DE2560032C2 - Nicht-flexibles Endoskop - Google Patents

Description

₁=O₂=O un«i /7=1.

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25 Wie oben erwähnt ist die Intensität des übertragenen Lichts bei optischen Bildübertragungssystemen bekannter Endoskope begrenzt durch die Brennweite des optischen Systems und den Innendurchmesser des rohrförmigen Abstandsstücks,.und daher ist es schwierig, eine ausreichende Lichtintensität zu gewinnen.

Die Erfindung geht nun von der folgenden Überlegung aus: Wenn es gelingt, die entsprechenden Linsen in einem derartigen optischen Bildübertragungssystem für Endoskope ohne Verwendung der rohrförmigen Abstandshalter 3 anzuordnen, so wären die effektiven Durchmesser sowohl der Feldlinsen 1 als auch der Bildlinsen 2 gleich den Außendurchmessern der entsprechenden Linsen, und die Intensität des übertragenen Lichts kann in diesem Falle durch folgende Beziehung ausgedrückt werden:

Die Erfindung bezieht sich auf ein nicht flexibles Endoskop mit ein optisches Bildübertragungssystem bildenden nichtflexiblen optischen Elementen, die in einem Außenrohr uv.ter Anpassung an dessen Innenquerschnitt in fester Lagezuordnung gehalten sind.

Ein optisches Bildübertragungssystem, wie es in Endoskopen verwendet wird, \teist generell in der in Fig. 1 dargestellten Weise Feldlinsen Γ und Bildlinsen 2 auf, die in abwechselnder Reihenfolge in einem Außenrohr 4 angeordnet sind, wobei bestimmte Luftspalte unter Verwendung von rohrförmigen Abstandsstücken 3 eingestellt werden: Die Bildübertragung erfolgt mit Hilfe der Feld- und Bildlinsen. Die Intensität L des übertragenen Lichts kann für das oben erwähnte optische Bildübertragungssystem bei bekannten Endoskopen durch die folgende Formel ausgedrückt werden, wobei N die numerische Apertur des optischen Systems und A die Fläche des übertragenen Bilds darstellen:

{ma)² x(mä)^z

T^{1 =}

Dabei bedeutet m das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser α des rohrförmigen Abstandshalters und dem Außendurchmesser b der Linsen, und dieses Verhältnis ist

Es ist daher möglich, die Intensität des übertragenen Lichts im Vergleich zu bekannten Endoskopen auf das «i⁴fache zu erhöhen. Wenn beispielsweise der Innendurchmesser α des rohrförmigen Abstandshalters 2,2 und der Außendurchmesser b der Linsen 2,5 ist, wird

~fk) ^{= 1}<⁶⁶⁸

LaN¹ χ Α

45

Wenn die Brennweite des optischen Systems mit/und der effektive Durchmesser der Bildlinse 2 mit ^₂ bezeichnet werden, so läßt sich die numerische Apertur N wie folgt ausdrücken: _5tf

na₂

^N~Tf

Wenn der effektive Durchmesser der Feldlinse durch α, ausgedrückt wird, so läßt sich die Fläche des übertragenen Bildes A durch die folgende Gleichung ausdrücken :

A-Kl^-

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Daher kann die Intensität L des übertragenen Lichts wie folgt ausgedrückt werden: ,

Bezeichnet man den Innendurchmesser des rohrförmigen Abstandshalters mit a, so ergibt sich bei dem zuvor erwähnten optischen Bildübertragungssystem bekannter und die Intensität des übertragenen Lichts wird auf das 1,668 fache erhöht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die nicht-flexiblen optischen Elemente, wie Feldlinsen, Relaislinsen usw. eines optischen Bildübertragungssystems für ein nicht-flexibles Endoskop unter Vermeidung rohrförmiger Abstandsstücke so im Außenrohr festzulegen, daß der Bildübertragungsquerschnitt bei vorgegebenen Außenrohrabmessungen optimiert ist.

Ausgehend von einem nicht-flexiblen Endoskop der eingangs genannten Art, schlägt die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß kleine Löcher jeweils an den Stellen im Außenrohr ausgebildet sind, an denen optische Elemente angeordnet sind, und daß die optischen Elemente durch in die Löcher eingefülltes Bindemittel an dem AuDenrohr festgelegt sind,

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Außenrohr ein Längsschlitz vorgesehen, wobei die optischen Elemente des Bildübertragungssystems durch in den Schlitz eingesetzten Klebstoffo. dgl. mit dem Außenrohr verbunden sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht auf einen Teil eines bekannten Endoskops;

Fig. 2A und 2B jeweils eine: Schnittansicht und eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 3A und 3B jeweils eine Schnittansicht und eine Draufsicht auf ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Fig. 2A und 2B zeigen eine Schnittansicht entlang der optischen Achse des optischen Bildübertragungssystems bzw. eine Ansicht von oben. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 41 eine Feldlinse, das Bezugszeichen 42 eine Bild- bzw. Abbildungslinse, das Bezugszeichen 43 einen Glasblock mit parallelen ebenen Oberflächen und das Bezugszeichen 44 ein Außenrohr. Das Außenrohr 44, in das die genannten optischen Elemente eingesetzt sind, hat schmale Löcher 44i an denjenigen Stellen, an denen die optischen Elemente angeordnet sind; h.h. die zugehörigen optischen Elemente sind an den vorgesehenen Stellen gegenüber den schmalen Löchern 44a angeordnet und sodann an den Sollstellen dadurch festgelegt, daß ein Bindemittel bzw. ein Klebstoffin &ic engen Löcher 44a eingefüllt wird- Aus diesem Grunde müssen die Löcher 44a an denjenigen Stellen des Außenrohrs 44 angeordnet sein, an denen sich die Relaislinsen und Glasblöcke mit parallelen ebenen Oberflächen befinden. Fig. 2A und 2B zeigen ein Beispiel, bei dem jeweils ein Loch an einer Stelle vorgesehen ist, an der jeweils ein optisches Element befestigt werden soll. Es ist selbstverständlich auch möglich, ein anderes kleines Loch an der gegenüberliegenden Seite des Rohrs, d. h. an der Bodenseite der Darstellung gemäß Fig. 2A vorzusehen, wobei jeweils zwei Löcher jedem optischen Element zugeordnet sind. Auch kann die Anzahl der jedem optischen Element zugeordneten Löcher auf 3,4 usw. erhöht werden. Durch Erhöhung der Anzahl der Befestigungslöcher ist eine kräftigere und intensivere Festlegung der Einzelelemente im Rohr möglich, jedoch wird das Außenrohr selbst in stärkerem Maße geschwächt.

Ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 3A und 3B dargestellt, wobei Fig. 3A eine Schnittansich'i, und Fig. 3B eine Draufsicht von oben zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Außenrohr 45 einen in Längsrichtung des Außenro.hrs verlaufenden Schlitz 45a auf. Wenn entsprechende optische Elemente 46 an vorgegebenen Stellen im Außenrohr 45 eingesetzt sind und ein Klebstoff bzw. Bindemittel durch den Schlitz 45c eingefüllt wird, lassen sich die entsprechenden optischen Elemente an vorgegebenen Stellen im Außenrohr festlegen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann jedes optische Element über etwa seine Gesamtlänge mit dem Außenrohr verbunden werden, und es ist daher möglich, eine zuverlässige Verbindung und Festlegung der optischen Elemente im Rohr vorzunehmen, selbst wenn nur ein einziger Schlitz vorhanden ist. Wegen einer möglichen Schwächung des Außenrohrs ist es nicht besonders günstig, mehrere Schlitze parallel zueinander anzuordnen.

ίο Um die entsprechenden optischen Elemente an vorgegebenen Stellen im Außenrohr zu befestigen, können die optischen Elemente unter Verwendung von stabfcrmigen Einspannvorrichtungen bzw. Schablonen eingesetzt und befestigt werden.

Wenn die Längen der stabformigen Einspannvorrichtung bzw. Schablonen genau entsprechend den Sollstellungen der optischen Elemente bemessen sind, können die optischen Elemente in ihre genaue Stellung eingerichtet werden.

Wie zuvor erläutert, werden die optischen Elemente des Endoskops an vorgegebenen Stellen des Außenrohrs ohne Verwendung rohrförmiger Abstandshalter angeordnet und festgelegt. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen weist das Außenrohr Durchgangsöffnungen in Form von Einzellöchern oder einem Schlitz auf, und die optischen Elemente werden mit Hilfe eines Bindemittels oder Klebstoffs in den Sollstellungen im Außenrohr befestigt. Rohrförmige Abstandshalter sind dadurch überflüssig gemacht.

Da es keine rohrförmigen Abstandshalter bei dem in der beschriebenen Weise ausgebildeten Endoskopen gibt, ist die Intensität des übertragenen Lichts im Vergleich zu bekannten Endoskopen mit rohrförmigen Abstandshaltern extrem gesteigert.

Darüber hinaus ergeben sich bei bekannten Endoskopen mit rohrförmigen Abstandshaltern häufig Fehler in der Länge der Abstandshalter und der entsprechenden optischen Elemente in Richtung der optischen Achse, die additiv wirken und unter Umständen zu einem erheblichen Fehler des gesamten optischen Bildübertragungssystemr führen. Dagegen ist bei dem beschriebenen nichtflexiblen Endoskop der zuvor erwähnte Fehler extrem klein gehalten, so daß auch die Genauigkeit des neuen Endoskops verbessert ist. Der Zusammenbau des Endoskops und auch das Auswechseln einzelner optischer Elemente ist relativ einfach.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Nicht flexibles Endoskop mit ein optisches BiIdübertragungssystem bildenden, nicht-flexiblen optischen Elementen, die in einem Außenrohr unter Anpassung an dessen Innenquerschnitt in fester Lagezuordnung gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß kleine Löcher (44a) jeweils an den Stellen im Außenrohr (44) ausgebildet sind, an denen optische Elemente (41, 42, 43) angeordnet sind, und daß die optischen Elemente durch in die Löcher (44a) eingefüllten Klebstoff oder eingefülltes Bindemittel an dem Außenrohr festgelegt sind.

2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Längsschlitz (45a) im Außenrohr ausgebildet ist und daß die optischen Elemente mit den Schlitz durchsetzendem Klebstoff o. dgl. am Außenrokf (45) befestigt sind.

Endoskope für die Intensität L₀ des übertragenen Lichts die folgende Beziehung: