DE10354485A1 - Endoskopsystem - Google Patents

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Abstract

Ein Endoskopsystem umfasst ein Endoskop (10) mit einem Einführrohr (12), eine Hauptlichtquelle (16), eine Zusatzlichtquelle und einen in dem Einführrohr (12) angeordneten Lichtwellenleiter (17) mit einer Eintrittsendfläche (17a), die selektiv einer der beiden Lichtquellen zuwendbar ist, und mit einer Austrittsendfläche, die einer am distalen Ende des Einführrohrs (12) angeordneten Beleuchtungsoptik zugewandt ist. Die Zusatzlichtquelle ist eine Weißlicht-Leuchtdiode (27).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Endoskopsystem mit einer Zusatzlichtquelle, die bei Ausfall einer Hauptlichtquelle des Endoskopsystems angeht.
  • In einem Endoskopsystem mit einer Zusatzbeleuchtungsvorrichtung ist die Eintrittsendfläche eines Lichtwellenleiters (Lichtleitfaserbündel) des Endoskops mit der Beleuchtungsvorrichtung gekoppelt. Die Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters ist so angeordnet, dass sie einer in der Beleuchtungsvorrichtung vorgesehenen Hauptlampe zugewandt ist, während die Austrittsendfläche des Lichtwellenleiters mit einer am Einführende eines flexiblen Einführrohrs des Endoskops vorgesehenen Beleuchtungslinse gekoppelt ist. Das von der Hauptlampe abgegebene Beleuchtungslicht wird durch den Lichtwellenleiter hindurch auf die Beleuchtungslinse geführt, die das Beleuchtungslicht nach außen abgibt, um eine innere Körperkavität oder einen innerhalb einer Maschine vorhandenen Hohlraum zu beleuchten. Eine solche Konstruktion ist beispielsweise in der Japanischen Patentveröffentlichung 11-305148 beschrieben.
  • Hat die Beleuchtungsvorrichtung nur eine einzige Lampe, so muss eine endoskopische Operation unterbrochen werden, wenn diese Lampe während der Operation unbeabsichtigt ausgeht. Um dieses Problem zu vermeiden, hat die Lichtquellenvorrichtung üblicherweise eine Zusatzlampe, die bei Ausfall der Hauptlampe angeht. Im normalen Betriebszustand des Endoskops ist die Zusatzlampe so zurückgezogen, dass sie der Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters nicht zugewandt ist. Bei einem unbeabsichtigten Ausfall der Hauptlampe bewegt sich die Zusatzlampe in ihre Betriebsstellung, in der sie der Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters zugewandt ist, und geht an, um das Beleuchtungslicht in die Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters zu speisen.
  • In herkömmlichen Endoskopen, die mit einer solchen Zusatzlampe ausgestattet sind, ist jedoch die Lebensdauer der Zusatzlampe vergleichsweise kurz, da als Zusatzlampe eine Lichtquelle mit hohem Stromverbrauch wie eine Xenonlampe verwendet wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Endoskopsystem mit einer Zusatzlichtquelle anzugeben, die bei einer ausreichend großen Lichtmenge eine hohe Lebensdauer und einen geringen Stromverbrauch aufweist.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
  • 1 eine Außenansicht eines Ausführungsbeispiels eines aus einem Endoskop und einem Bildprozessor bestehenden Endoskopsystems;
  • 2 eine Seitenansicht einer in dem Bildprozessor nach 1 vorgesehenen Zusatzbeleuchtungsvorrichtung, wobei die Zusatzbeleuch tungsvorrichtung in Beziehung zu einer Hauptlampe und zu der Eintrittsendfläche eines Lichtwellenleiters gezeigt ist;
  • 3 eine perspektivische Explosionsansicht der in 2 gezeigten Zusatzbeleuchtungsvorrichtung von der Seite der Hauptlampe her betrachtet, in einem Zustand, in dem eine drehbare Platte der Zusatzbeleuchtungsvorrichtung entfernt ist;
  • 4 eine perspektivische Ansicht der in 2 gezeigten Zusatzbeleuchtungsvorrichtung von der Seite des Lichtwellenleiters her gesehen, in einem Zustand, in dem sich die drehbare Platte in einer Nichtbetriebsstellung befindet;
  • 5 eine perspektivische Ansicht der in 2 gezeigten Zusatzbeleuchtungsvorrichtung von der Seite des Lichtwellenleiters her gesehen, in einem Zustand, in dem sich die drehbare Platte in einer Betriebsstellung befindet;
  • 6 eine perspektivische Explosionsansicht eines grundlegenden Teils der in 2 gezeigten Zusatzbeleuchtungsvorrichtung, der einen LED-Halter, eine an dem LED-Halter gehaltene Weißlicht-LED, einen Linsenhalter und eine an dem Linsenhalter gehaltene Linse positiver Brechkraft umfasst;
  • 7 eine Seitenansicht des in 6 gezeigten Teils der Zusatzbeleuchtungsvorrichtung und der Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters, wobei die Positionsbeziehung zwischen der Weißlicht-LED, der Linse und des Lichtwellenleiters bei Betrieb der Weißlicht-LED gezeigt ist;
  • 8 einen Graphen, der den Zusammenhang zwischen der Beleuchtungsstärke des aus der Austrittsendfläche des Lichtwellenleiters tre tenden Lichtes und dem Abstand zwischen der Weißlicht-LED und der Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters angibt;
  • 9 eine Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Objektweite der Linse positiver Brechkraft, der Bildweite der Linse, dem Eintrittswinkel der Lichtstrahlen, die aus der Linse treten und auf die Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters fallen, dem Radius einer Hauptebene der Linse und dem Austrittswinkel der von der Weißlicht-LED abgegebenen Lichtstrahlen; und
  • 10 eine Darstellung der Beziehung zwischen dem Radius der Lichtstrahlen, die aus der Linse treten und in die Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters eintreten, dem Radius der Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters und dem Abstand zwischen der Hauptebene der Linse und der Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters.
  • 1 zeigt ein Videoendoskopsystem, das aus einem Endoskop (Lichtwellenleiterendoskop) 10 und einem Video- oder Bildprozessor 15 besteht, als Ausführungsbeispiel.
  • Das Endoskop 10 hat einen Bedienkörper 11 und einen flexiblen Einführteil (flexibles Einführrohr) 12, der an den Bedienkörper 11 anschließt. An dem Bedienkörper 11 ist eine Lenkvorrichtung 13 mit einem Paar Winkelknöpfe 13a und 13b vorgesehen. Das distale Ende des Einführteils 12 ist als (lenkbarer) biegsamer Teil 12a ausgebildet, der durch Betätigen der beiden Winkelknöpfe 13a und 13b der Lenkvorrichtung 13 so gelenkt werden kann, dass er sich nach rechts, nach links, nach oben und nach unten biegt. Der biegsame Teil 12a hat an seiner Spitze ein nicht gezeigtes Objektivglas und eine nicht gezeigte Beleuchtungslinse (Beleuchtungsoptik).
  • Das Endoskop 10 hat ein flexibles Lichtwellenleiterrohr (Universalrohr) 14, das an den Bedienkörper 11 anschließt. Das flexible Lichtwellenleiterrohr 14 hat an seinem distalen Ende ein Anschlussteil 14a, das mit dem Bildprozessor 15 verbunden ist.
  • Wie in 1 gezeigt, enthält der Bildprozessor 15 eine Hauptlampe (Hauptlichtquelle) 16. Diese Hauptlampe 16 ist beispielsweise eine Xenonlampe oder eine Halogenlampe. Die Hauptlampe 16 wird ein- und ausgeschaltet, indem ein in dem Bildprozessor 15 vorgesehener, nicht gezeigter Schalter ein- bzw. ausgeschaltet wird. Die Hauptlampe 16 bleibt eingeschaltet, wenn der Einführteil 12 in eine innere Körperkavität oder in einen Hohlraum innerhalb einer Maschine etc. eingeführt wird.
  • Das Endoskop 10 umfasst einen Lichtwellenleiter 17 (Lichtleitfaserbündel), der in dem Anschlussteil 14a angeordnet ist, das flexible Lichtwellenleiterrohr 14, den Bedienkörper 11 und den Einführteil 12. Diese Komponenten erstrecken sich ausgehend von dem Verbindungsteil 14a zu dem biegsamen Teil 12a. Eine Austrittsendfläche des Lichtwellenleiters 17, die in dem biegsamen Teil 12a nahe dessen Ende angeordnet ist, ist mit der oben genannten Beleuchtungslinse gekoppelt, die sich in der Spitze des biegsamen Teils 12a befindet. Aus dem Anschlussteil 14a ragt ein Lichtwellenleiterstecker 14b, in dem das Eintrittsende des Lichtwellenleiters 17 untergebracht ist. Wie in 7 gezeigt, hat der Lichtwellenleiterstecker 14b in seiner Spitze ein Schutzglas 17c, mit dem eine Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17 gekoppelt ist. Der einfacheren Darstellung wegen ist das Schutzglas 17c in den 9 und 10 nicht gezeigt. Ist der Lichtwellenleiterstecker 14b in eine an einer Frontplatte des Bildprozessors 15 vorgesehene Buchse 16b (vergl. 1) gesteckt, so ist die Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17 der Hauptlampe 16 in einem vorbestimmten Abstand zugewandt. In diesem Zustand, in dem die Eintrittsendfläche 17a der Hauptlampe 16 zugewandt ist, wird das von der Hauptlampe 16 abgegebene Beleuchtungslicht über den Lichtwellenleiter 17 an die oben genannte Beleuchtungslinse übertragen, die sich an der Spitze des biegsamen Teils 12a befindet, so dass Bilder des beleuchteten Objektes, das über das oben genannte, an der Spitze des biegsamen Teils 12a angeordnete Objektivglas betrachtet wird, auf einem nicht gezeigten Fernsehmonitor dargestellt werden, der an den Bildprozessor 15 angeschlossen ist.
  • Der Bildprozessor 15 enthält eine Hilfs- oder Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18. Die Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 speist Beleuchtungslicht in die Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17 ein, wenn die Hauptlampe 16 während einer endoskopischen Operation, in der der Einführteil 12 in eine innere Körperkavität oder einen Hohlraum innerhalb einer Maschine etc. eingeführt ist, ausfällt.
  • Im Folgenden wird der Aufbau der Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 beschrieben. Die Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 hat eine Befestigungsplatte 19, die an einer Deckwand eines Gehäuses 15a des Bildprozessors 15 so befestigt ist, dass sich der größere Teil der Befestigungsplatte 19 senkrecht zu dem Lichtwellenleiterstecker 14b erstreckt (in 2 in vertikaler Richtung). Die Befestigungsplatte 19 umfasst an ihrem unteren Ende eine horizontale Platte 20. Die horizontale Platte 20 erstreckt sich von dem unteren Ende der Befestigungsplatte 19 parallel zu dem Lichtwellenleiterstecker 14b (in 2 nach rechts). Ferner umfasst die Befestigungsplatte 19 eine vertikale Platte 21, die sich von einem Ende (in 2 dem rechten Ende) der horizontalen Platte 20 parallel zu der Befestigungsplatte 19 erstreckt.
  • Die Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 umfasst ein Schwenksolenoid S, das elektrisch mit einer nicht gezeigten Steuerung verbunden ist, die sich in der Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 befindet. Die Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 hat hinter dem Schwenksolenoid S ein drehbares Element 22, das an einer nicht gezeigten Drehwelle (Ausgangswelle) drehbar gelagert ist. Das drehbare Element 22 ist als tropfenförmige Platte ausgebildet, die einen Scheibenteil 23 und einen Armteil 24 umfasst, der von einem äußeren Ende des Scheibenteils 23 radial absteht. Der Armteil 24 ist im Wesentlichen als dreieckige Platte ausgebildet. Der Scheibenteils 23 ist mittig direkt an der Drehwelle des Schwenksolenoids S befestigt.
  • Vom unteren Ende der horizontalen Platte 20 steht mittig eine Zunge 25 nach unten ab. Von der Rückfläche der Zunge 25 (der auf der Seite der Hauptlampe 16 befindlichen Fläche) steht mittig ein in 3 gezeigter Schwenkzapfen 25a ab.
  • Die Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 umfasst ferner eine L-förmige Schwenkplatte 26, die in einer zu der Befestigungsplatte 19 parallelen Ebene liegt. Die Schwenkplatte 26 hat ein Lagerloch 26a, das auf dem Schwenkzapfen 25a angeordnet ist, so dass die Schwenkplatte 26 frei um den Schwenkzapfen 25a rotieren kann. Die Schwenkplatte 26 hat an einem Ende ein Langloch 26b, dessen mittlerer Teil wie in 3 gezeigt gebogen ist. Das Langloch 26b steht mit einem Schwenkzapfen 23a in Eingriff, der sich an dem Armteil 24 des drehbaren Elementes 22 befindet. Wie in den 4 bis 6 gezeigt, umfasst die Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 einen LED-Halter 27a, der in seiner Mitte eine Weißlicht-Leuchtdiode (Hilfs- oder Zusatzlichtquelle), auch als weiße LED bezeichnet, hält. Der LED-Halter 27a ist an der Vorderfläche des anderen Endes der Schwenkplatte 26 angeordnet (d.h. der auf der Seite des Lichtwellenleiters 17 befindlichen Fläche). Die weiße LED 27 dient als Zusatzlichtquelle, die mit der oben genannten, in der Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 vorgesehenen Steuerung verbunden ist. Die Befestigungsplatte 19, das Schwenksolenoid S, das drehbare Element 22 und die Schwenkplatte 26 bilden einen Mechanismus, der dazu dient, die weiße LED 27 zwischen einer in 5 gezeigten Betriebsstellung und einer in 4 gezeigten zurückgezogenen Stellung zu bewegen.
  • Der Linsenhalter 28, der eine Linse 29 positiver Brechkraft, im folgenden einfach als positive Linse bezeichnet, hält, ist so an der Vorderseite des LED-Halters 27a befestigt, dass die optische Achse der positiven Linse 29 mit der optischen Achse der weißen LED 27 zusammenfällt, wobei zwischen der Linse 29 und der LED 27 längs der optischen Achse ein Abstand vorhanden ist (vergl. 2, 6, 7). Der die positive Linse 29 haltende Linsenhalter 28 ist in den 4, 5 und 7 nicht gezeigt. Die positive Linse 29 hat eine lichtsammelnde Wirkung, die unter Berücksichtigung der numerischen Apertur (NA) des Lichtwellenleiters 17 so festgelegt ist, dass der Lichtwellenleiter 17 nahezu alle von der weißen LED 27 abgegebenen Lichtstrahlen durch seine Eintrittsendfläche 17a empfangen kann. Es sind die folgenden Bedingungen (1), (2) und (3) erfüllt: r1 ≥ b × tanθ1 (1) (a – c) tanθ1 = r2 (2) θ3 ≥ θ2 (3)worin
    a die Bildweite der positiven Linse 29,
    b die Objektweite der positiven Linse 29,
    c den Abstand zwischen einer Hauptebene der positiven Linse 29 und der Eintrittsendfläche des Lichtwellenleiters 17,
    r1 den Radius der positiven Linse 29,
    r2 den Radius der Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17,
    θ1 den Austrittswinkel der von der weißen LED 27 ausgesendeten Lichtstrahlen,
    θ2 den Eintrittswinkel der aus der positiven Linse 29 kommenden und auf die Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17 fallenden Lichtstrahlen, und
    θ3 den Schwelleneintrittswinkel der durch den Lichtwellenleiter 17 noch übertragbaren Lichtstrahlen auf der Eintrittsendfläche 17a bezeichnet.
  • Im Folgenden werden die Bedingungen (1), (2) und (3) unter Bezugnahme auf die 9 und 10 in ihrer Bedeutung beschrieben.
  • Bedingung (1)
  • Ist Bedingung (1) erfüllt, so kann die positive Linse 29 alle von der weißen LED 27 ausgesendeten Lichtstrahlen empfangen.
  • Bedingung (2)
  • Der Eintrittswinkel θ2 der Lichtstrahlen, die aus der positiven Linse 29 kommen und auf die Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17 fallen, ist festgelegt durch den Austrittswinkel θ1 der von der weißen LED 27 ausgesendeten Lichtstrahlen, der Objektweite b der positiven Linse 29 und einer Brennweite f, die eine die positive Linse 29 charakterisierende Größe darstellt. Der Austrittswinkel θ1 ist eine die weiße LED 27 charakterisierende Größe. Da der Radius (a – c) tanθ1 der aus der positiven Linse 29 kommenden und auf die Eintrittsendfläche 17a fallenden Lichtstrahlen an der Eintrittsendfläche 17a festgelegt ist, wenn die oben genannten Werte a, c und θ2 festgelegt sind, kann der Radius (a – c) tanθ1 durch Einstellen des oben genannten Abstandes c dem Radius r2 angeglichen werden. Dadurch wird der Lichtwellenleiter 17 in die Lage versetzt, die von der positiven Linse 29 kommenden Lichtstrahlen wirksam einzufangen.
  • Die Bildweite a der positiven Linse 29 kann aus der folgenden Bedingung (4) bestimmt werden, wenn man die positive Linse 29 als dünne Linse betrachtet. -1/a + 1 /b = 1/f (4)worin f die Brennweite der positiven Linse 29 bezeichnet.
  • Da die Brennweite feine die positive Linse 29 charakterisierende Größe ist, kann die Bildweite a der positiven Linse 29 aus der Objektweite b und der Brennweite f der positiven Linse 29 nach Bedingung (4) bestimmt werden, wenn die Objektweite b der positiven Linse 29 festgelegt ist.
  • Bedingung (3)
  • Der Eintrittswinkel θ2 muss gemäß Bedingung (3) kleiner als der Schwelleneintrittswinkel θ3 sein, damit die durch die Eintrittsendfläche 17a in den Lichtwellenleiter 17 gelangenden Lichtstrahlen zu dessen Austrittsendfläche übertragen werden können.
  • Selbst wenn eine fehlerhafte Abweichung zwischen dem Sollwert und dem tatsächlichen Wert des Abstandes c zwischen der Hauptebene der positiven Linse 29 und der Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17 auftritt, ist der Durchmesser der aus der positiven Linse 29 kommenden und auf die Eintrittsendfläche 17a fallenden Lichtstrahlen an der Eintrittsendfläche 17a vorteilhaft konstant, wenn die positive Linse 29 eine die einfallenden Lichtstrahlen in parallele Strahlen wandelnde Kollimatorlinse ist, die wirksame Apertur der positiven Linse 29 mit dem Durchmesser der Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17 identisch ist und der vordere, d.h. der auf der Seite der LED 27 liegende Brennpunkt der positiven Linse 29 mit dem Lichtabstrahlpunkt der LED 27 zusammenfällt.
  • Während die Hauptlampe 16 Licht abgibt, bleibt die weiße LED 27 ausgeschaltet und das Schwenksolenoid S in seinem Nichtbetriebszustand. Ist die Hauptlampe 16 eingeschaltet, so befindet sich also die L-förmige Schwenkplatte 26 in ihrer in 4 gezeigten Nichtbetriebsstellung, während die weiße LED 27 in ihrer zurückgezogenen Stellung angeordnet ist, in der sie sich abseits des Punktes befindet, an dem sie der Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17 gegenüberliegt.
  • Geht die Hauptlampe 16 unbeabsichtigt aus, so erfasst eine nicht gezeigte Detektorschaltung, die an die oben genannte, in der Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 vorgesehene Steuerung angeschlossen ist, diesen Ausfall der Hauptlampe 16. Mit Erfassen des Ausfalls durch die Detektorschaltung schaltet die Steuerung die weiße LED 27 an und betätigt gleichzeitig das Schwenksolenoid S. Mit Inbetriebnahme des Schwenksolenoids S schwenkt die Schwenkplatte 26 in 4 im Uhrzeigersinn um den Schwenkzapfen 25a aus der in 4 gezeigten Nichtbetriebsstellung in eine in 5 gezeigte Betriebsstellung.
  • Durch das Bewegen der Schwenkplatte 26 aus der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung werden die optischen Achsen der positiven Linse 29 und der weißen LED 27 in Übereinstimmung mit der Achse des Lichtwellenleiters 17 gebracht, wie ein 7 gezeigt ist. Die von der weißen LED 27 ausgesendeten und auf die positive Linse 29 fallenden Lichtstrahlen werden durch die Linse 29 mit dem Eintrittswinkel θ2 so gebündelt, dass nahezu alle Lichtstrahlen, die durch die Linse 29 getreten sind, durch die Eintrittsendfläche 17a in den Lichtwellenleiter 17 gelangen, da der Durchmesser der aus der Linse 29 kommenden und auf die Eintrittsendfläche 17a fallenden Lichtstrahlen an der Eintrittsendfläche 17a im Wesentlichen gleich dem Durchmesser (2r) der Eintrittsendfläche 17a wird.
  • Wird der Bildprozessor 15 ausgeschaltet, nachdem der flexible Einführteil 12 vollständig aus einer Körperkavität oder einem innerhalb einer Maschine vorhandenen Hohlraum etc. entfernt worden ist, so wird die weiße LED 27 automatisch ausgeschaltet und das Schwenksolenoid S automatisch in seine Anfangsstellung bewegt, um die weiße LED 27 in ihre zurückgezogene Stellung zu bewegen.
  • Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel des Videoendoskopsystems die Lebensdauer der Zusatzlichtquelle hoch (semipermanent) und deren Stromverbrauch minimal, da eine weiße LED als Zusatzlichtquelle für die Zusatzbeleuchtungsvorrichtung verwendet wird. Die Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 kann ferner kleiner als eine entsprechende Vorrichtung gestaltet werden, bei der eine Lichtquelle wie eine Xenonlampe als Zusatzlichtquelle verwendet wird, da eine weiße LED kleiner als eine herkömmliche Xenonlampe ist.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel des Videoendoskopsystems tritt nahezu kein Lichtverlust hinsichtlich der von der weißen LED 27 ausgesendeten Lichtstrahlen auf, da in der oben beschriebenen Anordnung die positive Linse 29 zwischen der weißen LED 27 und der Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17 angeordnet ist, die von der weißen LED 27 ausgesendeten Lichtstrahlen durch die positive Linse 29 treten und nahezu alle Lichtstrahlen, die durch die Linse 29 getreten sind, durch die Eintrittsendfläche 17a mit dem Eintrittswinkel 82 in den Lichtwellenleiter 17 gelangen. So ist für eine ausreichende Menge an Zusatzlicht gesorgt, obgleich die weiße LED 27, deren Intensität geringer als die Intensität einer Xenonlampe ist, als Zusatzlichtquelle für die Zusatzbeleuchtungsvorrichtung 18 verwendet wird. 8 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen der Beleuchtungsstärke des aus der Austrittsendfläche des Lichtwellenleiters 17 tretenden Lichtes und dem Abstand zwischen der weißen LED 27 und der Eintrittsendfläche 17a des Lichtwellenleiters 17 zeigt. Wie aus diesem Graphen hervorgeht, ist die Beleuchtungsstärke des aus der Austrittsendfläche des Lichtwellenleiters 17 tretenden Lichtes bei Vorhandensein der positiven Linse 29 deutlich größer als bei deren Fehlen.
  • Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, stellt die Erfindung ein Endoskopsystem mit einer Zusatzbeleuchtungsvorrichtung bereit, bei der die Lebensdauer der Zusatzlichtquelle hoch und deren Stromverbrauch minimal ist und die gleichzeitig eine ausreichende Lichtmenge sicherstellt.

Claims (11)

  1. Endoskopsystem, umfassend ein Endoskop (10) mit einem Einführrohr (12), eine Hauptlichtquelle (16), eine Zusatzlichtquelle und einen in dem Einführrohr (12) angeordneten Lichtwellenleiter (17) mit einer Eintrittsendfläche (17a), die wahlweise einer der beiden Lichtquellen zuwendbar ist, und einer Austrittsendfläche, die einer am distalen Ende des Einführrohrs (12) angeordneten Beleuchtungsoptik zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzlichtquelle eine Weißlicht-Leuchtdiode (27) enthält.
  2. Endoskopsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17) normalerweise der Hauptlichtquelle (16) und bei Ausfall der Hauptlichtquelle (16) der Zusatzlichtquelle zugewandt ist.
  3. Endoskopsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzlichtquelle zwischen einer zurückgezogenen Stellung, in der sie abseits einer Position, in der sie der Eintrittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17) zugewandt ist, angeordnet ist, und einer Betriebsstellung bewegbar ist, in der sie der Eintrittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17) zugewandt ist, die Zusatzlichtquelle bei eingeschalteter Hauptlichtquelle (16) in ihrer zurückgezogenen Stellung angeordnet ist und die Zusatzlichtquelle bei Ausfall der Hauptlichtquelle (16) in ihre Betriebsstellung bewegt wird.
  4. Endoskopsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Weißlicht-Leuchtdiode (27) eine Linse (29) positiver Brechkraft angeordnet ist, die sich zwischen der Weißlicht-Leuchtdiode (27) und der Ein trittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17) befindet, wenn die Weißlicht-Leuchtdiode (27) in ihrer Betriebsstellung angeordnet ist, die von der Weißlicht-Leuchtdiode (27) ausgesendeten Lichtstrahlen durch die Linse (29) auf die Eintrittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17) gebündelt werden und die optische Achse der Weißlicht-Leuchtdiode (27) sowohl mit der optischen Achse der Linse (29) als auch mit der Achse des Lichtwellenleiters (17) zusammenfällt, wenn die Weißlicht-Leuchtdiode (27) in ihrer Betriebsstellung angeordnet ist.
  5. Endoskopsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Brennpunkt der Linse (29) mit dem Lichtabstrahlpunkt der Weißlicht-Leuchtdiode (27) zusammenfällt.
  6. Endoskopsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Bedingungen (1), (2) und (3) erfüllt sind: r1 ≥ b × tanθ1 (1) (a – c) tanθ1 = r2 (2) θ3 ≥ θ2 (3)worin a die Bildweite der Linse (29), b die Objektweite der Linse (29), c den Abstand zwischen einer Hauptebene der Linse (29) und der Eintrittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17), r1 den Radius der Linse (29), r2 den Radius der Eintrittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17), θ1 den Austrittswinkel der von der Weißlicht-Leuchtdiode (27) ausgesendeten Lichtstrahlen, θ2 den Eintrittswinkel der aus der Linse (29) kommenden und auf die Eintrittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17) fallenden Lichtstrahlen, und θ3 den Schwelleneintrittswinkel der durch den Lichtwellenleiter (17) übertragbaren Lichtstrahlen an der Eintrittsendfläche (17a) bezeichnet.
  7. Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Apertur der Linse (29) gleich dem Durchmesser der Eintrittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17) ist und der vordere Brennpunkt der Linse (29) mit dem Lichtabstrahlpunkt der Weißlicht-Leuchtdiode (27) zusammenfällt.
  8. Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch einen Bildprozessor (15), in dem die Hauptlichtquelle (16) und die Zusatzlichtquelle angeordnet sind.
  9. Endoskopsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildprozessor (15) eine Vorrichtung (22, 23, 24, 25, 26, S) zum Bewegen der Weißlicht-Leuchtdiode (27) zwischen deren zurückgezogener Stellung und deren Betriebsstellung umfasst.
  10. Endoskopsystem, umfassend ein Endoskop (10) mit einem Einführrohr (12) und ein Beleuchtungssystem mit einer Hauptlichtquelle (16) und einer als Zusatzlichtquelle dienenden Weißlicht-Leuchtdiode (27), wobei das Endoskop (10) einen in dem Einführrohr (12) angeordneten Lichtwellenleiter (17) umfasst, dessen Eintrittsendfläche (17a) normalerweise der Haupt lichtquelle (16) zugewandt ist, wenn das distale Ende des Einführrohrs (12) in eine an dem Beleuchtungssystem angeordnete Buchse (16b) eingesteckt ist, das Beleuchtungssystem eine Vorrichtung (22, 23, 24, 25, 26, S) zum Bewegen der Weißlicht-Leuchtdiode (27) zwischen einer zurückgezogenen Stellung, in der die Weißlicht-Leuchtdiode (27) abseits einer Position, in der sie der Eintrittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17) zugewandt ist, angeordnet ist, und einer Betriebsstellung, in der die Weißlicht-Leuchtdiode (27) der Eintrittsendfläche (17a) des Lichtwellenleiters (17) zugewandt ist, die Weißlicht-Leuchtdiode (27) bei eingeschalteter Hauptlichtquelle (16) in ihrer zurückgezogenen Stellung angeordnet ist und die Vorrichtung die Weißlicht-Leuchtdiode (27) bei Ausfall der Hauptlichtquelle (16) aus ihrer zurückgezogenen Stellung in ihre Betriebsstellung bewegt.
  11. Endoskopsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem in einem Bildprozessor (15) angeordnet ist.
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