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Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit einem Schaft, in welchem ein erster optischer Kanal und ein zweiter optischer Kanal ausgebildet sind, wobei der erste optische Kanal zur Aufnahme eines stereoskopischen Bildes bezüglich einer Symmetrielinie oder Symmetriefläche symmetrisch zu dem zweiten optischen Kanal ausgebildet ist, und mit einem ersten Bildsensor zur Erfassung eines über den ersten optischen Kanal erfassten Bildes und einem zweiten Bildsensor zur Aufnahme eines über den zweiten optischen Kanal erfassten Bildes.
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Derartige Endoskope sind bekannt und werden in der Stereoendoskopie eingesetzt.
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Hierbei besteht oft die Schwierigkeit darin, einen Kompromiss zwischen einer möglichst geringen Querschnittsfläche des Schafts und einem möglichst großen Platzbedarf für die Bildsensoren gewünschter Bildqualität zu finden.
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Die Erfindung beschäftigt sich damit, dieses Problem zu lösen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Endoskop der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, dass der erste Bildsensor in einem Winkel und asymmetrisch bezüglich der Symmetrielinie oder Symmetriefläche zu dem zweiten Bildsensor angeordnet ist, dass in einem durch den ersten optischen Kanal definierten Strahlengang ein Strahlumlenker angeordnet ist, mit welchem ein aus dem ersten optischen Kanal austretender Strahl auf den ersten Bildsensor lenkbar ist, und dass der Strahlumlenker, der erste Bildsensor und der zweite Bildsensor derart angeordnet sind, dass eine optische Weglänge zwischen einem distalen Ende des ersten optischen Kanals und dem ersten Bildsensor mit einer optischen Weglänge zwischen einem distalen Ende des zweiten optischen Kanals und dem zweiten Bildsensor übereinstimmt.
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Von Vorteil ist dabei, dass durch die asymmetrische Anordnung der Bildsensoren in einem Winkel zueinander eine Anordnung der Bildsensoren erreichbar ist, in welcher sich die Bildsensoren nicht gegenseitig behindern oder überdecken. Durch die Verwendung eines Strahlumlenkers ist dies einfach erreichbar, da der zugehörige Bildsensor in einem günstigen Winkel in Bezug auf die Längsrichtung des Endoskops angeordnet werden kann. Hierdurch kann erreicht werden, dass dieser Bildsensor nicht oder nur in geringem Umfang zur Querschnittsfläche des Endoskops beiträgt. Durch die Gleichheit der optischen Weglängen kann erreicht werden, dass die Ausgangssignale der beiden Bildsensoren auf einfache Weise zu einem stereoskopischen Bild kombinierbar sind.
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Hierbei wird unter einer Symmetrielinie oder Symmetriefläche ein geometrisches Objekt verstanden, bezüglich dessen der erste optische Kanal in den zweiten optischen Kanal durch eine Symmetrietransformation überführbar ist. Im Fall eines geradlinig ausgestreckten starren oder flexiblen Schafts bildet die Symmetrielinie eine Symmetriegerade beziehungsweise die Symmetriefläche eine Symmetrieebene. Die erwähnten Symmetrietransformationen können beispielsweise Punktspiegelungen an der Symmetrielinie, Drehungen um die Symmetrielinie, Spiegelungen an der Symmetriefläche oder auf die Symmetrielinie oder Symmetriefläche bezogene Translationen oder eine Kombination hiervon sein. Im einfachsten Fall beschreibt die Symmetrielinie eine Mittellinie des Endoskops beziehungsweise die Symmetriefläche einer Mittelfläche des Endoskops. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die Symmetrielinie oder Symmetriefläche längs einer Verlaufsrichtung des Schafts ausgerichtet ist.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Querschnittsfläche des ersten optischen Kanals gleich einer Querschnittsfläche des zweiten optischen Kanals ist. Bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass in wenigstens einer übereinstimmenden Entfernung von den jeweiligen distalen Enden die Querschnittsfläche des ersten optischen Kanals gleich einer Querschnittsfläche des zweiten optischen Kanals ist. Besonders günstig ist es hierbei, wenn die Querschnittsflächen in mehreren übereinstimmenden Entfernungen von den jeweiligen distalen Enden gleich sind. Von Vorteil ist dabei, dass auf diese Weise die Übertragungseigenschaften des ersten optischen Kanals gleich oder zumindest sehr ähnlich zu den Übertragungseigenschaften des zweiten optischen Kanals ausgestaltbar sind. Dies ist besonders günstig zur Gewinnung von stereoendoskopischen Bildern.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der zweite optische Kanal einen Strahlengang definiert, welcher zwischen einem Austrittsende des zweiten optischen Kanals und dem zweiten Bildsensor geradlinig verläuft. Von Vorteil ist dabei, dass in dem Strahlengang, der durch den zweiten optischen Kanal definiert wird, kein zusätzlicher Strahlumlenker erforderlich ist. Dies vereinfacht den Aufbau des Endoskops zusätzlich.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Bildsensor und der zweite Bildsensor einen rechten Winkel einschließen. Von Vorteil ist dabei, dass auf diese Weise der erste optische Bildsensor in der Aufnahmerichtung des zweiten optischen Bildsensors eine Schmalseite darbieten kann und so der Bildsensor einen rechten Winkel einschließen kann. Somit ist auf einfache Weise erreichbar, dass der erste Bildsensor mit seiner Aufnahmerichtung quer oder schräg zur Längsrichtung des Endoskops ausrichtbar ist. Dies hat den Vorteil, dass der erste Bildsensor quer zu der Aufnahmerichtung des zweiten Bildsensors einen minimalen Platzbedarf erfordert. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauform am proximalen Ende des Endoskops.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der zweite Bildsensor eine Aufnahmerichtung aufweist, die parallel zu der Symmetrielinie oder Symmetriefläche ausgebildet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass der zweite Bildsensor eine Aufnahmerichtung aufweist, die parallel zu einer Tangente an einen proximalen Abschnitt der Symmetrielinie oder Symmetriefläche ausgerichtet ist. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Symmetrielinie keine Symmetriegerade beziehungsweise die Symmetriefläche keine Symmetrieebene beschreibt. Die Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Bildstrahlen aus dem zweiten optischen Kanal direkt und ohne Umlenkung auf den zweiten Bildsensor fallen können.
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Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der erste Bildsensor parallel zu der Symmetrielinie oder Symmetriefläche ausgerichtet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass der erste Bildsensor parallel zu einer Tangente an einen proximalen Abschnitt der Symmetrielinie oder Symmetriefläche ausgerichtet ist, beispielsweise wenn die Symmetrielinie oder die Symmetriefläche gekrümmt verläuft. Die beschriebene Anordnung des ersten Bildsensors hat den Vorteil, dass eine Aufnahmefläche des ersten Bildsensors längs der Längsrichtung des Endoskops ausgerichtet ist. Somit kann erreicht werden, dass der erste Bildsensor quer zur Längsrichtung einen möglichst kleinen Bauraum einnimmt.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Strahlumlenker und/oder die Bildsensoren lageveränderlich angeordnet sind. Hierbei kann vorgesehen sein, dass beispielsweise der Strahlumlenker und der zweite Bildsensor lageveränderlich angeordnet sind, während der erste Bildsensor fest angeordnet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass der erste Bildsensor und der zweite Bildsensor lageveränderlich angeordnet sind, während der zweite Bildsensor fest angeordnet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass nur die Bildsensoren lageveränderlich angeordnet sind, während der Strahlumlenker fest angeordnet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass beide Bildsensoren und der Strahlumlenker jeweils lageveränderlich angeordnet sind. Dies ermöglicht die größtmögliche Verstellbarkeit. Zur Lageveränderung sind mit dem Strahlumlenker und/oder dem ersten Bildsensor und/oder dem zweiten Bildsensor entsprechende Verstellbewegungen ausführbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Anordnung des Strahlumlenkers und der Bildsensoren auf einfache Weise an unterschiedliche Abstände des ersten optischen Kanals von dem zweiten optischen Kanal, insbesondere quer zur Verlaufsrichtung des Endoskops, anpassbar sind. Das proximale Ende des Endoskops mit den Bildsensoren und dem Strahlumlenker ist somit an verschiedenen Schäften mit verschieden weitem Abstand der optischen Kanäle zueinander verwendbar.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Koppeleinrichtung ausgebildet ist, mit welcher Verstellbewegungen des Strahlumlenkers, des ersten Bildsensors und/oder zweiten Bildsensors derart koppelbar oder gekoppelt sind, dass während einer Lageveränderung des Strahlumlenkers, des ersten Bildsensors und/oder des zweiten Bildsensors die optische Weglänge zwischen dem distalen Ende des ersten optischen Kanals und dem ersten Bildsensor gleich der optischen Weglänge zwischen dem distalen Ende des zweiten optischen Kanals und dem zweiten Bildsensor bleibt. Die Koppeleinrichtung kompensiert somit eine Differenz zwischen den optischen Weglängen in den optischen Kanälen, die sich aufgrund der Verstellbewegung eines einzelnen Elements aus der Gruppe von Strahlumlenker, erster Bildsensor und zweiter Bildsensor ergeben würde, durch eine entsprechende Verstellbewegung wenigstens eines weiteren Elements aus der Gruppe von Strahlumlenker, erster Bildsensor und zweiter Bildsensor. Beispielsweise können der erste Bildsensor und der zweite Bildsensor derart gekoppelt sein, dass bei einer Verstellbewegung des ersten Bildsensors mit dem zweiten Bildsensor eine korrespondierende Verstellbewegung ausführbar ist, mit welcher die Gleichheit der optischen Weglängen der beiden optischen Kanäle eingehalten oder wiederhergestellt wird. Hierbei kann sich die Absolutlänge der optischen Weglängen verändern. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass der Strahlumlenker und der zweite Bildsensor derart miteinander gekoppelt sind, dass bei einer Verstellbewegung des Strahlumlenkers eine korrespondierende Verstellbewegung des zweiten Bildsensors ausgeführt wird, wodurch die optischen Weglängen zueinander gleich gehalten werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Koppeleinrichtung eine Koppelung zwischen dem Strahlumlenker und dem ersten Bildsensor bewirkt, durch welche die relative Gleichheit der optischen Weglängen der optischen Kanäle zueinander auch bei einer Verstellung des Strahlumlenkers und/oder des ersten Bildsensors erreicht wird. Es kann schließlich auch vorgesehen sein, dass der Strahlumlenker und der erste Bildsensor und der zweite Bildsensor so miteinander gekoppelt oder koppelbar sind, dass eine Verstellbewegung des Strahlumlenkers, des ersten Bildsensors oder des zweiten Bildsensors entsprechende Verstellbewegungen der übrigen Elemente aus der Gruppe von Strahlumlenker, erster Bildsensor und zweiter Bildsensor zur Erlangung übereinstimmender optischer Weglängen in den optischen Kanälen erzwingt. Der Absolutwert der optischen Weglängen kann sich bei den Vorstellbewegungen ändern. Die Koppeleinheit bewirkt zumindest, dass die Differenz der optischen Weglängen gleich, insbesondere gleich Null, bleibt.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schaft flexibel ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass das Endoskop auch in Bereiche einbringbar ist, die mit einem starren, geradlinigen Endoskop nicht zugänglich sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Schaft starr ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Endoskop einfach handhabbar ist.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste optische Kanal und der zweite optische Kanal durch wenigstes ein optisches Element definiert werden, wobei wenigstens ein optisches Element des ersten optischen Kanals mit wenigstens einem optischen Element des zweiten optischen Kanals einstückig verbunden ist. Somit können die optischen Kanäle durch jeweils unterschiedliche Randbereiche der gemeinsam genutzten optischen Elemente definiert werden.
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Hierdurch kann die Zahl der Einzelteile des Endoskops reduziert werden. Dies vereinfacht den Fertigungsaufwand.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der erste optische Kanal und der zweite optische Kanal durch wenigstens ein optisches Element definiert werden, wobei die optischen Elemente des ersten optischen Kanals separat von den optischen Elementen des zweiten optischen Kanals ausgebildet sind. Von Vorteil ist dabei, dass der erste optische Kanal von dem zweiten optischen Kanal unabhängig ausbildbar ist.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Strahlumlenker eine verspiegelte Fläche aufweist. Beispielsweise kann der Strahlumlenker als rückseitig verspiegeltes Prisma ausgebildet sein. Der Strahlumlenker kann alternativ auch als Spiegel, als Gitter oder auf andere Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Strahlumlenker als Prisma mit total reflektierender Fläche oder als Lichtleitbündel oder als sonstiges optisches Element ausgebildet sein.
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Besonders günstig ist es, wenn der erste Bildsensor und der zweite Bildsensor eine gleich große Aufnahmefläche aufweisen oder sogar identisch ausgebildet sind. Eine aufwendige Kompensation unterschiedlicher Sensoreigenschaften zur Erzeugung oder Bereitstellung des stereoskopischen Bildes ist somit verzichtbar.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der zweite Bildsensor zumindest teilweise in einer geradlinigen Verlängerung des aus dem ersten optischen Kanal an einem proximalen Austrittsende austretenden Strahlengangs oder der Symmetrielinie oder Symmetriefläche liegt. Von Vorteil ist dabei, dass mit dem zweiten Bildsensor auch ein Bereich des Querschnitts des Endoskops nutzbar ist, in welchem in weiter distal gelegenen Abschnitten des Endoskops der erste optische Kanal ausgebildet ist. Somit ist die insgesamt für das Endoskop benötigte Querschnittsfläche besonders klein dimensionierbar.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale der Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
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Es zeigt:
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1 in einer stark schematisierten Prinzipdarstellung zur Erläuterung des Erfindungsprinzips ein erfindungsgemäßes Endoskop und
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2 in einer stark vereinfachten Prinzipdarstellung ein weiteres erfindungsgemäßes Endoskop mit lagerveränderlichem Strahlumlenker und lagerveränderlichem zweiten Bildsensor.
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1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung ein im Ganzen mit 1 bezeichnetes Endoskop, bei welchem Bauteile, die zur Erläuterung der Erfindung nicht unmittelbar notwendig sind, zur Verbesserung der Übersichtlichkeit weggelassen sind. Diese Bauteile sind in an sich bekannter Weise bei dem Endoskop 1 ausgebildet.
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Das Endoskop 1 hat einen Schaft 2, welcher zur Inspektion von nur durch eine enge Öffnung zugänglichen Hohlräumen eingerichtet ist. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein medizinisches oder chirurgisches Endoskop.
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Der Schaft 2 erstreckt sich zwischen einem distalen Ende 3, welches in 1 nur angedeutet ist und welches in den erwähnten Hohlraum eingeführt wird, und einem proximalen Ende 4.
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Der Schaft 2 ist rohrförmig gefertigt. Der Schaft 2 kann flexibel oder starr sein.
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Im Inneren des Schaftes sind ein erster optischer Kanal 5 und eine zweiter optischer Kanal 6 ausgebildet.
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Der erster optische Kanal 5 und der zweite optische Kanal 6 werden durch optische Elemente 7, 8 im Inneren des Schaftes 2 definiert.
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Die optischen Kanäle 5, 6 sind quer zur Verlaufsrichtung des Schafts 2 zueinander beabstandet angeordnet.
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In 1 ist ersichtlich, dass die optischen Kanäle 5, 6 in Randbereichen der optischen Elemente 7, 8 ausgebildet sind.
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Der erste optische Kanal und der zweite optische Kanal werden daher durch die optischen Elemente 7, 8 definiert, wobei die Randbereiche des optischen Elements 7 bzw. 8, welche den ersten optischen Kanal 5 definieren, an dem jeweiligen optischen Element 7, 8 einstückig mit den Randbereichen desselben optischen Elements 7, 8 verbunden sind, welche den zweiten optischen Kanal 6 definieren.
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Jedes der optischen Elemente 7, 8 definiert daher sowohl den ersten optischen Kanal 5 als auch den zweiten optischen Kanal 6.
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In der Orientierung der Darstellung nach 1 ist der erste optische Kanal 5 dem rechten Sehfeld beim stereoskopischen Sehen zugeordnet, während der zweite optische Kanal 6 dem linken Sehfeld zugeordnet ist.
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Die optischen Elemente 7, 8 sind dabei jeweils symmetrisch bezüglich einer Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 ausgebildet, wobei die optischen Elemente 7, 8 durch eine Drehung um die Symmetrielinie oder eine Spiegelung an der Symmetriefläche oder eine Punktspiegelung an der Symmetrielinie in sich selbst überführbar sind. Auf diese Weise wird erreicht, dass der erste optische Kanal 5 zur Aufnahme eines stereoskopischen Bildes bezüglich einer Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 symmetrisch zu dem zweiten optischen Kanal 6 ausgebildet ist. Die Symmetriefläche umfasst daher eine Symmetrielinie, an welcher die erwähnten Drehungen und Punktspiegelungen ausführbar sind.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist nur ein Symmetrietyp der erwähnten Symmetrietypen realisiert, so dass die Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 entweder nur als Symmetrielinie oder nur als Symmetriefläche verwirklicht ist.
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Ist das Endoskop 1 mit einem starren Schaft 2 ausgebildet, so entspricht die Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 einer Mittellinie oder Mittelfläche des Schafts 2. Ist der Schaft 2 als flexibler Schaft 2 ausgebildet, so gilt dies für eine gestreckt gerade Anordnung des flexiblen Schafts 2, wie in 1 dargestellt.
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Im Anschluss an das proximale Ende 4 des Schafts 2 sind ein erster Bildsensor 10 und ein zweiter Bildsensor 11 angeordnet.
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Mit dem ersten Bildsensor 10 ist ein Bild erfassbar, welches über den ersten optischen Kanal 5 übermittelt wurde. Mit dem ersten Bildsensor 10 ist somit ein rechtes Bild aufnehmbar.
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Mit dem zweiten Bildsensor 11 ist ein Bild erfassbar, welches über den zweiten optischen Kanal 6 übermittelt wurde. Mit dem zweiten Bildsensor 11 ist somit ein linkes Bild aufnehmbar.
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Aus 1 ist ersichtlich, dass der erste Bildsensor 10 in einem rechten Winkel zu dem zweiten Bildsensor 11 angeordnet ist.
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Sowohl der erste Bildsensor 10 als auch der zweite Bildsensor 11 sind bezüglich der Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 außermittig angeordnet.
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In Bezug auf Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 sind der erster Bildsensor 10 und der zweite Bildsensor 11 zumindest teilweise auf derselben Seite außermittig angeordnet.
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Der erste optische Kanal 5 definiert einen Strahlengang 12, welcher zwischen dem distalen Ende 3 des Schafts und dem ersten Bildsensor 10 verläuft.
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In dem Strahlengang 12 ist ein Strahlumlenker 13 angeordnet, mit welchem ein aus dem ersten optischen Kanal 5 an dessen proximalem Austrittsende 14 austretender Strahl auf den ersten Bildsensor 10 lenkbar ist.
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Statt des kompletten Strahlengangs 12 ist nur die optische Achse dieses Strahlengangs 12 als strichpunktierte Linie dargestellt.
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Der erste Bildsensor 10, der zweite Bildsensor 11 und der Strahlumlenker 13 sind so relativ zueinander angeordnet, dass die optische Weglänge zwischen dem distalen Ende 3 des ersten optischen Kanals 5 und dem ersten Bildsensor 10 einerseits und die optische Weglänge zwischen dem distalen Ende 3 des zweiten optischen Kanals 6 und dem zweiten Bildsensor 11 anderseits übereinstimmen und gleich sind.
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Somit kann auf einfache Weise erreicht werden, dass der Abbildungsmaßstab und der Fokus für den ersten Bildsensor 10 gleich zu dem Abbildungsmaßstab bzw. Fokus des zweiten Bildsensors 11 eingerichtet sind.
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Wie bereits erwähnt, sind die optischen Kanäle 5, 6 symmetrisch zueinander ausgebildet, da sie durch eine Drehung um eine in der Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 liegende Gerade ineinander überführbar sind und/oder da sie durch eine Spiegelung an einer die Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 umfassenden Ebene ineinander überführbar sind.
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Durch diese Symmetrie wird erreicht, dass die Querschnittsfläche des ersten optischen Kanals 5 in jeder Entfernung von dem distalen Ende 3 zwischen dem distalen Ende 3 und dem proximalen Ende 4 gleich der Querschnittsfläche des zweiten optischen Kanals 6 bei derselben Entfernung ist.
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In 1 ist weiter ersichtlich, dass der zweite optische Kanal 6 einen Strahlengang 15 definiert, welcher an einem proximalen Austrittsende 16 austritt und geradlinig zu dem zweiten Bildsensor 11 weiterläuft.
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In dem Strahlengang 15 des optischen Kanals 6, für den in 1 ebenfalls nur die optische Achse angedeutet ist, befindet sich daher kein Strahlumlenker.
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Der zweite Bildsensor 11 weist eine Aufnahmerichtung auf, welche mit der optischen Achse des Strahlengangs 15 nahe dem Bildsensor 11 zusammenfällt.
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Der Strahlengang 15 des zweiten optischen Kanals 6 ist außerhalb des Schafts 2 parallel zu der Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 geführt, und der zweite Bildsensor 11 ist so ausgerichtet, dass dessen Aufnahmerichtung parallel zu dieser Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 ausgerichtet ist.
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Der erste Bildsensor 10 ist dagegen parallel zu der Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 ausgerichtet. Dies bedeutet, dass die Aufnahmerichtung des ersten Bildsensors 10 im rechten Winkel zu der Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 verläuft.
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Dies wird dadurch erreicht, dass der erste Bildsensor 10 in einem rechten Winkel zu dem zweiten Bildsensor 11 angeordnet ist. Bei weiteren Ausführungsbeispielen können der erste Bildsensor 10 und der zweite Bildsensor 11 stumpfe oder spitze Winkel einschließen. Auch bei diesen weiteren Ausführungsbeispielen sind der erste Bildsensor 10 und der zweite Bildsensor 11 bevorzugt zumindest teilweise auf derselben Seite in Bezug auf die Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 angeordnet.
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Der Strahlumlenker 13 weist an seiner Rückseite in Bezug auf den Strahlengang 12 eine verspiegelte Fläche 17 auf.
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In dem Bereich, in welchem der Strahlengang 12 auf die verspiegelte Fläche 17 trifft, ist der Strahlumlenker 13 aus Glas oder einem optisch durchlässigem Material gefertigt.
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Die verspiegelte Fläche 17 ist daher an der Rückseite des Strahlumlenkers 13 ausgebildet, und der Strahlumlenker 13 bildet ein rückseitig verspiegeltes Prisma. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist der Strahlumlenker 13 als Spiegel oder Gitter oder auf andere Weise ausgebildet.
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Die erwähnte Abdeckung der dem Strahlengang 12 zugewandten Seite der verspiegelten Fläche 17 durch ein optisch durchlässiges, festes Material bietet den Vorteil, dass die den Strahlengang 12 umlenkende Fläche 17 nicht verschmutzen kann.
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In 1 ist weiter ersichtlich, dass die Bildsensoren 10, 11 jeweils eine Aufnahmefläche 18, 19 aufweisen.
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Die Aufnahmeflächen 18, 19 definieren jeweils die Aufnahmerichtung des zugehörigen Bildsensors 10, 11. Diese Aufnahmerichtung ist jeweils durch die Flächennormale an die Aufnahmefläche 18 bzw. 19 gegeben.
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Es ist ersichtlich, dass die Aufnahmefläche 18 des ersten Bildsensors 10 eine größere Querschnittsfläche aufweist als der zugehörige optische Kanal 5 an dessen Austrittsende 14.
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Der Stahl im Strahlengang 12 weitet sich also zwischen dem proximalen Austrittsende 14 des optischen Kanals 5 und dem ersten Bildsensor 10 auf.
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Ebenso ist die Aufnahmefläche 19 mit einer größeren Querschnittsfläche ausgebildet als der zugehörige optische Kanal 6 an dem proximalen Austrittsende 16. Auch hier weitet sich der Strahl zwischen dem proximalen Austrittsende 16 und dem zweiten Bildsensor 11 auf.
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In 1 ist weiter ersichtlich, dass die Verlängerung der Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 über das proximale Ende 4 des Schafts hinaus auf die Aufnahmefläche 19 des zweiten Bildsensors 11 trifft. Der zweite Bildsensor 11 liegt somit zumindest teilweise in einer geradlinigen Verlängerung der Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9.
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Hierdurch wird erreicht, dass der zweite Bildsensor 11 zumindest teilweise in einer geradlinigen, rückwärtigen Verlängerung des aus dem ersten optischen Kanal 5 aus dem proximalen Austrittsende 14 austretenden Strahlengangs 14 über den Strahlumlenker 13 hinaus liegt. Der Strahlumlenker 13 bewirkt aber, dass die Strahlen aus dem ersten optischen Kanal 5 nicht auf den zweiten Bildsensor 11 auftreffen.
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2 zeigt ebenfalls stark vereinfacht und unter Weglassung von weiteren, an sich bekannten Bestandteilen eines Endoskops ein erfindungsgemäßes Endoskop 1.
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Bei diesem Endoskop 1 sind funktionell und/oder konstruktiv zu Bauteilen des Endoskops 1 gemäß 1 gleichartige oder ähnliche Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht noch einmal gesondert beschrieben. Die Beschreibung zu 1 gilt daher entsprechend auch zu 2.
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Im Unterschied zu dem Endoskop 1 gemäß 1 weist dass Endoskop 1 gemäß 2 zwei voneinander separat ausgebildete optische Elemente 20, 21 auf, die längs der Längsrichtung des Schafts 2 parallel zueinander in einem Abstand 24 geführt sind.
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Beispielsweise können die optischen Elemente 20, 21 als Stablinsen oder als flexibler optischer Leiter ausgebildet sein.
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Das optische Element 20 definiert hierbei den ersten optischen Kanal 5, während das optische Element 21 den zweiten optischen Kanal 6 definiert.
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Der erste optische Kanal 5 ist daher separat von dem zweiten optischen Kanal 6 ausgebildet und eingerichtet.
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Der erste optische Kanal 5 und der zweite optische Kanal 6 sind wieder bezüglich einer Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 symmetrisch zueinander ausgebildet und durch eine Symmetrietransformation, beispielsweise eine Drehung oder Spiegelung an der Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9, ineinander überführbar.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist das optische Element 20 seiner Form und Größe nach zusätzlich durch eine Verschiebungsbewegung, welche die Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 kreuzt, in das optische Element 21 mathematisch verschiebbar.
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In 2 ist weiter ersichtlich, dass der Strahlumlenker 13 und das zweite optische Element 11 lageveränderlich angeordnet sind.
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Hierzu ist eine nicht weiter dargestellte Verstelleinrichtung ausgebildet, mit welcher Verstellbewegungen 22 an dem Strahlumlenker 13 und Verstellbewegungen 23 an dem zweiten Bildsensor 11 ausführbar sind.
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Aus der 2 ist ersichtlich, dass mit der Verstellbewegung 23 der optische Weg zwischen dem distalen Ende 3 des zweiten optischen Kanals 6 und dem zweiten Bildsensor 11 verkürzbar oder verlängerbar ist.
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Aus 2 ist ferner ersichtlich, dass durch eine Verstellbewegung 22 des Strahlumlenkers 13 das Endoskop 1 an unterschiedliche optische Abstände 24 des ersten optischen Kanals 5 von dem zweiten optischen Kanal 6 anpassbar ist. Hierbei entspricht der optische Abstand 24 dem Augenabstand beim stereoskopischen Sehen.
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Um zu erreichen, dass die Differenz zwischen den optischen Weglängen des ersten optischen Kanals 5 und des zweiten optischen Kanals 6 immer gleich Null bleibt, ist eine nicht weiter dargestellte Koppeleinrichtung vorgesehen, mit welcher die Verstellbewegung 22 derart mit der Verstellbewegung 23 gekoppelt oder zwangsgeführt ist, dass die optischen Weglängen der optischen Kanäle 5, 6 zueinander gleich bleiben.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind der erste Bildsensor 10 und der zweite Bildsensor 11 oder sogar der erste Bildsensor 10, der zweite Bildsensor 11 und der Strahlumlenker 13 lageveränderlich ausgebildet und durch eine Koppeleinrichtung miteinander gekoppelt und zwangsgeführt.
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Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäße 1 kann eine Verstelleinrichtung zur Lageveränderung der Bildsensoren 10, 11 und/oder des Strahlumlenkers 13 vorgesehen sein.
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Durch eine Lageveränderbarkeit des Strahlumlenkers 13 kann eine besonders einfache Anpassung an unterschiedliche optische Abstände 24 der optischen Kanäle 5, 6 zueinander erreichbar sein.
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Es sei noch erwähnt, dass die Endoskope 1 gemäß 1 und 2 und gemäß der weiteren beschriebenen Ausführungsbeispiele jeweils auswechselbare Schäfte 2 aufweisen, um Schäfte 2 mit unterschiedlichen optischen Abständen 24 der optischen Kanäle 5, 6 zueinander an die Bildsensoren 10, 11 anzuschließen.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist die Anordnung der Bauteile gegenüber in 1 oder 2 gespiegelt ausgeführt. Rechter und linker Kanal sind somit gegeneinander vertauscht.
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Aus den 1 und 2 ist ersichtlich, dass die Aufnahmefläche 18 des ersten Bildsensors 10 gleich groß und identisch zu der Aufnahmefläche 19 des zweiten Bildsensors 11 ausgebildet ist. Dies kann bei den weiteren beschriebenen Ausführungsbeispielen ebenfalls eingerichtet sein. Der erste Bildsensor 10 ist sogar identisch zu dem zweiten Bildsensor 11 ausgebildet.
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Bei dem Endoskop 1 ist vorgesehen, einen ersten optischen Kanal 5 und einen zweiten optischen Kanal 6 zueinander bezüglich einer Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 symmetrisch auszubilden, um Bilder zum stereoskopischen Sehen zu erfassen. Es wird vorgeschlagen, jedem optischen Kanal 5, 6 einen Bildsensor 10, 11 zuzuordnen, mit welchem die Bilder zum stereoskopischen Sehen aufnehmbar sind, wobei die Bildsensoren 10, 11 in einem Winkel zueinander und asymmetrisch bezüglich einer Symmetrielinie oder Symmetriefläche 9 des Endoskops 2 angeordnet sind und wobei in wenigstens einem Strahlengang 12 wenigstens eines optischen Kanals 5, 6 ein Strahlumlenker 13 angeordnet ist, um ein erfasstes Bild auf den zugehörigen Bildsensor 10, 11 zu lenken.
