DE1253407B

DE1253407B - Endoskop mit einstellbarem Objektiv

Info

Publication number: DE1253407B
Application number: DE1963W0035691
Authority: DE
Inventors: Herbert Schubert
Original assignee: Richard Wolf GmbH
Current assignee: Richard Wolf GmbH
Priority date: 1963-11-23
Filing date: 1963-11-23
Publication date: 1967-11-02

Description

Endoskop mit einstellbarem Objektiv Die Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop mit einer distal ausstrahlenden Beleuchtungseinrichtung für den zu beobachtenden Körperhöhlenteil und einem Bildleiter, von dem das beleuchtete Bild über ein einstellbares Objektiv aufgenommen und einem Okular oder einer Kamera zugeleitet wird.
In der Endoskoptechnik ist es bekannt, das Objektiv einer Beobachtungsoptik, an die auch eine Kamera anschließbar ist, entsprechend dem gewünschten Objektfeld axial zu verstellen, um dadurch eine Bildschärfe entsprechend den Entfernungen der Objektive von den Gegenständen zu erhalten. Die axiale Objektiveinstellung geschieht z. B. bei Gastroskopen in kontinuierlicher Weise vom proximalen Instrumentenende her mittels Hebel und Zugstangen, die durch den Schaft bzw. biegsamen Schaft verlaufen und dadurch eine entsprechende Querschnittsvergrößerung des Instrumentes bedingen und während der Beobachtung ein fortlaufendes Bedienen des Zughebels erfordern. Die Unterbringung der Zugstangen war bisher für dünnkalibrige Endoskope schwierig oder sogar unmöglich.
Es wurde nun festgestellt, daß die in den verschiedenen menschlichen Körperhöhlen vorkommenden Objektabstände vom Objektiv, die bei den Untersuchungen zu überbrücken sind, zur Anpassung an die Bildschärfe in vielen Fällen keine kontinuierliche Objektiveinstellung erfordern, so daß grundsätzlich nur wenige, im allgemeinen zwei Objektivverstellungen ausreichen, um eine scharfe Bildübertragung zu ermöglichen.
Die Erfindung geht von dieser Feststellung aus und besteht darin, daß das Objektiv für mindestens zwei Bildschärfeneinstellungen in axialer Richtung durch elektromagnetische Beeinflussung einer als Anker dienenden Objektivfassung von einer Stellung in eine andere Stellung gegenüber dem distalen Ende eines Bildleiters verstellbar ist.
Es ist damit möglich, sehr dünnkalibrige Endoskope zu bauen, da die elektrischen Leiter für die elektromagnetische Verstellung des Objektives nur geringe Querschnitte erfordern, die die Endoskopquerschnitte nicht ungünstig beeinflussen. Weiter genügt für die eine oder eine andere Objektiveinstellung entsprechend den auftretenden Objektivabständen jeweils eine einzige Schalterbetätigung, ohne daß weitere Handhabungen erforderlich werden.
Nach der Erfindung kann der sich an das Objektiv anschließende Bildleiter eine übliche Optik sein, deren Linsen auch in einem biegsamen Schaft, z. B. für Gastroskope, untergebracht sind, oder es wird vorteilhaft ein biegsamer Fiber-Bildleiter verwendet, der allen Bewegungen folgen kann und eine einwandfreie Bildübertragung gewährleistet.
Weiter kann die Beleuchtung des zu beobachtenden Gegenstandes aus einer am distalen Ende des Endoskopes angebrachten Beleuchtungslampe bestehen, oder das Licht kann von einer äußeren Lichtquelle über einen durch das Endoskop verlaufenden Lichtleiter dem Gegenstand zugeleitet werden, wobei der Lichtleiter, z. B. Fiberlichtleiter, neben dem Bildleiter liegt oder diesen ringförmig umgibt. Schließlich kann die Beobachtung je nach Endoskop- und Beleuchtungsart vor dem Endoskopende oder seitlich des Endoskops über Reflektoren erfolgen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Objektivverstellung für Endoskope dargestellt, die nachstehend beschrieben werden, und zwar zeigt F i g. 1 einen vergrößerten Längsschnitt durch das distale Ende eines Endoskopes mit elektromagnetischer Umsteuerung der Obj ektiveinstellungen, F i g. 2 den gleichen Längsschnitt, jedoch lediglich mit einer einseitigen elektromagnetischen Einstellung des Objektivs.
Das im Ausführungsbeispiel dargestellte Endoskop besitzt einen Bildleiter 1 aus lichtleitenden Fibern, die in großer Anzahl zu einem Bündel zusammengefaßt sind, und dieses Fiberbündel ist von einem Schutzmantel 2 aus Kunststoff od. dgl., einer versteifenden Feder 3 und einem äußeren, vorteilhafterweise ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Hüllschlauch 4 umgeben, der auch sterilisierbar ist. Der distale Instrumentenkopf 5 trägt in seinem freien Ende innerhalb einer transparenten Kappe 6 eine Beleuchtungslampe 7, die über eine isolierte Leitung 8 aus einer nicht dargestellten Stromquelle gespeist wird.
Im Fall des Beispiels ist der Lampenkopf mit dem flexiblen Fiberendoskop durch ein starres Zwischenstück 9 und eine Rohrhülse 10 verbunden.
Das Objektiv ist vor dem distalen Ende des Fiberbildleiters 1 angeordnet und besteht aus einem Linsensystem 11, nämlich der Objektivlinse 11a, der Hinterlinse 11 b und der Achromatlinse 11 c. Für einen seitlichen Ausblick ist eine Reflektionsfläche vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel ist dazu an die Objektivlinse 11 a ein Ablenkprisma 12 angekittet, wobei der Ausblick bzw. der Einfall der Bildstrahlen über eine seitliche, durch ein Glasplättchen 13 mit Fassung 13 a abgedeckte Wandungsdurchbrechung erfolgt.
Das Objektivlinsensystem 11 ist nun in einer magnetisierbaren Fassung 14 angeordnet, wobei die Einzellinsen in bekannter Weise innerhalb der Fassung 14 durch Blenden 15 in ihrer Abstandslage fixiert sind, so daß daS Linsensystem mit der Fassung 14 eine Einheit bildet. Die Fassung 14 mit dem Linsensystem ist axial verschiebbar zwischen zwei Begrenzungsanschlägen gelagert. Um diese axiale Verschiebung von einer in die andere Endlage zur Einstellung der gewünschten Bildschärfe auf einfachem Wege zu erreichen, ist die Fassung 14 von einem Magneteisenkern 16 umgeben, auf dessen Innenseite zwei Elektromagneten 17 und 18 in axialer Richtung getrennt voneinander untergebracht sind. Diese Magnetspulen werden über die isoliert verlegten Leitungsdrähte 17 a und 18 a aus einer Gleichspannungsquelle gespeist. Es ist möglich, einen Druck-oder Schiebeschalter vorzusehen, durch dessen Betätigung entweder die eine oder andere der beiden Spulen 17 oder 18 an die Gleichspannungsquelle angeschlossen wird. Der Spulenkern 16 ist mit drei radial nach innen gerichteten Ringflanschen versehen, von denen ein mittlerer Flansch 16 a die beiden Spulen 17 und 18 voneinander trennt. Der distale Flansch 16 b bildet einen Anschlag für den aus der Fassung 14 bestehenden Anker, während der proximale Anschlag aus einem nach innen gerichteten Ringflansch 9a des verbindenden Zwischenstückes 9 besteht.
Vorteilhaft sind die Abstandsblenden 15 beidseitig über die Fassung 14 hinaus verlängert und bestehen aus nicht magnetisierbarem Material, so daß bei der axialen Verschiebung des Objektives nicht die Fassung 14, sondern die Enden der Abstandsblenden gegen die Anschläge zur Anlage kommen.
Für die Einstellung der Bildschärfe wird durch die Schalterbetätigung beispielsweise der Stromkreis für die Magnetspulel8 geschlossen; dadurch wird der Ankerl4 zum distalen Ende gegen den Anschlagflansch 16 b gezogen. Wird das zu betrachtende Bild unscharf, so schaltet man durch erneute Schalterbetätigung die Spule 18 ab und die Spule 17 an, so daß sich die Objektiveinheit in Richtung zum distalen Ende des Bildleiters 1 bis zum Flanschanschlag 9 a bewegt, womit die Bildschärfe wiederhergestellt ist.
Bei der Ausführung nach F i g. 2, bei der gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 bezeichnet sind, ist die als Anker dienende Objektivfassung 14 mit einem Umfangsflansch 14a versehen.
Dieser kann einseitig gegen einen nach innen ragenden Anschlag 21 zur Anlage kommen und wird in diese Anlage durch eine vorteilhafterweise aus Bronze hergestellte Feder 22 gedrückt. Die Feder ist einerseits gegen den Ringflansch 14 a und andererseits gegen einen Magnetkern 20 abgestützt, wobei dieser U-förmig profilierte ringförmige Kern 20 eine Magnetspule 19 aufnimmt, die wieder über isolierten Lei- tern 19a aus einer Gleichspannungsquelle gespeist werden kann. Wird in der dargestellten Lage, in der der Anker 14 mit seinem Flansch 14 a gegen den Anschlag 21 liegt, das betrachtete Bild unscharf, so wird durch einen Schalter der Stromkreis für die Magnetspule 19 geschlossen, so daß der Anker 14 mit dem Objektiv gegen die Wirkung der Feder 22 anzieht, bis der Anker gegen den Spulenkern 20 zur Anlage kommt. Damit ist die erforderliche Bildschärfe wieder erreicht.
Es ist auch möglich, bei der Ausführung nach F i g. 1 an Stelle zweier Magnetspulen nur eine einzige Magnetspule in Verbindung mit einem permanenten Magnetkern anzuordnen, die aber in bezug auf die Gleichspannungsquelle polumschaltbar sein muß. Die als Anker dienende Objektivfassung 14 läßt sich dann durch die Polumschaltung in die eine oder andere axiale Richtung zur Einstellung der Bildschärfe verschieben.
Für den Fall, daß mehr als zwei Objektiveinstellungen erwünscht sind, kann die als Anker dienende Objektivfassung auch durch mehr als zwei Magnetspulen beeinflußt werden, wobei durch die Einschaltung zusätzlicher Spulen der Anker verschoben und sodann in einer Zwischenstellung festgehalten wird, Dabei können aber auch Anschläge benutzt werden, die durch die magnetische Beeinflussung in die Verschiebebahn des Ankers gelangen und nach Abschalten der betreffenden Spule wieder zurücklaufen.
Es ist verständlich, daß durch die beschriebenen Ausführungen sehr dünukalibrige Instrumente verwendet werden können, da die Stromleiter für die Magnetspulen nur einen sehr geringen Raumbedarf erfordern.
Ferner ist-die Bedienung zur Schärfeneinstellung durch eine einfache Schalterbetätigung besonders bequem durchzuführen. Der Schalter wird zweckmäßig am elektrischen Schaltgriff des Instruments vorgesehen, an welchem bei bekannten Geräten bereits der Bedienungsschalter für die Beleuchtung sitzt und der gleichzeitig zur Handhabung des Instruments dient.

Claims

Patentansprüche: 1. Endoskop mit einer distal ausstrahlenden Beleuchtungseinrichtung für den zu beobachtenden Körperhöhlenteil und einem Bildleiter, von dem das beleuchtete Bild über ein in axialer Richtung einstellbares Objektiv aufgenommen und einem Okular oder einer Kamera zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (11) für mindestens zwei Bildschärfeneinstellungen durch elektromagnetische Beeinflussung einer als Anker dienenden Objektivfassung(14) von einer Stellung in eine andere Stellung gegenüber dem distalen Ende eines Bildleiters (1) verstellbar ist.
2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivfassung (14) durch die Wirkung einer Feder (22) in Richtung zum distalen Endoskopende gegen einen Anschlag (21) anliegt und daß am proximalen Ende der Objektivfassung ein Elektromagnet (19, 20) angeordnet ist, der bei Anschalten an eine Gleichspannung die Objektivfassung(14) gegen die Kraft der Feder (22) in Richtung des Magnetkerns (20) oder eines Anschlags anzieht.
3. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivfassung (14) von zwei axial getrennten Elektromagnetspulen(17, 18) umgeben ist, durch deren wahlweises Anschalten an eine Gleichspannung die als Anker dienende Objektivfassung (14) in eine distale oder proximale Anschlagstellung verschoben wird.
4. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivfassung (14) von einer Elektromagnetspule umgeben ist, die polumschaltbar an eine Gleichspannungsquelle schaltbar ist, um die als Anker dienende Fassung (14) mit dem Objektiv in eine distale oder proximale Anschlagstellung zu verschieben.
5. Endoskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivfassung mit einem äußeren Umfangsflansch(14a) versehen ist, der durch die Wirkung der Feder (22) gegen den als Anschlag dienenden Radialflansch des Endoskops gedrückt wird, und daß dem proximalen Ende der Fassung ein als Anschlag dienender Elektromagnet(19,20) gegenüberliegt, dessen Magnetkraft größer ist als die Kraft der Feder (22).
6. Endoskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden axial nebeneinanderliegenden Magnetspulen (17, 18) in einem Ringkern (16) beidseitig eines mittleren Radialflansches (16 a) und zwischen den Abschlußflanschen des Kernes liegen, wobei der distale Abschlußflansch (16 b) den Anschlag für die distale Verschiebung der Objektivfassung (14) und ein innerer Flanschring(9a) eines Verbindungsrohrstückes (9) den Anschlag für die proximale Verschiebung der Objektivfassung (14) bildet. ~~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 3090378.