DE3537995A1

DE3537995A1 - Endoskop

Info

Publication number: DE3537995A1
Application number: DE19853537995
Authority: DE
Inventors: Hisao Hachioji Tokio/Tokyo Yabe
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1984-10-26
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1986-04-30
Also published as: JPH0685024B2; US4667656A; JPS61103115A; DE3537995C2

Description

Patentanwalt Dipl. Phys. Dr. rar. nat. :Wolfgang Kempe

Zugelassener Vertreter beim.Europäischer» Patentamt " 3 5 3/995

European Patent Attorney

D-68OO Mannheim

Postfach 1273

Telefon (Ο6 21) 3 814-74-4-

Telex 4-624-11112 bb d

23. Oktober 1985 Su 47

Olympus Optical Co., Ltd.
Tokio/Japan

Endoskop

Die Erfindung betrifft ein Endoskop nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein Endoskop dieser Art so auszugestalten, daß die zu untersuchende Stelle mit Hilfe eines Festkörper-Bildwandlers unter gleichzeitiger Möglichkeit der direkten Einsichtnahme fotografiert werden kann. Üblicherweise wandelt der Festkörper-Bildwandler - im folgenden kurz Bildwandler genannt ein auf seine lichtempfangende Fläche geworfenes Bild durch Abtasten des optischen Bildes in einer vorgeschriebenen Richtung in elektrische Signale. Diese elek-

OBlGlNAL INSPECTED

Privatanschrift: 694Ο Weinhelm ■ HolbelnstraBe 8 · Telefon (O 62 O1) 7 3212 Deutsche Bank Mannheim 9 5OB53O (BUZ 67070010) c».H<-.^.-u..««. M.nnholm 7i9Rß9B (BLZ 670 50101)

trischen Signale werden dann mit Hilfe eines elektro-optischen Wandlers wieder in Bildpunkte umgewandelt und dann als sichtbares Bild auf einem Monitor angezeigt. Wenn die obengenannte Art von Bildwandlern einem intensiven Licht ausgesetzt werden, dann wird der Bildwandler durch eine elektrische Ladung überschwemmt, die blaue Steifen verursacht, welche in derjenigen Richtung über den Monitor laufen, in der das angezeigte Bild abgetastet ist; dieser Effekt ist als Überstrahlung bekannt.

Üblicherweise weist die Ebene der distalen Endfläche des Einführabschnittes eines Endoskopes ein Beobachtungsfenster und ein Beleuchtungsfenster, die nebeneinander angeordnet sind, und ferner eine Luft/Wasser-Düse zur Reinigung des Beobachtungsfensters auf. Wenn nach dem Waschen Wassertropfen auf der Fläche zwischen dem Beobachtungs- und dem Beleuchtungsfenster zurückbleiben, wird ein Teil des vom Beleuchtungsfenster emittierten Lichtstrahles durch die Wassertropfen direkt in das ' Beobachtungsfenster reflektiert. In diesem Fall werden einige Bereiche der lichtempfangenden Fläche des Bildwandlers einer überhöhten Lichtmenge ausgesetzt, was Anlaß zu dem zuvor erwähnten Überstrahlungseffekt gibt. Mit anderen Worten, wenn Teile des Monitorbildschirmes übermäßig große Lichtmengen empfangen, zeigt die gesamte Abtastfläche einschließlich der Bereiche, die der überhöhten Beleuchtung ausgesetzt sind, diesen Überstrahlungseffekt. Diese Tatsache führt zu derartigen Beeinträchtigungen, daß die Beobachtungsfläche des Monitorbildschirmes zu sehr reduziert ist, um ein zufriedenstellendes Bild aufzunehmen, und darüber hinaus macht die Inkaufnahme der erwähnten Wassertropfen jedes aufgenommene Bild unscharf.

Ausgehend von diesen Feststellungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Endoskop so zu verbessern, daß die genaue Beobachtung der zu untersuchenden Stelle zu jeder Zeit voll erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruches 1 gelöst.

Wie im einzelnen anhand der im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert wird, gelingt es durch diese Maßnahme, den schädlichen Einfluß der Wassertropfen auf die Schärfe des Monitorbildes in erheblichem Maße zu reduzieren. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von neun Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:
Figur 1:

Figur 2:

Figur 3;
Figur 4 und 7:

Figur 5 und 6:

Figur 8 und 9:

eine schematische Schnittdarstellung eines Endoskopes mit allen Hilfseinrichtungen;

einen Blick auf die distale Endfläche des Einführabschnittes des Endoskopes gemäß Figur 1;

einen Blick auf den Monitorbildschirm} einen Blick auf die lichtempfangende Fläche des Bildwandlers j vergrößerte Darstellungen der proximalen Ausgestaltung des Beobachtungsfensters im Schnitt;

einen Blick auf die lichtempfangende Fläche des Bildwandlers bzw. das dazugehörige Diagramm über die Abhängigkeit

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JT"

'β-

Figur 10:

Figur 11:

Figur 12:

Figur 13 bis 16:

des Überstrahlungseffektes von der Übertragungsrichtung des Bildwandlers und der Lage der Wassertropfen;
einen Blick auf die distale Endfläche des Einführabschnittes nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
eine schematisohe Darstellung eines Endoskopes nach einem dritten Ausführungsbeispiel im Schnitt;
einen Blick auf die lichtempfangende Fläche des Bildwandlers des Endoskopes gemäß Figur 11;

einen Blick auf die distale Endfläche des Einführabschnittes eines Endoskopes nach einem vierten bis siebenten Ausführungsbeispiel;

einen Blick auf den Monitorbildschirm des siebenten Ausführungsbeispieles;
ein Blockschaltbild des elektro-optischen Wandlers im siebenten Ausführungsbeispiel;

einen Blick auf die distale Endfläche des Einführabschnittes eines Endoskopes nach einem achten Ausführungsbeispiel;
einen Blick auf den Monitorbildschirm nach dem achten Ausführungsbeispiel;
einen Querschnitt durch das distale Endstück des Einführabschnittes eines Endoskopes nach einem neunten Ausführungsbeispiel.

Das erste Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 und 2 weist ein Versorgungsgerät 10 und ein Endoskop 12 auf, die durch ein Verbindungskabel 18 verbunden sind. Das Endo-

Figur 17:
Figur 18:

Figur 19:

Figur 20:
Figur 21:

skop 12 besteht aus einem Bedienungsteil 14 und einem flexiblen Einführabschnitt 16, der von dem Bedienungsteil ausgeht. Die distale Endfläche I6a des Einführabschnittes 16 ist mit einem Beobachtungsfenster 20, einem vertikal darunter angeordneten Beleuchtungsfenster 22 und einer Absaugöffnung 24 ausgerüstet. Sie weist ferner eine Luft/Wasser-Düse 26 auf, die auf das Beobachtungsfenster 20 gerichtet ist.

Das Beleuchtungsfenster 22 ist mit einem Lichtleiter 28 verbunden, der durch das Endoskop 12 und das Verbindungskabel 18 zum Versorgungsgerät 10 läuft. Der Lichtleiter 28 leitet Licht von einer Lichtquelle 30 in dem Versorgungsgerät zu dem Beleuchtungsfenster 22. Die Absaugöffnung 24 ist mit einer im Versorgungsgerät 10 untergebrachten Absaugpumpe 32 durch eine Saugleitung 31 verbunden, die durch das Endoskop 12 verläuft. Die Düse 26 ist mit einer ebenfalls im Versorgungsgerät 10 untergebrachten Luftpumpe 34 durch eine Luftzuführleitung 33 und gleichzeitig mit einer Wasserpumpe 37 durch eine Wasserzuführleitung 35 verbunden, die in einen Tank 36 in dem Versorgungsgerät 10 mündet. Nachdem Wasser durch die Düse 26 auf die Oberfläche des Beobachtungsfensters 20 gesprüht worden ist, wird mit Luft nachgeblasen, um das Beobachtungsfenster 20 zu trocknen.

Auf der Innenseite des Beobachtungsfenster 20 ist eine Objektivlinse 38 angeordnet. Ein Festkörper-Bildwandler 40 steht im Brennpunkt der Objektivlinse 38. Der Bildwandler 40 wandelt ein optisches Bild, das durch das Beobachtungsfenster 20 geworfen und durch die Obejktivlinse 38 fokussiert wird, in elektrische Signale um. Er ist mit einem im Versorgungsgerät 10 angeordneten Bildspeicher 42 durch eine Leitung 41 verbunden. An diesem Bild-

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•/to·

speicher 42 sind ein elektro-optischer Wandlerkreis 43 und ein Steuerkreis 44 angeschlossen, 'der mit einem Speicher 45 verbunden ist. Der elektro-optische Wandlerkreis 43 ist mit einem Monitor 46, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre verbunden. Die vom Bildwandler 40 abgegebenen Signale werden durch den elektro-optischen Wandlerkreis 43 verarbeitet; das daraus zusammengesetzte optische Bild wird auf dem Monitor 46 angezeigt.

Der Bildwandler 40 ist ein ladungsgekoppelter Speicher (CCD), der eine Vielzahl von parallel ausgerichteten Übertragungslinien aufweist, von denen jede aus einer Vielzahl von Bildelementen besteht. So wie er hier verwendet wird, ist die Längsrichtung der Übertragungslinien definiert als die vertikale Übertragungsrichtung des Bildwandlers 40. Die Richtung, die die Übertragungslinien rechtwinklig schneidet, wird als horizontale Üoertragungsrichtung bezeichnet.

Wie aus Figur 2 hervorgeht, ist der Bildwandler 40 so angeordnet, daß die vertikale Übertragungsrichtung S mit der Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters 20 und des Beleuchtungsfensters 22 einen Winkel von 90° bildet. In diesem Fall verläuft die vertikale Übertragungsrichtung S parallel zu der horizontalen ÄDtastrichtung des Monitors 46, wie in Figur 3 angezeigt ist. Üblicherweise verläuft die vertikale Übertragungsrichtung S des Bildwandlers 40 entgegengesetzt zur vertikalen Abtastrichtung der Kathodenstrahlröhre. Wenn deshalb die vertikale Übertragungsrichtung S des Bildwandlers 40 parallel zu-der horizontalen Abtastrichtung MS des Monitors 46 ausgerichtet wird, wie in Figur 3 gezeigt ist, muß das auf dem Monitor erscheinende Bild um einen Winkel von 90° gedreht werden, wenn die elektri-

sehen Signale des Bildwandlers 40 alleine durch den elektro-optischen Wandlerkreis 43 verarbeitet werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Versorgungsgerät 10 deshalb den Bildspeicher 42 auf. Die Reihenfolge, in welcher die Signale aus dem Bildspeicher ausgelesen werden, wird durch den Steuerkreis 44 geändert, so daß das auf dem Monitor 46 angezeigte Bild elektrisch um 90° gedreht wird. Die Reihenfolge, in welcher die Signale aus dem Bildspeicher 42 ausgelesen werden, ist im Speicher 45 programmiert.

Aus der Darstellung gemäß Figur 2 ist ersichtlich, daß der Bildwandler 40 eine quadratische lichtempfangende Fläche 40a besitzt. Die Düse 26 ist so angeordnet, daß sie Luft bzw. Wasser in einer Richtung senkrecht zu einer der Seiten der lichtempfangenden Fläche versprüht. Vorzugsweise soll die Düse 26 so dicht wie möglich an dem Beobachtungsfenster 20 angebracht werden, damit die Luft kraftvoll auf das Beobachtungsfenster geleitet werden kann und der Einführabschnitt 16 des Endoskopes 12 im Durchmesser klein gehalten werden kann. Wenn die Düse 26 jedoch zu nahe an das Beobachtungsfenster 20 herangebracht wird, ragt sie in störender Weise in das Blickfeld. Wenn die Düse 26, wie in Figur 4 und 5 dargestellt ist, auf einen Punkt in Verlängerung der Diagonale A der lichtempfangenden Fläche 40a gesetzt wird, kann sie nicht nahe an das Beobachtungsfenster 20 herangebracht werden, weil der Winkel θ des Blickfeldes und die Höhe H der Lichtstrahlen entlang der Diagonalen der lichtempfangenden Fläche 40a relativ groß sind. Aus diesem Grunde ist in diesem Ausführungsbeispiel, wie aus den Figuren 2 und 6 hervorgeht, die Düse 26 auf eine Linie gesetzt, die eine der Seiten der quadratischen lichtempfangenden Fläche 40a rechtwinklig schneidet. Da in die-

sem Fall der Winkel 6 des Blickfeldes und die Höhe H des Bildwandlers 40 kleiner als im oben erwähnten Fall sind, kann die Düse 26 sehr nahe an das Beobachtungsfenster 20 herangesetzt werden. Wenn die lichtempfangende Fläche 40a rechteckig ist, wird die Düse 26 so angeordnet, daß sie einer der längeren Seiten des Rechteckes gegenübersteht.

Das Endoskop nach diesem Ausführungsbeispiel bietet folgende Vorteile. Wenn das Beobachtungsfenster 20 durch aus der Düse 26 gesprühtes Wasser und Luft gereinigt ist, bleiben gelegentlich Wassertropfen 48 auf der Fläche zwischen dem Beobachtungsfenster 20 und dem Beleuchtungsfenster 22 zurück. Infolgedessen wird ein Teil des durch das Beleuchtungsfenster 22 austretenden Lichtstrahles direkt über den Wassertropfen 48 auf den Bildwandler 40 gelenkt. Das führt dazu, daß ein Teil der lichtempfangenden Fläche 40a einer erhöhten Lichtmenge ausgesetzt wird. Der Bildschirm des Monitors 46 wird dann teilweise durch einen übermäßig beleuchteten Bereich 50 verfärbt, wie in Figur 3 angedeutet.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Endoskopes werden diese Nachteile vermieden. Die vertikale Übertragungsrichtung S des Bildwandlers 14 schneidet die Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters 20 und des Beleuchtungsfensters 22 rechtwinklig. Infolgedessen sind nur wenige Übertragungslinien des Bildwandlers 40, die auf der Seite des Beleuchtungsfensters 22 liegen, von der übermäßigen Beleuchtung ihrer Bildelemente betroffen. Deshalb wird ein Übergreifen des Überfließens der elektrischen Ladung von den überbelichteten Bildelementen auf Bildelemente in den anderen Übertragungslinien verhindert. Infolgedessen ist der Be-

reich 52 des Monitorbildschirmes 46, in welchem der Überstrahlungseffekt auftritt, sehr begrenzt. So wird selbst dann, wenn Wassertropfen auf der distalen Endfläche l6a des Einführabschnittes 16 des Endoskopes 12 zurückbleiben, die Fläche, auf der sich der Überstrahlungseffekt ausbreitet, auf ein Minimum begrenzt, so daß der für die Beobachtung zur Verfügung stehende Bereich des Monitorbildschirmes 46 groß bleibt.

Die Sprührichtung der Luft/Wasser-Düse 26 ist so ausgerichtet, daß sie die Seitenlinie der quadratischen lichtempfangenden Fläche 40a des Bildwandlers 40 rechtwinklig schneidet; infolgedessen kann die Düse nahe an das Beobachtungsfenster 20 gesetzt werden. Dadurch kann die Luft kraftvoll auf das Beobachtungsfenster 20 geblasen werden, so daß Wassertropfen zwischen dem Beobachtungsfenster 20 und dem Beleuchtungsfenster 22 leicht weggeblasen werden können. Die verschiedenen Bauelemente in der distalen Endfläche 16a des Einführabschnittes 16 können in kompakter Form angeordnet werden, so daß der Durchmesser des Einführabschnittes klein gehalten werden kann.

Wie aus Figur 7 hervorgeht, werden Signale nur von solchen Bereichen der quadratischen lichtempfangenden Fläche 40a ausgelesen, die innerhalb eines Kreises 40b liegen, und zwar durch Steuerung der Reihenfolge des Auslesens vom Bildspeicher 42 durch den Steuerkreis 44. In diesem Falle ist es möglich, ein Bild zu erhalten, das einen gleichförmigen Blickwinkel in vertikaler, horizontaler und schräger Richtung aufweist.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Bildwandler 40 so angeordnet, daß seine vertikale Übertragungsrichtung S

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die Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters 20 und des Beleuchtungsfensters 22 rechtwinklig schneidet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch erreicht werden, wenn der Bildwandler 40 so angeordnet ist, daß die vertikale Übertragungsrichtung einen Winkel von ungefähr 50° bis 90° mit der Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters 20 und des Beleuchtungsfensters 22 bildet.

Figur 8 und 9 zeigen die Abhängigkeit zwischen der Veränderung dieses Winkels und der Verschiebung des den Überstrahlungseffekt aufweisenden Bereiches.

Die lichtempfangende Fläche 40a des Bildwandlers 40 hat die Form eines Quadrates, mit einer Seitenlänge 2d, die vertikale Übertragungslinie des Bildwandlers ist durch eine Linie 50 angedeutet (Figur 8). Die Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters 20 und des Beleuchtungsfensters 22 trägt das Bezugszeichen 51. Es sei angenommen, daß ein Wassertropfen 48 mit dem Radius d auf der Linie 51 zurückbleibt. Kreise 52 und 53 markieren die Lage des Wassertropfens 48 in bezug auf die radiale Richtung der lichtempfangenden Fläche 40a. Der Kreis 52 soll ein Radius von 0,6d, der Kreis 53 einen solchen von 0,8d besitzen.

Eine Linie a in dem Diagramm gemäß Figur 9 stellt die Beziehung zwischen dem Winkel θ zwischen den Linien 50 und 51 und das Verhältnis des überstrahlten Bereiches zur gesamten lichtempfangenden Fläche dar, wenn der Wassertropfen 48 in dem Kreis 52 verbleibt. Die Linie b bezieht sich auf denjenigen Fall, in welchem der Wasser-

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tropfen 48 im Kreis 53 verbleibt. Im Falle der Linie a ' erreicht das Verhältnis vom überstrahlten Bereich zum Gesamtbereich ein Maximum von 80/6, wenn der Winkel θ gleich Null ist, und reduziert sich auf nahezu die Hälfte, d.h. 4056, wenn der Winkel θ ungefähr 40° beträgt. Gemäß Linie b erreicht das Verhältnis des überstrahlten Bereiches zum Gesamtbereich ein Maximum von 63?» wenn der Winkel θ ungefähr 10° beträgt, und reduziert sich auf die Hälfte, d.h. 31,556, wenn der Winkel 0 ungefähr 47° beträgt. Wenn man also für den Winkel θ einen Bereich zwischen 50° und 90° vorschreibt, kann der überstrahlte Bereich auf die Hälfte des maximalen Bereiches reduziert werden.

Figur 10 zeigt die distale Endfläche 16a des Einführabschnittes 16 in einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Beobachtungsfenster 20 und das Beleuchtungsfenster 22 liegen hier horizontal nebeneinander. Die Luft/Wasser-Düse 26 ist oberhalb des Beobachtungsfensters 20 angeordnet. Die vertikale Übertragungsrichtung S des Bildwandlers 40 schneidet die Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters 20 und des Beleuch-'tungsfensters 23 rechtwinklig.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist es unnötig, einen Bildspeicher 42 vorzusehen, der die Reihenfolge ändert, in der die Signale von dem Bildwandler 40 ausgelesen werden.

Figur 11 zeigt ein Endoskop nach einem dritten Ausführungsbeispiel. Hier nimmt der Bildwandler 40 eine unterschiedliche Stellung im Vergleich zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen ein. Das Endoskop 12 weist nämlich einen Okkularabschnitt 54 auf, der aus dem Bedienungs-

teil 14 herausragt. Der Okkularabschnitt 54 ist mit einem Okkular 55 versehen. Die vor dem Beobachtungsfenster 20 stehende Objektivlinse 38 und das Okkular 55 sind durch einen Lichtleiter 56 verbunden. Dadurch kann ein durch das Beobachtungsfenster 20 geworfenes optisches Bild mit bloßem Auge durch den Okkularabschnitt 54 betrachtet werden. Eine Kamera 58 mit dem Bildwandler 40 ist abnehmbar an dem Okkularabschnitt 54 befestigt. Der Bildwandler 40 empfängt das optische Bild durch den Lichtleiter 56 und das Okkular 55 und wandelt es in elektrische Signale um, welche wiederum an den elektrooptischen Wandlerkreis 43 geleitet werden. Der Lichtleiter 56 hat einen kreisförmigen Querschnitt und infolgedessen empfängt die lichtempfangende Fläche 40a des Bildwandlers 40 ein kreisförmiges optisches Bild, wie es in Figur 12 dargestellt ist. Die vertikale Übertragungsrichtung S des Bildwandlers 40 schneidet die Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters 20 und des Beleuchtungsfensters 22 rechtwinklig. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11 sind Teile, die mit Teilen im ersten Ausführungsbeispiel gleich oder gleichartig sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Beschreibung erübrigt sich demnach.

Gemäß einem vierten, in Figur 13 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Austrittsende der Luft/Wasser-Düse 26 schräg angeschnitten, so daß die ausgesprühte Luft bzw. das Wasser eine breitere Fläche bedecken können.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß Figur 14 liegen das Beleuchtungsfenster 22, das Beobachtungsfenster 20 und die Düse 26 horizontal nebeneinander. Das Beobachtungsfenster 20 liegt zwischen der Düse 26 und dem

Beleuchtungsfenster 22. Die Düse 26 kann somit das Beobachtungsfenster 20 und das Beleuchtungsfenster 22 übersprühen. Infolgedessen ist es unwahrscheinlich, daß ein Wassertropfen 48 zwischen dem Beobachtungsfenster 20 und dem Beleuchtungsfenster 22 zurückbleibt, so daß durch diese Anordnung die Gefahr der Entstehung eines Überstrahlungseffektes stark gemindert ist.

Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 15 sind Beleuchtungsfenster 22 in horizontaler Richtung an beiden Seiten des Beobachtungsfensters 20 vorgesehen. Ferner sind gesonderte Düsen 60 und 61 für die Luft und das Wasser vorgesehen. Die Luftdüse 60 findet sich oberhalb des Beobachtungsfensters 20, nämlich auf einer Linie, die die Seitenlinie der quadratischen lichtempfangenden Zone 40a des Bildwandlers 40 rechtwinklig schneidet, und in der Nähe des Beobachtungsfensters 20, um das Wasser von diesem Fenster wirkungsvoll wegblasen zu können. Die Wasserdüse 61 ist auf der Verlängerung einer Diagonalen der quadratischen lichtempfangenden Fläche 40a angeordnet, weil sie, obgleich etwas entfernter von dem Beobachtungsfenster 20, genügend Druck besitzt, daß das Wasser das Beobachtungsfenster 20 erreicht und wirkungsvoll säubert.

Die Figuren 16 bis 18 beziehen sich auf ein siebentes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier ist die Anzeigefläche des Monitors 46 in eine Vielzahl von Bereichen geteilt, wodurch man in die Lage versetzt wird, einen beliebig geteilten Anzeigebereich entsprechend den Bedingungen des Beobachtungsfensters 20 auszuwählen. Wie aus Figur 17 hervorgeht, ist der Bildschirm des Monitors 46 aus einem ersten Anzeigebereich 46a in zentraler Lage und einem zweiten Anzeigebereich 46b zusammengesetzt,

welch letzterer Bereich in zwei Bereiche oberhalb und unterhalb des ersten Anzeigebereiches 46a geteilt ist. Auf diese Weise ist es möglich, entweder den ersten Anzeigebereich 46a alleine oder gleichzeitig beide Bereiche 46a und 46b zu benutzen, wenn sich die Notwendigkeit hierzu ergibt. Zur Auswahl der Anzeigebereiche 46a und 46b dient der mit dem Bildwandler 40 verbundene Bildspeicher 42 und der elektro-optische Wandlerkreis 43 und der Steuerkreis 44, die beide mit dem Bildspeicher verbunden sind. Der elektro-optische Wandlerkreis 43 ist über einen automatischen Verstärkungs-Regelungskreis 62 mit dem Monitor 46 verbunden. Der Steuerkreis 44 liegt an dem Speicher 45 und einem Wechselschalter 64. Die Verschiebung der mehreren Anzeigebereiche auf dem Monitor 46 wird durch Änderung der Betriebsstellung des Wechselschalters 64 erreicht.

Die Wasserabstoßung des Beobachtungsfensters 20 ändert sich selbst während ein und derselben medizinischen Untersuchung. Nach der Säuberung der Oberfläche des Beobachtungsfensters 20 zeigt diese eine gute Wasserabstoßung. Sobald der Einführabschnitt des Endoskopes jedoch in eine Körperhöhlung eingeführt ist, gerät beispielsweise Speichelflüssigkeit an das Beobachtungsfenster, was zu einer Zunahme der hydrophilen Eigenschaft der Oberfläche des Beobachtungsfensters 20 führt. Insbesondere, wenn die Oberfläche des Beobachtungsfensters 20 durch Magensäfte verschmutzt wird, nimmt die hydrophile Eigenschaft merkbar zu. Wenn die Oberfläche des Beobachtungsfensters 20 gesäubert wird, kann dasjenige Teilstück des Beobachtungsfensters 20, das der Düse 26 zugewandt ist, relativ gut gewaschen werden und zeigt danach eine zufriedenstellende Wasserabstoßung. Die Umgebung dieses Teilstückes zeigt jedoch nach wie vor eine gerin-

ge Wasserabstoßung. Sofort nachdem sich Magensaft auf der Oberfläche des Beobachtungsfensters 20 abgesetzt hat, nimmt die Wasserabstoßung merkbar ab. Mit der zeitlichen Ausdehnung einer medizinischen Untersuchung nehmen auch die hydrophilen Eigenschaften der Oberfläche des Beobachtungsfensters zu. In anderen Fällen führt der Kalziumgehalt des über die Oberfläche des Fensters fließenden Wassers zu einer Abnahme der Wasserabstoßung.

Aus diesem Grunde wird bei dem siebenten Ausführungsbeispiel (Figur 16 bis 18) der Anzeigebereich des Monitors 46 nach dem physikalischen Zustand der Oberfläche des Beobachtungsfensters 20 ausgesucht. Wenn nämlich die Oberfläche des Beobachtungsfenster 20 eine gute Wasserabstoßung besitzt, können beide Anzeigebereiche 46a und 46b benutzt werden, um den größtmöglichen Beobaohtungsbereich zu erhalten. Auf der anderen Seite wird'der erste Anzeigebereich 46a alleine benutzt, wenn die Wasserabstoßung der Oberfläche des Beobachtungsfensters 20 abnimmt; dann nämlich verbleibt ein Wassertropfen 48 zwischen dem Beobachtungsfenster 20 und dem Beleuchtungsfenster 22. Durch sorgfältige und geeignete Auswahl des Anzeigebereiches auf· dem Monitor 46 in Abhängigkeit von dem physikalischen Zustand der Oberfläche des Beobachtungsfensters 20 ist es möglich, einen Überstrahlungseffekt von dem Bildschirm des Monitors fernzuhalten, wodurch die Beobachtung erleichtert wird.

Bei diesem siebenten Ausführungsbeispiel ist es möglich, den Lichtmeßbereich 46c getrennt vom Beleuchtungsfenster 22 zu steuern (Figur 17). Dies verhindert·, daß sich ein Wassertropfen zwischen dem Beobachtungsfenster 20 und dem Beleuchtungsfenster 22 schädlich auf die Helligkeitssteuerung auswirkt, so daß sichergestellt ist, daß der gesamte Beobachtungsbereich des Beobachtungsfensters 20 in ausreichender Weise beleuchtet wird.

Beim achten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 19 und 20 ist der Bildwandler 40 so positioniert, daß seine vertikale Übertragungsrichtung S einen Winkel von ungefähr 50° mit der Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters 20 und des Beleuchtungsfensters 22 bildet. Die Düse 26 ist auf der Verlängerung der Diagonalen der lichtempfangenden Fläche 40a des Bildwandlers 40 angeordnet. Die Sprührichtung der Düse 26 schneidet diese Verbindungslinie rechtwinklig. Der Eckenabschnitt derjenigen Seite der lichtempfangenden Fläche 40a, die an die Düse 26 angrenzt, ist abgeschrägt, um zu verhindern, daß die Düse in das Blickfeld hineinragt. Wie in Figur 20 dargestellt, ist der Anzeigebereich des Monitors 46 so ausgestaltet, daß das Licht zur linken Seite der Figur 20 abgelenkt wird, um den Überstrahlungsbereich 52 vom Monitorbildschirm fernzuhalten.

Die Teile der Figuren 13 bis 16 und 19, die die gleichen wie diejenigen in Figur 2 sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen steht der Bildwandler direkt vor der Objektivlinse. Er kann jedoch auch so wie in Figur 21 angeordnet werden. In diesem Falle trifft das durch die Objektivlinse projizierte optische Bild zunächst auf ein Prisma 66 und wird von dort auf den Bildwandler 40 umgelenkt.

Claims

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Patentansprüche

'1./Endoskop zur Beobachtung einer zu untersuchenden Stelle in einer Körperhöhlung mit einem Bedienungsteil, einem vom Bedienungsteil ausgehenden flexiblen Einführabschnitt zur Einführung in die Körperhöhlung und einem Verbindungskabel, das das Bedienungsteil mit einem Versorgungsgerät, welches eine Lichtquelle enthält, verbindet, ferner mit einem Beleuchtungsfenster an der distalen Endfläche des Einführabschnittes, einem Lichtleiter, der Licht von der Lichtquelle zum Beleuchtungsfenster leitet, um die zu untersuchende Stelle zu beleuchten, einem Beobachtungsfenster an der distalen Endfläche des Einführabschnittes, einem Festkörper-Bildwandler, \ auf den ein durch das Beleuchtungsfenster geworfenes optisches Bild fällt, das in elektrische Signale umgewandelt wird, die in vertikaler und horizontaler Richtung getrennt übertragen werden, und einer Düse an der distalen Endfläche des Einführabschnittes, durch die Luft und Wasser zur Säuberung des Beobachtungsfensters geleitet wird, wobei das Versorgungsgerät einen elektro-optischen Wandler zur Umwandlung der elektrischen Signale in ein sichtbares Bild und eine Sichtanzeige für dieses Bild aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Übertragungsrichtung des Bildwandlers (40) mit der Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters (20) und des Beleuchtungsfensters (22) in einer Parallelebene zur distalen Endfläche (16a) des Einführabschnittes (16) einen Winkel zwischen 50° und 90° bildet.
2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprührichtung der Düse (26) parallel zur vertikalen Übertragungsrichtung des Bildwandlers (40) verläuft.
3. Endoskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildwandler (40) eine rechteckförmige lichtempfangende Fläche (40a) aufweist und die vertikale Übertragungsrichtung parallel zu einer der Seiten der lichtempfangenden Fläche verläuft.
4. Endoskop nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Übertragungsrichtung des Bildwandlers (40) die Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters (20) und des Beleuchtungsfensters (22) rechtwinklig schneidet.
5. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (26) an derjenigen Seite des Beleuchtungsfensters (22) angeordnet ist, die zum Beobachtungsfenster (20) entgegengesetzt liegt, und daß die Sprührichtung der Düse die vertikale Übertragungsrichtung, rechtwinklig schneidet.
6. Endoskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Übertragungsrichtung des Bildwandlers (40) die Verbindungslinie zwischen den Zentren des Beobachtungsfensters (20) und des Beleuchtungsfensters (22) rechtwinklig schneidet.
7. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektro-optische Wandler einen Schaltkreis (43) zur Umwandlung der von dem Bildwandler (40) ausge-

sandten elektrischen Signale in ein sichtbares Bild und einen Monitor (56) zur Sichtanzeige dieses Bildes aufweist.
8. Endoskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Übertragungsrichtung des Bildwandlers (40) horizontal auf der distalen Endfläche (16a) des Einführabschnittes (16) verläuft.
9. Endoskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Übertragungsrichtung des Bildwandlers (40) vertikal auf der distalen Endfläche (16a) des Einführabschnittes (16) verläuft.
10. Endoskop nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektro-optische Wandler einen Bildspeicher (42) zwischen dem Schaltkreis (43) und dem Bildwandler (40), der die vom Bildwandler ausgesandten elektrischen Signale speichert, einen Steuerkreis (44) zur Steuerung der Reihenfolge in der die Signale aus dem Bildspeicher ausgelesen werden und einen Speicher (45) zur Speicherung dieser Reihenfolge aufweist.
11. Endoskop nach Anspruch 7_S dadurch gekennzeichnet, daß der Monitor (46) einen in eine Mehrzahl von Anzeigeflächen (46a, 46b) geteilten Bildschirm aufweist und daß der elektro-optische Wandler Mittel (64) zur selektiven Verschiebung der Anzeigeflächen enthält.
12. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildwandler (40) im distalen Endstück des Einführabschnittes (16) angeordnet ist und vor dem Beobachtungsfenster (20) steht und daß das Endoskop (12) eine Objektivlinse (38) aufweist, die zwischen dem Beob-

INSPECTED

achtungsfenster und dem Bildwandler steht, um ein durch das Beobachtungsfenster geworfenes Bild auf den Bildwandler zu fokussieren.
13· Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im distalen Endstück des Einführabschnittes (16) vor dem Beobachtungsfenster (20) eine Objektivlinse (38) angeordnet ist, die ein durch das Beobachtungsfenster geworfenes optisches Bild fokussiert, daß ein Okkularabschnitt (54) mit einem Okkular (55) in dem Bedienungsteil (14) angeordnet ist und daß ein Lichtleiter (56) zur Leitung des durch das Beobachtungsfenster (20) geworfenen optischen Bildes zum Okkular vorgesehen ist, wobei der Bildwandler (40) abnehmbar an dem Okkularabschnitt befestigt ist und vor dem Okkular steht.
14. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-' net, daß der Bildwandler (40) als ladungsgekoppelter Speicher ausgebildet ist.