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Die Erfindung betrifft eine Endoskopoptik gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein mit einer derartigen Endoskopoptik ausgeführtes Endoskop.
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Die Endoskopie hat sich im Rahmen der minimalinvasiven Chirurgie fest etabliert. Sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapie eingesetzte Endoskope haben üblicherweise eine Kanüle oder Kathetersonde, in die eine Optik zur Licht- und/oder Bildübertragung eingesetzt werden kann. Üblicherweise ist die Kathetersonde mehrlumig ausgeführt, so dass beispielsweise ein Arbeitslumen für ein chirurgisches Werkzeug, beispielsweise einen Bohrer, eine Biopsiezange oder einen Laserstrahleiter, oder ein Lumen zur Zuführung von Spülflüssigkeit und dergleichen ausgebildet sein kann. Die Kathetersonde kann starr oder flexibel ausgeführt sein. Derartige Endoskope sind beispielsweise in der
DE 197 44 856 A1 oder der
DE 195 42 955 C1 beschrieben.
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In der Druckschrift
DE 10 2004 005 709 A1 ist ein Endoskop offenbart, bei dem die vorgenannte Optik eine Beobachtungsoptik mit einem Bildleiter und eine Beleuchtungsoptik mit einem Lichtleiter aufweist, die jeweils in einem eigenen Lumen geführt ist. Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass durch die getrennten Lumina für die Bildoptik und die Beleuchtungsoptik ein relativ großer Anteil des Querschnitts der Kathetersonde bzw. der Kanüle beansprucht wird.
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Zur Überwindung dieses Nachteils wird in der
DE 10 2015 111 810 A1 vorgeschlagen, die Optik zur Bilderfassung/Bildübertragung und die Beleuchtungsoptik mit einem gemeinsamen optischen Pfad auszuführen, so dass beide Komponenten in einem Lumen angeordnet sein können. Bei der Auslegung der Bilderfassungs-/Bildübertragungsoptik ist insbesondere bei Fein- und Feinstkaliberendoskopen mit Einsatzgebieten beispielsweise in der Uretero-Renoskopie, der transpapillären Cholangiopankreatikoskopie in Mother-Baby-Technik, der perkutanen Cholangioskopie, der vaskulären Endoskopie, der Nasopharyngoskopie, der Hysteroskopie, der Periduroskopie und in der Ventrikuloskopie und insbesondere bei noch weiter miniaturisierten Endoskopen für die Tränenkanälchen am Auge, die Milchgänge in der weiblichen Brust, die Tuba Eustachii als Zugang zum Mittelohr sowie die Ophthalmochirurgie mit Schaftdurchmessern zwischen 0,5 mm und 3 mm darauf zu achten, dass der Blickwinkel der Optik so ausgelegt ist, dass der zu beobachtende, zu bearbeitende Bereich hinlänglich erfasst werden kann. Bei den oben genannten Lösungen ist die Optik in der Regel so ausgelegt, dass der Blickwinkel frontal, d.h. in Axialrichtung des Schaftes orientiert ist, so dass für die optische Inspektion entsprechende Bereiche des Hohlraumes oder Hohlorgane abgebildet werden, in die das Endoskop eingeführt ist. Bei einigen Anwendungen kann es jedoch erforderlich sein, den in etwa radial zum distalen Endabschnitt des Katheterschaftes liegenden Bereich des zu inspizierenden Objektes ohne optische Verzerrung oder dergleichen abzubilden - dies ist mit den vorbeschriebenen herkömmlichen Endoskopen mit in Axialrichtung ausgerichteter Optik nur schwierig realisierbar.
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In der
EP 3 571 975 A2 wird ein Seitenblick-Endoskop beschrieben, bei dem die Blickrichtung nicht parallel zur Längsachse des Katheterschaftes sondern mehr in Radialrichtung orientiert ist. Dazu ist in den distalen Endabschnitt des Katheterschaftes eine Abbildungseinrichtung mit zwei gekrümmten, lichtbrechenden Grenzflächen angeordnet, die gegeneinander gekippt sind, wobei die Relativpositionierung derart erfolgt, dass die Blickrichtung des Endoskops nicht axial, sondern dazu angestellt orientiert ist. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird in der
EP 3 571 975 A2 vorgeschlagen, die Abbildungseinrichtung mittels 3D-Druck, beispielsweise durch Mehrphotonen-Absorption oder Mehrprotonen-Polymerisation auszubilden, so dass die vorgenannten Grenzflächen einstückig ausgebildet sind.
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Bei derartigen 3D-Druckverfahren werden die dreidimensionalen Strukturen der Optik aus einem Material, beispielsweise einem organopolysiloxanhaltigem Material oder Fotolack gebildet, wobei eine ortsselektive Verfestigung des Materials in Folge lichtinduzierter organischer Vernetzung erfolgt. Das ortsaufgelöste Einbringen der elektromagnetischen Strahlung erfolgt beispielsweise durch eine optische Abbildung, wobei die Strahlung als Intensitätsmuster abgebildet wird. Dieses ortsaufgelöste Belichten (auch „Schreiben“ genannt) von zwei- oder dreidimensionalen Strukturen in der photosensitiven Substanz ermöglicht es, komplexe Strukturen in Nanometer- und Mikrometerbereich zu erzeugen.
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Derartige 3D-Druckverfahren sind beispielsweise in den Dokumenten
WO 2011/141 521 A1 und
DE 10 2011 012 484A1 beschrieben, so dass weitere Ausführungen zu den Grundlagen dieser Fertigungstechnologie entbehrlich sind.
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Ein Nachteil einer derartigen 3D-Drucktechnologie basierend auf dem ortsaufgelösten Belichten einer photosensitiven Substanz besteht darin, dass das zu druckende Bauteil aufgrund der derzeit zur Verfügung stehenden Materialien lediglich transparent ausgebildet werden kann. In der
EP 3 162 549 A1 wird ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem in die nach dem 3D-Druckverfahren ausgebildete Struktur eine „funktionale Substanz“ eingebracht wird, die beispielsweise Licht absorbierende oder reflektierende Partikel/Farbstoffe aufweist. Dabei werden bei der Herstellung der 3D-Struktur Kavitäten ausgebildet, die dann nach dem 3D-Drucken, beispielsweise durch Kapillarwirkung, mit der Substanz verfüllt werden. Dadurch kann beispielsweise über diese Substanz bei einem Linsensystem mit mehreren Linsen eine Blende oder Randschwärzung erzeugt werden.
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Mit den vorbeschriebenen Lösungen lassen sich zwar mit geringem fertigungstechnischen Aufwand Endoskopoptiken herstellen, die allerdings im Hinblick auf den Blickwinkel auf den jeweiligen Anwendungsbereich (axial ausgerichteter oder radial ausgerichteter Blickwinkel) optimiert sind.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Endoskopoptik und ein mit einer derartigen Endoskopoptik ausgeführtes Endoskop zu schaffen, das im Hinblick auf die Bilddatenerfassung verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Endoskopoptik mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. durch ein mit einer derartigen Endoskopoptik ausgeführtes Endoskop gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der untergeordneten Patentansprüche.
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Die erfindungsgemäße Endoskopoptik hat einen Aperturansatz, der zumindest teilweise durch 3D-Drucken, insbesondere durch ortsselektives Verfestigen eines photosensitiven Materials in Folge lichtinduzierter organischer Vernetzung, oder durch ein generatives Verfahren hergestellt ist und an dem eine Axial-Linsenanordnung mit einer etwa in Axialrichtung eines Endoskopschaftes orientierten Blickrichtung und eine Radial-Linsenanordnung mit einem etwa in Radialrichtung orientierten Blickwinkel ausgebildet sind. Die Endoskopoptik hat des Weiteren eine Bildübertragungs- oder Bilderfassungseinrichtung zum Übertragen bzw. Erfassen eines über den Aperturansatz eingekoppelten Bildes.
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Das erfindungsgemäße Konzept sieht vor, einen im 3D-Druckverfahren ausgebildeten Aperturansatz auszubilden, der eine in Axialrichtung ausgerichtete Linsenanordnung und eine mehr in Radialrichtung ausgerichtete Linsenanordnung ausweist, so dass auch Randbereiche des zu inspizierenden Objektes ohne optische Fehler erfasst werden können. Dieser in 3D-Drucktechnik hergestellte Aperturansatz kann sehr kompakt ausgebildet sein, so dass er auch bei einer Endoskopoptik eines Feinstkaliberendoskopes verwendet werden kann.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Aperturansatz mit einer Sperrschicht ausgeführt, die Strahlführungspfade (Strahlengänge) zwischen der Axial-Linsenanordnung und der Bildübertragungs- oder Bilderfassungseinrichtung einerseits und der Radial-Linsenanordnung und der Bildübertragungs-/Bilderfassungseinrichtung andererseits optisch trennt, so dass die Bildinformationen im Bereich des Aperturansatzes nicht überlagert werden und somit getrennt voneinander zur Bildübertragungs- oder Bilderfassungseinrichtung geführt werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Sperrschicht als eine nicht transparente Schicht, beispielsweise als eine mit schwarzen Farbstoffen eingefärbte Schicht ausgebildet sein.
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Das Material kann beispielsweise ein Polymermaterial sein, das mit entsprechenden Partikeln/Farbstoffen versetzt ist und so ausgelegt ist, dass es die optische Trennung der genannten Strahlengänge ermöglicht und somit als „optische Abdeckung“ dient.
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Diese Sperrschicht kann nach dem 3D-Drucken des Aperturansatzes oder aber auch - sofern dies technologisch möglich ist - während des 3D-Drucks ausgebildet werden.
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Die Bildübertragungseinrichtung kann ein Faserbündel sein. Als Bilderfassungseinrichtung kann beispielsweise ein CMOS-Bildsensor oder dergleichen verwendet werden.
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Die Sperrschicht ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie die Radial-Linsenanordnung in Axialrichtung (in Blickrichtung gesehen) überdeckt.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Sperrschicht mit einem Durchgang versehen. Dieser Durchgang ist derart ausgebildet, dass die Radial-Linsenanordnung um 180° verdreht gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel innerhalb des Aperturansatzes ausgebildet sein kann. Somit würde der in Radialrichtung orientierte Blickwinkel durch den Durchgang und entlang und/oder kreuzend zu den Strahlengängen der durch die Axial-Linsenanordnung eintretenden Strahlen führen. Mit anderen Worten gesagt ist der Blickwinkel der Radial-Linsenanordnung nicht unmittelbar nach radial Außen gerichtet, sondern durch den Aperturansatz, durch den Durchgang der Sperrschicht, aus der der Radial-Linsenanordnung gegenüberliegenden Seite des Aperturansatzes hinaus. Damit verläuft der Strahlengang der Radial-Linsenanordnung auch durch eine Axiallinie des Aperturansatzes.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Aperturansatz einen transparenten Hauptkörper, an dessen distaler Stirnfläche die Axial-Linsenanordnung ausgebildet ist. Der Aperturansatz hat des Weiteren einen transparenten Rückkörper, der optisch an die Bildübertragungs- oder Bilderfassungseinrichtung angekoppelt ist bzw. mit diesem in Wirkverbindung steht, wobei der Hauptkörper und der Rückkörper mechanisch mit einander verbunden sind. Diese Struktur wird vorzugsweise in 3D-Druckverfahren einstückig ausgebildet. Dabei ist es jedoch auch möglich, die Komponenten aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Axial-Linsenanordnung zentriert an der distalen Stirnfläche angeordnet. Mit anderen Worten gesagt, ist die Axial-Linsenanordnung bei einer Draufsicht auf die Stirnfläche entlang der Axiallinie mittig auf dieser Stirnfläche angeordnet.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Axial-Linsenanordnung dezentral auf der distalen Stirnfläche angeordnet. Das heißt, dass die Axial-Linsenanordnung versetzt zu der Axiallinie angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Axial-Linsenanordnung derart versetzt angeordnet ist, dass sie entlang der distalen Stirnfläche gesehen von der Radial-Linsenanordnung beabstandet angeordnet ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Hauptkörper mit einer radialen Stufe ausgeführt, die abschnittsweise einen Aufnahmeraum für die Radial-Linsenanordnung ausbildet, und die mit der Sperrschicht zur Radial-Linsenanordnung hin überdeckt ist.
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Ein mit einer derartigen Endoskopoptik ausgeführtes Endoskop hat eine Kanüle oder einen Endoskopschaft, in der/dem zumindest ein Optiklumen ausgebildet ist, an dessen distalen Endabschnitt die vorbeschriebene Endoskopoptik angesetzt ist.
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Der Endoskopschaft oder die Kanüle kann flexibel ausgeführt sein und hat vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von weniger als 5 mm, vorzugsweise weniger als 3 mm.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Feinstkaliberendoskops;
- 2a eine schematische Darstellung eines Aperturansatzes des Endoskops gemäß 1 mit einer versetzten Axial-Linsenanordnung,
- 2b eine schematische Darstellung eines Aperturansatzes des Endoskops mit einer zentrierten Axial-Linsenanordnung,
- 2c eine schematische Darstellung eines Aperturansatzes des Endoskops mit einer versetzten Axial-Linsenanordnung und einer um 180° rotierten Radial-Linsenanordnung,
- 2d eine schematische Darstellung eines Aperturansatzes des Endoskops mit einer versetzten Axial-Linsenanordnung,
- 3 Ausführungsbeispiele von Aperturansätzen mit unterschiedlichen Radial-Linsenanordnungen und
- 4 eine schematische, dreidimensionale Ansicht des Aperturansatzes aus 2b.
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1 zeigt beispielhaft eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Endoskops 1, das als starres Endoskop ausgeführt ist. Prinzipiell kann selbstverständlich auch ein flexibles Endoskop mit einem flexiblen Katheterschaft in der erfindungsgemäßen Weise ausgerüstet sein. Ein derartiges flexibles Endoskop ist beispielsweise in der
DE 10 2008 037 260 A1 offenbart.
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Das in der 1 dargestellte Endoskop 1 hat eine Kanüle 2, an die beispielsweise ein Dreifachanschlussstück 4 angesetzt ist. Die Verbindung kann beispielsweise über eine an sich bekannte Luer-Lock-Verbindung erfolgen. Dieses Anschlussstück 4 hat einen axialen Anschluss 6 und zwei beidseitig davon abgehende Schräganschlüsse 8, 10. An den axialen Anschluss 6, der in Verlängerung der Kanüle 2 verläuft, ist ein Werkzeug 12, beispielsweise ein Bohrwerkzeug der eingangs beschriebenen Art angesetzt. Der in 1 oben liegende Schräganschluss 8 ist beispielsweise mit einer Spülleitung 14 verbunden, und der in 1 unten liegende Schräganschluss 10 dient zur Ankopplung einer Optik 16. Über diese kann das zu therapierende bzw. inspizierende Objekt zum einen beleuchtet werden, zum anderen können Bildinformationen zur Auswertung an ein gestrichelt angedeutetes Display 18 weitergegeben werden, auf dem dann ein hochauflösendes Bild 20 des zu therapierenden/inspizierenden Bereiches sichtbar ist.
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Das Detail X zeigt den distalen Endabschnitt der Kanüle 2 in stark schematisierter Weise. In diesem Endabschnitt mündet ein Arbeitslumen 22, in das das Werkzeug 12 eingesetzt ist. Dieses kann über einen nicht dargestellten Mechanismus von einer Rückzugposition in eine Arbeitsposition gebracht werden, in der es sich axial und/oder radial aus der Kanüle 2 heraus erstreckt.
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Des Weiteren angedeutet ist ein Optiklumen 26, in dem eine Endoskopoptik zumindest abschnittsweise aufgenommen ist. Angedeutet ist des Weiteren eine Beleuchtungseinrichtung 28 zur Beleuchtung des zu therapierenden Bereiches. Diese Beleuchtung kann beispielsweise in relativ einfacher Weise über Dioden erfolgen, die Licht in einer Wellenlänge in IR- oder UV-Bereich abgeben. Prinzipiell kann jedoch auch auf eine gesonderte Beleuchtung verzichtet werden.
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In das Optiklumen 26 ist die Endoskopoptik eingesetzt, über die die Bildinformation erfasst, verarbeitet und an die Bildauswerteeinheit, beispielsweise das Display 18, übertragen wird.
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Bei den in den folgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Bildinformation über ein Objektiv mit einem Aperturansatz 30 erfasst und über ein Lichtleitfaserbündel oder einen Bildsensor, beispielsweise einen CCD- oder CMOS-Bildsensorverarbeitet und zur Bildauswerteeinheit übertragen. Derartige Kamerachips sind beispielsweise in der
DE 20 2010 006 943 U1 beschrieben.
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2a zeigt eine Prinzipdarstellung eines an das Optiklumen 26 angesetzten Aperturansatzes 30, der erfindungsgemäß nach einem 3D-Druckverfahren, insbesondere durch ortsselektives Verfestigen eines photosensitiven Materials in Folge lichtinduzierter organischer Vernetzung ausgebildet ist. Dieser Aperturansatz 30 kann aus der distalen Stirnfläche 32 der in 2a lediglich angedeuteten Kanüle 2 auskragen oder aber zumindest abschnittsweise in das Optiklumen 26 eingesetzt sein. Wie eingangs erläutert, kann anstelle eines starren Endoskops selbstverständlich ein flexibles Endoskop mit einem Optiklumen 26 vorgesehen sein, in/an das der Aperturansatz 30 eingesetzt/angesetzt ist.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 2a hat der Aperturansatz 30 einen Hauptkörper 34, der eine parallel zu einer Kanülenachse (waagerecht in 2a) und beabstandet zu einer Axiallinie 68 ausgerichtete Axiallinse 36 (oder eine Axial-Linsenanordnung) aufweist, deren Blickwinkel α entsprechend frontal in Richtung der Kanülenachse ausgerichtet ist, so dass der in Axialrichtung vor der Axiallinse 36 angeordnete Bereich des zu inspizierenden/therapierenden Objektes erfasst wird.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, das in 2b dargestellt ist, ist die Axiallinse 36 (oder Axial-Linsenanordnung) ebenfalls parallel zur Kanülenachse ausgerichtet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel liegt die Axiallinse 36 jedoch etwa auf der Axiallinie 68.
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Die nachfolgende Beschreibung der 2a und 2b bezieht sich abgesehen von dieser Unterscheidung auf beide Ausführungsbeispiele.
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Der Hauptkörper 34 hat an einer von der Axiallinse 36 entfernten Rückseite eine optisch brechende Grenzfläche 38, über die der Strahlengang in Richtung auf einen Rückkörper 40 umgelenkt wird. Dieser ist ebenfalls als optisches Bauelement ausgebildet und im Abstand zum Hauptkörper 34 angeordnet. Zwischen diesen beiden Komponenten erstrecken sich Halterungen 42, von denen lediglich in 2b eine Halterung 42 dargestellt ist. Diese sind ebenfalls im 3D-Druckverfahren gemeinsam mit dem Hauptkörper 34 und dem Rückkörper 40 ausgebildet und derart ausgestaltet, dass die optische Relativposition der beiden Komponenten 34, 40 während des Gebrauchs sichergestellt ist.
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Der Rückkörper 40 ist bei den in den 2a und 2b dargestellten Ausführungsbeispielen optisch an ein Bildleitfaser-Bündel 44 angekoppelt, über das die Bildinformation zu der Bildauswerteeinheit geführt wird. Der Rückkörper 40 und der Hauptkörper 34 sind aus einem transparenten Material mit hoher optischer Qualität ausgeführt.
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In dem in 2a und 2b oben liegenden Bereich ist am Hauptkörper 34 eine sich in Radialrichtung öffnende Aufnahmestufe 46 ausgebildet, die einen Aufnahmeraum 48 für eine Radiallinse (oder Radial-Linsenanordnung) 50 bildet, deren Blickwinkel β etwa in Radialrichtung ausgerichtet ist, so dass die Randbereiche des Objektes erfasst werden. Die Aufnahmestufe 46 hat eine Radialtiefe T, die so bemessen ist, dass die Radiallinse 50 vollständig in die Aufnahmestufe 46 und damit in den Hauptkörper 34 eintauchen kann und somit in Radialrichtung nicht oder nur gering über den Hauptkörper 34 übersteht. Eine Innenstirnfläche 52 der Aufnahmestufe 46 ist axial beabstandet zu der dem Objekt zugewandten Stirnfläche 54 des Hauptkörpers 34.
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Die Radiallinse 50 hat außenseitig eine Eintrittsfläche 56 für den Bildstrahlengang, wobei innenseitig eine den Strahlengang in Axialrichtung umlenkende Umlenkfläche 58 ausgebildet ist, über die der Strahlengang in Richtung zu einer rückseitigen Austrittsfläche 60 umgelenkt wird. Der Strahlengang tritt dann aus der Radiallinse 50 aus und wird in Richtung zum Rückkörper 40 fokussiert. Dementsprechend erfolgt über die Radiallinse 50 (bzw. das Linsensystem) in etwa eine 90°-Umlenkung des etwa in Radialrichtung einfallenden optischen Strahlengangs.
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Die Radiallinse 50 wird ebenfalls durch das 3D-Druckverfahren gemeinsam mit dem Hauptkörper 34 und dem Rückkörper 40 ausgebildet. Zur Vermeidung einer Überlagerung der Strahlengänge sind diese durch eine Sperrschicht 62 voneinander getrennt, die auf die Flächen der Aufnahmestufe 46 des Hauptkörpers 34 aufgebracht ist. Im Rückkörper 40 ist eine kapillare Aufnahmekammer 64 ausgebildet, in die die Sperrschicht 62 eingebracht werden kann. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß 2a und 2b erstreckt sich zwischen der Aufnahmekammer 64 und der Aufnahmestufe 46 eine Trennwand 66, die den Rückkörper 40 mit dem Hauptkörper 34 des Aperturansatzes 30 verbindet, und auf der die Sperrschicht 62 ebenfalls aufgebracht ist, so dass diese durchgängig die beiden Strahlengänge trennt.
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Bei den Ausführungsbeispielen gemäß
2a und
2b kann diese Sperrschicht 62 nach dem 3D-Drucken des Aperturansatzes 30 mit dem Hauptkörper 34, dem Rückkörper 40 und der Radiallinse 50 sowie der Axiallinse 36 ausgebildet werden. Wie in der Druckschrift
EP 3 162 549 A1 erläutert, können beim 3D-Drucken die entsprechenden Aufnahmekammern 64 ausgebildet werden, in die ein mit entsprechenden Farbstoffen/Partikeln versetztes Fluid eingebracht wird, das dann nach dem Aushärten/Trocknen die Sperrschicht 62 ausbildet. Prinzipiell kann diese Sperrschicht 62 auch beim 3D-Drucken ausgebildet werden.
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Wie erläutert, ist die Radiallinse 50 vorzugsweise einstückig mit dem Hauptkörper 34 und dem Rückkörper 40 ausgebildet. Prinzipiell können diese aus dem gleichen transparenten Material oder aber auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen, die im Hinblick auf den Brechungsindex oder sonstige optische Eigenschaften ausgewählt sind.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 2c dargestellt ist, kann die Radial-Linsenanordnung 50 im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen nach 2a und 2b um 180° rotiert an dem Hauptkörper 34 ausgebildet sein. Die Aufnahmestufe 46, der Aufnahmeraum 48, sowie die Innenstirnfläche 52 sind gegenüber den vorgenannten Ausführungsbeispielen um 180° rotiert.
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Um diese Anordnung zu ermöglichen ist in der Sperrschicht 62 ein Durchgang 70 vorgesehen. Der Strahlungswinkel β ist weitestgehend identisch zu dem der Ausführungsbeispiele gemäß den 2a und 2b. Versuche haben gezeigt, dass die sich kreuzenden Strahlengänge keinen oder aber nur einen sehr geringen Einfluss auf die Qualität der Aufnahme haben.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2c ist die Axiallinse 36 versetzt zu der Axiallinie 68 angeordnet. Auch eine zentrierte Anordnung der Axiallinse 36 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 2b ist realisierbar.
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2d zeigt eine schematische Darstellung des Aperturansatzes 30 des Endoskops mit der versetzten Axiallinse 36 aus 2a und 2c. Anstelle des Faserbündels steht ein als Bilderfassungseinrichtung dienender Bildsensor 144 in Wirkverbindung mit dem Rückkörper 40. Der Bildsensor 144 ist beispielsweise ein CCD- oder CMOS-Chip, dessen Signale mit einer Signalleitung 146 durch die (in 1 gezeigte) Kanüle 2 und den Schräganschluss 10 zum Display 18 übertragen werden.
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In 3 sind stark schematisiert unterschiedliche Möglichkeiten dargestellt, mit denen der Blickwinkel/Bilderfassungsbereich 51 des Aperturansatzes 30 durch Variation der Geometrie der Radial-Linsenanordnung 50 eingestellt werden kann. Bei allen Ausführungsbeispielen ist die Axiallinse 36 so ausgerichtet, dass das Objekt in Axialrichtung der Kanüle 2 erfassbar ist. Bei dem in 3a) dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Radiallinse 50 so ausgelegt, dass der Blickwinkel/Bilderfassungsbereich 51 in Radialrichtung klein ist, so dass lediglich ein eng begrenzter Raum mit einer hohen Auflösung erfasst wird.
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Bei der Variante gemäß 3b) ist die Radiallinse 50 so ausgelegt, dass ein breiter Blickwinkel/Bilderfassungsbereich 51 erfasst wird, wobei dieser nach unten (Ansicht in 3), d.h. zur Axiallinie 68 hin konvex verrundet ist.
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Bei der Variante gemäß 3c) ist diese konvexe Verrundung nicht ausgebildet, so dass der radial erfasste Blickwinkel/Bilderfassungsbereich 51 zur Axiallinie 68 hin in etwa planar verläuft.
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Selbstverständlich können durch geeignete Auslegung der Radial-Linsenanordung 50 / Aperturansatzes 30 auch andere Blickwinkel/Bilderfassungsbereiche 51 realisiert werden.
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4 zeigt den Aperturansatz 30 aus 2b in einer perspektivischen Ansicht. Er ist einstückig aus dem Hauptkörper 34, den als Stege ausgebildeten Halterungen 42, dem Rückkörper 40 und der Radiallinse 50 gebildet.
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Weiterhin ist die Aufnahmekammer 64 zu erkennen, mittels der die Sperrschicht 62 gebildet wird. Dies geschieht nach dem 3D-Drucken, durch Verfüllen mit der funktionalen Substanz, die Licht absorbierende oder reflektierende Partikel aufweist.
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Ein Vorteil der beschriebenen Lösung mit einem im 3D-Druckverfahren ausgebildeten Aperturansatz 30 mit zwei Linsensystemen 36, 50, von denen eines im Wesentlichen in Radialrichtung und das andere im Wesentlichen in Axialrichtung ausgerichtet ist, und die optisch an ein Faserbündel 44 angekoppelt oder mit einem Bildsensor 144 verbunden sind, lässt sich eine Bildübertragung mit äußerst hoher Qualität mit geringem fertigungstechnischem Aufwand realisieren. Das beschriebene System ist, wie erläutert, insbesondere bei Fein- und Feinstkaliberendoskopen vorteilhaft.
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Offenbart sind eine Endoskopoptik und ein mit einer derartigen Endoskopoptik ausgeführtes Endoskop mit einem Aperturansatz 30, der ein in Axialrichtung und ein in Radialrichtung ausgebildetes Linsensystem 36, 50 aufweist, das erfindungsgemäß mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt ist. Das 3D-Druckverfahren ist ein additives Verfahren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endoskop
- 2
- Kanüle/Schaft
- 4
- Anschlussstück
- 6
- axialer Anschluss
- 8
- Schräganschluss
- 10
- Schräganschluss
- 12
- Werkzeug
- 14
- Spülleitung
- 16
- Optik
- 18
- Display
- 20
- Bild
- 22
- Arbeitslumen
- 26
- Optiklumen
- 28
- Beleuchtung
- 30
- Aperturansatz
- 32
- Stirnfläche
- 34
- Hauptkörper
- 36
- Axiallinse / Axial-Linsenanordnung
- 38
- Grenzfläche
- 40
- Rückkörper
- 42
- Halterung
- 44
- Bildleitfaserbündel
- 46
- Aufnahmestufe
- 48
- Aufnahmeraum
- 50
- Radiallinse / Radial-Linsenanordnung
- 51
- Blickwinkel/Bilderfassungsbereich
- 52
- Innenstirnfläche
- 54
- Stirnfläche
- 56
- Eintrittsfläche
- 58
- Umlenkfläche
- 60
- Austrittsfläche
- 62
- Sperrschicht
- 64
- Aufnahmekammer
- 66
- Trennwand
- 68
- Axiallinie
- 70
- Durchgang
- 144
- Bildsensor
- 146
- Signalleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19744856 A1 [0002]
- DE 19542955 C1 [0002]
- DE 102004005709 A1 [0003]
- DE 102015111810 A1 [0004]
- EP 3571975 A2 [0005]
- WO 2011/141521 A1 [0007]
- DE 102011012484 A1 [0007]
- EP 3162549 A1 [0008, 0044]
- DE 102008037260 A1 [0029]
- DE 202010006943 U1 [0034]
