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Verlängerungsglied zwischen Objektiv und Okular bei einem Endoskop
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verlängerungsglied zwischen Objektiv und
Okular bei einem Endoskop, insbesondere zur Beobachtung von abgeschirmten, radioaktiv
verseuchten Räumen.
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Die Abschirmung von Räumen, in denen sich stark radioaktive Stoffe
befinden, kann beispielsweise aus einer 15 cm dicken Bleimauer und/oder einer etwa
1 m dicken Betonwand bestehen. Die zur Beobachtung von Vorgängen in solchen abgeschirmten
Räumen verwendeten Endoskope zeichnen sich daher gewöhnlich durch ein großes Verhältnis
von Länge zu Durchmesser und außerdem normalerweise durch einen kleinen Absolutwert
des Durchmessers aus. Um die Strahlung vom Objekt zum Auge eines Beobachters zu
übertragen, müssen daher zwischen das Objektiv und Okular der verwendeten optischen
Anordnung sogenannte Verlängerungsglieder eingeschaltet werden, die gewöhnlich zwei
an den Enden des Verlängerungsgliedes angeordnete Hilfslinsen und ein zwischen diesen
befindliches Kollektiv umfassen. Das Kollektiv bildet bekanntlich die eine Hilfslinse
in die andere ab, so daß Eintritts- und Austrittspupille des Verlängerungsgliedes
mit den Fassungen der Hilfslinsen zusammenfallen. Bei einem bekannten optischen
System zur Betrachtung des Inneren eines radioaktiv verseuchten Raumes wird der
Strahlengang zweimal durch Spiegel umgelenkt und durchläuft ein Loch in der Abschirmwand,
das so angeordnet ist, daß die austretende Strahlung den Beobachter nicht trifft.
Abgesehen davon, daß die vielen Glas-Luft-Grenzflächen beider bekannten Anordnung
hohe Reflexionsverluste mit sich bringen, ist natürlich das Austreten von Strahlung
aus dem abgeschirmten Raum an sich unerwünscht. Es ist zwar ebenfalls bekannt, den
Strahlengang in einem Beobachtungsrohr durch die Auswahl geeigneter Linsensysteme
so zu wählen, daß an einer oder mehreren Stellen im Beobachtungsrohr das abbildende
Lichtbündel in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse einen möglichst kleinen
Querschnitt besitzt, und den Raum außerhalb dieses Lichtbündels durch Absorber für
radioaktive Strahlung auszufüllen. Längs der optischen Achse lassen diese Absorberkörper
jedoch schädliche Strahlung ungehindert durch, außerdem vignettieren sie das Gesichtsfeld.
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Es tritt außerdem in der Praxis häufig die Aufgabe auf, Stellen in
abgeschirmten Räumen betrachten zu müssen, die nicht im Gesichtsfeld der normalen
Bleiglasfenster liegen, die in den Wänden vorgesehen sind. Hierfür werden nach Bedarf
Löcher in die Abschirmungen gebohrt, in die dann ein Endoskop eingeführt wird. Die
Länge der Öffnung in der Abschirmung kann natürlich von Fall zu. Fall beträchtlich
schwanken, und man muß daher bei Verwendung von bekannten Endoskopen einen ganzen
Satz verschiedener Längen auf Vorrat halten. Die langen und dünnen bekannten Endoskope.
sind außerdem umständlich zu handhaben und empfindlich gegen Beschädigungen. Bei
geradsichtigen optischen Systemen besteht außerdem die Gefahr einer Strahlungsschädigung
für den Beobachter.
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Durch die Erfindung sollen die obengenannten Nachteile vermieden werden.
Dies wird dadurch erreicht, daß ein Verlängerungsglied zwischen Objektiv und Okular
bei einem Endoskop, insbesondere zur Beobachtung von abgeschirmten, radioaktiv verseuchten
Räumen, wobei das Verlängerungsglied zwei an seinen Enden angeordnete Hilfslinsen
und ein zwischen diesen befindliches Kollektiv umfaßt, gemäß der Erfindung aus zwei
getrennten, gleich aufgebauten Teilen besteht, die jeweils zwei identische Sammellinsen
enthalten, die an den Enden eines lichtdurchlässigen zylindrischen Zwischenstückes
aus einem an sich bekannten, schädliche Strahlen absorbierenden Werkstoff angebracht
sind.
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Der Vorteil dieser Anordnung besteht nicht nur darin, daß beliebige
Verlängerungen einer periskopischen Anordnung dadurch erzielbar sind, daß eine entsprechende
Anzahl von solchen Verlängerungsgliedern nacheinander angeordnet werden. Die an
sich bekannten Verlängerungsglieder werden viehmehr nun in zwei Teile aufgeteilt.
Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die einzelnen Elemente für sich kürzer und
damit
handlicher sind. Die Aufteilung der bekannten Verlängerungsglieder ist so vorgenommen,
daß die Einzelstücke an ihren Enden gleiche Linsen tragen. Die einzelnen Elemente
können somit untereinander ausgetauscht und in beliebiger Orientierung in eine Öffnung
einer Abschirmung eingeführt werden. Das zwischen den Linsen befindliche lichtdurchlässige
Zwischenstück absorbiert schädliche Strahlen. Die Verwendung von durchsichtigen
Werkstoffen, die schädliche Strahlen absorbieren, ist natürlich an sich bekannt.
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Die Linsen können mit dem Zwischenstück durch einen Kitt verbunden
sein, der bis 130° C beständig ist, so daß durch radioaktive Strahlung verursachte
Verfärbungen in an sich bekannter Weise durch Erwärmen rückgängig gemacht werden
können. Das Zwischenstück besteht vorzugsweise aus Bleiglas.
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Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung, deren einzige Figur
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, näher erläutert werden.
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Die Zeichnung zeigt ein Teleskop mit einem Objektiv 1 und einem Okular
2. Zwischen Objektiv und Okular 2 werden nach Bedarf eine Anzahl von Verlängerungsgliedern
3 angeordnet, im vorliegenden Falle ist ein Verlängerungsglied 3 vorgesehen, das
aus zwei identischen Elementen 4, 5 besteht.
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Bei dem dargestellten Beispiel bestehen die Elemente jeweils aus zwei
gleichen Sammellinsen 6 aus einem leichten Glas, z. B. Kronglas, die an einen Zylinder
7 aus Blei- oder Flintglas angekittet sind. Die so gebildeten, unter sich gleichartigen
Elemente 4, 5 des Zwischengliedes 3 sind handlich und dadurch leicht und gefahrlos
zu montieren. Ein Verkitten der Linsen 6 mit dem zylindrischen, lichtdurchlässigen
Körper 7 ist zwar zweckmäßig, jedoch nicht unbedingt erforderlich. Durch das Verkitten
können jedoch störende Reflexionen vermieden werden, die immer dann auftreten, wenn
ein Lichtbündel eine Grenzfläche zwischen Luft und Glas durchsetzt.
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Die aus den Zwischengliedern bestehende optische Anordnung kann so
bemessen werden, daß sie von sich aus eine Aufrichtung des durch das optische System
entworfenen Bildes bewirkt, falls dies erforderlich ist. Die Elemente 4, 5 der Verlängerungsglieder
sind so bemessen, daß die Brennebene des aus der einen Linse und der konkaven Kittfläche
des Zwischenstückes bestehenden optischen Systems mit der Hauptebene des aus der
anderen Linse und der konkaven Kittfläche des Zwischenstückes gebildeten optischen
Systems zusammenfällt. Das aus zwei Elementen bestehende Verlängerungsglied stellt
daher eine beidseits telezentrische Anordnung dar, d. h., daß parallel eintretende
Strahlenbündel auch parallel wies der austreten; eine Kombination aus zwei Verlängerungsgliedern.
der beschriebenen Art ergibt dann auch aufrechte Bilder des vom Objektiv abgebildeten
Objektes.
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Vorzugsweise sind auch das Objektiv 1 und das Okular 2 analog den
Zwischengliedern 3 aufgebaut, d. h., sie enthalten ebenfalls ein optisches Bauteil
beträchtlicher Dicke aus Bleiglas.
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Die einzelnen Elemente der Zwischenglieder sind vorzugsweise optisch
korrigiert.
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Die beschriebenen Zwischenglieder ermöglichen den Aufbau eines Teleskops
mäßiger Länge, das sich besonders zur Betrachtung des Inneren eines mit einer Bleimauer
abgeschirmten Raumes eignet, da es trotz mäßiger Länge einen guten Strahlenschutz
gewährleistet. Eine Teleskopanordnung der beschriebenen Art mit einer Länge von
etwa 30 cm gewährleistet z. B. denselben Strahlenschutz wie eine 15 cm dicke Bleiwand.
Die Dichte der optischen Werkstoffe, aus denen das Teleskop besteht, ist nämlich
relativ hoch, sie liegt etwa bei 5.
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Die Linsen der einzelnen Elemente der Verlängerungsglieder werden
vorzugsweise mit einem Kitt verkittet, der Temperaturen bis zu etwa 130° C aushält.
Die Verschlechterung der Lichtdurchlässigkeit von Gläsern unter dem Einfluß einer
Bestrahlung kann bekanntlich durch eine Behandlung bei Temperaturen in der erwähnten
Größenordnung rückgängig gemacht werden.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt,
das in der verschiedensten Hinsicht abgewandelt werden kann. So kann man beispielsweise
die Anzahl der jeweils aus zwei gleichen Elementen bestehenden Verlängerungsglieder
3 erhöhen, wenn es die Dicke der Abschirmwand erfordert. Man kann die gleichen Verlängerungsglieder
mit verschiedenen Objektiven und Okularen kombinieren, so daß Teleskope mit verschiedener
Brennweite oder verschiedenem Gesichtsfeld aufgebaut werden können. Die Anzahl der
erforderlichen optischen Bauteile wird daher beträchtlich verringert, und die Handhabung
der optischen Anordnung wird erleichtert.