DE102014107586A1

DE102014107586A1 - 3D-Video-Endoskop

Info

Publication number: DE102014107586A1
Application number: DE102014107586.2A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Blazejewski
Original assignee: BLAZEJEWSKI MEDI-TECH GmbH; Blazejewski Medi Tech GmbH
Current assignee: BLAZEJEWSKI MEDI-TECH GmbH; Blazejewski Medi Tech GmbH
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2014-12-04

Abstract

Es wird ein 3D-Video-Endoskop vorgeschlagen mit einem aus einem flexiblen oder starren, länglichen Hohlkörper ausgebildeten Schaft (1) mit einer in Längsrichtung verlaufenden Längsachse (2), mit einem ersten Objektiv (3) und einem zweiten Objektiv (4) am distalen Ende des Schafts (1), mit einem Abstand d1 zwischen der optischen Achse (8) des ersten Objektivs (3) und der optischen Achse (9) des zweiten Objektivs (4), mit einer im Strahlengang nach dem ersten Objektiv (3) angeordneten ersten Strahlumlenkungseinrichtung (5), mit einer im Strahlengang nach dem zweiten Objektiv (4) angeordneten zweiten Strahlumlenkungseinrichtung (6), mit einem nahe am distalen Ende des Schafts (1) im Strahlengang nach der ersten und zweiten Strahlumlenkungseinrichtung (5, 6) angeordneten Bildgeber (7) mit einer Vielzahl von Bildpunkten, welche optische Signale in elektrische Signale umwandeln, wobei eine erste Gruppe von Bildpunkten, welche Strahlenbündel des ersten Objektivs (3) empfangen, dem ersten Objektiv (3) zugeordnet ist, und wobei eine zweite Gruppe von Bildpunkten, welche Strahlenbündel des zweiten Objektivs (4) empfangen, dem zweiten Objektiv (4) zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem 3D-Video-Endoskop mit einem Schaft, zwei distal in dem Schaft angeordnete Objektive und einem nahe des distalen Endes des Schaftes angeordneten Bildgeber.
Video-Endoskope werden sowohl im technischen als auch im medizinischen Bereich eingesetzt. Sie dienen der Untersuchung von Strukturen an der Oberfläche oder in schwer zugänglichen Hohlräumen, Kanälen oder Vertiefungen. Diese Strukturen sind häufig mit bloßem Auge nicht aufzulösen. Im medizinischen Bereich werden Video-Endoskope in der minimalinvasiven Chirurgie zu Untersuchungszwecken oder in Kombination mit chirurgischen Instrumenten für Operationen unter Sichtkontrolle eingesetzt. Ein Beleuchtungssystem kann dazu dienen, die zu untersuchende Struktur zu beleuchten. Das durch eine externe Lichtquelle erzeugte Licht wird üblicherweise über Lichtleitfasern an die zu untersuchende Struktur herangeführt. Ein Bildgebungssystem dient dazu, die Information, welche in dem von der Struktur reflektierten Licht enthalten ist, als Bild aufzunehmen. Als Kamera oder Bildsensor dient häufig ein CCD-Bildwandlerchip. Dieser wandelt die optischen Signale in elektrische Signale um, welche anschließend auf einem Bildschirm oder einem Monitor optisch sichtbar gemacht werden.
Um dem Benutzer einen möglichst anschaulichen Eindruck von dem Einsatzort des distalen Endes des Endoskops zu vermitteln, sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Hierzu können unter anderem die auf dem Bildschirm angezeigten Bilder des Endoskops so dargestellt werden, dass der Betrachter einen dreidimensionalen Eindruck vom Einsatzort erhält.
Bei bekannten Endoskopen zur Erzeugung von dreidimensionalen Darstellungen sind der oder die Bildgeber häufig am proximalen Ende angeordnet. Das von einer zu untersuchenden Struktur reflektierte Licht wird am distalen Ende über Objektive eingekoppelt und über zwei räumlich getrennte optische Systeme mit optischen Komponenten wie Linsen und Prismen oder durch eine Faseroptik dem oder den am proximalen Ende angeordneten Bildgebern zugeführt. Die von den beiden optischen Systemen dabei aufgenommenen Bilder werden durch eine Bildbearbeitungseinrichtung zu einem dreidimensionalen Bild zusammengefügt und dargestellt. Als nachteilig erweist sich, dass das distale Ende aufgrund der optischen Komponenten einen Durchmesser aufweist, der zur Untersuchung von kleinen Strukturen häufig zu groß ist. Ferner treten durch die optischen Komponenten beim Transport des von der zu untersuchenden Struktur reflektierten Lichtes vom distalen Ende zum Bildgeber am proximalen Ende Verluste auf, so dass die Lichtquelle zur Beleuchtung der zu untersuchenden Struktur eine hohe Intensität aufweisen muss. Die dabei entstehenden hohen Temperaturen sind sowohl bei medizinischen als auch bei technischen Einsatzgebieten unerwünscht, da sie zu einer Schädigung der zu untersuchenden Struktur oder seiner Umgebung führen können. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass ein mit mehreren hintereinander angeordneten optischen Komponenten ausgestattetes Endoskop nicht autoklavierbar ist, da eine hierfür notwendige Erwärmung zu einer Dejustierung oder Beschädigung der optischen Komponenten führt.
Der oder die Bildgeber können auch am oder nahe des distalen Endes des Schaftes angeordnet sein. Muss der Schaft aufgrund des Anwendungsbereichs des Endoskops ein kleines Baumaß und insbesondere einen kleinen Durchmesser aufweisen, so stellt sich das Problem, dass die beiden in dem Schaft distal angeordneten Objektive einen für eine dreidimensionale Darstellung ausreichend großen Abstand aufweisen müssen. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die im Strahlengang nach den Objektiven angeordneten Bildgeber trotz des kleinen Baumaßes des Schaftes eine ausreichende Größe mit einer entsprechenden Anzahl an Bildpunkten aufweisen müssen, so dass eine hohe Auflösung der Bilder erzielt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 3D-Video-Endoskop zur Verfügung zu stellen, das einen Schaft mit kleinem Durchmesser zur Untersuchung kleiner Hohlräume aufweist, bei dem die in dem Schaft distal angeordneten Objektive einen zur Erzeugung dreidimensionaler Bilder ausreichenden Abstand aufweisen und ein distal angeordneter Bildgeber trotz des geringen zur Verfügung stehenden Platzes dreidimensionale Bilder mit guter Auflösung erzeugt, wobei der Aufbau möglichst einfach sein soll und das Endoskop autoklavierbar sein soll.
Diese Aufgabe wird durch ein 3D-Video-Endoskop mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es mit zwei distal angeordneten Objektiven, einem distal angeordneten Bildgeber und zwei Strahlumlenkungseinrichtungen zwischen den Objektiven und dem Bildgeber ausgestattet ist. Die beiden Strahlumlenkungseinrichtungen dienen dazu, den Abstand zwischen dem von dem ersten Objektiv erzeugten Strahlenbündel und dem von dem zweiten Objektiv erzeugten Strahlenbündel zu verkleinern und auf dem Bildgeber abzubilden.
Das Endoskop weist einen Schaft auf, der als länglicher Hohlkörper aus einem starren oder flexiblen Material ausgebildet ist. Vorteilhafterweise handelt es sich um einen zylindrischen Hohlkörper. Der Querschnitt kann rund, beispielsweise kreisrund oder oval, oder eckig sein. In dem Schaft sind die Objektive, der Bildgeber, Signalleitungen des Bildgebers und gegebenenfalls Lichtquellen angeordnet. Der Schaft schützt die Komponenten vor Verunreinigung und Beschädigung. Ferner ermöglicht er das Einführen des Endoskops in einen Hohlraum, ohne hierbei eine Beschädigung oder Beeinträchtigung der Umgebung des Hohlraums zu verursachen. Dank des Schaftes ist der zugehörige Abschnitt des Endoskops vorteilhafterweise autoklavierbar. Da die Objektive, die Strahlumlenkungseinrichtungen, der Bildgeber und die Signalleitung keine empfindliche optische Justierung benötigen, werden diese Komponenten im Autoklaven nicht beschädigt oder zerstört. Bei dem als Hohlkörper ausgebildeten Schaft kann es sich je nach Einsatz des Endoskops beispielsweise um ein starres Rohr oder einen flexiblen Schlauch handeln.
Der Abstand des ersten und zweiten Objektivs ist der Abstand d₁ der optischen Achse des ersten Objektivs und der optischen Achse des zweiten Objektivs am distalen Ende des Schaftes, an welchem das von der zu untersuchenden Struktur reflektierte oder emittierte Licht in das erste Objektiv und das zweite Objektiv eindringt.
Die beiden Objektive berühren sich nicht. Sie weisen vorteilhafterweise den größtmöglichen Abstand zueinander auf. Der größtmögliche Abstand der Objektive wird durch die Größe des Schaftes, insbesondere durch seinen Querschnitt, und durch die Größe der Objektive begrenzt. Bei dem erfindungsgemäßen Endoskop ist die Summe der Durchmesser des ersten Objektivs und des zweiten Objektivs kleiner als der Innendurchmesser des Schaftes. Die Objektive sind sie so nah wie möglich an der Wand des Schaftes angeordnet. Vorteilhafterweise ist der Abstand der beiden Objektive zu der Längsachse des Schaftes gleich groß. Je größer der Abstand der beiden Objektive in einem vorgegebenen Schaft ist, um so räumlicher erscheint dem Benutzer die mit den beiden Objektiven erzeugte dreidimensionale Darstellung der abzubildenden Struktur.
Die beiden Objektive können parallel zueinander und zur Längsachse des Schaftes angeordnet sein. Alternativ dazu können sie gegen die Längsachse des Schaftes nach innen oder außen verkippt sein. Die beiden Objektive können jeweils aus einer Linse oder aus mehreren optischen Komponenten bestehen.
Die beiden Objektive sind am distalen Ende des Schaftes angeordnet. Jedes der beiden Objektive erzeugt ein Abbild einer zu untersuchenden Struktur oder Umgebung. Da die beiden Objektive versetzt zueinander angeordnet sind, erzeugen sie von der gleichen Struktur oder Umgebung unterschiedliche Abbilder. Diese können auch unter verschiedenen Blickrichtungen oder Blickwinkeln entstehen. Dies hängt von der Ausrichtung der Objektive ab.
Durch die erste Strahlumlenkungseinrichtung und die zweite Strahlumlenkungseinrichtung werden die von den beiden Objektiven erzeugten Strahlenbündel derart umgelenkt, dass sich ihr Abstand verkleinert. Der Abstand der optischen Achsen des ersten Objektivs und des zweiten Objektivs beträgt am distalen Ende des Schaftes d₁. Ein entlang der optischen Achse des ersten Objektivs einfallendes erstes Strahlenbündel und ein entlang der optischen Achse des zweiten Objektivs einfallendes zweites Strahlenbündel haben am distalen Ende des Schaftes den Abstand d₁, der dem Abstand der optischen Achsen der Objektive entspricht. Der Abstand dieser beiden Strahlenbündel beträgt nach dem Verlassen der ersten Strahlumlenkungseinrichtung und der zweiten Strahlumlenkungseinrichtung nur noch d₂, wobei d₂ kleiner ist als d₁. Bei dieser Betrachtung wird die Strahldivergenz vernachlässigt. Es wird nur der Strahlengang berücksichtigt, der sich ausgehend von den optischen Achsen des ersten und zweiten Objektivs durch die erste und zweite Strahlumlenkungseinrichtung fortsetzt.
Die Strahlumlenkungseinrichtungen befinden sich im Strahlengang nach den Objektiven und vor dem Bildgeber. Nach dem Passieren der Strahlumlenkungseinrichtungen treffen die Strahlenbündel auf den Bildgeber.
Die beiden Strahlumlenkungseinrichtungen sind derart ausgerichtet, dass ein Lichtstrahl, der entlang der optischen Achse des ersten Objektivs einfällt, im wesentlichen in der durch die optische Achse des ersten Objektivs und die optische Achse des zweiten Objektivs aufgespannte Ebene bleibt, bis er auf den Bildgeber trifft. Das bedeutet, dass die erste und die zweite Strahlumlenkungseinrichtung zwar den Abstand der zwischen den durch das erste und das zweite Objektiv einfallenden Lichtbündeln verkleinert, aber nicht die den Lichtbündeln zugeordneten Bilder dreht.
Vorteilhafterweise sind neben der ersten und zweiten Strahlumlenkungseinrichtung keine weiteren Strahlumlenkungseinrichtungen im Strahlengang zwischen dem ersten und zweiten Objektiv und dem Bildgeber vorhanden. Damit sind ausschließlich eine erste und eine zweite Strahlumlenkungseinrichtung unter Ausschluss weiterer Strahlumlenkungseinrichtungen vorgesehen.
Der Bildgeber weist eine Vielzahl von Bildpunkten auf. Diese werden auch als Pixel bezeichnet. Die Bildpunkte werden in zwei Gruppen aufgeteilt. Eine erste Gruppe von Bildpunkten wird dem ersten Objektiv zugeordnet. Es wird davon ausgegangen, dass auf die erste Gruppe von Bildpunkten die Strahlenbündel des ersten Objektivs nach dem Passieren der ersten Strahlumlenkungseinrichtung auftreffen. Hierzu befindet sich die erste Strahlumlenkungseinrichtung vorteilhafterweise möglichst nahe an der ersten Gruppe von Bildpunkten. Ferner ist eine zweite Gruppe von Bildpunkten dem zweiten Objektiv zugeordnet. Es wird davon ausgegangen, dass auf die zweite Gruppe von Bildpunkten die Strahlenbündel des zweiten Objektivs nach dem Passieren der zweiten Strahlumlenkungseinrichtung auftreffen. Hierzu befindet sich die zweite Strahlumlenkungseinrichtung vorteilhafterweise möglichst nahe an der zweiten Gruppe von Bildpunkten. Durch einen möglichst kleinen Abstand zwischen dem Bildgeber und den Strahlumlenkungseinrichtungen wird nicht nur eine möglichst exakte Zuordnung der Strahlenbündel der ersten und zweiten Strahlumlenkungseinrichtung zu der ersten und zweiten Gruppe von Bildpunkten ermöglicht, sondern es werden auch die Verluste minimiert. Die Bildpunkte des Bildgebers wandeln die optischen Signale der Strahlenbündel in elektrische Signale. Diese werden über in dem Schaft angeordnete Signalleitungen von dem Bildgeber zu einer Auswerteeinrichtung geleitet. Die Auswerteeinrichtung kann am proximalen Ende des Schaftes oder außerhalb des Schaftes angeordnet sein.
Während bei den Objektiven ein gewisser Abstand zur Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes notwendig ist, spielt der Abstand der dem ersten und zweiten Objektiv zugeordneten Bildpunkte des Bildgebers überhaupt keine Rolle. Wesentlich ist nur, dass eine möglichst eindeutige Zuordnung der Strahlenbündel des ersten Objektivs zu der ersten Gruppe von Bildpunkten und der Strahlenbündel des zweiten Objektivs zu der zweiten Gruppe von Bildpunkten erfolgt. Die Verwendung eines einzigen Bildgebers anstelle von zwei Bildgebern hat den Vorteil, dass weniger Platz durch eine Bildgeberhalterung beansprucht wird. Es kann somit ein Bildgeber verwendet werden, der eine große Anzahl an Bildpunkten aufweist.
Der Bildgeber ist bevorzugt senkrecht zur Längsachse des Schaftes ausgerichtet. Vorteilhafterweise verläuft die Längsachse durch die Mitte des Bildgebers. Die erste Gruppe an Bildpunkten ist vorteilhafterweise gleich groß wie die zweite Gruppe an Bildpunkten. Die Anzahl der Bildpunkte ist entsprechend in beiden Gruppen gleich groß.
Damit weist das erfindungsgemäße Endoskop einen größtmöglichen Abstand zwischen dem ersten und zweiten Objektiv auf, so dass ein gutes dreidimensionales Bild erzeugt werden kann. Dank der Strahlumlenkungseinrichtungen wird der Abstand der Strahlenbündel des ersten und zweiten Objektivs reduziert. Die Strahlenbündel werden auf einem einzigen Bildgeber abgebildet. Damit ist auch bei einem Schaft mit kleinem Durchmesser die Erzeugung eines gut aufgelösten dreidimensionalen Bildes möglich. Da außer dem ersten und zweiten Objektiv, der ersten und zweiten Strahlumlenkungseinrichtung und dem Bildgeber keine weiteren optischen Komponenten im Strahlengang vorgesehen sind, weist das Endoskop einen einfachen Aufbau auf. Die Justierung der Komponenten ist entsprechend einfach zu erreichen und nicht anfällig gegen eine Erwärmung, welche bei einer Autoklavierung des Endoskops erfolgt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das erste und das zweite Objektiv parallel zueinander angeordnet. Dabei sind die optische Achse des ersten Objektivs und die optische Achse des zweiten Objektivs im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. In diesem Fall ist der Abstand der optischen Achsen des ersten und zweiten Objektivs überall gleich groß.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das erste und das zweite Objektiv nach innen in Richtung der Längsachse des Schaftes oder nach außen entgegen der Richtung der Längsachse des Schaftes geneigt. In diesem Fall verlaufen die optischen Achsen des ersten und zweiten Objektivs unter einem von 0° verschiedenen Winkel zueinander. Der Abstand d₁ der optischen Achsen des ersten und zweiten Objektivs wird in diesem Fall am distalen Ende des Schaftes bestimmt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die erste Strahlumlenkungseinrichtung und die zweite Strahlumlenkungseinrichtung mindestens ein Prisma auf.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Prisma als Reflexionsprisma ausgebildet, welches einen von dem ersten oder zweiten Objektiv einfallenden Lichtstrahl zweimal reflektiert, bevor der Lichtstrahl das Reflexionsprisma in Richtung des Bildgebers verlässt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die erste und/ oder die zweite Strahlumlenkungseinrichtung mindestens einen Spiegel auf.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Bildsensor rechteckig. Die Anzahl der Bildpunkte ist dabei in der einen Richtung größer ist als in der anderen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Bildsensor oval.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Länge des Bildgebers kleiner als der Abstand d₁ der optischen Achsen des ersten und des zweiten Objektivs.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Bildgeber mindestens ein CMOS-Bauelement als bildgebende Komponente auf. Alternativ dazu kann beispielsweise CCD-Bildgeber vorgesehen sein. CMOS-Bauelemente haben gegenüber CCD-Bildgebern den Vorteil, dass sie in der Regel kleiner sind.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in den Schaft eine Beleuchtungseinrichtung integriert. Der Lichtaustritt der Beleuchtungseinrichtung ist dabei an dem distalen Ende des Schaftes. Die Beleuchtungseinrichtung kann eine Lichtquelle am proximalen Ende des zylindrischen Hohlkörpers aufweisen und einen Lichtleiter, der das Licht an das distale Ende transportiert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zylindrische Hohlkörper mit den darin angeordneten Bildgebern und den Signalleitungen autoklavierbar. Hierzu ist der zylindrische Hohlkörper entsprechend abgedichtet.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 Schnitt durch das distale Ende des Schafts eines 3D-Video-Endoskops,
2 Aufsicht auf das distale Ende des Schafts gemäß 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist das distale Ende eines als zylindrischer Hohlkörper ausgebildeten Schaftes 1 eines 3D-Video-Endoskops mit einer Längsachse 2, einem ersten Objektiv 3, einem zweiten Objektiv 4, einer ersten Strahlumlenkungseinrichtung 5, einer zweiten Strahlumlenkungseinrichtung 6 und einem Bildgeber 7 dargestellt. Die optische Achse 8 des ersten Objektivs 3 und die optische Achse 9 des zweiten Objektivs 4 sind parallel zueinander und parallel zur Längsachse 2 des Schaftes 1. Die Objektive 3, 4 sind parallel zueinander ausgerichtet. Zwischen der optischen Achse 8 des ersten Objektivs 3 und der optischen Achse 9 des zweiten Objektivs 4 besteht ein Abstand d₁. Die beiden Objektive 3, 4 sind jeweils nahe der Wand des Schaftes 1 angeordnet. Sie weisen damit den größtmöglichen Abstand auf.
Die erste Strahlumlenkungseinrichtung 5 ist als Prisma ausgebildet. Bei dem Prisma handelt es sich um ein Reflexionsprisma in Form eines Parallelepipeds, einem Rhomboeder. Das Prisma weist eine dem ersten Objektiv 3 zugewandte Eintrittsfläche und eine dem Bildgeber 7 zugewandte Austrittsfläche auf. Die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche sind parallel zueinander und senkrecht zur Längsachse 2 des Schaftes 1. Das Prisma lenkt die von dem ersten Objektiv 3 erzeugten Strahlenbündel derart um, dass sie zwar ihre Richtung im wesentlichen nicht ändern aber näher an der Längsachse 2 des Schaftes verlaufen. Der Strahlengang eines entlang der optischen Achse 8 in dem ersten Objektiv 3 verlaufenden, in der ersten Strahlumlenkungseinrichtung 5 umgelenkten und auf den Bildgeber 7 auftreffenden Strahls oder Strahlenbündels 10 ist in 1 eingezeichnet. Der Strahlengang verläuft in der Bildebene, welche einer durch die optische Achse 8 des ersten Objektivs 3 und die optische Achse 9 des zweiten Objektivs 4 entspricht.
Die zweite Strahlumlenkungseinrichtung 6 ist ebenfalls als Prisma ausgebildet. Das Prisma weist die gleiche Form wie bei der ersten Strahlumlenkungseinrichtung auf. Das Prisma der zweiten Strahlumlenkungseinrichtung 6 ist mit einer dem zweiten Objektiv zugewandten Eintrittsfläche einer dazu parallelen, dem Bildgeber 7 zugewandten Austrittsfläche ausgestattet. Das Prisma der ersten Strahlumlenkungseinrichtung 5 und der Prisma der zweiten Strahlumlenkungseinrichtung 6 stimmen qualitativ und quantitativ überein. Die beiden Strahlumlenkungseinrichtungen 5, 6 berühren sich an ihrer dem Bildgeber zugewandten Seite. Durch die Position, an der sie sich berühren, verläuft die Längsachse 2 des Schaftes 1. Die beiden Strahlumlenkungseinrichtungen 5, 6 sind symmetrisch zu einer durch die Längsachse 2 verlaufenden Symmetrieebene angeordnet.
Der Strahlengang eines entlang der optischen Achse 9 in dem zweiten Objektiv 4 verlaufenden, in der zweiten Strahlumlenkungseinrichtung 6 umgelenkten und auf den Bildgeber 7 auftreffenden Strahls oder Strahlenbündels 11 ist in 1 eingezeichnet. Der Abstand des Strahls 10 und des Strahls 11 beträgt nach dem Verlassen der ersten und zweiten Strahlumlenkungseinrichtung 5, 6 an den jeweiligen Austrittsflächen d₂. Dabei ist d₂ kleiner als d₁. Die beim Auftreffen auf das erste und zweite Objektiv 3, 4 parallelen Strahlen 10, 11 sind nach dem Verlassen der ersten und zweiten Strahlumlenkungseinrichtung 5, 6 immer noch parallel.
Die erste Strahlumlenkungseinrichtung 5 richtet ein erstes Strahlenbündel des ersten Objektivs 3 im wesentlichen parallel zur Längsachse 2 des Schaftes 1 aus. Die zweite Strahlumlenkungseinrichtung 6 richtet ein zweites Strahlenbündel des zweiten Objektivs 4 im wesentlichen parallel zur Längsachse 2 des Schaftes 1 aus. Dabei ist der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Strahlenbündel vor den Strahlumlenkungseinrichtungen größer als nach den Strahlumlenkungseinrichtungen.
Der Bildgeber 7 ist an einer Bildgeberhalterung 12 angeordnet. Die Bildpunkte des Bildgebers 7 sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Über Signalleitungen 13 werden die durch den Bildgeber aus den optischen Signalen erzeugten elektrischen Signale einer in der Zeichnung nicht dargestellten Auswertungseinrichtung zugeführt.
2 zeigt das distale Ende des Schaftes 1 in einer Aufsicht auf die Stirnseite. In dieser Darstellung sind neben dem ersten und zweiten Objektiv zwei Beleuchtungseinrichtungen 14 erkennbar. Hierbei handelt es sich um den Lichtaustritt an dem distalen Ende des Schaftes 1.
Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Schaft
2: Längsachse
3: erstes Objektiv
4: zweites Objektiv
5: erste Strahlumlenkungseinrichtung
6: zweite Strahlumlenkungseinrichtung
7: Bildgeber
8: optische Achse des ersten Objektivs
9: optische Achse des zweiten Objektivs
10: Strahl
11: Strahl
12: Bildgeberhalterung
13: Signalleitung
14: Beleuchtungseinrichtung

Claims

3D-Video-Endoskop mit einem aus einem flexiblen oder starren, länglichen Hohlkörper ausgebildeten Schaft (1) mit einer in Längsrichtung verlaufenden Längsachse (2), mit einem ersten Objektiv (3) am distalen Ende des Schafts (1), mit einem zweiten Objektiv (4) am distalen Ende des Schafts (1), mit einem Abstand d₁ zwischen der optischen Achse (8) des ersten Objektivs (3) und der optischen Achse (9) des zweiten Objektivs (4) am distalen Ende des Schaftes (1), mit einem im wesentlichen am distalen Ende des Schafts (1) im Strahlengang nach dem ersten und zweiten Objektiv (3, 4) angeordneten Bildgeber (7) mit einer Vielzahl von Bildpunkten, welche optische Signale in elektrische Signale umwandeln, wobei eine erste Gruppe von Bildpunkten, welche Strahlenbündel des ersten Objektivs (3) empfangen, dem ersten Objektiv (3) zugeordnet ist, und wobei eine zweite Gruppe von Bildpunkten, welche Strahlenbündel des zweiten Objektivs (4) empfangen, dem zweiten Objektiv (4) zugeordnet ist, mit einer im Strahlengang zwischen dem ersten Objektiv (3) und dem Bildgeber (7) angeordneten ersten Strahlumlenkungseinrichtung (5), welche ein durch das erste Objektiv (3) einfallendes Lichtbündel der ersten Gruppe von Bildpunkten des Bildgebers (7) zuführt, mit einer im Strahlengang zwischen dem zweiten Objektiv (4) und dem Bildgeber (7) angeordneten zweiten Strahlumlenkungseinrichtung (6), welche ein durch das zweite Objektiv (4) einfallendes Lichtbündel der zweiten Gruppe von Bildpunkten des Bildgebers (7) zuführt, wobei der Abstand zwischen einem entlang der optischen Achse (8) des ersten Objektivs (3) einfallenden ersten Strahl und einem entlang der optischen Achse (9) des zweiten Objektivs (4) einfallenden zweiten Strahl nach dem Austritt aus der ersten Strahlumlenkungseinrichtung (5) und der zweiten Strahlumlenkungseinrichtung (6) d₂ ist, wobei der Abstand d₂ kleiner ist als der Abstand d₁, wobei die optische Achse (8) des ersten Objektivs (3) und die optische Achse (9) des zweiten Objektivs eine Achsen-Ebene aufspannen, in welcher ein entlang der optische Achse (8) des ersten Objektivs (3) einfallender Lichtstrahl entlang des Strahlengangs durch die erste Strahlumlenkungseinrichtung (5) bis zum Bildgeber (7) im wesentlichen verläuft und in welcher ein entlang der optische Achse (9) des zweiten Objektivs (4) einfallender Lichtstrahl entlang des Strahlengangs durch die zweite Strahlumlenkungseinrichtung (6) bis zum Bildgeber (7) im wesentlichen verläuft.
3D-Video-Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Objektiv (3, 4) parallel zueinander angeordnet sind, wobei die optische Achse (8) des ersten Objektivs (3) und die optische Achse (9) des zweiten Objektivs (4) im wesentlichen parallel zueinander sind.
3D-Video-Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Objektiv (3, 4) nach innen in Richtung der Längsachse (2) des Schaftes (1) geneigt sind, wobei die optischen Achsen (8, 9) des ersten und zweiten Objektivs (3, 4) unter einem von 0° verschiedenen Winkel zueinander verlaufen.
3D-Video-Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strahlumlenkungseinrichtung (5) und die zweite Strahlumlenkungseinrichtung (6) mindestens ein Prisma aufweisen.
3D-Video-Endoskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma als Reflexionsprisma ausgebildet ist, welches einen von dem ersten oder zweiten Objektiv einfallenden Lichtstrahl zweimal reflektiert, bevor der Lichtstrahl das Reflexionsprisma in Richtung des Bildgebers (7) verlässt.
3D-Video-Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/ oder die zweite Strahlumlenkungseinrichtung (5, 6) mindestens einen Spiegel aufweisen.
3D-Video-Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildgeber (7) rechteckig ist, wobei die Anzahl der Bildpunkte in der einen Richtung größer ist als in der anderen.
3D-Video-Endoskop nach einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildgeber (7) oval ist.
3D-Video-Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Bildgebers kleiner ist als der Abstand d₁ der optischen Achsen des ersten und des zweiten Objektivs (3, 4).
3D-Video-Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildgeber (7) mindestens ein CMOS-Bauelement als bildgebende Komponente aufweist.
3D-Video-Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Schaft (1) eine Beleuchtungseinrichtung (14) integriert ist, und dass der Lichtaustritt der Beleuchtungseinrichtung an dem distalen Ende des Schaftes (1) ist.