DE3923007C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Endoskop der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 bekannten Art. Sie betrifft insbesondere
eine transparente Abdeckung, die am distalen Ende
des Einführteils eines Endoskops angeordnet ist und
dazu dient, die jeweiligen Oberflächen eines Beleuchtungsfensters
und eines Sichtfensters abzudecken.
Bei Endoskopen gemäß dem Stand der Technik sind im allgemeinen
ein Sichtfenster und ein Beleuchtungsfenster
nebeneinander am distalen Ende des Einführteils angeordnet.
Die Oberflächen dieser Fenster müssen durch eine
transparente Abdeckung abgedeckt werden, so daß Wasser
oder andere Stoffe nicht von außen in das Endoskop eindringen
können.
In letzter Zeit wurde die Aufmerksamkeit auf die Mög
lichkeit gelenkt, daß Bakterien und Viren von einem Pa
tienten zum anderen über Endoskope Übertragen werden
können; es wurde mehr und mehr erforderlich, dieses
Problem wirksam und zuverlässig zu verhindern.
Eine wirksame Möglichkeit könnte sein, ein Endoskop zu
verwenden, dessen Einführteil mit einer wasserdichten
Umhüllung bedeckt ist, in die der Einführteil entfern
bar eingesteckt werden kann, wobei die Umhüllung nach
dem Gebrauch durch eine neue ersetzt werden kann. In
diesem Fall muß der Teil der Umhüllung, der die Ober
fläche des Sichtfensters und die des Beleuchtungs
fensters bedeckt, transparent sein.
Wenn jedoch die Oberflächen dieser beiden Fenster von
einer herkömmlichen, durchgehenden Abdeckung bedeckt
sind, können die nachfolgend beschriebenen Probleme entstehen.
Wie in Fig. 14 gezeigt ist, tritt beispielsweise
ein Teil des Lichtes für die Beleuchtung,
welches aus einem Beleuchtungsfenster austritt, in ein
Sichtfenster ein, nachdem es innerhalb der transparenten
Abdeckung mehrfach reflektiert wurde, und erzeugt
im Beobachtungsblickfeld Geisterbilder oder Blendungen.
Da das Licht für die Beleuchtung, welches vom Beleuchtungsfenster
eines Endoskopes ausgeht, sehr hell ist,
sind die Geisterbilder oder die Blendungen so intensiv,
daß das Endoskop praktisch nicht verwendbar ist. Theoretisch
ist es möglich, eine Abdeckung zu schaffen, bei
der die Bereiche, die die jeweilige Oberfläche des
Sichtfensters bzw. des Beleuchtungsfensters bedecken,
transparent sind, während der dazwischenliegende Bereich
undurchsichtig ist. Es ist jedoch sehr teuer,
eine derartige Abdeckung herzustellen, bei der nur die
Bereiche, die der Oberfläche der jeweiligen beiden Fenster
gegenüberliegen, je für sich transparent sind, und
zwar wegen des allgemeinen Aufbaus von Endoskopen, bei
denen die beiden Fenster, die jeweils einen Durchmesser
von etwa mehreren Millimetern haben, sehr nahe beieinanderliegen.
Außerdem kann es vorkommen, daß die
transparenten Bereiche der Abdeckung während des Gebrauchs
gegenüber den jeweiligen Fenstern verschoben
werden.
In dem Fall, in dem transparente Abdeckungen für die
Oberflächen der jeweiligen beiden Fenster vorgesehen
sind, wie es herkömmliche Praxis ist, muß ein lichtabschirmendes
schwarzes Haftmittel oder dergleichen in
den oberen Bereich einer Trennwand gefüllt werden, die
die beiden Fenster voneinander trennt, so daß für die
Beleuchtung bestimmtes Licht nicht über den oberen Bereich
der Trennwand in das Sichtfenster gelangt. Wenn
in diesem Fall jedoch ein Wassertropfen oder dergleichen
auf dem mit diesem Haftmittel gefüllten Bereich
verbleibt, ist das Beobachtungsblickfeld gestört. Das
Haftmittel kann außerdem bei wiederholtem Gebrauch abblättern,
so daß dann, wenn ein Wassertropfen auf dem
äußeren oberen Bereich der Trennwand haftet, Beleuchtungslicht
über den Wassertropfen, der wie eine Linse
wirkt, in das Sichtfenster eintritt, so daß Geisterbilder
oder Blendungen im Beobachtungsblickfeld erzeugt werden.
Durch die US-A 45 00 181, insbesondere Fig. 17, ist
bereits eine Abdeckung bekannt, deren Wandstärke sich
kontinuierlich ändert. Diese ist so ausgebildet, daß
der an der Außenseite der Abdeckung reflektierte Lichtanteil
an der Innenseite durch Totalreflexion daran gehindert
wird, in das Sichtsystem einzutreten; das total
reflektierte Licht wird anschließend an der mit einer
absorbierenden Schicht belegten Stirnseite der Abdeckung
weitgehend absorbiert. Um diesen Effekt zu erreichen,
muß das auf die Innenseite fallende Licht dort
einen Einfallswinkel haben, welcher größer als der
Grenzwinkel der Totalreflexion ist. Das wiederum wird
erreicht, wenn entweder
- a) der Einfallswinkel auf der Außenseite groß ist oder
- b) der Keilwinkel der prismatischen Abdeckung groß ist.
Im Fall a) ist es unmöglich, den vor dem Sichtsystem
liegenden Bereich ordnungsgemäß zu beleuchten, wie ja
auch der aus der Außenseite flach austretende
Lichtpfeil zeigt; im Fall b) ist es unmöglich, den vor
dem Sichtsystem liegenden Bereich zu beobachten, da die
optische Achse des Sichtsystems in Abhängigkeit vom
Keilwinkel stark gebrochen wird.
Außerdem verursacht die obligatorisch als absorbierende
Fläche ausgebildete Stirnfläche einen zusätzlichen,
nicht vermeidbaren Aufwand.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Endoskop
der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten
Art zu schaffen, bei welchem mit einfachen Mitteln ein
Eintritt von Streulicht aus dem Beleuchtungssystem in
das Sichtsystem vermieden, gleichzeitig aber eine einwandfreie
Beleuchtung des vor dem Sichtsystem befindlichen
Raumes und dessen Beobachtung im wesentlichen ohne
störende Brechungseffekte möglich wird.
Diese Aufgabe ist durch die vorliegende Erfindung auf
unterschiedliche Weise durch die in den Ansprüchen 1, 2
und 10 enthaltenden Merkmale gelöst worden.
Bei der im neuen Anspruch 1 beschriebenen und in Fig.
1 dargestellten Lösung wird der Reflexionswinkel R des
jeweils reflektierten Lichtanteils auf seinem Weg vom
Beleuchtungssystem zum Sichtsystem immer kleiner, d. h.
steiler, so daß sich der reflektierte Lichtanteil vermindert,
bis schließlich auch der mit dem maximalen
Austrittswinkel aus dem Beleuchtungssystem austretende,
kritische Lichtstrahl einen Reflexionswinkel R≈0 hat
und vollständig nach außen austritt, so daß im wesentlichen
kein Licht über die Abdeckung in das Sichtsystem
gelangen kann.
Bei der im Anspruch 2 beschriebenen und in Fig. 2
dargestellten Anordnung wird der Reflexionswinkel R auf
seinem Weg vom Beleuchtungssystem zum Sichtsystem ständig
größer und erreicht schließlich einen Wert R0, der
vom Sichtsystem nicht mehr aufgenommen wird. Beide erfindungsgemäßen
Systeme erlauben es, das Beleuchtungslicht
im wesentlichen senkrecht auf die Abdeckung auftreffen
zu lassen und gleichzeitig den Keilwinkel Δ
der Abdeckung sehr klein zu halten, so daß die weiter
vorne beschriebenen nachteiligen Effekte nicht auftreten.
Die im neuen Anspruch 10 beschriebene und in Fig. 11
dargestellte Anordnung bewirkt durch die scharfen Umlenkungen
und den langen Weg der Folie, daß bei den
zahlreichen Auftreffpunkten des Lichtes auf die Außenseite
der Folie der größte Teil des Lichtes austritt
bzw. zu Lichtstrahlen wird, die vom Sichtsystem nicht
mehr aufgenommen werden. In diesem Ausführungsbeispiel
werden die Effekte der beiden zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiele
miteinander kombiniert.
Es hat sich außerdem gezeigt, daß eine asymmetrische
Einziehung der Folie diese Effekte noch verbessert.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale sowie Vorteile erge
ben sich aus den Patentansprüchen, der Zeichnung und
der Zeichnungsbeschreibung.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrie
ben. Es zeigt
Fig. 1 bis 3 jeweils einen Längsschnitt durch den
distalen Endbereich eines Endoskopes
in einer Prinzipdarstellung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines
Endoskopes, bei welchem ein Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Er
findung Verwendung findet;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch den distalen
Endbereich eines Endoskopes in einer
speziellen Ausgestaltung;
Fig. 6 eine Teilschnittdarstellung eines an
deren Ausführungsbeispieles;
Fig. 7 und 8 jeweils eine Teilschnittdarstellung
eines weiteren Ausführungsbeispieles,
bei denen jeweils eine
Antireflexionsoberfläche verwendet
wird;
Fig. 9 und 10 Teilschnittdarstellungen weiterer
Ausführungsbeispiele, wobei die
transparente Abdeckung ihre größte
Dicke in dem Bereich hat, der dem
Sichtfenster gegenüberliegt;
Fig. 11 einen Längsschnitt durch ein weiteres
Ausführungsbeispiel;
Fig. 12 eine vergrößerte Darstellung eines
wesentlichen Teils des in Fig. 11
dargestellten Ausführungsbeispiels;
Fig. 13 eine Längsschnittdarstellung eines
weiteren Ausführungsbeispieles;
Fig. 14 eine Teilschnittdarstellung eines
Endoskops gemäß dem Stand der Tech
nik.
Zunächst soll das technische Prinzip der vorliegenden
Erfindung erklärt werden.
Fig. 1 zeigt den Weg, den das für die Beleuchtung be
stimmte Licht durch eine transparente Abdeckung 3
nimmt, die so geformt ist, daß ihre Wanddicke von dem
Bereich der Abdeckung 3, der der Oberfläche eines
Beleuchtungsfensters 1 gegenüberliegt, zu dem Bereich,
welcher der Oberfläche eines Sichtfensters 2 gegenüber
liegt, allmählich abnimnt.
Wenn man annimmt, daß der Winkel zwischen der Oberseite
und der Unterseite der transparenten Abdeckung 3 gleich
δ ist, dann nimmt der Reflexionswinkel R (R1,
R2...) des Beleuchtungslichtes an der Oberseite der
transparenten Abdeckung 3 bei jeder Reflexion um 2 δ
ab:
R₂ = R₁ - 2δ
ER NB=1<R₃ = R₂ - 2δ = R₁ - 4δ
Der Reflexionswinkel des Beleuchtungslichtes nimmt in
nerhalb der transparenten Abdeckung 3 allmählich ab;
deshalb nimnt die Reflexionsrate im Vergleich zur An
ordnung gemäß Fig. 14 beträchtlich zu. Das
Beleuchtungslicht kann sich nicht über eine vorgegebene
Entfernung L1 hinaus in der transparenten Abdeckung 3
ausbreiten.
Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der maximale
Ausfallswinkel α des für die Beleuchtungslichtes
bezogen auf die optische Achse dieses Lichtes gleich
35° ist, daß ferner der Durchmesser d1 des Bündels
der Beleuchtungslichtstrahlen an der Unterseite der
transparenten Abdeckung 3 gleich 2,5 mm ist, daß die
Wanddicke des Bereiches der transparenten Abdeckung 3,
der vor dem Beleuchtungsfenster 1 liegt, gleich 0,45 mm
ist und daß schließlich δ gleich 2° ist, dann ist die
Entfernung L1 gleich 2,35 mm. In einem solchen Fall
erreicht demnach kein für die Beleuchtung bestimmtes
Licht das Sichtfenster 2, wenn dieses Sichtfenster 2
wenigstens 2,35 mm von der Umfangsbegrenzung des für
die Beleuchtung bestimnten Lichtstrahlenbündels mit
einem Durchmesser d1 entfernt ist.
Wenn der Winkel δ zwischen der Oberseite und der
Unterseite der durchsichtigen Abdeckung 3 größer ge
macht oder die Wanddicke der transparenten Abdeckung 3
verringert wird, ist es außerdem möglich, die Entfer
nung L1 weiter zu verkürzen und infolgedessen die
beiden Fenster näher zusammen anzuordnen.
Fig. 2 zeigt eine transparente Abdeckung 3, die so
ausgebildet ist, daß ihre Wanddicke von dem Bereich der
Abdeckung 3, welcher dem Beleuchtungsfenster 1 gegen
überliegt, zu dem Bereich, welcher dem Sichtfenster 2
gegenüberliegt, allmählich zunimmt.
In diesem Fall nimmt der Reflexionswinkel R des für die
Beleuchtung bestimmten Lichtes an der Oberseite der
transparenten Abdeckung 3 bei jeder Reflexion um 2 δ
zu. Das Licht erreicht demnach den Teil der transparen
ten Abdeckung 3, welcher dem Sichtfenster 2 gegenüber
liegt. Wenn allerdings der Einfallswinkel (R₀+δ) des
für die Beleuchtung bestimmten Lichtes in das Sicht
fenster 2 größer als der maximale Einfallswinkel β des
optischen Betrachtungsystems ist, tritt kein
Beleuchtungslicht in das Beobachtungsblickfeld ein, so
daß weder Geisterbilder noch Blendungen auftreten. Um
die Bedingung (R₀+δ) < β zu erhalten, ist es nur er
forderlich, daß die Reflexionsrate des Beleuchtungs
lichtes an den Innenflächen der transparenten Abdeckung
3 vergrößert wird und daß der Abstand zwischen dem
Beleuchtungsfenster 1 und dem Sichtfenster 2 größer als
ein vorgegebener Wert ist.
Diesen Abstand zwischen den beiden Fenstern kann man
erhalten, indem der reflektierte Strahl von der Seite
der transparenten Abdeckung 3, die dem Sichtfenster 2
näher ist, zurückverfolgt wird, wie Fig. 3 zeigt. Es
gilt insbesondere, daß der Reflexionswinkel des Licht
strahles, welcher innerhalb der transparenten Abdeckung
3 mit einem Anfangswinkel reflektiert wird, der dem ma
ximalen Einfallswinkel β für das optische Betrachtungs
system entspricht, allmählich abnimmt, wenn das
reflektierte Licht sich in die Richtung ausbreitet, in
der auch die Wandstärke der Abdeckung 3 allmählich ab
nimmt, so daß sich das Licht von der optischen Achse
des optischen Systems des Sichtfensters aus über keine
größere Entfernung als die Entfernung L2 ausbreiten
kann.
Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der maximale
Einfallswinkel β für das optische Betrachtungssystem
gleich 35° ist, daß ferner der Durchmesser d2 des
Bündels der Betrachtungslichtstrahlen an der Unterseite
der transparenten Abdeckung 3 gleich 0,8 mm ist, daß
die Wandstärke in dem Bereich der transparenten Abdec
kung 3, die vor dem Sichtfenster 2 liegt, gleich 0,45 mm
ist und daß δ gleich 2° ist, dann ergibt sich der
Abstand L2 zu 2,35 mm. Es tritt deshalb kein
Beleuchtungslicht in das Sichtfenster 2 ein, wenn das
Beleuchtungsfenster 1 wenigstens 2,35 mm von dem Außen
umfang des Bündels der Betrachtungslichtstrahlen mit
dem Durchmesser d2 entfernt ist.
Auch in diesem Fall ist es möglich, den Abstand L2
durch Vergrößern des Winkels δ zwischen der Oberseite
und der Unterseite der transparenten Abdeckung 3 oder
durch Verringerung der Dicke dieser Abdeckung 3 zu ver
kürzen.
Fig. 4 zeigt ein Endoskop, bei welchem ein Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Verwendung
findet. In dieser Figur ist mit dem Bezugszeichen 11
ein flexibles Rohr bezeichnet, welches den Einführteil
des Endoskopes umhüllt, während mit dem Bezugszeichen
12 eine distale Endeinheit bezeichnet ist, die mit dem
distalen Ende des flexiblen Rohrs 11 verbunden ist. Der
Teil des flexiblen Rohrs 11, welcher an die distale
Endeinheit 12 anschließt, ist als biegsamer Abschnitt
11a ausgebildet, welcher durch eine Fernbedienung betä
tigt werden kann. Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein
Betätigungsteil bezeichnet. Ein Anschlußstecker 7 dient
zum Anschluß des Endoskops an eine Lichtquelle. Mit dem
Bezugszeichen 8 ist eine Okularlinse bezeichnet. Ein
Lichtleitfaserbündel 16 und ein Bildleitfaserbündel 19
sind im Inneren des Endoskopes aufgenommen. Ein Ende
des Bildleitfaserbündels 19 ist so angeordnet, daß es
der Okularlinse 8 gegenüberliegt. Das Beleuchtungslicht
wird der Endfläche des Lichtleitfaserbündels 16 zu
geführt, welche im Bereich des Anschlußsteckers 7
liegt.
Fig. 5 zeigt den distalen Endbereich des Endoskopes.
Ein Beleuchtungsfenster 13, welches Beleuchtungslicht
abgibt, und ein Sichtfenster 14, durch das ein Bild
einem Objektivsystem zugeführt wird, sind an der vorde
ren Endfläche des distalen Endbereiches 12 angeordnet;
die beiden Fenster liegen nebeneinander und sind nach
vorne gerichtet. In das Beleuchtungsfenster 13 ist eine
konkave Linse 15 eingesetzt und das Ausfallsende des
Lichtleitfaserbündels 16 befindet sich an der Rückseite
der konkaven Linse 15. In das Sichtfenster 14 ist ein
Deckglas 17 eingesetzt; an der Rückseite des Deckglases
17 befinden sich Objektivlinsen 18 und das Einfallsende
des Lichtleitfaserbündels 19.
Mit dem Bezugszeichen 20 ist eine rohrförmige flexible
Hülle bezeichnet. Eine transparente Abdeckung 21, die
aus einem transparenten Plastikmaterial besteht, bei
spielsweise einem Acryl-Plastikmaterial, ist mit dem
distalen Ende der Hülle 20 so verbunden, daß kein Was
ser oder dergleichen durch die Verbindung zwischen der
Abdeckung 21 und der Hülle 20 eindringen kann. Der Ein
führteil, in dessen distaler Endeinheit 12 das
Beleuchtungsfenster 13 und das Sichtfenster 14 neben
einander angeordnet sind, ist abnehmbar in die flexible
Hülle 20 eingesetzt.
In Fig. 5 ist strichpunktiert die flexible Hülle 20
dargestellt, die nach vorne vom Einführteil abgezogen
worden ist. Wenn der Einführteil des Endoskopes voll
ständig in die Hülle 20 eingesetzt ist, dann sind die
im Beleuchtungsfenster 13 aufgenommene konkave Linse 15
und das im Sichtfenster 14 aufgenommene Deckglas 17 in
enger Berührung mit der transparenten Abdeckung 21, wie
mit durchgehenden Linien dargestellt ist.
Die transparente Abdeckung 21 ist so ausgebildet, daß
ihre Wandstärke von dem Bereich der Abdeckung 21, die
dem Beleuchtungsfenster 13 gegenüberliegt, zu dem
Bereich, welcher dem Sichtfenster 14 gegenüberliegt,
allmählich zunimmt.
In dem distalen, entsprechend der obenstehenden Be
schreibung ausgebildeten Endbereich des Endoskopes wird
ein Teil des Beleuchtungslichtes, welches vom
Lichtleitfaserbündel 16 ausgeht, innerhalb der transpa
renten Abdeckung 21 immer wieder reflektiert. Jedesmal,
wenn das Licht reflektiert wird, wächst der Reflexions
winkel dieses Lichtes an und ist an der Stelle, die dem
Sichtfenster 14 gegenüberliegt, größer als der maximale
Einfallswinkel für die Objektivlinsen 18, so daß kein
Beleuchtungslicht in das Beobachtungsblickfeld gelangen
kann.
Es sei bemerkt, daß die transparente Abdeckung 21 auch
so ausgebildet sein kann, daß ihre Wandstärke von dem
Bereich der Abdeckung 21, die dem Beleuchtungsfenster
13 gegenüberliegt, zu dem Bereich, welcher dem Sicht
fenster 14 gegenüberliegt, allmählich abnimmt, wie be
reits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung, in welchem diese bei einem
Seitensichtendoskop Anwendung findet. In diesem Aus
führungsbeispiel ist ein einziges transparentes Deck
glas 34 so angeordnet, daß dieses Deckglas 34 sowohl
mit der Endfläche eines rechtwinkligen Dachprismas 32
in Berührung ist, welches vor den Objektivlinsen 31 an
geordnet ist, als auch mit der Ausfallsendfläche eines
Lichtleitfaserbündels 33. In diesem Ausführungsbeispiel
bildet das Ausfallsende des Lichtleitfaserbündels 33
ein Beleuchtungsfenster 35, während die äußere
Endfläche des Prismas 32 ein Sichtfenster 36 bildet;
das transparente Deckglas 34 bedeckt die Oberflächen
dieser Fenster 35 und 36.
Die Bereiche der Rückseite des transparenten Deckglases
34, die den Fenstern 35 und 36 jeweils gegenüberliegen,
sind als konkave Flächen ausgebildet, so daß der Streu
winkel des Beleuchtungslichtes und der das
Beobachtungsfeld bestimmende Winkel in diesen Bereichen
vergrößert werden.
Das transparente Deckglas 34 ist so ausgebildet, daß
seine Wanddicke von der Seite des Deckglases 34, die
dem Beleuchtungsfenster 35 näher ist, zu der Seite, die
dem Sichtfenster 36 näher ist, allmählich zunimmt, wo
durch das Beleuchtungslicht daran gehindert wird, in
das Beobachtungsblickfeld einzufallen, wie anhand des
ersten Ausführungsbeispieles bereits beschrieben wurde.
Wenn das Beleuchtungsfenster 35 und das Sichtfenster 36
direkt von einem einzigen Deckglas abgedeckt werden,
wie das bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der
Fall ist, dann ist zwischen den beiden Fenstern 35, 36
keine Stufe oder dergleichen, so daß Wassertropfen oder
dergleichen ungehindert fließen können, ohne irgendwo
auf der Oberfläche des Deckglases festgehalten zu wer
den. Dadurch wird ein ausgezeichnetes Blickfeld ermög
licht.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er
findung, bei welchem eine die Lichtreflexion reduzie
rende Antireflexionsoberfläche 44 in einem Bereich der
Rückseite einer transparenten Abdeckung 41 angebracht
ist, die sich zwischen einem Beleuchtungsfenster 42 und
einem Sichtfenster 43 erstreckt. Die
Antireflexionsoberfläche 44 ist beispielsweise eine
schwarz gefärbte Oberfläche. Diese
Antireflexionsoberfläche 44 bewirkt, daß das
Beleuchtungslicht, welches sich durch die transparente
Abdeckung 41 ausbreitet, in hohem Maße abgeschwächt
wird, bevor es den Teil der transparenten Abdeckung 41
erreicht, welcher dem Sichtfenster 43 gegenüberliegt.
Die Antireflexionsoberfläche 44 ist in einem Bereich
der transparenten Abdeckung 41 angebracht, welcher au
ßerhalb der beiden Strahlengänge liegt, nämlich des
Beleuchtungs-Lichtweges und des Betrachtungs-
Lichtweges. Die Antireflexionsoberfläche 44 kann entwe
der an der Unterseite oder an der Oberseite oder auch
an der Unter- und Oberseite der transparenten Abdeckung
41 vorgesehen sein.
Fig. 8 zeigt eine Anordnung, bei welcher eine Vielzahl
von schmalen Nuten 45 (oder eine Vielzahl von kleinen
Vorsprüngen und Senkungen) vorgesehen ist, die eine
Antireflexionsoberfläche bilden. Diese Nuten ermögli
chen, daß das reflektierte Licht direkt unterbrochen
wird. Wenn die Nuten 45 schwarz eingefärbt sind, kann
das reflektierte Licht sogar noch besser unterbrochen
werden.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er
findung, bei welchem die Wanddicke einer transparenten
Abdeckung 51 am größten in dem Bereich ist, welcher
einem Sichtfenster 52 gegenüberliegt, und sich dann von
dem dicksten Bereich zum Rand hin allmählich verrin
gert. Infolge dieser Anordnung verringert sich der
Reflexionswinkel des Beleuchtungslichtes, welches sich
durch die transparente Abdeckung 51 hindurch ausbrei
tet, allmählich, nachdem das Licht die Vorderseite des
Sichtfensters 52 passiert hat, und irgendwann wird die
Ausbreitung des Lichtes unterbrochen. Es besteht dem
nach keine Möglichkeit, daß das
Beleuchtungslicht,welches durch die Vorderseite des
Sichtfensters 52 hindurchgetreten ist, zum Sichtfenster
52 zurückreflektiert wird. Infolgedessen erhält man ein
Beobachtungsblickfeld mit gutem Kontrast. Mit dem
Bezugszeichen 53 ist ein Beleuchtungsfenster bezeich
net.
Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er
findung, bei welchem eine transparente Abdeckung 61 mit
einem ähnlichen Aufbau wie bei der in Fig. 9 darge
stellten Abdeckung verwendet wird, wobei nur der Be
reich, welcher dem Sichtfenster 62 gegenüberliegt,
planparallel ausgebildet ist. Diese Anordnung ermög
licht die Verwirklichung eines optischen Betrachtungs
systems, bei welchem die optische Achse des
Betrachtungs-Lichtweges keine Neigung hat. Mit dem
Bezugszeichen 63 ist ein Beleuchtungsfenster bezeich
net.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind sowohl das Sicht
fenster als auch das Beleuchtungsfenster mit einer ein
zigen transparenten Abdeckung bedeckt, deren Wandstärke
sich allmählich und stetig ändert. Es ist deshalb mög
lich, mit einem äußerst einfachen Aufbau die Herstel
lungskosten des distalen Endbereichs eines Endoskopes
zu verringern und zu verhindern, daß für die Beleuch
tung bestimmtes Licht durch die transparente Abdeckung
in das Blickfeld des optischen Betrachtungssystems ge
langt. Man erhält auf diese Weise ein klares
Beobachtungsblickfeld, welches frei von Geisterbildern
oder Blendungen ist. Da keine Stufe oder dergleichen
zwischen dem Sichtfenster und dem Beleuchtungsfenster
ist, wird auf dem Teil der transparenten Abdeckung, der
sich zwischen dem Sichtfenster und dem Beleuchtungs
fenster erstreckt, kein Wassertropfen oder dergleichen
festgehalten. Auf diese Weise ergibt sich ein aus
gezeichnetes Blickfeld.
Fig. 11 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Er
findung. In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 71
ein flexibles Rohr, mit welchem der Einführteil des
Endoskopes umhüllt ist, während das Bezugszeichen 72
eine distale Endeinheit bezeichnet, die mit dem
distalen Ende des flexiblen Rohrs 71 verbunden ist. Der
Teil des flexiblen Rohrs 71, welcher an die distale
Endeinheit 72 anschließt, ist als biegsamer Abschnitt
ausgebildet, welcher durch eine Fernsteuerung gebogen
werden kann (diese wurde nicht im einzelnen darge
stellt). Ein Beleuchtungsfenster 73, durch welches das
Beleuchtungslicht abgegeben wird, und ein Sichtfenster
74, durch welches ein Bild aufgenommen und einem
Objektivsystem zugeführt wird, sind an der vorderen
Endfläche der distalen Endeinheit 72 angeordnet, wobei
die beiden Fenster nebeneinanderliegen und nach vorne
gerichtet sind. Das Beleuchtungsfenster 73 und das
Sichtfenster 74 stehen jeweils für sich gegenüber der
distalen Endeinheit 72 vor. Das Ausfallsende eines
Lichtleitfaserbündels 75 ist an der Rückseite des
Beleuchtungsfensters 73 angeordnet, während ein Deck
glas 76 in das Sichtfenster 74 eingesetzt ist. Eine
Objektivlinse 77 und das Einfallsende eines
Bildleitfaserbündels 78 sind an der Rückseite des
Sichtfensters 74 angeordnet.
Das Bezugszeichen 80 bezeichnet eine rohrförmige Hülle,
in das das flexible Rohr 71 eingesetzt und aus welchem
es wieder entfernt werden kann. Der Teil der Hülle 80,
welcher außen auf die distale Endeinheit 72 aufgezogen
ist, ist durch ein verhältnismäßig steifes Rohrelement
81 gebildet; ein flexibles, biegeweiches Rohr 81a ist
mit dem hinteren Ende des Rohrelementes 81 verbunden.
Das Rohrelement 81 hat einen Schnappvorsprung 83, der
von dessen Innenfläche vorsteht; der Schnappvorsprung
83 kann in eine Schnappausnehmung 82 eingreifen, die an
der Außenfläche der distalen Endeinheit 72 ausgebildet
ist. Durch Eingriff des Schnappvorsprunges 83 in die
Schnappausnehmung 82 werden die distale Endeinheit 72
und das Rohrelement 81 in einer vorbestimmten
gegenseitigen Lage miteinander verbunden.
Eine transparente und dehnbare dünne Folie 84, die aus
einem synthetischen Harzmaterial besteht, beispiels
weise Polypropylen, Polyäthylen usw., ist mit dem vor
deren Ende des Rohrelementes 81 so verbunden, daß kein
Wasser oder dergleichen durch die Verbindung der dünnen
Folie 84 mit dem Rohrelement 81 einsickern kann. Die
Wanddicke der transparenten dünnen Folie 84 liegt bei
spielsweise zwischen etwa 0,05 mm und 0,5 mm. Wenn der
Schnappvorsprung 83 und die Schnappausnehmung 82 in
gegenseitigem Eingriff sind, werden die beiden Fenster
73 und 74 gegen die transparente dünne Folie 84 ge
drückt. Als Folge davon wird die transparente dünne
Folie 84 unter Spannung eng an die Oberflächen der Fen
ster 73 und 74 angelegt. Die transparente dünne Folie
84 ist in dem Bereich zwischen den beiden Fenstern 73,
74 unsymmetrisch in Richtung zur distalen Endeinheit 72
eingezogen, wie mit dem Bezugszeichen 84a gekennzeich
net ist. Die Tiefe der Einziehung 84a hat vorzugsweise
etwa den zweifachen bis fünffachen Betrag der Wand
stärke der transparenten dünnen Folie 84.
Bei dem Ausführungsbeispiel mit dem oben beschriebenen
Aufbau breitet sich ein Teil des Beleuchtungslichtes,
welches vom Sichtfenster 73 abgegeben wird, durch die
transparente dünne Folie 84 aus, wobei es in der glei
chen Weise wie beim Stand der Technik immer wieder
reflektiert wird. Da jedoch die transparente dünne
Folie 84 zwischen den beiden Fenstern 73, 74 eingezogen
ist, ist der optische Weg des Lichtes, welches über die
Einziehung 84a geht, erheblich vergrößert, so daß die
Lichtübertragung zum Sichtfenster 74 geringer wird. Da
die Einziehung 84a asymmetrisch ist, ändert ein Teil
des Beleuchtungslichtes, welches durch die Folie 84
übertragen und in dieser reflektiert wird, seinen Weg
beim Übergang über die Einziehung 84a; deshalb verläßt
ein größerer Teil des Lichtes die Folie 84, wie mit der
strichpunktierten Linie A in Fig. 12 angedeutet ist,
oder es wird zu einem Lichtstrahl mit einem solchen
Winkel, daß er nicht in das Sichtfenster 74 eintreten
kann, wie mit der durchgehenden Linie B angedeutet ist.
Da die Folie 84 dünn ist, wird das Beleuchtungslicht,
welches durch diese übertragen wird, vielfach
reflektiert. Selbst wenn demnach ein Teil des
Beleuchtungslichtes das Sichtfenster 74 erreicht, so
hat sich die Lichtintensität durch die wiederholten
Reflexionen auf einen solchen Wert abgeschwächt, daß
sie praktisch kein Problem für das zu beobachtende Bild
mehr ist.
Da die transparente dünne Folie 84 infolge ihrer Span
nung eng an den beiden Fenstern 73 und 74 anliegt, be
steht nicht die Gefahr einer irregulären Reflexion zwi
schen den beiden Fenstern 73 und 74 einerseits und der
transparenten dünnen Folie 84 andererseits, so daß
keine Bildstörung auftritt.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er
findung, bei der die Wandstärke der transparenten dün
nen Folie 94 in der asymmetrischen Einziehung 94a ver
ringert ist. Ein solcher dünnwandiger Abschnitt kann
durch Aufbringen einer Dehnspannung auf die transpa
rente dünne Folie 94 gebildet werden. Es ist auch mög
lich, eine transparente dünne Folie zu verwenden, die
bereits mit einem derartigen dünnwandigen Bereich her
gestellt wird. Infolge dieser Anordnung wird der grö
ßere Teil des Lichtes zu Lichtstrahlen, deren Winkel so
ist, daß sie nicht in das Sichtfenster 94 eintreten,
wie mit den gestrichelten und durchgehenden Linien C
bzw. D in Fig. 13 angedeutet ist.
Es sei bemerkt, daß eine Vielzahl von Einziehungen 84a
oder 94a in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen
vorgesehen sein kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung verläßt der größere
Teil des in die transparente dünne Folie eintretenden
Beleuchtungslichtes die Folie in deren eingezogenem Be
reich oder wird zu Lichtstrahlen, deren Winkel so ist,
daß sie nicht in das Sichtfenster eintreten. Demzufolge
tritt im wesentlichen überhaupt kein Licht in das
Sichtfenster ein. Wenn jedoch ein Teil des
Beleuchtungslichtes das Sichtfenster erreichen sollte,
so ist dessen Intensität durch die wiederholten Reflex
ionen im Inneren der transparenten dünnen Folie soweit
abgeschwächt, daß keine Geisterbilder oder Blendungen,
die die Beobachtung stören könnten, auftreten. Da die
transparente dünne Folie infolge ihrer Spannung eng an
den beiden Fenstern anliegt, gibt es weder eine ir
reguläre Reflexion zwischen den Fenstern und der trans
parenten dünnen Folie noch eine Störung des Bildes. Man
erhält deshalb ein klares Bild des beobachteten Objek
tes. Da der distale Endbereich gemäß der vorliegenden
Erfindung äußerst preiswert ist, kann er wegwerfbar
sein.
Die unsymmetrische Einziehung der Folie 84 ist in den
Fig. 11 bis 13 zu erkennen. Sie wird z. B. dadurch
bewirkt, daß die beiden Fenster 73, 76 ungleich weit
vorstehen (z. B. Fig. 12) und/oder daß die Form der
vorstehenden Fenster 73, 76, z. B. deren Abrundung zur
Einziehung 94a hin, unterschiedllich sind (z. B. Fig.
13). Durch die unsymmetrische Einziehungg kann der
lichtabschirmende Effekt noch verbessert werden.
Claims (12)
1. Endoskop mit einem Einführteil mit je einem an
dessen distalem Ende angeordneten Beleuchtungsfenster
und Sichtfenster, umfassend eine das Beleuchtungsfenster
(1) sowie das Sichtfenster (2) überdeckende
durchgehende transparente Abdeckung (3),
deren Wandstärke sich zwischen dem Beleuchtungsfenster
(1) und dem Sichtfenster (2) stetig ändert,
dadurch gekennzeichnet, daß bei vom Beleuchungsfenster
(1) zum Sichtfenster (2) abnehmender
Wandstärke der Winkel δ zwischen Unterseite und
Oberseite der Abdeckung (3) und der Abstand L₁
zwischen Beleuchtungsfenster (1) und Sichtfenster
(2) so gewählt sind, daß die an der Unterseite
bzw. Oberseite jeweils reflektierten Anteile auch
der mit dem maximalen Austrittswinkel aus dem Beleuchtungssystem
(1) austretenden Lichtstrahlen
vor Erreichen des Sichtfensters (2) einen Reflexionswinkel
R≈0 erreichen.
2. Endoskop nach dem Oberbegriff des Anspruches 1,
dadurch gekennzeichnet, daß bei vom Beleuchtungsfenster
(1) zum Sichtfenster (2) zunehmender Wandstärke
der Winkel δ zwischen Unterseite und Oberseite
der Abdeckung (3) und der Abstand L₂ zwischen
Beleuchtungsfenster (1) und Sichtfenster (2)
so gewählt sind, daß sie an der Unterseite bzw.
Oberseite jeweils reflektierten Anteile jedes auch
im wesentlichen in Richtung der optischen Achse
aus dem Beleuchtungssystem (1) austretenden
Lichtstrahls vor Erreichen des Sichtfensters (2)
einen Reflexionswinkel R₀ erreichen, der größer
als der maximale Einfallswinkel (β) des Sichtsystems
ist.
3. Endoskop nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die transparente Abdeckung (21)
mit dem distalen Ende einer rohrförmigen Hülle
(20) verbunden ist, und daß die Hülle (20) so ausgebildet
ist, daß ein distaler Endteil (12) des
Endoskops, in welchem das Beleuchtungsfenster (13)
und das Sichtfenster (14) nebeneinanderliegend angeordnet
sind, wahlweise in die Hülle (20) einsetzbar
oder von dieser abnehmbar ist.
4. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenseite der transparenten
Abdeckung (34) so ausgebildet ist, daß sie zumindest
in einem der Bereiche, die die Oberfläche
des Beleuchtungsfensters (35) oder des Sichtfensters
(36) bedeckt, konkav geformt ist.
5. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß Antireflexionsmittel (44, 45)
zum Verringern der Lichtreflexion in einem Bereich
der Innenseite der transparenten Abdeckung (41)
vorgesehen sind, welcher sich zwischen dem
Beleuchtungsfenster (42) und dem Sichtfenster (43)
erstreckt.
6. Endoskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antireflexionsmittel (44) durch eine
schwarz gefärbte Oberfläche (44) gebildet sind.
7. Endoskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antireflexionsmittel (45) durch eine Viel
zahl von schmalen Nuten (45) gebildet sind.
8. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wandstärke der transparenten
Abdeckung (51) in dem Bereich am größten ist,
welcher der Oberfläche des Sichtfensters (52) gegenüberliegt,
und von diesem Bereich größter Dicke
zum Rand hin sich allmählich verringert.
9. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bereich der transparenten
Abdeckung (61), welcher der Oberfläche des Sicht
fensters (62) gegenüberliegt, planparallel ist.
10. Endoskop mit einem Einführteil mit an dessen distalem
Ende angeordnetem Beleuchtungsfenster sowie
Sichtfenster, umfassend eine das Beleuchtungsfenster
sowie das Sichtfenster überdeckende transparente,
dehnbare Folie, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Fenster (73, 74) vom distalen Endteil
(72) des Einführteils aus vorstehen und daß die
Folie (84, 94) zwischen dem Beleuchtungsfenster
(73) und dem Sichtfenster (74) zum distalen Endteil
(72) hin eingezogen (84a, 94a) ist.
11. Endoskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Folie (84) mit der jeweiligen Oberfläche
der beiden Fenster (73, 74) in engem Kontakt ist,
wobei die Folie (84) zwischen den beiden Fenstern
(73, 74) asymmetrisch eingezogen ist.
12. Endoskop nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wandstärke der transparenten
Folie (94) in dem eingezogenen Bereich (94a) geringer
als in den Bereichen ist, die die jeweilige
Oberfläche der beiden Fenster (73, 74) bedecken.
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