DE19942152A1

DE19942152A1 - Endoskop

Info

Publication number: DE19942152A1
Application number: DE19942152A
Authority: DE
Inventors: Jean Rovegno
Original assignee: TOKENDO Sarl LA CIOTAT
Current assignee: Tokendo (sas) La Ciotat Fr
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2019-09-04
Also published as: GB2342462B; GB9919644D0; FR2783610B1; DE19942152B4; FR2783610A1; US6346076B1; GB2342462A

Abstract

Endoskop, bei welchem die Endoskopsonde (11) mit einem zylindrischen Rohr (17) einstückig ist, das drehbar in einem Handgriff (20, 25, 30) gelagert ist und dessen proximales Ende als Sitz für ein Umkehrprisma (7) dient; und eine zylindrische Fassung (50), die als Sitz für ein Okular dient und im Rohr (17) gelagert ist, einen Stift (51) aufweist, der sich in einem im Rohr (17) ausgesparten Längsschlitz (26) gleitend bewegt und dessen Ende sich drehend in einer innenliegenden ringförmigen Auskehlung (54) bewegt, die in einem frei beweglichen Ring (53) ausgespart ist, der das Rohr (17) umschließt. Der Ring umfaßt einen Stift (55), dessen Längsverschiebung die Einstellung der Endoskop-Fokussierung ermöglicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein drehbares starres En doskop mit distal abgelenkter Sicht und proximal einstellba rer Fokussierung. Der Fachbereich der Erfindung betrifft die Endoskopieeinrichtungen.

Mit dem Begriff Endoskop wird eine starre Sonde bezeichnet, die nach ihrem Einführen in einen nicht beleuchteten Hohlraum dem Benutzer die Beobachtung des Hohlrauminneren ermöglicht. Zu diesem Zweck ist in das Endoskop bauartgemäß aus eine op tische Einrichtung und eine Beleuchtungseinrichtung inte griert.

Das distale Ende der optischen Einrichtung eines Endoskops befindet sich hinter einem Sichtfenster, das im distalen Ende des Endoskops angeordnet ist. Das proximale Ende der opti schen Einrichtung entspricht einem Okular, das dem Benutzer die Betrachtung des Bildes des vom distalen Sichtfenster ab gedeckten Bereichs ermöglicht. Die optische Einrichtung ist so berechnet, daß das vom Benutzer betrachtete Bild im Ver gleich zur Realität keinerlei Umkehrung aufweist, weder uni noch bidirektional. Ein in den Handgriff des Endoskops inte grierter Ring zur Steuerung der Fokussierung ermöglicht im allgemeinen die Einstellung der Schärfe des betrachteten Bil des, indem das Okular in Längsrichtung entlang der optischen Achse verschoben wird.

Das distale Ende der Beleuchtungseinrichtung eines Endoskops entspricht einem Beleuchtungsfenster, das am distalen Ende des Endoskops liegt und dessen Beleuchtungsachse parallel zur optischen Achse des distalen Sichtfensters verläuft. Das proximale Ende der Beleuchtungseinrichtung entspricht einer in den Handgriff des Endoskops integrierten Beleuchtungs- Befestigungseinrichtung. Das distale Beleuchtungsfenster be leuchtet den vom distalen Sichtfenster abgedeckten Bereich, wenn die Beleuchtungs-Befestigungseinrichtung über ein Be leuchtungskabel an eine Lichtquelle angeschlossen ist.

Mit dem Begriff Endoskop mit axialer Sicht wird ein Endoskop bezeichnet, bei dem die optische Achse des distalen Sichtfen sters mit der mechanischen Achse des Endoskops zusammenfällt. Die optische Einrichtung eines Endoskops mit axialer Sicht umfaßt ein distales Objektiv und ein optisches Bildübertra gungssystem, das im allgemeinen aus einer Reihe von Achromat linsen und einem Okular gebildet wird. Die optische Einrich tung ist so berechnet, daß das vom Okular übermittelte Bild im Vergleich zur Realität keine bidirektionale Umkehrung dar stellt. Die Beleuchtungseinrichtung eines Endoskops mit axia ler Sicht wird aus einem Lichtleitfaserbündel gebildet, des sen proximales Ende der Beleuchtungs-Befestigungseinrichtung entspricht und dessen distales Ende im allgemeinen ein Be leuchtungsfenster in Form einer um das distale Sichtfenster angeordneten Krone bildet.

Mit dem Begriff Endoskop mit abgelenkter Sicht wird ein Endo skop bezeichnet, bei dem die optischen Achse des distalen Sichtfensters mit der mechanischen Achse des Endoskops einen Winkel bildet. Die Sicht ist nach vorne gerichtet, wenn die ser Winkel weniger als 90° beträgt, zur Seite, wenn der Win kel gleich 90° ist, und nach rückwärts, wenn er größer als 90° ist. In allen Fällen umfaßt die optische Einrichtung ei nes Endoskops mit abgelenkter Sicht ein distales Ablenkungs prisma, das sich zwischen dem distalen Sichtfenster und dem Objektiv der optischen Einrichtung befindet.

Wenn es sich bei dem distalen Prisma um ein Totalreflexions- Ablenkungsprisma handelt, das durch eine bidirektionale Um kehrung des vom Prisma übermittelten Bildes gekennzeichnet ist, umfaßt die optische Einrichtung des Endoskops das dista le Prisma, ein Objektiv, ein optisches Bildübertragungssy stem, das im allgemeinen aus einer Reihe von Achromatlinsen und einem Okular gebildet wird. Das optische Bildübertra gungssystem ist so berechnet, daß das vom Okular gelieferte Bild im Vergleich zur Realität durch Spiegelung nicht voll ständig auf den Kopf gestellt wird.

Wenn es sich bei dem distalen Prisma um ein Teilreflexions- Ablenkungsprisma handelt, das durch eine unidirektionale Um kehrung des vom Prisma übermittelten Bildes gekennzeichnet ist, umfaßt die optische Einrichtung des Endoskops das dista le Prisma, ein Objektiv, eine optisches Bildübertragungssy stem, das im allgemeinen aus einer Reihe von Achromatlinsen gebildet wird, einem Umkehrprisma, das durch eine unidirek tionale Umkehrung des vom Prisma übermittelten Bildes gekenn zeichnet ist, und ein Okular, wobei die radiale Positionie rung des Umkehrprismas und die Struktur des optischen Bild übertragungssystems so berechnet ist, daß das vom Okular ge lieferte Bild im Vergleich zur Realität nicht teilweise umge kehrt ist.

Die Beleuchtungseinrichtung eines Endoskops mit abgelenkter Sicht wird danach aus einem Glasfaserbündel gebildet, dessen proximales Ende in die Beleuchtungs-Befestigungseinrichtung des Endoskops integriert ist und dessen distales Ende ein seitliches Beleuchtungsfenster bildet, das zwischen dem Sichtfenster und dem distalen Ende des Endoskops liegt.

Die den herkömmlichen Endoskopen mit abgelenkter Sicht eige nen Nutzungsschwierigkeiten beziehen sich auf die Rundblick- Abtastung des Inneren eines Hohlraums. Eine derartige Über prüfung zwingt den Benutzer nämlich, mit dem Endoskop eine Drehung um 360° um dessen mechanische Achse zu vollführen, wobei dieser Vorgang durch das mit der Beleuchtungs-Befes tigungseinrichtung des Endoskops einstückige Beleuchtungska bel erschwert wird.

Diese Nutzungsprobleme sind der Grund für die Entwicklung von drehbaren Endoskopen mit distal abgelenkter Sicht, die von den jeweiligen Konstrukteuren mit den Begriffen "Rotascope" (HENKE-SASS WOLF), "Endoskop mit Drehgehäuse" (EFER), "Indu strieendoskop mit drehbarem Lichtsteckverbinder" (KARL STORZ), "Technoskop mit drehbarem Lichtsteckverbinder" (RICHARD WOLF) oder "Industrieendoskop mit Orbitalabtastung" (OLYMPUS) bezeichnet werden. Alle diese Endoskope verfügen über eine Endoskopsonde mit distal abgelenkter Sicht, deren proximales Ende sich im Inneren eines Handgriffs dreht, der mit einem Ring zur Einstellung der Drehung der Sonde, einer seitlichen Befestigungseinrichtung für das Beleuchtungskabel, einem Ring zur Einstellung der Fokussierung und einer proxi malen Vorsatzlinse ausgestattet ist. Diese Bauart ermöglicht es dem Benutzer, die Endoskopsonde eine Umdrehung um ihre Achse ausführen zu lassen, ohne dazu die Position des an die seitliche Beleuchtungs-Befestigungseinrichtung des Endoskops angeschlossenen Beleuchtungskabels zu verändern. Die in den vorstehend genannten verschiedenen drehbaren Endoskopmodellen zur Ausführung gelangten optischen Einrichtungen können einer der drei nachfolgend beschriebenen Familien zugeordnet wer den.

Die erste Familie von drehbaren Endoskopen, die seit vielen Jahren insbesondere von der deutschen Gesellschaft HENKE-SASS WOLF entwickelt wird, betrifft Endoskope, deren in die dreh bare Endoskopsonde integrierte optische Einrichtung aus einem distalen Totalreflexions-Ablenkungsprisma, einem Objektiv und einem optischen Bildübertragungssystem gebildet wird. Das vom proximalen Ende der drehbaren Endoskopsonde gelieferte Bild wird zu einem Okular übermittelt, das gleitend im Handgriff des Endoskops gelagert ist und dessen Längsverschiebung über einen Ring zur Einstellung der Fokussierung gesteuert wird. Der hauptsächliche Nachteil der oben beschriebenen optischen Einrichtung ergibt sich aus der Verwendung von Totalrefle xionsprismen, die relativ kostspielig sind und nur schwer in einer großen Bandbreite von Abmessungen und Ablenkungswinkeln herzustellen sind.

Die zweite Familie von drehbaren Endoskopen, die seit vielen Jahren insbesondere von der französischen Gesellschaft EFER entwickelt wird, betrifft Endoskope, deren in die drehbare Endoskopsonde integrierte optische Einrichtung aus einem di stalen Teilreflexions-Ablenkungsprisma, einem Objektiv und einem optischen Bildübertragungssystem gebildet wird, in dem ein Umkehrprisma eingesetzt ist. Das vom proximalen Ende der drehbaren Endoskopsonde gelieferte Bild wird an ein Okular übermittelt, das gleitend im Handgriff des Endoskops gelagert ist und dessen Längsverschiebung über einen Ring zur Einstel lung der Fokussierung gesteuert wird. Der hauptsächliche Nachteil der oben beschriebenen Lösung ergibt sich aus der Tatsache, daß die geringen Abmessungen des in die drehbare Endoskopsonde integrierten Korrekturprismas die Gesamtlicht stärke des Endoskops einschränken und in der Praxis die Aus führung einer derartigen optischen Einrichtung in Endoskop sonden mit kleinem Durchmesser nicht gestatten.

Die dritte Familie von drehbaren Endoskopen betrifft die En doskope, deren in die drehbare Endoskopsonde integrierte op tische Einrichtung aus einem distalen Teilreflexions-Ablen kungsprisma, einem Objektiv und einem optischen Bildübertra gungssystem gebildet wird. Das vom proximalen Ende des in die drehbare Endoskopsonde integrierten optischen Bildübertra gungssystems gelieferte Bild wird an ein Okular übermittelt, das am distalen Ende einer im Handgriff des Endoskops gehal terten Fassung befestigt ist, wobei das Okular mit einem Um kehrprisma verbunden ist, das am proximalen Ende der Fassung befestigt ist. Das proximale Ende der drehbaren Endoskopsonde ist mechanisch mit der Fassung verbunden, mit der das Okular und das Umkehrprisma so justiert werden, daß das distale Ab lenkungsprisma der Endoskopsonde und das Umkehrprisma während einer Umdrehung der Sonde um ihre Achse die gleiche Ausrich tung beibehalten. Das Verfahren, das oben beschrieben wird und daraus besteht, die Drehung eines Teilreflexions-Ablen kungsprismas, das sich am distalen Ende eines optischen Sy stems befindet, mit der eines Umkehrprismas zu synchronisie ren, das sich am proximalen Ende des optischen Systems befin det, wurde in verschiedenen Patenten betreffend die Ausfüh rung von Periskopsystemen (ERNST LEITZ GMBH/UK PATENT 1 272 742/ 1995, THEODOR PREUSSNER/UK PATENT 2 187 303 A/1987) ausführlich beschrieben. Im Fall eines drehbaren Endoskops mit distal abgelenkter Sicht muß die Einrichtung zur Rich tungskorrektur des Bildes, die aus einer drehbaren Kupplung von Endoskopsonde und der Fassung besteht, die das Okular und das Umkehrprisma umfaßt, mit einer Fokussierungseinrichtung verbunden werden, die eine Längsverschiebung der Fassung hin sichtlich des proximalen Endes der Endoskopsonde ermöglicht.

Das Verfahren, das öffentlich bekannt ist und daraus besteht, das proximale Ende einer drehbaren Endoskopsonde mit einer Fassung zu verbinden, die ein distales Okular und ein proxi males Umkehrprisma umfaßt, wurde vor 1989 von der deutschen Gesellschaft RICHARD WOLF ausgeführt. Die von diesem Kon strukteur verwendete Bauweise ist gekennzeichnet durch die Struktur des Handgriffs dieser Endoskope, der zwei mechanisch drehbar verkuppelte Teile aufweist: einen distalen Teil mit einem Ring zur Einstellung der Drehung und einer seitlichen Befestigungseinrichtung zum Anschluß des Beleuchtungskabels, und einen proximalen Teil mit einem Ring zur Einstellung der Fokussierung, der die Längsverschiebung der Fassung steuert, die das Okular und das Umkehrprisma umfaßt, wobei die Fassung gleitend, jedoch nicht drehbar im Inneren des proximalen Tei les gelagert ist. Das proximale Ende der Endoskopsonde, die sich frei im distalen Teil des Handgriffs dreht, ist mecha nisch einstückig mit dem proximalen Teil des Handgriffs. Der hauptsächliche Nachteil der vorher beschriebenen Lösung er gibt sich aus der Tatsache, daß die Drehung der Endoskopsonde zur Drehung des proximalen Teils des Handgriffs führt und da mit zur Drehung der Endoskop-Vorsatzlinse, die sich vor dem Auge des Benutzers befindet.

Dieser Nachteil wurde mit den drehbaren Endoskopen mit distal abgelenkter Sicht behoben, die seit 1995 von der japanischen Gesellschaft OLYMPUS auf den Markt gebracht und in den 1993 von der englischen Gesellschaft KEYMED (UK PATENT GB 2 280 514 B, EUROPÄISCHES PATENT EP 0 636 915 B1, US PATENT 5,540,650) angemeldeten Patenten beschrieben werden. Diese Endoskope zeichnen sich durch spezielle mechanische Kupp lungseinrichtungen aus, die für die Fassung von Vorteil sind, die das Okular und das Umkehrprisma umfaßt, wobei diese Fas sung gleitend und drehbar im Inneren des Handgriffs dieser Endoskope gelagert ist. Eine erste gleitende Kupplungsein richtung ermöglicht am proximalen Ende der Endoskopsonde die Übertragung ihrer Drehbewegung auf die Fassung, die das Oku lar und das Umkehrprisma umfaßt, und zwar ohne Berücksichti gung der Längsposition der Fassung im Handgriff. Eine zweite Kupplungseinrichtung ermöglicht im Handgriff über den Ring zur Einstellung der Fokussierung die Längsverschiebung der Fassung, die das Okular und das Umkehrprisma umfaßt, und zwar ohne Berücksichtigung der radialen- Position der Fassung im Handgriff. Der hauptsächliche Nachteil der vorher beschriebe nen Lösung ergibt sich aus den mechanischen Toleranzen, die bei den komplexen kinematischen Einrichtungen notwendigerwei se vorhanden sind, die zu der Fassung, die das Okular und das Umkehrprisma umfaßt, gehören, wobei diese Toleranzen folgen des nach sich ziehen:
Abweichungen der Winkelaxialität zwischen dem distalen Ablen kungsprisma der Endoskopsonde und dem Umkehrprisma, wobei sich diese Abweichungen als zufällige Ausrichtungsfehler des vom Endoskop gelieferten Bildes äußern.

Zentrierungsabweichungen des Umkehrprismas von der optischen Achse des Endoskops, wobei sich diese Abweichungen als zufäl lige Winkelablenkungen von der Ausgangsachse des vom Endoskop gelieferten Bildes äußern.

Alle vorher beschriebenen Endoskope weisen außerdem die fol genden Nachteile auf:
Ein Drehbereich der Endoskopsonde von weniger als 360° ver wehrt dem Benutzer eine vollständige Rundblick-Inspektion des betrachteten Bereichs.

Schwierigkeiten bei der Einstellung der Bildschärfe ergeben sich aus einer Winkelhysterese des Ringes zur Einstellung der Fokussierung, die auf das mechanische Längsspiel der kinema tischen Einrichtungen zurückzuführen sind, die für die Längs verschiebung des Okulars vorgesehen sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein drehbares En doskop mit distal abgelenkter Sicht und proximaler Fokussie rung zu schaffen, das keinen der vorher genannten spezifi schen oder allgemeinen Nachteile aufweist, ein Endoskop, des sen technische Auslegung und ergonomische Merkmale im folgen den Kapitel der Kurzbeschreibung der Erfindung dargestellt werden.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus Patentanspruch 1. Un teransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, wobei auch andere Kombinationen von Merkmalen als in den Unteransprüchen beansprucht möglich sind.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verwirklichung eines drehbaren Endoskops mit distal abgelenkter Sicht und proxima ler Fokussierung, das die nachstehend beschriebenen Einrich tungen umfaßt.

I. Eine Endoskopsonde, deren mechanische Struktur ein äußeres zylindrisches Rohr und ein inneres zylindrisches Rohr umfaßt. In die Sonde ist eine optische Einrichtung integriert, die ein im distalen Ende des äußeren Rohres seitlich angeordnetes Sichtfenster, ein mit dem distalen Ende des inneren Rohres fest einstückiges Teilreflexions-Ablenkungsprisma, ein Objek tiv und ein im inneren Rohr gelagertes Bildübertragungssystem umfaßt. In die Sonde ist des weiteren eine Beleuchtungsein richtung integriert, die in Absatz IV beschrieben ist. Das proximale Ende der Sonde ist drehbar im distalen Teil des Handgriffs gelagert, der im folgenden Absatz II beschrieben ist. Die Wahl eines Teilreflexions-Ablenkungsprismas ermög licht den Einsatz von wirtschaftlich herstellbaren Prismen mit einer großen Bandbreite von Abmessungen und Ablenkungs winkeln
II. Einen zylindrischen Handgriff, dessen distales Ende von einem Ring zur Einstellung der Drehung umschlossen wird, der mit dem proximalen Teil des äußeren Rohres der Endoskopsonde fest einstückig ist, und dessen Mittelteil von einem Ring zur Einstellung der Fokussierung umschlossen ist. Der Handgriff umfaßt des weiteren eine seitliche Befestigungseinrichtung für den Anschluß eines Beleuchtungskabels und-eine mit dem proximalen Ende des Handgriffs fest einstückige Vorsatzlinse. Der Handgriff weist keinerlei externe Komponenten auf, ausge nommen den Ring zur Einstellung der Drehung, der mit der im nachstehenden Absatz VI beschriebenen Dreheinrichtung ein stückig ist, wodurch die Aufmerksamkeit des Benutzers nur durch ungewollte Drehbewegungen gestört werden kann.
III. Ein zylindrisches Rohr, dessen distales Ende fest ein stückig mit dem proximalen Ende der Endoskopsonde ist. Das Rohr ist drehbar im Inneren des Handgriffs des Endoskops ge lagert.
IV. Eine Beleuchtungseinrichtung, die ein Lichtleitfaserbün del umfaßt, dessen einzelne Fasern in das ringförmige Volumen zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr der Endoskopsonde führen. Das distale Ende des Faserbündels befindet sich in einem seitlichen Beleuchtungsfenster, das im distalen Ende des äußeren Rohres der Endoskopsonde angeordnet ist. Der proximale Teil des Faserbündels mündet in das Innere des Handgriffs durch eine Öffnung, die sich im zylindrischen und mit dem proximalen Ende der Endoskopsonde einstückigen Rohr befindet. Das proximale Ende des Faserbündels ist im Ende der seitlichen Befestigungseinrichtung des Handgriffs für die Be leuchtung gelagert. Der proximale Teil des Faserbündels ist im Inneren des Handgriffs aufgewickelt, um zu verhindern, daß durch die Drehung der Sonde Belastungen entstehen, welche die Fasern des Bündels zerbrechen könnten.
V. Eine Bildumkehreinrichtung, gebildet aus einem Umkehrpris ma, das fest im proximalen Ende des zylindrischen, mit dem proximalen Ende der Endoskopsonde einstückigen Rohres gela gert ist. Diese Lösung ermöglicht die Integration eines Um kehrprismas mit großen Abmessungen, das die Gesamtlichtstärke des Endoskops nicht verändert. Diese Lösung ermöglicht es des weiteren, eine genaue und dauerhafte Winkelaxialität des im distalen Ende der Sonde gelegenen Ablenkungsprismas und des Umkehrprismas sicherzustellen, das fest im proximalen Ende des zylindrischen, mit der Sonde fest einstückig verbundenen Rohres gelagert ist, sowie eine genaue und dauerhafte Zen trierung des Umkehrprismas auf die optische Achse des Endo skops.
VI. Eine Dreheinrichtung, die über den Einstellring gesteu ert wird, der das distale Ende des Handgriffs umschließt und eine Drehung des proximalen Endes der Endoskopsonde im Inne ren des Handgriffs sowie des fest mit ihr verbundenen zylin drischen Rohres ermöglicht. Die Einrichtung ist so angeord net, daß sie in keinerlei Wechselwirkung mit der Einstellein richtung für die Fokussierung tritt, die nachstehend in Ab satz VII beschrieben ist.
VII. Eine Einstelleinrichtung für die Fokussierung, die eine Längsverschiebung der zylindrischen Fassung eines Okulars er möglicht, die gleitend, jedoch nicht drehbar im Inneren des zylindrischen, mit dem proximalen Ende der Endoskopsonde ein stückigen Rohres gelagert ist. Die Einrichtung umfaßt einen radialen, mit der Fassung des Okulars einstückigen Stift, der sich gleitend in einem Längsschlitz bewegt, der im zylindri schen Rohr ausgespart ist, und dessen Ende sich drehend in einer innenliegenden ringförmigen Auskehlung bewegt, die in einem frei beweglichen Ring ausgespart ist, der das Rohr um schließt. Der frei bewegliche Ring weist einen radialen äuße ren Stift auf, der sich gleitend in einem-im zylindrischen Handgriff ausgesparten Längsschlitz bewegt und dessen Ende im spiralförmigen Innengewinde mit Vierkantprofil gelagert ist, das in den Einstellring der Fokussierung geschnitten wurde, der den zylindrischen Handgriff umschließt. Die Einrichtung ist so angeordnet, daß sie in keinerlei Wechselwirkung mit der Dreheinrichtung tritt, die oben in Abschnitt VI beschrie ben ist.
VIII. Eine bewegliche Anschlageinrichtung, die Drehungen des proximalen Endes der Endoskopsonde um mehr als 360° im Inne ren des Handgriffs sowie des mit ihr einstückigen zylindri schen Rohres zuläßt. Die Einrichtung umfaßt einen radialen Stift, der mit dem zylindrischen Rohr einstückig ist und sich in einem radialen kreisbogenförmigen Schlitz bewegt, der in einem frei beweglichen Ring ausgespart ist, der das Rohr um schließt. Der Ring weist einen radialen Stift auf, der an ei nem mit dem Handgriff fest einstückigen Stift zum Anschlag kommt. Die Einrichtung ermöglicht dem Benutzer die Ausführung einer vollständigen Rundblick-Beobachtung des betrachteten Bereichs.
IX. Eine Einrichtung zur Beseitigung des Längsspiels, die aus einer Spiralfeder besteht, welche das proximale Ende des zylindrischen, mit dem proximalen Ende der Endoskopsonde ein stückigen Rohres umschließt, wobei die Feder zwischen dem proximalen Ende des Handgriffs und der proximalen Fläche des Ringes zusammengedrückt wird, der mit der Fassung des Okulars verbunden ist und das zylindrische Rohr umschließt. Die Ein richtung ermöglicht es, den Winkelhysteresefehler zu verhin dern, der durch den Einstellring für die Fokussierung verur sacht wird und sich in Längsspielen der Einstelleinrichtung der Fokussierung äußert.

Fig. I stellt die Funktionsprinzipien der kinematischen Ein richtungen dar, die im drehbaren Endoskop mit distal abge lenkter Sicht und proximaler Fokussierungseinstellung zur Ausführung gelangen, die Gegenstand der vorliegenden Erfin dung sind.

Fig. II zeigt die Struktur des drehbaren Endoskops mit di stal abgelenkter Sicht und proximaler Fokussierungseinstel lung, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.

Fig. I stellt die Funktionsprinzipien der kinematischen Ein richtungen dar, die im drehbaren Endoskop mit distal abge lenkter Sicht und proximal einstellbarer Fokussierung zur Ausführung gelangen, die Gegenstand der vorliegenden Erfin dung sind.

Durch die Drehung um ihre Achse bewirkt die im äußeren zylin drischen Rohr 11 gelagerte Endoskopsonde mit distal abgelenk ter Sicht im Inneren des zylindrischen Handgriffs 20, 25, 30 die Drehung des zylindrischen Rohres 17, dessen distales Ende mit dem proximalen Ende des Rohres 11 fest einstückig ist und dessen proximales Ende als Sitz für eine Bildumkehreinrich tung dient, die beispielsweise aus einem Umkehrprisma 7 ge bildet wird.

Eine zylindrische Fassung 50, die als Sitz für ein Okular 6 dient und gleitend, jedoch nicht drehbar im Rohr 17 gelagert ist, weist einen zylindrischen radialen äußeren Stift 51 auf, der sich gleitend in einem im Rohr 17 ausgesparten Längs schlitz 26 bewegt. Das Ende des Stifts 51 ist in einer innen liegenden ringförmigen Auskehlung 54 beweglich gelagert, die in einem frei beweglichen Ring 53 ausgespart ist, der das Rohr 17 umschließt. Der Ring weist einen zylindrischen radia len äußeren Stift 55 auf, durch dessen Längsverschiebung, die mittels der im folgenden Text zu Fig. II beschriebenen Ein stelleinrichtung der Fokussierung gesteuert wird, die Ein stellung der Bildschärfe des vom Okular 6 übermittelten Bil des ermöglicht wird.

Das Rohr 17 weist einen zylindrischen radialen äußeren Stift 62 auf, der beweglich in einem radialen kreisbogenförmigen Schlitz 61 gelagert ist, der in einem frei beweglichen Ring 60 ausgespart ist, der das Rohr 17 umschließt. Der Ring be findet sich zwischen der proximalen Fläche einer Schulter, die im proximalen Ende der distalen Komponente 20 des Hand griffs 20, 25, 30 angeordnet ist, und der distalen Fläche ei ner Schulter, die im distalen Ende der zentralen Komponente 25 des Handgriffs angeordnet ist. Der Ring 60 weist einen ra dialen äußeren Stift 63 auf, der an einem länglichen Stift 64 zum Anschlag kommt, der mit der proximalen Fläche der dista len Komponente 20 des Handgriffs 20, 25, 30 einstückig ist.

Eine Spiralfeder 32, die das proximale Ende des zylindrischen Rohres 17 umschließt, wird zwischen der proximalen Fläche des Ringes 53 und der distalen Fläche eines Lagers zusammenge drückt, das im proximalen Ende der proximalen Komponente 30 des Handgriffs 20, 25, 30 angeordnet ist.

Fig. II zeigt den Aufbau des drehbaren Endoskops mit distal abgelenkter Sicht und proximal einstellbarer Fokussierung, der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wobei sich der Aufbau aus den im folgenden beschriebenen Anordnungen ergibt.

Der mechanische Aufbau der Endoskopsonde ist um ein inneres Metallrohr 12 und ein äußeres Metallrohr 11 herum angelegt. Das in die Endoskopsonde integrierte optische System umfaßt ein Sichtfenster 2, das seitlich im distalen Ende des Rohres 11 angeordnet ist, eine optische Ablenkungseinrichtung, die beispielsweise aus einem Teilreflexions-Ablenkungsprisma 3 gebildet wird, das fest einstückig mit dem distalen Ende des Rohres 12 ist und eine unidirektionale Umkehrung des Bildes des durch das Sichtfenster 2 betrachteten Objekts herbei führt, ein distales Objektiv, das im Rohr 12 gelagert ist und beispielsweise aus zwei Linsen 4 gebildet wird, und ein opti sches Bildübertragungssystem, das beispielsweise aus einer Reihe von Achromatlinsen 5 gebildet wird, die axial im Rohr 12 angeordnet sind und an das Okular 6 das Bild des durch das seitliche distale Sichtfenster 2 betrachteten Objekts über tragen.

Das proximale Ende des äußeren Rohres 11 wird fest von einer Nabe 16 umschlossen, die sich frei in einem Lager 23 dreht, das im distalen Teil der distalen Komponente 20 des zylindri schen Handgriffs 20, 25, 30 angeordnet ist. Ein Ring 14, der ein Außengewinde aufweist und den distalen Teil der Nabe 16 umschließt, ist mittels Schrauben mit dem distalen Ende der distalen Komponente 20 des Handgriffs verbunden, um die Nabe im Handgriff fest zu positionieren. Das proximale Ende der Nabe 16 ist fest einstückig mit einem zylindrischen Rohr 17, das sich frei in einem Lager 24 im proximalen Ende der dista len Komponente 20 des Handgriffs 20, 25, 30, in einem Lager 65 im distalen Ende der zentralen Komponente 25 des Hand griffs sowie im Lager 31 dreht, das im proximalen Ende der proximalen Komponente des Handgriffs angeordnet ist. Der proximale Teil des inneren Rohres 12 der Endoskopsonde, in dem die Achromatlinsen 5 des optischen Bildübertragungssy stems angeordnet sind, ist im Inneren des Rohres 17 so gela gert, daß das proximale Ende des Rohres 12 im Mittelteil des Rohres 17 positioniert wird. Die Bildumkehreinrichtung, die beispielsweise aus einem Umkehrprisma 7 gebildet wird, ist fest im proximalen Ende des zylindrischen Rohres 17 gelagert und radial so in dem Rohr positioniert, daß die vom distalen Ablenkungsprisma 3 erzeugte unidirektionale Bildumkehrung ausgeglichen wird. Das Okular 6 ist fest in einer zylindri schen Fassung 50 gelagert, wobei die Fassung gleitend und nicht drehbar im zylindrischen Rohr 17 zwischen dem distalen Ende des Umkehrprismas 7 und dem proximalen Ende des opti schen Bildübertragungssystems der Endoskopsonde gelagert ist.

Die zylindrische Fassung 50 weist einen zylindrischen radia len äußeren Stift 51 auf, der in einem Längsschlitz 52 glei tet, der im zylindrischen Rohr 17 ausgespart ist. Ein frei beweglicher Ring 53, der das zylindrische Rohr 17 umschließt, weist eine innenliegende ringförmige Auskehlung 54 mit Vier kantprofil auf, in der sich das Ende des zylindrischen Stifts 51 frei bewegen kann und damit ermöglicht, daß sich das Rohr 17 frei im Ring 53 drehen kann, und zwar ungeachtet der Längsposition der Fassung 50 im Rohr.

Das in das Endoskop integrierte Beleuchtungssystem umfaßt ein Lichtleitfaserbündel 9, dessen einzelne Fasern in das ring förmige Volumen zwischen dem inneren Rohr 12 und dem äußeren Rohr 11 der Endoskopsonde führen. Das distale Ende des Faser bündels 9 wird in das seitliche Beleuchtungsfenster 8 ge klebt, das im distalen Ende des äußeren Rohres 11 der Endo skopsonde angeordnet ist, und anschließend geglättet. Der proximale Teil des Faserbündels 9 mündet durch ein Fenster 18, das im proximalen Teil des zylindrischen Rohres 17 zwi schen der proximalen Fläche des Stücks 16 und der distalen Fläche des Lagers 24 angeordnet ist, in das Volumen 19, das sich im Inneren der distalen Komponente 20 des Handgriffs 20, 25, 30 befindet. Das proximale Ende des Faserbündels 9 wird in den Beleuchtungsstecker 22 geklebt, der am Ende der seit lichen, mit der distalen Komponente 20 des Handgriffs 20, 25, 30 einstückigen Befestigungseinrichtung 21 befestigt ist, und anschließend geglättet. Mehrere Windungen des Faserbündels 9 sind um das Rohr 17 im Inneren des Volumens 19 gewickelt, das sich im Inneren der distalen Komponente 20 des Handgriffs 20, 25, 30 befindet, um zu verhindern, daß durch die Drehung der Endoskopsonde über 360° hinaus auf das Faserbündel einwirken de mechanische Belastungen entstehen.

Die Dreheinrichtung der Endoskopsonde um ihre optische Achse 1 wird durch einen äußeren sich drehenden Ring 13 betätigt, der mit dem proximalen Teil der Endoskopsonde 11 einstückig ist und das distale Ende der distalen Komponente 10 des zy lindrischen Handgriffs 20, 25, 30 umschließt, wobei der Ein stellungsring mit dem distalen Ende der Nabe 16 über eine Schraube 15 fest einstückig verbunden ist. Die Drehung des Ringes 13 bewirkt daher die Drehung des zylindrischen Rohres 17 im Inneren des Handgriffs 20, 25, 30 und damit die gleich zeitige Drehung um die optische Achse 1 des distalen Ablen kungsprismas 3 und des Umkehrprismas 7.

Die Einstelleinrichtung der Fokussierung des Endoskops wird über einen äußeren Ring 27 gesteuert, der den proximalen Teil der zentralen Komponente 25 des Handgriffs 20, 25, 30 um schließt und ein spiralförmiges Innengewinde mit Vierkantpro fil aufweist, in dem das Ende eines zylindrischen radialen Stifts 55 gelagert ist und mitgenommen wird, der mit dem Ring 53 einstückig und gleitend in einem Längsschlitz 26 gelagert ist, der im proximalen Teil der zentralen Komponente 25 des Handgriffs ausgespart ist. Die auf diese Weise ausgeführte Kupplungseinrichtung ermöglicht die Längsverschiebung der Fassung 50 entlang der optischen Achse 1 im Inneren des Roh res 17, und zwar ohne Berücksichtigung der radialen Positio nierung des Rohres. Die Kupplungseinrichtung ermöglicht eben falls, daß sich das zylindrische Rohr 17 und damit auch die Fassung 50 des Okulars 6 frei im Inneren des Ringes 53 drehen können, wenn die über den äußeren Ring 13 gesteuerte Drehein richtung des Endoskops in Gang gesetzt wird.

Die bewegliche Anschlageinrichtung, die den Drehbereich des zylindrischen Rohres 17 im Inneren des Handgriffs 20, 25, 30 einschränkt, ist um einen frei beweglichen Ring 60 herum an gelegt, der das Rohr umschließt und sich zwischen der proxi malen Fläche des Lagers 24 im proximalen Ende der distalen Komponente 20 des Handgriffs und der distalen Fläche des La gers 65 im distalen Ende der zentralen Komponente 25 des Handgriffs befindet. Der Ring 60 weist einen radialen kreis bogenförmigen Schlitz 61 auf, der als Sitz für einen zylin drischen radialen Stift 62 dient, der mit dem Rohr 17 ein stückig ist. Der Ring 60 weist außerdem einen radialen zylin drischen äußeren Stift 63 auf, der so angeordnet ist, daß er an einem länglichen Stift 64 zum Anschlag kommt, der mit der proximalen Fläche der distalen Komponente 20 des Handgriffs 20, 25, 30 einstückig ist.

Der Einstellmechanismus der Fokussierung des Endoskops ist mit einer Einrichtung zur Längsspielbeseitigung verbunden, die aus einer Spiralfeder 32 gebildet wird, die das proximale Ende des zylindrischen Rohres 17 umschließt, das in der proximalen Komponente 30 des zylindrischen Handgriffs 20, 25, 30 liegt. Das distale Ende der Feder stützt sich auf die proximale Fläche des Ringes 53, der das Rohr 17 umschließt, während das proximale Ende sich auf die proximale Fläche des Lagers 31 stützt, das im proximalen Ende der proximalen Kom ponente 30 des Handgriffs 20, 25, 30 angeordnet ist. Die Ein richtung zur Spielbeseitigung ermöglicht es, den Winkelhyste resefehler zu verhindern, der durch das mechanische Spiel verursacht wird, das bauartgemäß zwischen den Seitenflächen des Spiralgewindes 28 und der Außenfläche des zylindrischen Stifts 55 vorhanden ist, der beweglich in dem Gewinde gela gert ist.

Es versteht sich von selbst, daß die Anwendungsmöglichkeiten der drehbaren Endoskope mit abgelenkter Sicht und einstellba rer Fokussierung, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, sowohl im medizinischen als auch industriellen Bereich liegen können.

Claims

1. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht, das sich aus der Kombination der folgenden Elemente ergibt:
ein zylindrischer Handgriff (20, 25, 30);
eine Endoskopsonde (11) mit einer distalen Ablenkungseinrich tung (3), die eine unidirektionale Umkehrung des Bildes eines durch ein distales seitliches Sichtfenster (2) betrachteten Objekts vornimmt, einem Objektiv (4) und einem optischen Bildübertragungssystem, dessen proximales, im distalen Teil (20) des Handgriffs befindliches Ende das Bild des betrachte ten Objekts an ein Okular (6) überträgt;
eine Fokussierungseinrichtung, die über einen äußeren Ring (27) gesteuert wird und die Längsverschiebung des im Mittel teil (25) des Handgriffs gelagerten Okulars (6) entlang der optischen Achse (1) ermöglicht;
eine unidirektionale Bildumkehreinrichtung (7), die im proxi malen Teil (30) des Handgriffs gelagert ist und radial so an geordnet ist, daß die unidirektionale Umkehrung des über die distale Ablenkungseinrichtung (3) gelieferten Bildes ausge glichen wird;
eine Dreheinrichtung, die über einen äußeren Ring (13) ge steuert wird und die gleichzeitige und synchrone Drehung der distalen Ablenkungseinrichtung (3) und der proximalen Umkehr einrichtung (7) um die optischen Achse (1) ermöglicht;
dadurch gekennzeichnet, daß
das proximale Ende der Endoskopsonde (11) fest einstückig mit dem distalen Ende eines zylindrischen Rohres (17) ist, das drehbar im zylindrischen-Handgriff (20, 25, 30) gelagert ist;
die Umkehreinrichtung (7) fest im proximalen Ende des zylin drischen Rohres (17) gelagert ist;
das Okular (6) in einer zylindrischen Fassung (50) befestigt ist, die gleitend, aber nicht drehbar, innen im Mittelteil des zylindrischen Rohres (17) gelagert ist.

2. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dreheinrichtung des Endoskops von einem äußeren drehbaren Ring (13) steuerbar ist, der mit dem proximalen Teil der En doskopsonde (11) einstückig ist und das distale Ende des di stalen Teils (20) des zylindrischen Handgriffs (20, 25, 30) umschließt;
die Drehung des Ringes (13) die gleichzeitige Drehung der En doskopsonde und des im Handgriff (20, 25, 30) gelagerten Roh res (17) bewirkt;
die Drehung des Ringes (13) damit die gleichzeitige Drehung der distalen Ablenkungseinrichtung (3) der Endoskopsonde und der im proximalen Ende des Rohres (17) gelagerten Umkehrein richtung (7) um die optischen Achse (1) bewirkt.

3. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht nach An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zur Fokussierung des Endoskops von einem äu ßeren drehbaren Ring (27) steuerbar ist, der den Mittelteil (25) des zylindrischen Handgriffs (20, 25, 39) umschließt;
die Drehung des Ringes (27) die Längsverschiebung der zylin drischen Fassung (50) des Okulars (6) im Inneren des zylin drischen Rohres (17) entlang der optischen Achse (1) bewirkt.

4. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht nach An spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine erste mechanische Kupplungseinrichtung die Umsetzung ei ner Drehbewegung des äußeren Ringes (27) zur Steuerung der Fokussierung in eine Längsschubbewegung eines Ringes (53) er möglicht, der den Mittelteil des zylindrischen Rohres (17) umschließt;
eine zweite mechanische Kupplungseinrichtung die Umsetzung einer Längsschubbewegung des Ringes (53) um das zylindrische Rohr (17) in eine Längsschubbewegung der zylindrischen Fas sung (50) des Okulars (6) im Inneren des zylindrischen Rohres (17) ermöglicht;
die Kupplungseinrichtungen so angeordnet sind, daß eine gleichzeitige Drehung des zylindrischen Rohres (17) und der Fassung (50) des Okulars (6) im Inneren des Ringes (53) er möglicht wird,. wenn die vom äußeren Ring (13) gesteuerte Dreheinrichtung des Endoskops in Gang gesetzt wird.

5. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die zylindrische Fassung (50) des Okulars (6) einen zylindri schen äußeren radialen Stift (51) aufweist, der in einem Längsschlitz (52) gleitet, der im zylindrischen Rohr (17) ausgespart ist;
der Ring (53), der das zylindrische Rohr (17) umschließt, ei ne innenliegende ringförmige Auskehlung (54) aufweist, in der sich das Ende des zylindrischen Stifts (51) frei drehen kann, und der Ring des weiteren einen zylindrischen äußeren und ra dialen Stift (55) aufweist, der in einem Längsschlitz (26) gleitet, der im Mittelteil (25) des zylindrischen Handgriffs (20, 25, 30) ausgespart ist;
der äußere Ring (27) zur Steuerung der Fokussierung ein spi ralförmiges Innengewinde (28) mit Vierkantprofil aufweist, in dem das Ende des zylindrischen Stifts (55) gelagert ist.

6. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht nach ei nem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Rohr (17) einen beweglichen Anschlag für die Rotationsendstellung aufweist, der eine Drehung der Endoskop sonde (11) um mehr als 360° ermöglicht.

7. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht nach An spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das zylindrische Rohr (17) von einem frei beweglichen Ring (60) umschlossen wird, der in Längsrichtung zwischen der proximalen Fläche des Lagers (24) am proximalen Ende des di stalen Teils (20) des zylindrischen Handgriffs (20, 25, 30) und der distalen Fläche des Lagers (65) am distalen Ende des Mittelteils (25) des Handgriffs positioniert ist;
der Ring (60) einen radialen kreisbogenförmigen Schlitz (61) aufweist, in dem sich ein radialer zylindrischer Stift (62) bewegt, der mit dem zylindrischen Rohr (17) einstückig ist;
der Ring (60) einen radialen zylindrischen äußeren Stift (63) aufweist, der so angeordnet ist, daß er an einem länglichen Stift (64) zum Anschlag kommt, der mit der proximalen Fläche des im distalen Teil (20) des zylindrischen Handgriffs (20, 25, 30) angeordneten Lagers (24) einstückig ist.

8. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht nach ei nem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spiralfeder (32) zwischen der proximalen Fläche des Rin ges (53), der das Rohr umschließt, und der distalen Fläche des Lagers (31), das am proximalen Ende des proximalen Teils (30) des Handgriffs (20, 25, 30) angeordnet ist, um das zy lindrische Rohr (17) angeordnet ist.

9. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht nach ei nem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die distale Ablenkungseinrichtung (3) der Endoskopsonde aus einem Teilreflexionsprisma gebildet ist.

10. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht nach ei nem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bildübertragungssystem, das in der Endoskopsonde (11) gelagert ist und an das Okular (6) das Bild des betrach teten Objekts über ein distales seitliches Sichtfenster (2) übermittelt, aus mehreren Achromatlinsen (5) gebildet ist, die im inneren Rohr (12) der Endoskopsonde axial angeordnet sind.

11. Drehbares Endoskop mit distal abgelenkter Sicht nach ei nem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehreinrichtung (7) aus einem Umkehrprisma gebildet ist.