. Durch ein Befestigen der Fasern beziehungsweise des Faserbündels in einer Hülse können diese gemeinsam gehandhabt werden. Es ist daher insbesondere nicht erforderlich, das Faserbündel manuell in das Faserrohr einzulegen. Stattdessen kann die Hülse mit den eingesetzten Faserenden als ein Bauteil verwendet und mit der Endoskopoptik verbaut werden. Das Befestigen der Fasern an der Hülse kann losgelöst vom Endoskop und damit außerhalb der engen Platzverhältnisse im Endoskop erfolgen. Ein Endoskop beinhaltet demnach typischerweise eine Endoskopoptik. Dabei weist die Endoskopoptik einen in einer Hülse befestigten distalen Endbereich des Faserbündels auf. Dies ermöglicht eine wesentlich weniger aufwendige Herstellung der Endoskopoptik und damit des Endoskops.
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Das Faserbündel ist insbesondere in der Hülse befestigt. Diese Befestigung erfolgt vorzugsweise dauerhaft. Besonders bevorzugt ist das Faserbündel in der Hülse verklebt. Die Fasern sind insbesondere miteinander verklebt. Dies kann beispielsweise durch Aufbringen eines Klebers beziehungsweise Klebstoffs auf die Stirnfläche oder zwischen die Fasern erfolgen. Der Kleber kann dann in die Zwischenräume zwischen den Fasern und/oder zwischen den Fasern und der Hülse einziehen und diese jeweils miteinander verkleben. Das Einziehen erfolgt insbesondere durch Kapillarkräfte. Damit wird eine feste Verbindung zwischen den Fasern einerseits und der Hülse andererseits geschaffen.
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Weiter bevorzugt ist die Stirnfläche des Faserbündels in der Hülse oberflächenbehandelt, also insbesondere poliert und/oder geschliffen. Vorzugsweise ist die Stirnfläche des Faserbündels gemeinsam mit der Hülse bearbeitet, also insbesondere poliert und/oder geschliffen. Besonders bevorzugt erfolgt das Bearbeiten der Stirnfläche nach einem Verkleben der Fasern miteinander. Dies entspricht im Übrigen auch gängigen Arbeitsschritten der üblichen Vorgehensweise. Demgegenüber erfolgt hier allerdings das Verkleben und das Bearbeiten der Stirnfläche unabhängig vom Faserrohr, wie dies erfindungsgemäß oben beschrieben ist.
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Besonders bevorzugt sind die Stirnfläche des Faserbündels und die Stirnfläche der Hülse zumindest abschnittsweise flächenbündig angeordnet. Dies geht mit einer vereinfachten Bearbeitung der Stirnfläche einher, bei der die Stirnfläche des Faserbündels und die Stirnfläche der Hülse gemeinsam bearbeitet, also vorzugsweise poliert und/oder geschliffen werden. Alternativ kann die Stirnfläche des Faserbündels auch gegen die Stirnfläche der Hülse zurückgesetzt angeordnet sein.
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Die Stirnfläche des Faserbündels oder die Stirnfläche der Hülse können flächenbündig mit der Stirnfläche des Faserrohrs angeordnet sein. Dadurch werden Kanten im Bereich Stirnfläche des Faserrohrs vermieden. Um eine Beschädigung der Stirnfläche der Fasern zu vermeiden, kann ein Zurückspringen der Stirnfläche des Faserbündels gegenüber der Stirnfläche der Hülse vorgesehen sein. Alternativ können die Stirnflächen des Faserbündels und der Hülse gemeinsam gegenüber der Stirnfläche des Faserrohrs zurückspringend angeordnet sein. Hierdurch kann das Risiko einer oberflächlichen Beschädigung der Stirnfläche des Faserbündels reduziert werden.
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Vorzugsweise sind die Hülse und das Faserrohr als eigenständige beziehungsweise separate Teile ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Hülse separat vom Faserrohr gehandhabt werden kann. Dieses ist Voraussetzung dafür, dass ein Einbringen der Fasern in die Hülse unabhängig von der Montage im Faserrohr vorgenommen werden kann.
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Die Hülse weist insbesondere einen Durchbruch beziehungsweise eine Öffnung zur Einführung des Faserbündels auf. Der Durchbruch ist insbesondere kreisförmig, oval, halbrund, halbrundförmig und/oder langgestreckt. Bevorzugt weist die Hülse eine zylinderförmige, hülsenartige und/oder klammerartige Gestalt auf.
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Das Faserbündel und/oder die Hülse ist beziehungsweise sind zur Befestigung am Faserrohr vorgesehen. Damit wird eine sichere Positionierung des Faserbündels relativ zum Faserrohr ermöglicht. Eine solche Befestigung kann auf verschiedene Arten erfolgen, beispielsweise durch Verklemmen, Verkleben, Verrasten oder auf ähnliche Weise.
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Die Hülse ist vorzugsweise mittels wenigstens eines Halteelements mit dem Faserrohr verbindbar. Als Halteelemente kommen beispielsweise Klammern, Steckverbindungen, Rastverbindungen oder ähnliches in Betracht. Das Halteelement korrespondiert dabei mit einem entsprechenden Gegenstück des Faserrohrs. Damit wird eine Halterung sichergestellt. Durch das Einbringen in das Außenrohr wird schließlich eine sichere Fixierung der Hülse relativ zum Faserrohr erreicht.
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Die Hülse ist mit dem Faserrohr insbesondere durch Verrasten und/oder formschlüssige Passung verbindbar. Dies sorgt für eine einfache und sichere Halterung.
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Besonders bevorzugt ist die Hülse mit dem Faserrohr durch Einstecken in eine Aussparung und/oder einen Durchbruch verbindbar. Dementsprechend ist eine Aussparung am Faserrohr vorgesehen, in die das Faserbündel nebst Hülse eingesetzt werden kann. Indem eine Verbindbarkeit vorgesehen wird, kann eine positionstreue Positionierung beziehungsweise Verbindung erreicht werden.
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Das Faserbündel ist vorzugsweise an ein vorzugsweise steifes Faserelement, insbesondere ein Lichtleitelement, wie beispielsweise einen Glasfaserstab, optisch angekoppelt. Vorzugsweise erfolgt dies über miteinander korrespondierende Stirnflächen des Faserelements und des Faserbündels. Insbesondere ist ein sogenanntes ”Fused Fiber Element” vorgesehen. Ein steifes Faserelement kann insbesondere zur Fixierung der Ausrichtung des Lichtaustritt und/oder zumindest der Endbereiche der Lichtleitfasern dienen. Um das Licht beispielsweise einer Kaltlichtquelle in ein solches steifes Faserelement einkoppeln zu können, sind Lichtleitfasern erforderlich. Die Einkopplung erfolgt typischerweise über Stirnflächenkopplung. Das Faserbündel wird insbesondere mittels dessen Hülse an der Stirnfläche des Faserelements positioniert. Damit wird ein Einkoppeln des Lichts ermöglicht.
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Besonders bevorzugt ist das Faserelement neben und/oder parallel zum Objektiv angeordnet. Dies stellt sicher, dass eine gute Ausleuchtung des Blickfeldes ermöglicht ist. Das Faserelement ist vorzugsweise dauerhaft und/oder fest mit dem Faserrohr verbunden. Beispielsweise kann das Faserelement auf das Faserrohr bereits aufgeklebt sein oder ähnliches. Hierdurch wird eine Verschiebung der Position vermieden.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 zur Montage einer Endoskopoptik nach obigen Ausführungen. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere durch wenigstens eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen aus. Das Faserbündel wird endseitig in die Hülse eingeführt. Das Faserbündel wird im Bereich der Hülse verklebt. Das Faserbündel wird endseitig zugeschnitten und oberflächenbehandelt, insbesondere geschliffen und/oder poliert. Die Hülse wird zusammen mit dem Faserbündel am Faserrohr der Endoskopoptik befestigt. Indem diese Schritte durchgeführt werden, wird eine erfindungsgemäße Montage des Faserbündels am Faserrohr ermöglicht. Der Zusammenbau des Endoskops beziehungsweise der Endoskopoptik wird dadurch erleichtert, dass die Faserenden und die Hülse außerhalb der engen Platzverhältnisse der Endoskopoptik verbunden werden. Das Einführen der Fasern und das Verbinden der Fasern kann somit mittels der verbindenden Hülse erfolgen. Das komplizierte Einbringen der einzelnen Fasern direkt in das Faserrohr und deren Ausrichtung und Befestigung erst in der Endoskopoptik wird damit vermieden.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In diesen zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Endoskopoptik,
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2 eine Hülse mit einem Glasfaserbündel,
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3 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Endoskopoptik,
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4 eine Detailansicht einer Hülse mit Klammer und Glasfaserbündel gemäß 3,
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5 die Endoskopoptik der 3 ohne die Hülse der 4,
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6 eine Detaildarstellung eines Glasfaserstabs der Endoskopoptik der 3 und 5, und
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7 eine Schnittansicht der Endoskopoptik der 3 und 5 im Bereich der aufgesetzten klammerartigen Hülse.
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In den 1 und 2 ist als erstes Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemäße Endoskopoptik 10 dargestellt. Diese beinhaltet ein Objektiv 11, mit dem der Bereich beziehungsweise das Blickfeld vor einem Fenster 12 beobachtet werden kann. Die Endoskopoptik 10 kann dann wiederum in ein hier nicht gezeigtes Endoskop eingesetzt werden. Das Objektiv 11 weist hier beispielhaft ein Prisma 31 und eine Linse 32 auf.
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Das Objektiv 11 ist in einen Hohlraum 13 eines Faserrohres 14 eingebracht. Bei dem Hohlraum 13 handelt es sich üblicherweise um einen langgestreckten Hohlraum, damit die einzelnen Bestandteile des Objektivs 11 darin angeordnet werden können. Das Faserrohr 14 ist wiederum in einem Außenrohr 15 angeordnet. Das Außenrohr 15 bildet dementsprechend auch die Außenwand der Endoskopoptik 10.
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Im Bereich zwischen dem Faserrohr 14 und dem Außenrohr 15 ist ein weiterer Hohlraum 16 ausgebildet. In diesem Hohlraum 16 ist eine Reihe einzelner Lichtleitfasern 17 angeordnet, die zu einem Faserbündel 18 zusammengefasst sind. Dieses Faserbündel 18 ist mit einem Endbereich in einer Hülse 19 befestigt. Diese Hülse 19 ist am distalen Endbereich der Endoskopoptik 10 ebenfalls im Hohlraum 16 angeordnet, der dort als Durchbruch durch eine Stirnfläche 20 am distalen Endbereich der Endoskopoptik 10 ausgebildet ist.
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An dieser Stirnfläche 20 ist sowohl ein Durchbruch 21 mit dem Fenster 12 des Objektivs 11 als auch eine Öffnung 22 für die Endbereiche der Fasern 17 und der Hülse 19 angeordnet. Dementsprechend ist sowohl die Hülse 19 als auch das Faserbündel 18 mit deren Stirnflächen 23 beziehungsweise 24 angeordnet.
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Die Stirnflächen 23 der Hülse 19 und die Stirnfläche 24 des Faserbündels 18 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel geringfügig gegenüber der Stirnfläche 20 des Faserrohres 14 und der Stirnfläche beziehungsweise des Außenrohres 15 zurückgesetzt angeordnet. Dies verhindert Beschädigungen der polierten Oberfläche der Stirnflächen 23 beziehungsweise 24.
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Zur Montage der Lichtleitfasern 17 im Durchbruch 16 zwischen dem Faserrohr 14 und dem Außenrohr 15 werden zunächst die Fasern 17 zum Faserbündel 18 verbunden. Hierzu werden die distalen Faserenden in die Hülse 19 eingeführt beziehungsweise in diese hineingezogen und ausgerichtet. Die Hülse 19 weist zum Einführen der Lichtleitfasern dementsprechend einen durchgehenden Hohlraum 25 oder auch Lumen auf.
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Falls ein Teil oder alle Lichtleitfasern 17 über die vordere Stirnfläche 23 der Hülse 19 überstehen, können diese beispielsweise abgeschnitten werden. Um einen sicheren Halt der Lichtleitfasern 17 relativ zueinander und innerhalb der Hülse 19 zu gewährleisten, werden die Faserenden im Bereich der Hülse 19 miteinander verklebt. Hierzu wird ein Klebstoff in die Zwischenräume zwischen den Lichtleitfasern 17 im Bereich deren Stirnfläche 24 eingebracht. Alternativ kann dieses auch von der Rückseite der Hülse 19 aus geschehen. Die Lichtleitfasern 17 werden so miteinander und mit der Hülse 19 verklebt.
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Im Bereich der Stirnflächen 23 beziehungsweise 24 erfolgt nach dem Verkleben noch eine Oberflächenbehandlung, wie ein Schleifen und/oder eine Politur. Hiermit wird eine ebene und für den Lichtaustritt möglichst optimale Oberfläche erreicht. Außerdem sorgt sowohl das Verkleben als auch die Behandlung der Oberfläche für eine möglichst gegenüber Beschädigungen und Eindringen von Flüssigkeiten unempfindliche Oberfläche.
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Die so vorbereitete Hülse 19 mit dem Faserbündel 18 wird dann in den freien Bereich des Durchbruchs 16 eingebracht. Hierzu wird die Hülse 19 mit dem Faserbündel 18 auf das Faserrohr 14 aufgelegt. Anschließend wird das Außenrohr 15 über das Faserrohr 14 geschoben. Die Hülse 19 wird dann bei vollständigem Aufschieben des Außenrohres 15 auf das Faserrohr 14 positionsgenau am distalen Endbereich der Endoskopoptik 10 fixiert. Hierzu ist eine möglichst passgenaue Ausbildung der Hülse 19 zum stirnseitigen Durchbruch 16 erforderlich.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 3 bis 7 zeigt ebenfalls eine erfindungsgemäße Endoskopoptik 110. Diese weist ebenfalls ein Fenster 112 für ein Objektiv 111 auf. Das das Faserrohr 114 umgebende Außenrohr ist allerdings bei diesem Ausführungsbeispiel der Einfachheit halber nicht gezeigt.
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Eine Reihe von Lichtleitfasern 117 ist auch hier zu einem Faserbündel 118 zusammengefasst. Dies ist insbesondere in 4 dargestellt. Die einzelnen Fasern sind allerdings nicht im Detail gezeigt.
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Der distale Endbereich des Faserbündels ist ebenfalls in einer Hülse 119 angeordnet. Die Hülse 119 weist gleichfalls einen Durchbruch 125 zum Einführen der Lichtleitfasern 118 auf. Im Bereich der Stirnfläche 123 der Hülse 119 enden auch in diesem Fall die Fasern des Faserbündels 118 mit der gemeinsamen Stirnfläche 124. Die einzelnen Fasern des Lichtleitbündels 118 sind auch hier in der Hülse verklebt. Damit wird ein sicherer Halt der Fasern im Durchbruch 125 der Hülse 119 erreicht.
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Die Befestigung der Hülse 119 am Faserrohr 114 erfolgt im Ausführungsbeispiel durch Verklammern. Hierzu weist die Hülse 119 zwei Fortsätze 126 auf, die als Klemmbacken beim Aufstecken auf das Faserrohr 114 dienen. Sie verrasten auf beiden Seiten des Faserrohrs 114 in entsprechenden korrespondierenden Bereichen. Damit kann eine sichere Fixierung der Hülse 119 mit dem Faserbündel 118 auf dem Faserrohr 114 erreicht werden.
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Die Stirnfläche 124 des Faserbündels 118 dient im vorliegenden Fall allerdings nicht direkt als Lichtaustrittsfläche zum Beleuchten des Blickfeldes des Objektivs 111. Stattdessen wird die Stirnfläche 124 durch Stirnflächenkopplung mit einem am Faserrohr 114 befestigten Lichtleitelement 127 gekoppelt. Dieses Lichtleitelement 127 ist als starrer Lichtleiter oder auch Glasfaserstab ausgebildet. Dementsprechend kann er beispielsweise einen gekrümmten Endbereich 128 aufweisen, der dazu dient, eine Stirnfläche 129 dauerhaft optimal zur Beleuchtung des Blickfeldes auszurichten. Durch die Kopplung des Lichtes aus dem Faserbündel 118 über die Stirnfläche 124 und die Stirnfläche 130 des Lichtleitelements 127 in dasselbe wird für ein nahezu verlustlosen Übergang des Lichts vom Faserbündel 118 in das Lichtleitelement 127 gesorgt.
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Die Montage der Endoskopoptik 110 wird durch das fest angeordnete Lichtleitelement 127 deutlich vereinfacht. Das Faserbündel 118 muss in diesem Fall nicht in Richtung des Blickfeldes strahlend ausgerichtet werden. Stattdessen übernimmt diese Aufgabe das Lichtleitelement 127.
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Die fertiggestellte Kombination aus Hülse 119 und Faserbündel 118 kann dann einfach positionsgenau auf das Faserrohr 114 eingesteckt, aufgesetzt und/oder aufgeklipst werden. Dort wird sie aufgrund entsprechender Vorsprünge und korrespondierender Eingriffe für die Fortsätze 126 positionsgenau und richtig orientiert zum Lichtleitelement 127 gehalten. Durch das hier nicht gezeigte Außenrohr kann die Positionierung zusätzlich fixiert werden. Dazu kann das Außenrohr beispielsweise ein Lösen der Fortsätze 126 vom Faserrohr 114 durch entsprechende Anlage verhindern.
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Die Montage des Faserbündels 118 der Hülse 119 erfolgt in beiden hier exemplarisch beschriebenen Ausführungsbeispielen durch Einführen der Fasern des Faserbündels 118 und Verkleben derselben in der Hülse 119. Abschneiden und Schleifen und/oder Polieren der Stirnflächen 124 der Lichtleitfasern 117 schließen jeweils diesen Teilprozess der Herstellung ab. Ein Zusammensetzen von Außenrohr und Faserrohr 114 mit dem fertig konfektionierten Faserbündel 118 schließt sich an. Die fertige Endoskopoptik 110 kann dann in einem Endoskop verbaut werden, insbesondere dauerhaft und/oder lösbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Endoskopoptik
- 11
- Objektiv
- 12
- Fenster
- 13
- Hohlraum
- 14
- Faserrohr
- 15
- Außenrohr
- 16
- Hohlraum/Durchbruch
- 17
- Lichtleitfaser
- 18
- Faserbündel
- 19
- Hülse
- 20
- Stirnfläche
- 21
- Durchbruch
- 22
- Öffnung
- 23
- Stirnfläche
- 24
- Stirnfläche
- 25
- Durchbruch
- 31
- Prisma
- 32
- Linse
- 110
- Endoskopoptik
- 111
- Objektiv
- 112
- Fenster
- 113
- Hohlraum
- 114
- Faserrohr
- 118
- Faserbündel
- 119
- Hülse
- 120
- Stirnfläche
- 121
- Durchbruch
- 122
- Öffnung
- 123
- Stirnfläche
- 124
- Stirnfläche
- 125
- Durchbruch
- 126
- Fortsätze
- 127
- Lichtleitelement
- 128
- Endbereich
- 129
- Stirnfläche
- 130
- Stirnfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004023024 B4 [0003]
