DE2361799B2 - Einaeugige spiegelreflexoptik fuer ein foto-endoskop - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich eine einäugige Spiegelrellexoptik für ein in Körperhöhlen einsetzbares Endoskop, welche am distalen Ende des Endoskops angeordnet ist, mit einem optischen Aufnahmesystem }> zur Fokussierung des Bildes eines Objekts auf eine Filmoberfläche, einem Reflexionsspiegel, der gegenüber der optischen Achse des Aufnahmesystems geneigt ist, und einem optischen Betrachtungssystem zur Fokussierung der durch die Reflexionsfläche des Reflexionsspie- v> gels reflektierten Lichtstrahlen auf einem Büdleiter.

Aus der DT-AS V 6 702, der US-PS 35 99 630 und der DT-AS C 5 808 ist es bekannt, an dem proximalen Ende eines Endoskops eine einäugige Spiegelreflexkamera mit Schwenkspiegel oder halbdurchlässigem Spiegel ^ anzuordnen. Πυ ,ti die erforderlichen Bildübertragiingsmitte! ist i^;as auf dem Film erhaltene Bild in Kontrast und Auflösungsvermögen geschwächt, aber man inußte dieses in Kauf nehmen, da die bekanntermaßen großen Abmessungen von Spiegelteflexoptiken <ό ίΙΜ;. her ·\;ι eine Anordnung der Kamera am distalen nile im Wege ■·■ '^Lit. /umal bei Schwcrikspiegelanord- !IUMg emc enisp'whi'nd'' Fernbetätigung vorgesehen werden müßte, und Vi der Verwendung von teildurchi! s μ μ L-'. Spiegeln viel Licht für die Filmbelichtung <>5 \eHon-igeln und leicht störendes Fremdiicht eindringe i: L;nn.

ni diesen Schwierigkeiten zu begegnen und beispielsweise eine direkte Gastroiotografie zirffrhögli chen. ist man nach der Zeitschrift »Medizinal-Marki« 20 (1972), 10, 327 bekanntlich dazu übergegangen, am distalen Ende eines faseroptischen Gastroskops eine zweiäugige Spiegelreflexkamera anzuordnen.

Da jedoch mittels Endoskopen in der Hauptsache Nahaufnahmen in kurzer Entfernung auszuführen sind, ist die mangelnde Übereinstimmung von beobachtetem und fotografiertem Bereich aufgrund der unvermeidlichen Parallaxe äußerst störend. Außerdem ist es bei der Beobachtung durchs Endoskop nicht möglich, zu erkennen, ob die gewünschte Aufnahme vielleicht dadurch unbrauchbar ist, daß Magensaft oder dergleichen Körperflüssigkeiten das Aufnahmeobjektiv bedekken und die Aufnahme unscharf machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einäugige Reflexoptik für ein Endoskop zu schaffen, die bei kleinen Abmessungen sowohl das Fotografieren wie auch das Beobachten durch die gleiche Optik ermöglicht, wobei für die Betrachtung die volle Lichtstärke des Objektivs zur Verfügung stehen soll, während für die Aufnahme ein Strahlenbündel mit der erforderlichen Schärfentiefe für scharfe Nahaufnahmen zur Verfügung steht.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Reflexionsspiegel eine kleine Öffnung aufweist, die am Schnittpunkt des Reflexionsspiegel und der optischen Achse des Aufnahmesystems angeordnet ist, und daß der Reflexionsspiegel derart angeordnet ist, daß die kleine Öffnung eine Lage einnimmt, die sich nahe dem Blendenpunkt des Aufnahmesystems befindet.

Auf diese Weise ist es möglich, genau von dem beobachteten Bereich scharfe Aufnahmen zu erhalten, da das durch die gleiche Optik betrachtete Bild unmittelbar in der kleinen leicht cinführbaren Kamera auf den Film fokussiert wird, während gleichzeitig unter Vermeidung der mit einer Schwenkspiegelanordnung verbundenen Nachteile beobachtet werden kann.

Vorte'lhafte Weiu ■ bildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine einäugige Spiegelreflexoptik für ein Endoskop nach der Erfindung und

F i g. 2 einen Querschnitt durch eine abgewandelte Spiegelreflexoptik nach einer Weiterbildung der Erfindung.

In Fig. 1 bezeichnet die Ziffer 1 eine durchlässige Scheibe, die vor einem optischen Aufnahmesystem angeordnet ist. Obgleich im allgemeinen für diese Scheibe 1 eine biplanare optische Platte verwendet wird, besitzt die Scheibe 1 gemäß einer Weiterbildung der Ei findung eine konkave Innenfläche la und stellt somit eine konkave Linse dar. Entsprechend wird der Feldwinkel des Linsensystems groß. Mit 2 bzw. 2' sind gleichschenklige, rechtwinklige Prismen bezeichnet. An der gekitteten Fläche der Prismen 2 und 2' ist eine Reflexionsspiegel 3 vorgesehen, der in seiner Mitte eine kleine Öffnung 3a aufweist. Mit 4 bzw. 5 sind konvexe Linsen angedeutet. Weiterhin ist eine Aufnahmelinse 6 zur Fokussierung des zu beobachtenden Gegenstands auf die Filmoberfläche 7 vorgesehen, welche mit der durchsichtigen Glasscheibe 1 — einer konkaven Linse — und den konvexen Linsen 4 und 5 zusammenwirkt. Diese öffnung 3a ist derart angeordnet, daß der Blendenpunkt des optischen Aufnahmesystems, das die

durchsichtige Glasscheibe 1, die Linsen 4 und 5 unJ die Aufnahmelinsen 6 umfaßt, in einer Position nahe der kleinen öffnung 3a liegt, die im Mittelpunkt des Reflexionsspiegels 3 ausgebildet im. Mit 8 ist ein konvexe Linse und mit 9 eine Beobachtungslinse bezeichnet. Die durchsichtige Scheibe 1, die konvexen Linsen 4 und 8 und die Beobachtungslinse 9 bilden ein optisches Betrachtungssystem, so daß das um dem zu betrachtenden Gegenstand herkommende Licht auf eine Endfläche 10a eines BiIdIe. ters abgebildet wird. Das auf die Endfläche 10a der Bildleitung 20 foku'-sierte Bild des Objekts wird über den Bildieiter 10 zu deren anderen Endfläche übertragen und mit dem Auge über ein an sich bekanntes, nicht dargestelltes, Okular betrachtet. Die Anordnung ist derart getrolfen, daß der Blendenpunkt dieses optischen Beobachtungssy stems an einer anderen Position als der der kleinen öffnung 3a liegt, die im Mittelpunkt des Reflexionsspiegel 3 vorgesehen ist; bei dieser Ausführungsfurm befindet sich: der Blendenpunkt in der Nähe der gekitteten Fläche des Prismas 2 und der konvexen Linse 8. Obgleich der Reflexionsspiegel 3 gemäß dieser Ausführungsforni an der gekitteten Fläche der Prismen 2 und 2' vorgesehen ist, läßt sich auch ein Reflexionsspiegel allein ohne Verwendung von Prismen 2 und 2' vorsehen.

Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform ist es möglich, das zu beobachtende Objekt auf einem Film über ein optisches Aufnahmesystem zu fotografieren, das die transparente Glasscheibe 1, konvexe Linsen 4 und 5 und die Aufnahmelinse 6 — wie bereits erläutert — umfaßt; gleichzeitig kann der gesamte Abschnitt des Objekts, das gemäß den vorstehenden Ausführungsformen fotografiert werden soll, über ein außerhalb der Einrichtung bekannter Art liegendes Auge bzw. Okular beobachtet werden, da das Licht von diesem Teil des Objekts auf die Endfläche 10a des Bildleiters nach dem Durchgang durch das optische Beobachtungssystem abgebildet wird; das optische Betrachtungssystem umfaßt die transparente Glasscheibe 1, die konvexe Linse 4, das Prisma 2, die konvexe Linse 8 und eine Beobachtungslinse 9. Das Licht wird durch den Reflexionsspiegel 3 reflektiert.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführu \gsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird anstelle der gleichschenkligen, rechtwinkligen Prismen 2 und 2', die bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform verwendet werden, ein Pentaprisma bzw. Dachkantenprisma 12 benützt. Weiter sind Spiegel 14 und ein Hilisprisma 15 aus dem gleichen Material wie das Pentaprisma 12 vorgesehen. Die Anordnung ist hierbei wieder derart getroffen, daß der Blendenpunkt des optischen Aufnahmesystems in der Nähe der öffnung 3a in der Mitte des Reflexionsspiegel* 3 liegt. Das durch den Reflexionsspiegel 3 reflektierte Licht wird nochmals durch den Spiegel 14 reflektiert und durch die Beobachtungslinsen 9 auf die Endfläche 10a des Bildleiters 10 fokussiert. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß die Scheibe bzw. das Fenster 1 und die Beobachtungslinsen optisches Betrachtungssystem bilden. Das Bild des Objekts, das auf die Endfläche 10a des Bildleiters 10 mittels des optischen Betrachtungssystems der oben beschriebenen Art fokussiert wird, wird durch den Bildleiter 10 zu dessen anderem Ende übe, tragen und unter Verwendung eines an sich bekannten Okulars beobachtet. Die Anordnung des optischen System' ist hierbei derart getroffen, daß der Blendenpunkt des optischen Betrachtungssystems an einer anderen Stelle als auf dem Reflexionsspiegel 3 beispielsweise an einer Stelle aul dem Spiegel 14 — liegt.

Auch bei der /'weiten Ausführungsform wird der ium Objekt herkommende Teil des Lichtes, der die Scheibe 1 und die kleine Öffnung 3a des Refiexionsspiegels 3 durchtrat, auf die Filmobcrfläche 7 mittels eines optischen Aufnahmesystems fokussiert, das die Scheibe r/w. das Fenster 1 und die Aufnahmelinse umfaßt. Andererseits wird das durch den Reflexionsspiegel 3 reflektierte Licht vom gleichen Bereich des Objekts nochmals durch einen Spiegel 14 reflektiert und dann durch die Beobachturigslinsen 9 auf die Endfläche 10a des Bildleiters 10 fokussiert. Dieses Bild wird durch der: Bildieiter 10 übertragen und durch ein an sich bekanntes Okular beobachtet. Daher ist es möglich, den gleichen Abschnitt des Ob 11 kts gleichzeitig zu fotografieren und zu beobachten.

Wie durch die vorstehend erläuterten Ausführungsformen veranschaulicht wurde, ist die einäugige Spiegelreflexoptik für Endoskope gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß das vom Objekt herkommende Licht, das die Scheibe durchtritt, über ein optisches Aufnahmesystem fotografiert werden kann und gleichzeitig das Licht von der gleichen Scheibe bzw. dem gleichen Fenster über ein Okular durch das optische Betrachtungssystem betrachtet werden kann: es ist daher nicht notwendig, zwei optische Systeme zum Fotografieren und zur Betrachtung an verschiedenen Positionen anzuordnen; dementsprechend läßt sich das distale Ende des Endoskops klein gestalten. Da der gleiche Teil des Objekts über ein Objektiv fotografiert und beobachtet werden kann, läßt sich beim Fotografieren der Zustand der Unscharfe oder Verfärbung bzw. Vergilbung durch den Magensaft oder dergleichen durch das optische Betrachtungssystem feststellen. Daher ist es möglich, die durch derartige Ursachen hervorgerufenen Fehler beim Fotografieren vollständig zu beseitigen. Der Einfluß der Parallaxe wird ebenfalls eliminiert. Da das Objektiv eines Endoskopes eine feste Brennweite hat, ist beim Fotografieren die Blende so klein wie möglich zu halten, um die Schärfentiefe groß /.u gestalten. Wenn gemäß der Erfindung das Licht vom Objekt in zwei Bereiche bzw. zwei Teile unterteilt wird und sowohl zum Fotografieren als auch zum Beobachten und Betrachten verwendet wird, so ist die Abnahme der Lichtintensität äußerst gering und hat auf die Beobachtung keinen ungünstigen Einfluß, weil die kleine öffnung im reflektierenden Spiegel so klein wie möglich gehalten ist, und der Blendenpunkt des optischen Betrachtungssystems; an einer anderen Stelle liegt als an der kleinen öffnung.

Bei der in F i g. 2 beschriebenen Ausführungsform kann der Winkel zwischen dem Reflexionsspiegel 3, d. h. der Blendenebene und der optischen Achse des optischen Aufnahmesystems nahezu auf 90° eingestellt werden. Demzufolge läßt sich eine Ungleichheit der Abnahme der Intensität der Randstrahlen beseitigen, und es ist möglich, den Bildfeldwinkel groß zu gestalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einäugige Spiegelreflexoptik für ein in Körperhöhlen einsetzbares Endoskop, welche am distalen > Ende des Endoskops angeordnet ist, mit einem optischen Aufnahmesystem zur Fokussierung des Bildes eines Objekts auf eine Filmoberfläche, einem Reflexionsspiegel, der gegenüber der optischen Achse des Aufnahmesystems geneigt ist, und einem optischen Betrachtungssystem zur Fokussierung der durch die Reflexionsfläche des Reflexionsspiegels reflektierten Lichtstrahlen auf einem Büdleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionsspiegel (3) eine kleine Öffnung (3a,)aufweist, die am Schnittpunkt des Reflexionsspiegels und der optischen Achse des Aufnahmesystems angeordnet ist, und daß der Reflexionsspiegel derart angeordnet ist, daß die kleine öffnung (3;j,leine Lage einnimmt, die sich nahe dem Blendenpunkt des Aufnahmesystems befindet.

2. Einäugige Spiegelreflexoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung einer Glasscheibe (1) an der dem Gegenstand zugewandten Seite die dem reflektierenden Spiegel (3) gegenüberliegenden Fläche (in) der Scheibe (1) konkav ist.

3. Einäugige Spiegelreflexoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gekittete gleichschenklige, rechtwinklig!.- Prismen (2, T) vorgesehen sind, und daß der reflektierende Spiegel (3) an der gekitteten I lache der Prismen angeordnet ist.

4. Einäugige Spiegelreflexoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pentaprisma (12) vorgesehen ist, und daß der reflektierende Spiegel (3) an einer Oberfläche des Pentaprismas angeordnet ist.