DE69727577T2

DE69727577T2 - Tragbare endoskopische hand-kamera

Info

Publication number: DE69727577T2
Application number: DE69727577T
Authority: DE
Inventors: Don Yarush; Todd Devos; Martin Sosa; Gary Handelin
Original assignee: East Giant Ltd
Current assignee: East Giant Ltd
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: US5879289A; EP0917438B1; EP0917438A2; ATE259186T1; NZ333624A; US6692432B1; AU3646197A; DE69727577D1; WO1998002085A2; WO1998002085A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf endoskopische Kameras und insbesondere auf eine tragbare endoskopische Hand-Kamera und einen Bausatz zur Erstellung von Videobildern eines Objekts.
2. Stand der Technik
Das Gebiet der Endoskopie hat die Möglichkeiten praktischer Ärzte, Objekte zur Ansicht interner Mechanismen und anderer Merkmale mit minimalen Eingriffen zu durchdringen, um ein Vielfaches erhöht. Endoskope finden eine breite Anwendung im Bereich der diagnostischen und therapeutischen Medizin, Chirurgie, Zahnmedizin, Computerkontrolle, Zollkontrolle, Sanitärinstallation, des Bergbaus, der Automobilmechanik, Veterinärmedizin, des Flugwesens, der Fernbedienungsgeräte, Sicherheitsausrüstung, Überwachungsgeräte, Polizeiuntersuchungen sowie für eine Vielfalt anderer Einsätze, für welche eine detaillierte Überprüfung wünschenswert ist.
Eine große Herausforderung für das Gebiet der Endoskopie ist die normalerweise erforderliche hohe Anzahl von Geräten. Die im Stand der Technik beschriebene Ausrüstung umfaßt gewöhnlich einen großen Bildschirm, eine Lichtquelle, eine Stromquelle und ein Endoskop. Darüber hinaus werden Lichtleitfaser und Stromkabel benötigt, um den Bildschirm, die Lichtquelle und die Stromquelle mit dem Endoskop zu verbinden. Solch eine typische Ausrüstung ist oft permanent oder semi-permanent in einem engen geschlossenen Raum, wie z. B. einer Zahnarztpraxis, installiert. Die Praxen müssen gewöhnlich speziell angepaßt werden, um die unhandliche Ausrüstung unterbringen zu können, was eine teure Verlegung der Verschaltungstechnik sowie die Installation von Steckverbindungen und Kabeln im Zimmer erfordert. Jedes einzelne Zimmer einer Klinik muß die Ausrüstung und die Verdrahtung besitzen, wenn die Möglichkeit zur Endoskopie im Zimmer erwünscht ist.
Das Problem wird weiter dadurch erschwert, daß die die Lichtquelle, Stromquelle und den Bildschirm mit dem Endoskop verbindenden Lichtleiter- und Stromkabel unhandlich bei der Anwendung sind. Die Kabel müssen um die zu beobachtende Gegend gezogen werden, wobei sie z. B. um den Körper des Patienten und Objekte im Zimmer gewickelt werden, um einen Blick in ein Ohr oder den Mund zu werfen. Lichtleiterkabel sind ziemlich steife und ungeschmeidige Glaskabel, die bei solchen Verfahren leicht brechen können. Wenn die Kabel gebogen werden, können die Glasfasern brechen. Wenn das Glas bricht, wird das empfangene Bild verzerrt, und Verzerrungen können als „Geisterbilder" auf dem Bildschirm erscheinen.
Je länger das Lichtleiterkabel in einem bestimmten Verfahren benutzt wird, umso mehr Licht wird normalerweise gebraucht. Typische Lichtquellen benötigen eine hohe Spannung, was die Anwendung batteriebetriebener Systeme verhindert. Die Stromkabel müssen deshalb typischerweise in eine in der Praxis installierte Steckdose gesteckt werden.
Die Verwendung von starken Lichtquellen führt auch zur ineffizienten Verwendung des Platzes. Die in vielen Endoskopsystemen verwendete Lichtquelle ist eine große Lampe, wie z. B. eine Halogenlampe, die eine beachtliche Wärmemenge, gewöhnlich im Bereich von 50 bis 150 Watt, erzeugt. Bei Anwendung in der Nähe einer Sonde, die in einer Körperhöhle zu liegen kommt, wärmt die typische Lichtquelle gewöhnlich die Sonde auf, was für sensible Körperöffnungen, wie z. B. ein Ohr, unangenehm oder gefährlich ist. Viele Lichtquellen bestehen deshalb aus einer separaten Komponente, die ein großes Gehäuse zur Unterbringung der Lichtquelle umfaßt. Ein Ventilator kann zur Kühlung der Lichtquelle oder der Verbindungen dazu eingesetzt werden, womit ein Abluftsystem geschaffen wird, was jedoch auch zusätzliche Energie und wiederum mehr Platz benötigt.
Weitere Systeme verwenden eine Wärmesenke, um die Wärme aufzunehmen, oder eine Abschirmung, um die Wärme zu dämpfen, was aber wiederum mit zusätzlichem Platzbedarf verbunden ist. Eine Wärmesenke besteht gewöhnlich aus leitfähigem Material, wie z. B. Metall, welches Wärme aufnimmt. Die Wärmesenke befindet sich normalerweise in einem gewissen Abstand zur Lampe und dem Gehäuse und zieht Wärme von diesen Bereichen weg, auf die sich die Wärme möglicherweise negativ auswirken könnte. Ein Ventilator wird dann normalerweise zur Kühlung der Wärmesenke eingesetzt.
Ein weiterer Nachteil der gewöhnlich im Stand der Technik zu findenden Endoskopietechnologie besteht in dem Erfordernis, daß der Arzt einen Bildschirm verfolgen muß, welcher sich entfernt von dem untersuchten Patienten oder Objekt befindet. Dadurch muß der Arzt oft versuchen, das Endoskop auf. eine genaue, geschlossene Stelle zu richten, während er gleichzeitig in eine ganz andere Richtung blickt, was sich oft als schwierig und umständlich erweist. Falls der Arzt die Verwendung einer anderen Sondenart wünscht, muß der praktische Arzt darüber hinaus oft auch ein anderes Endoskop benutzen.
Außerdem sind typische kabelbetriebene Systeme in Ländern außerhalb der Vereinigten Staaten nicht ganz so verbreitet. Typische Endoskopiesysteme können z. B. nicht leicht auf die gewöhnlich außerhalb der Vereinigten Staaten verwendeten 220 Volt-, 50 Perioden-Stromquellen umgestellt werden, was dazu führt, daß der Arzt einen unhandlichen Transformator bei Reisen in Ländern außerhalb der USA verwenden muß. Ein weiterer Nachteil der typischen starken Lichtsysteme besteht in der Farbabweichung, die oft bei der Ansicht z. B. einer Körperöffnung auftritt. Durch die Verwendung eines Lichts mit hoher Intensität, verfälschen typische Halogensysteme oft die Farben der Körperorgane, z. B. eines Trommelfells. Eine Farbabweichung kann zu einer Misdiagnose des Zustands des Organs führen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Als Antwort auf diesen enormen Bedarf im Stand der Technik, sieht die Erfindung eine tragbare endoskopische Hand-Kamera mit hoher Auflösung vor, (handschriftlich: wie in Anspruch 1 definiert. Die Kamera kann) wahlweise als kabelloses oder als kabelbetriebenes Gerät eingesetzt werden. Die tragbare endoskopische Kamera ist mit einer Vielfalt von Ausgangsystemen, Lichtanforderungen, Adaptern und Sonden kompatibel, ist jedoch nicht auf sperrige, das Endoskop mit anderen Geräten verbindende Lichtleiterkabel angewiesen. Die tragbare endoskopische Kamera enthält eine Lichtquelle, die in der Lage ist, das Endoskop zu beleuchten, jedoch gleichzeitig klein genug ist, um nicht auf Ventilatoren oder Wärmesenken zur Vermeidung von Überhitzung angewiesen zu sein. In einer Ausführung enthält die endoskopische Kamera die gesamte zur Durchführung endoskopischer Vorgänge benötigte Ausrüstung in einem einzigen, handgehaltenem Gehäuse.
In einer Ausführung umfaßt die tragbare endoskopische Hand-Kamera ein Linsensystem, das zwei Funktionen erfüllt. Zum ersten beleuchtet das Linsensystem ein untersuchtes Objekt über ein Faserbündel, welches Licht vom Lichtquellenmittel mit dem Objekt koppelt. Zweitens überträgt das Linsensystem ein Bild des beleuchteten Objekts von der Videobildschaltung, welche eine Ladungsspeicherelement(CCD)-Anordnung umfaßt. Ein Koppler koppelt das Linsensystem optisch mit der Videobildschaltung. Die Videobildschaltung wandelt das Bild des Objekts in Videosignale um. Die Videobildschaltung gibt dann die Videosignale an einen Bildschirm aus. Der Arzt betrachtet dann das beleuchtete Objekt auf dem Videobildschirm.
Zur Beleuchtung des Objekts umfaßt das Linsensystem in einer Ausführung ein Faserbündel, welches das Licht vom Lichtquellenmittel zum untersuchten Objekt leitet. Ein Energieversorgungsmittel stellt den elektrischen Strom sowohl für die Lichtquelle als auch für die Videobildschaltung zur Verfügung. In einer Ausführung ist in dem Gehäuse das Linsensystem, die Videobildschaltung, die Lichtquelle und die Stromversorgungseinheit untergebracht. Diese in sich geschlossene Einheit bietet dem Arzt die Möglichkeit, eine Vielfalt von Objekten zu betrachten, ohne umständliche Leitungen und Kabel zu verwenden. Wie weiter unten im Detail beschrieben wird eine Vielzahl zusätzlicher Komponenten an das handgehaltene Gehäuse angeschlossen oder darin integriert.
In einer Ausführung ist ein Bildschirm in dem tragbaren Handgerät integriert und bietet somit dem Arzt die Möglichkeit, bei der Ausrichtung der Kamera und der Betrachtung des zu untersuchenden Objekts im Großen und Ganzen in die gleiche Richtung zu blicken. In einer weiteren Ausführung kann die tragbare endoskopische Hand-Kamera ein Signal zu einem auf den Empfang von Signalen ausgerüsteten Bilschirm bis zu einer Entfernung von 90 Metern senden. Anstatt ein Endoskop in jedem Zimmer einer Klinik zu installieren, kann z. B. eine einzige Einheit in einer Vielzahl von Zimmern verwendet werden und die Übertragungen auf einen zentralen Bildschirm zur Erfassung, Aufnahme und Betrachtung des Videobilds senden.
Die endoskopische Kamera ist darauf ausgerichtet, je nach dem gewünschten Verfahren eine Vielzahl von Adaptern und Sonden aufzunehmen. Da eine Änderung im Verfahren oft mit einer Veränderung der Lichtstärke einhergeht, kann die offenbarte Kamera eine variable Lichtstärke für unterschiedliche Arten von evtl. zum Einsatz kommenden Lichtleitersonden bieten.
Sollte die Verwendung und Wiederaufladung einer Batterie in bestimmten Fällen nicht erwünscht sein, besteht die Möglichkeit, die handgehaltene tragbare Einheit an eine Steckdose anzuschließen. Darüber hinaus ist es möglich, das handgehaltene tragbare Gerät an einen separaten Bildschirm anzuschließen, wie z. B. einem an einer Wand oder auf einem Regal installierten Bildschirm. Das Handgerät ist mit S-VHS bzw. FBAS Formaten kompatibel.
Um das Ziel einer guten Auflösung des Videos zu erreichen, und dennoch die Verwendung einer Wärmesenke oder eines Ventilators zu vermeiden, wird eine Lampe mit niedriger Wattleistung verwendet. Um das von der Niederwattleistungslampe erzeugte Licht effizienter zu verwenden, wird ein Manschette mit dem Linsenmittel und der Lampe gekoppelt, und die Lampe liegt an dem Linsenmittel an. Eine Ausführung der Erfindung enthält einen Bausatz zur Erstellung von Videobildern eines Objekts.
Diese sowie weitere Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen vollkommen offensichtlich werden oder aus der Anwendung der Erfindung wie im Folgenden beschrieben hervorgehen.
KURZGEFASSTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Um die Art und Weise zu erklären, wie die oben erwähnten und andere Vorteile und Gegenstände der Erfindung erhalten wurde, wird eine ausführlichere Beschreibung der oben kurz ausgeführten Erfindung unter Bezugnahme auf eine besondere Ausführung, die in den angehängten Ansprüchen veranschaulicht ist, dargestellt. Mit dem Verständnis, daß diese Zeichnungen nur eine typische Ausführung der Erfindung darstellen und deshalb nicht als eine Einschränkung ihres Umfangs interpretiert werden sollten, wird die Erfindung mit zusätzlicher Ausdrücklichkeit und zusätzlichen Details durch die Verwendung der angehängten Zeichnungen beschrieben und erklärt:
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführung einer tragbaren endoskopischen Kamera.
2 ist eine perspektivische Ansicht der tragbaren endoskopischen Kamera in 1, wobei der Deckel des Kameragehäuses entfernt ist.
3 ist eine perspektivische Ansicht der tragbaren endoskopischen Kamera in 1, wobei der Boden des Kameragehäuses entfernt ist.
4 ist eine auseinandergezogene Ansicht verschiedener Bauteile der tragbaren endoskopischen Kamera in 1.
5 stellt eine Ansicht der Innenfläche des unteren Deckels sowie eine auseinandergezogene Ansicht des Lampenaufbaus, Halteelements, der Klemmvorrichtung dar, einschließlich eines Deckels und Riemens, welche in einer Alternativausführung der tragbaren endoskopischen Kamera in 1 zum Einsatz kommen.
6 ist eine Querschnittsansicht der montierten Komponenten in 5.
7 stellt ein mögliches Schaltbild für alle hiermit offenbarten tragbaren endoskopischen Kameras.
8 ist eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführung einer tragbaren endoskopischen Kamera, mit einem ersten und einem zweiten Gehäuse.
9 ist eine Ansicht der tragbaren endoskopischen Kamera in 8, wobei der Deckel des ersten Gehäuses entfernt ist.
10 ist eine Teilansicht einer weiteren Ausführung der tragbaren endoskopischen Kamera, wobei der Deckel des Gehäuses entfernt ist.
11 ist eine Teilansicht der tragbaren endoskopischen Kamera in 10, wobei der optische Koppler in die proximate Richtung eingestellt wurde und somit das proximate Ende des Linsenrohrs freigibt.
12a bis 12h stellen perspektivische Ansichten einer Vielfalt von Sonden dar, die direkt in das Linsenrohr der verschiedenen Ausführungen der hierin offenbarten tragbaren endoskopischen Kameras gesetzt oder mit dem Linsenrohr über Adaptermittel gekoppelt werden können.
13 ist eine perspektivische Ansicht des Kopplers zur Kopplung des Linsenrohrs mit einer trichterförmigen Sonde.
14 veranschaulicht einen Koppler, der zur Anpassung einer tragbaren endoskopischen Kamera auf ein Mikroskop verwendet wird.
15 ist eine Querschnittsansicht des Kopplers in 14.
16 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführung der tragbaren endoskopischen Kamera.
17 stellt eine Ansicht der tragbaren endoskopischen Kamera in 16 dar, wobei der untere Deckel entfernt ist.
18 ist eine auseinandergenommene Ansicht des Lichtquellenmittels, des Rings und des optischen Kopplers der tragbaren endoskopischen Kamera in 16.
19 stellt eine Querschnittsansicht der Lampe, Manschette und anderen zugehörigen Komponenten der in 16–18 gezeigten endoskopischen Kamera dar.
20 ist eine Alternativausführung einer Manschette zur Anwendung in der Kamera in 16.
21 ist eine Querschnittsansicht der Manschette in 20, wobei die Schlitze am Sockel einer Glühlampe angeordnet sind.
22 ist eine Querschnittsansicht der Manschette in 21, wobei eine zweite Manschette über der Manschette in 21 angeordnet ist.
23 stellt eine auseinandergezogene Ansicht einer Unterlegscheibe, eines Sondenadapters, und einer Sonde der tragbaren endoskopischen Kamera in 16 dar.
24 ist eine perspektivische Ansicht einer optischen Sonde.
25 ist eine Querschnittsansicht der optischen Sonde in 24, wobei diese auf dem Sondenadapter in 23 montiert ist.
26 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführung der tragbaren endoskopischen Kamera.
26a stellt eine Frontansicht der Kamera in 26 dar.
26b ist eine perspektivische Schnittdarstellung einer Ausführung einer distalen Spitze der Kamera in 26.
27 ist eine Querschnittsansicht der Kamera in 26.
28 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Adapters, der zur Anordnung auf dem distalen Ende der Kamera in 26 entworfen ist, sowie einer Sonde, die auf dem Adapter angeordnet ist.
29 ist eine perspektivische Ansicht eines Bausatzes zur Erstellung von Videobildern eines Objekts.
30 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Bausatzes in 29.
31 ist ein Schaltbild des Bausatzes in 29.
32 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführung einer tragbaren endoskopischen Kamera.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Die in dieser Anmeldung enthaltenen Bezeichnungen wurden nur aus Gründen der Einfachkeit der Bezugnahme aufgenommen und stellen keine Beschränkung irgendwelcher Art dar, noch sollten sie als solche interpretiert werden.
A. Übersicht
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine tragbare endoskopische Kamera, die eine in sich geschlossene Einheit darstellt. Die Kamera ist leicht gebaut und so entworfen, daß sie angenehm in der Hand eines ärztlichen oder anderen Anwenders liegt. In einer Ausführung enthält die Kamera alle Komponenten, die zur Durchführung endoskopischer Verfahren benötigt werden, in einer einzigen, handgehaltenen Einheit. Die Kamera umfaßt: (i) eine eigene Lichtquelle zur Beleuchtung der mit der endoskopischen Kamera zu betrachtenden Objekte; (ii) eine Videokameraschaltung zur Umwandlung von optischen Abbildungen in Videosignale; sowie (iii) ein Linsensystem zur Übertragung der Bilder zur optischen Ausgabe der Videokamera. Wie weiter unten im Detail beschrieben wandelt die vorliegende Erfindung optische Abbildungen, die am Eingabeende des Linsensystems erfaßt werden, in Videosignale um, welche dann aufgenommen oder über einen in der Handeinheit integrierten Videobildschirm bzw. einen externen Videobildschirm oder ein anderes Ausgabegerät betrachtet werden können. Die vorliegende Erfindung kann auch ein RF-Sendegerät enthalten, damit die erhaltenen Videosignale über Hochfrequenzsignale auf einen RF-Fernempfänger, welcher mit einem Videobildschirm oder einem anderen Ausgabegerät gekoppelt ist, übertragen werden können. Die endoskopische Kamera ist so ausgerichtet, daß sie je nach dem gewünschten Verfahren eine Vielzahl von Adaptern und Sonden aufnehmen kann.
In einer Ausführung umfaßt die tragbare endoskopische Hand-Kamera der vorliegenden Erfindung ein Linsenmittel (i) zur Ausstrahlung von Licht, das vom Lichtquellenmittel über ein Faserbündel zur Beleuchtung eines neben dem Linsenmittel angeordneten Objekts übertragen wird, sowie (ii) zur Übertragung eines Bildes des Objekts vom Linsenmittel zum Video-Bilderzeugungsmittel. Ein Kopplungsmittel koppelt das Linsenmittel optisch mit dem Video-Bilderzeugungsmittel. Das Video-Bilderzeugungsmittel wandelt das Bild des Objekts in Videosignale um. Das Video-Bilderzeugungsmittel gibt dann die Videosignale an ein Darstellungsmittel aus, auf welchem der Arzt das beleuchtete Objekt betrachten kann.
Wie auch weiter unten im Detail beschrieben, stellt ein Energieversorgungsmittel elektrischen Strom sowohl für das Lichtquellenmittel und das Video-Bilderzeugungsmittel, als auch wahlweise für ein Darstellungsmittel und ein Übertragungsmittel bereit. In einer Ausführung sind in einem ersten handgetragenen Gehäuse das Linsenmittel, Video-Bilderzeugungsmittel, Lichtquellenmittel, Energieversorgungsmittel und wahlweise zusätzliche Komponenten, einschließlich dem Darstellungsmittel bzw. Übertragungsmittel, untergebracht, so daß die Kamera handlich in ihrer Bedienung ist. Das erste Gehäusemittel bietet dem Arzt die Möglichkeit, eine Vielfalt von Objekten zu betrachten, ohne umständliche Leitungen und Kabel zu benutzen. Wie im Detail weiter unten beschrieben, ist eine Vielzahl von zusätzlichen Komponenten mit dem handgetragenen Gehäusemittel verbunden oder darin integriert.
Wahlweise kann ein zweites Gehäusemittel so gestaltet sein, daß darin eine Batterie untergebracht werden kann, zum Beispiel um das Gewicht des ersten Gehäusemittels zu reduzieren. In einer Ausführung besteht die tragbare Kamera, welche eine in sich geschlossene Einheit darstellt, aus (i) ersten und zweiten Gehäusemitteln, (ii) im oder am ersten Gehäusemittel angebrachten Komponenten, (iii) im oder am zweiten Gehäusemittel angebrachten Komponenten, sowie (iv) Mitteln zur elektrischen Koppelung der Komponenten in oder an den ersten und zweiten Gehäusemitteln, wie z. B. zumindest ein Kabel, eine Leitung oder ein Draht.
Verschiedene Ausführungen von erfindungsgemäßen Kameras sind in 1–7, 8–9, 10–11, 16–22, 26–31 und 32 offenbart. Eine Vielzahl von Komponenten der Kameras in diesen Ausführungen können wie für den Fachmann ersichtlich zwischen den Ausführungen ausgetauscht werden.
Beispiele des Linsenmittels der vorliegenden Erfindung werden zuerst im Detail beschrieben, gefolgt von Beschreibungen von Beispielen des Lichtquellenmittels. Beispiele des Video-Bilderzeugungsmittels werden daraufhin beschrieben, gefolgt von Beschreibungen von Beispielen des Energieversorgungsmittels. Daraufhin folgt die Beschreibung von zahlreichen zusätzlichen Komponenten, einschließlich dem Darstellungsmittel, Übertragungsmittel, Manschettenmittel, Gehäusemittel, Adaptermittel, Sondenmittel und dem Bausatz. Ein Beispiel eines Schaltbilds für jede hierin offenbarte Ausführung ist auch enthalten.
B. Das Linsensystem
Unter Bezugnahme auf 1–4 ist eine Ausführung der Erfindung eine in sich geschlossene, handtragbare endoskopische Kamera 10. Wie weiter unten im Detail ausgeführt, enthält die Kamera 10 alle Elemente, die ein Arzt benötigt, um einhändig das Sondenmittel z. B. im Ohr des Patienten auszurichten und den Inhalt des Ohrs auf einem Darstellungsmittel ohne umständliche externe Kabel zu betrachten. Dies alles ist möglich, ohne über eine beachtliche Entfernung vom Ohr hinwegsehen zu müssen, um das Darstellungsmittel zu betrachten, und ohne auf ein bestimmtes Büro oder einen bestimmten Raum beschränkt zu sein. Der praktische Arzt kann sich frei um den Patienten herum bewegen, oder sich in ein anderes Büro begeben, und kann seine freie Hand dazu benutzen, das Verfahren anderweitig zu unterstützen.
Unter Bezugnahme auf 3–4 enthält das Linsenmittel der Kamera 10 in einer Ausführung ein Linsenfasermodul 88 mit einem proximalen Ende 89 und einem distalen Ende 106. Das Modul 88 besteht aus einem Linsenrohr 32, wobei das Linsenrohr 32 ein distales Ende 93 aufweist, und einen proximalen Teil 108. Das Modul 88 umfaßt weiterhin eine distale Buchse 115 und eine proximale Buchse 117. Ein Faserlicht-Eingangskanal 110 am proximalen Ende 89 des Moduls 88 enthält ein Faserbündel 112. Der Faserlicht-Eingangskanal 110 umfaßt einen sich proximal erstreckenden zylinderförmigen Ring 113, der sich dem Faserbündel 112 anschließt. Der Innendurchmesser des Rings 113 ist genauso groß oder etwas größer als der Außendurchmesser des Faserbündels 112. Der Ring 113 enthält ein proximales Ende 111, wobei das proximale Ende 111 des Rings 113 eine proximalen Eingangskanal-Stirnseite 114 definiert.
Nachdem das Linsenrohr 32 vom Eingangskanal 110 eintritt, verteilt sich das Faserbündel 112 in Fasern entlang der Längsachse des Linsenrohrs 32. Wie weiter unten ausführlich beschrieben, ist der Eingangskanal 110 zur Übertragung des Lichts vom Lichtquellenmittel zum distalen Ende des Linsenrohrs 32 optisch mit dem Lichtquellenmittel gekoppelt. Das Licht vom Lichtquellenmittel wandert in den Eingangskanal 110 und über die Fasern in das Linsenrohr 32 zum distalen Ende 93 des Linsenrohrs 32, wo das übertragene Licht vom distalen Ende 93 ausgestrahlt wird und ein Objekt beleuchtet, wenn das distale Ende 32 neben dem Objekt zum liegen kommt. Wie weiter unten im Detail ausgeführt, ist der proximale Teil 108 des Linsenrohrs 32 mit dem Video-Bilderzeugungsmittel gekoppelt, um ein Bild des beleuchteten Objekts vom distalen Ende 93 des Linsenrohrs 32 zum Video-Bilderzeugungsmittel zu übertragen.
In einer Ausführung ist das Linsenfasermodul 88 beispielhaft als das Linsenfasermodul des endoskopischen Bausatzes M-150, hergestellt von Cuda Products Corporation, Jacksonville, US- Bundesstaat Florida ausgeführt. Die Leistungsfähigkeit des Modules 88 wird duch Polieren der Oberfläche des Faserbündels 112 verbessert.
Die in sich geschlossene Kamera 510 in 26 umfaßt auch ein Linsenfasermodul 512, wie in 27 dargestellt. Das Linsenfasermodul 512 enthält ein proximales Ende 514, ein distales Ende 516, ein Gehäuse 518, einen Linsenzug 520, eine Reihe optischer Glasfasern 522 und einen Faserlicht-Eingangskanal 524. Das proximale Ende 514 des Moduls 512 umfaßt das proximale Ende 526 des Faserlicht-Eingangskanals 524 und das proximale Ende 528 des Linsenzugs 520.
Wie in 26b und 27 dargestellt umfaßt der Linsenzug 520 ein Linsenrohr 530 mit einem proximalen Ende 528 und einem distalen Ende 516. In einer Ausführung besteht das Linsenrohr 530 aus drei Rohrbestandteilen mit feinen Gewinden, einem proximalen Rohr 531, einem Zwischenrohr 533 und einem distalen Rohr 535. Eine Linsenrohrführung 532 hält das distale Ende 516 des Linsenrohrs 530 in einer gewünschten, fixen Position innerhalb des Linsenzuggehäuses 518. Ein Ausrichtungspfosten 534 kann eingesetzt werden, um bei der genauen Ausrichtung der Linsenrohrführung 532 behilflich zu sein. In einer Ausführung, wie in 26b dargestellt, kann eine Madenschraube 537a durch die Linsenrohrführung 532 zur Sicherung des distalen Rohrs 535 in einer gewünschten Position angeordnet sein.
In einer Ausführung ist der Linsenzug 520 so voreingestellt, daß der Arzt den Linsenzug nicht fokussieren muß. In einer weiteren Ausführung ist ein Fokussiermittel zur Fokussierung des übertragenen Bildes des Objekt enthalten. Es ist z. B. möglich, das distale Rohr 535 innerhalb des Zwischenrohrs 533 zu verdrehen und somit den Fokus des Linsenzugs 520 einzustellen. In noch einer anderen Ausführung ist es möglich, ein Fokussierrad (nicht dargestellt) zu verwenden, welches in die Gewinde (nicht dargestellt) des proximalen Rohrs 531 zur Einstellung des Fokus des Linsenzugs 520 eingreift.
Der Linsenzug 520 enthält eine Reihe von darin angeordneten feinvergüteten, hochwertigen optischen Linsen. In einer Ausführung enthalten die Linsen einen distalen Objektivlinsenaufbau 538, der innerhalb des distalen Rohrs 535 angeordnet ist. Der Objektivlinsenaufbau 538 kann zum Beispiel eine Vielzahl Linsen enthalten. Eine achromatische Relaislinse 540a ist innerhalb des proximalen Rohrs 531 angeordnet. In einer Ausführung sind die Objektive und die Relaislinsen achromatisch, so daß sie Verzerrungen in Bezug auf die Farbe ausgleichen. In einer Ausführung enthält der distale Linsenaufbau eine Projektionslinse, während die proximale Linse eine Kondensorlinse enthält.
An einem proximalen Ende enthalten die Fasern 522 ein von einem Innenring 542 umgebenes epoxidiertes Faserbündel 540, welches von einem Ring 544 des Faserlicht-Eingangskanals 524 umhüllt ist. Das Bündel 540 kann zur Verbesserung der Lichteingabe poliert werden. Der Ring 544 erstreckt sich proximal so, daß die Lampe 100 innerhalb des Rings 544 angeordnet sein und gegen den proximalen Teil des Faserbündels 540 anliegen kann, wie in 27 dargestellt.
In einer bevorzugten Ausführung bewegt sich das Faserbündel 540 durch den Eingangskanal 524 hindurch und verzweigt sich dann innerhalb des Gehäuses 518. Nach der Verzweigung verläuft ein Teil der Fasern 522 auf einer Seite des Linsenzugs, während der andere Teil auf der anderen Seite des Linsenzugs weiterverläuft. Jeder verzweigte Teil des Faserbündels 540 bewegt sich dann der Länge nach entlang des Schaftes innerhalb des Linsenfasermoduls 512, bis er sich durch das distale Ende der Linsenrohrführung 532 erstreckt, wie in 26b dargestellt. Die distale Stirnseite 536 der jeweiligen gebündelten Faserteile ist in 26A veranschaulicht. Das Licht von der Lampe 100 tritt aus den distalen Stirnseiten 536 aus.
Der Linsenfaseraufbau 512 ist daher an seinem proximalen Ende 514 optisch mit dem Lichtquellenmittel zur Übertragung des Lichts vom Lichtquellenmittel zum distalen Ende 516 des Linsenmittels und zur Ausstrahlung des übertragenen Lichts vom distalen Ende 516 des Linsenmittels gekoppelt, damit er das Objekt beleuchtet, wenn das distale Ende 516 des Linsenmittels neben dem Objekt zu liegen kommt.
In noch einer weiteren Ausführung umgibt das distale Ende der Fasern 522 die gesamte Peripherie des distalen Teils des Linsenzugs kreisförmig. In einer weiteren Ausführung umgibt das distale Ende der optischen Fasern die gesamte Peripherie des distalen Teils des Linsenzugs oder ist anderweitig mit dem distalen Teil des Linsenrohrs gekoppelt, während das proximale Ende der optischen Fasern vom proximalen Ende des Linsenrohrs getrennt ist, anstatt damit gekoppelt zu sein.
Wie auch in 32 veranschaulicht, ist es möglich, eine endoskopische Kamera bereitzustellen, bei der die Lichtquelle vom proximalen Ende 514 und distalen Ende 516 des Linsenrohrs 530 getrennt ist. Wie in der Ausführung der tragbaren endoskopischen Vorrichtung 515 in 32 dargestellt, enthält ein vom Linsenzug getrenntes Beleuchtungsrohr 523 optische Fasern zur Beleuchtung eines Objekts durch ein distales Ende 537. Ein Lichtquellenmittel wird mit dem proximalen Ende des Beleuchtungsrohrs 523 gekoppelt. Das Rohr 523 ist drehbar mit dem ersten Gehäuse der Kamera 515 z. B. durch Verwendung eines Kugelgelenks 525 verbunden.
C. Die Lichtquelle
Wie oben angedeutet, ist in einer Ausführung das Linsenmittel an seinem proximalen Ende optisch mit dem Lichtquellenmittel verbunden. Der Zweck des Lichtquellenmittels besteht darin, Licht zur Beleuchtung des Objekts zur Verfügung zu stellen. Eine Vielfalt von Beispielen für die Lichtquellenmittel kann in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Lichtquellenmittel ein Lichtquellenmittel mit niedriger Wattleistung. Das Lichtquellenmittel mit wenig Wattverbrauch enthält bevorzugt eine Glühlampe mit niedriger Wattleistung. Der Begriff „niedrige Wattleistung bzw. Kleinleistung", wie er in der gesamten Beschreibung und den angehängten Ansprüchen verwendet wird, bezieht sich auf die Wattleistung von ca. 0.5 Watt bis ca. 5 Watt, bevorzugter auf ca. 1 Watt bis ca. 5 Watt, am bevorzugsten auf ca. 1.4 Watt. Die Lampe mit niedriger Wattleistung gestattet dem Arzt, genügend Licht in das Linsenfasermodul zu leiten, ohne dabei einen Ventilator oder eine Wärmesenke zu verwenden, und stellt somit eine tragbare und leichte Konstruktion dar.
In einer Ausführung ist eine Miniglühlampe oder andere Lichtquelle innerhalb des gleichen ersten Gehäusemittels angeordnet, in dem auch das Linsenmittel angeordnet ist. In einer weiteren Ausführung ist das externe Lichtquellenmittel, wie z. B. eine Halogenlampe oder andere Lampe, innerhalb eines zweiten Gehäusemittels installiert, wie z. B. das zweite Gehäuse 201 (8) der Kamera 200 oder das zweite Gehäuse 608 (30) der Kamera 510, welches mit dem ersten Gehäusemittel wie unten beschrieben verbunden ist.
Es ist zum Beispiel zweckmäßig, eine Lampe mit hoher Wattleistung, d. h. mit anderen Worten eine Lampe mit einem Wattverbrauch von mehr als ca. 30 Watt, in einem zweiten Gehäusemittel, wie z. B. dem zweiten Gehäuse 608 oder dem zweiten Gehäuse 201, installieren zu können und das Licht durch einen optischen Faseraufbau in das Linsenfasermodul 88 zu lenken.
In einer Ausführung des Lichtquellenmittels, wie in 3–5 veranschaulicht, enthält ein Glühlampenaufbau 94 eine Lampe 100 und einen Sockel 443 (siehe 18), der vorzugsweise innerhalb einer Buchse 102 angeordnet ist, wobei die Buchse 102 Füße 104 enthält. In einer Ausführung enthält der proximale Teil des Lampenaufbaus 94 Füße 104.
Ein distaler Teil des Lampenaufbaus 94, wie z. B. die Lampe 100, ist vorzugsweise durch eine Eingangskanal-Stirnseite 114 des Rings 113 so angeordnet, daß die Lampe 100 direkt gegen dem Faserbündel 112 zu liegen kommt und somit eine effizientere Konstruktion darstellt, indem mehr Licht direkt in dem Faserbündel 112 gebündelt wird. In einer Ausführung enthält der distale Teil des Lampenaufbaus 94 ein Lampe 100.
In einer weiteren Ausführung umfaßt der distale Teil des Lampenaufbaus 94 eine Lampe 100 und einen Teil der Buchse 102, die distal von den Füßen 104 liegt. Indem die Buchse 102 innerhalb des Rings 113 zusammen mit der Lampe 100 zu liegen kommt, wird zusätzliches Licht im Faserbündel 112 gebündelt. In einer Ausführung ist es zweckmäßig, einen Zwischenteil als einen Teil des Lampenaufbaus 94 zu bezeichnen, der proximal zum durch die Eingangskanal-Stirnfläche 114 angeordneten Teil des Lampenaufbaus 94, jedoch distal zu den Füßen 104 liegt. In einer Ausführung z. B., in der nur die Lampe 100 durch die Eingangskanal-Stirnfläche 114 angeordnet ist, ist der Teil der Buchse 102, der distal zu den Füßen 104, jedoch proximal zur Lampe 100 liegt, ein Zwischenteil.
In einer weiteren Anordnung ist der Außendurchmesser der Lampe 100 ungefähr dem Außendurchmesser des Faserbündels 112 gleich. Eine Lampe mit größerem Durchmesser ist weniger effizient, da sie weniger Licht im Faserbündel 112 bündelt. Die unten aufgeführte Beschreibung, die sich auf das Gehäusemittel bezieht, bietet eine Vielzahl von Beispielen für Mittel, um das Lichtquellenmittel anliegend an das Linsenmittel zu halten.
In einer bevorzugten Ausführung umfaßt die Lampe 100 Mittel zur Bündelung der Beleuchtung des von der Lampe 100 ausgestrahlten Lichts. Beispiele für das Bündelungsmittel umfassen eine an oder in der Lampe 100 angeordnete Linse, wie z. B. eine fokussierte Endlinse. In der vorliegenden Ausführung bevorzugte Lichtquellen umfassen Krypton- und Glühlampen.
Aufgrund der Anordnung der Erfindung können Lampen so klein wie Taschenlampenglühbirnen in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen, was einen beachtlichen Fortschritt im Stand der Technik darstellt. Ein gegenwärtig bevorzugtes Lichtquellenmittel zum Beispiel ist eine K-222 Kryptonbirne für eine Taschenlampe, welche eine fokussierte Endlinse enthält, eine Stromstärke von 0,6 Ampere und eine empfohlene Spannung von ca. 2,33 Volt hat.
Durch das hiermit entworfene Kleinleistungs-Lichtquellenmittel kann eine Auflösung erreicht werden, wie sie von einem Video-Bilderzeugungsmittel mit einer 50 oder mehr Watt Halogenlampen-Lichtquelle erreicht wird, obwohl eine Lampe, die weitaus weniger Wärme ausstrahlt, eingesetzt wird. Darüber hinaus wird die Farbe des Bildes nicht verzerrt, wie dies bei bestimmten Systemen mit hoher Wattleistung der Fall ist.
D. Die Videokamera
Wie oben angedeutet ist das Linsemittel zur Übertragung eines Bildes des beleuchteten Objekts vom distalen Ende des Linsenmittels zum Video-Bilderzeugungsmittel optisch mit dem Video-Bilderzeugungsmittel verbunden. Das Video-Bilderzeugungsmittel besteht aus (i) einer mit dem Linsenmittel verbundenen Sensoranordnung und (ii) aus Umwandlungsmitteln, die mit der Sensoranordnung zur Umwandlung von Bildern, welche von dem Linsenmittel übertragen wurden und auf besagter Sensoranordnung in Videosignalen auftreffen, und zur Ausgabe der umgewandelten Videosignale verbunden sind.
Beispielhaft wird eine gegenwärtig bevorzugte Ausführung des Video-Bilderzeugungsmittels als ein Kamera-Aufbau 67, wie in 2–4 gezeigt, beschrieben. Der Kamera-Aufbau 67 besteht aus einer Vielzahl vertikal angeordneter Leiterplatten 66, die mit einem Bandkabel 78 an einer Ladungsspeicheranordnungs(CCD)-Schaltplatte 80 befestigt sind. Dadurch daß die Leiterplatten 66 vertikal angeordnet sind, kann der Kamera-Aufbau 67 leichter in ein handtragbares Gehäusemittel passen. Die CCD-Leiterplatten 80 des Kamera-Aufbaus 67 umfassen eine CCD-Sensoranordnung 91, welche mit dem proximalen Ende des Linsenmittels verbunden ist. Der Kamera-Aufbau 67 enthält weiterhin zur besseren Farbauflösung eine blaue Linse 400, wie in 18 dargestellt.
Ein Beispiel eines bevorzugten Video-Bilderzeugungsmittels ist ein Kamera-Aufbau 67, der aus einem KST-90 CCD Kamera-Aufbau besteht, wie er von KOWA Optimed, Inc., Torrance, US-Bundesstaat Kalifornien erhältlich ist. In noch einer weiteren Ausführung besitzt die hiermit offenbarte Vorrichtung die Fähigkeit, Videobilder digital zu speichern.
E. Der Optische Koppler
Die Erfindung umfaßt weiterhin ein Mittel zur optischen Kopplung des Linsenmittels mit dem Video-Bilderzeugungsmittel. Wie z. B. in 3–4 dargestellt, dient der optische Koppler 90 dazu, ein zu betrachtendes Bild vom Linsenrohr 32 in die CCD-Anordnung 91 auf der CCD-Leiterplatte 80 zu verbinden. Der Koppler 90 umfaßt ein Gehäuse, welches ein distales Ende 116 und ein proximales Ende 118 aufweist. Das Gehäuse des Kopplers 90 umfaßt weiterhin eine Innenfläche 120, die einen Durchgang 121 definiert, sowie eine Außenfläche 122, die einen Zylinder am distalen Ende 116 und ein Quadrat am proximalen Ende 118 definiert.
Das quadratische proximale Ende 118 der Außenfläche 122 des Kopplers 90 umfaßt gegenüberliegende parallele Seitenwände 124, die jeweils senkrecht zu einer unteren Wand 126 zu liegen kommen. Befestigungselemente 129 binden das proximate Ende 118 des Kopplers 90 mit der CCD-Schaltplatte 80, z. B. durch Anwendung von Schrauben. Das proximate Ende (nicht dargestellt) des Durchgangs 121 umgibt die CCD-Anordnung 91, während das distale Ende 123 des Durchgangs 121 den proximalen Teil 108 des Linsenrohrs 32 umgibt und verschoben werden kann. Der Koppler 90 umhüllt somit die CCD-Anordnung 91 und das proximale Ende 108 komplett und verhindert, daß abwegige Lichtstrahlen das Bild, welches die CCD-Anordnung 91 vom Linsenrohr 32 erhielt, verzerrt.
Immer noch unter Bezugnahme auf 3–4, enthält die Erfindung als weiteren Gesichtspunkt auch mit der Sensoranordnung verbundene Fokussiermittel, die das übertragene Bild des Objekts auf die Sensoranordnung fokussieren, indem die Entfernung zwischen der Sensoranordnung und dem proximalen Ende des Linsenmittels eingestellt wird. In einer Ausführung ist das Fokussiermittel so entworfen, daß es das Mittel zur optischen Kopplung des Linsensrohrs mit dem Video-Bilderzeugungsmittel aufnehmen kann. Ein Beispiel dieser Ausführung eines Fokussiermittels enthält eine Fokussierbrücke 92.
Die Fokussierbrücke 92 enthält ein U-förmiges Element, das einen Balken 130 umfaßt, wobei der Balken 130 eine horizontale Achse aufweist. Ein Satz Stützelemente 132 erstreckt sich von gegenüberliegenden Enden des Balkens 130 vertikal nach oben in Bezug auf die horizontale Achse des Balkens 130. Der Balken 130 und die Stützelemente 132 definieren einen U-förmigen Kanal 133. Jedes Stützelement 132 enthält einen Flansch 28, der sich von dem jeweiligen Stützelement 32 nach außen in Bezug auf den U-förmigen Kanal erstrekt, wobei jeder Flansch 28 parallel zur horizontalen Achse des Balkens 130 liegt. Der U-förmige Kanal 133 der Fokussierbrücke 92 ist somit so konzipiert, daß er das quadratische proximate Ende 118 der Außenfläche 122 des optischen Kopplers 90 aufnehmen kann.
Die distale Stirnseite 127 des Balken 130 kann Kerben aufweisen, um eine Paarung mit der proximalen zylindrischen Stirnseite 134 des optischen Kopplers 90 zu ermöglichen. In der bevorzugten Ausführung sind die Stützelemente 132 der Fokussierbrücke 92 distal zu den Befestigungselementen 129 des optischen Kopplers 90 angeordnet. Der optische Koppler 90 paßt damit so in den U-förmigen Kanal 133 der Fokussierbrücke 92, daß die Stützelemente 132 satt zwischen den Befestigungselementen 129 und der Stirnseite 134 anliegen.
Es ist zweckmäßig, in einer Ausführung den Balken 130 der Fokussierbrücke 92 gegen die untere Wand 126 anzuordnen, wobei die Fokussierbrücke 92 einen optischen Koppler 90 wie in 3 dargestellt birgt. Die Fokussierbrücke 92 ist somit dabei behilflich, eine Seitwärtsbewegung sowie Bewegungen in der vertikalen Ebene zu verhindern und den optischen Koppler 90 entlang der Längsachse des Linsensrohrs 32 zu halten. Von der Beschreibung oben kann in einer Alternativausführung auch zweckmäßigerweise der Balken 130 der Fokussierbrücke gegen die obere Wand 128 zu liegen kommen, wobei die Seitenwände 124 senkrecht zur oberen Wand 128 angeordnet sind.
Wenn die Fokussierbrücke 92 hin und her bewegt wird, gleitet die Innenfläche 120 des distalen Endes 116 des optischen Kopplers 90 am proximalen Teil 108 des Linsenrohrs 32 hin und her. Wie schon vorher beschrieben, ist die CCD-Schaltplatte 90 am proximalen Ende 118 des optischen Kopplers 90 befestigt, während das distale Ende 116 der Innenfläche 120 des optischen Kopplers 90 den proximalen Teil 108 des Linsenrohrs 32 umgibt und verschoben werden kann. Die wahlweise Anordnung der Fokussierbrücke 92 bestimmt somit die wahlweise Position der CCD-Anordnung 91 in Bezug auf das Linsenrohr 32.
In einer Ausführung enthält der Koppler 90 weiterhin Lichtreflektiermittel, um vom Linsenrohr 32 ausstrahlendes Licht in die Sensoranordnung 91 zu reflektieren. In einer Ausführung umfaßt das Lichtreflektiermittel eine Innenfläche 120, oder zumindest teilweise eine Fläche, die aus lichtreflektierendem Material, wie z. B. Chrom, Aluminium, Keramik, lichtdurchlässigem Elastomer oder einem anderen Material mit reflektierenden Pigmenten, wie z. B. einem hellgrauen oder weißen Material, besteht. In einer weiteren Ausführung umfaßt das Reflektiermittel den Koppler 90, oder zumindest einen Teil davon, welcher aus einem lichtreflektierenden Material, wie z. B. Chrom, Aluminium, Keramik, lichtdurchlässigem Elastomer oder einem anderen Material mit reflektierenden Pigmenten, wie z. B. einem hellgrauen oder weißen Material, besteht.
In einer weiteren Ausführung, wie in 18 dargestellt, ist die blaue Linse 400 distal zur Sensoranordnung 91 innerhalb des Kopplers 90 angeordnet und verbessert somit die Farbauflösung. Um die Farbauflösung des Bildes weiter zu verbessern, umfaßt die Erfindung auch Reflektiermittel, die neben der blauen Linse zur Reflektierung von Licht in die Sensoranordnung 91 angeordnet sind. Die in 18 dargestellten Reflektiermittel bestehen z. B. aus einer ersten weißen Unterlegscheibe 402, welche gegen die blaue Linse angeordnet ist, wobei eine zweite weiße Unterlegscheibe 404 gegen die erste weiße Unterlegscheibe 402 angeordnet ist. Eine schwarze Unterlegscheibe 406 ist gegen die zweite weiße Unterlegscheibe 404 angeordnet, um die Unterlegscheibe 404 innerhalb des Kopplers 90 genau auszurichten. Die Hohlunterlegscheiben 402, 404, 406 sind innerhalb des quadratischen proximalen Teils 118 des Kopplers 90 angebracht. Die Unterlegscheiben 402, 404 und 406 können quadratisch, rechteckig oder kreisförmig sein, je nach der Konstruktion der Innenfläche 120 des Kopplers 90. Dadurch daß die Unterlegscheiben 402, 404 direkt neben der blauen Linse zu liegen kommen, wird Licht in die blaue Linse 440 und die Sensoranordnung 91 reflektiert. Wahlweise können die Unterlegscheiben 402, 404 aus lichtdurchlässigem Elastomermaterial bestehen. Die Unterlegscheiben 402, 404 können zum Beispiel farblos sein.
Wie auch in der Darstellung in 18 gezeigt, enthält das proximale Ende 118 des Kopplers 90 eine Öffnung 408, um die Sensoranordnung 91 aufzunehmen, wobei die Sensoranordnung 91 direkt neben der blauen Linse 400 zu liegen kommt.
In noch einer weiteren Ausführung, wie in 27 dargestellt, verbindet der optische Koppler 511 das proximale Ende 514 des Linsenfasermoduls 512 mit der CCD-Platte 80. Erste und zweite Stifte können in den Koppler 511 und den proximalen Teil des Gehäuses 518 des Linsenfasermoduls 512 eingelassen sein, um die Verbindung zwischen dem Linsenfasermodul 512 und der CCD-Platte 80 aufrecht zu erhalten.
Wie in 27 veranschaulicht ist in dieser Ausführung die blaue Linse 566 zwischen einer proximalen Unterlegscheibe 568 und einer distalen Unterlegscheibe 570 angeordnet, anstatt direkt gegen der Sensoranordnung 91 zum liegen zu kommen. Die proximale Unterlegscheibe 568 ist gegen die Sensoranordnung 91 an der CCD-Platte 80 angeordnet und dämpft somit die Schnittstelle zwischen der blauen Linse 566 und der Sensoranordnung 91.
In einer Ausführung hat jede Unterlegscheibe eine hohle, rechteckige Form und besteht aus Elastomermaterial, wie z. B. Nylon. Die Unterlegscheiben können ein lichtdurchlässiges Aussehen, wie z. B. ein farbloses Aussehen, oder eine weiße Farbe haben. Die Dynamik, die durch die Anordnung der blauen Linse 566 zwischen den Unterlegscheiben 568 und 570 entsteht, erzeugt einen Puffereffekt für die blaue Linse 566 und eine reflektive Dynamik, bei der zusätzliches Licht in die Sensoranordnung 91 reflektiert wird.
F. Die Energieversorgung
Beispiele für die Energieversorgungsmittel werden nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In dieser Ausführung sind das Video-Bilderzeungsmittel, das Lichtquellenmittel, das Übertragungsmittel und das Darstellungsmittel elektrisch gekoppelt und werden mit elektrischem Strom vom Energieversorgungsmittel versorgt. Unter Bezugnahme auf 1 ist beispielhaft in einer Ausführung ein aufladbarer Batteriesatz 35, welcher möglicherweise eine NiCad Zelle aufweist, im ersten Gehäusemittel angeordnet, um als Energieversorgungsmittel zu dienen. Der Batteriesatz 35 gleicht zum Beispiel dem Batteriesatz eines Mobiltelefons. Einwegbatterien oder wiederaufladbare Blei-Schwefelsäurezellen sind zusätzliche Beispiele für Stromversorgungsmittel. Die Erfindung umfaßt weiterhin ein Mittel zur Regulierung der von dem Stromversorgungsmittel erzeugten Spannung, wie z. B. eine Spannungsregler-Leiterplatte 68.
Die Kamera 10 kann wahlweise drahtlos oder mit Draht betrieben werden. Zweckmäßigerweise bezieht sich der Begriff „drahtlos", wie er in dieser Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen angewandt wird, auf eine Kamera, die kein externes Kabel bzw. keine Leitung oder keinen Draht, welcher sich extern vom ersten Gehäuse zur Verbindung mit einem Energieversorgungsmittel, Lichtquellenmittel, Darstellungsmittel oder einem anderem nicht innerhalb des oder am ersten Gehäuse angeordneten Mechanismus erstreckt, enthält. Ein Beispiel der Kamera 10 im drahtlosen Zustand ist gegenwärtig in 1 veranschaulicht.
Sollte drahtlose, batteriebetriebene Energie nicht erwünscht sein, kann der Benutzer wahlweise den Steckdosen-Versorgungsanschluß 39 zum Anschluß an kabelunterstützen Strom als Energieversorungsmittel verwenden. Zweckmäßigerweise bezieht sich der Begriff „kabelunterstützt", wie er in dieser Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen angewandt wird, auf eine Kamera, die mindestens ein Kabel, eine Leitung oder einen Draht zur Verbindung mit einem fixen Mechanismus einsetzt. Beispiele fixer Mechanismen umfassen einen Bildschirm oder eine Lichtquelle, sofern diese dauerhaft an einer Wand befestigt sind, oder eine an einer Wand oder im Boden installierte Steckdose.
Sollte die Anwendung einer Batterie nicht gewünscht sein, ist es möglich als Beispiel einer kabelunterstützten Energieversorgung die Kamera 10 von einer dauerhaft in der Wand installierten Steckdose mit Strom zu versorgen, indem ein Transformator, wie z. B. ein 12-Volt Steckkontakt-Transformator, benutzt wird. Die Kamera 10 kann somit wahlweise im drahtlosen und kabelunterstützten Modus betrieben werden.
Zweckmäßigerweise bezieht sich der Begriff „in sich geschlossenene Einheit", wie er in dieser Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen angewandt wird, auf eine Kamera, die unabhängig von einem fixen Mechanismus, wie einer in der Wand eingelassenen Steckdose oder einem dauerhaft an einer Wand installierten Bildschirm, betrieben werden kann.
Beispiele einer in sich geschlossenen Kamera umfassen (i) eine Kamera, die drahtlos ist; sowie (ii) eine Kamera, die ein erstes Gehäusemittel und mindestens einen tragbaren externen Bestandteil, der nicht mit dem ersten Gehäusemittel verbunden ist, umfaßt, wobei ein Kabel, eine Leitung oder ein Draht mindestens eine Komponente, die innerhalb oder am ersten Gehäusemittel befestigt ist, mit wenigstens einem tragbaren externen Bestandteil, der nicht mit dem ersten Gehäusemittel verbunden ist, verbindet und wobei die Kamera ohne Verbindung irgendeines Bestandteils der Kamera mit einem fixen Mechanismus betrieben werden kann.
Beispiele von Komponenten, die mit einem oder mehreren Bestandteilen im oder am ersten Gehäusemittel in der in sich geschlossenen Kamera verbunden werden können, umfassen ein Übertragungsmittel, Darstellungsmittel, Energieversorgungsmittel sowie das Lichtquellenmittel, welche in einem zweiten Gehäusemittel, wie z. B. dem unten beschriebenen zweiten Gehäuse 201 oder 608, enthalten sein können. Beispiele von in sich geschlossenen Kameras umfassen die Kameras 10, 200, 220, 414, 510 und 515, welche in 1–32 veranschaulicht sind.
G. Die Video-Darstellung
Im folgenden werden zahlreiche Beispiele von Darstellungsmitteln beschrieben. In einer Ausführung wird das im Video-Bilderzeugungsmittel erstellte Videosignal durch das Umwandlungsmittel an ein integrales, am oder im ersten oder zweiten Gehäusemittel angebrachtes Darstellungsmittel ausgegeben, wobei das Darstellungsmittel elektrisch mit dem Video-Bilderzeugungsmittel zur Darstellung der Videobilder des Objekts verbunden ist. Ein Beispiel eines solchen Darstellungsmittels ist der Bildschirm 36, dargestellt in 1, der mit Drehgelenken 38 an einem ersten Gehäusemittel montiert ist. Der Bildschirm 36 kann abnehmbar am ersten Gehäusemittel befestigt sein, wie z. B. mit einem Doppelzinken-Stecker, der ähnlich einem Steckkontakt ist. In einer anderen Ausführung ist ein Bildschirm so innerhalb eines proximalen Endes des ersten Gehäusemittels integriert, daß er durch Ansicht des proximalen Endes betrachtet werden kann. Der Bildschirm 36 ist vorzugsweise ein Flüssigkristallanzeige(LCD)-Bildschirm, wie z. B. ein Citizen LCD Bildschirm, M329-1A, erhältlich von CBM Corporation, Japan oder eine ähnliche, kleinere Einheit. Zusätzliche Beispiele von Darstellungsmitteln umfassen einen an einer Wand, einem Schreibtisch oder einem Behälter installierten Videobildschirm, wie unten beschrieben, einen Drucker und eine Vielzahl anderer Darstellungsmittel aus der Technik.
In einer weiteren Ausführung wird das im Video-Bilderzeugungsmittel erstellte Videosignal durch das Wandlungsmittel auf ein separates Darstellungsmittel, wie z. B. einem an der Wand montierten Bildschirm oder einem auf einem Schreibtisch oder Gestell angeordnetem Bildschirm, ausgegeben. Wie in 1–2 dargestellt, bietet die Einrichtung eines S-VHS Ausgangskanals 40 und FBAS Ausgangskanals 42 der tragbaren endoskopischen Kamera 10 die Möglichkeit, wahlweise an einen oder mehrere solcher externer Bildschirme angeschlossen zu werden. Die Anschlüsse 40, 42 sind elektrisch mit dem Video-Bilderzeugungsmittel verbunden. Der S-VHS Kanal 40 gestattet es der tragbaren endoskopischen Kamera 10, Videosignale an Bildschirme in einer Vielzahl von Ländern auszugeben. In einer weiteren Ausführung wird das im Video-Bilderzeugungsmittel erstellte Videosignal durch das Wandlungsmittel auf einen am oder im ersten Gehäusemittel montierten Bildschirm und an einen separaten Bildschirm ausgegeben.
In einer weiteren Ausführung wird das im Video-Bilderzeugungsmittel erstellte Videosignal durch das Wandlungsmittel auf ein Mittel ausgegeben, das die Videobilder des beobachteten Objekts aufnimmt. Zum Beispiel bietet die Installation eines Speicherchips innerhalb des ersten Gehäusemittels oder innerhalb eines zweiten Gehäusemittels dem Arzt die Möglichkeit, Videobilder im Chip digital aufzunehmen und dann die gespeicherte Information später herunterzuladen. Somit ist eine freie Bewegung vom Bildschirm entfernt möglich, ohne dabei von einem zu einem nicht-tragbaren, fixen Objekt oder Mechanismus führendes Kabel behindert und beschränkt zu werden.
H. Der RF-Sender/Empfänger
In einer weiteren Ausführung wird das im Video-Bilderzeugungsmittel erstellte Videosignal durch das Wandlungsmittel auf ein Übertragungsmittel, das elektrisch mit dem Video-Bilderzeugungsmittel verbunden, zur Übertragung von Videosignalen, die vom Video-Bilderzeugungsmitteln erstellt wurden, ausgegeben. Ein Empfangsmittel dient dem Empfang der von dem Übertragungsmittel übertragenen Videosignale. Ein Darstellungsmittel, für welches Beispiele schon weiter oben aufgeführt wurden, ist elektrisch mit dem Empfangsmittel zur Darstellung der Videobilder des Objekts verbunden.
Ein Beispiel eines Übertragungsmittels ist eine Signaleinheit 70, wie in 2 dargestellt. In einer Ausführung ist die Signaleinheit 70 ein Videosender WVT-1, wie von Pragmatic Communication Systems, Inc., Sunnyvale, US-Bundesstaat Kalifornien erhältlich. In einer Ausführung enthält das Empfangsmittel beispielhaft den Videoempfänger RCV915 von Pragmatic Communication Systems, Inc.
Der Einsatz des Übertragungsmittels, Empfangsmittels und elektrisch angeschlossenen Darstellungsmittels bietet dem Benutzer die Möglichkeit, Videobilder z. B. von einem entfernten Ort zu einem zentralen Bildschirm zu übertragen. Somit muß eine Klinik, die über eine Vielzahl von Zimmern verfügt, nicht jedes Zimmer verdrahten, um endoskopische Verfahren durchzuführen.
Als ein weiteres Beispiel eines Übertragungsmittels, wie in 27 dargestellt, ist ein RF-Sendergehäuse 572 im ersten Gehäuse 574 so angeordnet, daß es sich in einem Winkel in Bezug auf den Kameraaufbau 67 befindet und somit Störungen zwischen dem Kameraaufbau 67 und dem Sender 572 auf ein Minimum reduziert. In einer Ausführung ist das Sendergehäuse 572 in 27 im Sender 70 untergebracht. In noch einer Ausführung wird die Möglichkeit zur drahtloser Übertragung umgangen, indem man ein Kabel in einen der Anschlüsse 40, 42 der Kamera steckt und somit die Videoübertragung über das Kabel ermöglicht.
I. Schaltbild
7 veranschaulicht ein Beispiel eines Schaltbildes 174 für die hierin offenbarten Kameraausführungen. Das Schaltbild 174 offenbart einen Ein/Aus Schalter 176, der mit einer Stromquelle 178, welche elektrisch mit der Masse verbunden ist, gekoppelt ist. Eine Batterie-Stromversorgungsquelle 179 ist auch offenbart. Es wird eine Energieversorgung von 12 Volt in der gegenwärtig bevorzugten Ausführung verwendet.
In einer Ausführung wird der Strom auch auf einen Spannungsregler 182 zur Umwandlung des Stroms in weniger als ca. 12 Volt, wie z. B. ca. 2,33 Volt, geleitet. Es besteht die Möglichkeit, die Lichtstärke durch Anwendung eines wahlweise einsetzbaren Potentiometers 186, welches als Beispiel für ein Einstellungsmittel der Lichtstärke dient, einzustellen, wobei das Potentiometer elektrisch mit dem Lichtquellenmittel gekoppelt ist, um die Intensität des vom Lichtquellenmittel erzeugten Lichts zu verändern. Das wahlweise einsetzbare Potentiometer 186 wird z. B. durch den Einsatz einer im ersten Gehäuse 12 angeordneten Madenschraube betätigt.
Der Lampenaufbau 94 erhält die reduzierte Spannungsladung und beleuchtet das Linsenfasermodul 88, welches wiederum ein zu betrachtendes Objekt 184 beleuchtet. Ein Bild des Objekts 184 wird in dem Linsenrohr 32 empfangen und in den Kameraaufbau 67 geleitet. Der Kameraaufbau 67 leitet das Bild in einen oder mehr Ausgangskanäle, die kollektiv durch den Ausgangskanal 43 dargestellt werden, wie z. B. einem FBAS bzw. einem S-VHS Videoausgangskanal, oder einem Bildschirm 36, oder einer Signaleinheit 70. Der Empfänger 188 empfängt die von der Signaleinheit 70 übertragenen Videosignale und ist mit einer Anzeige 190, wie z. B. einer an einer Wand befestigten Anzeige zur Darstellung der Videobilder des Objekts 184, verbunden. Ein Schalter kann erforderlich werden, um zwischen dem FBAS Kanal und dem S-VHS Kanal hin und her zu schalten.
In einer Ausführung, wie in 3 veranschaulicht, erstrecken sich Stromkabel 192, die den Lampenaufbau 94 mit dem Spannungsregler 68 verbinden, durch den internen Durchgang 56 des Gehäusekörpers. Zweckmäßigerweise wird eine Vielfalt von Verdrahtungsmöglichkeiten zur Verfügung gestellt, um den Zweck des Schaltbilds 174 zu erfüllen, und ein Fachmann besitzt die nötige Kenntnis, zu wissen, wie die verschiedenen hiermit offenbarten Komponenten der tragbaren endoskopischen Kamera 10 angeschlossen werden.
J. Manschettenmittel
In Bezug auf 17–19 und 27 umfaßt nun die Erfindung weiterhin Manschettenmittel, die mit dem proximalen Ende des Linsenmittels zur Bündelung des Lichts im Linsenmittel verbunden sind. Ein Beispiel des Manschettenmittels ist die Manschette 430, welche um zumindest einen Teil des Linsenmittels und zumindest einen Teil des Lichtquellenmittels angeordnet ist und Licht vom Lichtquellenmittel in das Linsenmittel leitet, worauf im Detail noch weiter unten eingegangen wird. Die Manschette 430 ist ein Beispiel für ein Mittel, mit welchem das Lichtquellenmittel an dem Linsenmittel anliegend gehalten wird.
Normalerweise zerstreut sich das von der Lampe 100 erzeugte Licht, nachdem es die Lampe 100 verläßt. Durch die anliegende Beziehung der Lampe 100 mit dem Linsenfaserbündel wird das Licht von der Lampe 100 in dem Bündel konzentriert. Darüber hinaus erfaßt die Manschette 430, wie in 18 dargestellt, zusätzliches Licht von der Lampe 100 und leitet es in einer Längsrichtung zum Linsenfaserbündel 112. Weiterhin nimmt die Manschette 430 vorzugsweise eine eng passende Beziehung zu mindestens einem Teil des Lampenaufbaus 94 ein, der sich proximal vom Ring 113 erstreckt, sowie zur Außenfläche des Rings 113, um somit die Lampe 100 in einer fixen Position in Bezug auf das Linsenfasermodul 88 zu halten. Wie in der bevorzugten Ausführung dargestellt, liegt der distale Mittelpunkt 432 der Lampe 100 direkt am proximalen Mittelpunkt 434 des Faserbündels 112 an. Die Manschette 430 hält die Lampe 100 in dieser gebündelten, genauen Anliegestellung mit dem Bündel 112, wobei das Licht von der Lampe 100 im Bündel 112 trotz bei der Herstellung oder Bewegung oder Handhabung der Kamera auftretenden Aktivitäten stark gebündelt wird. Die Lampe mit niedriger Wattleistung der vorliegenden Erfindung beleuchtet das Bild, das vom praktischen Arzt betrachtet wird, hinreichend – teilweise aufgrund der anliegenden Beziehung der Lampe und teilweise aufgrund der Anwendung der Manschette 430.
In einer bevorzugten Ausführung umfaßt die Manschette 430 Reflektiermittel zur Reflektierung von Licht in das Linsenmittel. In einer Ausführung umfaßt das Reflektiermittel die Manschette 430, welche aus einem hochglänzenden Material besteht. Die Manschette 430 kann z. B. aus einem lichtdurchlässigen oder transparenten hochglänzenden Elastomermaterial wie z. B. Nylon bestehen. In einer Ausführung enthält die lichtdurchlässige Manschette 430 ein farbloses, hellrosa oder rosa gefärbtes Pigment.
In einer weiteren Ausführung, wie in 18 und 19 dargestellt, umfaßt das Reflektiermittel weiterhin ein lichtreflektierendes Material 436, das um die transparente oder lichtdurchlässige Manschette 430 angeordnet ist. Das reflektierende Material 436 reflektiert das von der Lampe 100 ausgestrahlte Licht in das Faserbündel 112. Das lichtreflektierende Material 436, das um die Manschette 430 angeordnet ist, kann z. B. Aluminium, Chrom, Keramik, Kunststoff sein oder auch ein anderes Material mit einem reflektierenden Pigment, z. B. einem weißen Pigment oder hellgrauen Pigment.
In einer weiteren Ausführung enthält das Reflektiermittel die Manschette 430, welche wiederum aus einem hellen reflektierenden Material wie Aluminium, Chrom, Kunststoff, lichtdurchlässigem Elastomer, Keramik oder einem anderen ein reflektives Pigment, z. B. ein weißes Pigment oder hellgraues Pigment, enthaltendes Material besteht. In einer weiteren Ausführung besteht das Reflektiermittel aus der Manschette 430, die eine reflektierende Innenfläche aufweist, z. B. eine Aluminium-, Chrom-, Keramik- oder Kunststoffinnenfläche oder ein anderes Material mit reflektierendem Pigment, wie z. B. einem weißen Pigment oder hellgrauen Pigment. In noch einer anderen Ausführung besteht die Manschette aus einem Keramikmaterial mit einer Chromoberfläche auf der Innenseite.
In einer Ausführung besteht beispielhaft das Reflektiermittel auch aus einer Manschette 430, welche Rippen 438 enthält, die sich längsweise der Länge der Manschette 430 entlang, wie in 19 dargestellt, erstrecken. Die Rippen 438 erstrecken sich bevorzugt entlang der Innen- und Außenfläche der Hülse 438. Es herrscht die Auffassung, daß die Rippen 438 dazu beitragen, das Licht längsweise in das Faserbündel 112 zu leiten.
Immer noch in Bezug auf 17–19 ist es möglich, zur Vermeidung eines vom Kontakt der Lampe 100 mit der CCD-Platte oder mit anderen elektronischen Aufbauten verursachten elektrischen Schadens ein Isoliermittel 440 um das reflektierende Material 436 bzw. die Manschette 430 anzuordnen. Das Isoliermittel 440 kann auch in Form eines Klebemittels eingesetzt werden, um das reflektierende Material 436 um die Manschette 430 herum zu befestigen. In einer weiteren Ausführung, wie in 18 dargestellt, wird eine Isolierung 442 auf der CCD-Platte 80 angebracht. In Bezug auf 17 und 18 ist es möglich, Störungen mit der CCD-Platte 80 während der Bewegungen des Kopplers zu vermeiden, indem die Buchsenfüße 104 der Buchse 102 in einem rechten Winkel gebogen werden. In einer Ausführung bedeckt das Isoliermittel 440 auch die Füße 104 und die ensprechende Schalttechnik.
Es sind zahlreiche Manschettenausführungen möglich. Wie in 20 und 21 dargestellt, kann in einer Ausführung anstelle der Verwendung einer Wärmesenke oder eines Ventilator die Wärme abgeleitet werden, falls eine höhere Wattleistung erwünscht ist. Obwohl die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Lampen mit niedriger Wattleistung und guter Auflösung weitaus weniger Wärme als normale endoskopische Kameralampen ausstrahlen, erhöht die Wärmeableitung dennoch die Lebensdauer der Lampe und verringert eine Aufwärmung des distalen Endes 93 des Linsenrohrs 32 und Kameragehäuses bzw. nachteiligige Auswirkungen auf die CCD-Schaltplatte 80 und andere Schalttechniken.
Zur Ableitung der Wärme besteht in einer Ausführung die Manschette 444 aus Entlüftungsmitteln, über welche die Wärme vom Lichtquellenmittel abgeleitet wird, z. B. Schlitze 446. Die Schlitze 446 erstrecken sich zwischen der Außen- und der Innenfläche der Manschette 444. In einer Ausführung wurde der hintere Teil 441 des Isoliermittels 440 wie in 17 und 18 dargestellt entfernt, und die Wärme des Lampenaufbaus 94 proximal durch Schlitze 446 abgeleitet. In einer Ausführung sind die Schlitze 446 über der Buchse 102 und jedem über die Buchse 102 hervorstehenden Teil des Sockels 443 angeordnet, während der Teil der Manschette 444, der keine Schlitze enthält, über der Lampe 100 angeordnet ist.
In einer weiteren Anordnung wird eine Manschettenanordnung mit zwei Schlitzen verwendet, wie in 24 veranschaulicht. In dieser Ausführung ist die zweite Manschette 448, einschließlich dem Entlüftungsmittel zur Ableitung der Wärme vom Lichtquellenmittel wie z. B. die Schlitze 450, um die erste Manschette 444 so angeordnet, daß das Entlüftungsmittel der ersten Manschette vom Entlüftungsmittel der zweiten Manschette versetzt angeordnet ist. In dieser Ausführung besteht ein konstanter Manschetteneffekt über die Länge des Lampenaufbaus 94 hinweg, obwohl sowohl die erste als auch die zweite Manschette Schlitze aufweisen.
Die Auswirkungen einer höheren Wärme können auch ohne den Einsatz einer Wärmesenke oder Ventilators verringert werden, indem die Lampe 100 weiter vom Ring 113 und vom ersten Gehäuse entfernt ist, durch Perforieren des Gehäuses, welches das Lichtquellenmittel umgibt, durch Anordnung eines Glasfasergehäuses oder Gehäuses, welches eine Kunststoffverbindung mit darin eingelassenen Glasfasern enthält, durch Anordnung eines Gehäuses, welches aus einem anderen isolierendem Material besteht, oder indem ein Mittel eingesetzt wird, welches die anliegende Beziehung zwischen der Lampe und dem Faserbündel aufrecht erhält, wobei das Mittel die Lampe nicht umgibt.
In einer weiteren Ausführung umgibt eine Manschette, deren Durchmesser etwa der Größe des Durchmessers des Rings 113 gleichkommt, einen Teil des Lampenaufbaus 94 und liegt an der proximalen Kante 111 des Rings 113 an, womit eine Verbindung der Manschette zum Ring 113 hergestellt wird.
K. Gehäuseausführungen
1. Erste Gehäuseausführung
Als ein weiterer Aspekt der Erfindung werden nun verschiedene Gehäusemittel im Detail beschrieben. Zur Unterbringung der erfindungsgemäßen Komponenten gibt es eine Vielzahl von Gehäusemitteln, wie z. B. ein erstes Gehäuse 12, wie in 1 veranschaulicht. Zweckmäßigerweise stellt das erste Gehäuse 12 in 1 ein Beispiel eines ersten handtragbaren Mittels zur Aufnahme des Lichtquellenmittels, Video-Bilderzeugungsmittels, Linsenmittels und Energieversorgungsmittels so dar, daß die Vorrichtung in sich geschlossen und praktisch in der Handhabung ist. In der Ausführung in 1 ist das Lichtquellenmittel intern im ersten Gehäuse 12 untergebracht.
Wie in 1 veranschaulicht, verfügt das erste Gehäuse 12 über eine Außenfläche 14, ein distales Ende 16, ein proximales Ende 18, eine Oberfläche 20, eine Unterfläche 22 und gegenüberliegende Seiten 24. Der Bildschirm 36 ist gelenkig am proximalen Ende 18 des ersten Gehäuses 12 angebracht. Ein Batteriesatz 35 ist auf der Oberfläche 20 des ersten Gehäuses 12 angeordnet. In der Ausführung in 1 ragt ein Sondenadapter 30 über das distale Ende 16 hervor und verbindet das Linsenrohr 32 des Moduls 88 mit einer Sonde 34.
Das erste Gehäuse 12 umfaßt weiterhin Stabilisierungsmittel zur Stabilisierung der Kamera 10, wie z. B. Greifrillen 44 und Greifvertiefungen 46, welche dem Benutzer einen sicheren Griff der Kamera 10 ermöglichen. Die Greifrille 44 ist so konzipiert, daß sie annähernd der Kontur einer Erwachsenenhand zwischen dem Daumen und dem Zeigefinger gleichkommt, und die Greifvertiefung 46 ist so konzipiert, daß während des Gebrauchs der Mittel-, Ring- bzw. kleine Finger teilweise durchreichen kann. Das erste Gehäuse 12 hat so ausgeglichen, daß der Arzt die Greifrille 44 mit dem Daumen und dem Zeigefinger ergreifen kann und ein proximaler Teil der Unterfläche 22 auf der Hand oder dem Handgelenk des praktischen Arztes aufliegt. Indem der Arzt die Greifrille 44 oder andere Bereiche des der Hand angepaßten Gehäuses ergreift, gelingt es ihm, die Richtung und Orientierung der endoskopischen Kamera zu kontrollieren. Ein rutschfreier Streifen ist auch vorzugsweise an den Oberflächen, auf denen ein Griff zu erwarten ist, angebracht.
In Bezug auf 2 und 3, besteht das erste Gehäuse 12 aus einem Gehäusekörper 48 mit einer Innenfläche 50. Die Innenfläche 50 grenzt einen oberen Hohlraum 52, einen unteren Hohlraum 54 und einen den oberen Hohlraum 52 mit dem unteren Hohlraum 54 verbindenden Innendurchgang 56 ab. Ein in Segmente geteilter, hohler oberer Deckel 58 deckt den oberen Hohlraum 52 ab, während ein in Segmente geteilter unterer Deckel 60 den unteren Hohlraum 54 abdeckt. Der obere Hohlraum 52 und die Innenfläche 81 des entsprechenden oberen Deckels 58 bezeichnen eine obere Kammer 62, während der untere Hohlraum 54 und die Innenfläche 86 des entsprechenden unteren Deckels 60 eine untere Kammer 64 bezeichnen.
Die Aufteilung des ersten Gehäuses 12 in Segmente ermöglicht eine effiziente Nutzung des Bauraums sowie eine effiziente Gewichtsverteilung, womit die Möglichkeit des Arztes, die leichte, tragbare endoskopische Hand-Kamera 10 zu halten und bedienen, erhöht wird.
In einer Ausführung grenzt das erste Gehäuse 12 einen Ring 119 ab, der um die distale Buchse 115 angeordnet ist und dazu dient, das Linsenfasermodul 88 in einer fixen Position in Bezug auf das erste Gehäuse 12 zu halten. Ein Teil des Rings 119 wird von einer Aussparung 151 im distalen Ende 152 des unteren Deckels 60 bezeichnet, während ein entsprechender Teil des Rings 119 von einer Aussparung (nicht dargestellt) im distalen Ende 49 des Gehäusekörpers 48 bezeichnet wird. Indem die distale Buchse 115 im Ring 119 und die proximale Buchse 117 proximal zum Ring 119 angeordnet ist, greift das Linsenfasermodul 88 mit einer verzahnenden Beziehung im ersten Gehäuse 12 ein, wie in 3 dargestellt. Durch die zusätzliche Installation eines Adapters 40 am Linsenrohr 32 wird die verzahnende Beziehung weiter verbessert.
In Bezug auf 2 ist in der oberen Kammer 62 eine Vielzahl von vertikal angebrachten Leiterplatten 66, vorzugweise drei Leiterplatten des Kamera-Aufbaus 67, untergebracht. Die Anordnung der vertikal ausgerichteten Platten 66 in der oberen Kammer 62 bietet die Möglichkeit, den Kamera-Aufbau 67 in ein dünnes Gehäuse einzufügen. Ein Bandkabel 78 des Kamera-Aufbaus 66 [sic; 67] erstreckt sich in den Innendurchgang 56 und ist an die CCD-Leiterplatte 80 des Kamera-Aufbaus 67 in der unteren Kammer 64 (wie in 3 veranschaulicht) angeschlossen.
Immer noch in Bezug auf 2 sind in der oberen Kammer 62 auch die Schaltplatte 68 des Spannungsreglers, die Signaleinheit 70, der Energieversorgungsanschluß 39, der S-VHS Ausgangskanal 40 und der FBAS Ausgangskanal 42 untergebracht. Der obere Hohlraum 52 umfaßt eine erste proximale Aussparung 72, eine zweite proximate Aussparung 74, und eine dritte proximale Aussparung 76 zur Anordnung des Energieversorungsanschlusses 39, des S-VHS Ausgangskanals 40, des FBAS Ausgangskanals 42 sowie jeweils deren Verdrahtung. Die Innenfläche des oberen Deckels 58 ist so gestaltet, daß sie die vertikal angebrachten Leiterplatten 66 des Kamera-Aufbaus 67 abdeckt und ist dazu konzipiert, in ihr die Signaleinheit 70 unterzubringen.
Wie in 1–3 dargestellt umfaßt das erste Gehäuse 12 weiterhin einen Satz gegenüberliegender Brennpunktregelungs-Schlitze 26, die in den Seiten 24 eingelassen sind. Gegenüberliegende Brennpunktregelungs-Flansche 28 der Fokussierbrücke 92 ragen über die gegenüberliegenden Brennpunktregelungs-Schlitze 26 hervor, um den Fokus der tragbaren endoskopischen Kamera 10 einzustellen. Jeder Schlitz 26 weist eine rechteckige Form auf, damit sich die Flansche 28 von vorne nach hinten und von hinten nach vorne bewegen können. Wie weiter unten noch im Detail beschrieben, ist in einer Ausführung der Balken 130 der Fokussierbrücke 92 innerhalb der Einstellkerbe 136 des unteren Deckels 60 aufgehängt. Die gegenüberliegenden Regelflansche 28 sind verschiebbar an den gegenüberliegenden Enden 138 des unteren Deckels 60 innerhalb der gegenüberliegenden Regelschlitze 26 des Gehäusekörpers 48 aufgehängt.
Die Fokussierbrücke 92 dient somit als ein Beispiel für ein Mittel zur Fokussierung des übertragenen Bildes des Objekts auf der Sensoranordnung durch Einstellung des Abstands zwischen der Sensoranordnung und dem proximalen Ende des Linsenmittels und zur Erhaltung der Längsachse des Linsenmittels. Die Ausführung dieser beiden Funktionen stellt einen beachtlichen Beitrag zum Stand der Technik dar.
Das Linsenmittel und das Lichtquellenmittel ist innerhalb der unteren Kammer 64 genau ausgerichtet, wobei die Kammer 64 speziell nur zur Unterbringung gewisser Bestandteile entworfen ist und separat von einer Vielzahl anderer Bestandteile der tragbaren endoskopischen Kamera 10 ist. Aufgrund der Schaffung der Kammer durch den Anmelder wird das Licht des Lichtquellenmittels prinzipiell innerhalb einer einzigen, relativ kleinen Kammer zurückbehalten und in dem Linsenmittel gebündelt.
Die Innenfläche 86 des unteren Deckels 60 wird nun im Detail in Bezug auf 5 beschrieben. Zweckmäßigerweise bestehen zwei Hauptziele der unteren Kammer 64 darin, (1) die Bewegung der eng mit der Lichtquelle verbundenen Bauteile zu verhindern, aber dennoch (2) eine Hin- und Hergleitbewegung der Sensoranordnungs-Schaltplatte 80 zu erlauben. Um jedes dieser Ziele zu erreichen, enthält die Innenfläche 86 des unteren Deckels 60 einen unteren Deckelboden 158, eine breite Einstellkerbe 136, einen dünneren, tieferen Eingangsanschluß-Empfangskanal 140, obere distale Wände 141 im unteren Deckel sowie einen Lampenaufbau-Empfangskanal 160.
Die Einstellkerbe 136 wird durch einen Einstellkerbenboden 142, eine proximale Wand 144, gegenüberliegende Seitenwände 146, gegenüberliegende proximale Enden 148 von gegenüberliegenden oberen distalen Wänden 141 im unteren Deckel sowie der imaginären, sich zwischen und nach oben von den proximalen Stirnflächen der Pfosten 150 erstreckenden Ebene bezeichnet. In einer Ausführung jedoch kann sich die Sensoranordnung-Schaltplatte 80 nur innerhalb eines proximalen Teils der Einstellkerbe 136 hin und her bewegen.
Der Kanal 160 ist ein Beispiel für ein Mittel, mit dem das Lichtquellenmittel in einer anliegenden Beziehung mit dem Linsenmittel gehalten wird. Der Kanal 160 ist in dem Boden 142 der Einstellkerbe 136 ausgebildet und ist an einem distalen Teil angeordnet, um den Ring 113 des Faserlicht-Eingangskanals 110 aufzunehmen. Der Kanal 160 wird an einem distalen Ende begrenzt von einer imaginären Ebene, welche sich zwischen den distalen Stirnflächen der sich gegenüberliegenden Pfosten 150 erstreckt. Die Buchsenfuß-Kerben 162 des Kanals 160 nehmen jeweils einen entsprechenden Buchsenfuß 104 auf, wobei jede Buchse 162 eine Oberfläche unter dem Boden der Einstellkerbe 136, jedoch über der Oberfläche des Kanals 160 aufweist.
Der Eingabeanschluß-Empfangskanal 140 ist dazu konzipiert, den Faserlicht-Eingangskanal 110 des Laserlinsenmoduls 88 aufzunehmen. Der Kanal 140 wird von dem distalen Ende 153 der Innenfläche 86 des unteren Deckels 60, den gegenüberliegenden Eingabeanschlußkanal-Seitenwänden 154, den gegenüberliegenden Pfosten 150, einem distalen Teil des Lampenaufbau-Empfangskanals 160 und dem unteren Teil der oberen distalen Wände 141 des unteren Deckels bezeichnet. Stege 156 sind etwas tiefer als die Oberkanten 155 des Eingangskanals 110 angeordnet, wenn der Eingangskanal 110 im Kanal 140 untergebracht ist. Ein distaler Teil des Kanals 140 kann etwas breiter als die Oberkanten 155 sein, damit die Oberkanten 155 nicht auf den Stegen 156 aufliegen. Alternativ ist der Kanal 140 so ausgebildet, daß die Oberkanten 155 auf den Stegen 156 angeordnet sind. Der Kanal 140 ist somit ein weiteres Beispiel für ein Mittel, mit dem das Lichtquellenmittel in einer anliegenden Beziehung mit dem Linsenmittel gehalten wird.
Die gegenüberliegenden Pfosten 150 erstrecken sich vom Boden 158 des unteren Deckels nach oben. Gegenüberliegende proximale Seitenwände 161 des Kanals 160 erstrecken sich proximal in Bezug auf einen Unterteil 147 der gegenüberliegenden Pfosten 150, wobei die Innenstirnfläche 149 jedes Unterteils 147 als eine distale Wand des Kanals 160 dient.
Der Faserlicht-Eingangskanal 110 ist im Eingabeanschluß-Empfangskanal 140 so angeordnet, daß ein distaler Teil des Lampenaufbaus 94 durch die Stirnseite 114 des Faserlicht-Eingangskanals 110 hindurch zu liegen kommt. Die Lampe 100 liegt somit an dem Faserbündel 112 an, und der Ring 113 liegt um den distalen Teil des Lampenaufbaus 94. Indem ein distaler Teil des Lampenaufbaus 94 durch die Eingangskanalstirnseite 114 hindurch angeordnet wird, wird eine das Licht bündelnde Kammer innerhalb des zylindrischen Rings 113 geschaffen, um somit das vom Lichtquellenmittel erzeugte Licht im Linsenmittel zu bündeln.
In einer Ausführung wird die Kante 111 des Rings 113 zwischen dem Unterteil 147 der Pfosten 150 gehalten. In einer weiteren Ausführung ist die Kante 111, oder alternativ der gesamte Ring 113, proximal so angeordnet, daß sie zwischen gegenüberliegenden Seitenwänden 161 gehalten wird. In beiden Ausführungen erstreckt sich der Ring 113 des Eingangskanals 110 in den Kanal 160.
Der Lampenaufbau-Empfangskanal 160 und der Eingangskanal-Empfangskanal 140 bilden somit zusammen einen einzigen Beleuchtungskanal, der als Mittel fungiert, um das Lichtquellenmittel in einer mit dem Linsenmittel anliegenden Beziehung zu halten.
In einem zusätzlichen Beispiel eines Mittels, mit dem das Lichtquellenmittel in einer mit dem Linsenmittel anliegenden Beziehung gehalten wird, wird ein Halteelement 96 um den Lampenaufbau 94 angeordnet und wird in einer weiteren Ausführung im Boden 142 der Einstellkerbe 136 verankert. Ein gebogenes Ende 164 des Halteelements 96 ist um die Buchse 102 des Lampenaufbaus 94 angeordnet und hält den Lampenaufbau 94 so fest im Halteelement 96, daß der Lampenaufbau 94 im Kanal 160 aufgehängt ist. In einer Ausführung ist das flache Ende 166 des Halteelements 96 mit dem Boden 142 der Einstellkerbe befestigt. Indem der Lampenaufbau 94 von den Wänden und dem Boden des Kanals 160 entfernt im Halteelement 96 aufgehängt ist, kann sich Wärme im Kanal 160 zerstreuen.
Ein weiteres Beispiel eines Mittels, mit dem das Lichtquellenmittel in einer mit dem Linsenmittel anliegenden Beziehung gehalten wird, ist eine T-förmige Halteelement-Klemmvorrichtung 98, welche über dem Halteelement 96 angeordnet und am Einstellkerbenboden 142 wie in 4 veranschaulicht befestigt ist und somit der Wahrung der fixen Position des Lampenaufbaus 94 zusätzliche Effektivität verleiht. Wieder in Bezug auf 5, liegt das Oberteil 168 der T-förmigen Halteelement-Klemmvorrichtung 98 an einer Außenfläche 170 des Halteelements 96 in einer sich paarenden Beziehung an. Der Unterteil 172 der T-förmigen Klemmvorrichtung 98 ist am Boden 142 befestigt.
In einer weiteren Ausführung ist ein flacher Lampenaufbaudeckel 171, wie in 5 und 6 dargestellt, über dem Lampenaufbau 94 angeordnet und bildet eine Lichtbündelungskammer. 6 ist eine Querschnittsansicht in die proximale Richtung der montierten 5, proximal bis zu den Pfosten 150. Mit dem Deckel 171 und dem Riemen 175 wird das Licht noch mehr entlang der Längsachse des Lampenaufbaus 94 im Faserbündel 112 konzentriert, als dies bei einer Position senkrecht zur Längsachse und vom Faserbündel entfernt der Fall wäre. Der Deckel 171 kann beispielshaft den Lampenaufbau-Empfangskanal 160, den ganzen Boden 142 der Einstellkerbe 136 oder beides bedecken. Wahlweise hat der Deckel 171 z. B. einen schmalen Kragen 183, der sich zwischen den Pfosten 150 erstreckt. Der Deckel ist vorzugsweise in seiner Position eingerastet.
In einer weiteren Ausführung, wie in 5 und 6 veranschaulicht, besteht die Lichtbündelungskammer aus dem Deckel 171 und einem Riemen 175. In einer Ausführung hat der Riemen 175 beispielshaft eine rechteckige Form. In einer weiteren Ausführung hat der Riemen 175 eine quadratische Form. Der Riemen 175 kann aus einer Reihe von Materialien, wie z. B. ABS Kunststoff, bestehen und zwischen proximalen gegenüberliegenden Seitenwänden 161 und zumindest unter Teilen des Lampenaufbaus 94 und des Rings 113 angeordnet sein.
Ein erstes oberes Ende 163 des Riemen 175 wird bevorzugt unter dem flachen Ende 166 des Halteelements 96 am Einstellkerbenboden 142 befestigt. Ein zweites oberes Ende 165 des Riemens 175 ist auf einer gegenüberliegenden Seite des Bodens 142 so angeordnet, daß die distale Stirnfläche gegenüberliegender Oberteile des Riemens 175 neben oder an den proximalen Stirnflächen der Pfosten 150 zu liegen kommen. Ein Zwischenteil 177 des Riemens 175 erstreckt sich zwischen den Enden 163 und 165.
Wie schon oben erwähnt ist ein distalen Teil, wie z. B. die Lampe 100, des Lampenaufbaus 94 vom Ring 113 umgeben. Der Ring 113, oder zumindest ein proximaler Teil davon wie z. B. eine Kante 111, wird zwischen gegenüberliegenden proximalen Seitenwänden 161 so im Kanal 160 gehalten, daß ein distaler Teil des Riemens 175 unter dem Ring 113, oder zumindest einem proximalen Teil davon, zu liegen kommt. Der Riemen 175 erstreckt sich auch proximal unter einem Teil des Lampenaufbaus 94, wie z. B. einem Zwischenteil des Lampenaufbaus 94 (z. B. dem von den Füßen 104 distalen Teil der Buchse 102). Der Deckel 171 ist über dem Lampenaufbau 94 und dem Ring 113 wie in 6 veranschaulicht so angeordnet, daß das Licht von dem Riemen 175 und Deckel 171 im Linsenmittel gebündelt wird.
Während in einer Ausführung der Riemen 175 am Ring 113 und Lampenaufbau 94 anliegt, ist der Riemen 175 in einer weiteren Ausführung, wie in 6 dargestellt, leicht unterhalb des Rings 113 und Lampenaufbaus 94 angeordnet, wodurch der Ring 113 während der Herstellung um den distalen Teil des Lampenaufbaus 94 liegt.
Durch die Trennung der Optik zusammen mit der Lichtquelle in einer Kammer und der Signaleinheit und der Mehrzahl der Kamerabestandteile in einer anderen Kammer kann Schaden, der an einer Kammer entsteht, auf diese Kammer beschränkt werden. Weiterhin macht eine gewünschte Einstellung der Linsen oder Lampen ein Öffnen des gesamten Geräts nicht erforderlich. Erforderliche Wartungsarbeiten werden höchstwahrscheinlich innerhalb der unteren Kammer 64 stattfinden, womit die Bestandteile der oberen Kammer 62 in einer relativ wartungsfreien Umgebung in ihrer außergewöhnlichen Unterbringung bleiben können und somit Schaden an den oberen Kammerbestandteilen während Wartungsarbeiten vermieden wird.
Die Anordnung nutzt auch den Bauraum effizient. Während der Großteil der oberen Kammer 62 proximal zur unteren Kammer 64 ausgerichtet ist, ist ein bedeutsamer Teil der oberen Kammer 62 über einem bedeutsamen Teil der unteren Kammer 64 ausgerichtet, wodurch ein Teil des Inhalts der oberen Kammer 62 über einem Teil des Inhalts der unteren Kammer 64 angeordnet sein kann, oder wodurch in einer Alternativausführung zumindest Bandkabel 78 im Innendurchgang 56 angeordnet werden können. Diese Konfiguration des ersten Gehäuses 12 schafft eine ausgeglichene Ausrichtung in der Hand des Arztes. Diese Nutzung des Bauraums in einer ausgeglichenen, vollständig tragbaren endoskopischen Hand-Kamera stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Technik dar.
In der bevorzugten Ausführung enthält das erste Gehäuse 12 auch ein Mittel zum Austausch des Lichtquellenmittels. In einer Ausführung enthält zum Beispiel das Mittel zum Austausch des Lichtquellenmittels ein Türchen (nicht dargestellt) am unteren Deckel 60 zum Austausch der Lampe. Das Türchen kann zum Beispiel ein Schiebetürchen umfassen, wie typischerweise in einer Vielzahl von Fernbedienungsgeräten zum Austausch der Batterien bekannt. In einer weiteren Ausführung umfaßt das Mittel zum Austausch des Inhalts der unteren Kammer einen unteren Deckel 60, der so konstruiert ist, daß er vom Gehäusekörper schnappen kann. In einer weiteren Ausführung ist der untere Deckel am Gehäusekörper unter Federspannung angebracht.
Die Anordnung des Lampenaufbaus 94 in der Nähe des proximalen Endes 18 des ersten Gehäuses 12 innerhalb des oberen Hohlraums 52 hinter der Spannungsregler-Schaltplatte 68 oder in der Nähe einer Eckaussparung wie z. B. 72 oder 76 kann beim Zugriff auf den Lampenaufbau 94 zu Wartungszwecken nützlich sein. Ein Türchen, wie schon oben beschrieben, könnte vorteilhaft in der Nähe des Lampenaufbaus 94 angeordnet sein. In einer Ausführung erfordert dies eine Verlängerung des Eingangskanals 110 oder ein anderes Mittel zur Koppelung des Lampenaufbaus 94 mit dem Eingangskanal 110, wie z. B. ein Kabel oder ein Faserbündel, das sich vom Eingangskanal 110 zum Lampenaufbau 94 erstreckt.
2. Zweite Gehäuseausführung
Ein weiteres Beispiel einer tragbaren endoskopischen Hand-Kamera 200 ist in 8 veranschaulicht. Wie in 8 und 9 dargestellt und wie oben in Bezug auf die endoskopische Kamera 10 schon erwähnt, umfaßt die tragbare endoskopische Kamera 200 die Spannungsregler-Schaltplatte 68, die elektrisch mit dem Kamera-Aufbau 67 gekoppelt ist, welcher über einen Koppler 90 mit dem Linsenfasermodul 88 verbunden ist. Wie oben auch schon in Bezug auf die tragbare endoskopische Kamera 10 beschrieben, liegt die Lampe 100 des Lampenaufbaus 94 direkt am Faserbündel 112 des Faserlicht-Eingangskanals 110 an. Die Buchse 102 kann von einer die Lampe 100 im Faserlicht-Eingangskanal 110 haltenden Schelle oder einem Halteelement umgeben sein, oder das erste Gehäuse 202 kann so konstruiert sein, daß es die Lampe 100 im Faserlicht-Eingangskanal 110 hält. Wahlweise kann der Lampenaufbau 94 in der proximalen Kante 111 des Rings 113, welche an der Manschette anliegt, gehalten werden. In einer Ausführung ist die Verdrahtung der endoskopischen Kamera 200 der schon oben im Schaltbild von 7 erwähnten gleich.
Während die Fokussierbrücke 92 in dieser Ausführung mit kleinen Veränderungen eingesetzt werden kann, dient das Daumenrad 208 als ein weiteres Beispiel für ein Mittel zur Fokussierung des übertragenen Bildes des Objekts auf der Sensoranordnung durch Einstellung des Abstands zwischen der Sensoranordnung und dem proximalen Ende des Linsenmittels und zur Erhaltung der Längsachse des Linsenmittels. Das Daumenrad 208 greift in sich verzahnende, an der Außenfläche des optischen Kopplers angebrachte Stege 210 ein und schiebt den optischen Koppler 90 entlang dem proximalen Teil 108 des Linsenrohrs 32, womit die CCD-Anordnung ausgerichtet und somit die Kamera fokussiert wird. Das Daumenrad 208 ist auch dabei behilflich, das Linsenfasermodul 88 von einer Bewegung in eine laterale Richtung auf die Seiten des ersten Gehäuses 202 hin abzuhalten, wodurch die Längsachse des Linsenmittels aufrecht erhalten wird. Der mechanische Anschlag 211 ist proximal zur CCD-Schaltplatte 80 angebracht, um den optischen Koppler 90 daran zu hindern, über den proximalen Teil 108 des Linsenrohrs 32 hinauszugleiten.
Zweckmäßigerweise kann die tragbare endoskopische Kamera 200 mit einer Reihe von oben im Bezug auf die tragbare endoskopische Kamera 10 erwähnten Merkmalen modifiziert werden. So kann z. B. eine Vielzahl oben erwähnter Lichtquellenmittel auch in der Kamera 200 zur Anwendung kommen, einschließlich externer Lampen, Lampen innerhalb eines externen Gehäuses und Lampen, die über ein Kabel, wie z. B. ein Lichtleiterkabel, mit dem Linsenmittel verbunden sind. In einer Ausführung ist beispielhaft ein Energieversorgungsmittel wie z. B. ein in 1 veranschaulichter Batteriesatz 35 am ersten Gehäuse 202 angebracht. In einer weiteren Ausführung sind Einwegbatterien oder wiederaufladbare Blei-Schwefelsäurezellen im ersten Gehäuse 202 angeordnet. Eine Vielzahl anderer Energieversorgungsmittel ist auch verfügbar, einschließlich kabelbetriebene Energie.
Ebenso sind verschiedene Darstellungsmittel elektrisch mit dem Kamera-Aufbau 67 im ersten Gehäuse 202 gekoppelt. In einer Ausführung z. B. ist das Darstellungsmittel ein am ersten Gehäuse 202 montierter Bildschirm, wie z. B. der Bildschirm 36 in 1. Die Möglichkeit zum kabelbetriebenen S-VHS bzw. FBAS Format kann auch im ersten Gehäuse 202 zur Verfügung gestellt werden, als auch ein Übertragungsmittel.
Das erste Gehäuse 202 ist somit ein weiteres Beispiel eines handgetragenen Mittels zur Unterbringung des Lichtquellenmittels, des Video-Bilderzeugungsmittels, des Linsenmittels und des Energieversorgungsmittels, wobei die Vorrichtung in sich geschlossen und einfach zu handhaben ist. Wie in 9 dargestellt, umfaßt das erste, eine einzige Kammer enthaltende Gehäuse 202 einen Gehäusekörper 204 und einen entsprechenden Deckel 206, wobei die Innenflächen des Gehäusekörpers 204 und des Deckels 206 eine einzige Kammer bezeichnen.
In noch einer anderen Ausführung besteht die in sich geschlossene Kamera 200 aus einem ersten Gehäuse 202, einem zweiten Gehäuse 201, den Komponenten im ersten Gehäuse 202, den Komponenten im zweiten Gehäuse 201 sowie einem Mittel zur elektrischen Kopplung der Komponenten des ersten und zweiten Gehäuses 202, 201, wie z. B. einem Kabel, welches sich in 8 vom Ausgabekanal 203 erstreckt.
Das zweite Gehäuse 201 kann vorteilhaft in der Hand des praktischen Arztes gehalten oder z. B. am Gürtel des Arztes installiert werden. Zweckmäßigerweise werden in einer weiteren Ausführung die Bestandteile der Kamera 10 in 1 elektrisch mit dem Inhalt des zweiten Gehäuses 201 gekoppelt. In einer Ausführung enthält das zweite Gehäuse 201 ein Energieversorgungsmittel, das mit dem Lichtquellenmittel, Video-Bilderzeugungsmittel, Übertragungsmittel bzw. Darstellungsmittel elektrisch gekoppelt ist und diese mit elektrischer Kraft versorgt. Im zweiten Gehäuse 201 (oder im in 30 dargestellten zweiten Gehäuse 608) können vorteilhaft auch ein Übertragungsmittel, ein Darstellungsmittel bzw. ein Lichtquellenmittel (wie z. B. eine Halogenlampe im Bereich zwischen 50 und ca. 100 Watt) untergebracht sein, welche über ein Kabel mit dem Linsenmittel verbunden sind. Der Ausgabekanal 205 wird normalerweise dafür verwendet, wahlweise kabelbetriebene Energieversorgungsmittel oder separate Darstellungsmittel, wie z. B. einen an einer Wand oder einem Schreibtisch installierten Bildschirm, zu verbinden.
3. Dritte Gehäuseausführung
10 veranschaulicht eine weitere Ausführung einer tragbaren endoskopischen Kamera 220. Die Kamera 220 gleicht der Kamera 200. Wie in der Ausführung in 10 gezeigt, wurde jedoch der Längsteil 222 (dargestellt in 4) des Eingangskanals 110 parallel zum Linsenrohr 32 entfernt und das Linsenfaserbündel 112 endet in dem gewinkelten Teil 224 des Eingangskanals 226, welcher sich in einem Winkel in Bezug auf die Längsachse des Linsenrohrs 32 befindet. Das Faserbündel 112 endet somit, unmittelbar nachdem es in den Faserlicht-Eingangskanal 226 in einem Winkel vom Linsenrohr 32 eingetreten ist. Die Lampe 100 des Lampen-Aufbaus 94 liegt am Faserbündel 112 an, direkt nachdem das Faserbündel 112 aus dem Linsenrohr 32 in dieser gewinkelten Stellung austritt, wodurch die Lampe 100 näher an das Linsenrohr 32 rückt und das Licht nicht den Längsteil 222 zurücklegen muß. Die 11 stellt ein Beispiel einer tragbaren endoskopischen Kamera 220 in 10 dar, an der das Daumenrad 208 so eingestellt wurde, daß der optische Koppler 90 proximal entlang der Längsachse des Linsenrohrs 32 geführt wird.
4. Vierte Gehäuseausführung
Die in sich geschlossene tragbare endoskopische Kamera 414 in 16 stellt noch ein weiteres Beispiel eines ersten Gehäusemittels dar. Wie in 16 und 17 veranschaulicht, umfaßt das erste Gehäuse 416 einen oberen Deckel 418, einen unteren Deckel 420, einen Gehäusekörper 422 und ein Stabilisierungsmittel zur Stabilisierung der Kamera 414. In einer Ausführung enthält das Stabilisierungsmittel einen distalen Griff 424, der so entworfen ist, daß der Arzt seinen Daumen oder Finger während des Gebrauchs dort auflegen kann. Der distale Griff 424 fungiert als ein Sicherheitsmittel, das die Kamera 414 stabilisiert, wenn das Linsenrohr 32 (und/oder ein gekoppeltes Sondenmittel) sich in einer empfindlichen Körperöffnung wie z. B. einem Ohr befindet.
Indem der Arzt den Griff 424 mit einem Daumen oder anderen Finger oder Fingern hält und einen oder mehrere Finger in die Nähe des zu beleuchtenden Objekts legt, kann er die Kamera 414 stabilisieren, während er das distale Ende 93 des Linsenrohrs 32 nah an das Objekt hält. Wenn der Arzt zum Beispiel das Innere des Ohrs eines Patienten betrachtet, kann er den Griff 424 halten und gleichzeitig einen oder mehrere Finger auf den Kopf des Patienten legen, wodurch die Kamera 414 weiter stabilisiert und das distale Ende 93 genau ausgerichtet wird.
Der Griff 424 umfaßt ein den Fingern angepaßtes Gehäuse 426 mit einem zylinderförmigen Kanal (nicht dargestellt), der sich dort zur Aufnahme des Linsenrohrs 32 hindurch erstreckt. Wie auch in 16 gezeigt, erstreckt sich das distale Ende 93 des Linsensrohrs 32 so durch den Griff 424 und distal vom distalen Ende 453 des Sondenadapters 454, daß das distale Ende 93 des Linsenrohrs leicht vom Sondenadapter 454 herausragt. Die leicht herausragende Position des distalen Endes 93 distal vom distalen Ende 453 des Sondenadapters 454 schafft eine klare Auflösung für die Kamera 414. In einer Ausführung erstreckt sich das distale Ende 93 der Linse etwa 1/32 Zoll (0.08 cm) distal vom distalen Ende 453 des Sondenadapters 454.
In der Kamera 414 in 16 wird der Batteriesatz 35 in 1 nicht als darin enthalten dargestellt. Die Verwendung eines zweiten Gehäusemittels, wie z. B. eines zweiten Gehäuses 201, kann sich aufgrund des Gewichts des Batteriesatzes 35 als vorteilhaft erweisen. Ein leichteres Gerät kann vom Arzt besser stabilisiert werden. In einer anderen Ausführung jedoch ist der in 1 dargestellte Batteriesatz 35 auf den oberen Deckel 418 des ersten Gehäuses 416 montiert.
Das erste Gehäuse 416 ist somit ein weiteres Beispiel eines handgetragenenen Mittels zur Unterbringung des Lichtquellenmittels, des Video-Bilderzeugungsmittels, des Linsenmittels und des Energieversorgungsmittels, wobei die Vorrichtung in sich geschlossen und einfach zu handhaben ist. Zweckmäßigerweise kann die tragbare endoskopische Kamera 414 durch eine Vielzahl von bereits in Bezug auf die tragbare endoskopische Kamera 10 beschriebenen Merkmale modifiziert werden.
In einer Ausführung gleichen die Bestandteile des oberen Hohlraums (nicht dargestellt) der Kamera 414 denen des oberen Hohlraums 52 der Kamera 10 in 1 oder sind ihnen im wesentlich gleich. Um Störungen des Senders zu vermeiden, wird vorzugweise eine rechteckige Kupfererdplatte über dem Sender in einem Zwischenraum des oberen Deckels 418 angeordnet. Eine Leitung von der Erdplatte wird auf die Senderplatte gelötet. In einer bevorzugten Ausführung ist der Sender ein FM-Sender, der Signale an einen FM-Empfänger schickt.
In Bezug auf 17 enthält nun in einer bevorzugten Ausführung der untere Deckel 420 der Kamera 414 eine Innenfläche, die dazu konzipiert ist, das Linsenfasermodul 88 aufzunehmen und den Lampenaufbau 94 mit Manschette sowie die Hin- und Herbewegungen der CCD-Platte 80 zu ermöglichen.
Um die Verwendung von Schmiermitteln für bewegte Teile zu vermeiden, kann in jeder der hierin offenbarten Gehäuseausführung eine hochpolierte Art von Gehäuse 202 verwendet werden. Jedes der Gehäuse kann wasserdicht oder wasserbeständig sein, z. B. indem ein abgedichtetes Gehäuse verwendet wird und eine Gummitülle oder O-Ring um die Dichtungen gelegt wird. Darüber hinaus können bei entsprechenden Voraussetzungen, unter denen ein Wasserschaden wahrscheinlich ist, wasserdichte elektrische Adapter verwendet werden, z. B. bei Operationen oder Unterwassereinsätzen. Bei solchen Verfahren wird eine Gummi- oder Kunststoffdichtung um den Adapter bzw. die Sonden gelegt. Das Fokussierrad 208 oder die Fokussierbrücke 92 in 3 und 9 wird entfernt und das umgebende Gehäuse, z. B. auch Schlitze 26, kann ausgefüllt werden, um bessere wasserdichte bzw. wasserbeständige Voraussetzungen zu erzielen. Während des Gebrauchs kann eine Madenschraube auf der Außenfläche des Gehäuses eingesetzt werden, um den Fokus einzustellen, wobei die Madenschraube mit einem entsprechenden Zahn im Gehäuse in Verbindung steht und sich der Zahn mit den Bahnen 210 auf dem optischen Koppler 90 verzahnt, um den Koppler 90 zu verschieben.
5. Fünfte Gehäuseausführung
Eine Querschnittsansicht einer weiteren Gehäuseausführung der in sich geschlossenen Kamera 510 ist in 27 veranschaulicht. Wie in dieser Ausführung dargestellt, umfaßt das erste Gehäuse 574 ein Gehäuse 574 mit einer einzigen Kammer, in der die Lampe 100 gegen das proximate Faserbündel 540 angeordnet ist. Die Manschette 575, die aus lichtdurchlässigem Elastomer (z. B. farblos und hochglänzend) wie z. B. Nylon oder einem anderen geeigneten Material besteht, umgibt die Lampe 100 und koppelt die Lampe 100 mit dem Ring 544.
Eine drahtlose Videoübertragung kann durch die Anwendung eines im Sendergehäuse 572 untergebrachten Senders 70 erreicht werden. Zweckmäßigerweise kann das Energieversorgungsmittel im oder am ersten Gehäuse 574 angebracht werden. Der Batteriesatz 35 in 1 zum Beispiel kann leicht am ersten Gehäuse 574 angebracht werden. Wie in 27 dargestellt, nimmt in einer Ausführung ein Bandkabel 78 des Video-Bilderzeugungsmittels eine fixe Position in Bezug auf die CCD-Platte 80 ein und verhindert somit, daß das Band 78 brechen oder durch die CCD-Platte 80 oder das Video-Bilderzeugungsmittel verschoben werden kann.
Wie in 27 gezeigt, enthält die Kamera 510 weiterhin Mittel zum Austausch des Lichtquellenmittels, einschließlich einer Madenschraube 640, wobei das Mittel als ein Türchen zum Austausch des Lichtquellenmittels dient. Die Feder 642 übt Druck gegen die Lampe aus, was zur Wahrung der anliegenden Beziehung zwischen der Lampe und dem Faserbündel beiträgt, und somit ein weiteres Beispiel für ein Mittel darstellt, welches das Lichtquellenmittel in einer anliegenden Beziehung mit dem Linsenmittel hält. Eine Minusplatte 644 und eine Plusplatte 646 des Energieversorgungsmittels kann innerhalb der Manschette 575 angebracht sein, wobei die Minusplatte 644 mit der Buchse 513 den Kontakt herstellt und die Plusplatte 646 mit der Feder 642, welche mit der Buchse 513 den Kontakt herstellt und somit die Lampe 100 mit elektrischer Energie versorgt.
Darüber hinaus kann zweckmäßigerweise eine Vielzahl der oben in den erwähnten Kameraausführungen beschriebenen Bestandteile in der Kamera zum Einsatz kommen, wie z. B. der Spannungsregler 68. Wie in 30 dargestellt besteht in einer Ausführung die in sich geschlossene Kamera 510 aus dem ersten Gehäuse 574, dem zweiten Gehäuse 608, den Bestandteilen im ersten Gehäuse 574, den Bestandteilen im zweiten Gehäuse 608 und einem Mittel zur elektrischen Kopplung der Komponenten des ersten und zweiten Gehäuses 574, 608, wie z. B. ein Kabel 609.
L. Adaptermittel
Die Erfindung umfaßt weiterhin eine Vielzahl von Adaptermitteln, um das Sondenmittel wahlweise mit dem distalen Ende des Linsenmittels verbinden zu können. Der Sondenadapter 30 ist ein Beispiel eines Adaptermittels, wie oben beschrieben und in 1–3 dargestellt.
Ein weiteres Beispiel eines Adaptermittels ist ein Adapter 454, wie in 23 gezeigt. Wie dargestellt besteht der Adapter 454 aus einem Kragen 456 mit einer Innenfläche 457, die einen Durchgang bezeichnet. In einer Ausführung ist der Durchgang so konzipiert, daß dort das Linsenrohr 32 untergebracht werden kann. In einer weiteren Ausführung ist der Durchgang so gestaltet, daß dort hinein die Unterlegscheibe 458 gelegt werden kann, wie in 17 dargestellt. Die Innenfläche 460 der Unterlegscheibe 458 ist so ausgelegt, daß sie um das distale Ende 93 des Linsenrohrs 32 gepreßt wird. Die Unterlegscheibe 458 koppelt somit das Linsenrohr 32 mit dem Sondenadapter 454.
Ein Adapterkörper 462, der integral am Adapterkragen 456 befestigt ist, erstreckt sich nach innen und distal vom Adapterkragen 456. In einer Ausführung weist der Adapterkörper 462 eine hohle konische Form auf, wie in 23 veranschaulicht. In einer bevorzugten Ausführung ist die Außenfläche des Adapterkörpers 462 so entworfen, daß eine Paarung mit der Innenfläche einer Sonde stattfindet, wie z. B. mit dem in 23 dargestellten Spiegel des Otoskops 464. Um die Sonde wie z. B. den Spiegel 464 am Sondenadapter 454 zu sichern, ist am Adapterkörper 462 ein Nut 466 integriert, die einen Steg 468 an der Innenfläche der Sonde aufnimmt.
Um den Adapter 454 um das Linsenrohr 32 zu drehen, umfaßt der Adapter 454 weiterhin Ausrichtmittel zur Ausrichtung des Adapters 454 in Bezug auf das Linsenrohr 32. Die Aussparung 470 und die Unterlegscheibe 458 sind Beispiele von Ausrichtmitteln. Ein Arzt, der eine Sonde genau ausrichten möchte, um die Sonde im Augeninneren eines Patienten anzubringen, kann zum Beispiel Druck gegen den ausgesparten Teil 470 ausüben, wodurch der Adapter 458 in Bezug auf das Linsenrohr 32 gedreht wird, bis die Sonde genau ausgerichtet ist. Im Gegensatz zu Gewinden kann eine Unterlegscheibe 458 viele Male gedreht werden, ohne sie aus dem distalen Ende 32 auszuschrauben. Diese Ausrichtfunktion der Sondenaussparung 470 wird noch weiter unten im Detail in Bezug auf 24 und 25 beschrieben. Zweckmäßigerweise kann, alternativ zur Verwendung einer Unterlegscheibe, die Ausrichtfunktion erreicht werden, indem der Adapter 454 eine glatte Innenfläche aufweist, z. B. die Oberfläche 460, die so konzipiert ist, daß sie um das Linsenrohr 32 gelegt werden kann.
Vorzugweise ist der Sondenadapter 454 so ausgelegt, daß er eine Vielzahl verschiedener Sonden mit dem Linsenrohr 32 koppeln kann. Der Sondenadapter 454 kann auch auf eine Vielzahl verschiedener Unterlegscheiben mit unterschiedlichen Innendurchmessern ausgelegt sein, die dazu verwendet werden, den Adapter 454 an verschiedenen Linsenrohren anzubrigen.
Wie in 28 dargestellt umfaßt ein Adapter 551 in einer weiteren Ausführung einen Haltegriff 582, an den die Finger während des Gebrauchs der Vorrichtung 510 gelegt werden können. Ein Vielzahl von Sonden, wie z. B. die Sonde 584, kann mit dem distalen Teil 586 des Adapters 551 verbunden sein. In einer Ausführung wird zur Kopplung einer Sonde mit dem Adapter ein Einsatz 588 in der Sonde 584 in einen Schlitz 590 im Adapter 551 eingefügt. In einer bevorzugten Ausführung ist der Schlitz 590 flach, damit der Einsatz 588 gegen die Innenfläche des Schlitzes 590 gedrückt wird und somit eine feste Passung bildet, was wiederum den Einsatz 588 fest im Schlitz 590 hält. Der Adapter 551 kann bevorzugt autoklaviert werden.
In einer weiteren Ausführung wird ein Einsatz 550 am Linsenfasermodul 512 mit einem ersten oder zweiten umlaufenden Schlitz 552, 554 am Adapter 551 gepaart, wie in 28 dargestellt, was den Adapter 551 sicher im Gehäuse 518 hält. Wie auch in 27 gezeigt, ist in einer Ausführung ein O-Ring 548 am Gehäuse 518 angeordnet, um die sichere Verbindung zwischen der Außenfläche des Gehäuses 518 und dem Adapter 551 abzudichten. Der erste und zweite Schlitz des Adapters 551, der jeweils an mindestens eine Nut an der Innenfläche des Adapters 551 angrenzt, ermöglicht es, den Adapter 551 zu drehen und am Einsatz 550 zu arretieren.
Aufgrund der Einbindung des ersten und zweiten Schlitzes, die ca. 180 Grad voneinander entfernt angeordnet sind, anstelle nur eines einzigen Schlitzes, kann jeder Schlitz des Adapters 551 am Einsatz 550 montiert werden. Somit kann eine Sonde, wie z. B. ein unten beschriebener Spiegel 292, mit dem Adapter 551 verbunden werden, ohne die Vorrichtung 510 umdrehen zu müssen – hierbei ist der Spiegel 300 abhängig von der Orientierung des Adapters 551 nach oben oder unten gerichtetet. Der Spiegel 292 kann somit dazu dienen, die oberen oder unteren Backenzähne zu betrachten, ohne die Kamera 510 dabei umdrehen zu müssen. Um den Blickwinkel zu ändern, wird stattdessen nur der Schlitz des Adapters 551, durch den der Einsatz 550 angeordnet ist, gewechselt und somit die Position des Spiegels 300 verändert. Die Schlitze 552, 554 dienen als zusätzliche Beispiele für Ausrichtmittel zur Ausrichtung des Adapters 551 in Bezug auf das Linsenrohr.
M. Austauschbare Sonden
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die tragbare endoskopische Kamera in jeder der hierin offenbarten Ausführungen sehr vielfältig, dadurch daß eine Vielzahl von Sondenmitteln optisch mit dem Linsenmittel gekoppelt werden kann, entweder direkt mit dem distalen Ende des Linsenrohrs 32 oder über ein am Linsenrohr 32 angebrachtes Adaptermittel, wie oben schon beschrieben. In einer Ausführung ist das in 12 offenbarte Sondenmittel speziell so konzipiert, daß es direkt auf das Linsenrohr 32 paßt. In dieser Ausführung hat das Linsenrohr 32 ein universelles Design, das mit einer Vielzahl von Sonden gepaart werden kann. Wird eine andere Sonde benötigt, ist kein neuer Adapter bzw. keine neue Kamera erforderlich. In einer anderen Ausführung ist ein Sondenadapter, wie z. B. der Adapter 454 oder der Adapter 551, zwischen dem Linsenrohr 32 und der Sonde angeordnet, wobei der Adapter eine universelle Konstruktion für eine Vielzahl von Sonden aufweist.
Die Sonden können am Linsenrohr 32 oder einem Adapter auf vielfältige Art und Weise sicher befestigt sein. In einer Ausführung verfügt das Linsenrohr 32 über Außengewinde, die sich mit den Innengewinden in den Krägen der Sonden paaren. In einer weiteren Ausführung paart sich ein einziger Steg an der Sonde mit einer einzigen Nut am Linsenrohr 32 oder eine einzige Nut an der Sonde paart sich mit einem einzigen Steg am Linsenrohr 32. Die Sonden können aus Edelstahl, Kunststoff, Aluminium oder einer Vielzahl anderer, dem Fachmann bekannter Materialien bestehen.
In einer Ausführung umfaßt jede in Kombination mit den hierin beschriebenen Endoskop-Ausführungen verwendete Sonde Reflektiermittel zur Reflektierung von Licht in eine gewünschte Richtung. In einer Ausführung besteht z. B. das Reflektiermittel aus einem reflektieren Material, wie z. B. einem weißen oder hellgrauen Kunststoffmaterial an den Innen- und Außenflächen der Sonde. Es herrscht die Überzeugung, daß die helle Farbe die Reflektierung des Lichts auf das Objekt fördert, während ein schwarzes Material das Licht absorbiert.
12a veranschaulicht eine Lichtleiterkabelsonde 270 zur Anwendung bei der Betrachtung einer Vielzahl von Objekten. Die Lichtleiterkabelsonde 270 ist so entworfen, daß sie um eine Wand gewickelt werden kann, um z. B. Objekte auf der anderen Seite zu betrachten oder um in Strukturen, wie z. B. einer Computerausrüstung, anatomischen Öffnungen oder einer Vielzahl anderer Orte eingesetzt zu werden.
Die Lichtleiterkabelsonde 270 besteht aus einem Kragen 272, welcher eine Innenfläche aufweist, die einen Durchgang zur Plazierung des Linsenrohrs 32 oder eines Adapters abgrenzt. Ein Lichtleiterkabel 274 erstreckt sich distal vom Kragen 272, wobei ein proximales Ende des Lichtleiterkabels 274 vorzugsweise gegen das distale Ende 93 des Linsenrohrs 32 angeordnet ist. Eine distale Linse 278 ist am distalen Ende 280 des Lichtleiterkabels 274 angeordnet. Somit wird ein von dem Lichtleiterkabel 274 beleuchtetes und durch die distale Linse 278 betrachtetes Bild über das Lichtleiterkabel 276 zum Linsenrohr 32 übertragen. Obwohl das Lichtleiterkabel 274 so entworfen ist, daß es verschiedene Längen aufweisen kann, ist es bevorzugt so entworfen, daß es ca. drei Fuß (91 cm) lang ist, damit es um zahlreiche Objekte herumreicht. 12b veranschaulicht eine Ausführung eines Augenspiegels 250 zur Anwendung bei der Betrachtung einer Vielzahl von Objekten, wie z. B. dem Auge und der damit zusammenhängenden Anatomie. Der Augenspiegel 250 kann z. B. für Aufnahmen der Phasen bei der Entwicklung eines Katarakts eingesetzt werden und in der mit den Augenlidern verbundenen plastischen Chirurgie zum Einsatz kommen. Der Augenspiegel 250 hat eine Kontur, die einem Augenduschbecher zum Ausspülen des Auges ähnelt.
Der Augenspiegel 250 besteht aus einem Kragen 252, welcher eine Innenfläche aufweist, die einen Durchgang zur Plazierung des Linsenrohrs 32 oder eines Adapters abgrenzt. Ein integral am Spiegelkragen 252 befestigter Spiegelkörper 254 erstreckt sich nach außen und distal vom Kragen 252. Der Spiegelkörper 254 hat an einem distalen Ende 256 eine etwa ovale Kontur und verfügt über eine abgerundete erste Seitenkante 258, eine abgerundete zweite Seitenkante 260 sowie gegenüberliegende Ober- und Unterkanten 262, die proximal in Bezug auf die erste Seitenkante 258 und zweite Seitenkante 260 so ausgespart sind, daß der Spiegel 250 ins Augeninnere zur Betrachtung des Auges gelegt wird, wenn er mit dem Linsenrohr 32 verbunden ist. Der Abstand zwischen der ersten Seitenwand 258 und der zweiten Kante 260 ist größer als der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Ober- und Unterkanten 262.
Die 24 und 25 veranschaulichen eine weitere Ausführung des Augenspiegels 472 zur Anwendung bei der Betrachtung einer Vielzahl von Objekten, wie z. B. dem Auge und der damit zusammenhängenden Anatomie. Der Augenspiegel 472 kann zum Beispiel für Aufnahmen der Phasen bei der Entwicklung eines Katarakts und bei der mit den Augenlidern verbundenen plastischen Chirurgie eingesetzt werden.
Der Augenspiegel 472 besteht aus einem Kragen 474, welcher eine Innenfläche 476 aufweist, die einen Durchgang zur Plazierung des Linsenrohrs 32 oder, wie in 25 dargestellt, eines Sondenadapters 454 abgrenzt. Wie auch in 25 dargestellt, paßt ein Innensteg 478 an der Innenfläche 476 des Spiegels in die Nut 466 am Sondenadapter 454, was den Sondenadapter 454 und den Spiegel 472 in einer sicheren Position hält.
Der Kragen 474 umfaßt weiterhin eine Außenfläche 480, die ein proximales Ende 482, ein distales Ende 484 sowie einen Zwischenteil 486 aufweist. Ein Körper 488, der so konzipiert ist, daß er um das Augeninnere paßt, erstreckt sich nach außen und distal vom Zwischenteil 486 der Außenfläche 480 des Kragens 474. Der Körper 488 verfügt über eine Außenfläche 490 und eine Innenfläche 492, die einen distalen Spiegelhohlraum 494 bezeichnen.
Der Körper 488 weist am distalen Ende 496 eine etwa ovale Kontur auf, verfügt über eine abgerundete erste Seitenkante 498, eine abgerundete zweite Seitenkante 500 sowie gegenüberliegende Ober- und Unterkanten 502, die proximal in Bezug auf die erste Seitenkante 498 und zweite Seitenkante 500 so ausgespart sind, daß der Spiegel 472 ins Augeninnere zur Betrachtung des Auges gelegt wird, wenn er mit dem Linsenrohr 32 verbunden ist. Der Abstand zwischen der ersten Seitenkante 498 und der zweiten Seitenkante 500 ist größer als der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Ober- und Unterkanten 502.
Wie in 25 dargestellt erstreckt sich ein distaler Teil 484 des Kragens 474 in den von der Innenfläche 492 des Körpers 488 bezeichneten Hohlraum 494 und positioniert somit das distale Ende 93 des Linsenrohrs 32 in einem vorgegebenen Abstand zum Auge. Indem er sich über die Innenfläche 492 des Körpers 488 hinaus erstreckt, bietet der Kragen 474 die Möglichkeit, das Linsenrohr 32 nah am Auge anzuordnen, was einen beachtlichen Vorteil in der Technik darstellt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Kragen 474 so anzuordnen, daß das distale Ende 93 des Linsenrohrs 32 leicht distal über das distale Ende 484 des Sondenadapters 454 hervorsteht, was wie oben schon ausgeführt zu einer besseren Auflösung führt.
Zweckmäßigerweise ermöglicht es die Aussparung 470 des Sondenadapters 454 dem Arzt, den Spiegel 472 so zu drehen, daß der Spiegel 472 ins Augeninnere paßt, ohne das Gehäuse 416 der endoskopischen Kamera zu drehen. Falls der Spiegel 472 anfangs nicht mit dem Augeninneren ausgerichtet ist, kann der Arzt somit den Sondenadapter 454 drehen, bis der Spiegel 472 genau ausgerichtet ist, ohne dabei das Gehäuse 416 zu drehen und das Gehäuse 416 in einer ungünstigen Position zur Ausrichtung des Spiegels 472 mit dem Augeninneren halten zu müssen.
Die 12c veranschaulicht einen Otoskop-Spiegel 282 zur Anwendung bei der Untersuchung einer Vielzahl von Objekten. Der Otoskop-Spiegel 282 besteht aus einem Kragen 284, der eine Innenfläche aufweist, die wiederum einen Durchgang zur Aufnahme des Linsenrohrs 32 oder eines Adapters darin bezeichnet. Ein integral am Spiegelkragen 266 angebrachter Spiegelkörper 286 erstreckt sich nach innen und distal vom Kragen 284.
In einer anderen Ausführung des Otoskop-Spiegels 282 besteht die Möglichkeit, ein Ohr oder anderen Hohlraum während der Betrachtung auszuspülen, indem ein Ausspülmittel benutzt wird, das am Gehäuse 12, dem Linsenrohr 32 oder Otoskop 282 befestigt ist. Solche Ausspülmittel umfassen zum Beispiel ein Rohr, das parallel zum Linsenrohr 32 und der Längsachse des Otoskop-Spiegels 282 verläuft. Eine am proximalen Ende des Rohrs angebrachte Spritze gibt die Ausspülflüssigkeit in das Rohr frei. Das Rohr verfügt über eine Öffnung am distalen Ende in der Nähe des distalen Endes des Otoskops 282, um die Flüssigkeit an den Hohlraum während der Betrachtung freizugeben.
In noch einer anderen Ausführung des Otoskop-Spiegels 282 besteht der Spiegel 282 aus hellem reflektierenden Material, wie z. B. einem hellgrauen Kunststoffmaterial, und reflektiert somit das vom Lichtquellenmittel erzeugte Licht auf ein Objekt.
12d und 12g veranschaulichen eine perspektivische Ansicht und Querschnittsansicht eines Spiegels 292 zur Anwendung bei der Betrachtung einer Vielzahl von Objekten, wie z. B. eines Zahns. Der Spiegel 292 kann z. B. dazu eingesetzt werden, Risse in Zähnen oder Zahnfleischerkrankungen zu untersuchen. Der Spiegel 292 besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 293 mit einer einen Durchgang bezeichnenden Innenfläche 301. Das rohrförmige Gehäuse 293 ist so konzipiert, daß ein Linsenrohr 32 oder Adapter darin untergebracht werden kann. Ein distales Ende 296 ist geschlossen. Das rohrförmige Gehäuse 293 umfaßt proximal zum distalen Ende 296 eine Öffnung 298. Die Öffnung 298 ist zur Aufnahme eines Objekts wie z. B. eines Zahns ausgelegt. Ein Spiegel 300 ist im Durchgang innerhalb des Gehäuses 293 neben der Öffnung 298 angeordnet und ist so ausgerichtet, daß er das Bild des aufgenommenen Objekts ins Linsenrohr 32 reflektiert. Vorzugsweise ist das Linsenrohr 32 innerhalb des Gehäuses 293 derart angeordnet, daß das distale Ende 93 des Linsenrohrs 32 etwa ½ Zoll (1.25 cm) vom Spiegel 300 entfernt liegt.
12e stellt einen ersten Biopsiespiegel 302 dar zur Anwendung bei der Betrachtung einer Vielzahl von Objekten und um eine Biopsie eines untersuchten Objekts zu entnehmen, ohne dabei einen Einschnitt zu benötigen. Der erste Biopsiespiegel 302 besteht aus einem Kragen 304, der eine Innenfläche aufweist, die einen Durchgang zur Aufnahme des Linsenrohrs 32 oder eines Adapters darin bezeichnet. Ein integral am Spiegelkragen 304 angebrachter Spiegelkörper 306 erstreckt sich nach innen und distal vom Kragen 304.
Der Spiegelkörper 306 hat die Form einer Nadel und enthält ein Lichtleiterkabel, vorzugweise einen einzigen Lichtleiterstrang. Ein proximaler Teil des Lichtleiterkabels ist vorzugsweise gegen das distale Ende 93 des Linsenrohrs 32 angeordnet. Das Lichtleiterkabel umfaßt eine Linse am distalen Ende 308 zur Betrachtung der von der Biopsie betroffenen Gegend.
Ein Löffel 310 mit einer gezackten distalen Stirnfläche 312 ist zum Entnehmen der Biopsieprobe in der Nähe der distalen Spitze 308 angeordnet, während der Biopsiespiegelkörper 306 innerhalb der von der Biopsie betroffenen Gegend angeordnet ist. Somit kann der Arzt die Gegend durch das Linsenrohr 32 betrachten und eine Biopsie mit dem Löffel 310 durchführen.
Wenn der Löffel 310 Gewebe für die Biopsie ausschabt, häuft sich das Material in der Nut 340. Mindestens eine Seite 311 des Löffels 310 ist schart, damit beim Drehen des Spiegels 302 die scharfe Seite 311 einen Einschnitt machen kann. Der Löffel 310 wird dann dazu verwendet, Material auszuschaben und die Gewebeentnahme herauszuholen.
12f veranschaulicht einen zweiten Biopsiespiegel 314 zur Anwendung bei der Betrachtung einer Vielzahl von Objekten und um eine Biopsie eines untersuchten Objekts zu entnehmen, ohne dabei einen Einschnitt zu benötigen. Der zweite Biopsiespiegel 314 besteht aus einem Kragen 316, der eine Innenfläche aufweist, die einen Durchgang zur Aufnahme des Linsenrohrs 32 oder eines Adapters darin bezeichnet. Ein integral am Spiegelkragen 316 angebrachter Spiegelkörper 318 erstreckt sich nach innen und distal vom Kragen 304. Der Spiegelkörper 318 hat die Form einer Nadel und enthält ein Lichtleiterkabel, vorzugweise einen einzigen Lichtleiterstrang. Ein proximaler Teil des Lichtleiterkabels ist vorzugsweise gegen das distale Ende 93 des Linsenrohrs 32 angeordnet. Das Lichtleiterkabel umfaßt eine Linse am distalen Ende 320 zur Betrachtung der von der Biopsie betroffenen Gegend.
Ein Löffel 321, eventuell mit einem gezackten distalen Ende 320, ist gelenkig an einem Gelenkzapfen angeordnet, z. B. innerhalb des Spiegelkörpers 318 in der Nähe des distalen Endes 320, um eine Biopsieprobe zu entnehmen, während der Biopsiespiegelkörper 318 innerhalb der von der Biopsie betroffenen Gegend angeordnet ist. Somit kann der Arzt die Gegend durch das Linsenrohr 32 betrachten und eine Biopsie mit dem Löffel 310 durchführen.
Wenn der Löffel 321 Gewebe für die Biopsie ausschabt, häuft sich das Material in der Nut 342. Mindestens eine Seite 344 des Löffels 321 ist scharf, damit beim Drehen des Spiegels 314 die scharfe Seite 344 einen Einschnitt machen kann. Der Löffel 321 wird dann dazu verwendet, Material auszuschaben und die Gewebeentnahme herauszuholen.
Der zweite Biopsiespiegelkörper 318 umfaßt weiterhin ein Rohr 390, das parallel zum Lichtleiterkabel zur Durchführung eines Drahts 346 angeordnet ist. Der Draht 346 oder ein anderes Mittel zur Ausrichtung des Löffels 321 ist innerhalb des Rohrs 390 angeordnet. Der Draht 346 tritt am distalen Ende 392 des Rohrs 390 aus und ist an einem distalen Ende des Drahts 346 mit einem Löffel 321 zur Drehung des Löffels 321 in eine proximate oder distale Richtung verbunden. Der Löffel 321 wird vorzugsweise distal gegen den Körper 318 gedrückt, wenn sich der Spiegel 314 im Körper oder einem anderen Hohlraum befindet, was einen störenden Kontakt des Löffels 321 mit der Haut auf ein Minimum reduziert. Der Draht 346 tritt am proximalen Ende 394 des Rohrs 390 aus und ist am proximalen Ende des Drahts 346 mit einem am Kragen 316, dem Linsenrohr 32 oder einem distalen Teil des Kameragehäuses montierten Hebel 348 befestigt. Der Draht 346 ist bei der Ausrichtung des Löffels 321 in eine gewünschte Stellung behilflich.
12h veranschaulicht eine Speichersonde 322. Die Speichersonde 322 ist wahlweise geformt und behält ihre wahlweise Form zur Anwendung bei der Betrachtung einer Vielzahl von Objekten. Die Speichersonde 322 ist so konzipiert, daß sie in eine bestimmte Form gebogen und diese Form bewahren kann. Somit kann die Sonde 322 um eine Wand oder andere Struktur gewickelt werden und in ihrer usprünglich gewählten Form zum Einsatz kommen.
Die Speichersonde 322 besteht aus einem Kragen 324, der eine einen Durchgang zur Aufnahme des Linsenrohrs 32 oder eines Adapters bezeichnende Innenfläche aufweist. Ein Lichtleiterkabel 326 erstreckt sich distal vom Kragen 324, wobei ein proximales Ende des Lichtleiterkabels 326 bevorzugt gegen das distale Ende 93 des Linsenrohrs 32 angeordnet ist. Eine distale Linse 328 ist am distalen Ende 330 der Speichersonde 322 angeordnet. Somit wird ein von der Speichersonde 322 beleuchtetes und durch die distale Linse 328 betrachtetes Bild über das Lichtleiterkabel 326 in das Linsenrohr 32 übertragen. Das Lichtleiterkabel 326 hat vorzugsweise eine Länge von einem Fuß (30.5 cm).
Zur Schaffung der Speicherdynamik überzieht ein Speicherkunststoffelement mit ziehharmonika-ähnlichen Rippen 332, wie z. B. bei einem flexiblen Trinkhalm aus Kunststoff verwendet wird, die Außenfläche des Lichtleiterkabels 326. Bevorzugt wird ein Kunststoff ohne ABS verwendet.
13 veranschaulicht einen Koppler 352, der als Beispiel für ein Mittel zur Kopplung des Linsenmittels mit einer trichterförmigen Sonde 350 dient. Trichterförmige Sonden sind besonders zweckmäßig bei der Betrachtung des Ohrs. Der Koppler 352 umfaßt einen Kragen 354 mit einer Innenfläche, die einen Durchgang zur Aufnahme des Linsenrohrs 32 oder einen Adapters bezeichnet. Ein integral am Kragen 354 angebrachter Kopplerkörper 356 erstreckt sich trichterförmig nach außen und distal vrom Kragen 354. Der Kopplerkörper 356 weist am distalen Ende 358 eine kreisförmige Kontur auf. Eine Klemme, wie z. B. eine kreisförmige Klemme oder C-förmige Klammer 360 aus flexiblem Kunststoff oder Gummi erstreckt sich vom distalen Ende 358 des Kopplerkörpers 356 und ist um die Trichtersonde 350 gelegt, um das distale Ende 358 des Kopplers 352 in einer an das proximale Ende 359 der Trichtersonde 350 anliegenden Beziehung zu halten. In einer Ausführung wird das distale Ende 93 des Linsenrohrs 32 gegen das proximale Ende eines in der trichterförmigen Sonde 350 eingelassenen Lichtleiterkabels anliegend angeordnet.
14 und 15 veranschaulichen den Mikroskop-Koppler 361. Der Mikroskop-Koppler 361 ist ein Beispiel für ein Mittel, das mit einem Mikroskop 362 gekoppelt wird, um ein Bild im Mikroskop 362 in das Linsenmittel der tragbaren endoskopischen Kamera 10 zu übertragen. Der Mikroskop-Koppler 361 umfaßt einen Kragen 364 mit einer Innenfläche, die einen Durchgang zur Aufnahme des Linsenrohrs 32 oder eines Adapters definiert. Ein integral am Kragen 364 befestigter Kopplerkörper 366 erstreckt sich nach außen und distal vom Kragen 364. Der Kopplerkörper 368 umfaßt doppelringförmige Ausgänge 370, die so konstruiert sind, daß sie die Mikroskop-Okulare 372 aufnehmen. Eine Klemme 378 wird z. B. eingesetzt, um die Okulare 372 in den Ausgängen 370 zu halten.
Wie in der Querschnittsdarstellung in 15 gezeigt wird das in jedem Mikroskop-Okular 372 betrachtete Bild auf einen entsprechenden Seitenspiegel 374 im Mikroskop-Koppler 361 projiziert. Jeder Seitenspiegel 374 reflektiert das Bild auf einen mittigen Spiegel 376, der das Gesamtbild zum Linsenrohr 32 reflektiert. Der Vorteil des Mikroskop-Kopplers 361 besteht darin, daß er einem Arzt die Möglichkeit bietet, das Bild im Mikroskop zusätzlich zu vergrößern. Darüber hinaus kann der Arzt das Bild durch die Signaleinheit 70 z. B. auf einen an der Wand montierten Bildschirm übertragen, damit das Bild von mehreren Ärzten betrachtet werden kann.
Zusätzlich zu der Vielzahl möglicher Anwendungen der offenbarten endoskopischen Kamera erhöhen verschiedene Variationen die möglichen Anwendungen der Erfindung. Es ist zum Beispiel möglich, das Linsenfasermodul 88 zu entfernen und die Vorrichtung in ein fernbedientes Gerät einzusetzen, wie z. B. ein Modellflugzeug oder Modellauto. Eine Linse in ihrer natürlichen Größe kann z. B. auf der Kamera montiert werden. Ein Bildschirm, wie z. B. ein Flüssigkristallanzeige(LCD)-Bildschirm, wird dann auf einem fernbedienten Gerät angeordnet. Somit kann der Benutzer die Flugbahn des Flugzeugs z. B. auf dem Bildschirm betrachten. In einer weiteren Ausführung besteht die Möglichkeit, das Linsenfasermodul 88 zu entfernen und die übrige handgetragene Einheit zu verwenden, um z. B. um Ecken oder in bzw. durch Wände zu sehen. In einer weiteren Ausführung kann das batteriebetriebene Gerät als Überwachungskamera für Sicherheitsdienste eingesetzt werden – mit oder ohne Linsenfasermodul 88.
N. Der Tragbare Bausatz
In Bezug auf 29 und 30, enthält die vorliegende Erfindung auch einen Bausatz 600 zur Erzeugung von Videobildern eines Objekts. In einer Ausführung umfaßt der Bausatz 600 (i) die tragbare Hand-Vorrichtung zur Erzeugung von Videobildern eines in irgendeiner der oben aufgeführten Ausführungen beschriebenen Objekts, wie z. B. die Kamera 510, wobei die Kamera 510 ein zweites Gehäuse 608 enthält, (ii) Darstellungsmittel zur Darstellung der Videobilder des Objekts, einschließlich zum Beispiel eines Bildschirms 190 bzw. Druckers 614, (iii) einen Zubehörbehälter 602 zur Aufnahme von Sonden, Kopplern, Adaptern und anderem Zubehör, (iv) einen Empfänger 188 zum Empfang von Videosignalen, die das Übertragungsmittel überträgt, (v) eine Vielzahl anderer Ausrüstungsteile, wie z. B. Papier 604 für den Drucker 614 oder andere verschiedene Ausrüstungsteile, (vi) einen tragbaren Behälter 606 zur tragbaren Aufnahme einer Vielzahl der erfindungsgemäßen Komponenten, (vii) eine Fernbedienungseinheit 616 zur Bedienung des Bildschirms 190 bzw. Druckers 614, und (viii) im Behälter 606 angeordnete Energieversorgungsmittel, um das Darstellungsmittel, wie z. B. den Bildschirm 190 und den Drucker 614, mit elektrischem Strom zu versorgen, und das Empfangsmittel.
Der Bausatz 600 ist einzigartig dafür geeignet, in entfernte Gebiete zu reisen, in denen Elektrizität nicht jederzeit griffbereit ist und wo der Arzt sich in Bezug auf den Behälter 606 frei bewegen können muß. Durch Benutzung des Bausatzes 600 kann sich der Arzt an einem vom Behälter 606 entfernten Ort befinden und ein Videobild eines Objekts erstellen, wie z. B. des Ohrs eines Patienten, was dann zum Bildschirm 190 im Behälter 606 gesendet wird. Ein erster Arzt kann z. B. eine endoskopische Untersuchung durchführen in einem Zimmer, das von einem anderen Zimmer einer Klinik oder dem Auto des Arzt entfernt liegt, wo sich der Behälter 606 befindet. Während der erste Arzt die Untersuchung durchführt, kann ein zweiter Arzt den Bildschirm 190 von einem separaten Zimmer oder einem Auto verfolgen. Selbst wenn sich der Behälter 606 im gleichen Zimmer wie der erste Arzt befindet, muß der Arzt keine umständlichen Kabel im Zimmer entlangziehen, um die Bilder auf dem Bildschirm 190 anzusehen.
Zubehörbehälter 602, wie z. B. Zylinder 602, können mit einem Klettverschluß, wie z. B. einem Velcro-Band, am Behälter 606 befestigt sein, wobei die Zylinder 602 Sonden, Koppler oder anderes im Zusammenhang mit dem Bausatz 600 verwendetes Zubehör enthalten.
Darüber hinaus umfaßt der Bausatz 600 ein zweites Gehäuse 608 der Kamera 510, das in einer Ausführung einen aufladbaren Batteriesatz enthält, um die im oder am ersten Gehäuse 574 angebrachten Komponenten durch Anwendung eines Mittels zur Kopplung der Komponenten des ersten und zweiten Gehäuses 574, 608, wie z. B. eines Kabels 609, mit elektrischem Strom zu versorgen. Wie dargestellt ist eine Schelle 610 angebracht, um das zweite Gehäuse 608 z. B. am Gürtel des Benutzers zu befestigen. Das am Gürtel befestigte zweite Gehäuse 608 umfaßt auch einen Ein/Aus Knopf 626 und eine Buchse 620 zur Kopplung der Komponenten des ersten Gehäuses 574 mit den Komponenten des zweiten Gehäuses 608. Indem mindestens eine im zweiten Gehäuse 608 angeordnete Batterie benutzt wird, kann die Kamera 510 als in sich geschlossene Einheit betrieben werden.
Wie in 30 gezeigt ist der Empfänger 188 mit dem Bildschirm 190 bzw. Drucker 614 gekoppelt. Durch Benutzung des Senders 70 und des Empfängers 188 kann auch eine drahtlose Videoübertragung zwischen der endoskopischen Kamera 510 und den Komponenten des Behälters 606, wie z. B. einem Bildschirm 190, stattfinden. Der Behälter 606 umfaßt auch ein integrales Energieversorgungsmittel, wie z. B. eine mit dem Empfänger 188, Bildschirm 190 und Drucker 614 verbundene Batterie (nicht dargestellt), um den Empfänger 188, Bildschirm 190 und Drucker 614 mit elektrischer Leistung zu versorgen. Nach Betätigen des mit einer Sicherung 621 verbundenen Ein/Aus Schalters 622, zeigt eine Leuchtdiode (LED) an, daß der Strom eingeschalten wurde. In einer Ausführung ist die integrale Batterie innerhalb eines Zwischenraums im Behälter 606 unter dem Ein/Aus Schalter 622 angeordnet. Die Batterie wird bevorzugt über die Buchse 618 geladen. Es ist auch möglich, die Kamera 510 zu speisen, indem die Kamera 510 mit Strom von der Batterie im Behälter 606 versorgt wird, z. B. indem ein Kabel 609 in die Buchse 618 des Behälters 606 gesteckt wird. Der Behälter 606 dient somit als ein weiteres Beispiel für ein zweites Gehäusemittel.
In Bezug auf 30 und 31 wird nun aus Platzgründen in einer Ausführung das Energieversorgungsmittel im Behälter 606 angeordnet, welcher über eine Batterie mit ca. 12 Volt elektrischer Leistung verfügt. Während 12 Volt für einen typischen tragbaren Bildschirm ausreichen mögen, erfordern tragbare Drucker, wie der Drucker 614, normalerweise eine höhere Leistung als tragbare Bildschirme. Somit umfaßt der Bausatz 600 in einer bevorzugten Ausführung außerdem Mittel zur Umwandlung der Spannung des Energieversorgungsmittels in eine Spannung, die ausreicht, um den Drucker mit elektrischer Leistung zu versorgen. In einem Beispiel umfaßt das Umwandelmittel z. B. einen Energiewandler 632, der ca. 12 Volt elektrische Spannung in die ca. 22 Volt hohe, für die Anwendung des Druckers 614 benötige elektrische Spannung umwandelt. Somit kann der Arzt sowohl den Bildschirm als auch den Drucker mit Strom versorgen, indem er eine einzige 12-Volt Batterie im Gegensatz zu zwei 12-Volt Batterien oder einer 24-Volt Batterie einsetzt. Ansonsten würde eine deutlich größere Batterie oder der Einsatz mehrerer 12-Volt Batterien im Behälter 606 erforderlich, was deren Unterbringung im Behälter 606 unhandlich, schwer und umständlich machen würde.
Immer noch in Bezug auf die 31 wird ein Beispiel eines Schaltdiagramms 628 für einen tragbaren Behälter 606 gezeigt. In einer Ausführung wird eine 12-Volt Batterie 630 eingesetzt, um einen drahtlosen Empfänger 188, einen mit dem Empfänger 188 verbundenen Bildschirm 190, und einen mit dem Bildschirm 190 verbundenen Drucker 614 sowie eine „An" Anzeige 624, z. B. eine Leuchtdiode, mit Strom zu versorgen. Wie auch dargestellt, wandelt in einer Ausführung der Energiewandler 632 die ca. 12 Volt Strom in die vom Drucker 614 benötigten ca. 22 Volt um.
Um die Vorteile der handtragbaren Vorrichtung und des Bausatzes zu verdeutlichen, wird angenommen, daß z. B. ein praktischer Arzt eine Reihe von Kliniken in einer abgelegenen Gegend ohne Elektrizität aufsuchen möchte. Während seiner Fahrt zwischen den Kliniken, kann ein Arzt den Behälter 606 bzw. die Vorrichtung 510 über den Ausgang des Zigarettenanzünders im Auto aufladen. Obwohl die Klinik nicht über Elektrizität verfügt, kann der Arzt bei Erreichen der Klinik eine endoskopische Untersuchung durchführen, die Ergebnisse auf dem Bildschirm betrachten und eine Kopie der Ergebnisse ausdrucken. Aufgrund der Fähigkeit zur drahtlosen Videoübertragung ist es dem Arzt möglich, die Untersuchung durchzuführen, ohne Kabel um den zu untersuchenden Patienten zu ziehen. Es besteht sogar die Möglichkeit, den Behälter 606 im Auto zu lassen, damit ein anderer Arzt die Bilder betrachten kann, während der erste Arzt die Untersuchung in einem entlegenen Ort durchführt. Der Bausatz 600 gestattet somit dem Arzt, den Behälter 606 von einem Ort zu einem anderen zu transportieren und über Fernbedienung Videobilder drahtlos auf den Bildschirm 190 zu übertragen, womit eine kabellose Videoübertragung erreicht wird. Zweckmäßigerweise ist es auch möglich, den Behälter 606 durch die Anwendung eines mit der Buchse 618 und einer Wechselstromquelle verbundenen Wandlers mit Strom zu versorgen.
Hat der Arzt die Aufnahme von Videobildern eines bestimmten Objekts beendet, kann er die Komponenten zurück in den Behälter 606 legen, den gesamten Bausatz 600 an einen anderen Ort transportieren, und die Batterie im Behälter 606 oder die Batterie im zweiten Gehäuse 608 über den Anschluß des Zigarettenanzünders wiederaufladen, während er an den anderen Ort reist.
Ein weiterer Vorteil des tragbaren Bausatzes 600 besteht darin, daß der Arzt den Standort des Bildschirms 190 leicht so verändern kann, daß der Arzt eine bessere Sicht auf den Bildschirm hat, während er z. B. die endoskopische Untersuchung durchführt.
Die Ansprüche der Erfindung lauten wie folgt.

Claims

Tragbare endoskopische Hand-Kamera (510) zur Erstellung von Videobildern eines Objekts, wobei die tragbare endoskopische Hand-Kamera (510) umfasst: Lichtquellenmittel zur Erzeugung von Licht zur Beleuchtung des Objekts, wobei die Lichtquellenmittel eine Lampe (100) umfassen; Video-Bilderzeugungsmittel (67) zur Erzeugung eines Videosignals von dem Objekt; Linsenmittel (512), welche ein proximales Ende (514) und ein distales Ende (516) aufweisen, wobei die Linsenmittel (512) zur Übertragung von Licht von den Lichtquellenmitteln zu dem distalen Ende (516) der Linsenmittel (512) und zur Ausstrahlung des übertragenen Lichts, um das Objekt zu beleuchten, wenn das distale Ende (516) der Linsenmittel (512) benachbart zu dem Objekt positioniert ist, optisch mit der Lampe (100) gekoppelt sind, wobei die Linsenmittel (512) an ihrem proximalen Ende (514) optisch mit den Video-Bilderzeugungsmitteln (67) gekoppelt sind, um ein Bild des Objekts von dem distalen Ende (516) der Linsenmittel (512) an die Video-Bilderzeugungsmittel (67) zu übertragen, wobei die Linsenmittel beinhalten: eine Reihe von Lichtleitfasern (522) zur Übertragung von Licht von den Lichtquellenmitteln zu dem distalen Ende (516) der Linsenmittel (512), wobei die Lichtleitfasern an dem proximalen Ende der Reihe von Lichtleitfasern als Faserbündel (540) ausgestaltet sind, und einen Linsenzug (520), der ein proximales Ende (528) und ein distales Ende (516) aufweist, wobei der Linsenzug (520) ein Bild des Objekts von dem distalen Ende (516) des Linsenzugs (520) zu dem proximalen Ende (528) des Linsenzugs (520) überträgt; und Energieversorgungsmittel (608) zur Versorgung der elektrisch angeschlossenen Lichtquellenmittel und der Video-Bilderzeugungsmittel (67) mit elektrischer Energie; dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe (100) der Lichtquellenmittel an dem Faserbündel (540) der Linsenmittel (512) anliegt, und daß die Wattleistung der Lichtquellenmittel in dem Bereich von ungefähr 0,5 Watt bis 5 Watt liegt.
Kamera (510) gemäß Anspruch 1, wobei die Lampe (100) eine fokussierte Endlinse aufweist.
Kamera (510) gemäß Anspruch 1, wobei die Linsenmittel einen Ring (544) umfassen, der um das Faserbündel (540) und einen distalen Abschnitt der Lichtquellenmittel angeordnet ist.
Kamera (510) gemäß Anspruch 3, wobei eine Manschette (575) mit der Lampe (100) und dem Ring (544) gekoppelt ist.
Kamera (510) gemäß Anspruch 4, wobei die Manschette (575) eine aus elastischem Kunststoff bestehende Manschette ist.
Kamera (510) gemäß Anspruch 4, wobei die Manschette (575) eine distale Mitte der Lampe (100) in einer anliegenden Beziehung mit einer proximalen Mitte des Faserbündels (540) hält.
Kamera (510) gemäß Anspruch 1, wobei die Kamera (510) eine in sich geschlossene Einheit bildet.
Kamera (510) gemäß Anspruch 7, darüber hinaus Darstellungsmittel umfassend, die elektrisch mit den Video-Bilderzeugungsmitteln (67) gekoppelt sind, zur Darstellung von Videobildern des Objekts.
Kamera (510) gemäß Anspruch 7, darüber hinaus umfassend: Übertragungsmittel, die elektrisch mit den Video-Bilderzeugungsmitteln gekoppelt sind, zur Übertragung von durch die Video-Bilderzeugungsmittel (67) erzeugten Videosignalen; Empfangsmittel zum Empfang der durch die Übertragungsmittel übertragenen Videosignale; und Darstellungsmittel, die elektrisch mit den Empfangsmitteln gekoppelt sind, zur Darstellung von Videobildern des Objekts.
Kamera (510) gemäß Anspruch 7, darüber hinaus tragbare Mittel zur Unterbringung der Lichtquellenmittel, der Video-Bilderzeugungsmittel, der Linsenmittel und der Energieversorgungsmittel umfassend.
Kamera (510) gemäß Anspruch 1, wobei die Lampe eine Wattleistung in dem Bereich von ungefähr 1 Watt bis 5 Watt ausstrahlt.
Kamera (510) gemäß Anspruch 1, wobei die Energieversorgungsmittel eine Batterie umfassen.
Kamera (510) gemäß Anspruch 1, wobei die Energieversorgungsmittel weniger als ungefähr 12 Volt elektrische Spannung an die Lichtquellenmittel bereitstellen.
Kamera (510) gemäß Anspruch 1, wobei der Linsenzug (520) ein Linsenrohr (32) umfaßt, das mindestens eine darin angeordnete Linse aufweist.