DE4438511A1 - Endoskop - Google Patents
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop, das auf den
Gebieten der Medizin oder Industrie benutzt wird.
Fig. 1A und 1B zeigen die optischen Systeme konventioneller
nichtflexibler Endoskope. In Fig. 1A wird das Bild eines
Objektes O, das auf einer Ebene O1 durch eine Objektivlinse Obj
geformt wird, übertragen, während es wiederholt auf Ebenen O2
und O3 durch Übertragungslinsen 2a und 2b geformt wird, die ein
optisches Bildübertragungssystem bilden, so daß das auf der
Ebene O3 geformte Bild für die Beobachtung durch ein Okular 3
vergrößert wird. Die Bezugszahlen 1a und 1b stellen Feldlinsen
dar. In diesem Fall ist bekannt, daß wenn, wie in Fig. 1B
gezeigt, stabförmige Übertragungslinsen 2a′ und 2b′ an Stelle
der Übertragungslinsen 2a und 2b benutzt werden, die Helligkeit
des optischen Systems dem Ouadrat des Brechungsindexes jeder der
stabförmigen Linsen 2a′ und 2b′ gleich ist, verglichen mit der
des in Fig. 1A gezeigten optischen Systems, in dem die Abstände
zwischen den einzelnen Linsen mit Luft gefüllt sind.
Die Rahmenstruktur eines nicht flexiblen Endoskops mit dem in
Fig. 1B gezeigten optischen System ist aus der Offenbarung des
US-Patents Nr. 5,020,893 bekannt. Fig. 2A zeigt das
nichtflexible Endoskop, das in seiner Beschreibung dargelegt
wird. In dieser Fig. 2A kennzeichnet die Bezugszahl 1 ein
Endoskopgriffstück, 2 ein Okularstück und 3 ein
Endoskopeinführstück oder Schaft. Fig. 2B beschreibt die innere
Form des Einführstückes 3, in dem eine Lichtleitfaser 7 zur
Beleuchtung eines Objektes neben einem optischen Systemtubus 10
angeordnet ist, in dem sich das optische Bildübertragungssystem
befindet. Der optische Systemtubus 10 beinhaltet eine
Objektivlinse 8, aus stabförmigen Linsen 12 bestehende
Übertragungslinsen 9 zur Übertragung eines Bildes und
Abstandsringe 11, um die Abstände zwischen den Linsen konstant
zu halten.
Das wie oben erwähnt konstruierte nicht flexible Endoskop wird so
benutzt, daß das Einführstück 3 durch ein kleines Loch in einen
menschlichen Körper oder eine Vorrichtung eingeführt wird. In
diesem Fall, wenn das Einführstück 3 Biegung ausgesetzt ist, ist
es schwierig, das Einführstück 3 nach dem Einführen
herauszuziehen. Daher sind, mit Ausnahme der Lichtleitfaser 7
und einzelner Linsen, die Glieder, die das Einführstück 3
bilden, für gewöhnlich aus Metallen mit relativ hoher Härte
konstruiert.
Fig. 3A und 3b zeigen Zustände, in denen das Einführstück des
nicht flexiblen Endoskops in einen menschlichen Körper eingeführt
wird. Es sind praktisch wenige Fälle bekannt, in denen das
Einführstück auf geradem Wege in den menschlichen Körper
eingeführt wird, wie in Fig. 3A gezeigt. Stattdessen kommen
häufig Fälle vor, in denen, wie in Fig. 3B gezeigt, das
Einführstück am okularseitigen Ende A des nicht flexiblen
Endoskops zur Einführung in den menschlichen Körper gebogen
wird. Wenn das nichtflexible Endoskop speziell für Diagnosen der
Harnorgane benutzt wird, z. B. für die in der Figur beschriebenen,
muß die Suche nach dem Eingang des Ureters in die Harnblase so
erfolgen, daß auf das okularseitige Ende A Kräfte aus allen
Richtungen wirken, während die Richtung des Einführstückes
eingestellt wird. Diese Behandlung setzt das Einführstück
Biegung aus. Eine solche Biegung des Einführstückes des
nichtflexiblen Endoskops in Benutzung kann auch bei den
Anwendungen auf andere Gebiete der Inneren Medizin, der
Geburtshilfe und Gynäkologie, der Chirurgie sowie auf das Gebiet
der Industrie verursacht werden. Verglichen mit dem Gebiet der
Medizin, wird das nicht flexible Endoskop auf dem Gebiet der
Industrie in besonderer Weise eher hart beansprucht. Darüber
hinaus muß das Einführstück des nichtflexiblen Endoskops eine
höhere Biegefestigkeit aufweisen, da es oft unter den
Bedingungen relativ harter Beanspruchung benutzt wird, wie z. B.
dann, wenn das Einführstück durch ein kleines metallisches Loch
eingeführt wird, um das Innere einer Maschine oder eines
Wasserrohres zu beobachten.
Während der Lagerung des nichtflexiblen Endoskops, z. B. auf
einer Unterlage (siehe Fig. 4A), kann es leicht passieren, daß
achtlos ein schweres Gewicht, z. B. ein Werkzeug, auf das
nichtflexible Endoskop gelegt wird (siehe Fig. 4B). Daraus
resultiert das Einwirken einer einseitigen Belastung auf das
Einführstück, welches gebogen wird (Bezugssymbol B in der Figur).
Wenn das Einführstück des nicht flexiblen Endoskops gebogen wird,
wie in Fig. 5 gezeigt, wirken große einseitige Belastungen auf
die Kontaktteile des Tubuses 10 mit den Übertragungslinsen 9,
vor allem auf die Oberflächen der Übertragungslinsen 9,
bezeichnet durch die Symbole C1 und C2, und die metallischen
Abstandsringe 11. In diesem Fall können abhängig vom Ausmaß der
einseitigen Belastungen die Übertragungslinsen 9 soweit
beschädigt werden, daß Risse oder Brüche auftreten. Das
verursacht die Verschlechterung des Beobachtungsbildes. Fig. 6A
und 6B zeigen, wie das Beobachtungsbild durch die Beschädigung
der Linse verschlechtert wird. Fig. 6A zeigt, wie bei Rissen in
der Mitte der Linse der Abfall des Lichtstrahles einen Schatten
in einem großen Teil des Beobachtungsfeldes ergibt und zur
Verschlechterung des Beobachtungsbildes führt. Wenn sich die
Risse weiter ausdehnen und die Linse schließlich vollständig
zerbricht, wird, wie in Fig. 6B gezeigt, überhaupt kein
Lichtstrahl übertragen, und das Beobachtungsfeld wird völlig
dunkel.
Wie oben erwähnt, besteht beim konventionellen nichtflexiblen
Endoskop das Problem, daß jede Übertragungslinse des
Einführstückes 3 während der Benutzung oder der Lagerung
abgebrochen werden kann.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
nichtflexibles Endoskop zu schaffen, bei dem eine Beschädigung
der Übertragungslinsen verhindert wird und immer ein klares Bild
sichtbar ist, selbst wenn das Einführstück des nichtflexiblen
Endoskops während seiner Benutzung oder Lagerung gebogen wird.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, hat das nicht flexible Endoskop
erfindungsgemäß vom Objekt aus gesehen eine Objektivlinse und
ein optisches Bildübertragungssystem zur Übertragung eines
Bildes, das von der Objektivlinse geformt wird. Das
nichtflexible Endoskop ist dadurch gekennzeichnet, daß das
optische Bildübertragungssystem wenigstens eine Stablinse
beinhaltet und sich ein Verstärkungsglied an der Peripherie oder
der Umfangsfläche der Stablinse befindet. Vorteilhafterweise ist
das Verstärkungsglied kürzer als die Stablinse ist und erfüllt
ein Material für das Verstärkungsglied die Bedingung:
y<Y (1)
wobei y der Young′sche Modul der Stablinse und Y der Young′sche
Modul des Verstärkungsgliedes ist.
Weiterhin ist das nichtflexible Endoskop dadurch gekennzeichnet,
daß das Längenverhältnis zwischen dem Verstärkungsglied und der
Stablinse die Bedingung:
0,3 l/L 0,9 (2)
erfüllt, wobei l die Länge des Verstärkungsgliedes und L die
Länge der Stablinse ist.
Weiterhin ist das nichtflexible Endoskop dadurch gekennzeichnet,
daß das Verstärkungsglied Mittel zur Unterscheidung von Vorder-
und Rückseite und ein Fenster zum Aushärten eines Klebemittels
hat, daß die Stablinse aus einer gekitteten Linse besteht und
das Verstärkungsglied so angebracht ist, daß die
Verbindungsoberfläche der gekitteten Linse bedeckt ist.
Im folgenden wird nun die Funktion des nichtflexiblen Endoskops
erklärt. Unter Benutzung von Fig. 5 wird zunächst auf den
Prozeß Bezug genommen, in dem eine schwere Biegelast auf das
Einführstück des nichtflexiblen Endoskops wirkt, was zum Bruch
der Stablinsen führt. Wie Fig. 5 zeigt, erzeugt eine äußere
Biegelast eine gewaltsame Verschiebung. Als Resultat einer
solchen Biegung variieren die oberen und unteren Teile des
optischen Systemtubuses 10 des nicht flexiblen Endoskops in ihrer
Länge, so daß eine Seite des Tubuses 10 derart gespannt wird,
daß sie sich von den Linsen löst, während die andere Seite
derart gepreßt wird, daß sie auf die Linsen auftrifft.
Folgerichtig wirken Kräfte, die jede Linse deformieren, an den
drei Punkten A, B und C, wie in der Fig. gezeigt. Jedoch
konzentriert sich bei weiterer Deformierung der Stablinse wegen
der Biegelast von den Punkten B und C die auf den Werkstoff
ausgeübte Beanspruchung auf und um das Zentrum der Stablinse,
und die Linse zerbricht nach kurzer Zeit.
Daher wird, wie in Fig. 7 illustriert, in das nichtflexible
Endoskop der vorliegenden Erfindung ein Verstärkungsglied 22,
das kürzer ist als eine Stablinse 21, zwischen die Peripherie
der Stablinse 21 und den optischen Systemtubus 10 eingefügt, so
daß die auf den Werkstoff ausgeübte Beanspruchung in der ersten
Phase der Deformierung des optischen Systemtubuses 10 nicht auf
die Stablinse 21 einwirkt. Selbst bei fortschreitender
Deformierung widersteht die Stablinse 21 der Biegung, indem das
Verstärkungsglied 22 der Spannung ausgesetzt ist und
gleichzeitig der zentrale Teil der Stablinse 21 und seine
Umgebung, wo sich die Spannung konzentriert, durch das
Verstärkungsglied 22 geschützt werden.
In der ersten Phase der Deformierung, vor allem während der
freien Deformierung bis zum Aufeinandertreffen des
Innendurchmessers des optischen Systemtubuses 10 mit den
Eckpunkten B und C der Stablinse 21, wirkt nur leichte Spannung
auf die Stablinse 21. Somit sollte eine Krümmung R des optischen
Systemtubuses 10 während der freien Deformierung so klein wie
möglich gemacht wird. Die Krümmung R wird durch die drei Punkte
B, C und D bestimmt. Beim konventionellen nichtflexiblen
Endoskop ohne Verstärkungsglied hängt das Maß der Verschiebung
des Punktes D in Bezug auf die Punkte B und C von dem Abstand
ab, in dem die Stablinse 21 in den optischen Systemtubus 10
eingepaßt wird. Die absichtliche Vergrößerung des Abstandes ist
jedoch schwierig zu bewerkstelligen, weil das die Dezentrierung
der Linse zur Folge hat. Obwohl auch in Betracht gezogen wird,
den Abstand zwischen den Punkten B und O zu verringern, wird
dieses Maß, also die Länge der Stablinse, durch die
Spezifikation des Produktes bestimmt und ist somit nur schwer
absichtlich zu verändern. Erfindungsgemäß ist es jedoch möglich,
die Krümmung R in der freien Deformierung zu vermindern, da das
Verstärkungsglied 22 um die Stablinse 21 herummontierbar ist, um
das Maß der Verschiebung des Punktes D in Bezug auf die Punkte B
und O auszugleichen.
Damit die Biegespannung nicht direkt auf die Stablinse 21 wirkt,
erhält das Verstärkungsglied 22 nach der freien Deformierung die
Funktion der Verstärkung, so daß die Stablinse 21 schwer zu
biegen ist. Deshalb wird das Verstärkungsglied 22 im Gegensatz
zu einer Linse aus einem Material mit hoher Festigkeit wie
Metall oder Keramik hergestellt. Die Länge des
Verstärkungsgliedes 22 wird optimiert, so daß bei der Wirkung
von Spannung auf die Stablinse 21 das Verstärkungsglied 22 an
den Punkten E und F mit dem Tubus 10 in Kontakt kommt und die
Spannung aufnimmt, um die Belastung von der Stablinse 21
fernzuhalten. Da der Kontaktabstand des Verstärkungsgliedes 22
(zwischen den Punkten E und F) kürzer ist als der der Stablinse
21 (zwischen den Punkten B und C), hat das Verstärkungsglied 22
den Vorteil, daß es auch hinsichtlich des Biegemoments schwer zu
biegen ist. Die Spannung konzentriert sich auf und um das
Zentrum der Stablinse 21. Wenn das Verstärkungsglied 22 so
konstruiert ist, daß es das Zentrum der Stablinse 21 und seine
Umgebung bedeckt, wird ein hoher Verstärkungseffekt erreicht.
Es ist besonders wünschenswert, daß das Material des
Verstärkungsgliedes 22 die Bedingungen der Gleichung (1)
erfüllt. Weiterhin sollte das Längenverhältnis zwischen der
Stablinse 21 und dem Verstärkungsglied 22 die Bedingungen der
Gleichung (2) erfüllen. Falls der Wert von (l/L) den unteren
Grenzwert der Gleichung (2) überschreitet, ist das
Verstärkungsglied 22 zu kurz, um den durch die Biegung der
Stablinse 21 hervorgerufenen Effekt der Dezentrierung zu
vernachlässigen. Bevor das Verstärkungsglied 22 mit dem
optischen Systemtubus 10 in Berührung kommt, wirkt eine starke
Spannung auf die Stablinse 21, und die Linse bricht ab. Falls
andererseits der Wert von (l/L) den oberen Grenzwert der
Gleichung (2) überschreitet, ist das Verstärkungsglied 22 zu
lang, um die Krümmung R während der freien Deformierung zu
vermindern.
Das Einführstück des nicht flexiblen Endoskops wird dann gebogen,
wenn es relativ dünn ist. Ein Außendurchmesser ⌀ der Stablinse
von ungefähr 5 mm oder weniger wird in solch einem
nichtflexiblen Endoskop angewendet und bringt das Problem des
Bruchs der Stablinse und des Ablösens von der
Verbindungsoberfläche mit sich. Experimente zeigen, daß z. B.
eine Stablinse mit einem Außendurchmesser ⌀ = 3 mm und einer
Länge L = 30 mm in der Mitte bricht, wenn die Biegespannung so
stark ist, daß die Stablinse selbst die Krümmung R = 1000 mm
oder weniger hat. Wegen dieser Tatsache ist es wünschenswert,
daß die Länge des Verstärkungsgliedes so bestimmt wird, daß die
freie Deformierung mit der Krümmung R von bis zu 1000 mm
durchführbar ist.
Hinsichtlich einer Dicke t des Verstärkungsgliedes ist eine
große Dicke zur Verminderung der Krümmung R und Erhöhung des
Verstärkungseffekts zu bevorzugen. Eine extrem große Dicke
schmälert jedoch den effektiven Durchmesser der
Übertragungslinse und verdunkelt das Beobachtungsfeld. Weiterhin
ist es erforderlich, daß die durch die Einfügung des
Verstärkungsgliedes verursachte Reduzierung der Lichtmenge bei
30% oder weniger gehalten wird. Es ist wünschenswert, daß das
Verhältnis zwischen der Dicke t des Verstärkungsgliedes und dem
Außendurchmesser ⌀ der Stablinse die Bedingung:
t 0,1 ⌀ (3)
erfüllt.
Zur Montage des nicht flexiblen Endoskops werden oft Hilfsmittel
zur Unterscheidung von Vorder- und Rückseite der Stablinse
benötigt. Wenn in diesem Fall Vorder- und Rückseite der
Stablinse unterschieden werden, indem das Verstärkungsglied mit
den Hilfsmitteln zur Unterscheidung versehen oder das
Verstärkungsglied etwas vom Zentrum der Stablinse entfernt wird,
ist das vorteilhaft, weil sich die Montage erheblich besser
ausführen läßt.
Bei der Montage des Verstärkungsgliedes und der Stablinse wird
die Dezentrierung der Stablinse vermindert und die
Biegefestigkeit erhöht, wenn ein gleichförmiges Medium in den
gesamten Raum zwischen der äußeren Oberfläche der Stablinse und
der inneren Oberfläche des Verstärkungsgliedes eingefügt wird.
Das ist günstig für die praktische Benutzung. Die Wahl des
einzufügenden Mediums muß sich nicht auf ein Klebemittel
beschränken. Es kann z. B. Silikon sein.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, die Biegefestigkeit
unabhängig von der Konstruktion der Stablinse (des möglichen
Effekts der gekitteten Linse und der Position der
Verbindungsoberfläche) zu verbessern. Besonders dort, wo die
Verbindungsoberfläche im mittleren Teil der Stablinse liegt, in
dem sich die Biegespannung konzentriert, ist ein extrem hoher
Effekt zu erwarten.
Diese und andere Aufgaben sowie die charakteristischen Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die
folgende ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
verdeutlicht. Es zeigen:
Fig. 1A und 1B Ansichten optischer Systeme konventioneller
nichtflexibler Endoskope,
Fig. 2A eine Ansicht wesentlicher Teile des konventionellen
nicht flexiblen Endoskops,
Fig. 2B eine Schnittansicht eines in Fig. 2A durch das Symbol I
bezeichneten Teils,
Fig. 3A und 3B erläuternde Ansichten der Zustände, in denen das
nicht flexible Endoskop in einen menschlichen Körper eingeführt
wird,
Fig. 4A und 4B erläuternde Ansichten der Zustände, in denen das
nichtflexible Endoskop gelagert wird,
Fig. 5 eine erläuternde Ansicht des Zustandes, in dem
Übertragungslinsen eines Einführstückes des konventionellen
nichtflexiblen Endoskops durch Biegung zerbrochen werden,
Fig. 6A und 6B erläuternde Ansichten der Zustände, in denen ein
Beobachtungsbild durch Risse bzw. Bruch der Linse verschlechtert
wird,
Fig. 7 eine Ansicht der grundlegenden Konstruktion wesentlicher
Teile eines erfindungsgemäßen nichtflexiblen Endoskops,
Fig. 8 eine Ansicht einer Konstruktion der ersten bis dritten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen nichtflexiblen Endoskops,
Fig. 9 eine Ansicht der Konstruktion einer vierten
Ausführungsform,
Fig. 10 eine Ansicht der Konstruktion einer fünften
Ausführungsform,
Fing. 11A eine Ansicht der Konstruktion einer sechsten
Ausführungsform,
Fig. 11B eine Ansicht eines in Fig. 11A entlang der Linie D-D
vorgenommenen Schnittes, und
Fig. 12A, 12B, 12C und 12D Beispiele für die Anwendung des
erfindungsgemäßen nicht flexiblen Endoskops auf verschiedene
Typen optischer Übertragungssysteme.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im
folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen erklärt.
Fig. 8 zeigt die Konstruktion dieser Ausführungsform.
Nachstehend die Zahlenangaben zur ersten Ausführungsform:
Krümmung R = 2000 [mm]
Länge der Stablinse, L = 30 [mm]
Dicke des Verstärkungsgliedes, t = 0,08 [mm]
Länge des Verstärkungsgliedes, l = 22 [mm]
Außendurchmesser der Stablinse, ⌀ = 3 [mm]
(l/L) = 73 [%]
Young′scher Modul der Stablinse, y = 8,02 × 10¹⁰ [N/m²]
Young′scher Modul des Verstärkungsgliedes, Y = 1,3 × 10¹¹ [N/m²]
Krümmung R = 2000 [mm]
Länge der Stablinse, L = 30 [mm]
Dicke des Verstärkungsgliedes, t = 0,08 [mm]
Länge des Verstärkungsgliedes, l = 22 [mm]
Außendurchmesser der Stablinse, ⌀ = 3 [mm]
(l/L) = 73 [%]
Young′scher Modul der Stablinse, y = 8,02 × 10¹⁰ [N/m²]
Young′scher Modul des Verstärkungsgliedes, Y = 1,3 × 10¹¹ [N/m²]
Da die Konstruktion dieser Ausführungsform mit der der ersten
Ausführungsform übereinstimmt, wird die entsprechende Fig.
ausgelassen. Nachstehend die Zahlenangaben zur zweiten
Ausführungsform:
Krümmung R = 1000 [mm]
Länge der Stablinse, L = 30 [mm]
Dicke des Verstärkungsgliedes, t = 0,08 [mm]
Länge des Verstärkungsgliedes, l = 15 [mm]
Außendurchmesser der Stablinse, ⌀ = 3 [mm]
(l/L) = 50 [%]
Young′scher Modul der Stablinse, y = 8,02 × 10¹⁰ [N/m²]
Young′scher Modul des Verstärkungsgliedes, Y = 1,3 × 10¹¹ [N/m²]
Krümmung R = 1000 [mm]
Länge der Stablinse, L = 30 [mm]
Dicke des Verstärkungsgliedes, t = 0,08 [mm]
Länge des Verstärkungsgliedes, l = 15 [mm]
Außendurchmesser der Stablinse, ⌀ = 3 [mm]
(l/L) = 50 [%]
Young′scher Modul der Stablinse, y = 8,02 × 10¹⁰ [N/m²]
Young′scher Modul des Verstärkungsgliedes, Y = 1,3 × 10¹¹ [N/m²]
Da die Konstruktion dieser Ausführungsform mit der der ersten
Ausführungsform übereinstimmt, wird die entsprechende Fig.
ausgelassen. Nachstehend die Zahlenangaben zur dritten
Ausführungsform:
Krümmung R = 800 [mm]
Länge der Stablinse, L = 30 [mm]
Dicke des Verstärkungsgliedes, t = 0,08 [mm]
Länge des Verstärkungsgliedes, l = 7,5 [mm]
Außendurchmesser der Stablinse, ⌀ = 3 [mm]
(l/L) = 46 [%]
Young′scher Modul der Stablinse, y = 8,02 × 10¹⁰ [N/m²]
Young′scher Modul des Verstärkungsgliedes, Y = 1,3 × 10¹¹ [N/m²]
Krümmung R = 800 [mm]
Länge der Stablinse, L = 30 [mm]
Dicke des Verstärkungsgliedes, t = 0,08 [mm]
Länge des Verstärkungsgliedes, l = 7,5 [mm]
Außendurchmesser der Stablinse, ⌀ = 3 [mm]
(l/L) = 46 [%]
Young′scher Modul der Stablinse, y = 8,02 × 10¹⁰ [N/m²]
Young′scher Modul des Verstärkungsgliedes, Y = 1,3 × 10¹¹ [N/m²]
Fig. 9 zeigt die Konstruktion dieser Ausführungsform. Die
Stablinse 21 ist als eine gekittete Linse konstruiert, und ein
Ende 22a des Verstärkungsgliedes 22 ist diagonal abgeschnitten,
um Vorder- und Rückseite der Stablinse zu unterscheiden.
Fig. 10 zeigt die Konstruktion dieser Ausführungsform. Wenn die
Stablinse 21 und das Verstärkungsglied 22 wie in der Fig.
gezeigt mit einem Klebemittel gekittet werden, ist es zu
empfehlen, daß das Verstärkungsglied 22 derart mit einem Fenster
22b versehen ist, daß seine Festigkeit nicht vermindert wird.
Ein besonders hoher Bindeeffekt wird durch die Verwendung eines
Klebemittels mit UV-Aushärtung gewährleistet. Bei richtiger Wahl
der Form und der Position des Fensters 22b ist dieses auch als
Hilfsmittel zur Unterscheidung der Richtung der Stablinse 21
verwendbar.
Fig. 11A und 11B zeigen die Konstruktion dieser
Ausführungsform. Ebene Oberflächen sind in Längsrichtung der
Peripherie der Stablinse 21 angeordnet. Wenn die Stablinse 21
derart geformt ist, sind die ebenen Oberflächen der Stablinse 21
in Bezug auf das Verstärkungsglied 22 senkbar. Somit ist es
möglich, die Krümmung der freien Deformierung zu vermindern. Um
die freie Deformierung in allen Richtungen zu ermöglichen, ist es
nur notwendig, die Stablinse 21 mit einer Vielzahl ebener
Oberflächen zu versehen. Da dies jedoch den effektiven
Durchmesser der Stablinse 21 verkleinert, ist
angebracht, daß drei ebene Oberflächen gebildet werden, wie in
dieser Ausführungsform.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung, wie in Fig. 12A
bis 12D gezeigt, auf verschiedene Typen optischer
Übertragungssysteme anwendbar. Jedes der in den Figs. gezeigten
optischen Systeme ist auf einmalige Bildübertragung eingestellt.
Das in Fig. 12A gezeigte optische System weist eine gekittete
Sammellinse 32 auf, die zwischen zwei plankonvexe Stablinsen 31
und 31′ eingefügt ist, die Verstärkungsglieder 33 bzw. 33′ an
ihren Peripherien haben. Die Abstände zwischen den Stablinsen
und der gekitteten Linse wird durch Abstandsringe 34 und 34′ in
vorher festgelegten Maßen gehalten. Der Außendurchmesser der
gekitteten Linse ist etwas größer als die Außendurchmesser der
Stablinsen. Diese Bauteile werden in den optischen Systemtubus
eingepaßt. Das optische System in Fig. 12B weist zwei bikonvexe
gekittete Stablinsen 35 und 35′ auf, die an ihren Peripherien
mit Verstärkungstubusen 36 bzw. 36′ versehen sind. Bezugszahl 37
bezeichnet einen Abstandsring. Das optische System in Fig. 12C
schließt zwei Stablinsen ein, wobei beide plankonvexe Linsen 39
haben, die mit einem Ende eines Glasstabes 38 verkittet sind,
und deren Endflächen eben sind. Eine plankonvexe Linse 40 ist
mit dem anderen Ende des Glasstabes 38 verkittet. Die Glasstäbe
der Stablinsen sind mit Verstärkungstubusen 41 und 41′ versehen.
Bezugszahl 42 bezeichnet einen Abstandsring. Das optische
System in Fig. 12D schließlich ist identisch mit dem in Fig. 12B
gezeigten, jedoch sind Teile der Peripherie jeder Stablinse zur
Bildung ebener Oberflächen abgeschnitten. Wie in Verbindung mit
Fig. 11A und 11B erklärt, werden die ebenen Teile geformt und
stellen einen großen Abstand (die obere Seite in der Figur)
zwischen der Stablinse und dem optischen Systemtubus her.
Das Endoskop ist also so konstruiert, daß Übertragungslinsen
nicht beschädigt werden und immer ein klares Bild sichtbar ist,
selbst wenn das Einführstück des Endoskops während der Benutzung
oder der Lagerung gebogen wird.
Claims (10)
1. Endoskop mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden
Einführstück (3) und mindestens einer Stablinse (21) in dem
Einführstück (3), dadurch gekennzeichnet,
daß die Stablinse (21) Mittel zur Erhöhung der
Spannungsfestigkeit (22) an ihrer Peripherie oder Umfangsfläche
aufweist.
2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich
eine Objektivlinse am distalen Ende des Einführstückes befindet
und das durch die Objektivlinse geformte Bild eines Objektes
durch ein optisches Übertragungssystem mit der Stablinse
übertragen wird, wobei das Mittel zur Erhöhung der
Spannungsfestigkeit ein Verstärkungsglied (22) an der Peripherie
oder Umfangsfläche der Stablinse (21) ist.
3. Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Mittel zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit kürzer als die
Stablinse (21) ist.
4. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Material für das Verstärkungsglied (22)
eine Bedingung:
y<Yerfüllt, wobei y der Young′sche Modul der Stablinse (21) und Y
der Young′sche Modul des Verstärkungsgliedes (21) ist.
5. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Längenverhältnis zwischen dem Mittel zur
Erhöhung der Spannungsfestigkeit und der Stablinse (21) eine
Bedingung:
0,3 l/L 0,9erfüllt, wobei l die Länge des Mittels zur Erhöhung der
Spannungsfestigkeit und L die Länge der Stablinse (21) ist.
6. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verstärkungsglied (22) Mittel zur
Unterscheidung von Vorder- und Rückseite der Stablinse (21) hat.
7. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verstärkungsglied ein Fenster zum
Aushärten eines Klebemittels hat.
8. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stablinse (21) eine gekittete Linse
aufweist und das Mittel zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit so
angebracht ist, daß eine Verbindungsoberfläche der gekitteter
Linse bedeckt ist.
9. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verstärkungsglied (22) aus Metall oder
Keramik besteht.
10. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mittel zur Erhöhung der
Spannungsfestigkeit eine Bedingung:
t 0,1 ⌀erfüllt, wobei t die Dicke des Mittels zur Erhöhung der
Spannungsfestigkeit und ⌀ der Außendurchmesser der Stablinse
(21) ist.
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