DE2904036A1 - Optisches system fuer ein endoskop - Google Patents

Description

Optisches System für ein Endoskop

Die Erfindung betrifft ein optisches System für ein Endoskop und bezieht sich insbesondere auf ein solches optisches System, das ein optisches Faserbündel mit einem weiten Bild- oder Gesichtswinkel aufweist, welches als Objektiv in einem Endoskop verwendet wird.

Für das Objektiv eines Endoskops ist eine Weitwinkellinse erwünscht. Um jedoch den Blickwinkel oder Bildwinkel des Objektivs eines Endoskops zu vergrössern, sollte der Aussendurchmesser des vorderen Endes oder des Linsenscheitels, der ein Blick- oder Bildfenster begrenzt, vergrössert werden, was wiederum eine Vergrösserung des Durchmessers des Endoskops zur Folge hat. Dies sollte jedoch vermieden werden, um die Einführung des Endoskops in den Patienten zu erleichtern. Es ist somit erwünscht, den Blickwinkel zu vergrössern, ohne gleichzeitig den Durchmesser des Blick- oder Bildfensters des Endoskops zu vergrössern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein optisches System für ein Objektiv eines Endoskops zu schaffen, das einen weiten Blick- oder Bildwinkel aufweist und dessen Blick- oder Bildfenster dennoch keinen grossen Durchmesser bestitz.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass vor dem Anschlag des Objektivsystems in einem optischen System für ein Endoskop, bestehend aus einer Objektivanordnung, einem Glasfaserbündel und einem Okular, eine

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nicht vergrössernde Linse angeordnet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 .eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemässen optischen Systems, und

Fig. 2 eine Längsschnittansicht einer anderen Aus-Führungsform des erfindungsgemässen optischen Systems .

Fig. 1 zeigt ein Linsensystem, bestehend aus einer vorderen Linsenanordnung, die sich aus einer negativen Linse G1 , welche nach vorne zu konvex gewölbt ist, und einem Irisanschlag S zusammensetzt, und einer hinteren Linsenanordnung, die sich aus einer positiven Linse G2 und einer hinter dieser befindlichen verkitteten Linse G3 zusammensetzt. Die verkittete Linse G3 besteht ihrerseits aus einer Linse G3a sichelförmigen Querschnitts, die nach vorne konvex gekrümmt ist und einer positiven bikonvexen Linse G3b. Diese Linsen bilden eine an sich bekannte Rückfokussierlinse. Erfindungsgemäss ist nun zwischen der vorderen negativen Linse G1 und dem Irisanschlag S eine parallele Platte G4 angeordnet. Die neqative Linse G1 dient als Blickfenster, das sich oben auf dem Endoskop befindet, das mit diesem Linsensystem ausgestattet ist. Das durch das Linsensystem fokussierte Bild befindet sich in der Ebene P, in der die vordere Bildempfangsebene oder das Ende eines Glasfaserbündels B liegt. Die vordere Linsenanordnung kann aus mehr als einem Linsenelement aufgebaut sein.

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Der durch die oben beschriebene Anordnung erzielt Vorteil wird im folgenden im einzelnen erläutert.

Wenn die planparallele Platte G4 in dem Linsensystem nicht vorhanden wäre, dann würde die Vergrösserung ψ durch die folgende Formel gekennzeichnet

Φ ⁼

" ^eί> 1Φ2

wobei φ. die Vergrösserung der vorderen Linsenanordnung Gl, (J>2 die Vergrösserung der hinteren Linsenanordnung G2, G3 und e der Abstand zwischen den Hauptpunkten des Linsen systems bedeuten.

Es sei nun angenommen, dass die gesamte Vergrösserung und die Vergrösserung φ~ der hinteren Linsenanordnung konstant sind, also

Daraus folgt

♦1 ⁼

l-e<f>

- <f>₂ = K (konstant)

0,

> 0, φ-φ₂ > 0, 1-βφ₂ 4 0,

dann wird, je grosser e ist,|$,| umso kleiner, und je kleiner e ist, L· j umso grosser.

Mit anderen Worten, wenn die Vergrösserung φ, der negativen Linse G1, die als Blick- oder Betrachtungsfenster dient, vergrössert wird, dann verringert sich der Abstand d zwischen der hinteren Oberfläche der negativen Linse G1

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und dem Irisanschlag S (entsprechend dem e), und die negative Linse G1 riikt näher an den Anschlag S heran. Auf diese Weise wird es also möglich, den Aussendurchmesser der Linse G1 zu verkleinern. Da jedoch andererseits die Vergrösserung £, der Linse G1 vergrössert wird, wird es schwierig, Abbildungsfehler, insbesondere Verzerrungen, zu korrigieren. Im Gegenteil, wenn die Vergrösserung φ. der Linse G1 abnimmt, erhöht sich der Abstand d, und der Aussendurchmesser der Linse G1 wird grosser, so dass die Korrektur von Abbildungsfehlern erleichtert wird.

Im Gegensatz zu der obigen Anordnung ohne planparallele Platte G4 ist zwischen der vorderenen negativen Linse GI und dem Irisanschlag S bei der in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemässen Ausflihrungsform eine Platte G4 vorgesehen. Ungeachtet dessen, dass die Vergrösserung φ-j der negativen Linse G1 klein undder Abstand d vergleichsweise gross ist, lässt sich der Aussendurchmesser der Linse GI, wie im folgenden erläutert, verkleinern. Da die planparallele Platte G4 vor dem Anschlag S angeordnet ist, übt sie auf den Lichtstrom, der schräg auf die Linse G1 auftrifft, eine starke Richtungswirkung aus, Die von dem Anschlag S zur Linse G1 schräg verlaufenden Lichtstrahlen werden von der Platte G4 gebrochen, und ihr Abstand von der optischen Achse wird an der Linse G1 verringert. Dementsprechend lässt sich der Aussendurchmesser der Linse G1 verkleinern.

Der maximale Aussendurchmesser des Objektivs des Endoskops wird durch den Aussendurchmesser des Blickfensters am vorderen Ende des Endoskops bestimmt. Daher kann der vordere Endteil des Endoskops, der das Objektiv enthält, kompakt ausgebildet werden, indem der Aussendurchmesser

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der vorderen Linse G1 des Objektivs durch Verwendung der planparallelen Platte G4 verkleinert wird.

Die planparallele Platte G4 lässt sich durch eine Linse ersetzen, die keine Vergrösserung bewirkt. Diese nicht vergrössernde Linse, auf die hier Bezug genommen wird_s soll die planparallele Platte gewissermassen enthalten. Es wird darauf hingewiesen, dass der Brechungsindex der nicht vergrössernden Linse umso grosser ist, je grosser die Brechungswirkung der hier verwendeten, nicht vergrössernden Linse ist.

In Fig. 2 ist eine andere AusfUhrungsform dargestellt, die im folgenden unter Bezugnahme auf die Tabelle I beschrieben wird.

Der Aufbau der zweiten Ausführungsform ist in Fig* dargestellt, und ihre detaillierten Daten befinden sich in der unten gegebenen Tabelle I. Hinter der konvexkonkaven oder sichelförmigen Linse L1, die nach vorne zu konvex gewölbt ist und vor einem Irisanschlag S liegt, befindet sich eine nicht vergrössernde Linse L2. Hinter dem Irisanschlag S sind eine positive Linse L3, die nach hinten zu konvex gewölbt ist, ferner eine verkittete Linse L4, bestehend aus einer bikonvexen, negativen Linse L4a und einer bikonvexen positiven Linse L4b, und eine positive Linse L5 angeordnet, und zwar in der genannten· Reihenfolge .

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TABELLE I

+ 4,56

+ 1 ,1656

d₂ 0,45

I₁ 0,62 n₁ 1,51633

64,0

d, 0,89 n₉ 1,6968

55,6

	d	4	0,27
co (Iris)
	d	5	0,0
	d	6	0,89
-1 ,1656
	d	7	0,09
-7,8168
	d	8	0,36
+2,2848
	d	9	0,98
-2,7847
	d	10	0,09
+2,3935
	d	1 1	0,8
-34,5036

n₃ 1,6968 V₃ 55,6 n_4a 1,78472 V₄₃ 25,7

n_fl. 1,6968 V.. 55,6

'4b

4b

n₅ 1,6968 ^₅ 55,6

In der Tabelle I sind die Krümmungsradien der brechenden Oberflächen, die Linsendicken, die Brechungsindizes für die Natrium d-Linie und die Abbe Streuungszahlen bei r,d, η bzw. ^ angegeben und durch Indizes in der Reihenfolge von vorne nach hinten numeriert.

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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Blickwinkel des Objektivs grosser als 105°, und der Aussendurchmesser der Linse Ll ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, klein.

Die im obigen verwendete Bezeichnung "vergrößernde Linse" soll gleichbedeutend mit der Bezeichnung "fokussierende Linse" verstanden werden; entsprechend ist dann die Bezeichnung "nicht vergrößernde Linse" gleichbedeutend mit "nicht fokussierende Linse" zu verstehen.

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Leerseite

Claims (2)

PATE NTAN WALTE REPRESENTAT.VEs ALB E RT - R O S S H AU PTE R- STRAS S E 65 zügel. Vertreter BEFORE THE BEIM EUROPEAN PATENT OFFICE D - 8000 MÜNCHEN 7O EUROPAISCHEN PATENTAMT OERMANY TISCHERt KERN · AIBEST-8OS3HAUPTEB-5T». 65 · D -β MÜNCHEN 7O DIPL-ING. HERBERT TISCHER DIPL-ING. WOLFGANG KERN TELEFON (089)7605520 TELEX 5-212234 patsd TELEGRAMM/CABLF KERNPATENT MUENCHEN IHR ZElCHENi ONSEB ZEICHENi Γ. ·: C J- r C DATUM your «EF.· OURREF., HUJ I"D3O3 date: Fuji-6565 §-1z """ 2. Februar 1979 BETREFF! REF.i Fuji Photo Optical Co., Ltd. 1-324 Uetake-cho, Omiya-shi Saitama-ken/ Japan Optisches System für ein Endoskop Patentansprüche

1. Optisches System für ein Endoskop, miteinem Objektivsystem, das einen Anschlag für die Fokussierung eines Bildes auf einer vorderen Stirnfläche eines Glasfaserbündels aufweist, das zur übertragung eines Bildes dient, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anschlag (S) in dem Objektivsystem eine nicht vergrössernde Linse (G4,L2) angeordnet ist.

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POSTSCHECKKONTO MÖNCHEN NR. 1131 47 - «O2 <BLZ 7OO If)O «Öl MÜNCHNER BANK. MÖNCHEN. KONTO NR. OO 333 IBLZ 7O! VOl OOl

2. Optisches System für ein Endoskop nach'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht vergrössernde Linse eine planparallele Platte (G4) ist.

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