DE3148599A1 - Beleuchtungssystem fuer endoskope - Google Patents

Beleuchtungssystem fuer endoskope

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DE3148599A1
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Kimihiko Nishioka
Hisao Hachiouji Yabe
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
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    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
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    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2461—Illumination
    • G02B23/2469—Illumination using optical fibres

Description

3U8599
3
Anwaltsakte: P 75β OLYMPUS OPTICAL CO., LTD.
Tokio, Japan
Beleuchtungssystem für Endoskope
Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für Endoskope, insbesondere ein Beleuchtungssystem mit einem erweiterten Beleuchtungsbereich. .
STAND DER TECHNIK
Wird bei einem Endoskop der Betrachtungswinkel des Betrachtungssystemes größer, so ist ein Beleuchtungssystem erforderlich, das einen größeren Bereich beleuchten kann. Neuerlich wird ein Endoskop mit einem Betrachtungssystem verwendet, das einen Betrachtungswinkel von mehr als 100 Grad hat. Demgemäß ist hierbei ein Beleuchtungssystem erforderlich, das es ermöglicht, einen weiteren Bereich zu beleuchten. Pig. 1 stellt ein herkömmliches Endoskop-Beleuchtungssystem dar, das einen weiten Bereich beleuchten kann. Hierbei ist eine konkave Linse 2 vor einer Lichtführung 1 angeordnet. Bei dem eine solche Anordnung aufweisenden Beleuchtungssystem läßt sich die Brennweite zum Zwecke des Verbreiterns des zu beleuchtenden Bereiches kleiner machen, und zwar dadurch, daß der konkaven Fläche der konkaven Linse 2 eine größere Krümmung verliehen wird. Bei einer solchen Gestaltung der konkaven Linse 2 wird jedoch die Helligkeit auf dem Umfang des Gesichtsfeldes geringer, so daß die Helligkeit im Bereich des Zentrums des Gesichtsfeldes unbefriedigend wird. Wie sich aus Fig. 1 ferner ergibt, wird das vom Umfangder Lichtführung 1 herkommende Licht derart gebrochen, daß es auf die Umfangsfläche 2a und den angefasten Bereich 2b der
konkaven Linse 2 fällt, nicht zur Beleuchtung beiträgt und somit verloren ist. Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit zwischen dem Betrachtungswinkel und dem beleuchtenden Licht, das die Gegenstandsfläche erreicht. Aus Fig. 3 ist der Grund erkennbar, weshalb die Helligkeit auf dem Umfang des Gesichtsfeldes derart geringer ist als die Helligkeit im Bereich des Zentrums des Gesichtsfeldes. Betrachtet man nämlich den Strahl (höchster Intensität von allen aus der Lichtführung 1 austretenden Lichtstrahlen},der parallel zu den Phasen der Lichtführung ist, als Hauptstrahl k, so hat die konkave Linse 2 eine starke Verzeichnung oder Verzerrung. Dies geht darauf zurück, daß das Verhältnis dvj/dh des Anstieges des Brechnungswinkelst zum Anstieg der Strahlenhöhe h des Hauptstrahles sehr schnell mit der Steigerung von h größer wird. Betrachtet man die Seideische Abweichung, so steigt die Verzerrung im Verhältnis zur dritten Potenz von h an. Um einen derartigen Lichtverlust, wie oben beschrieben, zu vermeiden, ist es notwendig, den Durchmesser der konkaven Linse 2 groß genug zu wählen. Dies führt jedoch dazu, daß der Durchmesser des Endoskopes groß ist, was unerwünscht ist. Um derartige Nachteile zu vermeiden, kann die Umfangsflache 2 a der konkaven Linse 2 als reflektierende Fläche ausgebildet werden. Zu diesem Zwecke ist es jedoch notwendig, daß die Umfangsfläche 2a der konkaven Linse 2 zu schleifen und einen Metallfilm aufzudampfen. Das Schleifen der Umfangsfläche sowie das Aufdampfen von Metall auf der zylindrischen Fläche ist jedoch schwierig und teuer.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt hauptsächlich die Aufgabe zugrunde, ein kleines Endoskop-Beleuchtungssystem zu schaffen, wobei das vom Umfang der Austritts-Endfläche einer Lichtführung emittierte Licht ebenfalls zur Beleuchtung wirkungsvoll verwendet werden kann und die Lichtmenge auf dem Umfang des Gesichtfeldes groß genug ist, und wobei ferner ein solches System einfach und billig herstellbar ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe in Gestalt des Vorsehens eines optischen Systemes gelöst, das wenigstens zwei gekrümmte Flächen (hierin eingeschlossen, im Falle der Verwendung der Ausgangsendfläche der Lichtführung, auch die gekrümmte Fläche) im
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S
Ausgangs-Endbereich der Lichtführung aufweist; ferner bildet man das optische System aus wenigstens einer Linse mit einem hülsenförmigen Reflektionsmittel, das eine völlig reflektierende Umfangsfläche hat.
C^mäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als hülsenförmiges Reflektionsmittel eine einzige Faser verwendet, die der folgenden Gleichung gehorcht:
wobeiC^ einen halben Winkel des Betrachtungssystemes darstellt und η und n. Brechung sin«
der einzelnen Paser.
η und n. Brechungsindizes von jeweils dem Kern und der Ummantelung
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes darstellt:
Fig. 1 zeigt die Ausbildung des vorderen Teiles eines herkömmmlichen Endoskopes.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Veränderung der Beleuchtung mit dem Blickwinkel veranschaulicht, und zwar auf einer Fläche, die mittels eines herkömmlichen Endoskop-Beleuchtungssystemes zu untersuchen ist«
Fig. 3 ist eine Ansicht, die die Brechnungsart eines Hauptstrahles eines herkömmlichen Endoskop-Beleuchtungssystemes veranschaulicht, wobei eine konkave Linse verwendet wird.
Fig. 4 zeigt die Ausbildung eines wesentlichen Teiles, eine erste Ausführungsform der Erfindung veranschaulichend.
Fig. 5 zeigt die Ausbildung eines wesentlichen Teiles, eine zweite Ausführungsform der Erfindung veranschaulichend.
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Pig. 6 ist eine Ausbildung eines wesentlichen Teiles, eine dritte Ausführungsform der Erfindung veranschaulichend.
Fig. 7 ist eine Ansicht, die die Brechungsart eines Hauptstrahls in einem optischen System darstellt, in welchem die konkave Ausgangsendfläche der Lichtführung gemäß Fig. 6 durch eine Linse ersetzt ist.
Fig. 8 zeigt ein Diagramm, das die Veränderung von du/dh mit der Strahlenhöhe bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 und bei einem herkömmlichen Beleuchtungssystem veranschaulicht.
Fig. 9 ist eine Ansicht, die die Brechungsart für jenen Fall wiedergibt, daß die Endfläche da? Lichtführung eine gekrümmte Fläche ist.
Fig.10 zeigt die Ausbildung eines wesentlichen Teiles, eine vüarbe Ausführungsform der Erfindung veranschaulichend.
Fig.11 zeigt die Ausbildung eines wesentlichen Teiles, eine fünfte Ausführungsform der Erfindung veranschaulichend.
Fig.12 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Brechung des Strahles und dem Brechnungsindex der einzelnen Faser bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4.
Fig. 13 bis 21 sind Ausbildungen von wesentlichen Teilen, die jeweils andere Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Fig. 4 stellt eine erste Ausführungsform der Erfindung dar, wobei eine konkave Linse 3 aus einer einzelnen Faser gebildet und vor (auf der Seite des zu untersuchenden Gegenstandes) der Ausgangsendfläche einer Lichtführung 1 angeordnet ist. Man erkennt einen Kern 4 und eine Verkleidung 5· Die der Ausgangsendfläche la der Lichtführung einer einzelnen Faser gegenüberliegende Fläche, die somit mit der Auskleidung 5 versehen ist, wird konkav geschliffen, um die
konkave Linse 3 zu bilden. Pig. 5 ist eine weitere, zweite Ausführungsform. Hierbei wird die der Ausgangsendfläche la der Lichtführung 1 einer einzelnen, überzugsfreien Paser gegenüberliegenden Fläche konkav geschliffen, um eine Linse 6 zu bilden.
Im übrigen soll eine solche säulenförmige, konkave Linse die total reflektierende Fläche auf der Umfangsfläche, wie einem Glasstab oder einem Plastikstab, der auf seiner Umfangsfläche glatt ist oder einer im wesentlichen konkaven Linse, der eine total reflektierende Fläche auf der Umfangsfläche angeschliffen ist, vermeiden. Eine solche Linse kann neben der obenerwähnten Ausführungsform verwendet werden, bei welcher die einzelne Faser zur konkaven Linse 3 oder 6 geschliffen ist.
Die eine solche einzelne Faser verwendende kon&ave Linse braucht auf der Umfangsfläche nicht geschliffen zu werden und benötigt auch auf der Umfangsfläche keinerlei aufgedampften Metallfilm; daher läßt sie sich einfach herstellen. Während weiterhin bei konkaven Linsen mit einem auf der Umfangsfläche aufgedampften Metallfilm die Reflektionsrate höchstens 90 % beträgt, so liegt der Reflexionsfaktor bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei welcher Totalreflektion angewandt wird, bei 100 %. Die herkömmliche konkave Linse mit einem auf der Umfangsfläche aufgedampften Metallfilm unterliegt der Gefahr der Beschädigung des Metallfilmes während des Aufdampfens; nicht so eine gemäß der Ausführungsform der Erfindung hergestellte Einzelfaser.
Die mit dem Überzug 5 versehene konkave Linse 3 gemäß Pig. 4 hat weiterhin die folgenden Vorzüge:
(a-) bei einer konkaven Linse, die durch Schleifen der Endfläche einer einzelnen Faser ohne Überzug gemäß Fig. 5 konkav ausgebildet ist, oder durch Schleifen der Umfangsfläche einer im wesentlichen konkaven Linse zu einer total reflektierenden Fläche, gilt folgendes: wird die Umfangsfläche während des Zusammenbaus verunreinigt, so leitet die Totalreflektion und der Reflektionsfaktor wird wahrscheinlich verringert. Bei einer konkasen Linse, die durch Schleifen der Endfläche einer einzelnen
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Faser ohne Überzug konkav geschliffen ist, wird der Reflektionsfaktor durch die erwähnte Einwirkung nicht verringert .
(b) Wird bei der obenerwähnten, konkaven Linse 6 ohne Überzug ein Bindemittel als Umfangsfläche verwendet und dabei eingezogen, so wird der Reflektionsfaktor verringert. Bei der Einzelfaser mit Überzug 5 wird jedoch in einem solchen Falle der Reflektionsfaktor nicht verringert.
Fig. β zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Ausgangsendfläche la der Lichtführung konkav gemacht und dieselbe konkave Linse 6 gemäß Fig. 5 vor der konkaven Endfläche 1 angeordnet ist. In Fig. 7 ist die Ausgangsendfläche la der Lichtführung 1 bei der in Fig. β dargestellten Ausführungsform durch eine konkave Linse 7 ersetzt. Das durch die konkave Linse β aus der Lichtführung 1 im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. β emittierte Licht entspricht einem Lichtstrahl, der parallel zur optischen Achse der konkaven Linse 7 in Fig. 7 einfällt und durch die konkaven Linsen 7 und β hindurchtritt. Von den aus den jeweiligen Fasern der Lichtführung 1 austretenden Strahlen ist der zu den Fasern parallele Strahl von allen aus den Fasern austretenden Strahlen der mit der höchsten Intensität (der höchste lichtstrahl). Untersucht man den Winkel^ nach der Brechung des Strahles k, der zur optischen Achse parallel verläuft und auf die konkave Linse 7 in Fig. 7 einfällt, so läßt sich die Ausdehnung des Lichtes abschätzen. Um bei dem in Fig. 7 dargestellten Linsensystem den Strahl einer Einfallsstrahlenhöhe h um den Winkel CO zu brechen, wird er durch die beiden konkaven Flächen "Jsl und 6a nacheinander gebrochen. Der Wert des Verhältnisses dco/dh des Anstiegs vonüibei steigender Strahlenhöhe h steigt deshalb nicht schneller mit dem Anstieg von h an, als in jenem Falle, in welchem er von einer konkaven Fläche 2a gemäß Fig. 3 gebrochen wird. Hieraus folgt, daß die Verzerrung des Linsensystems gemäß Fig. 7 kleiner als die Verzerrung des Linsensystemes, das aus einer konkaven Linse gemäß Fig. 3 besteht. Damit ist das in Fig. 7 dargestellte Linsensystem, d.h. das Linsensystem gemäß der in Fig. 6 veranschaulichten Ausführungsform, in der Verteilung des Lichtes auf dem Umfang des Gesichtsfeldes günstiger als bei dem herkömmlichen Linsensystem gemäß Fig. 3. Fig. 8 zeigt ein
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Q 0 ft ft *
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Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Strahlsihöhe h und dem Anstiegsverhältnis dto/dh veranschaulicht. In diesem Diagramm bezieht sich die Kurve a auf ein herkömmliches System, so wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, und die Kurve b auf die Ausführungsform gemäß der Erfindung. In diesem Diagramm dargestellt, ist die Bildung gemäß der vorliegenden Erfindung geringer bezüglich des Anstieges von dui/dh mit dem Anstieg von h und bezüglich der Verzerrung als im Falle der herkömmlichen Ausführung. Ist die Austrittsendfläche la der Lichtführung 1 im Falle der dritten Ausführungsform dargestellten Fig. 6, mit einer stärkeren Krümmung versehen, so wird das von Lichtführung 1 kommende Licht von der Endfläche la total reflektiert und geht verloren. Es gibt daher eine feste Grenze für den Neigungswinkel der Ausgangsendfläche la der Lichtführung 1. Im folgenden werde Strahl k parallel zur
Achse 0 der Lichtführung 1 betrachtet. Strahl k, der im wesentlichen parallel zur Lichtführung 1 verläuft, ist ein Strahl der höchsten Intensität von allen aus der Höhe h austretenden Strahlen, Aus diesem Grunde wird er an der Endfläche la der Lichtführung
total reflektiert und diese Lichtmenge geht verloren. Stellt ·''
den Winkel der Neigung dar, so wie in Fig. 9 veranschaulicht (der Winkel wird gebildet aus der Verlängerung des Strahles k und der normalen N) der Austrittsendfläche la der Lichtführung 1, und ist der Brechungsindex des Kernes der Lichtführung 1 durch η veranschaulicht, so lautet die Bedingung dafür, daß Strahl k keine
totale Reflektion erbringt, wie folgt:
\ sl
Der Wert von| ist zulässig bis zu dem durch die folgende Bedingung veranschaulichten Bereich:
i I (2)
Fig. 10 zeigt eine vierte Ausführungsform, bei welcher die Austrittsendfläche la der Lichtführung 1 konvex gestaltet und eine konvexe Linse vor der Lichtführung 1 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform werden die Hauptstrahlen, die aus den jeweiligen Fasern der Lichtführung 1 austreten, einmal durch die konvexe
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Fläche la der Lichtführung 1 und durch die konvexe Linse 8 gesammelt und sodann gestreut, um einen weiten Bereich zu beleuchten. Die Strahlen werden nacheinander durch so viä.e Flächen gebrochen, daß die Verzerrung klein bleibt und eine günstige Verteilung der Strahlen erzielt wird. Im übrigen lassen sich die obenerwähnten Bedingungen (l) und (2) dann anwenden, wenn sie dem Neigungswinkel der Ausgangsendfläche la der Lichtführung 1 entsprechen. Je weiter der Winkel bei dieser Ausführungsform ist, umso kurzer ist die Brennweite der konvexen Linse 8 und das Bild der Ausgangsfläche la der Lichtführung 1 kann gebildet werden. Deshalb ist es nicht an superweite Winkel angepaßt.
Fig.. 11 zeigt eine fünfte Aus führungs form, die sich von jeglichen der zuvor erwähnten Ausführungsformen darin unterscheidet, daß die Ausgangsendfläche la der Lichtführung flach ist und daß auf der Umfangsfläche der konvexen Linse 8 eine Umkleidung 9 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform werden die aus Lichtführung 1 emittierten Strahlen zum einen kondensiert und streuen sodann, um einen weiten Bereich zu beleuchten. Da die Umfangsfläche der konvexen Linse 8 eine total reflektierende Fläche ist, geht keine Lichtmenge verloren und kann ein weiterer Bereich beleuchtet werden. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner zu bevorzugen, die Ausgangsendfläche la der Lichtführung 1 konvex zu gestalten und die konvexe Linse 8 durch eine im wesentlichen konvexe Linse mit total reflektierender Fläche auf der Umfangsfläche zu ersetzen oder eine konvexe Linse, die durch Schleifen einer einzelnen Faser hergestellt wurde.
Was die Ausführungsform anbetrifft, bei welcher ein Überzug vorgesehen und eine einzelne Faser verwendet wird, so sollen im folgenden jene Voraussetzungen behandelt werden, die notwendig sind, um eine Beleuchtung zu erhalten, die den Bereich des vorbestimmten Betrachtungswinkels des Betrachtungssystemes eines Endoskopes abdeckt. Dies soll im folgenden erklärt werden.
Liegt der Betrachtungswinkel des Betrachtungssystemes eines Endoskopes bei 2u>, so ist es notwendig, daß der Wert zwei Mal so groß wie
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der Winkel ,χ , dargestellt in Fig. 12, größer als 2 t- ist, damit nämlich das beleuchtende Licht das gesamte Gesichtsfeld des Betrachtung s sy sterne s erfaßt. Ist der Brechungsindex des einzelnen Faserkerns η und der Brechungsindex des Überzuges n,, so gilt:
sin ·;*
Nn2 - U1 (3).
Deswegen ist es notwendig, daß η und n. der folgenden Gleichung gehorchen:
sin w^ -/η
- n
Ist beispielsweise im Falle von 2rJ = 120 Grad η = 1,76 und U1 = 1,52, so ist Gleichung (4) erfüllt.
Fig. 13 stellt eine sechste Ausführungsform der Erfindung dar. Hierbei ist eine konkave Linse 9 verwendet, die aus einer einzelnen Faser besteht und eine konvexe Fläche auf der dem Objekt zugewandten Seite hat. Tritt bei dieser Ausführungsform Licht aus der Linse9aus, so wird dies derart stark gebrochen, daß die Bedingung gemäß Gleichung (4) gelockert wird; es können dann die folgenden Werte von η und n, gewählt werden, die der folgenden Formel gehorchen:
I sin W < Y''n2 - n2
Fig. 1Λ ist eine siebte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher zwei konkave Linsen 10 und 11 vor der Lichtführung 1 angeordnet sind und wobei die ebene Fläche der konkaven Linse 10 an die Ausgangsendfläche la der Lichtführung 1 anzementiert ist. Dies bedeutet, daß das in Fig. 7 dargestellte Linsensystem auf der Endfläche la der Lichtführung angeordnet ist. Seine Funktion ist deshalb dieselbe wie diejenige der dritten Ausführungsform gemäß Fig.
Bei der in Fig. 15 dargestellten achten Ausführungsform der Erfindung sind jeweils einzelne Fasern 12 und 13 jeweils konkav auf einer Fläche geschliffen; diese werden anstelle der konkaven Linsen 10 und 11 bei der siebten Ausführungsform gemäß Fig. 14 verwendet.
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Es versteht sich, daß eine auf einer Fläche konkav geschliffene einzelne Paser .statt der in Fig. 6 verwendeten konkaven Linse verwendet werden kann. Das auf die Umfangsflachen 12a und l^a der Linsen 12 und 13 von einzelnen Fasern einfallende Licht wird im Falle dieser Ausführungsformen, wie in den Fig. dargestellt, total reflektiert. Aus diesem Grunde ist der Verlust der Lichtmenge gering und können die Außendurchmesser dieser Linsen sehr klein sein. Im übrigen brauchen diese einzelnen Fasern keinen Überzug zu haben. Außerdem läßt sich eine solche Linseverwenden, die durch glattes Schleifen der Endfläche eines Glasstabes auf der Umfangsfläche hergestellt wurde, so daß eine gekrümmte Fläche entsteht anstelle einer einzelnen Faser. Mit einer allgemeinen Linse, die auf der Umfangsfläche geschliffen ist oder die auf der Umfangsflache einen Film aufgedampft trägt, wie bei den in Fig. 6 und anderen Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen, wird die gleiche Wirkung erreicht als mit einer Linse unter Verwendung der oben beschriebenen Einzelfaser.
Fig. l6 zeigt eine neunte Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist eine Linse 14, die eine durch Bearbeiten eines heterogenen Mediums gekrümmte Fläche aufweist, vor der Lichtführung 1 angeordnet; die letztgenannte hat eine Ausgangsendfläche la von konkaver Gestalt. Bei dieser Ausführungsform kann der Brechungsindex der Linse l4 derart verändert werden, daß die Verzerrung beseitigt wird. Dies beruht darauf, daß das Licht aufeinanderfolgend von der konkaven Fläche l4a und der Veränderung des Brechungsindex der Linse 14 gebrochen wird. Im Falle der Ausführungsform gemäß Fig. 16 wird beispielsweise ein solches heterogenes Medium für Linse 14 verwendet, das den Brechungsindex beim Trennen der optischen Achse 0 verringert. Weiterhin läßt sich ein derartiges heterogenes Medium verwenden, mit welchem der Brechungsindex in Richtung entlang der optischen Achse verändert werden kann, mit dem geringsten Wert auf der konkaven Fläche l4a seitlich, langsam größer werdend zur ebenen Fläche l4b, und am höchsten auf der ebenen Fläche l4b seitlich. Wie sich auch aus Fig. 17 ergibt, läßt sich eine Linse 15 aus heterogenem Medium, die auf beiden Seiten eben ist, vor der Lichtführung 1 mit einer konkaven Austrittsendfläche anordnen. Auch im Falle der Ausführungsform mit einer Linse aus einem solchen heterogenen Medium kann aus der Umfangsfläche der Linse ein Überzug vorgesehen werden, so daß ein Lichtverlust verhindert wird.
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Fig. l8 zeigt eine zehnte Ausführungsform, bei welcher ein konvexer Reflektionsspiegel ΐβ vor der Lichtführung 1 mit konkaver Endaustrittsfläche angeordnet ist, so daß ein bezüglich der Lichtverteilung hervorragendes Beleuchtungssystem geschaffen wird, das einen sehr weiten Bereich beleuchten kann.
Pig. 19 zeigt eine elfte Ausführungsform, bei welcher ein konkaver Reflektionsspiegel 17 vor der Lichtführung 1 mit konvexer Endaustrittsfläche la angeordnet ist. Es ist zweckmäßig, die Ausführungsformen gemäß der Pig. l8 und I9 mit einem Endoskop zur seitlichen oder zur perspektivischen Betrachtung zu verwenden. In gleicher Weise läßt sich anstelle der konkaven Linse 11 bei der in Fig. 14 dargestellten siebten Ausführungsform ein konvexer Reflektionsspiegel anwenden, der gegen die optische Achse geneigt ist. Gemäß einer solchen Ausführungsform, bei welcher der konkave Reflektionsspiegel gegen die optische Achse geneigt und vor der mit gekrümmtem Ausgangsende la ausgestatteten Führung 1 angeordnet ist, werden die Linse und der gekrümmte Reflektionsspiegel miteinander kombiniert und vor der Lichtführung 1 flach auf der Austrittsendfläche angeordnet; hierbei erhält man ein Beleuchtungssystem zur seitlichen oder perspektivischen Betrachtung, das außerdem die Funktion des Beugens des Lichtstrahles zur seitlichen oder perspektivischen Betrachtung sowie eine Funktion zum Korrigieren von Aberrationen übernehmen kann (eine Funktion des hellen und guten Ausleuchtens selbst des Randbereiches des Gesichtsfeldes). Ein solches System ist einfach im Aufbau und sehr günstig in der Lichtverteilung.
Das in Fig. 20 dargestellte zwölfte Ausführungsbeispiel umfaßt zwei konkave Linsen l8 und I9, die vor der Ausgangsendfläche la der Lichtführung 1 angeordnet sind. Eine dieser Linsen ist beidseits konkav, so daß der Brechungsvorgang aufeinanderfolgend an jeder gekrümmten Fläche vorgenommen werden kann. Damit wird ein Beleuchtungssystem geringerer Verzerrung geschaffen.
Das in Fig. 21 dargestellte dreizehnte Ausführungsbeispiel verwendet eine konkave Linse 20, die als Deckglas vor dem Reflektionsspiegel gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel angeordnet ist, so daß das Beleuchtungssystem verbessert wird.
07.12.81
r)r>W/M,T

Claims (9)

  1. 3H8599
    Anwalteakte: P 756
    PATENTANSPRÜCHE
    Γ Ij/Beleuchtungssystem für Endoskope, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:
    Es ist eine Lichtführung (l) mit einer Ausgangsendfläche (la) vorgesehen, ferner ein optisches System (3* 6*^20), und zwar vor der genannten Ausgangsendfläche der Lichtführung angeordnet; die Ausgangsendfläche ist eine ebene oder eine gekrümmte Fläche, und das genannte optische System hat eine total reflektierende Fläche (12a, 13a).
  2. 2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System weiterhin wenigstens eine gekrümmte Fläche aufweist (6a, 7a, l4a).
  3. 3· Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System wenigstens eine Linse umfaßt (3, 6^ 14, 20)
  4. 4. Beleuchtungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Linse aus einer einzelnen Faser gebildet ist.
  5. 5· Beleuchtungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Faser einen Kern (4) und einen Überzug (5* 6, 9) umfaßt.
  6. 6. Beleuchtungssystem nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Faser der folgenden Bedingung genügt:
    sinCJ < Jn - n
    worin die einzelnen Buchstaben die folgende Bedeutung haben:
    3U8599
    W stellt den halben Betrachtungswinkel eines Betrachtungssystemes des Endoskopes dar;
    η und n, bedeuten Brechungsindizes jeweils des Kernes und des Überzuges der einzelnen Faser.
  7. 7. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System einen Spiegel (l6, 17) umfaßt.
  8. 8. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System einen Spiegel (l6) und eine Linse (20) umfaßt.
  9. 9. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtführung (l) mit einer Ausgangsendfläche (la) vorgesehen ist, ein optisches System vor der Ausgangsendfläche (la) der Lichtführung (l), daß die Ausgangsendfläche (la) eben oder gekrümmt ist, und daß das optische System wenigstens zwei gekrümmte Flächen umfaßt, die Ausgangsendfläche
    eingeschlossen.
    07.12.1981
    DrW/MJ
DE19813148599 1980-12-10 1981-12-09 Beleuchtungssystem fuer endoskope Ceased DE3148599A1 (de)

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