-
Die Erfindung betrifft ein optisches System eines Stereo-Videoendoskops mit seitlicher Blickrichtung, umfassend eine seitwärts blickende distale optische Baugruppe und eine proximale optische Baugruppe, wobei die distale optische Baugruppe in einer Lichteinfallsrichtung aufeinanderfolgend eine Eintrittslinse, eine als Prismeneinheit ausgebildete Ablenkeinheit und eine Austrittslinse auf einer gemeinsamen optischen Achse umfasst, und wobei die proximale optische Baugruppe einen linken und einen rechten Linsensystemkanal umfasst, wobei die Linsensystemkanäle gleichartig aufgebaut und parallel zueinander angeordnet sind und jeweils eine eigene optische Achse aufweisen, wobei zwischen der als Prismeneinheit ausgebildeten Ablenkeinheit und der Austrittslinse eine Blende mit jeweils einer Blendenöffnung für den linken Linsensystemkanal und den rechten Linsensystemkanal der proximalen optischen Baugruppe angeordnet ist.
-
Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Blende.
-
Endoskope, bei denen das an einer distalen Spitze eines Endoskopschafts eintretende Licht durch ein optisches System auf einen oder mehrere Bildsensoren gelenkt wird, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. So gibt es Endoskope mit Geradeausblick, einer sog. 0°-Blickrichtung, oder Endoskope mit seitlicher Blickrichtung, die beispielsweise eine Abweichung von 30°, 45° oder 70° von der 0°-Blickrichtung aufweisen. Die genannten Gradzahlen geben den Winkel zwischen einer zentralen Blickachse und der Längsachse des Endoskopschafts an. Außerdem sind Endoskope mit verstellbarer seitlicher Blickrichtung bekannt. Bei diesen ist der Blickwinkel, also die Abweichung vom Geradeausblick, einstellbar. Solche Endoskope werden vielfach als V-DOV-Endoskope (variable direction of view) bezeichnet.
-
Stereo-Videoendoskope sind dazu eingerichtet, ein stereoskopisches Bildpaar bzw. zwei stereoskopische Videokanäle aufzunehmen, um eine 3D-Abbildung des distal vor dem Ende des Endoskopschafts liegenden Untersuchungs- oder Operationsraums zu liefern. Bei Stereo-Videoendoskopen werden die beiden optischen Kanäle aus leicht unterschiedlicher Blickrichtung ausgenommen. Dabei sind die beiden Blickrichtungen durch die Stereobasis, also den Abstand der beiden Blickrichtungen, gegeneinander versetzt bzw. verschoben. Es werden ein rechter und ein linker Bildkanal gleichzeitig aufgenommen und über speziell geeignete Wiedergabegeräte, beispielsweise mit einem 3D-Bildschirm oder über eine 3D-Videobrille, einem Benutzer zur Verfügung gestellt. Dieser wird so in die Lage versetzt, ein 3D-Abbild eines Untersuchungs- oder Operationsfeldes zu betrachten.
-
Aus
DE 10 2014 107 586 A1 und aus
WO 2014/130 547 A1 geht jeweils ein Gradsicht-Stereo-Videoendoskop hervor, bei dem die Strahlengänge zweier einzelner um eine Stereobasis beabstandeter Objektive mithilfe einer Prismeneinheit zusammengefasst werden. Der so erzeugte Strahlengang beansprucht abweichend von den beiden für die stereoskopische Abbildung notwendigen separaten und beabstandeten Strahlengängen des linken und rechten Kanals weniger Raum im Endoskopschaft. Ferner ist es möglich, einen einzigen Bildsensor zur Abbildung einzusetzen.
-
Aus
DE 10 2013 215 422 A1 ist ein optisches System eines Stereo-Videoendoskops mit seitlicher Blickrichtung bekannt. Das System umfasst eine seitwärts blickende distale optische Baugruppe, welche hinter einem Eintrittsfenster angeordnet ist. Dieses schließt den Endoskopschaft gegenüber einem Außenraum ab. Die distale optische Baugruppe umfasst - betrachtet in Lichteinfallsrichtung - aufeinanderfolgend eine Eintrittslinse, eine optische Ablenkeinheit, welche aus mehreren Prismen aufgebaut ist, und eine Austrittslinse. Auf die Austrittslinse der distalen optischen Baugruppe folgen weiter in Lichteinfallsrichtung betrachtet ein rechter und ein linker Linsensystemkanal einer proximalen optischen Baugruppe. Die beiden Linsensystemkanäle weisen jeweils eine eigene optische Achse auf und sind dazu eingerichtet, den linken und rechten Kanal auf jeweils einen Bildsensor abzubilden.
-
Aus
DE 10 2013 217 449 A1 ist eine Prismeneinheit für ein Stereo-Videoendoskop bekannt. Mit dieser Prismeneinheit ist eine Veränderung der Blickrichtung des Stereo-Videoendoskops sowohl um eine vertikale als auch um eine horizontale Drehachse möglich. Beide Drehachsen stehen senkrecht auf einer Längsachse des Endoskopschafts. Die Prismeneinheit umfasst eine zentrale Umlenkeinheit und zwei Paare von Umlenkprismen, die jeweils an einander gegenüberliegenden Seiten der zentralen Umlenkeinheit angeordnet sind.
-
Bei den im Stand der Technik bekannten Stereo-Videoendoskopen ist im distalseitigen Objektiv eine Blende mit zwei Löchern für den linken und den rechten Kanal vorgesehen. Hierbei wird die Blende am Halter angelegt und mit zwei Klebepunkten angeklebt. Zur Positionierung der Blende im Halter ist die Blende mit ohr-förmigen Ausbuchtungen am Rand der Blende versehen, wobei zur Positionierung der Blende die beiden ohr-förmigen Ausbuchtungen der Blende zusammen mit Nuten in dem Halter zusammenwirken.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Ausrichtung einer Blende bei einem Stereo-Videoendoskop auf einfache Weise zu verbessern.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein optisches System eines Stereo-Videoendoskops mit seitlicher Blickrichtung, umfassend eine seitwärts blickende distale optische Baugruppe und eine proximale optische Baugruppe, wobei die distale optische Baugruppe in einer Lichteinfallsrichtung aufeinanderfolgend eine Eintrittslinse, eine als Prismeneinheit ausgebildete Ablenkeinheit und eine Austrittslinse auf einer gemeinsamen optischen Achse umfasst, und wobei die proximale optische Baugruppe einen linken und einen rechten Linsensystemkanal umfasst, wobei die Linsensystemkanäle gleichartig aufgebaut und parallel zueinander angeordnet sind und jeweils eine eigene optische Achse aufweisen, wobei zwischen der als Prismeneinheit ausgebildeten Ablenkeinheit und der Austrittslinse eine Blende mit jeweils einer Blendenöffnung für den linken Linsensystemkanal und den rechten Linsensystemkanal der proximalen optischen Baugruppe angeordnet ist, das dadurch weitergebildet ist, dass die Blende mit zwei oder wenigstens zwei Positionierlöchern ausgebildet ist.
-
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass durch die Positionierlöcher in der Blende eine einfache konzentrische Ausrichtung der Blende mit den beiden, vorzugsweise kreisförmigen, Blendenöffnungen zu den beiden optischen Achsen des linken und des rechten Linsensystemkanals erzielt wird, da beim Montieren der Blende ein Positionierwerkzeug, z.B. eine Positioniernadel, in ein Positionierloch der Blenden eingesetzt wird und unter Verwendung des zweiten Positionierlochs mit einem zweiten Positionierwerkzeug, z.B. Positioniernadel, die Blende mit ihren Blendenöffnungen konzentrisch zu den beiden optischen Linsensystemkanälen ausgerichtet wird. Hierdurch ist es möglich, die Blende auf einfache Weise genau zu justieren. Insbesondere wird dabei die Blende um ein Positionierloch verdreht.
-
Des Weiteren hat die Erfindung den Vorteil, dass die Blende kreisrund ausgebildet werden kann, so dass gegenüber dem Stand der Technik, bei dem die Blende mit zwei ohr-förmigen Randbereichen oder Ausbuchtungen versehen ist, die Fertigung vereinfacht ist. Darüber hinaus entfällt bei der Erfindung, dass die Aufnahmenuten für die ohr-förmigen Bereiche in einem Halter für die Blende nicht mehr mit einer hohen Genauigkeit hergestellt werden müssen.
-
Insgesamt wird durch eine verbesserte Justierung der Blende die Fokussierbarkeit des optischen Systems signifikant verbessert, da die Blende mit einer höheren Genauigkeit und ohne größerem Aufwand ausgerichtet wird.
-
Dazu ist in einer bevorzugten Ausführungsform des optischen Systems weiter vorgesehen, dass zwei oder mehrere Positionierlöcher der Blende kreisförmig oder kreisrund ausgebildet sind und/oder dass die Blendenöffnungen für den linken und rechten Linsensystemkanal jeweils kreisförmig oder kreisrund ausgebildet sind, wobei insbesondere die Positionslöcher der Blende kleiner als die Blendenöffnungen für den linken und rechten Linsensystemkanal sind.
-
Des Weiteren ist es in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die oder mehrere Positionierlöcher der Blende unterschiedlich groß sind. Hierdurch wird die Handhabung der Blende während des Justiervorgangs vereinfacht bzw. verbessert.
-
Insbesondere sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung die Positionierlöcher der Blende und die Blendenöffnungen der Blende für den linken und rechten Linsensystemkanal spiegelsymmetrisch angeordnet.
-
Vorzugsweise ist die Blende kreisförmig oder kreisrund ausgebildet.
-
Außerdem zeichnet sich das optische System dadurch aus, dass ein oder wenigstens ein Positionierloch zur Aufnahme eines Justierwerkzeugs oder zur Aufnahme einer Justiernadel ausgebildet ist.
-
Darüber hinaus ist es bei einer Ausgestaltung des optischen Systems vorteilhaft, dass die Blende auf die Ablenkeinheit und/oder auf die Austrittslinse aufgeklebt ist oder wird.
-
Bevorzugterweise ist weiter vorgesehen, dass die Blende nach einem photochemischen Ätzverfahren hergestellt ist.
-
Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung einer Blende für ein oder in einem optischen System eines Stereo-Videoendoskops, wie voranstehend beschrieben. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obigen Ausführungen ausdrücklich verwiesen.
-
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
-
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
- 1 schematisch ein Stereo-Videoendoskop in vereinfachter perspektivischer Darstellung,
- 2 ein optisches System eines Stereo-Videoendoskops gemäß dem Stand der Technik in einer vereinfachten schematischen Schnittansicht,
- 3 schematisch eine Ansicht einer Blende für die distale optische Baugruppe gemäß dem Stand der Technik und
- 4 eine erfindungsgemäße Blende für die distale optische Baugruppe.
-
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
-
1 zeigt in vereinfachter perspektivischer Darstellung ein bekanntes Endoskop 2 mit einem proximalen Handgriff 4 und einem starren Endoskopschaft 6. An einer distalen Spitze 8 des Endoskopschafts 6 befindet sich ein Sichtfenster 10. Daran schließt sich ein distaler Abschnitt 12 des Endoskopschafts 6 an. Im distalen Abschnitt 12 ist ein in 1 nicht sichtbares optisches System angeordnet, mit dem ein vor der distalen Spitze 8 des Endoskops 2 liegender Untersuchungs- oder Operationsbereich auf ebenfalls nicht dargestellte Bildsensoren abgebildet wird. An den Handgriff 4 schließt sich in distaler Richtung ein Drehrad 14 an, mit dem das im Inneren des Endoskopschafts 6 liegende optischen System azimutal verdreht werden kann.
-
2 zeigt in einer vereinfachten schematischen Schnittansicht ein optisches System, wie es beispielsweise aus
DE 10 2013 215 422 A1 der Olympus Winter & Ibe GmbH, Hamburg, bekannt ist. Das optische System umfasst eine seitwärtsblickende distale optische Baugruppe
16, welche hinter dem Eintrittsfenster
10 angeordnet ist. Beispielsweise befindet sich das dargestellte optische System im distalen Abschnitt
12 des in
1 gezeigten Stereo-Videoendoskops
2. Neben der distalen optischen Baugruppe
16 umfasst das optische System eine proximale optische Baugruppe
18. Diese ist beispielsweise durch Drehung des Drehrads
14 im Endoskopschaft
6 drehbar.
-
Die distale optische Baugruppe 16 umfasst eine Eintrittslinse 20, die beispielsweise als erhabener negativer Meniskus ausgebildet ist. Sie umfasst eine konvexe äußere Oberfläche 22 und eine konkave innere Oberfläche 24. Das von der linken Seite her durch das Sichtfenster 10 eintretende Licht durchquert die Eintrittslinse 20 und fällt in eine als Prismeneinheit ausgebildete Ablenkeinheit 26. Diese umfasst zwei Prismen mit einer teilverspiegelten bzw. verspiegelten Grenzfläche. Das schräg von der Seite her einfallende Licht wird durch die Ablenkeinheit 26 in Richtung einer Längsachse des Endoskopschafts 6 umgelenkt. Die Ablenkeinheit 26 umfasst ein erstes teilverspiegeltes Prisma 28, welches die teilverspiegelte Grenzfläche 26b umfasst. Ferner umfasst die Ablenkeinheit 26 ein weiteres teilverspiegeltes Prisma 30, welches nicht näher dargestellt ist und die verspiegelte Grenzfläche 26a umfasst.
-
Ferner umfasst die distale optische Baugruppe 16 eine Austrittslinse 32, die in Lichteinfallsrichtung hinter einer Blende 34 angeordnet ist, und in die das Licht ausgehend von der Ablenkeinheit 26 eintritt. Die Austrittslinse 32 ist beispielhaft als hohle positive Meniskuslinse ausgebildet. Sie weist eine konkave Eintrittsfläche 36a und eine konvexe Austrittsfläche 36b auf. Dabei ist der Krümmungsradius der konkaven Eintrittsfläche 36a größer als der Krümmungsradius der konvexen Austrittsfläche 36b.
-
Nach einer kurzen Strecke erreicht das aus der Austrittslinse 32 austretende Licht die proximale optische Baugruppe 18. Diese umfasst einen linken Linsensystemkanal 38L und einen rechten Linsensystemkanal 38R. Die beiden Linsensystemkanäle 38L, 38R sind gleichartig aufgebaut und zueinander parallel angeordnet. Der linke optische Kanal weist eine linke optische Achse LoA und der rechte optische Kanal weist eine rechte optische Achse RoA auf. Die optischen Achsen LoA, RoA sind zumindest näherungsweise parallel zueinander orientiert. Die beiden Linsensystemkanäle 38L, 38R umfassen jeweils eine Stablinse 40L, 40R, in die das Licht ausgehend von der Austrittslinse 32 der distalen optischen Baugruppe 16 zuerst eintritt. An die linke und rechte Stablinse 40L, 40R schließt sich in Lichteinfallsrichtung jeweils eine Achromaten-Linsengruppe 42L, 42R an. Die Achromaten-Linsengruppen 42L, 42R sind jeweils als Tripletts ausgebildet. Von diesen wird das Licht auf den linken bzw. rechten Bildsensor 44L, 44R gelenkt, so dass der vor der distalen Spitze 8 des Endoskopschafts 6 liegende Untersuchungs- oder Operationsraum stereoskopisch abgebildet wird.
-
Weitere Einzelheiten zum Aufbau des in
2 gezeigten optischen Systems sind der genannten
DE 10 2013 215 422 A1 zu entnehmen.
-
In 3 ist eine Ansicht einer Blende 34 schematisch dargestellt, die gemäß dem Stand der Technik zwischen einem Prisma und einer Austrittslinse (vgl. 2) angeordnet ist oder wird. Die in 3 dargestellte Blende 34 gemäß dem Stand der Technik ist hierbei im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet und weist zwei Blendenöffnungen 52.1, 52.2 für den linken und rechten Linsensystemkanal auf. Die Blende 34 weist seitlich neben den Blendenöffnungen 52.1, 52.2 jeweils eine ohr-förmige Ausbuchtung 54.1, 54.2 auf, so dass die Grundfläche der Blende 34 nicht kreisförmig ist. Vielmehr ist hierbei der Abstand zwischen den beiden seitlichen Ausbuchtungen 54.1, 54.2 größer als der (normale) Durchmesser der Blende 34. Die Ausbuchtungen 54.1, 54.2 wirken beim Montieren der Blende 34 zwischen die optischen Elemente der distalen optischen Baugruppe zusammen mit für die Ausbuchtungen 54.1, 54.2 der Blende 34 vorgesehenen Führungen in einem Halter oder dergleichen, um die Blende 34 zwischen den optischen Elementen anzuordnen.
-
In 4 ist eine erfindungsgemäße Blende 34 schematisch in einer Ansicht dargestellt, wobei die Blende 34 in ihrer Grundform kreisförmig oder kreisrund ausgebildet ist.
-
Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Blende 34 zwei Positionierlöcher 56.1, 56.2 auf, in denen Positioniernadeln als Positionierwerkzeuge anordbar sind. Hierbei wird beim Aufsetzen der Blende 34 auf ein optisches Element, wie z.B. Prisma, ein Positionierwerkzeug bzw. eine Positioniernadel in dem Positionierloch 56.1 angeordnet, so dass die Blende 34 um das Drehzentrum mit der in das Positionierloch 56.1 eingebrachten Positioniernadel drehbar ist. Zum Drehen der Blende 34 und Ausrichten wird hierbei ein zweites Positionierwerkzeug, z.B. eine zweite Positioniernadel, in das zweite Positionierloch 56.2 eingebracht und durch Betätigung der Positioniernadel wird die Blende 34 ausgerichtet.
-
Gemäß der Erfindung ist hierbei das Positionierloch 56.1 im Durchmesser kleiner als das zweite Positionierloch 56.2. Darüber hinaus ist der Durchmesser der Positionierlöcher 56.1, 56.2 kleiner als der Durchmesser der Blendenöffnungen 52.1, 52.2.
-
Die Blende 34 ist hierbei gemäß einem fotochemischen Ätzverfahren hergestellt, wobei nach der Positionierung der Blende 34 zwischen zwei optischen Elementen, z. B. einem Prisma und einer Austrittslinse, diese mit den optischen Elementen verklebt wird. Vorzugsweise wird zunächst eine Seite der Blende mit einem optischen Element verklebt, wobei insbesondere nach Aushärtung des Klebers die Positioniernadeln aus den Positionierlöchern 56.1, 56.2 entfernt werden. Anschließend wird in einer bevorzugten Ausführungsform die zweite Seite der Blende 34 mit einem weiteren optischen Element verklebt.
-
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Stereo-Videoendoskop
- 4
- Handgriff
- 6
- Endoskopschaft
- 8
- distale Spitze
- 10
- Sichtfenster
- 12
- distaler Abschnitt
- 14
- Drehrad
- 16
- distale optische Baugruppe
- 18
- proximale optische Baugruppe
- 20
- Eintrittslinse
- 22
- äußere Oberfläche
- 24
- innere Oberfläche
- 26
- Ablenkeinheit
- 26a, 26b
- Grenzfläche
- 28
- teilverspiegeltes Prisma
- 30
- weiteres teilverspiegeltes Prisma
- 32
- Austrittslinse
- 34
- Blende
- 36a
- konkave Eintrittsfläche
- 36b
- konvexe Austrittsfläche
- 38L
- linker Linsensystemkanal
- 38R
- rechter Linsensystemkanal
- 40L, 40R
- Stablinse
- 42L, 42R
- Achromaten-Linsengruppe
- 44L, 44R
- Bildsensor
- 52.1, 52.2
- Blendenöffnung
- 54.1, 54.2
- Ausbuchtung
- 56.1, 56.2
- Positionierloch
- LoA
- linke optische Achse
- RoA
- rechte optische Achse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014107586 A1 [0005]
- WO 2014/130547 A1 [0005]
- DE 102013215422 A1 [0006, 0026, 0030]
- DE 102013217449 A1 [0007]
