DE2843553B2 - Weitwinkel-Beleuchtungsanordnung für ein Endoskop - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Weitwinkel-Beleuchtungsanordnung für ein Endoskop gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten derartiger, Beleuchtungsanordnung (DE-OS 2544 519), wie sie in Fig. I dargestellt ist. ist die eine Streuscheibe 101 in ein Beleuchtungsfenster

103 des distalen Endes des Endoskops wasserdicht eingesetzt Hinter dem Fenster 103 endet die Stirnfläche

104 eines als Faserbündel ausgebildeten Nichtleiters 104, aus welchem das am proximalen Ende des Lichtleiters von einer Lichtquelle eintretende Licht zur Streuscheibe 101 und von dort in ein Zölom, d. h. eine Leibeshöhle, austritt. Die Innenfläche 105 der Streuscheibe 101, d. h. diejenige Oberfläche, die der Stirnfläche 104a des Lichtleiters zugewandt ist, ist konkav ausgebildet und dadurch ist der öffnungswinkel des austretenden Lichtes vergrößert, da die Streuscheibe wie eine Zerstreuungslinse wirkt. Fig. I entnimmt man jedoch, daß die auf dem mittleren Bereich der Innenfläche 105 auftreffenden Lichtstrahlen b, weil die konkave Innenfläche als Teil einer Kugelobcrfläche ausgebildet ist, weniger stark gebrochen werden als die auf den Randbereich auftreffenden Strahlen u. Dies hat zur Folge, daß die Helligkcitsverteilung im beleuchtende/i Bereich ungleichmäßig ist, weil im mittleren Bereich die Lichtintensität größer als am Randbereich ist. Eine gleichmäßige Ausleuchtung des Sehfeldes ist also nicht erreicht, was als störend empfunden wird.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Weitwinkel-Beleuchtungsanordnung zu schaffen, die im ganzen Sehfeld eine gleichmäßige und ausreichende Helligkeitsverteilung bietet.

Eine diese Aufgabe lösende Weitwinkel-Beleuchtungsanordnung ist in Patentanspruch 1 und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 und 3 gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Linsenfläche der Streuscheibe, die für die Lichtverteilung maßgebend ist, mindestens zwei unterschiedlich konkave Innenflächen- bzw, Linsenbereiche mit unterschiedlichem Krümmungsradius aufweist Im allgemeinen wird

■> die Ausbildung derart sein, daß mehrere konkave Linsenbereiche mit verschiedenen Krümmungsradien vorgesehen sind, wobei diese nicht nur auf der Innenfläche, sondern auch auf der Außenfläche der Streuscheibe ausgebildet sein können. Hierdurch lassen sich insbesondere die mittleren Lichtstrahlen stärker brechen, wodurch eine zufriedenstellende Zerstreuung erreicht wird, so daß die Helligkeit im flächengrößeren Randbereich etwa ebenso groß ist wie im flächenkleineren Mittelbereich des Sehfeldes. Durch diese Abwandlung der Ausbildung der Streuscheibe läßt sich die Beobachtung in Inneren eines Zöloms verbessern.

Der innere Linsenbereich hat einen kleineren Krümmungsradius als der äußere Linsenbereich, weit hier eine stärkere Brechung der Lichtstrahlen erforder-

-Ό lieh ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, in der darstellt

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt durch ein erstes

■!"> Ausführungsbeispiel einer Weitwinkel-Beleuchtungsanordnung,

Fig.3 einen vergrößerten Querschnitt durch die Streuscheibe nach F i g. 2,

Fig.4 ein Querschnitt durch eine zweite Ausfüh-

i» rungsform einer Streuscheibe und

F i g. 5 ein Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Streuscheibe.

F i g. 2 zeigt das vordere Ende eines Endoskops I mit einem flexiblen Tubus 2, dessen distales Ende 3 in ein

'"' Zölom einsetzbar ist. In dessen Seitenwand ist ein Beleuchtungsfenster 4 und daneben ein Beobachtungsfenster 5 ausgebildet, die jeweils mit einem transparenten Deckglas 6 bzw. 7 wasserdicht und gegen Bewegung gesichert eingesetzt sind. Untcrh.fb des Deckglases 7

·"' des Beobachtungsfensters 5 isi ein rechtwinkeliges Prisma 8 vorgesehen, welches mit der Unterseite des Deckglases 7 in Kontakt steht. Zwischen dem Prisma 8 und dem distalen Ende eines Lichtleiters 9 aus optischen Fasern, der sich durch den flexiblen Tubus 2 des

^"> Endoskops erstreckt, ist ein Objektiv 10 aus zwei Linsen angeordnet. Das durch das Beobachtungsfenster 5 eintretende Licht wird vom Prisma 8 auf das Objektiv 10 gelenkt und von diesem auf die Stirnfläche 9;) des Lichtleiters abgebildet. Dieses Bild wird an der anderen

■>'· Stirnfläche des Lichtleiters, gegebenenfalls über ein vergrößerndes Okular betrachtet.

Durch den flexiblen Tubus 12 ist ein weiterer Lichtleiter 11 aus optischen Fasern geführt, dessen Stirnfläche II;; mittig in der Innenfläche des Bcobach-

^r>^r> tungsfensters 4 freiliegt. Von einer am poxrmalen Ende des Lichtleiters Il angeordneten Lichtquelle stammendes Licht tritt aus der Stirnfläche 11 <? aus und wird durch das als Streuscheibe ausgebildete Deckglas 6 in das Zölom gerichtet.

w) F i g. 3 verdeutlicht die Ausbildung der der Stirnfläche I la des Lichtleiters unmittelbar zugewandten Innenfläche der Streuscheibe bzw. des Deckglases 6. Diese hat mehrere konkave Linsenbereiche. Dargestellt sind zwei Linsenbereiche 12 und 13 unterschiedlichen Krüm-

m mungsradius, wobei die Mittelpunkte der Krümmungsradien auf einer gemeinsamen Achse liegen. Der innere Linsenbereich 12 hat einen kleineren Krümmungsradius als der äußere konkave Linsenbereich 13, so daß auf den

inneren Linsenbereich 12 auftreffende Lichtstrahlen bei ihrem Durchtritt durch das Deckglas eine stärkere Brechung erfahren.

Aus der Zeichnung ist zu entnehmen, daß die austretenden mittleren Strahlen b_o außerhalb des Deckglases 6 ausreichend stark gestreut sind. Auf dem Randbereich der Streuscheibe auftreffendes Beleuchtungslicht wird vom äußeren konkaven Linsenbereich 13 weniger uark gebrochen, wobei jedoch die dort austretenden Strahlen a_o gleichfalls gestreut werden. Folglich hat das Licht, das das Zölom ausleuchtet, eine höhere Helligkeit im Randbereich des Sehfeldes als zuvor. Zwar ist die Helligkeit im Mittelbereich im Vergleich zu der bekannten Beleuchtungsanordnung etwas reduziert, doch wirkt sich die Vergleichmäßigung π der Helligkeitsverteilung über das gesamte Sehfeld vorteilhaft aus.

Die in Fig.4 dargestellte Streuscheibe hat drei konkave Linsenbereiche 14, 15 und 16 auf der Innenfläche, wobei die Mittelpunkte der Krümmungsra- ->o dien wiederum auf einer gemeinsamen Achse liegen. Der innerste Linsenbereich hat wiederum den kleinsten Krümmungsradius während der äußere Linrenbereich den größten Krümmungsradius aufweist.

Statt die Unterseite oder Innenfläche der Streuschei- r> be mil mehreren konkaven Linsenbereichen zu versehen· kann dies auch auf der Außenfläche der Streuscheibe, aus der das Licht austritt, der Fall sein, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist. Diese Streuscheibe hat zwei konkave Linsenbereiche 17 und 18 unterschiedlicher Krümmungsradien. Auch hier wird eine gleichmäßige Ausleuchtung aufgrund der unterschiedlich gekrümmten Linsenbereiche erzielt, obwohl die als flächige und nicht punktförmige Lichtquelle wirkende vordere Stirnfläche 11a des Lichtleiters 11 unmittelbar an der planen Innenfläche der Streuscheibe bzw. des Deckglases 6 anliegt.

Die konkave Oberfläche der jeweiligen Linsenbereiche brauchen nicht Teil einer Kugelfläche zu sein. Es genügt, daß dies nur teilweise der Fall ist. Die Mittelpunkte der Krümmungsradien der einzelnen konkaven Linsenbereiche brauchen auch nicht exakt auf einer Achse zu liegen, sondern können je nach dem Bereich des Sehfeldes des Endoskops auch gegeneinander versetzt sein, um die Beleuchi .jigsrichtung gegenüber der Achse des Lichtleiters zu neigen.

Wenn auch hier die Beleuchtungsanordnung für ein Seitenblick-Endoskop beschrieben ist, so versteht sich, daß sie sich mit gleichem Erfolg bei Geradeausbhck-Endoskcnen einsetzen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Weitwinkel-Beleuchtungsanordnung für ein Endoskop mit einem, insbes. als Faserbündel ausgebildeten, Lichtleiter, welcher innerhalb eines flexiblen Tubus des Endoskops angeordnet ist, und mit einem vor der Lichtaustritts-Stirnfläche des Lichtleiters innerhalb der vorderen Spitze des Endoskops ausgebildeten Beleuchtungsöffnung angeordneten Streuscheibe, die einen konkaven Linsenbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuscheibe (6) mit mindestens einem weiteren konzentrisch zum ersten (12; 14; 17) angeordneten konkaven Linsenbereich (13; 15,16; 18) mit unterschiedlichem Krümmungsradius versehen ist

2. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl konkaver Linsenbereiche (12, 13; 14, 15, 16) diejenige Oberfläche der Streuscheibe (6) bilden, die der Lichiaustritts-Siirrinäche (Wa) des Lichtleiters (11) unmittelbar gegenüberliegt

3. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl konkaver Linsenbereiche (17, 18} an der Oberfläche der Streuscheibe (6), aus der Licht austritt, ausgebildet sind.