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Die
Erfindung betrifft ein Endoskopobjektiv der im Oberbegriff des Anspruches
1 genannten Art.
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Endoskopobjektive
sind in der Regel im distalen Endbereich eines Endoskopes hinter
einem Fenster angeordnet, durch das sie das Gebiet distal vor dem
Endoskop beobachten können.
Endoskopobjektive liefern bei einem Videoendoskop eine Abbildung
auf der Sensorfläche
einer Videokamera oder im Falle eines flexiblen optischen Endoskops
auf der distalen Stirnfläche
eines Bildleiterfaserbündels.
Im Falle starrer Endoskope liefern sie ein Zwischenbild, das von
einer Relaislinsenanordnung weitertransportiert wird.
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Bekannte
gattungsgemäße Endoskopobjektive
weisen den Anschlag im proximalen Endbereich des Objektivrohres
auf. Die proximale Linsengruppe stößt proximalseitig gegen den
Anschlag. Zwischen allen Linsengruppen ist jeweils ein Blendring
angeordnet. Die Stapelanordnung der Linsengruppen und der Blend ringe
wird in proximaler Richtung gegen den Anschlag gedrückt und
es können
einzelne oder alle Linsengruppen in der üblichen Weise gesichert werden,
beispielsweise durch Klebertropfen.
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Bei
dieser seit langem bewährten
Konstruktion können
Probleme durch Linsenkippung auftreten. Die distale Linsengruppe
ist relativ lang und somit ausreichend im Objektivrohr geführt. Die
mittlere und distale Linsengruppe sind jedoch relativ kurz und auch
durch die zusätzliche
Führung
an den Blendringen nur unzureichend gesichert. Bei Erschütterungen
können
diese Linsengruppen leicht verkippen, was zu erheblichen Bildstörungen führt und
eine Neujustierung erforderlich macht. Auch wenn die Linsengruppen
durch Verklebung gesichert werden, kann das Linsenkippen stören, z.
B. wenn es vor der Verklebung auftritt und die Linsen in gekippter
Stellung gesichert werden.
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Aus
der
JP 10-225438 A ist
ein Endoskopobjektiv bekannt mit einem drei Linsengruppen aufnehmenden
Objektivrohr, das einen als Innenflansch ausgebildeten Anschlag
aufweist. Dabei stößt die proximale
Linsengruppe mit ihrer distalen Seite und die mittlere Linsengruppe
mit ihrer proximalen Seite gegen den Anschlag.
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Aus
der
JP 06-317744 A ist
ein Endoskopobjektiv bekannt mit drei Linsengruppen, von denen die proximale
Linsengruppe distalseitig eine Konkavfläche und die mittlere Linsengruppe
eine proximale Planfläche
aufweisen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, gattungsgemäße Endoskopobjektive
wirkungsvoller gegen Linsenverkippungen zu sichern.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist der
den Anschlag bildende Innenflansch zwischen der mittleren und der proximalen
Linsengruppe angeordnet, so dass diese beiden Linsengruppen in distaler
bzw. proximaler Richtung gegen ihn in Anlage kommen können. Sie weisen
dazu an ihren zum Anschlag hin liegenden Endflächen entsprechende Planflächen auf
und zwar im Falle der mittleren Linsengruppe eine proximale Planfläche und
im Falle der konkaven distalen Endfläche der proximalen Linsengruppe
eine um die Konkavfläche
herum angeordnete plane Ringfläche.
Bei gattungsgemäßen Endoskopobjektiven
lassen sich diese Änderungen
an den Linsengruppen relativ einfach und ohne tiefgreifende Neuberechnung
durchfüh ren.
Die Verkleinerung der konkaven distalen Endfläche der proximalen Linsengruppe
zur Schaffung der planen Ringfläche
ist völlig
unproblematisch. Die Umwandlung der üblicherweise nur sehr schwach
gekrümmten
proximalen Stirnfläche
der mittleren Linsengruppe in eine Planfläche ist leicht möglich durch
geringfügige Änderungen
anderer Linsenflächen.
Optische Verschlechterungen sind dabei nicht zu befürchten.
Durch diese Änderung
wird eine Konstruktion geschaffen, bei der die proximale Linsengruppe
distal gegen den Anschlag liegt und die mittlere und distale Linsengruppe
wie zuvor in proximaler Richtung in Stapelanordnung zur Anlage kommt.
Dabei können
einzelne oder alle Linsengruppen in üblicher Weise gegenüber dem
Objektivrohr gesichert werden, z. B. durch Anbringung von Klebertropfen
oder durch sonstige Verkittung.
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Im
proximalen Endbereich der proximalen Linsengruppe verlaufen Lichtstrahlen
sehr weit am Rand, so dass hier durch Vignettierung, also seitliche Abschattung,
erhebliche Probleme auftreten können, die
umso mehr anwachsen, je kleiner die Linsen im Durchmesser sein sollen,
was wiederum durch immer kleinere Endoskopdurchmesser bedingt ist.
Vorteilhaft sind daher die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen.
Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion
erhält
die proximale Linsengruppe ihre verkippsichere saubere Führung durch
distale Anlage mit ihrer planen Ringfläche gegen die Ringfläche des
Anschlages. Eine Führung
und Halterung im proximalen Endbereich ist daher nicht unbedingt
erforderlich. Daher ist es möglich,
die proximal endständige
Linse der proximalen Linsengruppe über das Ende des Objektivrohres
hinausstehen zu lassen, und zwar mit gegenüber diesem vergrößerten Durchmesser.
Gegenüber
der bekannten Anordnung bei der diese proximal endständige Linse
in ihrem Außendurchmesser durch
den Innendurchmesser des Objektivrohres begrenzt ist, lässt sich
also eine Durchmesservergrößerung wenigstens
um die Dicke des Objektivrohres erreichen und damit eine erhebliche
Verringerung der Vignettierung.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt.
Es zeigen:
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1 einen
Achsschnitt durch ein Endoskopobjektiv nach dem Stand der Technik
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2 eine
Darstellung des proximalen Bereiches der Konstruktion der 1,
jedoch in erfindungsgemäßer Ausbildung.
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3 eine
Darstellung des proximalen Endbereiches der Konstruktion der 2 in
einer Ausführungsvariante.
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In 1 ist
ein bekanntes Endoskopobjektiv 101 im Achsschnitt dargestellt.
Es weist in einem Objektivrohr 102 drei Linsengruppen auf,
und zwar eine proximale Linsengruppe 103, eine mittlere
Linsengruppe 104 und eine distale Linsengruppe 105.
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Wie
dargestellt, bestehen die Linsengruppen jeweils aus mehreren verkitteten
Linsen und sind mit geringem Umfangsspiel im Objektivrohr 102 gelagert.
Dabei stößt die proximale
Linsengruppe 103 proximalseitig gegen einen Anschlag 106 in
Form eines am proximalen Ende des Objektivrohres 102 angeordneten
Innenflansches. Zwischen den Linsengruppen 103 und 104 sowie 104 und 105 ist
jeweils ein Blendrohr 107 bzw. 108 angeordnet.
Die Linsengruppen 103, 104 und 105 lassen
sich zusammen mit den Blendrohren 107 und 108 vom
distalen Ende des Objektivrohres 102 einsetzen und in Stapelanordnung
gegen den Anschlag 106 bringen. Die distale Linsengruppe 105 wird
sodann gegenüber
dem Objektivrohr 102 gesichert, im Ausführungsbeispiel mittels der
drei in 1 dargestellten Bohrungen 109, die
durch die Wand des Objektivrohres zu den Linsengruppen 103, 104 und 105 in
deren Randbereich verlaufen. Durch diese Bohrungen 109 lässt sich
z. B. dünnflüssiger Kleber
eingeben, der in den aus der Abbildung ersichtlichen Spalt zwischen
der jeweiligen Linsengruppe und dem Objektivrohr laufen kann und
eine sichere Verklebung und somit Festlegung ergibt.
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Die
proximale Linsengruppe 103 weist proximalseitig eine Konvexfläche und
distalseitig eine Konkavfläche 110 auf.
Die mittlere Linsenfläche 104 weist
beidseitig konvexe Stirnflächen
auf, wobei jedoch die proximalseitige Stirnfläche 111 sehr flach
ist. Die distale Linsengruppe 105 ist sehr schematisch dargestellt.
Sie trägt
distalseitig einen Meniskus 112 und kann auch mit Prismen
seitlich blickend ausgebildet sein. Distal vom Endoskopobjektiv 101 ist
ein Fenster 113 angeordnet ist, welches ein nicht dargestelltes
Endoskop an der distalen Stirnfläche
verschließt,
in dem das Endoskopobjektiv 101 angeordnet ist. Proximal
anschließend
an die dargestellte Konstruktion ist in dem nicht dargestellten
Endoskop eine Videokamera, ein Faserbildleiter oder ein Relaislinsenbildleiter
angeordnet.
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Die
in 1 dargestellte Konstruktion des Endoskopobjektives 101 hat
einen erheblichen Nachteil. Es besteht nämlich die Möglichkeit zur Linsenverkippung
insbesondere bei der mittleren Linsengruppe 104 und der
proximalen Linsengruppe 103, die beide relativ kurz sind
und daher aufgrund des Umfangspieles gegenüber dem Objektivrohr 102 kippen
können,
woran sie auch durch die Kantenführung
an den Blendrohren 107 und 108 nur unzureichend
gehindert werden. Auch die Sicherung durch Verklebung an den Bohrungen 109 verhindert
nur Verkippungen nach Verklebung. Sind die Linsen bei dem Klebvorgang
bereits gekippt, so werden sie in gekippter Stellung gesichert.
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Die
in 2 dargestellte erfindungsgemäße Konstruktion eines Endoskopobjektives 201 hilft
dem ab. In 2 ist der proximale Bereich
eines Objektivrohres 202 dargestellt, das in seinem distalen
Endbereich einschließlich
der dortigen distalen Linsengruppe 205 vollständig der
Konstruktion der 1 entspricht.
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Auch
das Blendrohr 208 zwischen der distalen Linsengruppe 205 und
der mittleren Linsengruppe 204 entspricht noch vollständig der
Konstruktion der 1. Die mittlere Linsengruppe 204 ist
jedoch erfindungsgemäß geändert und
zwar weist sie proximalseitig anstelle der schwach gekrümmten Fläche 111 der 1 eine
Planfläche 211 auf.
Diese liegt gegen eine der planen Ringflächen eines Anschlages 206,
der als Innenflansch, ähnlich
wie der Anschlag 106 der 1, ausgebildet
ist, jedoch nicht am proximalen Ende des Objektivrohres, sondern
zwischen der mittleren Linsengruppe 204 und der proximalen Linsengruppe 203 angeordnet
ist, wie dies die 2 zeigt. Es kann also die mittlere
Linsengruppe 204 mit ihrer proximalen Planfläche 211 in
optimal sicherer Führung
am Anschlag 206 in Anlage kommen. Auch die proximale Linsengruppe 203 kann
in distaler Richtung in Planflächenanlage
kommen. Dazu ist die distale Seite der proximalen Linsengruppe 203 etwas geändert. Um
die Konkavfläche 210 herum
ist eine plane Ringfläche 214 ausgebildet,
die in Plananlage an die plane Ringfläche des Anschlages 206 gelangt.
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Die
mittlere Linsengruppe 204 und die proximale Linsengruppe 203 sind
durch ihre Plananlage gegen den Anschlag 206 hervorragend
gegen Verkippung gesichert. Die distale Linsengruppe 205 ist durch
ihre Länge
gut im Objektivrohr 202 gesichert. Der Linsenstapel bestehend
aus der mittleren Linsengruppe 204, dem Blendrohr 208 und
der distalen Linsengruppe 205 ist in Anlage gegen den Anschlag 206 gehalten
und gesichert, was mittels Klebepunkten an den Bohrungen 209 erfolgen
kann. Auf diese Weise können
einzelne oder alle Linsengruppen 203, 204 und 205 gesichert
werden.
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Die
erfindungsgemäße Konstruktion
gemäß 2 hat
ebenso wie die bekannte Konstruktion gemäß 1 Linsen,
die in ihrem Durchmesser durch den Innendurchmesser des Objektivrohres 102,
bzw. 202 begrenzt sind. Diese Durchmesserbegrenzung stört am meisten
an der proximal letzten Linse 216, in der Lichtstrahlen
sehr weit am Rand verlaufen können.
Durch die Randbegrenzung dieser endständigen Linse 216 kann
es zu Vignettierung kommen.
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Dies
wird mit der Konstruktion der 3 vermieden,
die ein Endoskopobjektiv 301 zeigt, mit einem Objektivrohr 302,
seinem Anschlag 306 und distal von diesem einschließlich der
mittleren Linsengruppe 304 und der distalen Linsengruppe
vollständig
der Konstruktion der 2 entspricht. Proximal vom Anschlag 306,
der dem Anschlag 206 der 2 entspricht,
ist die Konstruktion jedoch geändert.
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Die
proximale Linsengruppe 303 entspricht distalseitig mit
der Konkavfläche 310 und
der planen Ringfläche 314 der
Konstruktion der 2. Die proximal endständige Linse 316 der
proximalen Linsengruppe 303 entspricht weitgehend der proximal
endständigen
Linse 216 der Konstruktion der 2, ist jedoch
in ihrem Durchmesser erweitert, wie dies 3 zeigt.
Das Objektivrohr 302 ist am proximalen Ende gekürzt, so
dass es nur den distalen Bereich der proximalen Linsengruppe 303 umfasst,
nicht jedoch deren proximal endständige Linse 316. Da
diese im Durchmesser vergrößert ist,
wird Vignettierung in diesem Bereich stark verringert. Die Fixierung
der proximalen Linsengruppe 303 gegenüber dem Objektivrohr 302 erfolgt
wiederum mit Kleber, der an den Bohrungen 309 oder auch
durch den Spalt 315 eingegeben werden kann.