DE2361799C3 - Einäugige Spiegelreflexoptik für ein Foto-Endoskop - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich eine einäugige Spiegelreflexoptik für ein in Körperhöhlen einsetzbares Endoskop, welche am distaien 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 Bildleiter.

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. Durch die erforderlichen Bildübertragungsmittel ist das auf dem Film erhaltene Bild in Kontrast und Auflösungsvermögen geschwächt, aber man mußte dieses in Kauf nehmen, da die bekanntermaßen großen Abmessungen von Spiegelreflexoptiken üblicher Art einer Anordnung der Kamera am distaien Ende im Wege steht, zumal bei Schwenkspiegelanordnung eine entsprechende Fernbetätigung vorgesehen werden müßte, und bei der Verwendung von teildurchlässigen Spiegeln viel Licht für die Filmbelichtung verlorengeht und leicht störendes Fremdlicht eindringen kann.
Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen und velswei e eine direkte Gastrofotografie zu ermögli- >n 'ist man nach der Zeitschrift »Medizinal-Markt« 20 ,, '-χ 10 327 bekanntlich dazu übergegangen, am rktalen Ende eines faseroptischen Gastroskops eine zweiäugige Spiegelreflexkamera anzuordnen^

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

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

^St<Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Reflexionsspiegel eine kleine Öffnung aufweist, d.e am Schnittpunkt des Reflexionsspiegels und der optischen Achse des Aufnahmesystems angeordnet ist, und daß der Reflexionsspiegel derart angeordnet ist, daß d.e 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 einführbaren Kamera auf den Film fokussiert wird, während gleichzeitig unter Vermeidung der mit einer Schwenkspiegelanordnung verbundenen Nachteile beobachtet werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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

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

^U"f i g 2 einen Querschnitt durch eine abgewandelte Spiegelreflexoptik nach einer Weiterbildung der Erfin-

TifFig. 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 Erfindung 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 zur Fokussierung des zu beobachtenden Gegenstands auf die Filmoberfläche 7 vorgesehen, welche mit der durchsichtigen Glasscheibe i - 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 und die Aufnahmelinsen 6 umfaßt, in einer Position nahe der kleinen öffnung 3a liegt, die im Mittelpunkt des Reflexionsspiegels 3 ausgebildet ist. Mit 8 ist ein konvexe Linse und mit 9 ek-.e Beobachiungslinse bezeichnet. Die durchsichtige Scheibe 1, die konvexen Linsen 4 und 8 und die Beobachtungslinse 9 bilden ein optisches Betrachtungssystem, so daß das von dem zu betrachtenden Gegenstand herkommende Licht auf eine Endfläche 10a eines Bildleiters abgebildet wird. Das auf die Endfläche 10a der Bildleitung 10 fokussierte Bild des Objekts wird über den Bildleiter 10 zu deren anderen Endflüche übertragen und mit dem Auge über ein an sich bekanntes, nicht dargestelltes. Okular betrachtet. Die Anordnung ist derart getroffen, daß der Blendenpunkt dieses optischen Beobachtungssystems an einer anderen Position als der der kleinen öffnung 3a liegt, die im Mittelpunkt des Reflexionsspiegel 3 vorgesehen ist; bei dieser Ausführungsform befindet sich der Blendenpunkt in der Nähe der gekitteten Fläche des Prismas 2 und der konvexen Linse 8. Obgleich der Reflexionsspiegel 3 gemäß dieser Ausführungsform 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 ünsen 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 Ausführungsform 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 Hilfsprisma 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 Reflexionsspiegels 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 Büdleiters 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 Büdleiters 10 mittels des optischen Betrachtungssystems der oben beschriebenen Art fokussiert wird, wird durch den Bildleiter 10 zu dessen anderem Ende übertragen und unter Verwendung eines an sich bekannten Okulars beobachtet. Die Anordnung des optischen Systems ist hierbei derart getroffen, daß der BSendenpunkt des optischen Be'rachtungssystems an einer anderen Sie He als auf dem Reflexionsspiegel 3 — beispielsweise an einer Stelle auf dem Spiegel 14 — liegt.

Auch bei der zweiten Austührungsform wird der vom Objekt herkommende Teil des Lichtes, der die Scheibe 1 und die kleine öffnung 3a des Reflexionsspiegels 3 durchtritt, auf die Filmoberfläche 7 mittels eines optischen Aufnahmesystems fokussiert, das die Scheibe bzw. 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 Beobachtungslinsen 9 auf die Endfläche 10a des Büdleiters 10 fokussiert. Dieses Bild wird durch den Biidieiter 10 übertragen und durch ein an sich bekanntes Okular beobachtet. Daher ist es möglich, den gleichen Abschnitt des Objekts 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 zu 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 Fig. 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 distaien 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 ;o optischen Betrachtungssystem zur Fokussierung der durch die Reflexionsfläche des Reflexionsspiegels reflektierten Lichtstrahlen auf einem Bildleiter, 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 (3a) eine 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 (\a) der Scheibe (1) konkav ist.

3. Einäugige Spiegelreflexoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gekittete gleichschenklige, rechtwinklige Prismen (2,2') vorgesehen sind, und daß der reflektierende Spiegel (3) an der gekitteten Fläche 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.