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Endoskop Die Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop zum Besichtigen
von Körperhöhlen, engen Bohrungen in Werkstücken od. dgl. Bei bekannten Endoskopen
ist der Bildwinkel der Optik durch Verwendung üblicher Obj ektivlinsen stark begrenzt,
und diese Objektive zeigen auch den Nachteil, daß eine nur ungenügende Bildschärfe,
insbesondere bei Beobachtungen in flüssigen Medien, wie z. B. bei Verwendung des
Endoskopes als Kystoskop, erreicht wird.
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Um nun gegenüber bekannten Endoskopen vor allen Dingen einen sehr
großen Bildwinkel für die Beobachtungsoptik zu erreichen, besteht die Erfindung
im wesentlichen darin, daß das Objektiv der Beobachtungsoptik ein Kugelobjektiv
ist, durch dessen Mittelpunkt der Mittelstrahl des optischen -Systems verläuft und
dessen Durchmesser gleich dem oder kleiner oder größer als der Durchmesser. des
Optikrohres ist. Dabei kann die Beleuchtung von der Optik getrennt auf einem Lampenträger
bekannter
Konstruktion angeordnet werden, so daß dann die Möglichkeit besteht, den Durchmesser
des Kugelobjektivs etwa gleich dem oder größer als den Durchmesser des Optikrohres
zu wählen, womit bei großer Bildhelligkeit im ersteren Fall ein sehr großer Bildwinkel
bis zu I600 und im letzteren Fall je nach dem Durchmesserverhältnis etwa bis zu
3000 erreichbar ist. Vor allen Dingen wird durch die Anwendung eines Kugelobjektivs
bei Beobachtungen in Flüssigkeiten, z. B. bei Kystoskopen, die größte Bildschärfe
erreicht, und weiter wird der Bildwinkel durch die Venvendung des Kugelobjektivs
bei Beobachtungen in Flüssigkeiten gegenüber Luft weniger stark zusammenfallen als
bei bekannten Objektiven.
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Für den Fall, daß das Optikrohr in bekannter Weise geradlinig in
eine zur Achse des Rohres einseitig verlagerte-lampe und Fassung kleineren Durchmessers
åbgestuft endet und die Abstufung den Ausblick für die Optik bildet, wird erfindungsgemäß
das Kugelobj ektiv in der Abstufung des Optikrohres gelagert und- so vor einem Ablenkprisma
angeordnet, daß der Strahlengang des -Mitteistrahles durch den Kugelmittelpunkt
verläuft.
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Bei bekannten Endoskopen besteht das Objektiv aus einer Viertelkugellinse,
deren Radius dem freien Innendurchmesser des Optikrohres entspricht- Wobei !die
eine radiale ebene Begrenzungsfläche-senkrecht zur Achse des Optikrohres steht und
die Abstufung mit einem Teil ihrer Fläche abschließt. Dadurch wird nur die Möglichkeit
für einen prograden Au-sblick geschaffen; jedoch hat rauch dieses Objektiv den Nachteil,
daß der Bildwinkel sehr begrenzt ist, die Bildschärfe nicht ausrleicht- und der
Bildwinkel stark zusammenfällt, wenn das Endoskop als Kystoskop dient, in welchem
Fall eitre Beobachtung in einem flüssigen Medium gegenüber Luft erfolgt, womit der
Bildwinkel und die Bildschärfe verringert werden.
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Gegenüber diesen bekannten Endoskopen mit Abstufung des Optikrohres,
die durch die geradlinige einseitige Verlagerung der Lampe erforderlich wird, wird
durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Kugelobj ektivs in der Abstufung, wie
schon eingangs erwähnt, ebenfalls ein großer Bildwinkel init geradem o-der prògradem~Åusblick
erreicht, je nachdem ob die Flächen des vorgeschalteten Ablenkprismas parallel zueinander
sind oder verschiedene Neigungen zur Achse des Optikrohres besitzen. Durch Ähderüng
der Neigung der Eintritts- und Austrittsfläche und der Länge des Prismas hat man
es weiter in der Hand, die Blickrichtüng für die einzelnen Optiken in gewissen Grenzen
zu variieren; je nachdem, welche Teile im Blickfeld erscheinen sollen.
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Das Kugelobjektiv gemäß der Erfindung läßt sich mechanisch sehr leicht
in das -Gerät einsetzen, lediglich unter der Bedingung, daß der Mittelstrahl der
Optik-gegebenenfalls durch ein vorgeschaltetes Pfisma od. dgl. genau durch den Mittelpunkt
des Kugelobjektivs verläuft. Kugelobjektive haben also neben einer leichten einwandfreien
Justierung den Vorteil, daß eine absolute Farbreinheit und große Bildschärfe des
Bildes erreichbar ist. Der Bildwinkel des Objektivs ist grundsätzlich lediglich
durch die Fassung des Kugelobjektivs begrenzt.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Endoskops
gemäß der Erfindung im teilweisen Mittellängsschnitt durch das freie Ende dargestellt.
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Nach dem Ausführungsbeispiel Fig. 1 besteht das Instrument zum Beobachten
von Körperhöhlen od. dgl. aus einem Optikrohr 1, in welchem ein Systemrohr 2 angeordnet
ist. Innerhalb des Systemrohres 2. werden die einzelnen Linsen des optischen Systems
vorteilhaft unter Zwischenschaltung von Blendrohren 2a in Abstand voneinander gehalten.
- Das optische System endet in eine Hinterlinse gr die z. B. ein Achromat ist, und
vor dieser Hinterlinse 3 .wird im Systemrohr 2 ein Prisma 4 angeordnet, dessen Ein-
und Austrittsflächen a und b zur Achse des Optikrohres I in gleichem Sinn, jedoch
verschieden geneigt sind. Durch geeignete Wahl der Neigung der Flächen a und b.
kann die Blickrichtung, wie mit vollen Linien gestrichelt oder strichpunktiert dargestellt
ist, in gewissen Grenzen verändert werden, so daß im Blickfeld je nach Wunsch die
Teile der Körperhöhle beobachtet werden können, die -mehr oder weniger stark von
der Beleuchtungslampe 5. entfernt sind.
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Zur Anbringung der Lampe 5 ist das Optik rohr im Fall des Beispiels
nach Fig. I am freien Ende geradlinig, jedoch mit -kleinerem Durchmesser einseitigverlagert,
verlangert, und diese Rohrverlängerungen dient als Fassung für die Lampe 5, der
der Strom über eine Leitung 6 zugeführt wird, die zwischen dem Optikrohr 1 und dem
Systemrohr 2 zum Okularende verläuft. Das freie Rohrende 10 kleineren Durchmessers
schließt einerseits mit dem Außenumfang des Optikrohres 1 ab und bildet an der Ansatzstelle-eine
Albstufung. Diese Abstufung wird für den Ausblick der Optik verwendet, und zwar
wird hier gemäß der Erfin;dung ein Kugelobjektiv 7 gelagert, und zwar derart, daß
der Mittelstrahl 8 des optischen Systems nach Ablenkung durch das Prisma 4 genau
durch den Mittelpunkt des Kugelobjektivs 7 läuft. Diese Kugellinse 7 wird einerseits
durch die Kante des Optikrohrts 1, und andererseits durch die Kante des abgestuften
freien Endes des Rohres In und eine umlaufende Fassung gehalten. Um die Einfassung
des Kugelobjektivs zu erleichtern, ist es auch möglich, die Kugel mit einer symmetrisch
um den Kugelumfang herumlaufenden schmalen Abflachung zu versehen, so daß diese
Abflachung für die Fassung des Objektivs benutzt werden kann. Es ist aber auch möglich,
das Kugelobjektiv in eine Bohrung der Abstufung einzukitten.
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Durch die Verwendung eines Kugelobjektivs ist es möglich, bei gewünschten
prograden Blickrichtungen innerhalb bestimmter Grenzen einen sehr großen Bildwinkel
bei größter Bildschärfe, insbesondere auch gegenüber einer Flüssigkeit, z. B.
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Wasser als Außenmedium, zu erreichen. Dieser
Bildwinkel
beträgt beider Ausführung nach Fig. I bis zu IIoO. Weiter hat das Kugelobjektiv
den Vorteil, daß eine absolute Farbenreinheit erreicht wird und eine Verzerrung
des Bildes nicht eintritt, solange der Mittelstrahl absolut durch den Kugelmittelpunkt
verläuft.
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Das Prisma 4 und die Hinterlinse 3 können auch miteinander kombiniert
werden, wenn an Stelle der geneigten Prismenfläche b eine unter gleichem Winkel
angeschliffene Konvexfläche vorgesehen wird, deren Herstellung infolge der Schräglage
und der erforderlichen sehr flachen Wölbung jedoch schwieriger und kostspieliger
ist als die getrennte Anordnung des Prismas 4 und der Hinterlinse 3.
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Wesentlich bleibt bei Änderung der Winkellage der Flächen a und b
und bei Änderung der Prismenlänge, daß in allen Fällen die drei optischen Elemente
3, 4 und 7 in bestimmten Abständen zueinander liegen, insbesondere das Kugelobjektiv
zum Prisma, um einen absolut durch den Kugelmittelpunkt gehenden Strahlengang zu
erreichen.
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Nach dem Ausführungsbeispiel Fig. 2 sind die Ein- und Austrittsflächena
und b des Prismas 4 parallel zueinander und unter einem entsprechenden Winkel geneigt
zur Achse des Optikrohres I angeordnet, womit ein gerader Ausblick durch das Kugelobj
ektiv 7 erreicht wird.
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In Fig. 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Beleuchtung
mit Lampe getrennt vom Optikrohr vorgesehen ist, wobei z. B. die Lampe in bekannter
Weise auf einen Lampenträger angeordnet wird. In diesem Fall kommen das Ablenkprisma
4 und die Hinterlinse 3 in Wegfall, und das optische System endet unmittelbar in
das Kugelobjektiv 7, dessen Durchmesser etwa. dem Durchmesser des Optikrohres I
entspricht. In diesem Fall ist der erreichbare Bildwinkel besonders groß und beträgt
etwa I50 bis I600.
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Auch in den Fällen nach Fig. 2 und 3 werden die gleichen Vorteile
hinsichtlich der großen Bildschärfe erreicht, insbesondere bei Betrachtungen in
flüssigen Medien, und auch in diesen Fällen wird der Bildwinkel weniger stark zusammenfallen
als bei bekannten Objektiven.
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Schließlich wird noch erwähnt, daß der Durchmesser des KugeIobjektivs
auch größer als der Durchmesser des Optikrohres sein kann, z. B. vorteilhaft bei
der Untersuchung großer Hohlkörperräume, womit es möglich ist, einen Bildwinkel
etwa bis zu 3000 zu erreichen.
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PATENTANSPRSCHE: I. Endoskop, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv
der Beobachtungsoptik ein Kugelobjektiv ist, durch dessen Mittelpunkt der Mittelstrahl
des optischen Systems verläuft und dessen Durchmesser gleich dem oder kleiner oder
größer als der Durchmesser des Optikrohres ist.