DE102004044119B4

DE102004044119B4 - Videoendoskop mit drehbarer Videokamera

Info

Publication number: DE102004044119B4
Application number: DE102004044119.7A
Authority: DE
Inventors: Dr. Hanke Harald
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2004-09-11
Filing date: 2004-09-11
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2024-09-12
Also published as: DE102004044119A1; US7713189B2; US20060058581A1

Abstract

Videoendoskop (1) mit einem Rohr (2), in dessen distalem Endbereich ein Objektiv (4) befestigt ist, und mit einer hinter dem Objektiv (4) im Rohr (2) angeordneten Videokamera (5), die mit einem langgestreckten Drehglied (9) eine Dreheinheit (5, 9) bildet, die im distalen sowie im proximalen Endbereich über je ein Drehlager (13, 14) am Rohr (2) gelagert ist, wobei das Drehglied (9) an seinem proximalen Endbereich von einer Dreheinrichtung (15, 16) gegenüber dem Rohr (2) drehverstellbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Drehlager (12, 13) radial lagernd und axial fest lagernd ausgebildet und das proximale Drehlager (14) nur radial lagernd ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Videoendoskop der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
Endoskope müssen bei der Arbeit im Körper häufig gedreht werden, um z. B. mit einem im Endoskop verlegten Instrument an eine gewünschte Stelle zu gelangen oder z. B., um bei schrägblickendem Objektiv eine gewünschte seitliche Stelle beobachten zu können. Wenn dabei die Videokamera drehfest im Videoendoskop angeordnet ist, dreht sich das Bild auf dem Monitor mit der Drehung des Videoendoskopes. Dadurch wird der Operateur stark irritiert.
Gattungsgemäße Videoendoskope weisen daher eine gegenüber dem Endoskop drehbare Kamera auf, die bei einer Verdrehung des Videoendoskopes diesem gegenüber so verdreht werden kann, dass das Bild auf dem Monitor stillsteht.
Aus der US 4 600 940 A ist ein Videoendoskop mit Videokamera bekannt, bei dem das Objektiv starr mit der Videokamera verbunden ist.
Die DE 201 13 031 U1 zeigt ein gattungsgemäßes Videoendoskop, bei dem aus bekannten technischen Gründen, die sich insbesondere bei einem schrägblickenden Objektiv ergeben, das Objektiv an dem die Dreheinheit umgebenden Rohr, das gegenüber dem gesamten Videoendoskop feststeht, befestigt ist. Die Videokamera dreht sich hier also gegenüber dem Objektiv. Zur genauen Führung und Halterung der Videokamera gegenüber dem Objektiv ist die aus Videokamera und Drehglied bestehende Dreheinheit mit zwei Drehlagern radial gelagert. Außerdem ist eine axial feste Lagerung vorgesehen, die die axiale Lage der Kamera zum Objektiv sichert.
Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist allerdings die Tatsache, dass die axiale Lagerung am proximalen Ende des Drehgliedes vorgesehen ist. Bei Verbiegungen des Videoendoskopes und bei Temperaturänderungen, wie sie beim Gebrauch des Videoendoskopes häufig auftreten (Körpertemperatur/Raumtemperatur) können bei dieser Konstruktion Abstandsänderungen zwischen Objektiv und Videokamera auftreten, die die Fokussierung beeinträchtigen, also zu einem unscharfen Bild führen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, auf konstruktiv einfache Weise bei einem gattungsgemäßen Videoendoskop die Fokussierung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches I gelöst.
Erfindungsgemäß ist das distale Drehlager axial fest lagernd ausgebildet. Auf diese Weise ist sicher gestellt, dass die Videokamera stets im exakten Fokusabstand zum Objektiv steht, während das proximale Ende des Drehgliedes aufgrund von Verbiegungen oder thermischen Ausdehnungen leichte axiale Bewegungen ausführen kann. Damit wird unter allen vorkommenden Bedingungen eine gute Fokussierung gewährleistet.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Auf diese Weise ist das distale Drehlager als einfaches Gleitlager vorgesehen. Die Raumanforderungen, insbesondere der radiale Platzbedarf ist gering, so dass auch bei geringem Außendurchmesser des Videoendoskopes eine großflächige und somit hochauflösende Videokamera verwendet werden kann. Die Ausbildung des Gleitringes als Keramikring sorgt für elektrische Isolierung zwischen dem Rohr und der Kamera, was der elektrischen Patientensicherheit förderlich ist.
Würde der Keramikring genau in die Außennut passen, so könnte z. B. bei Temperaturänderungen Klemmgefahr bestehen. Vorteilhaft ist daher gemäß Anspruch 3 in beiden Führungsrichtungen ein gewisses Spiel vorgesehen. Es reichen dafür wenige Hundertstel Millimeter, die die optische Ausrichtung und die Fokussierung noch nicht wesentlich stören. Wesentlicher Vorteil ist bei dieser Ausbildung, dass der Keramikring in der Außennut kraftfrei und somit sehr leicht drehen kann. die Videokamera kann daher sehr feinfühlig und ruckfrei gedreht werden.
Würde das gesamte Objektiv feststehen, so würde jedes Spiel der Videokamera gegenüber dem Rohr die korrekte Abbildung auf der Videokamera stören. Vorteilhaft sind daher die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Hiernach ist ein proximaler Teil des Objektivs an der Kamera mitdrehend befestigt und ist somit dieser gegenüber völlig spielfrei ausgerichtet. Die beiden Objektivteile können dabei derart berechnet sein, dass zwischen den Objektivteilen ein weitgehend paralleler Strahlengang besteht, der unempfindlich gegen radiale und axiale Abweichungen ist. Auf diese Weise kann die Abbildungsqualität wesentlich erhöht und unabhängig von Spiel- und auch von Justageabweichungen gemacht werden.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 im Achsschnitt den distalen Endbereich eines erfindungsgemäßen Videoendoskop es und
2 in demselben Schnitt einen proximal gelegenen Abschnitt desselben Videoendoskopes.
1 zeigt den distalen Endbereich der wesentlichen Teile eines Videoendoskopes 1. In einem Rohr 2 ist im unmittelbaren distalen Endbereich ein Objektivhalter 3 befestigt, der einen distalen feststehenden Teil 4 des Objektivs trägt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht dieser distale Objektivteil 4 aus einem Prisma und zwei Linsen. Eine Videokamera 5 mit Bildsensorplatte 6 ist in einem ringförmigen Kamerahalter 7 fixiert, der außerdem zwei Linsen 8a und 8b trägt, die einen proximalen Teil 8 des Objektivs bilden.
Am Kamerahalter 7 ist ein ein Drehglied bildendes Drehrohr 9 befestigt, das das Rohr 2 bis zum proximalen Endbereich durchläuft (2) und dort bei 10 endet. Anschlußkabel 11 der Videokamera 5 durchlaufen das Drehrohr 9.
Der Kamerahalter 7 weist eine Außennut 12 auf, mit der er gleitend geführt in einem Keramikring 13 läuft, der im Rohr 2 befestigt ist. Mit der Außennut 12 ist der Kamerahalter 7 und mit diesem die Videokamera 5 auf dem Keramikring 13 in Achsrichtung fest gelagert, kann sich also weder in distale noch in proximale Richtung bewegen. Außerdem erfolgt hier die radiale Lagerung der Videokamera 5 gegenüber dem Rohr 2. Sowohl in axialer als auch in radialer Richtung besteht zwischen der Außennut und dem Keramikring 13 ein gewisses Spiel von z. B. wenigen 1/100 mm, um die Reibkraft gering zu halten.
Am proximalen Ende ist das Drehrohr 9 in einem Gleitring 14 lediglich radial gelagert. Axial wird hier eine Verschiebung der Rohre 9 und 10 zueinander zugelassen.
Der Gleitring 14 besteht aus isolierendem Material, wie auch der Keramikring 13, um die Rohre 2 und 9 gegeneinander elektrisch zu isolieren. Damit wird elektrische Patientensicherheit gewährleistet, falls der z. B. aus Metall bestehende Kamerahalter 7 oder das aus Metall bestehende Drehrohr 9 mit spannungsführenden Teilen der Videokamera 5 oder der Anschlußkabel 11 versehentlich in Berührung kommen.
Am proximalen Ende 10 des Drehrohres 9 ist dieses über eine Dreheinrichtung drehverstellbar. Im Ausführungsbeispiel ist dazu am proximalen Ende des Drehrohres 9 ein Permanentmagnet 15 befestigt, der von einem außerhalb des Videoendoskopes 1 angeordneten Permanentmagneten 16 gedreht werden kann, der beispielsweise auf der Außenseite des Videoendoskopes an einem nicht dargestellten Drehring befestigt ist. Das Material des Rohres 2 muß dazu ausreichend vom Magnetfeld durchgreifbar ausgebildet sein, z. B. aus für diese Zwecke geeignetem Edelstahl.
Die beiden Teile 4 und 8 des Objektivs sind derart berechnet, dass zwischen den Teilen, also zwischen der proximalen Endlinse des distalen Objektivteiles 4 und der distalen Endlinse 8a des proximalen Objektivteiles 8, ein möglichst weitgehend paralleler Strahlengang besteht, so dass durch Justierfehler, Spiel oder sonstige mechanische Abweichungen entstehende Verstellungen der beiden Objektivteile gegeneinander die Abbildungseigenschaften nicht wesentlich verschlechtern.
In nicht dargestellter Weise ist, das Rohr 2 umgebend, ein Außenrohr vorgesehen, das distal vor dem Objektiv 4 mit einem, in diesem Falle schrägstehenden, Fenster hermetisch verschlossen ist, um das Objektiv 4, 8 und die Videokamera 5 vor eindringendem Wasserdampf zu schützen. In üblicher Ausführung kann außerhalb des erwähnten äußeren Rohres ein z. B. aus einem Glasfaserbündel bestehender Lichtleiter, der Beleuchtungszwecken dient, angeordnet sein, der zusammen mit dem dargestellten Videoendoskop 1 noch einmal von einem außen umlaufenden Hüllrohr gefaßt ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Objektiv 4, 8 mit dem dargestellten Prisma schrägblickend ausgebildet. Es kann jedoch auch in anderer Ausführung geradeausblickend ausgebildet sein.
Das Objektiv 4, 8, das im Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet ist, kann auch einteilig feststehend ausgebildet sein, wobei der proximale Objektivteil 8 entfällt und der distale Objektivteil 4 in anderer Linsenkonfiguration und in engerem Abstand zur Videokamera 5 angeordnet ist.
Der Kamerahalter 7 kann ebenfalls anders als dargestellt ausgebildet sein, z. B. einstückig mit dem Drehrohr 9. Er kann insbesondere auch zu Montagezwecken in Teile zerlegbar ausgebildet sein.

Claims

Videoendoskop (1) mit einem Rohr (2), in dessen distalem Endbereich ein Objektiv (4) befestigt ist, und mit einer hinter dem Objektiv (4) im Rohr (2) angeordneten Videokamera (5), die mit einem langgestreckten Drehglied (9) eine Dreheinheit (5, 9) bildet, die im distalen sowie im proximalen Endbereich über je ein Drehlager (13, 14) am Rohr (2) gelagert ist, wobei das Drehglied (9) an seinem proximalen Endbereich von einer Dreheinrichtung (15, 16) gegenüber dem Rohr (2) drehverstellbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Drehlager (12, 13) radial lagernd und axial fest lagernd ausgebildet und das proximale Drehlager (14) nur radial lagernd ausgebildet ist.
Videoendoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Drehlager (12, 13) einen am Rohr (2) befestigten Keramikring (13) aufweist, der in einer Außennut (12) eines Kamerahalters (7) läuft, an welchem die Videokamera (5) und das Drehglied (9) befestigt sind.
Videoendoskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Keramikring (13) und der Außennut (12) radiales sowie axiales Spiel besteht.
Videoendoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein proximaler Teil (8) des Objektivs (4, 8) an der Videokamera (5) befestigt ist, wobei die Objektivteile (4, 8) derart ausgebildet sind, dass zwischen ihnen wenigstens annähernd paralleler Strahlengang besteht.