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Die Erfindung betrifft eine Prismenhalteranordnung mit einem Schwenkprisma sowie zwei feststehenden Prismen für ein Endoskop mit variabler Blickrichtung, mittels denen Licht, das durch eine Lichteintrittsfläche des Schwenkprismas eintritt, in eine axiale Richtung des Endoskops umgelenkt wird, und einem Prismenhalter für das Schwenkprisma, sowie ein Endoskop mit variabler Blickrichtung.
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Endoskope, und insbesondere Videoendoskope, bei denen das an einer distalen Spitze eines Endoskopschafts des Endoskops eintretende Licht eines Operationsfeldes durch ein optisches System zu einem proximalen Okular oder auf einen oder mehrere Bildsensoren gelenkt wird, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. So gibt es Endoskope mit Geradeausblick, einer so genannten 0°-Blickrichtung, oder Endoskope mit seitlicher Blickrichtung, die beispielsweise eine seitliche Blickrichtung von 30°, 45°, 70° oder Ähnliches abweichend von der 0°-Blickrichtung aufweisen. Hierbei ist mit den genannten Gradzahlen der Polarwinkel zwischen der zentralen Blickachse und der Längsachse des Endoskopschafts gemeint. Weiter gibt es Endoskope bzw. Videoendoskope mit verstellbarer seitlicher Blickrichtung, bei denen der Blickwinkel, also die Abweichung von dem Geradeausblick, einstellbar ist. Neben einer Einstellung des Blickwinkels, also der Abweichung vom Geradeausblick, kann auch die Blickrichtung, also der Azimutwinkel, um die Längsachse des Endoskopschafts eingestellt werden, indem das Endoskop als Ganzes um die Längsachse des Endoskopschafts gedreht wird.
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In der europäischen Patentanmeldung
EP 2 369 395 A1 ist ein optisches System für ein Videoendoskop gezeigt, bei dem eine Änderung des Blickwinkels dadurch geschieht, dass ein erstes Prisma einer distal im Endoskopschaft angeordneten Prismengruppe mit drei Prismen um eine Drehachse gedreht wird, die senkrecht bzw. quer zur Längsachse des Endoskopschafts liegt. Die beiden anderen Prismen, die zusammen mit dem ersten Prisma den optischen Strahlengang definieren, werden nicht mitrotiert.
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Das Prisma, im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Schwenkprisma bezeichnet, ist aus einem Glasblock geschliffen. Die Breite des Glasblocks richtet sich nach der Größe des Strahlengangs. Das Prisma wird in einem Prismenhalter aufgenommen und durch drei Anschlagflächen positioniert. Der Prismenhalter selbst wird in einer Halterung drehbar gelagert. Bei der Konzeption und Herstellung entsprechender Prismengruppen ist die Ausrichtung des Prismas zu dessen Drehachse sehr wichtig. Besonders bei der Drehung kann ein Taumeln des Prismas um die Drehachse zu einer deutlichen Verschlechterung der Bildqualität führen.
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Der Prismenhalter, der für die Aufnahme des Prismas benötigt wird, ist sehr kompliziert und aufwändig zu fertigen und generiert somit hohe Kosten. Zum Herstellen der drei Anschlagflächen sind Ausläufe für die Fräsen notwendig, die den erforderlichen Bauraum für den Halter vergrößern. Die Anschlagflächen müssen sowohl zueinander als auch absolut sehr genau gefertigt werden, was nur mit einem hohen Fertigungs- und Qualitätsaufwand machbar ist. Auch das Ausrichten des Prismas an den Anschlagflächen ist nicht trivial, da das Prisma an allen drei Flächen gleichzeitig ausgerichtet werden muss, ohne dass eine Verkippung auftritt.
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Andere Prismenhalter sind bereits bekannt. So offenbart
US 6,537,209 B1 ein optisches System eines Endoskops, dessen Konstruktion eine panoramische Beobachtung von Innenflächen von Hohlräumen oder Kanälen erlaubt. Eine seitliche Beobachtungsdüse ist am Rohr angeordnet, die frei um das Rohr rotierbar ausgebildet ist. Diese Düse umfasst eine Einheit mit zwei Reflektionsprismen, von denen eines zur seitlichen Beobachtung und das andere für eine seitliche Beleuchtung vorgesehen ist. Die Halterung hierfür hat einen zylinderabschnittsförmigen Körper mit einer als Kreissegment ausgebildeten Grundfläche.
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WO 2013/124044 A1 offenbart ein Videoendoskop mit verstellbarer Blickrichtung mit einem Schwenkprisma und zwei weiteren feststehenden Prismen. Ein drehbarer Prismenhalter für das Schwenkprisma weist eine umfängliche Zahnradstruktur auf, die mit im Endoskopschaft linear beweglichen Elementen zur Verschwenkung des Schwenkprismas zusammenwirkt. Auch
US 2013/0044361 A1 betrifft ein endoskopisches optisches System, das distal eine Schwenkprismengruppe mit einem Schwenkprisma und zwei feststehenden Prismen aufweist.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Aufwand bei der Herstellung, dem Zusammenbau und der Ausrichtung von Prismen und Prismenhaltern in entsprechenden Endoskopen bei wenigstens gleichbleibender optischer Qualität zu verringern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Prismenhalteranordnung mit einem Schwenkprisma sowie zwei feststehenden Prismen für ein Endoskop mit variabler Blickrichtung, mittels denen Licht, das durch eine Lichteintrittsfläche des Schwenkprismas eintritt, in eine axiale Richtung des Endoskops umgelenkt wird, und einem Prismenhalter für das Schwenkprisma gelöst, die dadurch weitergebildet ist, dass das Schwenkprisma eine plane Lichteintrittsfläche, eine plane Lichtaustrittsfläche und eine plane Spiegelfläche aufweist, wobei die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche um 90° zueinander und jeweils um 45° zur Spiegelfläche angeordnet sind, wobei das Schwenkprisma als zylinderabschnittsförmiger Körper mit einer als Kreissegment ausgebildeten Grundfläche ausgebildet ist, dessen Zylinderachse senkrecht auf die Lichtaustrittsfläche steht, wobei in der Projektion auf die Lichtaustrittsfläche die Lichteintrittsfläche eine das Kreissegment begrenzende Sehne darstellt, wobei der Prismenhalter zylinderabschnittsförmig an die Grundfläche des Schwenkprismas angepasst und mit einer um 45° geneigten Schrägfläche ausgebildet ist, wobei ein Außenumfang des Prismenhalters einem Außenumfang des Schwenkprismas entspricht.
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Im Querschnitt bzw. in der Projektion auf die Lichtaustrittsfläche, die senkrecht zur Zylinderachse ausgerichtet ist, ist das Prisma somit nicht mehr kreisförmig, sondern kreisabschnittsförmig bzw. kreissegmentförmig. Die Lichteintrittsfläche zieht sich wie eine Sehne durch den Umfang der zuvor kreisförmigen Grundfläche.
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Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass für die Funktion des Schwenkprismas nur die Lichteintrittsfläche, die Lichtaustrittsfläche und die Spiegelfläche relevant sind. Die Seitenflächen sind nicht relevant, daher müssen diese nicht als plane Flächen ausgeführt werden. Der Halter wird zylinderförmig mit einer zum Prisma passenden Schräge ausgeführt. Das Schwenkprisma kann somit einfach mit seiner schrägen Spiegelfläche auf die passende schräge Haltefläche des Prismenhalters montiert werden. Weiterhin entfällt die Notwendigkeit der genauen Ausrichtung anhand von drei Anschlagflächen. Verkippungen sind daher weniger wahrscheinlich. Diese Konstruktion ist sehr einfach und daher kostengünstig auszuführen.
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Im Vergleich zu herkömmlichen Prismenhalteranordnungen mit Prismenhaltern, die drei Anschlagflächen aufweisen und einen erheblichen Bauraum beanspruchen, ist der Prismenhalter der erfindungsgemäßen Prismenhalteranordnung sehr klein ausgeführt. Auch der erfindungsgemäße Prismenhalter ist zylinderabschnittsförmig ausgeführt und in Bezug auf seinen Außenumfang an den Außenumfang des Schwenkprismas angepasst. Das Schwenkprisma kann somit einfach mit seiner schrägen Spiegelfläche auf die passende schräge Haltefläche des Prismenhalters montiert werden. Zusätzlich werden die Außendurchmesser von Schwenkprisma und Prismenhalter zueinander ausgerichtet. Dies ist beispielsweise einfach in einer passenden Bohrung einer Vorrichtung möglich. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau können das Schwenkprisma und der Prismenhalter somit mit wenig Aufwand in der Teilefertigung und der Montage präzise ausgerichtet miteinander geführt werden.
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Vorzugsweise ist die Zylinderachse in der Grundfläche enthalten, wobei die Sehne in einer Symmetrieebene der Grundfläche zwischen 20% und 70% eines Radius der Grundfläche von der Zylinderachse beabstandet ist, insbesondere zwischen 30% und 60%, insbesondere zwischen 40% und 55%. So bleibt mehr als die Hälfte der ursprünglich kreisförmigen Grundfläche erhalten. Die Zylinderachse befindet sich noch immer innerhalb des Schwenkprismas. Die genannten Bereiche sind besonders bevorzugt, da sie außerdem bei gleichzeitig kleinem Bauraum eine große Abdeckung des Sichtfelds garantieren. Von großen zu kleinen Werten der genannten Bereiche fortschreitend verkleinert sich sowohl der erforderliche Bauraum und das Sichtfeld. Es ist von der Anwendung und der gesamten Optik abhängig, wo der optimale Kompromiss zwischen Bauraum und Sichtfeldabdeckung liegt, wobei mittlere Werte, etwa zwischen 30% und 60%, oder zwischen 40% und 55%, einen sehr guten Kompromiss für eine Vielzahl von Situationen bieten. Bei dieser Verkleinerung kann die optische Drehachse sich von der Zylinderachse entfernen.
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Vorteilhafterweise sind die Lichteintrittsfläche und die Spiegelfläche aus einem zylindrischen Glaskörper geschliffen. Aus dem ursprünglichen Glaszylinder wird somit auf einfache Weise parallel zur zentralen Zylinderachse die plane Lichteintrittsfläche geschliffen.
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Vorzugsweise ist das Schwenkprisma ausschließlich mit seiner Spiegelfläche an der Schrägfläche des Prismenhalters angeordnet und befestigt. Dies verringert den Aufwand in der Ausrichtung und Befestigung und gewährleistet eine sichere und trudelfreie Halterung des Schwenkprismas.
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Die Eintrittsfläche des Strahlenganges in das Schwenkprisma muss eine gewisse Größe aufweisen, damit der Strahlengang nicht beschnitten wird. Hierfür muss der Durchmesser des Prismas eine gewisse Größe aufweisen. Durch die notwendige Größe des Schwenkprismas wird der erforderliche Bauraum erhöht. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Prismenhalter daher eine exzentrisch angeordnete Drehachse auf, die zur Zylinderachse parallel durch eine Symmetrieebene der kreisabschnittsförmigen Grundfläche verläuft und von der Lichteintrittsfläche weiter entfernt ist als die Zylinderachse. Durch diese Maßnahmen wird der erforderliche Bauraum verkleinert. Ebenfalls wird auch die Lagerachse des Prismenhalters zu dem Ausrichtungsdurchmesser des Prismenhalters dezentriert. Hierdurch bleiben der Strahlengang und die Drehachse konzentrisch. Vorteilhafterweise ist die Eintrittsfläche des Strahlenganges so positioniert, dass von dem Außendurchmesser des Schwenkprismas mehr als die Hälfte zur Ausrichtung zum Prismenhalter verbleibt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Prismenhalter an der vom Schwenkprisma abgewandten Seite in Verlängerung der Drehachse einen Achszapfen auf, der in einem Drehlager einer Halterung der Prismenhalteranordnung drehbar gelagert ist. Es ergibt sich so eine einseitige Lagerung der Kombination aus Prismenhalter und Schwenkprisma, die eine stets korrekte Ausrichtung des Schwenkprismas zum zweiten Prisma der Prismengruppe sicherstellt. Es handelt sich um eine besonders einfach zu realisierende und kostengünstige Art der Halterung und Lagerung.
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Insgesamt ergibt sich durch die Kombination des erfindungsgemäßen Schwenkprismas mit dem erfindungsgemäßen Prismenhalter ein wesentlich verkleinerter Bauraum, da der Prismenhalter das Schwenkprisma nicht mehr umschließt. Auch die Montierung und Ausrichtung des Schwenkprismas einerseits zum Prismenhalter und andererseits zu den weiteren optischen Elementen des Endoskops werden hierdurch vereinfacht und verbessert.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Endoskop mit variabler Blickrichtung mit einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Prismenhalteranordnung gelöst.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Endoskops,
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2 eine schematische Seitenansicht einer bekannten Prismeneinheit,
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3 eine schematische Draufsicht auf eine bekannte Prismeneinheit,
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4 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Prismenhalteranordnung,
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5a), b) eine schematische perspektivische Darstellung eines Prismas und eines Prismenhalters,
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6 eine schematische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Prismenhalteranordnung und
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7a)–c) schematische Draufsichten und perspektivische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Prismenhalters.
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In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
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1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Endoskops 1 mit einem proximalen Handgriff 2 und einem starren Endoskopschaft 3. An der distalen Spitze 4 des Endoskopschafts 3 ist ein Sichtfenster 5 angeordnet, hinter dem ein distaler Abschnitt 6 des Endoskopschafts angeordnet ist, der eine nicht dargestellte Prismeneinheit und eine nicht dargestellte Bildsensoreinheit aufweist. Das Endoskop 1 kann als Videoendoskop ausgebildet sein.
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Das Sichtfenster 5 an der distalen Spitze 4 ist gekrümmt und asymmetrisch ausgeführt. Damit ist das Sichtfenster 5 ausgebildet, einen variablen seitlichen Blickwinkel zu unterstützen. Eine Änderung der Blickrichtung, also eine Änderung des azimutalen Winkels um die Längsachse des Endoskopschafts 3 herum, wird durch eine Drehung des Handgriffs 2 um die zentrale Rotationsachse bzw. Längsachse des Endoskopschafts 3 bewirkt. Das Hüllrohr des Endoskopschafts 3 ist mit dem Handgriff verbunden. Auch die nicht dargestellte Prismeneinheit an der distalen Spitze 4 rotiert mit der Drehung des Handgriffs 2 mit.
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Der Handgriff 2 weist ein als Drehrad 7 ausgebildetes erstes Bedienelement und ein als Schiebeschalter 8 ausgebildetes zweites Bedienelement auf.
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Zur Beibehaltung der Horizontlage des angezeigten Bildes wird bei einer Drehung des Handgriffs 2 das Drehrad 7 festgehalten. Dies bewirkt, dass der Bildsensor im Inneren des Endoskopschafts 3 die Bewegung nicht mitvollzieht.
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Um den Blickwinkel zu verändern, also die Abweichung der Blickrichtung vom Geradeausblick, wird der Schieber 8 bewegt. Ein Schieben des Schiebers 8 nach distal hin führt beispielsweise zu einer Vergrößerung des Blickwinkels, ein Zurückholen des Schiebers 8 nach proximal bewirkt in diesem Fall eine Verringerung des Blickwinkels bis zum Geradeausblick. Die Betätigung des Schiebers 8 geht einher mit einer Drehung des Bildsensors, um auch bei einer Verdrehung der Prismeneinheit gegeneinander die Horizontlage des angezeigten Bildes beizubehalten.
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In 2 ist eine entsprechende bekannte Prismeneinheit 10 von der Seite schematisch dargestellt. Auf der linken Bildseite tritt Licht eines zentralen Strahlengangs 21, der als strichpunktierte Linie dargestellt ist, durch ein Sichtfenster 5 ein und tritt durch eine Eintrittslinse 11 in ein erstes, distales Prisma 12 ein. Das Licht trifft auf die Spiegelfläche 13 und wird durch Totalreflexion oder eine Verspiegelung nach unten in Richtung auf ein zweites Prisma 14 sowie eine Spiegelfläche 15 des zweiten Prismas gespiegelt. Die Spiegelfläche 15 weist einen spitzen Winkel zu der Unterseite 17 des zweiten Prismas 14 auf, so dass der zentrale Strahlengang zunächst auf einen zentralen Abschnitt der Unterseite 17 gespiegelt wird und von dort zu einer zweiten Spiegelfläche 16 des zweiten Prismas 14. Auch diese zweite Spiegelfläche 16 weist einen spitzen Winkel zu der Unterseite 17 auf, so dass der zentrale Strahlengang wiederum nach oben reflektiert wird (Achse B). Dort tritt das Licht in ein drittes Prisma 18 mit einer Spiegelfläche 19 ein, durch die das Licht des zentralen Strahlenganges 21 wiederum zentral in einer zur Längsachse des Endoskopschafts 3 parallele Richtung gespiegelt wird und durch eine Austrittslinse 20 aus der Prismeneinheit 10 austritt. Oberhalb der Prismeneinheit 10 ist außerdem noch ein Teil eines Lichtleitfaserbündels 25 dargestellt, mittels dessen Licht von proximal an die distale Spitze geleitet wird, um ein ansonsten unbeleuchtetes Operationsfeld zu beleuchten.
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Das erste Prisma 12 kann um die senkrechte Achse A gedreht werden, um den seitlichen Blickwinkel zu verstellen. Dadurch drehen sich auch die Spiegelflächen 13 und 15 gegeneinander, so dass die Horizontlage des Bildes, das nach proximal weitergeleitet wird, bei einer Drehung des ersten Prismas 12 um die Achse A geändert wird. Dies muss durch eine Drehung des Bildsensors oder der Bildsensoren ausgeglichen werden.
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In 3 ist die Prismeneinheit 10 aus 2 in einer schematischen Draufsicht dargestellt. Auf der linken Seite ist dargestellt, wie das erste Prisma 12 in einer 0°-Blickrichtung angeordnet ist (durchgezogene Linien). Ebenfalls ist mit gestrichelten Linien dargestellt, dass das erste Prisma 12 zusammen mit der Eintrittslinse 11 um die Drehachse A gedreht ist. In diesem Fall ist der Überlappungsbereich zwischen den Spiegelflächen 13 des ersten Prismas 12 und 15 des zweiten Prismas 14 verdreht. Dementsprechend ist auch die Horizontlage verdreht.
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4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine Prismenhalteranordnung 30, die distal in einem Endoskopschaft 3 eines Endoskops 1, beispielsweise aus 1, angeordnet ist. Der Strahlengang verläuft in der 4 von links nach rechts. Licht tritt zunächst durch eine Eintrittslinse 11 ein und gelangt in ein erstes Schwenkprisma 12, wo es an einer um 45° geneigten Spiegelfläche um 90° nach unten abgelenkt wird und zu einem zweiten Prisma 14 gelangt. Dieses weist zwei um jeweils 45° geneigte Spiegelflächen auf, so dass das einfallende Licht, das durch den zentralen Strahlengang 21 repräsentiert wird, um zweimal 90° abgelenkt wird und in ein drittes Prisma 18 gelangt, das ebenfalls eine um 45° geneigte Spiegelfläche aufweist und das Licht um 90° ablenkt, so dass es nach der letzten Ablenkung in Längsrichtung des Endoskops durch eine rückwärtige Linsengruppe 25 gelangt. Hinter der rückwärtigen Linsengruppe 25 können sich Bildsensoren oder optische Stablinsensysteme zur Weiterleitung des Lichts zu einem proximal angeordneten Okular finden, die in 4 nicht dargestellt sind.
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Das Schwenkprisma 12 ist um eine mit „A“ bezeichnete Achse schwenkbar, die mit dem nach unten gerichteten Abschnitt des zentralen Strahlengangs 21 zusammenfällt. Das Schwenkprisma 12 ist hierfür in einem Prismenhalter 40 gelagert, der in einer äußeren Halterung 35 um die Achse „A“ drehbar gelagert ist. In der äußeren Halterung 35 sind auch das zweite Prisma 14, das dritte Prisma 18 und die rückwärtige Linsengruppe 25 gehaltert.
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In 5 ist im Teilbild 5a) ein als Schwenkprisma 12 geeignetes Prisma in einer schematischen perspektivischen Darstellung gezeigt, das eine gleichschenklige rechtwinklige Konfiguration hat, wobei die Lichteintrittsfläche 13A und die Lichtaustrittsfläche 13B die Kathete und Ankathete des rechten Winkels bilden, während die Spiegelfläche 13 die Hypotenuse des rechtwinkligen Dreiecks bildet, also die dem rechten Winkel gegenüberliegende Seite. Die Seitenflächen 13C sind eben.
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5b) zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Schwenkprismas 12 und eines Prismenhalters 40 aus 4. Der Prismenhalter 40 hat eine zylindrische Umfangskontur und weist an seiner Innenseite eine erste Anschlagfläche 41, eine zweite Anschlagfläche 42 und eine dritte, schräge Anschlagfläche 43 für das Schwenkprisma 12 auf. Die drei Anlageflächen 41, 42, 43 sind vergleichsweise klein, um möglichst wenig vom Strahlengang zu blockieren. Dies erhöht den Aufwand bei der Montierung und Justierung bzw. Ausrichtung des Schwenkprismas 12 im Prismenhalter 40.
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Ferner sind Zahnradzähne 45 zur mechanischen Kopplung an ein nicht dargestelltes Verschiebeelement vorgesehen, das ein Schiebeelement am Handgriff mit dem Prismenhalter 40 verbindet und mit dem eine längsaxiale Bewegung des Verschiebeelements im Endoskopschaft 3 in eine Schwenkbewegung des Prismenhalters 40 mit dem Schwenkprisma 12 umgesetzt wird.
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In 6 ist eine schematische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Prismenhalteranordnung 130 dargestellt. Vergleichbar zu der bekannten Ausführungsform aus 4 ist bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß 6 ein Teil der optischen Elemente in einer Halterung 135 gelagert. Dies betrifft das zweite Prisma 14, das dritte Prisma 18 und, bis auf eine axiale Rotierbarkeit, die rückwärtige Linsengruppe 125. Die Halterung 135 weist im distalen Bereich außerdem ein Drehlager 137 auf, in dem ein Achszapfen 142 eines erfindungsgemäßen Prismenhalters 140 gelagert ist. Das Zentrum des Drehlagers 137 und des Achszapfens 142 fällt mit der Drehachse „A“ zusammen. Der Prismenhalter 140 weist eine um 45° geneigte Schrägfläche auf, an der ein erfindungsgemäßes Schwenkprisma 112 mit seiner Spiegelfläche 113 befestigt ist. Es ist im Vergleich zwischen den 6 und 4 unmittelbar ersichtlich, dass der für den Prismenhalter 140 erforderliche Bauraum deutlich kleiner ist als der für den bekannten Prismenhalter 40 erforderliche Bauraum. Auch die Halterung 135 ist weniger ausladend als die Halterung 35.
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In 7a) bis 7c) sind schematische Draufsichten und perspektivische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Prismenhalters gezeigt. 7a) zeigt eine Draufsicht auf die Oberseite des Prismenhalters 140 mit dem Achszapfen 142. Der Außenumfang 146 des Prismenhalters 140 hat die Form eines Kreisabschnitts, also eines Kreises, der durch eine durch den Umfang verlaufende gerade Sehne abgeschnitten ist. In der Draufsicht ist erkennbar, dass das Schwenkprisma 112 den Prismenhalter 140 an der Seite der Lichteintrittsfläche 113A etwas überragt. Die Radien des Außendurchmessers des Schwenkprismas 112 und des Prismenhalters 140 sind aneinander angepasst. Ebenfalls ist erkennbar, dass der Achszapfen 142 gegenüber dem eigentlichen Zentrum des kreisförmigen Außenumfangs 146 exzentrisch angeordnet ist, und zwar von der geraden Kante weiter entfernt beabstandet.
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7b) zeigt eine perspektivische schematische Darstellung der Kombination aus erfindungsgemäßem Prismenhalter 140 und Schwenkprisma 112. Das Schwenkprisma 112 ist mit seiner Spiegelfläche 113 an der schrägen Haltefläche des Prismenhalters 140 angeordnet und befestigt und ragt an der Seite der Lichteintrittsfläche 113A etwas über die Außenkontur des Prismenhalters 140 hinaus. Insgesamt bilden das Schwenkprisma 112 und der Prismenhalter 140 einen im Wesentlichen zylinderabschnittsförmigen bzw. zylindersegmentförmigen Körper, also einen zylinderförmigen Körper mit einer abgeschnittenen beziehungsweise abgeflachten Seite parallel zur zentralen Zylinderachse. Die Lichtaustrittsfläche 113B bildet eine Zylinderendfläche, die senkrecht zur Zylinderachse ausgerichtet ist. Die Zylinderendfläche steht senkrecht zur Lichteintrittsfläche 113A und unter einem Winkel von 45° zur Spiegelfläche 113.
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In 7c) ist der Effekt der Dezentrierung der Drehachse 114 gegenüber der Zylinderachse 116 in der Symmetrieebene 119 gezeigt, die senkrecht durch die Mitte der Lichteintrittsfläche 113A verläuft. Bei gleich großer Lichteintrittsfläche 113A wäre bei einer Drehachse, die mit der Zylinderachse korrespondiert, ein Schwenkprisma notwendig, dessen Außenkontur als alternative Außenkontur 118 gestrichelt dargestellt ist. Mit einer durchgezogenen Linie ist die Außenkontur des Schwenkprismas 112 gezeigt, das eine dezentrierte Drehachse 114 aufweist. Die geometrischen Verhältnisse zwischen Lichteintrittsfläche 113A und Drehachse 114, die den Verlauf des Strahlengangs 21 im distalen Bereich bestimmen, sind konstant geblieben. Die Außenkontur kann jedoch deutlich kleiner ausfallen als in dem Fall, in dem Drehachse und Zylinderachse zusammenfallen. Auch ein Schwenkprisma mit der alternativen Außenkontur 118 liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung.
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Das Ausmaß der Verkleinerung der Außenkontur im Vergleich zur alternativen Außenkontur 118 durch Parallelverschiebung der Drehachse in der Symmetrieachse 119 im Vergleich zur Zylinderachse ist an die jeweiligen Gegebenheiten des Endoskops 1 anzupassen. So würde eine wesentlich weitere Dezentrierung, als sie in 7c) gezeigt ist, zu einer stärkeren Beschneidung des Raumwinkels führen, aus dem Licht durch das gesamte System aus Schwenkprisma 112, zweitem Prisma 14 und drittem Prisma 18 hindurch geleitet werden kann, und zwar insbesondere in dem Bereich der Lichteintrittsfläche 113A, der nahe an der Lichtaustrittsfläche 113B liegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endoskop
- 2
- Handgriff
- 3
- Endoskopschaft
- 4
- distale Spitze
- 5
- Sichtfenster
- 6
- distaler Abschnitt
- 7
- Drehrad
- 8
- Schiebeschalter
- 9
- Hüllrohr
- 10
- Prismeneinheit
- 11
- Eintrittslinse
- 12
- Schwenkprisma
- 13
- Spiegelfläche
- 13A
- Lichteintrittsfläche
- 13B
- Lichtaustrittsfläche
- 13C
- Seitenfläche
- 14
- zweites Prisma
- 15, 16
- Spiegelflächen
- 17
- Unterseite
- 18
- drittes Prisma
- 19
- Spiegelfläche
- 20
- Austrittslinse
- 21
- zentraler Strahlengang
- 25
- rückwärtige Linsengruppe
- 30
- Prismenhalteranordnung
- 35
- Halterung
- 40
- Prismenhalter
- 41
- erste Anschlagfläche
- 42
- zweite Anschlagfläche
- 43
- schräge Anschlagfläche
- 45
- Zahnradzähne
- 112
- Schwenkprisma
- 113
- Spiegelfläche
- 113A
- Lichteintrittsfläche
- 113B
- Lichtaustrittsfläche
- 113C
- Außenumfang
- 114
- Drehachse
- 116
- Zylinderachse
- 117
- Grundfläche
- 118
- alternative Außenkontur
- 119
- Symmetrieebene
- 125
- rückwärtige Linsengruppe
- 130
- Prismenhalteranordnung
- 135
- Halterung
- 137
- Drehlager
- 140
- Prismenhalter
- 142
- Achszapfen
- 144
- Schrägfläche
- 146
- Außenumfang
