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Die
Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zum lösbaren Verbinden
eines endoskopischen Lichtleiters mit einer Lichtquelleneinheit
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
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Medizinische
Endoskope bestehen im allgemeinen aus einem Einführinstrument, das sich aus der
Vorderseite eines Manipulationskopfes erstreckt, und einem Universalkabel,
das in der entgegengesetzten Richtung von dem Einführinstrument
weg aus der Rückseite
des Manipulationskopfes geführt wird.
Das Universalkabel weist an seinem zunächst liegenden Ende ein Lichtquellenverbindungselement auf,
das lösbar
mit einer Beleuchtungslichtquellenvorrichtung mit einer in einem
Gehäuse
untergebrachten Beleuchtungslampe verbunden ist. Zu diesem Zweck
ist auf der Seite des Lichtquellengehäuses ein Buchsenabschnitt vorgesehen.
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Beim
Betrieb wird normalerweise abhängig vom
Geschmack oder den Gewohnheiten des Bedieners ein Endoskop mit einem
geeigneten Aufbau ausgewählt.
Alternativ wird abhängig
vom Verwendungszweck oder der Art einer auszuführenden endoskopischen Untersuchung
ein Endoskop verwendet, das einem bestimmten Typ angehört. Andererseits
ermöglicht
eine in einem endoskopischen Untersuchungszimmer zu installierende
Lichtquelle vorzugsweise ein Anschließen von Endoskopen verschiedener
Typen. Ein und dieselbe Lichtquelle kann für unterschiedliche Typen von
Endoskopen verwendet werden, wenn die Steckerabschnitte der jeweiligen
Endoskope entsprechend allgemei nen Abmessungsspezifikationen konstruiert
sind. In dem in der JP 58-152532A beschriebenen Fall werden beispielsweise
Lichtquellenverbindungselemente mit unterschiedlichem Aufbau unter
Verwendung eines Adapters mit dem Buchsenabschnitt einer Lichtquelle verbunden.
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Zur
Sicherstellung einer gleichmäßigen, mühelosen
Einführung
in eine Körperöffnung ist
es unumgänglich,
daß ein
endoskopisches Einführ
element den geringstmöglichen
Durchmesser bzw. die geringstmögliche
Dicke aufweist. Das Gleiche gilt für einen Lichtleiter, der durch
das Einführinstrument
geführt
wird. Zur Übertragung
einer ausreichenden Lichtmenge über
einen schmalen Lichtleiter muß für die Lichtquelle
eine Quellenlampe verwendet werden, die eine große Lichtmenge abgeben kann,
beispielsweise eine Lampe mit hoher Intensität, wie eine Xenonlampe. Mit
der Verwendung einer Xenonlampe sind jedoch eine Reihe von Problemen
verbunden. Zusätzlich
zu den Schwierigkeiten, daß sie
kostspielig ist und die Verwendung einer Lichtquelle mit einem insgesamt
größeren Aufbau
erfordert, benötigt sie
beispielsweise eine exklusive Startvorrichtung. Aus diesen Gründen geht
der Trend zur Verwendung einer einfacheren Halogenlampe als endoskopische Lichtquelle.
Im Vergleich zu einer Xenonlampe weist eine Halogenlampe eine geringere
Lichtintensität auf.
Daher wird es bei einer Lichtquelle mit einer Lampe mit geringerer
Intensität
erforderlich, die Effizienz der Lichtkondensation durch die Verwendung eines
Lichtleiters mit einem größeren Durchmesser zu
verbessern.
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Wie
vorstehend beschrieben, wurden in unterschiedlichen endoskopischen
Lichtquellen sowohl Lampen mit hoher Intensität als auch Lampen mit geringer
Intensität
als Quellenlampen verwendet. In die sem Zusammenhang ist es nicht
wünschenswert, einen
schmalen Lichtleiter mit einer Lichtquelle mit einer Lampe mit geringer
Intensität
zu verbinden, da dies zu einem unzureichenden Beleuchtungslichtpegel
führt.
In dieser Hinsicht ist es möglich,
einen dicken Lichtleiter mit einer Lampe mit hoher Intensität zu verbinden.
Die Übertragung
eines übermäßig hohen
Volumens an Beleuchtungslicht kann jedoch zu einer Lichthofbildung
auf endoskopischen Bildern führen,
da bei gesteigerten Reflexionen von den Wänden der Kavität zusätzlich zu
dem Problem einer gesteigerten Wärmeabstrahlung
auf die Kavitätswände die
Wahrscheinlichkeit der Sättigung
einer Festkörperbildsensorvorrichtung
besteht. Diese Probleme können
durch eine Verringerung der Lichtintensität oder durch die Verwendung
eines Filters oder dergleichen bis zu einem gewissen Grad ausgeräumt werden.
Dementsprechend ist es nicht unmöglich, ein
Endoskop mit einem Lichtleiter mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser an eine Lichtquelle mit
einer Lampe mit hoher Intensität
anzuschließen.
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Der
Steckerabschnitt auf der Seite des Lichtleiters, der lösbar mit
einem Buchsenabschnitt eines Lichtquellengehäuses verbunden werden soll,
weist eine stabartige Form auf, die im allgemeinen als „Lichtleiterstab" bezeichnet wird.
In einigen Fällen
ist der Lichtleiterstab zum Zwecke der Erleichterung des Verbindens
und der Trennung so beschaffen, daß er zu Lasten der Stabilität des angeschlossenen
Zustands des Lichtleiterstabs leicht mit dem Buchsenabschnitt verbunden
werden kann. Daneben ragt der Lichtleiterstab normalerweise aus
dem Gehäuse
eines Lichtquellenverbindungselements, und der Lichtleiterstab ist
so beschaffen, daß er
durch einen Kopplungsabschnitt in einem Buchsenabschnitt größtenteils
in eine Lichtquelle ragt. Daher besteht die Möglichkeit, daß das eingesteckte
Ende des Lichtleiterstabs in schwingende Bewegungen versetzt wird, wenn
das Universalkabel straff gezogen wird oder das Gehäuse der
Lichtquelle vibriert.
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Wenn
das Lichtquellenverbindungselement in die Buchse gesteckt wird,
wird der Lichtleiterstab mit der optischen Achse des Beleuchtungslichtpfads der
Quellenlampe in Ausrichtung gebracht. Wird der Lichtleiterstab in
Vibrationsbewegungen versetzt, treten jedoch aufgrund wiederholter
Abweichungen des Lichtleiterstabs von der optischen Achse der Lichtquelle
ein Flackern des Beleuchtungslichts bzw. Schwankungen des Beleuchtungslichtpegels
auf. Daher ist es zweckmäßig, auf
der Seite der Lichtquelle einen Zentriermechanismus mit einer Stabendenhalterung
zum festen Halten des vorderen Endabschnitts des Lichtleiterstabs
in ausgerichteter Stellung vorzusehen, wie beispielsweise in dem
JP 3-26491 offenbart.
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Dicke
und schmale Lichtleiterstäbe
unterscheiden sich hinsichtlich des Durchmessers deutlich voneinander.
Wenn das Verbinden zweier unterschiedlicher Typen von Lichtleiterstäben mit
einer gemeinsamen Lichtquelle ermöglicht wird, wird es daher
nötig,
daß für die Lichtquelle
ein Zentriermechanismus mit einer Stabendenhalterung verwendet wird,
die unabhängig
von den unterschiedlichen Durchmessern sowohl dicke als auch dünne Lichtleiterstäbe in einer
ausgerichteten, mittigen Position halten kann.
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Aus
den
US 6 374 025 B und
US 6 231 503 B sind
Verbindungsanordnungen zum lösbaren
Verbinden eines endoskopischen Lichtleiters mit einer Lichtquelleneinheit
bekannt, die ein zylindrisches Gehäuse mit einer darin längs verschiebbar
angeordneten Linse aufweisen. In einer zentralen Durchgangsbohrung
in der massiven Stirnwand des Gehäuses ist das äußere starre
Rohr eines aus optischen Fasern bestehenden Lichtleiterstabes aufgenommen,
das einen konischen Endabschnitt aufweist. Ein buchsenförmiges Gleitelement
weist in seiner Stirnwand eine zentrale konische Öffnung auf,
in welche der konische Endabschnitt des Rohrs eingreift. Am offenen Endabschnitt
des gegen eine Druckfeder axial im Gehäuse verschiebbaren Gleitelements
ist eine Sammellinse eingespannt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung zum lösbaren Verbinden
eines endoskopischen Lichtleiters mit einer Lichtquelleneinheit
zu schaffen, die das Verbinden sowohl dicker als auch dünner endoskopischer
Lichtleiterstäbe
mit ein und derselben Lichtquelle sowie das sichere Halten der jeweiligen
Lichtleiterstäbe
in einer mittigen Position ermöglicht,
um ein Ausgehen oder Flackern des Beleuchtungslichts zu verhindern.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Der
aus einem Bündel
optischer Fasern bestehende endoskopische Lichtleiter ist in einem
Endabschnitt von einem starren Rohr umschlossen, das um eine vorgegebene
Länge aus
dem Gehäuse
eines Verbindungselements ragt. Der so gebildete Lichtleiterstab
kann in einen Buchsenabschnitt der Lichtquelleneinheit gesteckt
werden. Dieser Buchsenabschnitt weist auf der Seite der Lichtquelleneinheit
eine fest auf einer Leitrohrplatte in einem Lichtquellengehäuse montierte
Halterung zum Halten des vorderen Endabschnitts des Lichtleiterstabs
auf. Diese Halterung besteht aus einem mit der optischen Achse eines
Beleuchtungspfads von der Lichtquelle ausgerichteten, fest auf der
Leit rohrplatte montierten, rohrförmigen
Gehäuse
und aus einem axial verschiebbar in das Gehäuse eingepaßten Gleitelement, dessen Inneres
einen sich nach außen
konisch erweiternden Lichtleitkanal bildet. Dieser Lichtleitkanal
weist an seinem schmalen inneren Ende einen zylindrischen Kanalabschnitt
auf, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser
des schmalstmöglichen Lichtleiterstabs
entspricht.
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Der
Lichtleitkanal des Gleitelements besteht somit aus einem sich konisch
erweiternden Abschnitt und einem zylindrischen Abschnitt, in den
der vordere Endteil eines Lichtleiterstabs mit dem kleinstmöglichen
Durchmesser paßt.
Bei Verwendung dickerer Lichtleiterstäbe stößt deren vorderes Ende gegen
die konische innere Umfangsfläche
und wird durch die Vorspanneinrichtung mit dieser in Druckkontakt
gehalten. Vorzugsweise ist ein nach innen ragender ringförmiger Gratabschnitt
auf der Innenseite des zylindrischen Abschnitts des Lichtleitkanals
vorgesehen, der in Kontakteingriff mit einem vorderen Ende des starren
Rohrs des schmalstmöglichen
Lichtleiterstabs gehalten werden kann und gleichzeitig als Unterbrechungselement
dient, das die Menge des eingegebenen Beleuchtungslichts begrenzt,
das auf eine Lichtaufnahmeendfläche
eines dicken Lichtleiterstabs trifft, der gegen die konische innere
Umfangsfläche
des Gleitelements stößt.
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Wenn
die Quellenlampe der Lichtquelle dem Typ mit hoher Intensität angehört, wird
das Beleuchtungslicht im wesentlichen auf die gesamte Lichtaufnahmeendfläche des
schmalsten Lichtleiterstabs gestrahlt. Dementsprechend kann der
dickere Lichtleiterstab, der gegen die konische innere Umfangsfläche des
Gleitelements stößt, der
ursprünglich
für die Verwendung
mit einer Lichtquelle mit geringer Intensität konzipierten Art angehören. In
diesem Fall wird der Lichtleitkanal zur Lichtaufnahmeendfläche des dicken
Lichtleiterstabs durch den vorstehend erwähnten, ringförmigen Grat
begrenzt. Hierbei trifft jedoch im Vergleich zu den mittleren Bereichen
eine erheblich geringere Menge des Beleuchtungslichts auf die äußeren Umfangsbereiche
der Lichtaufnahmeendfläche
des Lichtleiterstabs. In diesem Zusammenhang werden die Positionen
der optischen Fasern zum Licht emittierenden Ende hin vorzugsweise zufällig gemischt,
um dem Lichtleiter eine gleichmäßige Übertragung
des Beleuchtungslichts über
den Querschnittsbereich des Bündels
optischer Fasern zu ermöglichen.
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Vorzugsweise
ist eine Kondensationslinse auf der Leitrohrplatte des Buchsenabschnitts
montiert, um das Beleuchtungslicht von der Quellenlampe zu kondensieren
und die Ausrichtung des Lichtleiters mit dem Pfad des Beleuchtungslichts
weiter zu verbessern. Unter dem Gesichtspunkt der strukturellen
Festigkeit ist die Leitrohrplatte vorzugsweise eine Metallplatte.
Im Falle einer Metallplatte ist das Gleitelement aus einem elektrisch
isolierenden Material ausgebildet.
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Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen
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1 eine
schematische Darstellung, die den allgemeinen Aufbau eines Endoskops
zeigt;
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2 eine
schematische Außenansicht
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen endoskopischen
Lichtquellenverbindungselements, die einen vertikalen Schnitt eines
Steckerabschnitts des Verbindungselements in dem von einem Buchsenabschnitt
des Gehäuses
einer Lichtquelle getrennten Zustand zeigt;
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3 eine
schematische Schnittansicht, die einen Lichtleiterstab eines Endoskops
zeigt, der in einen Buchsenabschnitt einer Lichtquelle eingesteckt wurde;
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4 eine
schematische Schnittansicht, die einen Lichtleiterstab mit einem
größeren Durchmesser
zeigt, der in den Buchsenabschnitt einer Lichtquelle eingesteckt
ist;
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5 eine
schematische Darstellung, die die Menge des eingegebenen Belichtungslichts
veranschaulicht, das auf den schmalen und den dicken Lichtleiterstab
gemäß den 3 und 4 trifft.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen anhand der bevorzugten Ausführungsformen genauer beschrieben.
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In 1 ist
der allgemeine Aufbau eines typischen, für medizinische Zwecke verwendeten
Endoskops schematisch dargestellt. In der Figur bezeichnet 1 ein
Einführinstrument,
das in eine Körperöffnung eines
Patienten eingeführt
wird. Das Einführinstrument 1 des Endoskops
ist aus einem starren vorderen Endabschnitt 1a, auf dem
ein endoskopischer Untersuchungsmechanismus mit einem Beleuchtungsfenster
bzw. Beleuchtungsfenstern und einem Sichtfenster gehalten wird,
einem mit dem nahe gelegenen Ende des starren vorderen Endabschnitts 1a verbundenen
und durch eine Fernbedienung abwinkelbaren Winkelabschnitt 1b zum
Drehen des starren vorderen Endabschnitts 1b in eine gewünschte Richtung
und einem länglichen,
flexiblen Körperabschnitt 1c zusammengesetzt,
der längs
einem Einführungspfad
elastisch in beliebige Richtungen biegbar ist. Das nahe gelegene
Basisende des flexiblen Körperabschnitts 1c ist
mit einer Manipulationskopfbaugruppe 2 verbunden, die zur
Manipulation des Einführinstruments 1 von
einem Bediener aufgenommen werden kann. Auf der Manipulationskopfbaugruppe 2 sind
neben einem Luft- oder
Wasserzufuhrventil, etc. ein Knopf bzw. Knöpfe für eine manuelle Bedienung vorgesehen.
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Das
endoskopische Einführinstrument 1 wird normalerweise
in eine dunkle Körperöffnung eingeführt und
muß daher
die Stelle in der Kavität
beleuchten, die betrachtet bzw. untersucht werden soll. Zu diesem
Zweck erstreckt sich das Licht emittierende Ende eines Lichtleiters
in ein auf dem stauen vorderen Endabschnitt 1a vorgesehenes
Beleuchtungsfenster und ist in diesem angeordnet. Das gegenüberliegende
Lichteingabeende des Lichtleiters ist in einem Pfad des Beleuchtungslichts
von einer in einer endoskopischen Lichtquelleneinheit 20 untergebrachten
Quellenlampe angeordnet. Dadurch wird das Beleuchtungslicht von
der Quellenlampe durch den Lichtleiter übertragen und an das Beleuchtungsfenster übertragen,
um eine Stelle in der Kavität
vor dem Untersuchungsfenster des Endoskops zu beleuchten. Zu diesem
Zweck ist der Lichtleiter von dem Universalkabel 4 umschlossen,
das sich aus der Manipulationskopfbaugruppe 4 erstreckt.
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Am
nahe gelegenen Ende des Universalkabels 4 ist ein Lichtquellenverbindungselement 10 vorgesehen,
das lösbar
mit der Lichtquelle 20 verbunden werden kann. Bei diesem
Beispiel besteht der vorstehend erwähnte Lichtleiter aus einem
Bündel extrem
feiner optischer Fasern, die in den Biegerichtungen gebogen werden
können.
Ein nahe gelegener Endabschnitt des Lichtleiters ist von einem starren Rohr
umschlossen, das zur Bildung eines Lichtleiterstabs 12 aus
einem Gehäuse 11 des
Lichtquellenverbindungselements 10 ragt.
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Bei
einem elektronischen Endoskop, für
das eine Festkörperbildsensorvorrichtung
in dem Untersuchungsfenster verwendet wird, ist ein Signalkabel von
der Festkörperbildsensorvorrichtung
mit einem Videosignalprozessor verbunden. Das Videosignalkabel wird
ebenfalls durch das vorstehend erwähnte Universalkabel geführt und
an einem Punkt auf halbem Wege von dem Lichtleiter getrennt und über ein Videokabelverbindungselement 7 lösbar an
den Videosignalprozessor angeschlossen. Die Beleuchtungslichtquelle
und der Videosignalprozessor sind entweder als getrennte Einheiten
oder als eine komplexe Einheit vorgesehen.
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In 2 ist
das in einen Buchsenabschnitt auf der Seite der Lichtquelle 20 einzusteckende Lichtquellenverbindungselement 10 auf
der Seite des Endoskops schematisch gezeigt, und in 3 ist eine
vergrößerte Schnittansicht
des in die Lichtquelle 20 eingesteckten Lichtquellenverbindungselements 10 gezeigt.
Wie aus diesen Figuren deutlich hervorgeht, besteht der Lichtleiterstab 12 aus
einem Bündel optischer
Fasern in dem nahe gelegenen Endabschnitt des Lichtleiters 13,
der von einem starren Rohr 12a umschlossen ist. Auf die
Endfläche
am nahegelegenen Ende des Lichtleiters 13 auftreffendes Licht
ist auf ein Abdeckglas 14 gerichtet, das in das entfernte
Ende des starren Rohrs 12a eingepaßt ist. Durch 15 ist
ein Rohr be zeichnet, das aus dem entfernten Ende des Gehäuses 11 des
Verbindungselements ragt und mit dem ein Luft- oder Wasserschlauch
lösbar
verbunden werden kann.
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Im
Gehäuse
der Lichtquelle 20 ist eine Quellenlampe 21 montiert.
Das Beleuchtungslicht von der Quellenlampe 21 wird mittels
eines ersten und eines zweiten Kondensationselements, die jeweils
die Form eines konkaven Spiegels 22 und einer Kondensierlinse 23 aufweisen,
auf einen vorgegebenen Punkt kondensiert. In 2 bezeichnet
der Buchstabe A die optische Achse eines Lichtpfads. Obwohl in den
Zeichnungen auf seine Darstellung verzichtet wurde, ist ein Unterbrechungselement
zwischen der Quellenlampe 12 und der Kondensierlinse 23 in
dem Lichtpfad angeordnet.
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Die
Lichtquelle 20 weist ein kastenförmiges Gehäuse mit einer Basis 20a auf,
und der Großteil der
Bauteile der Lichtquelle 20 einschließlich der Quellenlampe 21,
dem konkaven Spiegel 22 und der Kondensierlinse 23 sind
auf der Basis 20a montiert. In den Zeichnungen bezeichnet 24 eine
Leitrohrplatte, auf der ein Linsenrohr der Kondensierlinse 23 gehalten
wird. Die Leitrohrplatte 24 ist aus einem L-förmigen Metallstreifen
mit einer Öffnung 25 in
seinem vertikalen Plattenabschnitt 24a aufgebaut. Die Öffnung 25 weist
einen vorgegebenen Durchmesser auf, um einen Lichtleiterpfad mit
der optischen Achse A des Belichtungslichts zu erzeugen. Ein gebogener unterer
Endabschnitt 24b trifft auf die Basis 20a und ist
mittels Schrauben oder anderen geeigneten Befestigungsvorrichtungen
sicher an dieser befestigt.
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Ein
Buchsenabschnitt 26, der den Lichtleiterstab 12 des
Lichtquellenverbindungselements 10 aufnimmt, wird auf dem
vertikalen Plattenabschnitt 24a gehalten. Eine vordere
Konsole 20b des Lichtquellengehäuses weist eine Öffnung zur
Aufnahme der Buchsenbau gruppe 26 auf. Mehrere horizontale Streben 28 sind
fest auf der Leitrohrplatte 24 vorgesehen, und der Buchsenabschnitt 26 wird
auf einer kreisförmigen
Halteplatte 29 gehalten, die an den vorderen Enden der
horizontalen Streben 28 befestigt ist.
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Der
Buchsenabschnitt 26 besteht aus einer Baugruppe aus einer
inneren Röhre 30 und
einer äußeren Röhre 31,
die jeweils aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt
sind. Die äußere Röhre 31 weist
um den inneren Umfang ihres vorderen Endabschnitts einen inneren
Flanschabschnitt 31a auf, und an einer Position auf der äußeren Seite
des inneren Flanschabschnitts 31a ist eine ringförmige Anschlagrille 31b ausgebildet.
Beim Einstecken wird ein runder, ringförmiger Abschnitt am vorderen
Ende des Gehäuses 11 des
Lichtquellenverbindungselements 10 zwischen die innere
und die äußere Röhre 30 und 31 des
Buchsenabschnitts 26 eingeführt. Um den äußeren Umfang
des Gehäuses 11 des
Verbindungselements ist eine kreisförmige Umfangsrille 11a ausgebildet,
und in die kreisförmige
Umfangsrille 11a ist ein elastischer Ring eingepaßt. Beim
Einstecken des Lichtquellenverbindungselements 10 in den
Buchsenabschnitt 26 trifft der vordere Endabschnitt des Gehäuses 11 des
Verbindungselements auf den inneren Flanschabschnitt 31a der äußeren Röhre 31, und
der elastische Ring 16 wird mit der kreisförmigen Rille 31b der äußeren Röhre 31 in
Eingriff gebracht. Gleichzeitig wird der vordere Endabschnitt des äußeren Schlauchs 31 in
Kontakteingriff mit dem stufigen Abschnitt 11b gebracht,
der um den Umfang des Gehäuses 11 des
Verbindungselements vorgesehen ist.
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Ferner
ist in den Zeichnungen durch 32 eine Stabendenhalterung
bezeichnet, die dem Halten des entfernten vorderen Endabschnitts
des Lichtleiterstabs 12 dient. Die Stabendenhalterung 32 ist
aus einem mittels Schrauben 33 sicher an der Leitrohrplatte 24 befe stigten,
festen, röhrenförmigen Gehäuse 34 und
einem Gleitelement 35 zusammengesetzt, das verschiebbar
in dem festen, röhrenförmigen Gehäuse 34 untergebracht
ist. Das feste, röhrenförmige Gehäuse 34 ist
so an der Leitrohrplatte 24 befestigt, daß es die Öffnung 25 umgeht,
und seine Achse ist mit der optischen Achse A ausgerichtet angeordnet. Das
Gleitelement 35 ist aus einem elektrisch isolierenden Material
ausgebildet und in dem festen, röhrenförmigen Gehäuse 34 in
der Axialrichtung verschiebbar. Das Gleitelement 35 kann
ausschließlich in
der Axialrichtung bewegt werden. Am inneren Umfang des festen, röhrenförmigen Gehäuses 34 ist
in einer Position in der Nähe
seines vorderen Endes ein Unterbrechungsring 36 angeordnet,
der von der Leitrohrplatte 24 entfernt vorgesehen ist,
und zwischen dem festen, röhrenförmigen Gehäuse 34 und
dem Gleitelement 35 ist als Vorspanneinrichtung eine Feder 37 angeordnet,
durch die das Gleitelement 35 zum Anschlagring 36 und
in einen Kontakteingriff mit diesem gedrückt wird.
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Das
Gleitelement 35 weist in seinem Inneren einen Lichtleitkanal 38 auf.
Der Lichtleitkanal 38 verläuft in Ausrichtung mit der
optischen Achse A axial durch das Gleitelement 35 und weist
eine konische Form auf, die von einem konischen inneren Umfangswandabschnitt 38a gebildet
wird, der nach innen bzw. in der Richtung der Einführung des
Lichtleiterstabs bis zu dem am inneren Ende des Lichtleitkanals 38 vorgesehenen,
kurzen, zylindrischen Abschnitt 38b kontinuierlich zusammenläuft. Dementsprechend
ist der konische innere Umfangswandabschnitt 38a des Lichtleitkanals 38 von
der Seite der Quellenlampe 21 aus gesehen ein auseinanderlaufender
Kanalabschnitt mit einem Durchmesser, der sich vom zylindrischen
Abschnitt 38a zu seinem vorderen Ende nach vorne bzw. nach
außen kontinuierlich
erweitert. Ferner weist das Gleitelement 35 an seinem inneren
Umfang an einer Position, die der vordersten Position ent spricht,
die der Lichtleiterstab 12 einnimmt, wenn er in den Buchsenabschnitt 26 eingesteckt
ist, einen nach innen ragenden, ringförmigen Grat 39 auf.
In diesem Fall hat der zylindrische Abschnitt 38b des Lichtleitkanals 38 einen
Innendurchmesser, der im wesentlichen dem Außendurchmesser des Lichtleiterstabs 12 entspricht. Wenn
der Lichtleiterstab 12 in den Buchsenabschnitt 26 eingesteckt
wird, paßt
daher der vordere Endabschnitt des Lichtleiterstabs 12 genau
in den zylindrischen Abschnitt 38b des Gleitelements. Gleichzeitig
stößt die vordere
Endfläche
des starren Rohrs 12a des Lichtleiterstabs 12 gegen
den kreisförmigen
Grat 39 am inneren Umfang des Gleitelements 35.
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Bei
den vorstehend beschriebenen Anordnungen wird beim Einstecken des
Lichtleiterstabs des Lichtquellenverbindungselements in den Buchsenabschnitt 26 der
Lichtquelle 20 und beim Einschalten der Quellenlampe 21,
wie in 2 gezeigt, die benötigte Menge an Belichtungslicht
in den Lichtleiter 13 des Lichtleiterstabs 12 aufgenommen
und auf eine durch das Beleuchtungsfenster am starren, vorderen
Endabschnitt 1a des endoskopischen Einführinstruments 1 untersuchte
Stelle der Kavität
projiziert. Auf diese Weise wird eine relevante Stelle in der Körperöffnung durch
das Beleuchtungslicht beleuchtet, wodurch eine präzise und
akkurate endoskopische Betrachtung oder Untersuchung durch das Untersuchungsfenster
ermöglicht
wird.
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Beim
Einstecken des Lichtquellenverbindungselements 10 in den
Buchsenabschnitt 26 wird der vordere Endabschnitt des Gehäuses 11 des Lichtquellenverbindungselements 10 zwischen
die innere und die äußere Röhre 30 und 31 des
Buchsenabschnitts 26 gesteckt, und gleichzeitig tritt der elastische
Ring 16 in der ringförmigen
Umfangsrille 11a am Gehäuse 11 mit
der ringförmigen
Rille am inneren Umfang der äußeren Röhre 31 in
Eingriff. Dadurch wird das Lichtquellenverbindungselement 10 stabil
im angeschlossenen Zustand gehalten und fällt selbst dann nicht heraus,
wenn externe Kräfte
darauf einwirken. Ferner wird das vordere Ende des Lichtleiterstabs 12 des
Verbindungselements 10 im angeschlossenen Zustand in dem
zylindrischen Abschnitt 38b des Gleitelements 35 der
auf der Leitrohrplatte 24 befestigten Stabendenhalterung 32 gehalten, während die
Endfläche
des starren Rohrs 12a gegen den ringförmigen Gratabschnitt 39 stößt, der
um das innere Ende des zylindrischen Abschnitts 38b des Gleitelements 38 ausgebildet
ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das Lichtquellenverbindungselement 10 in Auflageeingriff
mit der inneren und der äußeren Röhre 30 und 31 des
Gleitelements 25 des Buchsenabschnitts 26 gebracht,
die aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt sind. Daher
kann das Lichtquellenverbindungselement 10 selbst dann
in einem von der Lichtquelle elektrisch isolierten Zustand gehalten
werden, wenn das starre Rohr 12a des Lichtquellenverbindungselements 10 aus
einem metallischen Material gefertigt ist.
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Obwohl
das Endoskop von einem Bediener manipuliert wird, wirken normalerweise
verschiedene Kräfte
auf das Universalkabel ein. Das Lichtquellenverbindungselement 10 wird
ebenfalls von den externen Störkräften beeinträchtigt,
und dadurch sind die Kopplungsabschnitte des Lichtquellenverbindungselements 10 und
der Lichtquelle 20 dem Einfluß von Schwingungen in der Umgebung
ausgesetzt. Da der Lichtleiterstab 12 aus dem Gehäuse 11 des
Lichtquellenverbindungselements 10 ragt, wird es oft als schwierig
empfunden, ein Vibrieren des vorderen Endes des Lichtleiterstabs 12 unter
dem Einfluß der
vorstehend erwähnten,
von außen
aufgebrachten Kräfte zu
beenden. Erfindungsgemäß greift
der zylindrische Abschnitt 38b des über das feste Röhrenelement 34 auf
der Leitrohrplatte 24 gehaltenen Gleitelements 35 jedoch
das vordere Ende des Lichtleiterstabs 12. Ebenso wird auch
die Kondensierlinse 23, die das Beleuchtungslicht von der
Quellenlampe 21 bündelt, auf
der Leitrohrplatte 24 gehalten.
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Dementsprechend
wird eine externe Kraft mit einer bestimmten Größe auf die gekoppelten Abschnitte
des Lichtquellenverbindungselements 10 und den Buchsenabschnitt 26 aufgebracht,
und zumindest das vordere Ende des Lichtleiterstabs 12 wird
mit der optischen Achse A der Kondensierlinse 23 ausgerichtet
gehalten. Daher wird die Endfläche des
Lichtleiters 13, auf die das Licht auftrifft, konstant in
einem in bezog auf die optische Achse A der Kondensierlinse 23 so
ausgerichteten Zustand gehalten, daß Abweichungen oder Neigungen
der optischen Achse verhindert werden, die zu Schwankungen der Intensität des Beleuchtungslichts
oder einem Flackern des Beleuchtungslichts führen würden.
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Eine
Lichtquelle mit einer hoch intensiven Lampe 21, wie einer
Xenonlampe, in ihrem Lampengehäuse
wird normalerweise für
Lichtquellenverbindungselemente mit einem Lichtleiterstab mit einem im
Vergleich zu Lichtquellenverbindungselementen, die für die Verwendung
mit anderen Lichtquellen gedacht sind, für die eine Lampe mit geringer
Intensität, wie
eine Halogenlampe, verwendet wird, verhältnismäßig kleinen Durchmesser verwendet.
Dementsprechend gehört
der Lichtleiterstab 12 einem schmalen Typ an, dessen Durchmesser
verringert ist. Genauer ist als Lichtleiterstab 12 des
Lichtquellenverbindungselements 10 der schmalste Typ gezeigt.
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Bei
diesem Beispiel besteht hinsichtlich der Lichtquellenverbindungselemente,
die ursprünglich für die Verwendung
mit anderen Lichtquellen gedacht sind, nicht die Notwendigkeit,
zur Herstellung einer Verbindung mit dem Buchsenabschnitt den Aufbau der
Licht quellenverbindungselemente oder Verbindungselementgehäuse aufgrund
der unterschiedlichen Durchmesser der Lichtleiterstäbe zu verändern. In
diesem Zusammenhang ist es unter dem Gesichtspunkt, die Verwendung
gemeinsamer Bauteile oder Module zu ermöglichen, recht zweckmäßig, den
gleichen Aufbau nicht nur für
den Buchsenabschnitt der Lichtquelle 20, sondern auch für die Buchsenabschnitte
anderer Lichtquellen zu verwenden, wobei auch für das Gehäuse jedes Lichtquellenverbindungselements
der gleiche Aufbau verwendet wird.
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Bei
Lichtquellenverbindungselementen, die so beschaffen sind, daß sie mit
anderen Lichtquellen mit einer Lampe mit geringer Intensität verbunden werden
können,
ist der Lichtleiterstab jedoch dicker, und der Lichtleiter hat eine
größere Endfläche, auf die
Licht auftrifft. Daher ist es aufgrund der Stabendenhalterung 32 und
der Schwierigkeiten, die bei der Steuerung eines großen Volumens
an Beleuchtungslicht von der Lampe 21 mit hoher Intensität auf ein ausreichendes
Niveau durch einfaches Verringern des Lichtvolumens mittels eines
Unterbrechungselements oder dergleichen normalerweise schwierig, das
Lichtquellenverbindungselement mit der Lichtquelle 20 zu
verbünden.
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Diese
Schwierigkeiten und Probleme werden durch die Stabendenhalterung 32 mit
dem axial verschiebbar in das feste, röhrenförmige Gehäuse 34 eingepaßten Gleitelement 35 gelöst. 4 zeigt nämlich ein
Lichtquellenverbindungselement 51, das hinsichtlich Konstruktion
und Form mit dem Lichtquellenverbindungselement 10 übereinstimmt.
In diesem Fall ist jedoch ein Lichtleiterstab 52, der aus
seinem Gehäuse 51 ragt,
dicker als der vorstehend beschriebene Lichtleiterstab 12.
Der Lichtleiterstab 52 umfaßt einen Lichtleiter 53,
der von einem starren Rohr 52a umschlossen ist. Ein das
Licht auf nehmendes Ende des Lichtleiters 53 ist so angeordnet,
daß es
einem Abdeckglas 54 gegenüberliegt. Um das Beleuchtungslicht
von einer Lampe mit geringer Intensität effizient aufzunehmen und
das Beleuchtungslicht ohne Verluste an das Licht emittierende Ende
zu übertragen,
wird die Anzahl der optischen Fasern des Lichtleiters 53 erhöht, um die
Abmessungen seiner Lichtaufnahmefläche zu verbreitern, d.h. um
eine größere numerische Öffnung (NÖ) für den Lichtleiterstab
sicherzustellen. In diesem Fall wird auch der Außendurchmesser des starren
Rohrs 52a des Lichtleiterstabs 52 entsprechend
gesteigert.
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Wenn
das Lichtquellenverbindungselement 50 mit der Lichtquelle 20 verbunden
wird, wird der Lichtleiterstab 52 in Auflageeingriff mit
dem konischen Wandabschnitt 38a des Gleitelements 35 der Stabendenhalterung 32 gebracht.
Sowie das Lichtquellenverbindungselement 50 in eine vorgegebenen Position
in dem Buchsenabschnitt 26 eingesteckt wird, wird das Gleitelement 35 von
dem vorderen Ende des Lichtleiterstabs 52 gegen die Vorspannwirkung
der Feder 37 nach innen gedrückt. Dementsprechend wird das
vordere Ende des Lichtleiterstabs 52 gegen den konischen
Wandabschnitt 38a des Gleitelements 35 gedrückt, das
unter dem Einfluß der
Vorspannwirkung der Feder 37 steht. Da der Lichtleiterstab 52 auf
diese Weise gegen den konischen Wandabschnitt 38a des Gleitelements 35 in dem
Lichtleitpfad 38 gedrückt
wird, wird er automatisch in eine mittlere Position in dem Lichtleitpfad 38 gedrückt und
dort gehalten. Im Übrigen
wird das Gleitelement 35 in dem fest auf der Leitrohrplatte 24 montierten,
festen, röhrenförmigen Gehäuse 34 in
Ausrichtung mit der ebenfalls fest auf der Leitrohrplatte 24 montierten
Kondensierlinse 23 gehalten. Daher wird der Lichtleiter 53 in
dem Lichtleiterstab 52 in präziser Ausrichtung mit der optischen
Achse des Beleuchtungslichtpfads gehalten.
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Das
durch den Lichtleitpfad 38 kommende Beleuchtungslicht fällt auf
den Lichtleiter 53. Hierbei hat der Lichtleitpfad 38 an
dem an seinem inneren Endabschnitt auf der Seite der Kondensierlinse 23 vorgesehenen,
ringförmigen
Grat 39 die geringste Öffnungsgröße. Dementsprechend
fungiert der ringförmige
Gratabschnitt 39 als Unterbrechungselement für den Lichtpfad,
wenn das Lichtquellenverbindungselement in die Lichtquelle 20 eingesteckt
ist. Daher kann die Menge des in den Lichtleiter 13 des Lichtquellenverbindungselements 10 eingegebenen Lichts,
das in 5 unter (a) dargestellt ist, im wesentlichen mit
der des in den Lichtleiter 53 des Lichtquellenverbindungselements 50 eingegebenen Lichts
abgeglichen werden, das in 5 unter
(b) dargestellt ist.
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Genauer
sind die entfernten vorderen Enden der Lichtleiterstäbe 12 und 52 an
der gleichen Position P im Pfad des Beleuchtungslichts angeordnet,
solange die Lichtleiterstäbe 12 und 52 gleich
lang sind. Wenn das Beleuchtungslicht in diesem Fall mit einem Einfallwinkel θ auf die
Lichtaufnahmefläche
des Lichtleiters 13 des Lichtleiterstabs 12 auftrifft,
fungiert der ringförmige
Grat 39 nicht als Unterbrechungselement, da die Größe der Öffnung des
ringförmigen Grats 39 deutlich
größer als
die Licht aufnehmende Endfläche
des Lichtleiters 13 ist. Wenn der Lichtleiterstab 52 eingesteckt
wird, gelangt die Licht aufnehmende Endfläche des Lichtleiters 53 des
Lichtleiterstabs 52 an die gleiche Position wie die des
Lichtleiterstabs 12. Zu diesem Zeitpunkt wird das Gleitelement 52 jedoch
in eine Position zurückgedrückt, die weniger
weit von der Kondensierlinse 23 entfernt ist. Daher fungiert
die Öffnung
des ringförmigen
Gratabschnitts 39 zu diesem Zeitpunkt als Unterbrechungselement,
das das auf die Lichtaufnahmefläche
des Lichtleiters 53 auftreffende Licht auf den Einfallwinkel θ begrenzt.
Dies bedeutet, daß das
einfallende Beleuchtungslicht nur auf einen begrenzten Oberflächenbereich
der gesamten Lichtaufnahmefläche
des Lichtleiters 53 trifft. Daher kann trotz der unterschiedlichen
Breiten der Endflächen,
auf die das Licht auftrifft, den Lichtleitern 13 und 53 die
gleiche Menge an einfallendem Licht zugeführt werden.
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Daraus
folgt, daß selbst,
wenn das Lichtquellenverbindungselement 50 mit dem dicken
Lichtleiter 53 in die Lichtquelle 20 mit der hohen
Intensität
eingesteckt und mit ihr verbunden wird, nicht die Möglichkeit
besteht, daß eine übermäßige Menge
an Beleuchtungslicht an den Lichtleiter 53 übertragen
wird. Das bedeutet, daß ein
Bediener klare Bilder von einer relevanten Stelle einer Körperöffnung erhalten
kann, wobei eine übermäßige Wärmeabstrahlung
der Wände
der Kavität
verhindert wird, um flüssige
und sichere endoskopische Untersuchungen sicherzustellen.
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Zudem
wird das Beleuchtungslicht unabhängig
davon, ob der Lichtleiter 13 oder der Lichtleiter 53 angeschlossen
ist, konstant mit dem gleichen Einfallwinkel der gleichen Position
zugeführt.
Daher ist trotz der unterschiedlichen Größen der Endflächen der Lichtleiter,
auf die das Licht auftrifft, selbst in einem Fall, in dem die Lichtquelle
einen sogenannten automatischen Verstärkungssteuerungsmechanismus (VSM)
zur Steuerung eines zwischen der Quellenlampe 21 und der
Kondensierlinse 23 in dem Beleuchtungslichtpfad angeordneten,
verstellbaren Unterbrechungselements in Abhängigkeit von der Verstärkung des
von der Festkörperbildsensorvorrichtung
des Endoskops empfangenen Lichtpegels aufweist, die gleiche Steuerung
des einfallenden Lichts praktikabel.
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Im Übrigen wird
das Beleuchtungslicht nur auf einen begrenzten Bereich der Lichtaufnahmeendfläche des
Lichtleiters 53 abgestrahlt. Wenn das Beleuchtungslicht über einen
begrenzten Querschnittsbereich des Lichtleiters 53 durch
optische Fasern übertragen wird,
wird es daher am Licht emittierenden Ende des Lichtleiters in einem
ungleichmäßigen Muster
emittiert, das im mittleren Bereich hell, in den Randbereichen jedoch
dunkel ist. Das Beleuchtungslicht kann jedoch gleichmäßig über das
Licht emittierende Ende des Lichtleiters 53 emittiert werden,
indem die Positionen der optischen Fasern vom Licht empfangenen
Ende zum Licht emittierenden Ende des Lichtleiters zufällig gemischt
werden. Dadurch wird ein untersuchter Kavitätsabschnitt gleichmäßig durch
das Beleuchtungslicht aus dem Lichtleiter beleuchtet: