WO2020182485A1 - Endoskop - Google Patents

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WO2020182485A1
WO2020182485A1 PCT/EP2020/055202 EP2020055202W WO2020182485A1 WO 2020182485 A1 WO2020182485 A1 WO 2020182485A1 EP 2020055202 W EP2020055202 W EP 2020055202W WO 2020182485 A1 WO2020182485 A1 WO 2020182485A1
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prism
stop
endoscope
endoscope according
linear
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PCT/EP2020/055202
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English (en)
French (fr)
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Martin Wieters
Annika Göhring
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Olympus Winter and Ibe GmbH
Original Assignee
Olympus Winter and Ibe GmbH
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements
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    • A61B1/00163—Optical arrangements
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    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/1805—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for prisms

Definitions

  • the invention relates to an endoscope with an elongated shaft and an optical system arranged in the shaft, the optical system comprising at least one prism, and the prism being mounted in a prism holder which has stops for aligning the prism in at least two main directions
  • Endoscopes have long been used in medicine to remove those difficult to access
  • endoscopes have an elongated shaft with an optical system arranged therein.
  • the shaft can be designed to be rigid or flexible.
  • An optical system which comprises an objective at the distal end of the shaft, is regularly arranged in the shaft.
  • An image displayed by the lens is either converted by an electronic image converter into video signals, which are transmitted to an image processing device by means of electrical lines or wirelessly, or the image is passed on by means of an optical image guide to an eyepiece at the proximal end of the endoscope, where it can be Eye or by means of a video camera.
  • a beam path of the optical system runs straight through the entire optical system and parallel to a longitudinal axis of the endoscope shaft.
  • one or more prisms are usually used to deflect the beam path.
  • Such an optical element is also regarded as a prism in the context of the invention described below.
  • the prism can only rest fully on the two stop surfaces if the angle between the contact surfaces is exactly the same as the corresponding angle between the plane surfaces of the prism If the angles do not exactly match, however, the prism is incomplete on one of the two stop surfaces, which on the one hand can result in inaccurate positioning and on the other hand high surface pressures between the prism and the prism holder can arise, which in the worst case If the prism is damaged or even destroyed.
  • the elongated shaft and an optical system arranged in the shaft, wherein the optical system comprises at least one prism, and wherein the prism is in one
  • Prism holder which has stops in at least two main directions for aligning the prism, which is further developed in that a first stop forms a flat stop surface on which a first plane surface of the prism rests, and that a second stop forms a linear stop contour which a second plane surface of the prism rests
  • the second stop as a linear stop contour
  • the mechanical overdetermination of the stops is eliminated.
  • the prism thus always rests with its first plane surface on the plane stop surface, while the second plane surface rests on the linear stop contour
  • the position of the prism is determined by the described stops with regard to three rotational degrees of freedom and two translational degrees of freedom without overdetermination
  • the translational definition along a third main direction can be done by a further stop.
  • a corresponding definition can be dispensed with, namely if the third main direction runs parallel to an optical axis of the optical system, along which further optical components are longitudinally adjusted have to.
  • the further optical components can, for example, be lenses of the objective.
  • the linear stop contour of the second stop can run approximately parallel to the stop surface of the first stop.
  • the linear stop contour is approximately parallel to the stop surface of the first stop when the angle between the linear stop contour and a surface normal to the stop surface is approximately 90 °. This can include, for example, angles that are between 70 ° and 110 °, preferably between 80 ° and 100 °.
  • a corresponding alignment of the linear stop contour enables the prism to abut particularly reliably
  • the mean distance between the linear stop contour of the second stop and the stop surface of the first stop can be approximately half the extent of the prism in a direction perpendicular to
  • Stop surface of the first stop corresponding direction extending.
  • the prism is thus supported at about half its height above the flat stop surface, whereby the storage is particularly stable.
  • the influence of angular tolerances of the flat stop surface on the position of the prism is minimized by the corresponding arrangement of the linear stop contour.
  • the second stop can have a cylindrical surface, at least in sections, and the linear stop contour can correspond to a surface line of the cylindrical surface.
  • the corresponding design simultaneously achieves a linear contact between the prism and the linear stop contour and a defined surface pressure, which is determined by the radius of the cylindrical surface. This counteracts damage to the prism from uncontrolled high surface pressures.
  • the prism holder can have pressure elements that push the prism in the direction of the
  • the pressure elements can, for example, be balls or ball-like bodies made of metal, glass or ceramic, which are guided through channels in the prism holder to the prism and are fixed there by suitable means, this can include, for example, an adhesive bond.
  • the pressure elements preferably act on surfaces of the prism which the
  • a first pressure element can act on a surface of the prism which is opposite the first plane surface of the prism.
  • a second pressure element can act on a surface of the prism which is opposite the second plane surface. In this way, the pressure elements secure the prism against slipping in the prism holder
  • the line of action of a pressure force exerted by the second pressure element on the prism can intersect the linear stop contour of the second stop or pass at a distance that is less than 0.1 times the extension of the prism in the direction the line of action
  • the first flat surface of the prism can form an exit surface for the beam path of the optical system, and an electronic image converter can be arranged near the first flat surface of the prism.
  • the first stop can have a recess in which the electronic image converter is arranged.
  • Fig 1 an endoscope
  • an endoscope 1 here a video endoscope, with an elongated shaft 2, in the distal end of which an optical system in the form of an objective 3 is arranged
  • the indicated direction of view of the lens 3 deviates from a longitudinal axis 5 of the video endoscope 1.
  • the endoscope 1 has a main body 10 on which a first grip element 11 and a second grip element 12 are arranged.
  • the first grip element 11 is designed as a rotary wheel at the distal end of the main body.
  • Main body 10 are rotated about the longitudinal axis 5 of the endoscope, so that the
  • the viewing direction of the video endoscope is also rotated about the longitudinal axis 5 of the video endoscope. This is indicated by the double arrow 15.
  • An electronic image converter (not shown), for example a CCD chip or a CMOS chip, is arranged in the shaft 2 proximal to the objective 3.
  • the electronic image converter converts the image imaged by the lens 3 into electrical signals, which are transmitted through the shaft 2 into the main body 10 and from there via a cable 16 to an external one (not shown)
  • Processing device are directed.
  • the processing device can use the electrical signals, for example, for display on a monitor or for storage in a
  • the image converter is rotatably arranged in the shaft 2 and rotatably coupled to the second grip element 12.
  • a magnetic coupling acting through the shaft or through the wall of the main body 10 is provided .
  • the structure of this magnetic coupling is known per se and does not need to be explained in more detail here.
  • the second grip element 12 is arranged rotatably with respect to the first rotating body 11 and the main body 10. If the viewing direction of the endoscope is now rotated by rotating the first grip element 11, the second grip element 12 can be held at the same time, whereby the alignment of the electronic image converter also remains constant
  • the two grip elements 11 and 12 can be omitted because the
  • Endoscope 1 can then easily be held on the main body 10 and a
  • FIGS. 2 and 3 show a prism holder 20 which is part of an optical system of the endoscope 1.
  • FIG. 2 shows a section along line B - B in FIG. 3
  • FIG. 3 shows a section along line A - L in FIG.
  • the prism holder 20 comprises an essentially cylindrical sleeve 21 in which a prism 22 is received.
  • the prism serves to deflect a bundle of rays entering an entry face 23 by 90 ° at a reflection face 24 and to guide it to an exit face 25.
  • An electronically safe image converter 26 is arranged on the exit surface 25 of the prism 22.
  • An optical filter element 27 can be provided between the exit surface 25 and the image converter 26, which, for example, can comprise an IR cutoff filter or a moiré filter.
  • the image converter 26 is supplied via an electrical connection element 28, via which video signals generated by the image converter 26 are also discharged.
  • the connecting element 28 can comprise a flexible conductor track carrier.
  • the prism 22 For a clean optical image, the prism 22 must be aligned translationally and rotationally in the main directions x, y, z. In this case, a translational alignment in a main direction, e.g. the main direction z, can be omitted if this
  • Main direction runs parallel to an optical axis of the optical system 3, and the optical system is adjusted separately in this main direction.
  • the prism holder 20 has a first stop, which is formed by a flat stop surface 30.
  • the stop surface 30 has a
  • the prism 22 rests with the exit surface 25, which is a flat surface, on the stop surface 30, thereby the prism is fixed with regard to a translation along the main direction x and with regard to a rotation about the main directions y and z
  • a pressure element in the form of a pressure ball 32 presses on a surface 33 of the prism 22 opposite the exit surface 25 and thus holds it in firm contact with the stop surface 30.
  • the pressure ball 32 is inserted into a channel 34 of the sleeve 21 and preferably fixed there, for example by means of an adhesive For the sake of clarity, the adhesive is not shown.
  • other pressure elements can also be used, for example a spring or a screw
  • a further stop surface could be provided which runs perpendicular to the main direction x.
  • Stop surface also cause a renewed setting with regard to a rotation about the main direction z, so the position of the prism 22 would be predetermined. Therefore, instead of a further stop surface, a linear stop contour 40 is provided, which can be seen in FIG 3 runs.
  • the linear stop contour 40 is thus parallel to the stop surface 30 and perpendicular to the main direction x, with certain angular deviations, for example by up to + 7-10 °, or by up to + 1-20 °, can be tolerated.
  • the linear stop contour 40 defines the prism 22 with regard to a translation in the main direction y and with regard to a rotation about the main direction x, without effecting any further definition with regard to a rotation about the main direction z. Thus there is no over-determination here.
  • a pressure element in the form of a pressure ball 43 presses on a surface 44 of the prism 22 lying opposite the plane surface 41 and thus holds it in firm contact with the linear stop contour 40.
  • the pressure ball 43 is inserted into a channel 45 of the sleeve 21 and preferably fixed there, for example by means of an adhesive, also not shown. Instead of the pressure ball 43, others can also be used
  • Pressure elements are used, for example a spring or a screw
  • the second stop 42 has a cylindrical outer contour in the area of the linear stop contour 40, the linear stop contour 40 being a surface line of the cylinder contour. In this way, a surface pressure between the plane surface 41 and the second stop 42 is limited.
  • the distance of the linear stop contour 40 from the stop surface 30 corresponds approximately to half the extent of the prism in the main direction x, which results in a particularly stable contact of the prism 22.
  • an active line 50 runs from the pressure ball 42 onto the prism 22 so that it the linear one
  • Stop contour 40 intersects or passes at a distance that is smaller than 0.1 times the extension of prism 22 in the direction of the line of action 50. This reduces tilting moments and shear forces on prism 22 as much as possible.
  • the prism holder 120 in turn comprises an essentially cylindrical sleeve 121 in which a prism 122 is received.
  • the prism serves to guide a beam entering an entry surface 123 to an exit surface 125 without being deflected.
  • An electronic image converter 126 is again arranged on the exit surface 125 of the prism 122.
  • the structure of the image converter 126 and the alignment of the prism 122 along the main directions x and y correspond to the solutions shown in FIGS. 2 and 3 for the prism holder 20

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Abstract

Es wird ein Endoskop vorgestellt mit einem langgestreckten Schaft (2) und einem in dem Schaft (2) angeordneten optischen System (3), wobei das optische System (3) wenigstens ein Prisma (22) umfasst, und wobei das Prisma (22) in einem Prismenhalter (20) gelagert ist, welcher in wenigstens zwei Hauptrichtungen Anschläge (30, 42) zur Ausrichtung des Prismas (22) aufweist. Das Endoskop zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster Anschlag (30) eine plane Anschlagfläche (30) bildet, an welcher eine erste Planfläche (25) des Prismas (22) anliegt, und dass ein zweiter Anschlag (42) eine linienförmige Anschlagkontur (40) bildet, an welcher eine zweite Planfläche (41) des Prismas (22) anliegt.

Description

Endoskop
Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit einem langgestreckten Schaft und einem in dem Schaft angeordneten optischen System, wobei das optische System wenigstens ein Prisma umfasst, und wobei das Prisma in einem Prismenhalter gelagert ist, welcher in wenigstens zwei Hauptrichtungen Anschläge zur Ausrichtung des Prismas aufweist
Endoskope werden seit langem in der Medizin eingesetzt, um schwer zugängliche
Hohlräume im Körper eines menschlichen oder tierischen Patienten zu untersuchen und/oder zu behandeln. In der Technik werden Endoskope eingesetzt, um schwer zugängliche Hohlräume beispielsweise in technischen Anlagen zu inspizieren
Endoskope weisen dazu einen langgestreckten Schaft mit einem darin angeordneten optischen System auf. Je nach vorgesehenem Anwendungsfall kann der Schaft starr oder flexibel ausgestaltet sein. In dem Schaft ist regelmäßig ein optisches System angeordnet, welches ein Objektiv am distalen Ende des Schafts umfasst.
Ein von dem Objektiv abgebildetes Bild wird entweder von einem elektronischen Bildwandler in Videosignale umgewandelt, welche mittels elektrischer Leitungen oder drahtlos an ein Bildverarbeitungsgerät übermittelt werden, oder das Bild wird mittels eines optischen Bildleiters zu einem Okular am proximalen Ende des Endoskops weitergeleitet, wo es mit bloßem Auge oder mittels einer Videokamera betrachtet werden kann.
Im einfachsten Fall verläuft ein Strahlengang des optischen Systems durch das gesamte optische System gerade und parallel zu einer Längsachse des Endoskopschafts Oftmals jedoch ist es erforderlich, den Strahlengang in dem optischen System aus einer ersten Richtung in eine zweite Richtung abzulenken, beispielsweise um ein Endoskop mit schräg blickender Optik bereitzustellen, oder um die Anordnung eines elektronischen Bildwandlers in dem Endoskop günstiger zu gestalten. In diesen Fällen werden zumeist ein oder mehrere Prismen eingesetzt, um den Strahlengang abzulenken. In einigen Situationen kann es auch erforderlich sein, den Strahlengang eines optisches Systems durch ein optisches Element mit planparallelen Ein- und Austrittsflächen zu leiten. Ein solches optisches Element wird im Sinne der im Folgenden beschriebenen Erfindung ebenfalls als ein Prisma angesehen.
Für die Abbildungsqualität des Endoskops ist eine genaue und stabile Ausrichtung jedes Prismas erforderlich. Diese wird zumeist dadurch gewährleistet, dass ein Prisma in einem mechanischen Prismenhalter montiert wird, welcher in wenigstens zwei Hauptrichtungen Anschläge für das Prisma aufweist. Die Anschläge sind zumeist plane Anschlagflächen, an denen das Prisma mit entsprechenden Planflächen anliegt Ein entsprechendes Endoskop ist in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2017 122 279 A1 der Anmelderin beschrieben.
Bei der Verwendung von zwei Anschlagflächen tritt allerdings das Problem auf, dass die Positionierung des Prismas in den beiden Hauptrichtungen mechanisch Oberbestimmt ist Das Prisma kann nur dann vollflächig an den beiden Anschlagflächen anliegen, wenn der Winkel zwischen den Anlageflächen genau mit dem entsprechenden Wnkel zwischen den Planflächen des Prismas Obereinstimmt Stimmen die Winkel hingegen nicht genau überein, so kommt es an einer der beiden Anschlagflächen zu einer unvollständigen Anlage des Prismas, wodurch einerseits eine ungenaue Positionierung auftreten kann, und andererseits hohe Flächenpressungen zwischen dem Prisma und dem Prismenhalter entstehen können, welche im schlimmsten Fall das Prisma beschädigen oder gar zerstören.
Es besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, ein Endoskop bereitzustellen, welches hinsichtlich der beschriebenen Problematik verbessert ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Endoskop mit einem
langgestreckten Schaft und einem in dem Schaft angeordneten optischen System, wobei das optische System wenigstens ein Prisma umfasst, und wobei das Prisma in einem
Prismenhalter gelagert ist, welcher in wenigstens zwei Hauptrichtungen Anschläge zur Ausrichtung des Prismas aufweist, welches dadurch weitergebildet ist, dass ein erster Anschlag eine plane Anschlagfläche bildet, an welcher eine erste Planfläche des Prismas anliegt, und dass ein zweiter Anschlag eine linienförmige Anschlagkontur bildet, an welcher eine zweite Planfläche des Prismas anliegt
Durch die Ausführung des zweiten Anschlags als linienförmige Anschlagkontur wird die mechanische Überbestimmung der Anschläge aufgehoben. Das Prisma liegt somit immer mit seiner ersten Planfläche an der planen Anschlagfläche an, während die zweite Planfläche an der linienförmigen Anschlagkontur anliegt
Unter der Voraussetzung, dass die linienförmige Anschlagkontur nicht genau senkrecht zu der planen Anschlagfläche verläuft, ist die Lage des Prismas durch die beschriebenen Anschläge hinsichtlich dreier rotatorischer Freiheitsgrade und zweier translatorischer Freiheitsgrade festgelegt, ohne dass eine Überbestimmung entsteht
Die translatorische Festlegung entlang einer dritten Hauptrichtung kann durch einen weiteren Anschlag erfolgen. In vielen Fällen kann eine entsprechende Festlegung aber entbehrlich sein, wenn nämlich die dritte Hauptrichtung parallel zu einer optischen Achse des optischen Systems verläuft, entlang weicher weitere optische Komponenten längsjustiert werden müssen. Bei den weiteren optischen Komponenten kann es sich beispielsweise um Linsen des Objektivs handeln ln einer vorteilhaften Weiterbildung eines Endoskops gemäß der Erfindung kann die linienförmige Anschlagkontur des zweiten Anschlags in etwa parallel zur Anschlagfläche des ersten Anschlags verlaufen. Die linienförmige Anschlagkontur ist dann in etwa parallel zur Anschlagfläche des ersten Anschlags, wenn der Winkel zwischen der linienförmigen Anschlagkontur und einer Flächennormalen der Anschlagfläche etwa 90° beträgt. Dies kann beispielsweise Winkel einschließen, die zwischen 70° und 110° betragen, vorzugsweise zwischen 80° und 100° Eine entsprechende Ausrichtung der linienförmigen Anschlagkontur ermöglicht eine besonders sichere Anlage des Prismas
In einer bevorzugten Ausführung eines Endoskops gemäß der Erfindung kann der mittlere Abstand der linienförmigen Anschlagkontur des zweiten Anschlags zur Anschlagfläche des ersten Anschlags etwa der halben Erstreckung des Prismas in einer senkrecht zur
Anschlagfläche des ersten Anschlags verlaufenden Richtung entsprechen. Das Prisma wird somit etwa auf seiner halben Höhe über der planen Anschlagfläche abgestützt, wodurch die Lagerung besonders stabil ist. Gleichzeitig wird der Einfluss von Winkeltoleranzen der planen Anschlagfläche auf die Lage des Prismas durch die entsprechende Anordnung der linienförmigen Anschlagkontur minimiert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung eines Endoskops nach der Erfindung kann der zweite Anschlag zumindest abschnittsweise eine zylinderförmige Oberfläche aufweisen, und die linienförmige Anschlagkontur kann einer Mantellinie der zylinderförmigen Oberfläche entsprechen. Durch die entsprechende Ausführung wird gleichzeitig eine linienförmige Anlage zwischen dem Prisma und der linienförmigen Anschlagkontur und eine definierte Flächenpressung erreicht, welche durch den Radius der zylinderförmigen Oberfläche bestimmt ist Hierdurch wird Beschädigungen des Prismas durch unkontrolliert hohe Flächenpressungen entgegengewirkt. ln einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines Endoskops gemäß der Erfindung kann der Prismenhalter Andruckelemente aufweisen, welche das Prisma in Richtung der
Anschläge drücken. Die Andruckelemente können beispielsweise Kugeln oder kugelähnliche Körper aus Metall, Glas oder Keramik sein, welche durch Kanäle in dem Prismenhalter zu dem Prisma geführt und dort durch geeignete Mittel fixiert werden, dies kann z.B. eine Klebung umfassen. Die Andruckelemente wirken vorzugsweise auf Flächen des Prismas, welche den
Planflächen des Prismas gegenüber liegen, mit welchen das Prisma an den Anschlägen anliegt. So kann in einem Endoskop gemäß einer Ausführung der Erfindung ein erstes Andruckelement auf eine Fläche des Prismas wirken, welche der ersten Planfläche des Prismas gegenüber liegt Alternativ oder zusätzlich kann ein zweites Andruckelement auf eine Fläche des Prismas wirken, welche der zweiten Planfläche gegenüber liegt. Die Andruckelemente sichern auf diese Weise das Prisma gegen ein Verrutschen in dem Prismenhalter
In einer bevorzugten Ausführung eines Endoskops gemäß der Erfindung kann die Wirklinie einer von dem zweiten Andruckelement auf das Prisma ausgeübten Druckkraft die linienförmige Anschlagkontur des zweiten Anschlags schneiden oder in einem Abstand passieren, der geringer ist als die 0,1 -fache Erstreckung des Prismas in Richtung der Wirklinie Durch diese Ausführung wird das Einwirken von Scherkräften und/oder
Kippmomenten auf das Prisma vermieden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung eines Endoskops nach der Erfindung kann die erste Planfläche des Prismas eine Austrittsfläche für den Strahlengang des optischen Systems bilden, und ein elektronsicher Bildwandler kann nahe der ersten Planfläche des Prismas angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Länge eines optischen Wegs zwischen der Austrittsfläche des Prismas und dem elektronischen Bildwandler besonders sicher vorgegeben werden. Dabei kann der erste Anschlag eine Ausnehmung aufweisen, in welcher der elektronische Bildwandler angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Figuren näher erläutert, wobei die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung dienen sollen, ohne diese einzuschränken.
Es zeigen;
Fig 1 : ein Endoskop,
Fig 2 einen Prismenhalter eines Endoskops im Längsschnitt,
Fig 3: einen Prismenhalter eines Endoskops im Querschnitt,
Fig 4; einen weiteren Prismenhalter eines Endoskops im Längsschnitt
Figur 1 zeigt ein Endoskop 1 , hier ein Videoendoskop, mit einem langgestreckten Schaft 2, in dessen distalem Ende ein optisches System in Form eines Objektivs 3 angeordnet ist Das Objektiv 3 kann eine seitliche Blickrichtung aufweisen, d.h., dass eine durch den Pfeil 4 angedeutete Blickrichtung des Objektivs 3 von einer Längsachse 5 des Videoendoskops 1 abweicht.
Weiterhin weist das Endoskop 1 einen Hauptkörper 10 auf, an dem ein erstes Griffelement 11 sowie ein zweites Griffelement 12 angeordnet sind.
Das erste Griffelement 11 ist als Drehrad am distalen Ende des Hauptkörpers ausgeführt Mittels des ersten Griffelements 11 können der Schaft 2, das Objektiv 3, und der
Hauptkörper 10 um die Längsachse 5 des Endoskops gedreht werden, so dass die
Blickrichtung des Videoendoskops ebenfalls um die Längsachse 5 des Videoendoskops rotiert. Dies ist durch den Doppelpfeil 15 angedeutet.
In dem Schaft 2 ist proximal von dem Objektiv 3 ein nicht dargestellter elektronischer Bildwandler angeordnet, beispielsweise ein CCD-Chip oder ein CMOS-Chip. Natürlich können auch mehrere Bildwandler vorgesehen sein, um verschiedene Farbkanäle oder Teilbilder einer Stereooptik abzubilden. Der elektronische Bildwandler setzt das von dem Objektiv 3 abgebildete Bild in elektrische Signale um, welche durch den Schaft 2 in den Hauptkörper 10 und von dort über ein Kabel 16 an ein nicht dargestelltes externes
Verarbeitungsgerät geleitet werden. Das Verarbeitungsgerät kann die elektrischen Signale beispielsweise zur Anzeige auf einem Monitor oder zum Abspeichern in einem
Speicherelement aufbereiten.
Um bei einer Drehung der Blickrichtung des Endoskops 1 die Horizontlage des Videobildes konstant zu halten, ist der Bildwandler drehbar in dem Schaft 2 angeordnet, und mit dem zweiten Griffelement 12 drehgekoppelt Dazu ist eine durch den Schaft oder durch die Wandung des Hauptkörpers 10 wirkende Magnetkupplung vorgesehen. Der Aufbau dieser Magnetkupplung ist an sich bekannt und braucht hier nicht näher erläutert werden.
Das zweite Griffelement 12 ist gegenüber dem ersten Drehkörper 11 und dem Hauptkörper 10 drehbar angeordnet. Wird nun die Blickrichtung des Endoskops durch Drehen des ersten Griffelements 11 rotiert, so kann gleichzeitig das zweite Griffelement 12 festgehalten werden, wodurch auch die Ausrichtung des elektronischen Bildwandlers konstant bleibt
Falls das Endoskop 1 eine gerade Blickrichtung aufweist, die Blickrichtung also parallel zur Längsachse 5 verläuft, können die beiden Griffelemente 11 und 12 entfallen, da das
Endoskop 1 dann einfach am Hauptkörper 10 gehalten werden kann und eine
Drehbewegung nicht erforderlich ist. Die Figuren 2 und 3 zeigen eines Prismenhalter 20, der Bestandteil eines optischen Systems des Endoskops 1 ist. Dabei zeigt Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie B - B in Figur 3, und Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie A - L der Figur 2
Der Prismenhalter 20 umfasst eine im wesentlichen zylindrische Hülse 21 , in welcher ein Prisma 22 aufgenommen ist. Das Prisma dient im vorliegenden Beispiel dazu, ein in eine Eintrittsfläche 23 eintretendes Strahlenbündel an einer Reflexionsfläche 24 um 90° abzulenken und zu einer Austrittsfläche 25 zu leiten.
An der Austrittsfläche 25 des Prismas 22 ist ein elektronsicher Bildwandler 26 angeordnet. Zwischen der Austrittsfläche 25 und dem Bildwandler 26 kann ein optisches Filterelement 27 vorgesehen sein, welches beispielsweise einen IR-cutoff-Filter oder einen Moire-Filter umfassen kann. Der Bildwandler 26 wird über ein elektrisches Verbindungselement 28 versorgt, über welches auch von dem Bildwandler 26 erzeugte Videosignale abgeführt werden. Das Verbindungselement 28 kann einen flexiblen Leiterbahnträger umfassen.
Für eine saubere optische Abbildung muss das Prisma 22 in den Hauptrichtungen x, y, z translatorisch und rotatorisch ausgerichtet werden. Hierbei kann ggf eine translatorische Ausrichtung in einer Hauptrichtung, z.B der Hauptrichtung z, entfallen, wenn diese
Hauptrichtung parallel zu einer optischen Achse des optischen Systems 3 verläuft, und das optische System in dieser Hauptrichtung separat justiert wird.
Zur Ausrichtung des Prismas 22 weist der Prismenhalter 20 einen ersten Anschlag auf, der durch eine plane Anschlagfläche 30 gebildet wird. Die Anschlagfläche 30 weist eine
Ausnehmung 31 auf, in welcher der Bildaufnehmer 26 angeordnet ist
Das Prisma 22 liegt mit der Austrittsfläche 25, die eine Planfläche ist, an der Anschlagfläche 30 an, dadurch ist das Prisma hinsichtlich einer Translation entlang der Hauptrichtung x und hinsichtlich einer Rotation um die Hauptrichtungen y und z festgelegt
Ein Andruckelement in Form einer Andruckkugel 32 drückt auf eine der Austrittsfläche 25 gegenüber liegende Fläche 33 des Prismas 22 und hält dieses somit in fester Anlage an der Anschlagfläche 30 Die Andruckkugel 32 ist in einen Kanal 34 der Hülse 21 eingesetzt und dort vorzugsweise fixiert, beispielsweise mittels eines Klebstoffs Der Klebstoff ist zur besseren Übersicht nicht dargestellt. Anstelle der Andruckkugel 32 können auch andere Andruckelemente verwendet werden, beispielsweise eine Feder oder eine Schraube
Zur Festlegung des Prismas 22 hinsichtlich einer Translation in der Hauptrichtung y und einer Rotation um die Hauptrichtung x könnte eine weitere Anschlagfläche vorgesehen werden, die senkrecht zur Hauptrichtung x verläuft. Allerdings würde eine solche Anschlagfläche ebenfalls eine erneute Festsetzung hinsichtlich einer Rotation um die Hauptrichtung z bewirken, somit wäre die Lage des Prismas 22 Oberbestimmt. Daher anstelle einer weiteren Anschlagfläche eine linienförmige Anschlagkontur 40 vorgesehen, die in Figur 3 als Berührungspunkt zwischen einer seitlichen Planfläche 41 des Prismas 22 und des zweiten Anschlags 42 erkennbar ist Die linienförmige Anschlagkontur 40 ist hier nur als Punkt erkennbar, da sie senkrecht zur Zeichenebene der Figur 3 verläuft. Die linienförmige Anschlagkontur 40 ist somit parallel zur Anschlagfläche 30 und senkrecht zur Hauptrichtung x, wobei gewisse Winkelabweichungen, beispielsweise um bis zu +7-10°, oder um bis zu +1-20°, toleriert werden können.
Die linienförmige Anschlagkontur 40 legt das Prisma 22 hinsichtlich einer Translation in der Hauptrichtung y und hinsichtlich einer Rotation um die Hauptrichtung x fest, ohne eine weitere Festlegung hinsichtlich einer Rotation um die Hauptrichtung z zu bewirken. Somit liegt hier keine Überbestimmung vor.
Ein Andruckelement in Form einer Andruckkugel 43 drückt auf eine der Planfläche 41 gegenüber liegende Fläche 44 des Prismas 22 und hält dieses somit in fester Anlage an der linienförmigen Anschlagkontur 40. Die Andruckkugel 43 ist in einen Kanal 45 der Hülse 21 eingesetzt und dort vorzugsweise fixiert, beispielsweise mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Klebstoffs. Anstelle der Andruckkugel 43 können auch andere
Andruckelemente verwendet werden, beispielsweise eine Feder oder eine Schraube
Der zweite Anschlag 42 weist im Bereich der linienförmigen Anschlagkontur 40 eine zylinderförmige Außenkontur auf, wobei die linienförmige Anschlagkontur 40 eine Mantellinie der Zylinderkontur ist. Hierdurch wird eine Flächenpressung zwischen der Planfläche 41 und dem zweiten Anschlag 42 begrenzt.
Der Abstand der linienförmigen Anschlagkontur 40 von der Anschlagfläche 30 entspricht etwa der halber Erstreckung des Prismas in der Hauptrichtung x, hierdurch wird eine besonders stabile Anlage des Prismas 22 erreicht Gleichzeitig verläuft eine Wirklinie 50 einer von der Andruckkugel 42 auf das Prisma 22 so, dass sie die linienförmige
Anschlagkontur 40 schneidet bzw in einem Abstand passiert, der kleiner ist als die 0,1 fache Erstreckung des Prismas 22 in Richtung der Wirklinie 50 Hierdurch werden Kippmomente und Scherkräfte auf das Prisma 22 weitestmöglich reduziert.
Zur leichteren Platzierung der Andruckkugeln 32,43 weist die Hülse 21 Anflächungen 46, 47 auf. In Figur 4 ist ein weiterer Prismenhalter 120 eines Endoskops dargestellt in einem
Längsschnitt dargestellt.
Der Prismenhalter 120 umfasst wiederum eine im wesentlichen zylindrische Hülse 121 , in welcher ein Prisma 122 aufgenommen ist Das Prisma dient im vorliegenden Beispiel dazu, ein in eine Eintrittsfläche 123 eintretendes Strahlenbündel ohne Ablenkung zu einer Austrittsfläche 125 zu leiten.
An der Austrittsfläche 125 des Prismas 122 ist wiederum ein elektronsicher Bildwandler 126 angeordnet. Der Aufbau des Bildwandlers 126 sowie die Ausrichtung des Prismas 122 entlang der Hauptrichtungen x und y entsprechen den in den Figuren 2 und 3 für den Prismenhalter 20 dargestellten Lösungen

Claims

1 Endoskop mit einem langgestreckten Schaft (2) und einem in dem Schaft (2) angeordneten optischen System (3), wobei das optische System (3) wenigstens ein Prisma (22) umfasst, und wobei das Prisma (22) in einem Prismenhalter (20) gelagert ist, welcher in wenigstens zwei Hauptrichtungen Anschläge (30,42) zur Ausrichtung des Prismas (22) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anschlag (30) eine plane Anschlagfläche (30) bildet, an welcher eine erste Planfläche (25) des Prismas (22) anliegt, und dass ein zweiter Anschlag (42) eine linienförmige Anschlagkontur (40) bildet, an welcher eine zweite Planfläche (41) des Prismas (22) anliegt
2 Endoskop nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmige
Anschlagkontur (40) des zweiten Anschlags (42) in etwa parallel zur Anschlagfläche (30) des ersten Anschlags verläuft
3 Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere
Abstand der linienförmigen Anschlagkontur (40) des zweiten Anschlags (40) zur Anschlagfläche (30) des ersten Anschlags etwa der halben Erstreckung des Prismas (22) in einer senkrecht zur Anschlagfläche (30) des ersten Anschlags verlaufenden Richtung entspricht
4 Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anschlag (42) zumindest abschnittsweise eine zylinderförmige Oberfläche aufweist, und dass die linienförmige Anschlagkontur (40) einer Mantellinie der zylinderförmigen Oberfläche entspricht
5 Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Prismenhalter (20) Andruckelemente (32,43) aufweist, welche das Prisma (22) in Richtung der Anschläge (30,42) drücken
6 Endoskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes
Andruckelement (32) auf eine Fläche (33) des Prismas (22) wirkt, welche der ersten Planfläche (25) des Prismas (22) gegenüber liegt
7 Endoskop nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites
Andruckelement (43) auf eine Fläche (44) des Prismas wirkt, welche der zweiten Planfläche (41) gegenüber liegt. Endoskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirklinie (50) einer von dem zweiten Andruckelement (43) auf das Prisma (22) ausgeübten Druckkraft die linienförmige Anschlagkontur (40) des zweiten Anschlags (42) schneidet oder in einem Abstand passiert, der geringer ist als die 0,1 -fache Erstreckung des Prismas (22) in Richtung der Wirklinie (50) Endoskop nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Planfläche (25) des Prismas (22) eine Austrittsfläche für den
Strahlengang des optischen Systems (3) bildet, und dass ein elektronischer
Bildwandler (26) nahe der ersten Planfläche (25) des Prismas (22) angeordnet ist 0 Endoskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlag (30) eine Ausnehmung aufweist, in welcher der elektronische Bildwandler (26) angeordnet ist.
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