DE19742454C2 - Endoskopoptik mit von Distanzrohren beabstandeten Stablinsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Endoskopoptik nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine gattungsgemäße Endoskopoptik ist aus der
DE 34 31 631 C2, Fig. 2,
bekannt. Dabei sind Stablinsen abwechselnd mit Distanzrohren in einem System­ rohr gestapelt. Der Stapel kann wie aus der
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an sich bekamt, federbelastet zwischen Endhalterungen des Systemrohres einge­ spannt sein.

Bei der in der erstgenannten Schrift gezeigten Konstruktion ist der Außendurch­ messer der Stablinsen kleiner als der Innendurchmesser des Systemrohres, um die Bruchgefahr der Linsen bei Biegung des Rohres zu verringern. Der Außendurch­ messer der Distanzrohre ist dabei zumeist ebenfalls geringer gewählt als der In­ nendurchmesser des Systemrohres, damit die Distanzrohre, wie auch die Linsen, im Systemrohr gut gleiten können. Damit wird die Montage erleichtert und si­ chergestellt, daß der aus Linsen und Distanzrohren gebildete Stapel unter Feder­ kraft sicher in Achsrichtung zusammengehalten wird, um eine spielfreie Lage­ rung der Stablinsen im Systemrohr zu erreichen.

Das notwendigerweise seitlich vorhandene Spiel zwischen dem Systemrohr und den Linsen führt bei Stoßbeschleunigungen (z. B. Erschütterungen beim Hinun­ terfallen der Endoskopoptik) zur seitlichen Verkippung der Linsen, die im fol­ genden als "Verspringen" bezeichnet wird. Dieses Verspringen führt zu einer un­ beabsichtigten und nachteiligen Blickrichtungsänderung.

Zum Verhindern des Kippens der Stablinsen sind bei der erstgenannten bekann­ ten Konstruktion die Stablinsen an ihren Enden mit von den axialen Enden der Distanzrohre am gesamten Umfang umlaufend angeordneten axial vorspringen­ den Flanschen gefaßt. Auch zwischen diesen Flanschen und den Stablinsen muß jedoch ein gewisses Montagespiel eingehalten werden, so daß auch bei dieser bekannten Konstruktion noch immer ein geringes Verspringen möglich ist. Die Endausbildung der Distanzrohre mit umlaufenden Flanschen, die Arbeiten an der Drehbank erfordert, ist außerdem angesichts der geringen Größe der Distanzrohre sehr aufwendig.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Endoskopoptik zu schaf­ fen, die bei kostengünstiger Konstruktion das Verspringen der Stablinsen sicher verhindert.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

In der erfindungsgemäßen Endoskopoptik finden Distanzrohre Anwendung, die wenigstens auf einer Seite asymmetrisch in Achsrichtung vorspringend ausgebil­ det sind. Durch die Kraft der am Ende des Linsenstapels angeordneten Feder wird der gesamte Linsenstapel mit den dazwischen angeordneten Distanzrohren axial zusammengedrückt. Dabei wird die konvexe Fläche einer Linse in Anlage mit dem Vorsprang eines Distanzrohres gebracht. Die auf den Linsenstapel axial wirkende Kraft der Feder wird dadurch in zwei Komponenten aufgeteilt. Die eine Komponente wirkt weiter als Druckkraft in axialer Richtung und die zweite Komponente, die sich durch den Vorsprung des Distanzrohres in seiner außer­ mittigen Anlage an der konvexen Stirnfläche der Stablinse ergibt, wirkt quer zur Achsrichtung des Linsenstapels und drückt das anliegende Ende der Stablinse seitlich in Richtung Systemrohr, bis es in Anlage mit diesem gelangt. Es ergibt sich daher durch absichtliches Kippen eine spielfreie, stabile Lage der Linse, die jede Bewegungsmöglichkeit der Linse ausschließt. Ein Verspringen der Blick­ richtung durch Lageänderungen der Linse ist damit wirkungsvoll verhindert. Auch ein eventuell vorhandenes Spiel zwischen Distanzrohr und Systemrohr wird durch die quer zur Achse des Systemrohres wirkende Kraftkomponente unter­ bunden. Die Verschiebung der Blickrichtung, die sich durch die in diesem Fall absichtlich herbeigeführte Kippung der Linse ergibt, kann durch an Endoskopop­ tiken übliche Justiereinrichtungen, die sich z. B. am Okular befinden, ausgeglichen werden. Die beschriebene Anordnung erlaubt es, einfach gestaltete Einzelteile verwenden zu können und ohne aufwendige Sonderanfertigungen auskommen zu können. Auch die einfache Art der Montage, das übliche "Auffüllen" des Systemrohres mit Linsen und Distanzrohren, kann beibehalten werden. Die Sicherheit vor einem Bruch der Linse ist nach wie vor gewährleistet durch die im überwie­ genden Bereich vorhandene Beabstandung der Linse zum Systemrohr sowie das mögliche Nachgeben der Feder im Falle einer Biegung des Systemrohres.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen, wonach das Di­ stanzrohr auf beiden Seiten vorspringend ausgebildet ist. Auf diese Weise werden die Enden der beiden einem Distanzrohr anliegenden Stablinsen quer zur System­ rohrachse verkippt. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß beim üblichen "Auffüllen" des Systemrohres mit Linsen und Distanzrohren nicht auf die Ausrichtung des Distanzrohres geachtet werden muß.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen, für alle im System­ rohr verwendeten Distanzrohre vorspringende Seiten vorzusehen. Dadurch wird für alle im Linsenstapel befindliche Linsen eine mögliche Lageänderung im Sy­ stemrohr durch Stoßbeschleunigungen verhindert. Damit wird für die gesamte Endoskopoptik ein Verspringen der Blickrichtung unterbunden.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen, wonach die vor­ springende Seite des Distanzrohres eben und schräg zu seiner Achse ausgebildet ist. Diese Ausführungsform stellt die einfachste und damit kostengünstigste Vari­ ante in der Herstellung der Distanzrohre, die die beschriebenen Vorteile aufwei­ sen, dar. Es lassen sich konventionelle Distanzrohre bzw. deren Halbfabrikate zur Herstellung verwenden. Es muß lediglich eine Seite des Distanzrohres abge­ schrägt werden. Vorteilhaft ist dabei auch die Ausgestaltung mit zwei abge­ schrägten Seiten gemäß Anspruch 2.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1a einen Achsschnitt durch eine erfindungsgemäße Endoskopoptik in ihrem einen Endbereich mit zwei Ausführungsformen von Distanz­ rohren,

Fig. 1b einen Achsschnitt durch die Endoskopoptik der Fig. 1a in ihrem anderen Endbereich,

Fig. 2 einen Achsschnitt durch ein Teilstück einer erfindungsgemäßen Endoskopoptik mit einer dritten Ausführungsform eines Distanzroh­ res,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Variante der Ausführungs­ form des Distanzrohres der Fig. 2,

Fig. 4 einen seitlichen Schnitt gemäß Fig. 2 mit eitler vierten Ausfüh­ rungsform eines Distanzrohres und einer anderen Ausführungsform von Stablinsen,

Fig. 5 eitlen seitlichen Schnitt gemäß Fig. 2 mit einer fünften Ausfüh­ rungsform eines Distanzrohres.

In Fig. 1a und Fig. 1b ist eine erfindungsgemäße Endoskopoptik mit einem Sy­ stemrohr 1 dargestellt. In dem Systemrohr 1 sind mehrere Stablinsen 2 angeord­ net, die in diesem Ausführungsbeispiel zur zeichnerischen Vereinfachung alle identisch und stark schematisiert dargestellt sind.

Die Stablinsen 2 werden durch Distanzrohre 3, 3', 3", 4 und 4' beabstandet ge­ halten, die im Falle der Distanzrohre 3, 3' und 3" an ihren axialen Enden je eine gerade und eine schräge Seite, und im Falle der Distanzrohre 4 und 4' zwei ent­ gegengesetzt schräge Seiten aufweisen.

Die Distanzrohre 3, 3' und 3" sind in ihrer Form identisch. Das Distanzrohr 3 wird durch die auf den Linsenstapel axial wirkende Federkraft der Feder 5 gegen einen Anschlag 6 im vorderen Endbereich der Endoskopoptik gedrückt, der eine Objektivlinse 10 trägt.

Das Distanzrohr 3' sitzt zwischen zwei Stablinsen 2. Das Distanzrohr 3" schließ­ lich sitzt gegenüber den Distanzrohren 3 und 3' axial und radial um je 180° ge­ dreht zwischen einer Stablinse 2 und der Feder 5, die ihrerseits axial gegen einen im hinteren Endbereich der Endoskopoptik in das Systemrohr 1 eingeschraubten Haltering 7 drückt.

Die Distanzrohre 4 und 4' sind in ihrer Ausführungsform ebenfalls identisch. Das Distanzrohr 4' sitzt gegenüber dem Distanzrohr 4 radial um 90° gedreht im Sy­ stemrohr 1.

Im hinteren Endbereich der Endoskopoptik erkennt man einen mit dem System­ rohr 1 fest verbundenen Flansch 8, in dem durch Schrauben 9 ein Okular 11 mit Linse 12 justierbar gelagert ist. Üblicherweise sind drei Schrauben 9 radial im Winkelabstand von 120° auf dem Umfang des Flansches 8 zur Lagerung des Okulars 11 angeordnet.

Man erkennt in den beiden Figuren, wie die Stablinsen 2 mit ihren Enden durch die schrägen Seiten der Distanzrohre 3, 3', 3", 4 und 4' seitlich gegen das Systemrohr 1 gedrückt werden. Damit stellt sich eine stabile und spielfreie Lage der Stablinsen 2 ein, die auch durch Stoßbeschleunigungen nicht verändert wird.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die Kippungen der Stablinsen 2 im Systemrohr 1 in den Figuren stark übertrieben dargestellt sind.

Die sich aus den absichtlichen Kippungen der Stablinsen 2 ergebende Blickrich­ tungsverschiebung läßt sich mit Hilfe des durch die Schrauben 9 justierbaren Okulars 11 korrigieren.

In dem in Fig. 2 dargestellten Teilstück einer erfindungsgemäßen Endoskopoptik ist in einem Systemrohr 1 ein zwei Stablinsen 2 beabstandendes Distanzrohr 13 angeordnet, dessen axiale Seiten 14 und 15 gerade und parallel zueinander ausge­ staltet sind. An den axialen Seiten sind axial vorspringende Nasen 16 und 17 vor­ gesehen, die durch die axiale Krafteinwirkung einer nicht dargestellten Feder Querkraftkomponenten bewirken, die die anliegenden Enden der Stablinsen 2 seitlich gegen das Systemrohr 1 drücken. Im dargestellten Fall befinden sich die Nasen 16 und 17 axial gesehen in einer Flucht.

Fig. 3 zeigt ein Distanzrohr 18, das sich in seiner Ausführung nur durch radial - hier z. B. um 90° - versetzt angeordnete Nasen 16' und 17' von dem Distanzrohr 13 der Fig. 2 unterscheidet. Durch diese Ausführungsform kann erreicht werden, daß sich die Linsen 2 im Linsenstapel unterschiedlich gekippt anordnen.

Fig. 4 zeigt ein in einem Systemrohr 1 befindliches Distanzrohr 19, dessen beide axiale Seiten schräg ausgebildet sind. Im Gegensatz zur Ausführungsform in Fig. 1a und Fig. 1b sind hier beide Seiten mit zueinander parallelen Schrägen ausge­ bildet. Zudem ist in dieser Figur dargestellt, daß auch Stablinsen 2' mit Fasen 20 in Verbindung mit seitlich kippend angreifenden Distanzrohren verwendet wer­ den können.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Distanzrohres einer erfindungs­ gemäßen Optik. Ein in dem Systemrohr 1 zwei Stablinsen 2 beabstandendes Di­ stanzrohr 21 weist sich axial über die axialen Ausdehnungen der vorspringend ausgebildeten Seiten 22 und 23 des Distanzrohres 21 hinaus erstreckende rohr­ förmige Verlängerungen 24 und 25 auf. Der Innendurchmesser dieser Verlänge­ rungen 24 und 25 ist dabei größer als der Außendurchmesser der verwendeten Stablinsen 2.

Die bereits beschriebenen Querkraftkomponenten drücken so zunächst die Enden der Stablinsen 2 gegen die Innenwandungen der rohrförmigen Verlängerungen 24 und 25 des Distanzrohres 21. Nachdem die Linsen 2 in Anlage mit den Verlänge­ rungen 24 und 25 gelangen, wird durch die Querkraftkomponenten auch noch das Distanzrohr 21 selbst gegen das Systemrohr 1 gedrückt und in spielfreie Anlage gebracht.

Auch in dieser Ausführungsform sind die Stablinsen 2 stabil und spielfrei gela­ gert. Diese Ausführungsform des Distanzrohres 21 stellt insbesondere im Hin­ blick auf die in Fig. 2 der eingangs erwähnten Schrift DE 34 31 631 C2 darge­ stellte Konstruktion eine erhebliche Verbesserung dar.

Die dargestellten Distanzrohre können sowohl in definierten, als auch in nicht vorab definierten Drehlagen in das Systemrohr eingebracht werden, was auch jeweils zu definierten bzw. nicht definierten radialen Lagen der Stablinsen führt.

Werden die Distanzrohre in definierten Drehlagen in das Systemrohr eingebracht, so besteht z. B. die Möglichkeit, die Distanzrohre so anzuordnen, daß die Kippungen der Linsen sämtlich in einer Fläche ausgerichtet sind. Ideal wäre es im Falle von angestrebten, definierten Drehlagen der Distanzrohre, diese mit Ver­ drehsicherungen auszustatten. So wäre z. B. je eine auf dem Außenumfang der Distanzrohre befestigte Feder, die in eine dafür vorgesehene Nut im Systemrohr greift, denkbar.

Die Distanzrohre können aber auch ohne definierte Drehlage in das Systemrohr eingebracht werden.

Bei in axialer Richtung symmetrischen Distanzrohren, wie beispielsweise den Distanzrohren 4 oder 13, ist ihre axiale Einbaurichtung unkritisch. Bei unsym­ metrischen Distanzrohren, wie den Distanzrohren 3 oder 3', kann es auf die axiale Ausrichtung ankommen. So kann beispielsweise bei ausschließlicher Verwen­ dung von Distanzrohren entsprechend dem Distanzrohr 3, bei regelloser Aus­ richtung eine Stablinse zwischen zwei senkrecht zur Systemrohrachse angeorde­ ten Seiten von Distanzrohren gelagert sein, wodurch für diese Stablinse eine ge­ gen Stöße schützende stabile Verkippung nicht erreicht werden kann. Um dies auszuschließen, wäre eine gezielte Anordnung der Distanzrohre, auch hinsicht­ lich ihrer axialen Einbaurichtung, vorzuziehen.

In praktischen Versuchen wurden Distanzrohre entsprechend dem Distanzrohr 3 verwendet. Diese Distanzrohre wurden hinsichtlich ihrer axialen Ausrichtung und auch Hinsichtlich ihrer Drehausrichtung regellos eingebaut. Es ergab sich dabei eine deutliche Verringerung der Empfindlichkeit der Optik gegenüber Stoßbe­ schleunigungen.

Möglich ist auch, mehrere unterschiedliche Ausführungsformen von Distanzroh­ ren in einem Linsenstapelaufbau zu verwenden, wobei auch hier regellose oder definierte Lagen der Distanzrohre realisierbar sind.

Claims (4)

1. Endoskopoptik mit einem Systemrohr (1), in dem Distanzrohre (3, 3', 3", 4, 4', 13, 18, 19, 21) abwechselnd mit Stablinsen (2, 2') gestapelt sind, die einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner ist als der Innendurch­ messer des Systemrohres, und die sich an den axialen Enden der Distanz­ rohre mit konvexen Endflächen abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Distanzrohre (3, 3', 3", 4, 4', 13, 18, 19, 21) an we­ nigstens einem seiner axialen Enden in einer Umfangswinkelposition der­ art in Achsrichtung vorspringend ausgebildet ist, daß es auf der anliegen­ den konvexen Fläche einer Stablinse (2, 2') mit einem Vorsprung (16, 16') außermittig in Anlage kommt, wobei die Distanzrohre mit den Stablinsen zwischen Endhalterungen (6, 7) am Systemrohr (1) federbelastet einge­ spannt sind.

2. Endoskopoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Di­ stanzrohr (4, 4', 13, 18, 19, 21) auf beiden Seiten vorspringend ausgebildet ist.

3. Endoskopoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Di­ stanzrohre (3, 3', 3", 4, 4', 13, 18, 19, 21) der Endoskopoptik mit Vor­ sprüngen ausgebildet sind.

4. Endoskopoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vor­ springende Seite des Distanzrohres (3, 3', 3", 4, 4', 19) eben und schräg zu seiner Längsachse ausgebildet ist.