WO2010127827A1 - Objektiv mit zwei blickrichtungen für ein endoskop - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Objektiv (1, 1') mit zwei Blickrichtungen (8, 10; 8'; 10') für ein Endoskop, mit einem mit seiner Achse (8, 8') in der ersten Blickrichtung ausgerichteten ersten distalen Objektivteil (6, 6'), einem mit seiner Achse (10, 10') in der zweiten Blickrichtung ausgerichteten zweiten Objektivteil (9, 9') und mit einem mit seiner Achse (3, 3') auf einen Bildsensor (4, 4') oder einen Bildleiter ausgerichteten proximalen Objektivteil (2, 2'), sowie mit einer ein Prisma (14, 14') aufweisenden Umschalteinrichtung zur umschaltbaren Umlenkung des Strahlenganges aus dem ersten oder dem zweiten distalen Objektivteil (6, 6'; 9, 9') in das proximale Objektivteil (2, 2'), und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung eine mechanisch in den Strahlengang bringbare Strahlumlenkeinrichtung (17, 35) aufweist.

Description

Uns. Zeichen: 05118ρct

Objektiv mit zwei Blickrichtungen für ein Endoskop

Die Erfindung betrifft ein Objektiv der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Ein gattungsgemäßes Objektiv ist aus der EP 0 363 118 Bl bekannt. Diese zeigt ein Endoskopobjektiv mit zwei distalen Objektivteilen für zwei unterschiedliche Blickrichtungen und mit einem gemeinsamen proximalen Objektivteil. Als Umschalteinrichtung sind elektrisch schaltbare Polarisationsfilter vorgesehen. Die Bildhelligkeit dieser Konstruktion ist unbefriedigend.

Die EP 0 347 140 Bl zeigt ein Objektiv mit zwei Blickrichtungen, zwischen denen mechanisch durch Verschwenken des Bildleiters gegenüber dem Objektiv umgeschaltet wird. Ersichtlich ist der konstruktive Aufwand enorm.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einem gattungsgemäßen Objektiv eine Blickrichtungsumschaltung auf einfache Weise und bei guter Bildhelligkeit zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß kann zur Umschaltung eine Strahlumlenkeinrichtung mechanisch in den Strahlengang gebracht werden. Auf diese Weise lassen sich die Nachteile der beiden eingangs genannten Konstruktionen vermeiden. Es muss nur ein optisches Bauteil bewegt werden und es werden die optischen Nachteile von Polarisationsfiltern vermieden.

Vorzugsweise ist gemäß Anspruch 2 die optische Weglänge durch das Objektiv in beiden Blickrichtungen gleich. Dadurch vereinfachen sich die optischen Verhältnisse.

Bei Objektiven der hier fraglichen Art sitzt am distalen Ende jedes der beiden distalen Objektivteile eine stark negativ brechende Linse, die starke Abbildungsfehler erzeugt. Diese werden im proximalen Objektivteil korrigiert, das dazu dem distalen Objektivteil zur Korrektur angepasst sein muss. Vorteilhaft sind daher die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Bei bis auf eventuelle Reflexionen identischem Strahlengang in den beiden distalen Objektivteilen ist gewährleistet, dass beide distalen Objektivteile durch die korrigierenden Maßnahmen im proximalen Objektivteil korrekt hinsichtlich Abbildungsfehlern ausgeglichen werden.

Vorteilhaft nach Anspruch 4 wird die Grenzfläche eines Prismas abwechselnd reflektierend oder durchlässig geschaltet. Hierzu wird ein parallel zur Grenzfläche angeordneter Spiegel verwendet, der in den Strahlengang hinein- oder aus dem Strahlengang herausbewegbar ist, und somit entweder die gewünschte Re- flektion bewirkt oder in seiner Abwesenheit den Strahlengang durch die Grenzfläche hindurchtreten lässt. Es ergibt sich dadurch eine konstruktiv sehr einfache Lösung, mit sehr guter Bildhelligkeit.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Hiermit wird dafür gesorgt, dass nur der schaltbare Spiegel darüber bestimmt, ob an der Grenzfläche reflektiert wird oder nicht.

Die Flächen des ersten Spaltes liegen in der Regel schräg zur Objektivachse. Es ergibt sich dadurch eine leichte Parallelversetzung des Strahlenganges, die zu einer leichten Änderung der Blickrichtung führt. Vorteilhaft sind daher die Merkmale des Anspruches 6 vorgesehen. Ein zweiter Spalt mit umgekehrter Schrägrichtung gleicht den Parallelversatz des ersten Spaltes wieder aus, so dass die resultierende Blickrichtung des Objektives wie gewünscht genau geradeaus verläuft.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 7 vorgesehen. Hiermit ergibt sich eine Konstruktion des Prismas, bei der die zum proximalen Objektivteil hin liegende Austrittsfläche im Bereich, in dem der Strahlengang zum proximalen Objektivteil hin austreten soll, durchlässig ist, daneben jedoch nach innen reflektierend ausgebildet ist, so dass dort die Umlenkung des Strahlenganges für die zweite Blickrichtung erfolgen kann.

Die reflektierende Ausbildung gemäß Anspruch 7 kann z. B. durch eine reflektierende Beschichtung der Austrittsfläche in diesem Bereich bewirkt werden oder vorteilhaft gemäß Anspruch 8 dadurch, dass der reflektierende Bereich totalreflektierend ausgebildet ist. Dazu müssen der Brechungsindex des Prismas und der Reflexionswinkel entsprechend gewählt werden.

Der Spiegel soll der Grenzfläche möglichst eng anliegen, damit nichts Störendes dazwischengelangen kann. Dann besteht aber die Gefahr von Interferenzen. Der Spalt zwischen dem Spiegel und der Grenzfläche darf also nicht zu eng sein. Er sollte vorteilhaft gemäß Anspruch 9 über lμm betragen und insbesondere vorteilhaft gemäß Anspruch 10 größer als 5μm sein.

Der zum Umschalten zwischen den Blickrichtungen verwendete Spiegel ist vorteilhaft gemäß Anspruch 11 in Baueinheit mit einer benachbarten Blende ausgebildet, so dass beim Verschieben des Spiegels aus dem Strahlengang die Blende in den Strahlengang gebracht wird. Es wird dann mit dieser Blende der in der ersten geradeaus gerichteten Blickrichtung laufende Strahlengang abgeblendet, was zu einer deutlichen Konstruktionsvereinfachung führt. Die Strahlumlenkeinrichtung kann auch auf ganz andere Weise, z. B. als Spiegel oder als zusätzliches Prisma ausgebildet sein und ist vorteilhaft gemäß Anspruch 12 ausgebildet. Dabei weist das Prisma zwei Bereiche auf, die abwechselnd in den Strahlengang bringbar sind und unterschiedliche, an die beiden distalen Objektivteile angepasste Umlenkungen ergeben. Zur Umschaltung muss das Prisma nur so weit bewegt werden, dass es mit seinem ersten oder mit seinem zweiten Bereich in den Strahlengang gelangt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Prisma in einem Bereich als Planplatte ausgebildet sein und den Strahlengang geradeaus durchlassen, während es im anderen Bereich als eigentliches Prisma ausgebildet ist.

Eine vorteilhafte Konstruktion zeigt der Anspruch 13 für ein Objektiv, bei dem das erste Objektivteil geradeaus blickend in Richtung der Achse des proximalen Objektivteiles ausgerichtet ist. Dabei ist der erste Bereich des Prismas mit parallelen Stirnflächen als Planplatte ausgebildet, die den Strahlengang des ersten distalen Objektivteiles unbeeinflusst hindurchlässt.

Die mechanische Verschiebung des Prismas kann auf unterschiedliche Weise geschehen, beispielsweise durch Rotation oder dergleichen, ist vorteilhaft jedoch gemäß Anspruch 14 ausgebildet, und zwar als Verschiebung quer zur Achse des proximalen Objektivteiles.

Gemäß Anspruch 15 können eines oder beide distalen Objektivteile zur gemeinsamen Bewegung mit dem Prisma verbunden sein. Dadurch lässt sich z. B. die Konstruktion hinsichtlich der optischen Justierung verbessern und es ergeben sich unterschiedliche konstruktive Möglichkeiten auch hinsichtlich des Platzbedarfes im beengten Innenraum eines Endoskopes.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Objektives in erster

Ausführungsform in Schaltstellung der schrägen Blickrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1 in Schaltstellung der Geradeaus-

Blickrichtung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den in den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Spiegel in einer Ausführungsvariante mit benachbarter Blende,

Fig. 4 eine stark schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Objektives in zweiter Ausführungsform in einer ersten Schaltposition, und

Fig. 5 das Objektiv der Fig. 4 in einer zweiten Schaltposition.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Objektiv 1 einer ersten Ausführungsform, das aus drei Objektivteilen besteht.

Ein proximales Objektivteil 2 ist mit seiner Achse 3 in der Achse des nicht dargestellten Schaftes eines Endoskopes angeordnet, in dessen distalem Endbereich das Objektiv 1 angeordnet ist. Das proximale Objektivteil 2 besteht aus mehreren Linsen und erzeugt zusammen mit einem von zwei distalen Objektivteilen durch eine Glasplatte 5 hindurch ein Bild in einer Bildebene 4, die beispielsweise einen elektronischen Bildsensor tragen kann. Die Bildebene 4 kann auch eine Zwischenbildebene sein, von der aus ein üblicher Bildleiter, z. B. ein Bildleiter mit einer Relaislinsenanordnung, das Bild zu einem proximal am Endoskop angeordneten Okular überträgt.

Im distalen Bereich des Objektiv 1 ist ein erstes distales Objektivteil 6 angeordnet, das durch ein Fenster 7 des ansonsten nicht dargestellten Endoskopes mit seiner Achse 8 parallel zur Achse 3 des proximalen Objektivteiles, also in Richtung der Achse des Endoskopes, geradeaus blickt. Ferner ist ein zweites distales Objektivteil 9 vorgesehen, das mit seiner Achse 10 in einer zweiten schrägen Blickrichtung durch ein Fenster 11 blickt.

Das zweite distale Objektivteil 9 weist an seinem distalen Ende eine negativ brechende Linse 12 auf, die auf einer Eingangsfläche 13 eines Prismas 14 sitzt. Der in Fig. 1 dargestellte, aus der schrägen Blickrichtung der Achse 10 einfallende Strahlengang wird an einer senkrecht zur Achse 3 des proximalen Objektivteiles stehenden Austrittsfläche 15 des Prismas 14 reflektiert und auf eine Grenzfläche 16 des Prismas 14 geworfen, von wo nach nochmaliger Reflexion der Strahlengang in Richtung der Achse 3 des proximalen Objektivteiles 2 gebracht wird, um durch die Austrittsfläche 15 des Prismas 14 in das proximale Objektivteil 2 einzutreten, wo er mit dem dargestellten Strahlengang auf die Bildebene 4 abgebildet wird.

Der in Richtung der Achse 10 in der schrägen Blickrichtung einfallende, in Fig. 1 dargestellte Strahlengang, wird innerhalb des Prismas 14 also zweimal nach innen reflektiert und zwar einmal an der Austrittsfläche 15 und sodann an der Grenzfläche 16. Da im ersten distalen Objektivteil 6 keine Reflektion stattfindet und im zweiten distalen Objektivteil 9 zweimal reflektiert wird, ergibt sich in beiden distalen Objektivteilen dieselbe Bildorientierung, z.B. in beiden Fällen aufrechtes Bild oder in beiden Fällen auf dem Kopf stehendes Bild.

In dem reflektierenden Bereich der Austrittsfläche 15, in dem die innere Reflektion erfolgen muss, kann die Austrittsfläche 15 z. B. von außen verspiegelt sein. Diese Verspiegelung darf dann aber nicht bis in den Bereich erstreckt sein, in dem der Strahlengang nach Reflexion an der Grenzfläche 16 in Richtung zum proximalen Objektivteil 2 hindurchtreten soll. Eine elegante Lösung dieses Problems besteht, wie in Fig. 1 dargestellt, darin, die Austrittsfläche 15 nicht zu ver- spiegeln, sondern den Brechungsindex des Prismas 14 und den Reflexionswinkel an der Austrittsfläche 15 derart zu wählen, dass Totalreflexion auftritt.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Reflexionswinkel für die zweite Reflexion, die an der Grenzfläche 16 erfolgt, sehr spitz gewählt, so dass hier keine Totalreflexion auftreten kann. Die von innen gegen die Grenzfläche 16 treffenden Lichtstrahlen treten also durch diese hindurch. Die in Fig. 1 dargestellte Reflexion der Lichtstrahlen an der Grenzfläche 16 muss daher mit anderen Mitteln bewirkt werden.

Es ist zu diesem Zweck, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ein der Grenzfläche 16 anliegender Spiegel 17 vorgesehen, der zur Grenzfläche 16 hin verspiegelt ausgebildet ist. Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Schaltstellungen des Spiegels 17. Bei der Stellung in Fig. 1 sitzt der Spiegel im Strahlengang und bewirkt die in Fig. 1 dargestellte Rückreflexion der Strahlen.

Fig. 2 zeigt die unveränderte Konstruktion der Fig. 1 in derselben Ansicht, wobei lediglich die Schaltstellung des Spiegels 17 geändert ist.

In der Stellung gemäß Fig. 2 ist der Spiegel 17 zur Seite geschoben. Der schräg in Richtung der Achse 10 durch den zweiten distalen Objektivteil 9 eintretende Strahlengang wird nicht mehr an der Grenzfläche 16 nach innen in Richtung auf den proximalen Objektivteil 2 reflektiert, sondern tritt durch die Grenzfläche 16 aus und verläuft ins Leere. Der durch das in Richtung seiner Achse 8 geradeaus blickende erste distale Objektivteil 6 eintretende, in Fig. 2 dargestellte Strahlengang, der bei der Stellung des Spiegels 17 gemäß Fig. 1 von dessen Rückseite abgefangen wurde, kann nunmehr bei zur Seite geschobenem Spiegel in Schaltstellung gemäß Fig. 2 durch die Grenzfläche 16 in das Prisma eintreten und geradeaus in Richtung der Achse 8 durch die Austrittsfläche 15 zum proximalen Objektivteil 2 gelangen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Wird der Spiegel 17 aus der Stellung gemäß Fig. 2 wieder in den Strahlengang bis zur Stellung gemäß Fig. 1 geschoben, so ergibt sich wieder das Abblocken des durch das erste distale Objektivteil 6 einfallenden Strahlenganges und es ergibt sich wieder der Strahlenverlauf, der in Fig. 1 dargestellt ist. Da an der Grenzfläche 16 keine Totalreflexion stattfindet, wird die Reflexion an dieser Stelle allein durch die Schaltstellung des Spiegels 17 bestimmt und kann dadurch gezielt gesteuert werden.

In der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ist der Spiegel 17 als einfacher Planspiegel ausgebildet, der auf der Grenzfläche 16 des Prismas 14 gleitend zwischen den beiden Schaltstellungen der Fig. 1 und 2 bewegbar ist und zwar mit einer Bewegungsrichtung in der Zeichnungsebene.

Der Spiegel 17 könnte jedoch auch in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene bewegt werden. Er könnte dann, wie in Fig. 3 dargestellt, in einer Schiebeplatte 18 in Baueinheit mit einer Blende 19 angeordnet sein. Durch Bewegen der Schiebeplatte 18 in Richtung des Pfeiles 20 kann also wahlweise entweder der Spiegel 17 oder die als Loch in der Schiebeplatte 18 ausgebildete Blende 19 in den Strahlengang gebracht werden.

Bei Verwendung der Schiebeplatte 18 der Fig. 3 kann der in Fig. 1 dargestellte Strahlengang erzeugt werden, indem die Schiebeplatte 18 so verschoben wird, dass der Spiegel 17 im Strahlengang steht, also in Stellung gemäß Fig. 1. Nach Verschiebung der Schiebeplatte 18 bis die Blende 19 im Strahlengang steht, ergibt sich der Strahlengang gemäß Fig. 2, der nunmehr durch die Blende 19 in erwünschter Weise abgeblendet wird.

Der Spiegel 17, entweder als einzelnes Bauteil oder als Baueinheit gemäß Fig. 3, ist in Richtung der Grenzfläche 16 auf dieser verschiebbar angeordnet. Dabei sitzt der Spiegel in einem Spalt zwischen der Grenzfläche 16 und der parallel zu dieser angeordneten Austrittsfläche 21 eines Glasstabes 22, der, wie in Fig. 1 dargestellt, auf seiner proximalen Eintrittsfläche 23 eine weitere negativ brechende Linse 12 trägt.

Der zwischen der Grenzfläche 16 und der Austrittsfläche 21 des Glasstabes 22 gebildete erste Spalt ergibt, wie jeder zwischen Parallelflächen begrenzte Spalt bei Lichtdurchtritt einen Parallelversatz des Strahlenganges. Dieser führt zu einer leichten B lickrichtungs Verschiebung, also einer leichten Verkippung der geradeaus gerichteten Blickrichtung.

Um dies zu vermeiden ist in Fig. 1 mit gestrichelten Linien ein zweiter Spalt 24 eingezeichnet, der an dieser Stelle durch Trennung und Auseinanderziehen zweier Teile des Glasstabes 22 erzeugt wird. Der zweite Spalt 24 ist in einem Winkel zur Achse 8 angeordnet ist, der 180° minus dem Winkel des ersten Spaltes beträgt. Der zweite Spalt 24 bewirkt ebenso wie der erste Spalt eine Parallelverschiebung des Strahlenganges, jedoch in der anderen Richtung wie beim ersten Spalt, so dass sich die beiden Verschiebungen aufheben.

Der Spiegel 17 sollte, jedenfalls dann, wenn er in der Schaltstellung der Fig. 1 steht und sich im Strahlengang befindet, der Grenzfläche 16 eng anliegen, damit wenig Luft oder gegebenenfalls sogar Staub in störender Weise zwischen diese Flächen gelangen kann. Dann besteht aber die Gefahr von Interferenzen zwischen den beiden sich eng benachbart gegenüberliegenden Flächen. Der Spalt zwischen dem Spiegel 17 und der Grenzfläche 16 darf also nicht zu eng sein. Er sollte auf jeden Fall über lμm betragen und besser größer sein als 5μm.

Wie ein Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt, sind die Strahlengänge in den beiden distalen Objektivteilen 6 und 9 identisch ausgebildet bis auf die Tatsache, dass im zweiten distalen Objektivteil 9 eine zweifache Reflexion erfolgt, wodurch der Strahlengang in der in Fig. 1 dargestellten Weise gestaltet wird. Hierdurch ergibt sich in beiden Fällen dieselbe Bildorientierung. Wenn das in der Bildebene 4 er- zeugte Bild im Falle der Abbildung der Fig. 1 aufrecht steht, so steht es auch im Falle der Abbildung der Fig. 2 aufrecht.

Die Figuren 4 und 5 zeigen ein Objektiv 1' in einer zweiten Ausführungsform. Das zum Einbau im distalen Endbereich eines nicht dargestellten Endoskopschaf- tes vorgesehene Objektiv 1' ist unter stark schematisierter Darstellung seiner wesentlichen Baugruppen dargestellt.

Ein proximales Objektivteil 2' ist mit seiner Achse 3' auf eine Bildebene 4' ausgerichtet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel die lichtempfindliche Ebene eines elektronischen Bildsensors 30 ist. Dieser ist in nicht dargestellter Weise über elektrische Leitungen an Bildverarbeitungseinrichtungen angeschlossen. Anstelle der Bildebene 4' des Bildsensors 30 kann auch die distale Endfläche eines Bildleitfaserbündels angeordnet sein, mit dem das Bild über die Länge des Endoskopes transportiert wird.

Das Objektiv 1' weist zwei distale Objektivteile für unterschiedliche Blickrichtungen auf. Ein erstes distales Objektivteil 6' besteht im stark schematisiert dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Linsenteil 31 und einer Planplatte 32, welche von der Achse 8' des ersten distalen Objektivteiles 6' senkrecht zu den planparallelen Stirnflächen durchlaufen wird.

Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, stimmt die Achse 8' des ersten distalen Objektivteiles 6' mit der Achse 3' des proximalen Objektivteiles 2' überein. Bei üblicher Konstruktionsweise liegt diese Achse parallel zur Längsachse des En- doskopschaftes, so dass das erste distale Objektivteil 6' geradeaus blickt.

Zwischen dem proximalen Objektivteil 2' und dem ersten distalen Objektivteil 6' besteht in Richtung der optischen Achse ein Abstand, in dem ein Prisma 14' angeordnet ist. Quer zur Achse 3' des proximalen Objektivteiles 2' ist das Prisma 14' in Richtung des Doppelpfeiles 33 verschiebbar. Dafür ist z. B. eine nicht dargestellte Schlittenführung vorgesehen, die im nicht dargestellten Gehäuse, gestellte Schlittenführung vorgesehen, die im nicht dargestellten Gehäuse, bzw. der Halterung des Objektivs 1', angeordnet ist. Der Antrieb zur Verschiebung kann mit Handbetätigung oder mit einem z.B. elektrischen Motor erfolgen.

In Richtung des Doppelpfeiles 33 hintereinander liegend weist das Prisma 14' zwei Bereiche auf, und zwar einen ersten Bereich 34 und einen zweiten Bereich 35.

Der erste Bereich 34 des Prismas 14' ist als Planplatte ausgebildet. Eine distale Planfläche 36 und eine proximale Planfläche 37 stehen senkrecht zur Achse 3' des proximalen Objektivteils 2'.

In der Darstellung der Fig. 4 steht das Prisma 14' in einer Schiebestellung, in der der vom ersten distalen Objektivteil 6' kommende Strahlengang auf seinem Wege zum proximalen Objektivteil 2' durch den planparallelen ersten Bereich 34 des Prismas 14 verläuft.

Der zweite Bereich 35 des Prismas 14' weist dieselbe durchgehende proximale Planfläche 37 auf wie der erste Bereich 34. Distal weist er jedoch Schrägflächen auf, und zwar eine Reflexionsfläche 38 zur inneren Reflexion und eine Austrittsfläche 39, vor der ein zweites distales Objektivteil 9' angeordnet ist.

Fig. 5 zeigt das Objektiv 1' in einer Stellung, bei der das Prisma 14' in eine andere Stellung geschaltet ist und zwar derart, dass nun der zweite Bereich 35 des Prismas 14' distal vor dem proximalen Objektivteil 2' steht. Die in Fig. 5 dargestellte Strahlenachse verläuft von der Achse 10' des zweiten distalen Objektivteiles 9' nach Reflexion bei 40 an der proximalen Planfläche 37 des Prismas 14' und nach Reflexion bei 41 an der distalen Schrägfläche 38 in die Achse 3' des proximalen Objektivteiles 2'. Die inneren Reflexionsstellen bei 40 und 41 können im Ausführungsbeispiel beide total reflektierend ausgebildet sein. In der Stellung der Fig. 5 blickt der Bildsensor 30 also unter einem Schrägwinkel durch das zweite distale Objektivteil 9' während er in der Stellung der Fig. 4 geradeaus durch das erste distale Objektivteil 6' blickt.

Wie der Vergleich der Figuren 4 und 5 zeigt, ist das zweite proximale Objektivteil 9' zur gemeinsamen Bewegung mit dem Prisma 14' verbunden. Die Verbindungsmittel dazu sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Die übrigen Baugruppen 6', 2' und 30 sind wiederum untereinander befestigt, wie der Vergleich der Figuren 4 und 5 zeigt.

In nicht dargestellter, geänderter Ausführungsform kann z. B. das zweite distale Objektivteil 9' dauernd in der Stellung der Fig. 5 stehen und mit den Bauelementen 6', 12' und 30 fest verbunden sein, während das Prisma 14' unabhängig von allen übrigen Bauelementen in Richtung des Doppelpfeiles 33 bewegbar ist. In alternativer Ausbildung können auch beide distalen Objektivteile 6' und 9' mit dem Prisma 14' zu gemeinsamer Bewegung verbunden sein. Es sind auf diese Weise konstruktive Variationsmöglichkeiten gegeben, die z. B. aus konstruktiven Gründen oder aus Platzgründen jeweils ihre Vorteile haben können.

Wie aus dem Vergleich der Fig. 4 und 5 zu ersehen, ist im dargestellten Objektiv 1' dafür Sorge getragen, dass in beiden Blickrichtungen die optische Weglänge, die auch als "optischer Weg" oder als "Lichtweg" bezeichnet wird, gleich ist. Ein Vergleich der Fig. 4 und 5 zeigt, dass zwar die optische Weglänge durch den Prismabereich 35 des Prismas 14' wesentlich länger ist als der durch den Planplattenbereich 34. Das wird aber bei dem in Fig. 4 dargestellten Strahlengang durch die Planplatte 32 ausgeglichen, die so bemessen sein kann, dass tatsächlich in beiden Strahlengängen der Fig. 4 und 5 die optische Weglänge gleich ist.

Claims

Uns. Zeichen: 05118ρctObjektiv mit zwei Blickrichtungen für ein EndoskopPATENTANSPRÜCHE:

1. Objektiv (1, 1') mit zwei Blickrichtungen (8, 10; 8'; 10') für ein Endoskop, mit einem mit seiner Achse (8, 8') in der ersten Blickrichtung ausgerichteten ersten distalen Objektivteil (6, 6'), einem mit seiner Achse (10, 10') in der zweiten Blickrichtung ausgerichteten zweiten Objektivteil (9, 9') und mit einem mit seiner Achse (3, 3') auf einen Bildsensor (4, 4') oder einen Bildleiter ausgerichteten proximalen Objektivteil (2, T), sowie mit einer ein Prisma (14, 14') aufweisenden Umschalteinrichtung zur umschaltbaren Umlenkung des Strahlenganges aus dem ersten oder dem zweiten distalen Objektivteil (6, 6'; 9, 9') in das proximale Objektivteil (2, 2'), dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung eine mechanisch in den Strahlengang bringbare Strahlumlenkeinrichtung (17, 35) aufweist.

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Blickrichtungen (8', 10') die optische Weglänge durch das Objektiv (I¹) gleich ist.

3. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlengänge in den beiden distalen Objektivteilen (6, 9) bis auf erforderliche Reflexionen identisch sind.

4. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma (14) die Strahlengänge der beiden distalen Objektivteile (6, 9) empfängt und vereinigt in das proximale Objektivteil (2) richtet und eine schräg zur Achse (3) des proximalen Objektivteiles (2) verlaufende Grenzfläche (16) aufweist, wobei der Strahlengang des ersten distalen Objektivteiles (6) durch die Grenzfläche (16) in das Prisma (14) eintritt und der Strahlengang des zweiten distalen Objektivteiles (9) mittels Reflexion im Bereich der Grenzfläche (16) in das Prisma (14) zurückreflektiert wird, um in das proximale Objektivteil (2) zu gelangen, und wobei im Bereich der Grenzfläche (16) ein bewegbarer Spiegel (17) vorgesehen ist, der durch seine Bewegung wahlweise den Durchgang durch die Grenzfläche (16) freigibt oder die Reflexion an der Grenzfläche (16) bewirkt.

5. Objektiv nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma (14) nach Form und Material derart gestaltet ist, dass an der Grenzfläche (16) keine Totalreflexion auftritt.

6. Objektiv nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glasstab (22) des ersten distalen Objektivteiles (6) eine im Abstand eines ersten Spaltes (16, 21) parallel zur Grenzfläche (16) liegende Austrittsfläche (21) aufweist, und dass der Glasstab (22) durch einen zweiten Spalt (24) geteilt ist, welcher zur Achse (8) des ersten distalen Objektivteiles (6) in einem Winkel liegt, der 180° minus dem Winkel des ersten Spaltes (16, 21) beträgt.

7. Objektiv nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma (14) an seiner zum proximalen Objektivteil (2) hin liegenden Austrittsfläche (15) neben dem Austrittsbereich nach innen reflektierend ausgebildet ist.

8. Objektiv nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma (14) im reflektierenden Bereich der Austrittsfläche (15) totalreflektierend ausgebildet ist.

9. Objektiv nach einem der Ansprüche 4 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Spiegel (17) und der Grenzfläche (16) größer ist als lμm.

10. Objektiv nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand größer ist als 5μm.

11. Objektiv nach einem der Ansprüche 4 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (17) mit einer benachbart angeordneten Blende (19) eine parallel zur Grenzfläche (16) verschiebbar angeordnete Baueinheit (18) bildet.

12. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma (14') zwei abwechselnd in den Strahlengang bringbare Bereiche (34, 35) aufweist, von denen ein erster den Strahlengang aus dem ersten distalen Objektivteil (6') und ein zweiter den Strahlengang aus dem zweiten distalen Objektivteil (9') in das proximale Objektivteil (2') leitet.

13. Objektiv nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das proximale Objektivteil (2') und das erste distale Objektivteil (6¹) in derselben Achse (8', 3') angeordnet sind und das Prisma (14') zwischen diesen angeordnet ist, wobei der erste Bereich (34) des Prismas (14') als Planplatte ausgebildet ist, während der zweite Bereich (35) in einem Winkel (40, 41) umlenkt, der dem Winkel zwischen der zweiten Blickrichtung (10') und der Achse (3') des proximalen Objektivteiles (2¹) entspricht.

14. Objektiv nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma (14') quer zur Achse (3') des proximalen Objektivteiles (2') verschiebbar zwischen diesem und den distalen Objektivteilen (6', 9') angeordnet ist.

15. Objektiv nach einem der Ansprüche 12 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der distalen Objektivteile (6', 9') am Prisma zu gemeinsamer Bewegung befestigt ist.