DE8033560U1 - Endoskop - Google Patents
EndoskopInfo
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- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/2407—Optical details
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- G02B23/2438—Zoom objectives
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- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
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Description
Endoskop
Die Neuerung betrifft ein Endoskop, das einen weiten Sichtwinkel aufweist und insbesondere eine Veränderung
seiner Brennweite zur Veränderung des betrachteten BiIdes ermöglicht.
Neuerdings wird ein Endoskop zur Betrachtung des Inneren eines menschlichen Körpers gefordert, das
einen großen Blickwinkel aufweist und mit einem dünnen Rohr versehen ist, das in den Körper eingeführt
wird. Ein dünnes Rohr ist deshalb höchst erwünscht, weil es beim Einführen in den Körper
nicht so große Unannehmlichkeiten bereitet.
Um jedoch den Blick- oder Sichtwinkel groß zu machen und die Dicke des flexiblen Rohres oder des optischen
Faserbündels des Endoskops klein, müßte die Größe des betrachteten Bildes normalerweise erheblich
verkleinert werden. Ein verkleinertes Bild führt jedoch dazu, daß die Augen der Bedienungsperson
des Endoskops bzw. des Betrachters ermüden und sich der diagnostische Wirkungsgrad sowie die
Genauigkeit des Endoskops verringern. Darüberhinaus wird die Handhabung von Pinzetten sowie das Einführen
von Kanülen in den Zwölffingerdarm immer schwieriger,
je kleiner das Bild wird. Für die Ärzte, die gewohnt sind, Pinzetten bei dem üblichen Sicht-
winkel und üblicher Bildgröße zu verwenden, ergeben f.
sich Schwierigkeiten, wenn die Pinzetten bei einem weiten Sichtwinkel benutzt bzw. bedient werden.
Aus diesen Gründen wird nach Mitteln verlangt, durch die der Sichtwinkel des Okulars, falls gewünscht,
vergrößert werden kann. Es gibt drei Möglichkeiten
zur Vergrößerung des Sichtwinkels oder zur Veränderung der Vergrößerung des Okulars eines Endoskops.
Diese Möglichkeiten werden im folgenden erläutert.
Die erste Möglichkeit besteht darin, einen Adapter, bestehend aus einem optischen System anzubringen,
das in dem Okular die geeignete Vergrößerung erzeugt, um dadurch die effektive Vergrößerung des Okulars
zu verändern. Die zweite Möglichkeit besteht darin, in das Linsensystem des Okulars eine die Vergrößerung
ändernde Linse einzubauen. Bei der dritten Möglichkeit wird ein Teil des Okulars oder das ganze Okular
beweglich ausgebildet, um dadurch die Vergrößerung ändern zu können.
Die erste Möglichkeit ist jedoch Insofern nachteilig,
als sie zusätzliche Arbeit erfordert, um den Adapter an dem Okular zu befestigen oder von ihm zu entfernen.
Die zweite Möglichkeit hat den Nachteil, daß die Größe und das Gewicht des Okularteils des Endoskops unvermeidbar größer werden. DarUberhinaus wird die Bedienung eines solchen Endoskops komplizierter, und die
Helligkeit der durch die Linse betrachteten Bilder ändert sich erheblich, wenn eine die Vergrößerung
ändernde Linse eingebaut wird.
.4
Die dritte Möglichkeit ist jedoch vorteilhaft, weil sie auf einfache Weise eine Veränderung der Vergrößerung ermöglicht, also nicht die umständlichen
Arbeiten zur Befestigung und Entfernung der Linse verlangt. Darüberhinaus kann die Linsengruppe so
gebaut werden, daß sie eine kompakte Größe und ein geringes Gewicht aufweist. Dazu kommt, daß sich die
Dioptrieeinstellungen leicht durch einfaches Bewegen eines Teils des Okularlinsensystems vornehmen
lassen. Bei dieser dritten Möglichkeit läßt sich jedes beliebige Zubehörteil, beispielsweise eine
Kamera oder ein Bildschirmgerät leicht auf dem
Okular befestigen, während die äußere Form des Okularteils bei der zweiten Möglichkeit nicht geändert
werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein optisches Weitwinkel system fUr ein Endoskop
zu schaffen, dessen Brennweite sich mit der oben beschriebenen dritten Möglichkeit verändern läßt.
Das zu schaffende Okularlinsenystem mit veränderlicher Brennweite für ein Endoskop soll die Möglichkeit bieten, die Vergrößerung bis auf das
40fache zu variieren, während die herkömmliche Vergrößerung nur das 18- bis SOfache beträgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Weitwinkelobjektiv oben auf dem Endoskop gelöst, das
zur Betrachtung des Inneren des menschlichen Körpers o.dgl. dient, sowie durch ein Okular mit veränderlicher Brennweite.
Zwischen dem Objektiv und dem Okular befindet sich als Bildführung ein flexibles optisches Faserbündel , wodurch ein Bild von dem einen Ende zum anderen,
übertragen werden kann. Die Okularlinse mit veränderlicher Brennweite kann entweder ein Teil des Okular-1insensystems bilden oder dieses Linsensystem allein
bilden, wie dies bei einem herkömmlichen Linsensystem oder Zoomlinsensystem mit veränderlicher Brennweite
der Fall ist. Darüberhinaus können dadurch, daß wenigstens ein Teil des Okularlinsensystems beweglich gemacht wird, die Dioptrieeinstellungen leicht
vorgenommen werden.
Bei dem erfindungsgemäßen System, bei dem sich das
Objektiv oben an dem Endoskop befindet, und einen weiten Sichtwinkel aufweist, während das Okular eine
veränderliche Brennweite besitzt, ist die Möglichkeit geboten, das Innere des Magens oder Zwölffingerdarms
mit einem weiten Sichtwinkel zu betrachten und die Vergrößerung zu verstärken, so daß ein Teil des Bildes
in der gewünschten Vergrößerung durch sehr einfache Handhabung des Endoskops betrachtet werden kann. Deshalb lassen sich mit einem Endoskop dieser Art Diagnosen leichter stellen und medizinische Behandlungen
leichter durchführen. Darüberhinaus können Pinzetten
dadurch, daß der Sichtwinkel derselbe ist wie bei der üblichen Betrachtungsweise, genauer.und leichter nehandhabt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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findungsgemäßen optischen Systems eines Endoskops und
Ausführungsform des für das System von Fig. 1 verwendeten Okular!insensystems.
Fig. 1 zeigt das gesamte optische System eines Endoskops, in dem der Erfindungsvorschlag verwirklicht ist. Das
Endoskop weist im wesentlichen ein flexibles Bildführungsrohr 1 auf, das eine Eintrittsfläche 1a für die Aufnahme des aus dem zu beobachteten oder zu fotografierenden Innenraum kommenden Lichtes und eine Austrittsfläche 1b besitzt, von der aus das Bild des Innenraums
betrachtet werden kann. An der Eintrittsfläche 1a ist
ein Weitwinkelobjektiv 2 angeordnet, das zur Fokussierung
oder Scharfeinstellung eines Bildes des unter einem weiten Sichtwinkel zu beobachtenden oder zu fotografierenden Gegenstandes oder Innenraumes auf der Eintrittsfläche 1a dient. An der Austrittsfläche 1b befindet sich
ein Okularlinsensystem 3 mit variabler Brennweite,
durch das das Bild mit der gewünschten Vergrößerung betrachtet werden kann.
Im einzelnen ist festzustellen, daß auf der Eintrittsfläche 1a des flexiblen Bildführungsrohres oder optischen Faserbündels 1 mit Hilfe des Objektivs 2 ein
Bild hp abgebildet wird und auf der Austrittsfläche 1b
des flexiblen Bildführungsrohres 1 ein Bild h., erscheint.
Durch ein Okular 3 mit einer Brennweite f, wird ein virtuelles Bi Id h, des Bildes h, in einem vergrößerten
Maßstab beobachtet.
.••'7* - ··
In einem Endoskop, das das herkömmliche optische
System benutzt, beträgt der Sicht- oder Beobachtungswinkel 2w des Objektivs 2 etwa 60° bis 70°, und die
Vergrößerung des Okulars ist normalerweise das 18- bis
22fache, während der tatsächliche Beobachtungswinkel 2w' etwa 8° bis 12° groß ist. Wenn der Beobachtungswinkel des Objektivs 2 unter diesen Umständen auf
100° oder mehr (2w>100°) vergrößert wird, vergrößert sich der Beobachtungswinkel auf etwa das 1,5- bis
2fache gegenüber der üblichen Vergrößerung. Jedoch läßt sich die Größe des Bildes h2, das auf der Eintrittsfläche 1a des Bildführungsrohres scharf abgebildet wird, beispielsweise im Hinblick auf die durch
den Außendurchmesser des Endoskops auferlegte Beschränkung nicht so groß machen. Daher kann die Vergrößerung des Bildes h~ gegenüber der herkömmlichen
Vergrößerung nicht mehr als das 1,2fache betragen. Demzufolge wird bei dem tatsächlichen Beobachtungswinkel
des Okulars die Größe des auf der Austrittsfläche 1b
des Bildführungsrohres 1 erscheinenden Bildes klein und in einem verkleinerten Maßstab gesehen. Dies ist
jedoch nachteilig, da das Bild für den Betrachter, der die übliche Bildgröße gewohnt ist, kaum zu sehen ist.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, wäre die Möglichkeit gegeben, die Vergrößerung des Okulars zu erhöhen, was
zu einer Vergrößerung der Abmessungen des virtuellen Bildes h* führen würde. Wenn jedoch die Vergrößerung
des Okulars erhöht wird, wird auch das Bild auf der Austrittsfläche 1b des optischen Faserbündels 1 vergrößert. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Qualität
des betrachteten Bildes erheblich gemindert wird. Somit wird also vermieden, das Bild über einen bestimmten
Wert hinaus zu vergrößern. Wenn andererseits die Vergrößerung des Okulars 3 bei dem hier in der Rede stehenden System zu stark gesteigert wird, wird das Okularlinsensystem zu lang und zu schwer. Auch unter diesem Gesichtspunkt ist daher die Steigerung der Vergrößerung
über einen bestimmten Wert hinaus unerwünscht. Unter Berücksichtigung dieser Fakten wird eine Vergrößerung des
Okulars oder des Brennweitenänderungsverhältnisses auf
etwa das 2fache angestrebt. Ferner ist festzustellen, daß das eine veränderliche Brennweite aufweisende Oku-
|; larl insensystem 2 sich von einem mit einer diskontinuier-
!;; lieh veränderbaren Brennweite versehenen Okular!insen-
f\
. _ system in vorteilhafter Weise darin unterscheidet, daß
$
die Bildgröße einfach und unmittelbar auf jeden belie-
&; bigen gewünschten Wert eingestellt werden kann.
ζ
spielsweise zwischen der Austrittsfläche 1b und dem Oku-
& lar 3, wenn nicht das gesamte Beobachtungsfeld des Bildes gesehen werden muß, oder wenn ein Teil des Beobach-I tungsfeldes weggeschnitten werden soll.
■ Fig.2 zeigt eine Ausführungsform des Okulariinsensystems
;'; 3 variabler Brennweite. Dieses System ist aus einer posi·
; tiven Linsengruppe 31, die sich nahe an der Austritts-
[ fläche 1b des flexiblen Bildführungsrohres 1 befindet,
I
befindet. Die beiden Linsengruppen 31 und 32 des die
variable Brennweite aufweisenden Okulariinsensystems 3
sind beide axial beweglich, um dadurch die effektive
oder Gesamtbrennweite durch Veränderung des Abstandes
der positiven Linsengruppe 31 von der Austrittsfläche
1b sowie Veränderung des Abstandes zwischen den beiden Linsengruppen 31 und 32 zu variieren. Durch geeignete
Bewegung dieser Linsengruppen 31 und 32 nach einer vorbestimmten Relation in bezug auf die Austrittsfläche
ist die Möglichkeit zur Veränderung der Brennweite ohne Beeinträchtigung des Brennpunktes des durch ein Auge 4
des Beobachters betrachteten Bildes gegeben. Die Vergrößerung des Okularlinsensystems 3 ist auf diese Weise
zwischen dem 20fachen und dem 40fachen veränderbar. Infolgedessen ist beispielsweise der Sicht- oder Beobachtungswinkel
des Endoskops in einem weiten Winkelbereich
von etwa 100° und 60°, also einem üblichen Winkel, veränderbar.
Claims (1)
- Schutzansprliche1. Endoskop mit einem Weitwinkelobjektiv, einem I Okularlinsensystem mit variabler Brennweite undeinem flexiblen optischen Faserbündel zur Bildfüh-j- rung, das zwischen dem Objektiv und dem Okul arl insen-f: system angeordnet ist, dadurch gekenn-£ zeichnet ,daßdas0kularlinsensystem(3)j:; wenigstens eine Linsengruppe (31, 32) aufweist, dieK zur Veränderung der Brennweite des Okularlinsen-I systems axial beweglich ist.[■: 2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurchI gekennzeichnet, daß die beweglichep Linsengruppe (31, 32) zur Veränderung des Dioptrie-p wertes verstellbar ist.3. Endoskop nach Anspruch 1,dadurch ge-; kennzeichnet ,daßdasOkularlinsen-I system (3) eine positive Linsengruppe (31) und einel· negative Linsengruppe (32) aufweist, daß die positiveLinsengruppe axial beweglich ist, um ihren Abstandγ von einer Endfläche (1b) des optischen Faserbündelsι (1) zu variieren, und daß die negative Linsengruppe(32) ebenfalls axial beweglich ist, um den Abstandzwischen ihr und der positiven Linsengruppe (31) zuvariieren.4. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das flexible optische Faserbündel zur Bildführung (1) eine Eintrittsfläche (1a) an seinem einen Ende und eine Austrittsfläche (1b) an seinem anderen Ende aufweist, daß das Objektiv ein auf der Austrittsfläche (1b) zu beobachtendes Bild fokussiert, und daß das Okular-1insensystem (3) zur Betrachtung eines auf der Austrittsfläche (1b) erscheinenden Bildes nahe an dieser Austrittsfläche angeordnet ist.
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