Title:
Verfahren zur Herstellung eines Lichtleitkabels sowie Lichtleitkabel
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtleitkabels (3) zum Verbinden einer Lichtquelle (2) mit Lichterleitfasern eines Endoskops (1), wobei das Lichtleitkabel (3) aus einer Vielzahl relativ zueinander geordnet angeordneter Lichtleiterfasern (4) besteht. Ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtleitkabels (3), das bei einfacher Handhabung die Herstellung eines Lichtleitkabels (3) mit gleichbleibender Lichtintensitätsverteilung bei der Lichtübertragung vom proximalen Ende zum distalen Ende ermöglicht, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
a) paralleles Ausrichten der Lichtleiterfasern (4) zueinander;
b) Fixieren der Lichtleiterfasern (4) im Bereich ihrer beidseitigen Enden mittels jeweils mindestens eines mit einem Adhesivstoff versehenen streifenförmigen Bandes (11) und
c) spiralförmiges Aufrollen des mindestens einen Bandes (11) mitsamt der über den Adhesivstoff an dem mindestens einen Band (11) fixierten Lichtleiterfasern (4) in einer Richtung quer zu den Längsachsen (12) der Lichtleiterfasern (4).
Weiterhin betrifft die Erfindung ein nach diesem Verfahren hergestelltes Lichtleitkabel (3).




Inventors:
Krattiger, Beat, Dr. (Beringen, CH)
Göbel, Werner, Dr. (78532, Tuttlingen, DE)
Application Number:
DE102016002164A
Publication Date:
08/31/2017
Filing Date:
02/25/2016
Assignee:
Karl Storz GmbH & Co. KG, 78532 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102009021175A1N/A2010-11-18
DE2030894A1N/A1972-01-20



Foreign References:
201502477202015-09-03
40285901977-06-07
48727401989-10-10
38819761975-05-06
40226471977-05-10
Attorney, Agent or Firm:
Hofmeister, Frank, Dipl.-Ing., 21335, Lüneburg, DE
Claims:
1. Verfahren zur Herstellung eines Lichtleitkabels (3) zum Verbinden einer Lichtquelle (2) mit Lichtleiterfasern eines Endoskops (1), wobei das Lichtleitkabel (3) aus einer Vielzahl relativ zueinander geordnet angeordneter Lichtleiterfasern (4) besteht,
gekennzeichnet
durch die Verfahrensschritte:
a) paralleles Ausrichten der Lichtleiterfasern (4) zueinander;
b) Fixieren der Lichtleiterfasern (4) im Bereich ihrer beidseitigen Enden mittels jeweils mindestens eines mit einem Adhesivstoff versehenen streifenförmigen Bandes (11) und
c) spiralförmiges Aufrollen des mindestens einen Bandes (11) mitsamt der über den Adhesivstoff an dem mindestens einen Band (11) fixierten Lichtleiterfasern (4) in einer Richtung quer zu den Längsachsen (12) der Lichtleiterfasern (4).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrollen im Verfahrensschritt c) zumindest an einem Endbereich der Lichtleiterfasern (4) über eine Aufwickelhilfe (13) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufwickelhilfe (13) als runder Stab ausgebildet ist, der so an mindestens einem der mit dem Adhesivstoff versehenen Bänder (11) fixiert ist, dass der Stab die Lichtleiterfasern (4) in Axialrichtung über die Faserenden nach außen überragt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt c) an beiden Endbereichen der Lichtleiterfasern (4) Aufwickelhilfen (13) verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixieren der Lichtleiterfasern (4) im Bereich ihrer beidseitigen Enden im Verfahrensschritt b) so über jeweils zwei mit einem Adhesivstoff versehene streifenförmige Bänder (11) erfolgt, dass die zu fixierenden Lichtleiterfasern (4) zwischen den beiden Bändern (11) angeordnet sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixieren der Lichtleiterfasern (4) im Bereich ihrer beidseitigen Enden im Verfahrensschritt b) so über jeweils ein mit einem Adhesivstoff versehenes streifenförmiges Band (11) erfolgt, dass das Band (11) von oben auf die zu fixierenden Lichtleiterfasern (4) aufgelegt und die beiden freien Enden des mit einem Adhesivstoff versehenen Bandes (11) mit einer Unterlage (10), auf der die Lichtleiterfasern (4) angeordnet sind, verklebt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das parallele Ausrichten der Lichtleiterfasern (4) zueinander im Verfahrensschritt a) horizontal auf einer Unterlage (10) erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das parallele Ausrichten der Lichtleiterfasern (4) zueinander im Verfahrensschritt a) vertikal in einer Haltevorrichtung erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung statischer Aufladungen der Lichtleiterfasern (4) zumindest das parallele Ausrichten der Lichtleiterfasern (4) zueinander im Verfahrensschritt a) eine Atmosphäre mit ionisierter Luft verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtleiterfasern (4) unterschiedlicher Durchmesser verwendet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Lichtleiterfasern (4) auch andere Fasern und/oder Leitungen, wie beispielsweise Sensorfasern, Fluidleitungen und elektrische Leitungen, zur Ausbildung des Lichtleitkabels (3) verwendet werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt a) zwei oder mehrere unterschiedliche Lichtleiterfasertypen zunächst getrennt parallel zueinander ausgerichtet werden und anschließend gemäß den Verfahrensschritten b) und c) spiralförmig so aufgerollt werden, dass ein Lichtleitkabel (3) mit mittiger Führung eines ersten Lichtleiterfasertyps mit radialförmiger Ummantelung eines oder mehrerer anderer Lichtleiterfasertypen gebildet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Lichtleiterfasertypen insbesondere unterschiedliche Numerische Apertur oder spektrale Eigenschaften aufweisen.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Lichtleiterfasertypen für verschiedene Anwendungen verwendbar sind, beispielsweise der mittig geführte Lichtleiterfasertyp für die Fluoreszenzendoskopie oder die Übertragung von Laserlicht.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Verfahrensschritte:
d) Fixieren des spiralförmig aufgerollten Lichtleiterfaserbündels (8) zumindest im Bereich seiner beidseitigen Enden mittels jeweils mindestens eines das Lichtleiterfaserbündel (8) von außen umgreifenden Haltelements (14);
e) Abtrennen des einseitig oder der beidseitig am Ende des Lichtleiterfaserbündels (8) angeordneten Bereichs bzw. Bereiche des mit dem Adhesivstoff versehenen streifenförmigen Bandes (11) und
f) Einführen des spiralförmig aufgerollten Lichtleiterfaserbündels (8) in eine das Lichtleiterfaserbündel (8) umschließende Umhüllung (5).

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einführen des Lichtleiterfaserbündels (8) in die Umhüllung (5) im Verfahrensschritt f) die im Verfahrensschritt d) angelegten Halteelemente (14) entfernt werden.

17. Lichtleitkabel zum Verbinden einer Lichtquelle (2) mit Lichtleiterfasern eines Endoskops (1) hergestellt nach mindestens einem der Verfahrensschritte 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterfasern (4) im Querschnitt des Lichtleitkabels (3) betrachtet, spiralförmig innerhalb des Lichtleitkabels (3) angeordnet sind.

18. Lichtleitkabel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterfasern (4) über die gesamte axiale Länge des Lichtleitkabels (3) parallel zueinander angeordnet sind.

19. Lichtleitkabel nach Anspruche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterfasern (4) trennwandfrei geordnet innerhalb des Lichtleitkabels (3) angeordnet sind.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtleitkabels zum Verbinden einer Lichtquelle mit Lichtleiterfasern eines Endoskops, wobei das Lichtleitkabel aus einer Vielzahl relativ zueinander geordnet angeordneter Lichtleiterfasern besteht. Weiterhin betrifft die Erfindung ein nach diesem Verfahren hergestelltes Lichtleitkabel.

Lichtleitkabel werden in der Endoskopie verwendet, um Licht von einer externen Lichtquelle in das Lichtleiterfaserbündel eines starren oder flexiblen Endoskops einzuspeisen. Die Lichtleitkabel selbst bestehen aus einer Vielzahl einzelner Lichtleiterfasern, die in der Regel über den Querschnitt des Lichtleitkabels betrachtet ungeordnet innerhalb der äußeren Umhüllung des Lichtleitkabels angeordnet sind, das heißt die relative Zuordnung der einzelnen Lichtleiterfasern zueinander geht in der Regel über die Länge des Lichtleitkables verloren. Am distalen Ende des Lichtleitkabels, also im Bereich der Verbindung mit dem Endoskop, wird das Licht in das Lichtleiterfaserbündel des Endoskops eingespeist.

Bei der Übertragung des Lichts von der Lichtquelle zum Lichtleiterfaserbündel des Endoskops sind verschiedene optische Effekte zu beachten, um, insbesondere bei Endoskopen geringen Durchmessers von zum Teil nur 0,5 mm, eine qualitativ hochwertige Übertragung des Lichts zu gewährleisten. So sind Lichtquellen in der Mitte des Brennpunktes heller als am Rand. Endoskopische Lichtquellen weisen im Fokus, das heißt an der Stelle der Lichtentnahme, an der das Lichtleitkabel an seinem proximalen Ende das Licht von der Lichtquelle aufnimmt, eine bestimmte Intensitätsverteilung auf. Diese Intensitätsverteilung weist in der Regel in der Mitte ein Maximum auf und fällt zum Rand hin ab. Die Intensitätsverteilung entspricht in etwa einer Gauß-Kurve.

Da die Lichtleiterfasern innerhalb der Lichtleitkabel in der Regel eine ungeordnete zufällige Verteilung aufweisen, die einzelnen Lichtleitfasern also nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, kann die Intensitätsverteilung mit dem Intensitätsmaximum in der Mitte nicht bis zum distalen Ende des Lichtleitkabels beibehalten werden. Am distalen Ende des Lichtleitkabels, an dem das Licht in das Lichtleiterfaserbündel des Endoskops eingespeist wird, ist die Lichtintensität mehr oder weniger gleichmäßig über den gesamten distalen Querschnitt des Lichtleitkabels verteilt.

Als Folge treten Intensitätsverluste beim Lichteintritt in das Lichtleiterfaserbündel des Endoskops auf. Am distalen Ende des Lichtleitkabels gelangt das Licht meist über einen Faserkegel in das Lichtleiterfaserbündel des Endoskops. Der Faserkegel bildet dabei die Eintrittsfläche dieses Lichtleiterfaserbündels auf die Eintrittsfläche des Faserkegels ab. Das dabei entstehende Bild des Lichtleiterfaserbündels des Endoskops ist je nach Faserkegel mehr oder weniger vergrößert und man sieht auf der Eingangsfläche des Faserkegels den scheinbaren Durchmesser des Lichtleiterfaserbündels des Endoskops. Außerhalb des scheinbaren Lichtleiterfaserbündels des Endoskops sieht man im Faserkegel das Bild der Faserfassung metallisch reflektierend.

Schließt man ein Lichtleitkabel mit relativ großem Querschnitt an den Lichtanschluss eines Endoskops an, gelangt nur ein Teil des Lichts auf die Eintrittsfläche mit dem scheinbaren Durchmesser des Lichtleiterfaserbündels des Endoskops. Alles andere Licht, welches auf die metallene Fassung geleitet wird, ist jedoch verloren und wird größtenteils in Wärme umgewandelt.

Derselbe Effekt tritt auf, wenn das Licht in ein Endoskop eingekoppelt wird, das am Lichtleitanschluss nicht über einen Faserkegel verfügt. Hier wird das Licht des Lichtleitkabels direkt in das Lichtleiterfaserbündel des Endoskops eingekoppelt. Da das Lichtleiterfaserbündel des Endoskops jedoch meist dünner ist als das Lichtleitkabel trifft das nicht eingekoppelte Licht auf die Metallfassung des Endoskops und wird in Wärme umgewandelt.

All die genannten Lichtverluste und/oder Verluste der Lichtintensität sind nachteilig, da man in der Endoskopie stets bemüht ist, möglichst viel Licht ins Beobachtungsgebiet zu leiten, um die Bildqualität zu verbessern. Dies trifft insbesondere auf dünne Endoskope mit ihren dünnen und lichtschwächeren Linsensystemen und den wenigen Lichtleiterfasern zu.

Um die Verteilung der Lichtintensität innerhalb des Lichtleiterkabels vom proximalen Ende hin zum distalen Ende zu verbessern bzw. zu erhalten, ist es beispielsweise aus der DE 10 2009 021 175 A1 bekannt, die Lichtleitfasern durch die Verwendung von Trennwänden innerhalb des Lichtleitkabels geordnet anzuordnen, so dass die Lichtintensitätsverteilung steuerbar ist. Diese Lichtleiterkabel sind zwar hinsichtlich der Lichtintensitätsverteilung gegenüber der ungeordneten Anordnung der Lichtleiterfasern optimiert, jedoch sind diese Lichtleiterkabel wegen der Trennwände aufwendig in der Herstellung. Darüber hinaus besteht auch ein höheres Risiko, dass Lichtleiterfasern während der Montage brechen. Ein weiterer und nicht unwesentlicher Nachteil dieser bekannten Konstruktion mit den Trennwänden besteht darin, dass wegen der Trennwände Licht verloren geht.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtleitkabels zu schaffen, das bei einfacher Handhabung die Herstellung eines Lichtleitkabels mit gleichbleibender Lichtintensitätsverteilung bei der Lichtübertragung vom proximalen Ende zum distalen Ende ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

  • a) paralleles Ausrichten der Lichtleiterfasern zueinander;
  • b) Fixieren der Lichtleiterfasern im Bereich ihrer beidseitigen Enden mittels jeweils mindestens eines mit einem Adhesivstoff versehenen streifenförmigen Bandes und
  • c) spiralförmiges Aufrollen des mindestens einen Bandes mitsamt der über den Adhesivstoff an dem mindestens einen Band fixierten Lichtleiterfasern in einer Richtung quer zu den Längsachsen der Lichtleiterfasern.

Durch das endseitige Fixieren der parallel zueinander ausgerichteten Lichtleiterfasern über jeweils mindestens ein mit einem Adhesivstoff versehenes streifenförmiges Band ist es erstmalig möglich, die Lichtleiterfasern ohne feste Trennwände geordnet auszurichten und in eine geordnete Form für die Einbringung in die Umhüllung eines Lichtleitkabels zu bringen.

Die Verwendung der mit einem Adhesivstoff versehenen Bänder stellt zudem ein besonders einfach zu handhabendes und preiswertes Verfahren zur Herstellung des Lichtleitkabels dar, das darüber hinaus auch kaum die Gefahr birgt, dass die Lichtleiterfasern beim Ablauf des Ordnungs- und Aufrollverfahrens brechen.

Gemäß einer praktischen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Aufrollen im Verfahrensschritt c) zumindest an einem Endbereich der Lichtleiterfasern über eine Aufwickelhilfe erfolgt. Die Aufwickelhilfe dient dazu, das spiralförmige Aufrollen der über die Klebebänder endseitig fixierten Lichtleiterfasern zu erleichtern. Vorzugsweise ist die Aufwickelhilfe als runder Stab ausgebildet, der so an mindestens einem der mit dem Adhesivstoff versehenen Bänder fixiert ist, dass der Stab die Lichtleiterfasern in Axialrichtung über die Faserenden nach außen überragt. Durch Drehen der beispielsweise als Holzstab oder Metalldraht ausgebildeten Aufwickelhilfe um deren Längsachse werden die Klebebänder und somit auch die endseitig an den Klebebändern fixierten Lichtleiterfasern spiralförmig aufgerollt.

Durch den Einsatz der Aufwickelhilfe ist es darüber hinaus nicht erforderlich die Lichtleiterfasern direkt manuell zu berühren, wodurch eventuelle mechanische Beschädigungen vermieden werden können.

Um das spiralförmige Aufrollen zu erleichtern und insbesondere ein gleichmäßiges Aufrollen der Lichtleiterfasern zu gewährleisten, wird mit der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, dass im Verfahrensschritt c) an beiden Endbereichen der Lichtleiterfasern Aufwickelhilfen verwendet werden.

Mit einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrensschrittes b) erfolgt das Fixieren der Lichtleiterfasern im Bereich ihrer beidseitigen Enden so über jeweils zwei mit einem Adhesivstoff versehene streifenförmige Bänder, dass die zu fixierenden Lichtleiterfasern zwischen den beiden Bändern angeordnet sind. Die Verwendung von jeweils zwei Klebebändern pro Endbereich der Lichtleiterfasern gewährleistet, dass alle Lichtleiterfasern an mindestens einem der Klebebänder fixiert sind.

Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrensschrittes b) erfolgt das Fixieren der Lichtleiterfasern im Bereich ihrer beidseitigen Enden so über jeweils ein mit einem Adhesivstoff versehenes streifenförmiges Band, dass das Band von oben auf die zu fixierenden Lichtleiterfasern aufgelegt und die beiden freien Enden des mit einem Adhesivstoff versehenen Bandes mit einer Unterlage, auf der die Lichtleiterfasern angeordnet sind, verklebt werden. Diese Ausführungsform zur Fixierung der Lichtleiterfasern ist durch die Verwendung nur eines Klebebandes pro Endbereich der Lichtleiterfasern einfach und schnell auszuführen.

Das parallele Ausrichten der Lichtleiterfasern zueinander im Verfahrensschritt a) erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens horizontal auf einem als Unterlage dienenden Arbeitstisch.

Gemäß einer alternativen zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das parallele Ausrichten der Lichtleiterfasern zueinander im Verfahrensschritt a) vertikal in einer Haltevorrichtung.

Sowohl bei horizontalen als auch beim vertikalen parallelen Ausrichten der Lichtleiterfasern zueinander werden die Lichtleiterfasern mit einer entsprechenden Vorrichtung gekämmt, um die parallele Anordnung zu gewährleisten.

Um insbesondere beim Kämmen der Lichtleiterfasern ein statisches Aufladen der Lichtleiterfasern zu verhindern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zumindest für das parallele Ausrichten der Lichtleiterfasern zueinander im Verfahrensschritt a) eine Atmosphäre mit ionisierter Luft verwendet wird, die entladend wirkt.

Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass zur Herstellung des Lichtleitkabels nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Lichtleiterfasern unterschiedlicher Durchmesser verwendet werden können und zusätzlich zu den Lichtleiterfasern auch andere Fasern und/oder Leitungen, wie beispielsweise Sensorfasern, Fluidleitungen und elektrische Leitungen, zur Ausbildung des Lichtleitkabels verwendet werden können.

Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass zwei oder mehrere unterschiedliche Lichtleiterfasertypen, beispielsweise unterschiedlicher Numerischer Apertur oder mit unterschiedlichen spektralen Transmissionseigenschaften, für die Herstellung des Lichtleitkabels verwendet werden. Hierbei werden für die Herstellung im Verfahrensschritt a) die beiden oder mehreren unterschiedlichen Lichtleiterfasertypen zunächst getrennt parallel zueinander ausgerichtet, wobei die Enden der Lichtleiterfasern idealerweise in der gleichen Position senkrecht zur Achse der Lichtleiterfasern ausgerichtet sind.

Anschließend werden im Verfahrensschritten b) die Lichtleiterfasern, die zwei oder mehrere unterschiedliche Lichtleiterfasertypen umfassen, im Bereich ihrer beidseitigen Enden mittels jeweils mindestens eines mit einem Adhesivstoff versehenen streifenförmigen Bandes fixiert. Im nachfolgenden Verfahrensschritt c) wird das mindestens eine Band mitsamt der über den Adhesivstoff an dem mindestens einen Band fixierten Lichtleiterfasern spiralförmig aufgerollt.

Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht es beispielsweise, einen Lichtleiterfasertyp oder ein Bündel von Lichtleiterfasertypen, die für eine spezielle Anwendung prädestiniert ist, beispielsweise für die Fluoreszenzendoskopie, mittig im Lichtleitkabel zu führen, während ein anderer Lichtleiterfasertyp die mittig geführten Lichtleiterfasern konzentrisch umgibt und beispielsweise für die standardmäßige Weißlichtbeleuchtung optimiert ist.

Ein alternatives Beispiel ist die Führung einer mittig geführten Lichtleiterfaser oder eines Lichtleiterfaserbündels, das für die Übertragung von Laserlicht ausgelegt ist, während die umgebenden Lichtleiterfasern für die Übertragung einer zweiten Lichtquelle, beispielsweise einer LED oder Gasentladungslampe, ausgelegt sind.

Eine praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist gekennzeichnet durch die zusätzlichen Verfahrensschritte:

  • d) Fixieren des spiralförmig aufgerollten Lichtleiterfaserbündels zumindest im Bereich seiner beidseitigen Enden mittels jeweils mindestens eines das Lichtleiterfaserbündel von außen umgreifenden Haltelements;
  • e) Abtrennen des einseitig oder der beidseitig am Ende des Lichtleiterfaserbündels angeordneten Bereichs bzw. Bereiche des mit dem Adhesivstoff versehenen streifenförmigen Bandes und
  • f) Einführen des spiralförmig aufgerollten Lichtleiterfaserbündels in eine das Lichtleiterfaserbündel umschließende Umhüllung.

Durch das Abtrennen der mit den Klebebändern versehenen Endbereiche des spiralförmig aufgewickelten Lichtleiterfaserbündels wird der völlige Verzicht auf jede Art von Trennwänden bei gleichzeitigem Beibehalten der geordneten Lage der einzelnen Lichtleiterfasern zueinander ermöglicht.

Die im zusätzlichen Verfahrensschritt d) angelegten äußeren Halteelemente werden beim Einführen in eine die Lichtleiterfasern umschließende Umhüllung entfernt. Alternativ ist es auch möglich, dass die Halteelemente erst nach dem Einführen in die Umschließende Umhüllung entfernt werden, beispielsweise, wenn die mit den Halteelementen versehenen Enden des Lichtleiterfaserbündels nach dem Einführen des Lichtleiterfaserbündels in die Umhüllung axial über die Enden der Umhüllung herausragen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein nach dem voranstehend beschriebenen Verfahren hergestelltes Lichtleitkabel. Das erfindungsgemäße Lichtleiterkabel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterfasern im Querschnitt des Lichtleitkabels betrachtet, spiralförmig innerhalb des Lichtleitkabels angeordnet sind.

Durch die geordnete Anordnung der einzelnen Lichtleiterfasern ist es möglich, die am proximalen Ende in das Lichtleitkabel eingespeiste Lichtintensitätsverteilung im Wesentlichen unverändert am distalen Ende des Lichtleitkabels in das Lichtleiterfaserbündel des Endoskops einzuspeisen.

Die Beibehaltung der Lichtintensitätsverteilung wird gemäß einer praktischen Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt, dass die Lichtleiterfasern vorzugsweise über die gesamte axiale Länge des Lichtleitkabels parallel zueinander angeordnet sind.

Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Lichtleiterfasern trennwandfrei geordnet innerhalb des Lichtleitkabels angeordnet sind. Durch den Verzicht auf jegliche Art von Trennwänden werden einerseits der Aufbau und die Montage des Lichtleitkabels deutlich vereinfacht und ist es andererseits möglich, mehr Lichtleiterfasern im Lichtleitkabel anzuordnen, wodurch die Lichtintensität gesteigert werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Lichtleitkabels nur beispielhaft dargestellt ist, ohne die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel zu beschränken. In den Zeichnungen zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtleitkabels zum Verbinden einer Lichtquelle mit Lichtleiterfasern eines Endoskops;

2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der beiderseitigen Enden des Lichtleitkabels gemäß 1;

3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Lichtleitkabels gemäß 1 und 2, nach den Verfahrensschritten a) und b);

4 eine schematische Vorderansicht, den Verfahrensschritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Lichtleitkabels darstellend und

5 eine schematische Seitenansicht, den zusätzlichen Verfahrensschritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Lichtleitkabels darstellend.

Die Abbildung 1 zeigt schematisch ein Endoskop 1 und eine externe Lichtquelle 2, die über ein Lichtleitkabel 3 optisch mit dem Endoskop 1 gekoppelt ist. Das Lichtleitkabel 3 selbst besteht aus einer Vielzahl einzelner Lichtleiterfasern 4, die in Längsrichtung des Lichtleitkabels 3 innerhalb einer äußeren Umhüllung 5 des Lichtleitkabels 3 angeordnet sind.

Die Abbildung 2 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf das proximale Ende 6 und das distale Ende 7 des Lichtleitkabels 3. Diese Ansichten zeigen schematisch die beiderseitigen Enden eines aus einer Vielzahl einzelner Lichtleiterfasern 4 gebildeten Lichtleiterfaserbündels 8. Da der Querschnitt eines solchen Lichtleiterfaserbündels 8 zum Teil nur 2,5 mm oder weniger beträgt, sind die Enden der einzelnen Lichtleiterfasern 4 an der proximalen Endfläche 8a des Lichtleiterfaserbündels 8 sowie der distalen Endfläche 8b des Lichtleiterfaserbündels 8 hier schematisch nur als durchgehende Linie dargestellt, obwohl es sich eigentlich um jeweils separate Kreisquerschnitte handelt, die dicht an dicht nebeneinander angeordnet sind.

Wie weiterhin aus 2 ersichtlich, sind die Lichtleiterfasern 4 im Querschnitt des Lichtleitkabels 3 betrachtet, spiralförmig innerhalb des Lichtleitkabels 3 angeordnet. Durch die geordnete Anordnung der einzelnen Lichtleiterfasern 4 des Lichtleitkabels 3 ist es möglich, die am proximalen Ende in das Lichtleitkabel eingespeiste Lichtintensitätsverteilung im Wesentlichen unverändert am distalen Ende des Lichtleitkabels 3 in das Lichtleiterfaserbündel des Endoskops 1 einzuspeisen.

Die Beibehaltung der Lichtintensitätsverteilung wird dadurch erzielt, dass die jeweiligen Enden 6 und 7 der Lichtleiterfasern 4 definiert zueinander angeordnet sind.

Nachfolgend wird anhand der Abbildungen 3 bis 5 ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtleitkabels 3 gemäß 2 mit im Querschnitt des Lichtleitkabels 3 betrachtet, spiralförmig innerhalb des Lichtleitkabels 3 angeordneten Lichtleiterfasern 4 beschrieben.

3 zeigt aus der Draufsicht einen Montagearbeiter 9 während der Herstellung eines spiralförmig aufgewickelten Lichtleiterfaserbündels 8. In einem ersten Verfahrensschritt werden die Lichtleiterfasern 4 horizontal auf einer Unterlage 10, wie beispielsweise einem Montagetisch, parallel zueinander ausgerichtet. Das parallele Ausrichten der Lichtleiterfasern 4 erfolgt in der Regel manuell mittels Kämmen der Lichtleiterfasern 4 mit einer entsprechenden Kämmvorrichtung. Im nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt werden die parallel zueinander ausgerichteten Lichtleiterfasern 4 im Bereich ihrer beidseitigen Enden mittels jeweils mindestens eines mit einem Adhesivstoff versehenen streifenförmigen Bandes 11 relativ zueinander fixiert.

Bei der in den Abbildungen 3 und 4 dargestellten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens erfolgt das Fixieren der Lichtleiterfasern 4 im Bereich ihrer beidseitigen Enden so über jeweils ein mit einem Adhesivstoff versehenes streifenförmiges Band 11, dass das Band 11 von oben auf die zu fixierenden Lichtleiterfasern 4 aufgelegt und die beiden freien Enden des mit einem Adhesivstoff versehenen Bandes 11 mit der Unterlage 10, auf der die Lichtleiterfasern 4 angeordnet sind, verklebt werden. Diese Ausführungsform zur Fixierung der Lichtleiterfasern ist durch die Verwendung nur eines Klebebandes pro Endbereich der Lichtleiterfasern einfach und schnell auszuführen.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform des Herstellungsverfahrens erfolgt das Fixieren der Lichtleiterfasern 4 im Bereich ihrer beidseitigen Enden so über jeweils zwei mit einem Adhesivstoff versehene streifenförmige Bänder 11, dass die zu fixierenden Lichtleiterfasern 4 zwischen den beiden Bändern 11 angeordnet sind. Die Verwendung von jeweils zwei Klebebändern 11 pro Endbereich der Lichtleiterfasern 4 gewährleistet, dass alle Lichtleiterfasern 4 an mindestens einem der Klebebänder 11 fixiert sind.

Ebenso ist es gemäß einer alternativen Ausführungsform des Herstellungsverfahrens möglich, dass das parallele Ausrichten der Lichtleiterfasern 4 zueinander im ersten Verfahrensschritt nicht horizontal auf einer Unterlage 10, sondern vertikal in einer geeigneten Haltevorrichtung erfolgt.

Um insbesondere beim Kämmen der Lichtleiterfasern 4 ein statisches Aufladen der Lichtleiterfasern 4 zu verhindern, wird zumindest für das parallele Ausrichten der Lichtleiterfasern zueinander im ersten Verfahrensschritt eine Atmosphäre mit ionisierter Luft verwendet, die entladend wirkt.

Im nachfolgenden dritten Verfahrensschritt wird das mindestens eine Band 11 mitsamt der über den Adhesivstoff an dem mindestens einen Band 11 fixierten Lichtleiterfasern 4 in einer Richtung quer zu den Längsachsen 12 der Lichtleiterfasern 4 spiralförmig aufgerollt.

Das spiralförmige Aufrollen des mindestens einen Klebebandes 11 im dritten Verfahrensschritt erfolgt vorzugsweise zumindest an einem Endbereich der Lichtleiterfasern 4 über eine Aufwickelhilfe 13. Die Aufwickelhilfe 13 dient dazu, das spiralförmige Aufrollen der über die Klebebänder 11 endseitig fixierten Lichtleiterfasern 4 zu erleichtern. Vorzugsweise ist die Aufwickelhilfe 13 als runder Stab ausgebildet, der so an mindestens einem der mit dem Adhesivstoff versehenen Bänder 11 fixiert ist, dass der Stab die Lichtleiterfasern 4 in Axialrichtung über die Faserenden nach außen überragt, wie dies auf der linken Seite in 3 dargestellt ist. Durch Drehen der beispielsweise als Holzstab oder Metalldraht ausgebildeten Aufwickelhilfe 13 um deren Längsachse werden die Klebebänder 11 und somit auch die endseitig an den Klebebändern 11 fixierten Lichtleiterfasern 4 spiralförmig aufgerollt.

Durch den Einsatz der Aufwickelhilfe 13 ist es darüber hinaus nicht erforderlich die Lichtleiterfasern 4 direkt manuell zu berühren, wodurch eventuelle mechanische Beschädigungen der Lichtleiterfasern 4 vermieden werden können.

Um das spiralförmige Aufrollen zu erleichtern und insbesondere ein gleichmäßiges Aufrollen der Lichtleiterfasern 4 über die gesamte axiale Länge der Lichtleiterfasern 4 zu gewährleisten, werden vorteilhafterweise an beiden Endbereichen der Lichtleiterfasern 4 Aufwickelhilfen 13 verwendet.

Die Abbildung 4 zeigt in einer schematischen Vorderansicht das spiralförmige Aufrollen der über ein mit einem Adhesivstoff versehenes Band 11 parallel zueinander fixierten Lichtleiterfasern 4 zu einem Lichtleiterfaserbündel 8.

Die Abbildung 5 zeigt einen ergänzenden Verfahrensschritt, in dem das spiralförmig aufgerollte Lichtleiterfaserbündel 8 zumindest im Bereich seiner beidseitigen Enden mittels jeweils mindestens eines das Lichtleiterfaserbündel 8 von außen umgreifenden Haltelements 14 in seiner aufgewickelten Position fixiert wird.

Um das Lichtleiterfaserbündel 8 in die das Lichtleiterfaserbündel 8 umschließende Umhüllung 5 des Lichtleitkabels 3 einzuführen, können abschließend noch die Verfahrensschritte Abtrennen des einseitig oder der beidseitig am Ende des Lichtleiterfaserbündels 8 angeordneten Bereichs bzw. Bereiche des mit dem Adhesivstoff versehenen streifenförmigen Bandes 11 und Einführen des spiralförmig aufgerollten Lichtleiterfaserbündels 8 in die das Lichtleiterfaserbündel 8 umschließende Umhüllung 5 des Lichtleitkabels 3 ausgeführt werden.

Durch das Abtrennen der mit den Klebebändern 11 versehenen Endbereiche des spiralförmig aufgewickelten Lichtleiterfaserbündels 8 wird der völlige Verzicht auf jede Art von Trennwänden bei gleichzeitiger Beibehalten der geordneten Lage der einzelnen Lichtleiterfasern 4 zueinander ermöglicht.

Ein wie voranstehend beschrieben hergestelltes Lichtleitkabel 3 zeichnet sich dadurch aus, dass das bei einfacher Handhabung die Herstellung eines Lichtleitkabels 3 mit Beibehaltung der radialen Lichtintensitätsverteilung gewährleistet ist.

Wesentlich für die Beibehaltung einer gleichbleibenden Lichtintensitätsverteilung bei der Lichtübertragung vom proximalen Ende 6 zum distalen Ende 7 des Lichtleitkabels 3 ist die definierte spiralförmige Anordnung der Lichtleiterfasern 4 an den beiderseitigen Endbereichen des Lichtleitkabels 3 bzw. der einzelnen Lichtleiterfasern 4. Zwischen dem proximalen Ende 6 und dem distalen Ende 7 des Lichtleitkabels 3 müssen die Lichtleiterfasern 4 nicht unbedingt parallel zueinander ausgerichtet sein.

Durch den Verzicht auf jegliche Art von Trennwänden werden einerseits der Aufbau und die Montage des Lichtleitkabels 3 deutlich vereinfacht und ist es andererseits möglich, mehr Lichtleiterfasern 4 im Lichtleitkabel 3 anzuordnen, wodurch die Lichtintensität gesteigert werden kann.

Bezugszeichenliste

1
Endoskop
2
Lichtquelle
3
Lichtleitkabel
4
Lichtleiterfaser
5
Umhüllung
6
proximales Ende
7
distales Ende
8
Lichtleiterfaserbündel
8a
proximale Endfläche
8b
distale Endfläche
9
Montagearbeiter
10
Unterlage
11
Band/Klebeband
12
Längsachse
13
Aufwickelhilfe
14
Halteelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102009021175 A1 [0009]