DE20000567U1

DE20000567U1 - Objektiv für Lichtleiter eines Endoskops sowie Endoskop mit einem derartigen Objektiv

Info

Publication number: DE20000567U1
Application number: DE20000567U
Authority: DE
Original assignee: Lifatec GmbH Faseroptik und Optoelektronik
Current assignee: Lifatec GmbH Faseroptik und Optoelektronik
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2010-01-15

Description

Dipl.-Chem. E.L. FRITZ Dr. Dipl.-Phys. R. BASFELD Dipl.-Phys. E. HARAZIM Patentanwälte

M. HOFFMANN

Rechtsanwalt Mühlenberg 74

59759 Arnsberg

99/650
12.01.2000/Ba/AB

Firma

LiFaTeC GmbH

Faseroptik und Optoelektronik

Schmalheck 14

35625 Hüttenberg-Rechtenbach

"Objektiv für Lichtleiter eines Endoskops sowie Endoskop mit

einem derartigen Objektiv"

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Objektiv für Lichtleiter eines Endoskops oder anderer faseroptischer Komponenten sowie ein Endoskop mit einem derartigen Objektiv, wobei das Objektiv mindestens ein optisches Element mit mindestens einer konvexen optischen Grenzfläche aufweist und wobei aus dem Lichtleiter austretendes Licht vermittels des mindestens einen optischen Elements aufgeweitet werden kann.

Ein Objektiv und ein Endoskop der vorgenannten Art sind aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 32 42 836 Al bekannt. Das darin beschriebene Objektiv besteht im wesentlichen aus einem Linsensystem, das aus einer Konvexlinse und einer dazu passenden Konkavlinse zusammengesetzt ist. Das Objektiv wird mittels eines transparenten Glasstabes gegenüber der Stirnfläche eines innerhalb des Endoskops geführten Lichtleiters positioniert, so daß das aus dem Lichtleiter austretende Licht durch den Glasstab in das Linsensystem einfällt und aus diesem aufgeweitet in Richtung auf das zu beleuchtende Objekt austritt. Das Aufweiten des Lichtes ist unbedingt notwendig, da momentan nur Fasern oder Faserbündel, die weißes Licht transmittieren können, aus Glas oder Kunststoff mit Abstrahlwinkeln von bis zu 68⁰C zur Verfügung stehen. Es gibt zwar auch Weitwinkelglasfasern, die generell einen Abstrahlwinkel von bis zu 120⁰C ermöglichen. Diese weisen aber eine hohe Absorption in bestimmten Wellenlängenbereichen des transmitierten Lichtes auf, so daß anstelle weißen Lichtes gelbes Licht auf das zu beleuchtende Objekt gesandt wird.

Als nachteilig bei dem Objektiv gemäß der vorgenannten deutschen Offenlegungsschrift erweist sich, daß es ein vergleichsweise kompliziert aufgebautes Linsensystem mit aufwendig zu fertigenden sphärischen oder asphärischen Flächen verwendet.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung eines Objektivs der eingangs genannten Art, das kostengünstig herstellbar ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das optische Element eine zumindest teilweise transparente Kugel ist. Eine Kugel ist im Gegensatz zu einem aus mehreren Komponenten bestehenden Linsensystem mit sphärischen und asphärischen Flächen wesentlich einfacher herstellbar. Trotzdem verfügt eine Kugel über zwei einander gegenüberliegende sphärische optische Grenzflächen, die zur Aufweitung des aus dem Lichtleiter austretenden Lichtes dienen können.

Mit einem erfindungsgemäßen Objektiv können nicht nur die Abstrahlwinkel von Lichtleitern eines Endoskops, sondern beliebiger Glasfaserbündel bzw. beliebiger Glasfaserkomponenten vergrößert werden, so daß das aus ihnen austretende Licht aufgeweitet wird.

Vorteilhafterweise kann das Objektiv eine Hülse umfassen, in der die Kugel gehaltert ist. Diese Hülse kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Hohlzylinder ausgeführt sein. Insbesondere wenn der Innendurchmesser der Hülse etwa gleich dem Außendurchmesser der Kugel ist, kann die Kugel in der Hülse auf einfachste Art klemmend gehaltert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das Objektiv weiterhin zwei zylindrische Bauteile, die zumindest teilweise transparent sind. Hier sind vorzugsweise die zylindrischen Bauteile in der Hülse gehaltert und haltern zwischen sich die Kugel. Diese Halterung der Kugel kann vorteilhafterweise dadurch realisiert werden, daß die Kugel jeweils an den ihr zugewandten Stirnseiten der zylindrischen Bauteile anliegt. Zur Halterung der Kugel in der Hülse müssen somit keine weiteren Abstandsringe oder ähnliche Halterungselemente verwendet werden. Es reichen letztlich die beiden zylindrischen Bauteile um die Kugel an der gewünschten Position zu haltern. Die Kugel und die zylindrischen Bauteile können vorteilhafterweise aus optischem Glas gefertigt sein.

Die zylindrischen Bauteile lassen sich ähnlich wie die Kugel preiswert herstellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hülse, vorzugsweise im Bereich eines ihrer Enden, Positioniermittel auf, die der Positionierung der Hülse in einer entsprechenden Aufnahmeöffnung eines Lichtleiters eines Endoskops dienen. Diese Positioniermittel gewährleisten eine repruduzierbare Positionierung des Objektivs vor der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters.

Vorteilhafterweise sind die Positioniermittel als von der Außenseite der Hülse nach außen ragender umlaufender Endanschlag ausgebildet. Bei einer derartigen Ausbildung der Positioniermittel sollte innerhalb der Aufnahmeöffnung des Lichtleiters in dem Endoskop eine entsprechende Schulter angeformt sein, an der der Endanschlag zur Anlage geraten kann, so daß durch einfaches Einschieben der Hülse in die Aufnahmeöffnung bis zur Anlage des Endanschlages an der vorgenannten Schulter eine exakte Positionierung des Objektives vor der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters erzielt wird.

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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen 5

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Endoskops, in das ein erfindungsgemäßes Objektiv einfügbar ist;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Objektiv.

In Fig. 1 ist beispielhaft ein Endoskop 1 abgebildet, das auf seiner Stirnfläche 2 Austrittsöffnungen für Spül- und Werkzeuggänge 3 aufweist. Etwas unterhalb der Spül- und Werkzeuggänge 3 ist mittig eine Austrittsöffnung für einen Bildleiter 4 angeordnet. Neben den Austrittsöffnungen für den Bildleiter 4 sind Austrittsöffnungen für Lichtleiter 5 vorgesehen.

Das aus Fig. 2 ersichtliche erfindungsgemäße Objektiv umfaßt eine Hülse 6, die geeignet in die entsprechende Austrittsöffnung für einen jeden der Lichtleiter 5 einbringbar ist. An dem von dem Lichtleiter 5 abgewandten Ende der Hülse 6 ist beabstandet von dem Ende ein umlaufender ringförmiger Endanschlag 12 vorgesehen, der der axialen Positionierung der Hülse 6 in der Aufnahmeöffnung für den Lichtleiter 5 dient. In Fig. 2 ist schematisch das Ende des Lichtleiters 5 abgebildet, wobei der Lichtleiter 5 aus einem Glasfaserbündel bestehen kann.

In der Hülse 6 sind in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel zwei transparente zylindrische Bauteile 7, 9 und eine zwischen diesen beiden zylindrischen Bauteilen 7, 9 eingeklemmte transparente Kugel 8 untergebracht. Das dem Lichtleiter 5 benachbarte zylindrische Bauteil 7 ist dabei in axialer Richtung etwa dreimal so lang wie das zweite zylindrische Bauteil 9. Die Durchmesser der Kugel 8 und der

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zylindrischen Bauteile 7, 9 entsprechen dem Innendurchmesser der Hülse 6.

In Fig. 2 sind weiterhin von dem Lichtleiter 5 ausgehende Lichtstrahlen 10a, b, c, d und 11a, b, c, d, eingezeichnet.

Es handelt sich hierbei um Lichtstrahlen, die jeweils etwa an dem oberen und an dem unteren Rand durch die Bauteile 7, 9 bzw. durch die Kugel 8 verlaufen. Es zeigt sich, daß durch die relativ einfache Anordnung der Bauteile 7, 9 und der Kugel 8 eine doch beträchtliche Aufweitung des Gesamtabstahlwinkels des aus dem Lichtleiter 5 austretenden Lichtes erzielt werden kann. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, den aus dem Lichtleiter 5 austretenden Abstrahlwinkel von etwa 68° auf mindestens 120° aufzuweiten.

In dem erfindungsgemäßen Objektiv können die beiden Bauteile 7, 9 die Kugel 8 ohne Abstandsringe einfassen und haltern, dadurch ergibt sich eine preiswerte Herstellung.

Claims

1. Objektiv für Lichtleiter eines Endoskops oder anderer faseroptischer Komponenten, wobei das Objektiv mindestens ein optisches Element (Kugel 8) mit mindestens einer konvexen optischen Grenzfläche aufweist und wobei aus dem Lichtleiter (5) austretendes Licht vermittels des mindestens einen optischen Elements (Kugel 8) aufgeweitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element eine zumindest teilweise transparente Kugel (8) ist.

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv eine Hülse (6) umfaßt, in der die Kugel (8) gehaltert ist.

3. Objektiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6) als Hohlzylinder ausgeführt ist.

4. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv zwei zylindrische Bauteile (7, 9) umfaßt, die zumindest teilweise transparent sind.

5. Objektiv nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Bauteile (7, 9) in der Hülse (6) gehaltert sind und zwischen sich die Kugel (8) haltern.

6. Objektiv nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (8) jeweils an den ihr zugewandten Stirnseiten der zylindrischen Bauteile (7, 9) anliegt.

7. Objektiv nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Hülse (6) etwa gleich dem Außendurchmesser der zylindrischen Bauteile (7, 9) und dem Außendurchmesser der Kugel (8) ist.

8. Objektiv nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6), vorzugsweise im Bereich eines ihrer Enden, Positioniermittel (Endanschlag 12) aufweist, die der Positionierung der Hülse (6) in einer entsprechenden Aufnahmeöffnung eines Lichtleiters (5) eines Endoskopes (1) dienen.

9. Objektiv nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel als von der Außenseite der Hülse (6) nach außen ragender umlaufender Endanschlag ausgebildet sind.

10. Endoskop mit einem Lichtleiter sowie einem Objektiv nach einem oder mehreren der Ansprüchen 1 bis 9, wobei das Objektiv derart vor dem Lichtleiter (5) positioniert ist, daß aus dem Lichtleiter (5) austretendes Licht durch das Objektiv hindurchtreten und dabei aufgeweitet werden kann.