DE102016118746A1 - endoscope - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung schafft ein Endoskop (10) mit einer Abbildungsoptik (14) zur Abbildung eines Objekts (12), wobei die Abbildungsoptik (14) ein Objektiv (26), das an einem distalen Ende (22) des Endoskops (10) angeordnet ist, ein Okular (30), das an einem proximalen Ende (24) des Endoskops (10) angeordnet ist, und einen Abbildungsstrahlengang (28), welcher von dem Objektiv (26) kommende Strahlung zu dem Okular (30) führt, mindestens eine Linse (32, 34) und eine Korrekturoptik (38) umfasst und Zusammen dem Objektiv (26) mindestens ein Zwischenbild (36) des Objekts (12) erzeugt, aufweist und wobei die Korrekturoptik (38) einen durch das Objektiv (26) und die mindestens eine Linse (32, 34) verursachten Farbfehler in dem mindestens einen Zwischenbild (36) reduziert.The invention provides an endoscope (10) with imaging optics (14) for imaging an object (12), the imaging optics (14) having an objective (26) arranged at a distal end (22) of the endoscope (10). an eyepiece (30), which is arranged at a proximal end (24) of the endoscope (10), and an imaging beam path (28) which leads radiation coming from the objective (26) to the eyepiece (30), at least one lens ( 32, 34) and a correction optics (38) and together the lens (26) at least one intermediate image (36) of the object (12) generates, and wherein the correction optics (38) through the lens (26) and the at least one Lens (32, 34) caused color errors in the at least one intermediate image (36) reduced.
Description
Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit einer Abbildungsoptik zur Abbildung eines Objekts. Die Abbildungsoptik umfasst ein Objektiv, das an einem distalen Ende des Endoskops angeordnet ist, ein Okular, das an einem proximalen Ende des Endoskops angeordnet ist, und einen Abbildungsstrahlengang, welcher von dem Objekt kommende Strahlung zu dem Okular führt.The invention relates to an endoscope with imaging optics for imaging an object. The imaging optics include a lens disposed at a distal end of the endoscope, an eyepiece disposed at a proximal end of the endoscope, and an imaging beam path that guides radiation from the object to the eyepiece.
Optische Systeme, wie beispielsweise Endoskope, sind oftmals mit einem asphärischen optischen Element ausgestattet. Daher neigen sie am Rand des Gesichtsfelds dazu, einen Farbfehler aufzuweisen, der sich in einem Farbsaum bemerkbar macht. Meist tendiert dieser Farbsaum zur Farbe Blau, jedoch sind auch andere Farben möglich.Optical systems, such as endoscopes, are often equipped with an aspheric optical element. Therefore, at the edge of the field of view, they tend to have a chromatic aberration that is noticeable in a color fringe. Mostly, this color fringing tends towards the color blue, but other colors are possible.
Die Tendenz, am Rand des Gesichtsfelds einen Farbsaum aufzuweisen, ist besonders bei Endoskopen ausgeprägt. Dies ist darin begründet, dass Endoskope meist mehrere Zwischenbilder aufweisen und sich der Farbsaum somit schrittweise über die einzelnen Zwischenbilder aufbauen kann. Das übrige Gesichtsfeld ist meist frei von Farbfehlern und hat in der Regel eine sehr hohe Bildschärfe, die durch die Verwendung asphärischer Elemente gefördert wird.The tendency to have a color fringe at the edge of the visual field is particularly pronounced in endoscopes. This is due to the fact that endoscopes usually have several intermediate images and thus the fringing can build up progressively over the individual intermediate images. The rest of the field of vision is usually free from color aberrations and usually has a very high image sharpness, which is promoted by the use of aspherical elements.
Mittels Software kann die Auslegung von optischen Elementen berechnet und damit die optische Abbildungsqualität bezogen auf das Bild simuliert werden. Im Bild müssen die Summen der sieben Seidel-Koeffizienten auf ein Minimum reduziert sein, insbesondere die Koeffizienten 6 (Farblängsfehler) und 7 (Farbquerfehler). Dabei ist es zunächst unerheblich, wie viele Zwischenbilder in dem Gesamtsystem vorkommen. Um eine besonders gute Abbildungsqualität zu erhalten, ist es wichtig, dass alle Farben eines Punkts in dem Objekt im Bild exakt wieder auf einen Punkt fallen und diese nicht nebeneinander auf die Bildebene treffen. Innerhalb eines optischen Systems ist diese Bedingung jedoch nicht überall erfüllt, da die unterschiedlichen Farben durch die Dispersion der verwendeten Glassorten, aus der beispielsweise Linsen des optischen Systems hergestellt sind, verschieden gebrochen werden. So kann es vorkommen, dass sich ein Farbquerfehler von Zwischenbild zu Zwischenbild aufbaut und schließlich vom Okular wieder auskorrigiert wird, sodass am Ende ein gutes Bild entsteht.By means of software, the design of optical elements can be calculated and thus the optical image quality can be simulated in relation to the image. In the picture, the sums of the seven Seidel coefficients must be reduced to a minimum, in particular the coefficients 6 (longitudinal chromatic aberration) and 7 (lateral chromatic aberration). It is initially irrelevant how many intermediate images occur in the overall system. In order to obtain a particularly good image quality, it is important that all the colors of a point in the object in the image fall back exactly to a point and do not hit them side by side on the image plane. Within an optical system, however, this condition is not met everywhere, since the different colors are broken differently by the dispersion of the types of glass used, for example, lenses of the optical system are made. It may happen that a lateral chromatic aberration builds up between the intermediate image and the intermediate image and is finally corrected by the eyepiece, so that a good picture is created in the end.
Bei Endoskopen wird in der Regel bei dem in
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Endoskop bereitzustellen, bei dem ein Farbfehler vermindert ist.The object of the invention is to provide an endoscope in which a color error is reduced.
Die Aufgabe wird durch ein Endoskop nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen des Endoskops.The object is achieved by an endoscope according to claim 1. The dependent claims describe preferred embodiments of the endoscope.
Die Erfindung schafft ein Endoskop mit einer Abbildungsoptik zur Abbildung eines Objekts. Die Abbildungsoptik umfasst ein Objektiv, ein Okular und einen Abbildungsstrahlengang. Das Objektiv ist an einem distalen Ende des Endoskops angeordnet. Das Okular ist an einem proximalen Ende des Endoskops angeordnet. Der Abbildungsstrahlengang führt von dem Objektiv kommende Strahlung zu dem Okular, umfasst mindestens eine Linse sowie eine Korrekturoptik und erzeugt zusammen mit dem Objektiv mindestens ein Zwischenbild des Objekts. Die Korrekturoptik reduziert einen durch das Objektiv und/oder die mindestens eine Linse verursachten Farbfehler in dem Zwischenbild.The invention provides an endoscope with imaging optics for imaging an object. The imaging optics include a lens, an eyepiece and an imaging beam path. The objective is arranged at a distal end of the endoscope. The eyepiece is disposed at a proximal end of the endoscope. The imaging beam path guides radiation coming from the objective to the eyepiece, comprises at least one lens as well as a correction optics and, together with the objective, generates at least one intermediate image of the object. The correction optics reduces one through the lens and / or the at least one lens caused color aberrations in the intermediate image.
Der Erfindung liegt somit die Idee zu Grunde, den Farbfehler nicht erst in dem Bild des Objekts zu korrigieren, sondern schon in einem Zwischenbild. Dies gelingt insbesondere dadurch, dass in dem Abbildungsstrahlengang die Korrekturoptik vorgesehen ist, welche den Farbfehler in dem mindestens einen Zwischenbild reduziert. Somit kann auf diese Weise ein herkömmliches, also nicht Farbfehler-korrigierendes, Okular verwendet werden, da das mindestens eine Zwischenbild bereits farbkorrigiert ist und somit das Okular nicht die Farbfehlerkorrektur bewerkstelligen muss. Somit können die Herstellungskosten des Endoskops reduziert werden, da ein herkömmliches Okular verwendet werden kann.The invention is thus based on the idea to correct the color error not only in the image of the object, but already in an intermediate image. This is achieved in particular by providing the correction optical system in the imaging beam path, which reduces the chromatic aberration in the at least one intermediate image. Thus, a conventional, that is not color error correcting, eyepiece can be used in this way, since the at least one intermediate image is already color-corrected and thus the eyepiece does not have to accomplish the color error correction. Thus, the manufacturing cost of the endoscope can be reduced since a conventional eyepiece can be used.
Das Endoskop dient vorzugsweise zur Untersuchung einer Körperöffnung. Beispielsweise wird das Innere der Körperöffnung mittels der Abbildungsoptik des Endoskops abgebildet, so dass ein Benutzer die Körperöffnung durch das Okular selbst betrachten kann, oder das Objekt wird mittels eines dem Okular nachgeordneten Kopplers mit einer eigenen Optik auf eine Kamera abgebildet. Das Endoskop kann ein Laparoskop sein. Das Endoskop kann einen Schaft und einen Hauptteil umfassen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Schaft ist mit dem Hauptteil verbunden. In dem Schaft und in dem Hauptteil können weitere Elemente vorgesehen sein, wie beispielsweise ein oder mehrere Lichtleiter.The endoscope is preferably used to examine a body opening. For example, the interior of the body opening is imaged by means of the imaging optics of the endoscope, so that a user can view the body opening through the eyepiece itself, or the object is imaged onto a camera by means of a coupler following the eyepiece with its own optics. The endoscope can be a laparoscope. The endoscope may include a shaft and a body, as known in the art. The shaft is connected to the main part. In the shaft and in the main part further elements may be provided, such as one or more light guides.
Das Objektiv ist an einem distalen Ende des Endoskops angeordnet, insbesondere an einem distalen Ende des Schaftes. An dem proximalen Ende des Endoskops, insbesondere an dem proximalen Ende des Hauptteils, ist das Okular vorgesehen. Der Abbildungsstrahlengang kann in dem Schaft und in dem Hauptteil vorgesehen sein. Dazu weist der Abbildungsstrahlengang mindestens eine Linse auf, so dass das Objekt über das Objektiv, die mindestens eine Linse des Abbildungsstrahlengangs und das Okular abgebildet wird.The objective is arranged at a distal end of the endoscope, in particular at a distal end of the shaft. At the proximal end of the endoscope, in particular at the proximal end of the main part, the eyepiece is provided. The imaging beam path may be provided in the shaft and in the body. For this purpose, the imaging beam path has at least one lens, so that the object is imaged via the objective, the at least one lens of the imaging beam path and the eyepiece.
Das Objektiv umfasst mindestens eine Linse; ähnlich umfasst das Okular mindestens eine Linse. Das Objektiv und das Okular können wie aus dem Stand der Technik bekannt ausgebildet sein. Mithilfe des Objektivs und des Abbildungsstrahlengangs wird mindestens ein Zwischenbild des Objekts erzeugt. Das Zwischenbild liegt in einer zu einer Objektebene konjugierten Ebene. Das Zwischenbild liegt auch zu einer Bildebene konjungierten Ebene. Je nachdem, wie viele Linsen der Abbildungsstrahlengang umfasst, kann mehr als ein Zwischenbild in dem Abbildungsstrahlengang vorgesehen sein. Die Linsen können aus Glas oder Kunststoff hergestellt sein sowie sphärisch oder asphärisch ausgestaltet sein. In dem Abbildungsstrahlengang können weitere optische Elemente, wie Blenden und dergleichen vorgesehen sein.The objective comprises at least one lens; Similarly, the eyepiece comprises at least one lens. The objective and the eyepiece can be designed as known from the prior art. At least one intermediate image of the object is generated with the aid of the objective and the imaging beam path. The intermediate image lies in a plane conjugate to an object plane. The intermediate image also lies at an image plane conjugated level. Depending on how many lenses the imaging beam path comprises, more than one intermediate image may be provided in the imaging beam path. The lenses may be made of glass or plastic and be designed spherical or aspherical. In the imaging beam path further optical elements, such as diaphragms and the like may be provided.
Das Objekt kann, wie bereits erwähnt, im Inneren einer Körperöffnung liegen und kann mit dem Endoskop abgebildet werden. Dabei kann insbesondere eine Abbildung nach Unendlich erfolgen. Der Benutzer kann dann das Bild des Objektes wahrnehmen, wenn er durch das Okular blickt. Alternativ oder zusätzlich kann ein Koppler (mit einer eigenen Optik) am Okular befestigt sein, der dafür sorgt, dass auf eine am Koppler befestigbare Kamera (bzw. auf den entsprechenden Kamerasensoren) ein Bild des Objektes abgebildet wird. Der Kamerasensor liegt somit in der Bildebene. Die Kamera kann eine CCD-Kamera, eine CMOS-Kamera oder eine Kamera mit einem anderen Kamerasensor sein.The object can, as already mentioned, lie inside a body opening and can be imaged with the endoscope. In particular, a mapping to infinity can take place. The user can then perceive the image of the object as he looks through the eyepiece. Alternatively or additionally, a coupler (with its own optics) may be attached to the eyepiece, which ensures that an image of the object is imaged onto a camera that can be attached to the coupler (or to the corresponding camera sensors). The camera sensor is thus in the image plane. The camera can be a CCD camera, a CMOS camera or a camera with another camera sensor.
Der Farbfehler kann durch die Dispersion des Objektivs und/oder der mindestens einen Linse des Abbild ungsstrahlengangs verursacht werden. Der Farbfehler besteht insbesondere darin, dass die einzelnen Farben unterschiedlich von dem Objektiv und/oder der mindestens einen Linse gebrochen werden, so dass Farben, die in der Objektebene aus einem Punkt ausgehen, in dem Zwischenbild nicht länger in einem Punkt zusammenfallen, sondern getrennt voneinander sind, falls keine Korrekturoptik vorgesehen ist. Die Korrekturoptik wirkt insbesondere der durch das Objektiv und/oder der mindestens einen Linse hervorgerufenen Dispersion entgegen, so dass das Auseinanderfallen der Farben in dem Zwischenbild korrigiert wird. Insbesondere fallen die Farben, welche in der Objektebene aus einem Punkt ausgehen, mithilfe der Korrekturoptik wieder in dem Zwischenbild in einen Punkt zusammen oder nahezu zusammen.The color aberration can be caused by the dispersion of the objective and / or the at least one lens of the imaging beam path. The chromatic aberration is in particular that the individual colors are refracted differently from the objective and / or the at least one lens, so that colors emanating from a point in the object plane no longer coincide in one point in the intermediate image, but separated from each other are, if no correction optics is provided. The correction optics counteract in particular the dispersion caused by the objective and / or the at least one lens, so that the falling apart of the colors in the intermediate image is corrected. In particular, the colors which emanate from a point in the object plane coincide with the correction optics again in the intermediate image into a point or almost together.
In einer Weiterbildung ist die Korrekturoptik derart ausgestaltet, dass sie einen Farbquerfehler korrigiert. Somit ist der Farbfehler ein Farbquerfehler. Auf diese Weise lässt sich der oben beschriebene Farbsaum im Bild des Objekts, d. h. in der Bildebene, reduzieren.In a development, the correction optics is designed such that it corrects a lateral chromatic aberration. Thus, the color error is a lateral chromatic aberration. In this way, the color fringe described above in the image of the object, d. H. in the image plane, reduce.
Eine besonders gute Unterdrückung des Farbsaums ergibt sich dann, wenn, wie in einer Weiterbildung vorgesehen, das Zwischenbild unmittelbar benachbart zu dem Okular angeordnet ist. Dies bedeutet vorzugsweise, dass zwischen dem Zwischenbild und dem Okular keine weitere abbildende Optik vorgesehen ist. In diesem Zwischenbild ist der durch das Objektiv und sämtliche durch den Abbild ungsstrahlengang vorgesehene Linsen verursachte Farbfehler korrigiert. Auf diese Weise kann der Farbfehler in dem Bild des Objekts, d. h. in der Bildebene, auf besonders einfache Weise korrigiert werden. Die Korrekturoptik ist insbesondere an den durch das Objektiv und/oder die mindestens eine Linse verursachten Farbfehler derart angepasst, dass der Farbfehler in dem Zwischenbild, das benachbart zu dem Okular ist, korrigiert ist.A particularly good suppression of the color fringe results when, as provided in a development, the intermediate image is arranged directly adjacent to the eyepiece. This preferably means that no further imaging optics is provided between the intermediate image and the eyepiece. In this intermediate image, the color aberration caused by the lens and all the lenses provided by the imaging beam path is corrected. In this way, the color error in the image of the object, ie in the image plane, can be corrected in a particularly simple manner. The correction optics is adapted in particular to the color aberration caused by the objective and / or the at least one lens such that the chromatic aberration in the intermediate image which is adjacent to the eyepiece is corrected.
Es ist jedoch auch möglich, dass sämtliche Zwischenbilder hinsichtlich ihres Farbfehlers korrigiert sind. Dazu können auch mehrere Korrekturoptiken vorgesehen sein, beispielsweise indem je eine Korrekturoptik den Farbfehler in dem entsprechenden Zwischenbild korrigiert.However, it is also possible that all intermediate images are corrected for their chromatic aberration. For this purpose, a plurality of correction optics can also be provided, for example by each correction optics correcting the chromatic aberration in the corresponding intermediate image.
In einer Weiterbildung ist es bevorzugt, dass der Abbildungsstrahlengang mindestens eine erste Linse und eine zweite Linse aufweist, wobei vorzugsweise die Korrekturoptik als die zweite Linse ausgebildet ist, welche zumindest den durch die erste Linse verursachten Farbfehler reduziert. Die erste Linse und eine dritte, vierte und weitere Linsen können wie Linsen bei einem herkömmlichen Endoskop ausgebildet sein. Optional sind die erste Linse sowie die dritte, vierte und weitere Linsen identisch ausgestaltet. Lediglich die zweite Linse kann sich von den anderen Linsen unterscheiden und als Korrekturoptik ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die zweite Linse eine herkömmliche Linse eines herkömmlichen Endoskops ersetzen. Die zweite Linse weist optional ein Dispersionsverhalten auf, das umgekehrt zu dem Dispersionsverhalten der ersten Linse ist. Auf diese Weise ist es möglich, den durch die erste Linse hervorgerufenen Farbfehler durch die zweite Linse zu korrigieren. Es ist möglich, dass die zweite Linse derart ausgebildet ist, dass sie den Farbfehler des Objektivs, der ersten Linse und weiterer Linsen des Abbildungsstrahlengangs korrigiert. Dazu kann das Dispersionsverhalten der zweiten Linse derart gewählt werden, dass sie den durch das Objektiv, die erste Linse und oder weiterer Linsen hervorgerufenen Farbfehler entsprechend korrigiert.In a further development, it is preferred that the imaging beam path has at least one first lens and one second lens, the correction optics preferably being in the form of the second lens, which at least reduces the chromatic aberration caused by the first lens. The first lens and a third, fourth and further lenses may be formed like lenses in a conventional endoscope. Optionally, the first lens and the third, fourth and further lenses are configured identically. Only the second lens may differ from the other lenses and be designed as a correction optics. For example, the second lens may replace a conventional lens of a conventional endoscope. The second lens optionally has a dispersion behavior that is inverse to the dispersion behavior of the first lens. In this way, it is possible to correct the color aberration caused by the first lens by the second lens. It is possible that the second lens is designed such that it corrects the color aberration of the objective, the first lens and further lenses of the imaging beam path. For this purpose, the dispersion behavior of the second lens can be selected such that it corrects the color aberration caused by the objective, the first lens and / or further lenses accordingly.
Es ist auch möglich, dass mehrere erste Linsen und mehrere zweite Linsen in dem Abbildungsstrahlengang vorgesehen sind. Bei dieser Ausgestaltung werden dann mehrere herkömmliche Linsen eines herkömmlichen Endoskops durch die als Korrekturoptik ausgestaltete zweite Linse ersetzt. Vorteil dieser Ausführungsformen ist es, dass das Endoskop wie ein herkömmliches Endoskop hergestellt werden kann und nur eine oder mehrere Linsen durch die spezielle zweite Linse ersetzt werden. Insbesondere können die bei einem herkömmlichen Endoskop verwendeten Linsen des Abbildungsstrahlengangs verwendet werden, so dass sich die Herstellungskosten des Endoskops gemäß dieser Ausführungsform reduzieren lassen.It is also possible that a plurality of first lenses and a plurality of second lenses are provided in the imaging beam path. In this embodiment, a plurality of conventional lenses of a conventional endoscope are then replaced by the second lens designed as a correction optics. Advantage of these embodiments is that the endoscope can be made as a conventional endoscope and only one or more lenses are replaced by the special second lens. In particular, the lenses of the imaging beam path used in a conventional endoscope can be used, so that the manufacturing cost of the endoscope according to this embodiment can be reduced.
Eine besonders einfache Ausgestaltung dieser Weiterbildung ist, wenn optional vorgesehen ist, dass die zweite Linse die Linse des Abbildungsstrahlengangs ist, welche zum Okular unmittelbar benachbart ist. Das Zwischenbild, das durch die zweite Linse korrigiert wird, ist somit das Zwischenbild, das benachbart zu dem Okular angeordnet ist. Auf diese Weise vermindert die zweite Linse die von den übrigen optischen Elementen des Abbildungsstrahlengangs und des Objektivs hervorgerufenen Farbfehler.A particularly simple embodiment of this development is, if it is optionally provided, that the second lens is the lens of the imaging beam path, which is directly adjacent to the eyepiece. The intermediate image which is corrected by the second lens is thus the intermediate image which is arranged adjacent to the eyepiece. In this way, the second lens reduces the chromatic aberration caused by the remaining optical elements of the imaging beam path and the objective.
In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, dass die Korrekturoptik ein farbkorrigierendes diffraktives Element ist. Dieses Element kann einstückig mit einer Linse des Abbildungsstrahlengangs ausgestaltet sein oder benachbart zu diesen Linsen vorgesehen sein. Beispielsweise ist das farbkorrigierende diffraktive Element auf eine Seitenfläche der Linse aufgebracht. Farbkorrigierende diffraktive Elemente sind aus der Fotografie bekannt und können für dieses Endoskop als Korrekturoptik verwendet werden. Es ist auch möglich, dass mehrere farbkorrigierende diffraktive Elemente in dem Abbildungsstrahlengang vorgesehen sind. Das farbkorrigierende diffraktive Element kann als alleinige Korrekturoptik verwendet werden oder in Zusammenhang mit der zweiten Linse vorgesehen sein. Das farbkorrigierende diffraktive Element kann an dem Schaft befestigt sein.In a development, it is provided that the correction optics is a color-correcting diffractive element. This element can be designed in one piece with a lens of the imaging beam path or can be provided adjacent to these lenses. For example, the color-correcting diffractive element is applied to a side surface of the lens. Color correcting diffractive elements are known from photography and can be used as a correction optic for this endoscope. It is also possible for a plurality of color-correcting diffractive elements to be provided in the imaging beam path. The color-correcting diffractive element can be used as the sole correction optics or provided in connection with the second lens. The color-correcting diffractive element may be attached to the shaft.
Eine besonders kostengünstige Ausgestaltung des Endoskops ist, wenn, wie in einer Weiterbildung vorgesehen, die mindestens eine Linse eine Stablinse ist. Ferner ist es möglich, dass die zweite Linse ebenfalls als Stablinse ausgebildet ist. In dieser Weiterbildung ist es demnach möglich, den Aufbau eines herkömmlichen Endoskops mit Stablinsen zu verwenden, so dass Kosten bei der Herstellung reduziert werden können. Denn die Verwendung von herkömmlichen Stablinsen ermöglicht es, die Stablinsen in hohen Stückzahlen zu fertigen. Da in einer Weiterbildung lediglich eine Stablinse durch die zweite Linse ersetzt wird, können auch der Schaft und/oder das Hauptteil wie bei einem herkömmlichen Endoskop verwendet werden. Ferner können auch das Objektiv und das Okular aus einem herkömmlichen Endoskop übernommen werden. Dies reduziert die Kosten für die Herstellung des Endoskops weiter.A particularly inexpensive embodiment of the endoscope is when, as provided in a development, the at least one lens is a rod lens. Furthermore, it is possible that the second lens is also designed as a rod lens. In this development, it is therefore possible to use the structure of a conventional endoscope with rod lenses, so that costs can be reduced during manufacture. Because the use of conventional rod lenses makes it possible to manufacture the rod lenses in large quantities. Since only one rod lens is replaced by the second lens in a development, the shaft and / or the main part can be used as in a conventional endoscope. Furthermore, the objective and the eyepiece can also be taken over from a conventional endoscope. This further reduces the cost of manufacturing the endoscope.
In einer Weiterbildung umfasst der Abbildungsstrahlengang mindestens eine achromatische Doublet-Linse. Diese kann anstelle einer Stablinse, in Kombination mit einer Stablinse oder als Stablinse vorgesehen sein. Da die Korrekturoptik vorgesehen ist und somit den Farbfehler in dem Zwischenbild korrigiert, können auch achromatische Doublet-Linsen verwendet werden, welche einen Farbfehler verursachen. Der dadurch verursachte Farbfehlers kann mit der Korrekturoptik korrigiert werden. Somit kann auf die Verwendung von kostenintensiven optischen Elementen, die einen geringen Farbfehler verursachen, verzichtet werden, da mithilfe der Korrekturoptik der Farbfehler reduziert wird.In one development, the imaging beam path comprises at least one achromatic doublet lens. This can be used instead of a rod lens, in combination with a rod lens or rod lens. Since the correction optics is provided and thus corrects the chromatic aberration in the intermediate image, it is also possible to use achromatic doublet lenses which cause a color aberration. The resulting color error can be corrected with the correction optics. Thus, the use of costly optical elements that cause a small color error, can be dispensed with, since using the correction optics, the color error is reduced.
In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, dass das Objektiv eine asphärische Linse umfasst und/oder dass das Okular eine achromatische Doublet-Linse aufweist. Die Verwendung einer asphärischen Linse als Objektiv oder als Teil des Objektivs hat den Vorteil, dass die Schärfe des Bilds in der Bildebene, gesteigert werden kann. Gleichzeitig hat die Verwendung einer asphärischen Linse grundsätzlich den Nachteil, dass sie einen Farbfehler aufweist. Da jedoch das Zwischenbild eine Farbfehlerkorrektur erfährt, fällt dieser Aspekt wenig ins Gewicht. Darüber hinaus ist die Verwendung einer Doublet-Linse als Objektiv oder als ein Teil des Objektivs kostengünstig in der Herstellung. Somit kann ein Endoskop mit erhöhter Schärfe der Abbildung des Objekts bei gleichzeitig verringerten Kosten hergestellt werden.In a further development, it is provided that the objective comprises an aspherical lens and / or that the eyepiece has an achromatic doublet lens. The use of an aspherical lens as an objective or as part of the objective has the advantage that the sharpness of the image in the image plane can be increased. At the same time, the use of an aspherical lens basically has the disadvantage that it has a chromatic aberration. However, since the intermediate image undergoes a color error correction, this aspect is of little importance. Moreover, the use of a doublet lens as an objective or as part of the objective is inexpensive to manufacture. Thus, an endoscope with increased sharpness of the imaging of the object can be manufactured at a reduced cost.
Darüber hinaus kann das Okular als Doublet-Linse ausgebildet sein oder eine Doublet-Linse aufweisen. Ferner kann das Okular ein Okular nach Kellner sein. Diese Ausführungsformen haben gemein, dass sie kostengünstig in der Herstellung sind. Durch das Vorsehen der Korrekturoptik kann bei dem erfindungsgemäßen Endoskop in vorteilhafter Weise der Aufbau des Okulars einfach gehalten werden. Es können somit bekannte und kostengünstige Okulare eingesetzt werden.In addition, the eyepiece can be designed as a doublet lens or have a doublet lens. Furthermore, the eyepiece can be an eyepiece waiter. These embodiments have in common that they are inexpensive to manufacture. By providing the correction optics, the construction of the eyepiece can advantageously be kept simple in the endoscope according to the invention. Thus, known and inexpensive eyepieces can be used.
Die Verwendung der Korrekturoptik kann vorteilhaft dahingehend genutzt werden, dass keine Gesichtsfeldblende vorgesehen wird, die in der Regel den Zwischenbildbereich, der außerhalb des berechneten Designs liegt, abdeckt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Farbkorrektur, die in den Zwischenbildbereich hineinwirkt, der in der Regel von einer Gesichtsfeldblende abgedeckt ist, ist das Weglassen der Gesichtsfeldblende möglich. Wenn das mittels des Endoskops abzubildende Objekt über einen Koppler und eine Kamera aufgenommen wird, kann beispielsweise eine Vollbilddarstellung realisiert werden, in der ein größeres Gesichtsfeld vorliegt im Vergleich zu dem Fall, bei dem eine Gesichtsfeldblende im Endoskop angeordnet ist. Auch ist es möglich, eine elektronische Gesichtsfeldblende zu realisieren, indem nicht der gesamte Bereich des Detektors der Kamera ausgewertet wird, sondern nur ein vorgegebener (beispielsweise mittlerer) Bereich. Dies kann auch als Software-Gesichtsfeldblende bezeichnet werden.The use of the correction optics can be advantageously used in that no visual field stop is provided, which usually covers the intermediate image area, which lies outside the calculated design. Due to the inventive color correction, which acts in the intermediate image area, which is usually covered by a visual field diaphragm, the omission of the visual field diaphragm is possible. When the object to be imaged by the endoscope is picked up by a coupler and a camera, for example, a full-screen image in which a larger field of view is provided can be realized as compared with the case where a field stop is arranged in the endoscope. It is also possible to realize an electronic field diaphragm by not the entire area of the detector of the camera is evaluated, but only a predetermined (for example, middle) range. This can also be called a software visual field stop.
Daher ist in einer Weiterbildung vorgesehen, dass das Endoskop, insbesondere der Abbildungsstrahlengang, frei von einer Gesichtsfeldblende ist. Dadurch lässt sich auch der Aufwand zur exakten Positionierung der Gesichtsfeldblende vermeiden. Insbesondere dann, wenn die Korrekturoptik durch Austausch einer herkömmlichen Linse mit der zweiten Linse vorgesehen ist, ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau des Endoskops.Therefore, it is provided in a development that the endoscope, in particular the imaging beam path, is free of a visual field diaphragm. As a result, the effort for exact positioning of the field of view diaphragm can be avoided. In particular, when the correction optics is provided by replacing a conventional lens with the second lens, the result is a particularly simple design of the endoscope.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose characteristics essential to the invention. Show it:
Ein Endoskop
Das Endoskop
Die Abbildungsoptik
Der Abbildungsstrahlengang
Der Abbildungsstrahlengang
Eine weitere Ausführungsform des Endoskops
Optional kann das Endoskop
Claims (10)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102016118746.1A DE102016118746A1 (en) | 2016-10-04 | 2016-10-04 | endoscope |
Publications (1)
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ID=61623265
Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2016
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