WO2019025166A1 - Prismenanordnung für ein stereo-videoendoskop - Google Patents

Prismenanordnung für ein stereo-videoendoskop Download PDF

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WO2019025166A1
WO2019025166A1 PCT/EP2018/069206 EP2018069206W WO2019025166A1 WO 2019025166 A1 WO2019025166 A1 WO 2019025166A1 EP 2018069206 W EP2018069206 W EP 2018069206W WO 2019025166 A1 WO2019025166 A1 WO 2019025166A1
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WO
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side edges
prism
light
sensor
optical system
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Application number
PCT/EP2018/069206
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English (en)
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Inventor
Martin Wieters
Original Assignee
Olympus Winter & Ibe Gmbh
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Publication date
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2415—Stereoscopic endoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • 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
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00193—Optical arrangements adapted for stereoscopic vision
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • 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
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00174—Optical arrangements characterised by the viewing angles
    • A61B1/00179—Optical arrangements characterised by the viewing angles for off-axis viewing

Definitions

  • the invention relates to a prism arrangement for a stereo video endoscope with two light bundles guided parallel to one another for a stereoscopic view of an area outside the stereo video endoscope, the prism arrangement comprising a first prism for parallel displacement of a first light bundle and a second prism for parallel displacement of a second light bundle wherein the first and second prisms each have an entrance surface and an exit surface for a light bundle.
  • the invention also relates to an optical system and a stereo video endoscope.
  • endoscopes are used to allow the operating physician to view the inside of the patient's body.
  • the endoscope diameter should be the maximum Diameter of the part of the endoscope, which is inserted into the body, be as small as possible.
  • stereo video endoscopes are used in which two light bundles, which reproduce the surgical field from different viewing angles, are imaged onto image sensors by means of optics. The images taken by the image sensors are then assembled into a stereoscopic image that gives a depth impression to a user viewing the image using suitable playback devices.
  • the depth impression of a stereoscopic image depends on the so-called eye distance.
  • a larger eye relief results in a stronger impression of depth.
  • the eye distance corresponds to the distance of the centers of the two light beams entering the optical system of the endoscope. This distance is limited by the so-called distal optical assembly, which in turn is limited by the endoscope diameter.
  • a strong limitation of the eye distance occurs in particular with stereo video endoscopes with lateral viewing direction, as disclosed, for example, in DE 1 0 201 3 21 5 422 A1.
  • the endoscope shown in DE 1 0 201 3 21 5 422 A1 has a deflecting prism group for deflecting the light bundles onto the optical axis of the endoscope.
  • the Umlenkprismenou and thus the endoscope diameter would have to be increased disproportionately, which is undesirable for the patient.
  • the distance of the centers of the incident light bundles is too small, this not only leads to a reduction in the depth impression.
  • the optical system of a stereo video endoscope comprises a so-called proximal optical assembly with one or two lens system channels, which image the light beams onto the image sensors.
  • the diameter of the light bundles is increased in the lens system channels. If the centers of the incident light bundles lie too close together, parts of the light bundles must be cut off, for example by means of diaphragms, so that the light bundles do not overlap. The cut-off portion of the light bundles can thus not be imaged onto the image sensors, resulting in a loss of image information.
  • Too small a spacing of the centers of the light beams may also result in the image sensors not being able to be placed close enough together to fully receive the light beams, which in turn results in the loss of image information.
  • the distance between the centers of the light bundles is so great that the arrangement of the proximal optical assembly and / or the image sensors along the beam path of the light beam creates a large space requirement in the endoscope shaft and thus a larger endoscope diameter must be selected.
  • the object of the invention is to change the beam path of the incident light bundles in a stereo video endoscope such that the proximal optical assembly and / or the image sensors can be arranged in the endoscope shaft to save space.
  • This object is achieved by a prism arrangement for a stereo video endoscope with two light bundles guided parallel to one another for a stereoscopic view of an area outside the stereo video endoscope, the prism arrangement comprising a first prism for parallel displacement of a first light bundle and a second prism for parallel displacement of a second
  • the centers of the light beams are shifted so that the connecting line after the parallel displacement has an angle ⁇ to the connecting line before the parallel displacement.
  • the image sensors are arranged such that the connecting line of the centers of the image sensors is perpendicular to the long side edges of the sensor surfaces of the image sensors.
  • the distance of the center of the first light bundle is dels of the center of the second light beam by the parallel displacement increased or decreased.
  • the distance between the lens system channels of the proximal optical assembly is also increased or decreased.
  • the lens system channels can be arranged next to one another in the endoscope shaft without the image information being lost or the endoscope diameter having to be increased.
  • the centers of the first and second light beams after the parallel displacement are symmetrical to the center of the centers of the first and second light beams before the parallel displacement.
  • the side edges c of the prisms an angle 5 ⁇ 0 ° with the line connecting the light beam before the parallel displacement.
  • the reflection surfaces of the prisms spanned by the side edges a and b are mirrored.
  • the prisms abut one another on each of the surfaces defined by the side edges a and c; in particular, the prisms are fixed to one another or connected to one another at each of the surfaces defined by the side edges a and c.
  • an optical system for a stereo video endoscope comprising a prism assembly according to the invention described above, a distal optical assembly, a proximal optical assembly and one or two image sensors, wherein the prisms of the prism array are arranged in the optical system such that a normal is aligned with the entrance surfaces parallel to a longitudinal axis of the optical system.
  • the optical system comprises a first image sensor for receiving the first light beam and a second image sensor for receiving the second light beam, wherein the image sensors have a rectangular sensor surface, in particular the side edges of the sensor surfaces have an aspect ratio of 1 6 to 9, and wherein the long side edges the sensor surfaces are arranged parallel to the connecting line of the light beam before the parallel displacement.
  • the optical system comprises a single image sensor, wherein the image sensor has a first part sensor area for receiving the first light bundle and a second part sensor area for receiving the second light bundle, the part sensor areas each having a rectangular area, in particular the side edges of the part sensor areas having a ratio of 1 6 to 9, the long side edges of Partial sensor surfaces are arranged parallel to the connecting line of the light beam before the parallel displacement.
  • the distal optical assembly, the prism assembly, the proximal optical assembly and two image sensors are arranged in the optical system in the direction of entry of the light, wherein the proximal optical assembly channels two lens system for imaging the first and second light beam after the parallel displacements on each one sensor surface of a Includes image sensor.
  • the distal optical assembly, the proximal optical assembly, the prism assembly and the image sensors are preferably arranged one behind the other in the optical system in the direction of entry of the light, wherein the proximal optical assembly comprises at least one lens system channel, wherein the prism arrangement for imaging the first and second light beam after the Parallel shifts is set up in each case on a sensor surface of the image sensors or on a respective partial sensor surface of the image sensor.
  • the prism arrangement forms the light bundle directly on the image sensors.
  • such an optical system makes it possible to increase or decrease the distance of the centers of the sensor surfaces of the image sensors.
  • the prism assembly is rotatable synchronously with the proximal optical assembly and the image sensors about a longitudinal axis of the optical system.
  • the optical system according to the invention is part of a stereo video endoscope with a variable lateral viewing direction.
  • the distal optical assembly is rotated with respect to the proximal optical assembly, the prism assembly, and the image sensors to change the viewing direction while maintaining the horizon of the stereoscopic images.
  • the object is also achieved by a stereo video endoscope with a previously described optical system according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic perspective view of a prism according to the invention
  • Fig. 3 is a schematic perspective view of a prism arrangement according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a device according to the invention
  • FIG. 1 is a schematic representation of an image sensor
  • FIG. 2 is a schematic illustration of an image sensor with two
  • Fig. 7 is a schematic representation of an arrangement of FIG.
  • Fig. 8 is a schematic representation of an arrangement of FIG.
  • Image sensors with edge regions after a parallel displacement by a prism arrangement according to the invention are identical to Image sensors with edge regions after a parallel displacement by a prism arrangement according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an optical system 2 of a stereo video endoscope with a lateral viewing direction in a sectional view.
  • the optical system 2 comprises a distal optical assembly 1 3, a prism arrangement 3 according to the invention, a proximal assembly 14 and image sensors 1 5, 1 6.
  • the beam paths of the light beams 6, 7 are described by the optical system.
  • Fig. 1 for reasons of clarity, only the beam paths of the centers 8, 9 of the light bundles 6, 7 are shown (as dashed arrows).
  • the sectional plane, ie the plane of the paper of FIG. 1 is selected such that the connection line 1 0 of the centers 8, 9 of the light bundles 6, 7 incident in the optical system lies in the distal optical assembly 1 3 parallel to a normal on the sectional plane.
  • the centers 8, 9 of the light bundles 6, 7 fall in the sectional drawing of FIG. 1 therefore one on the other.
  • the distal optical subassembly 1 3 converts the incident light bundles 6, 7 in a direction parallel to a longitudinal axis 1 2 of the optical system 2.
  • the light bundles 6, 7 are coupled into the lens system channels 26, 27 of the proximal optical assembly 14.
  • the lens system channels 26, 27 form the light bundles 6, 7 finally on the sensor surfaces 17 of the image sensors 1 5, 1 6 from.
  • the prism arrangement 3 consists of a first prism 4 and a second prism 5, wherein each prism 4, 5 couples in each case a light bundle 6, 7 into a lens system channel 26, 27.
  • the lens system channels 26, 27 are in the in FIG. 1 shown optical system 2 arranged one above the other.
  • an arrangement is provided in which the prism arrangement 3 is arranged behind the proximal optical assembly 1 4 and in front of the image sensors 1 5, 1 6. The parallel displacement of the light bundles 6, 7 thus takes place only after the proximal optical assembly 14, wherein the light beams 6, 7 are imaged by the parallel displacement on the preferably superimposed image sensors 1 5, 1 6.
  • the light bundles 6, 7 are guided in the proximal optical assembly 14 such that the alignment of the connecting line 10 of the centers 8, 9 of the light bundles 6, 7 in the proximal optical assembly 14 parallel to the alignment in the distal optical assembly 13 is.
  • the centers 8, 9 of the light bundles 6, 7 would thus fall on one another not only in the distal optical assembly 1 3, but also in the proximal optical assembly 14, if the optical system 2 as shown in FIG. 1 would be shown.
  • the proximal assembly 14 in this case comprises either a single lens system channel 26, 27 or two lens system channels 26, 27.
  • the prism assembly 3 Regardless of the position of the prism assembly 3 in the optical system 2, the prism assembly 3, the light beam 6, 7 parallel shift so that the connecting line 1 1 of the centers 8, 9 of the light beam 6, 7 after the parallel shift an angle 0 ⁇ 0 ° with the connecting line 1 0 of the centers 8, 9 of the light bundles 6, 7 before the parallel displacement includes.
  • Fig. 2 is a schematic perspective view of a prism 4, 5, by means of which such a parallel displacement can be performed.
  • the prism 4, 5 has the shape of a parallelepiped with the side edges a, b and c, where ⁇ is an angle between the sides edges b and c, ⁇ is an angle between the side edges a and c, and ⁇ is an angle between the side edges a and b.
  • the spanned by the side surfaces a and b and b and c surfaces 51, 52, 53 thus have a rectangular shape, while the spanned by the side edges a and c surfaces 54 have the shape of a parallelogram.
  • the beam path of the center 8, 9 of a light beam 6, 7 through the prism 4, 5 is shown as a dashed arrow.
  • the light beam 6, 7 enters the prism 4, 5 perpendicularly through an entrance surface 51, which is spanned by the side edges b and c, is reflected at a reflection surface 53 spanned by the side edges a and b, and subsequently at the other reflection surface 53 reflects and finally exits vertically through the spanned by the side edges b and c exit surface 52 from the prism 4, 5.
  • the beam path of the light beam 6, 7 before entry is parallel to the beam path of the light beam 6, 7 after the exit.
  • the prism 4, 5 the light beam 6, 7 is therefore parallel-displaced.
  • the lengths of the side edges a, b and c and the size of the angle ß in Fig. FIGS. 2 and 3 are chosen for better illustration and do not necessarily correspond to the lengths a, b and c and the size of the angle ⁇ in the prisms 4, 5 of a prism arrangement 3 according to the invention.
  • the arrangement of the prisms 4, 5 to each other is shown in FIG. 3 shown.
  • the entrance surfaces 51 lie in the same plane and lie in particular especially partially with the side edge c to each other.
  • the exit surfaces 52 l lie in a plane that is parallel to the plane of the entry surfaces 51.
  • the second prism 5 is aligned so that it corresponds to a first prism 4, which has been mirrored about a mirror axis.
  • This mirror axis is perpendicular to the entrance surface 51 of the first prism 4 and extends through one of the edges c, at which the prisms abut each other.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of the prism arrangement 3, in which the longitudinal direction 1 2 of the optical system 2 is perpendicular to the plane of the paper.
  • the entry surfaces 51 of the prisms 4, 5 are thus in the plane of the paper.
  • the entry surfaces 51 are shown as rectangles with solid lines.
  • the exit surfaces 52 lying in a plane behind the plane of the paper are shown as dashed rectangles.
  • the ratio of the lengths of the side edges b and c does not correspond to the ratio of the lengths of the side edges b and c in FIG. 2 and 3.
  • the light beams 6, 7, which are incident on the prisms 4, 5, are shown in the plane of the entry surfaces 51 as solid circles and in the plane of the exit surfaces 52 as dashed circles.
  • the side edges c close with the connecting line 1 0, the angle ⁇ , which connects the centers 8, 9 of the light beams 6, 7 in the plane of the entrance surfaces 51 before the parallel displacement. In the plane of the exit surfaces 52, ie after the parallel displacement, the centers of 8, 9 of the light bundles 6, 7 are connected to the connecting line 1 1.
  • the connecting line 10 closes with the connecting line 1 1 the angle ⁇ .
  • the directions of the parallel displacements by the first prism 4 and the second prism 5 are indicated by the vectors 62 and 63.
  • Fig. 5 shows schematically an image sensor 15, 16, wherein the longitudinal axis 1 2 of the optical system 2 is perpendicular to the plane of the paper.
  • the image sensor 15, 16 has a sensor surface 17, which is designed to convert the receiving light beams 6, 7 into image information.
  • the sensor surface 17 is, for example, a CCD chip.
  • the sensor surface has a long side edge 1 8 and a short side edge 1 9, wherein the side edges 1 8, 19 in particular a ratio of the side lengths of 1 6 to 9 have.
  • the image information generated by the sensor surface 17 without distortion or image portion can be displayed on an output device having a 1 6 to 9 aspect ratio.
  • the image sensor 1 5, 1 6 has an edge region 25 due to the design. This edge region 25 is not designed to receive light bundles 6, 7.
  • Such image sensors 1 5, 1 6 are usually used in pairs to each receive a light beam 6, 7, as shown for example in FIG. 1 shown.
  • the image sensor 20 comprises a sensor surface 1 7, which is surrounded by an edge region 25.
  • the sensor surface 1 7 is divided into two partial sensor surfaces 21, 22, each having a long side edge 1 8 and a short side edge 19 and wherein the Partial sensor surfaces 21, 22 abut each other along a long side edge 1 8.
  • Each of the partial sensor surfaces 21, 22 is designed to receive a respective light bundle 6, 7. It may also be a non chanl I shown distance between the partial sensor surfaces 21, 22 may be provided which is not read or the sensor signals are not shown.
  • the light bundles 5, 6 can thus be in closer contact with one another than with two separate image sensors 15, 16, since no or only a small edge region 25 is provided between the partial sensor surfaces 21, 22.
  • FIGS. 7 and 8 show by way of example how a space-saving arrangement of the image sensors 1 5, 1 6, 20 can be realized by the prism arrangement 3 according to the invention.
  • Fig. 7 schematically shows two possible arrangements of the image sensors 15, 16 in an optical system 2 of a stereo video endoscope.
  • the connecting line 10 is perpendicular to the short side edges 19.
  • the image sensors 1 5, 1 6 (dar- placed by rectangles with solid lines) arranged so that the connecting line 1 1 is perpendicular to the long side edges 1 8.
  • the length of the connecting line 1 1 can also be reduced in size by the parallel shift to a more space-saving arrangement of the image sensors 1 5, 1 6 is to realize is.
  • An enlargement of the length of the connecting line 1 1 is possible, for example, to avoid an overlap of the light beam 6, 7 or to provide enough space for the arrangement of the proximal optical assembly 14 or the image sensors 1 5, 1 6.
  • Fig. 8 shows an arrangement of the image sensors 15, 16, in which the edge regions 25 of the image sensors 15, 16 abut one another.
  • the image sensors 1 5, 1 6 along the short side edges 1 9 abut each other.
  • the image sensors 1 6, 1 7 can be replaced by a single image sensor 20 with two partial sensor surfaces 21, 22. In this way, the edge area 25 between the sensor surfaces is additionally saved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prismenanordnung (3) für ein Stereo-Videoendoskop mit zwei parallel zueinander geführten Lichtbündeln (6, 7) für eine stereoskopische Darstellung eines außerhalb des Stereo-Videoendoskops liegenden Bereichs, wobei die Prismenanordnung (3) ein erstes Prisma (4) zur Parallelverschiebung eines ersten Lichtbündels (6) und ein zweites Prisma (5) zur Parallelverschiebung eines zweiten Lichtbündels (7) umfasst, wobei das erste und zweite Prisma (4, 5) jeweils eine Eintrittsfläche (51) und eine Austrittsfläche (52) für ein Lichtbündel (6, 7) aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Prismenanordnung (3) weist eine Verbindungslinie (11) der Zentren (8, 9) des ersten Lichtbündels (6) und des zweiten Lichtbündels (7) nach der Parallelverschiebung einen Winkel θ ≠ 0° zur Verbindungslinie (10) zwischen den Zentren (8, 9) der Lichtbündel (6, 7) vor der Parallelverschiebung auf, wobei insbesondere θ = 90° ist.

Description

Prismenanordnung für ein Stereo-Videoendoskop Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Prismenanordnung für ein Stereo- Videoendoskop mit zwei parallel zueinander geführten Lichtbündeln für eine stereoskopische Darstellung eines außerhalb des Stereo- Videoendoskops liegenden Bereichs, wobei die Prismenanordnung ein erstes Prisma zur Parallelverschiebung eines ersten Lichtbündels und ein zweites Prisma zur Parallelverschiebung eines zweiten Lichtbündels umfasst, wobei das erste und zweite Prisma jeweils eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche für ein Lichtbündel aufweisen .
Die Erfindung betrifft zudem ein optisches System und ein Stereo- Videoendoskop.
Bei Untersuchungen und Operationen werden Endoskope eingesetzt, um dem operierenden Arzt eine Betrachtung des Körperinneren des Patienten zu ermöglichen . Für eine minimalinvasive Betrachtung sollte der Endoskopdurchmesser, also der maximale Durchmesser des Teils des Endoskops, das in das Körperinnere eingeschoben wird, möglichst klein sein .
Gleichzeitig ist es für den Arzt aber hilfreich, wenn die durch das Endoskop erzeugten Bilder einen Tiefeneindruck des Körperinneren vermitteln . Zu diesem Zweck werden Stereo-Videoendoskope eingesetzt, bei denen zwei Lichtbündel , d ie das Operationsfeld aus unterschiedl ichen Bl ickwinkeln wiedergeben, mittels einer Optik auf Bildsensoren abgebildet werden . Die von den Bildsensoren aufgenommenen Bilder werden anschl ießend zu einem stereoskopischen Bild zusammengesetzt, das einem das Bild betrachtenden Anwender unter Verwendung geeigneter Wiedergabegeräte einen Tiefeneindruck vermittelt.
Der Tiefeneindruck eines Stereoskopbilds ist abhängig vom sogenannten Augenabstand . Durch einen größeren Augenabstand wird ein stärkerer Tiefeneindruck erzielt. Bei Stereo-Videoendoskopen entspricht der Augenabstand dem Abstand der Zentren der zwei Lichtbündel beim Eintritt in das optische System des Endoskops. Dieser Abstand wird begrenzt durch die sogenannte distale optische Baugruppe, die wiederum durch den Endoskopdurchmesser begrenzt wird .
Eine starke Begrenzung des Augenabstands tritt insbesondere bei Stereo-Videoendoskopen mit seitl icher Bl ickrichtung auf, wie sie beispielsweise in DE 1 0 201 3 21 5 422 A1 offenbart ist. Das in DE 1 0 201 3 21 5 422 A1 gezeigte Endoskop weist zur Umlenkung der Lichtbündel auf die optische Achse des Endoskops eine Umlenkprismengruppe auf. Um den Abstand der Zentren der Lichtbündel zu erhöhen, müsste die Umlenkprismengruppe und damit der Endoskopdurchmesser überproportional vergrößert werden, was für den Patienten unerwünscht ist. Ist der Abstand der Zentren der einfallenden Lichtbündel jedoch zu klein, führt dies nicht nur zu einer Verringerung des Tiefeneindrucks. Das optische System eines Stereo-Videoendoskops umfasst eine sogenannte proximale optische Baugruppe mit ein oder zwei Linsensystemkanälen, die die Lichtbündel auf die Bildsensoren abbilden . Dazu wird in den Linsensystemkanälen der Durchmesser der Lichtbündel vergrößert. Liegen die Zentren der einfallenden Lichtbündel zu nahe beieinander, müssen Teile der Lichtbündel , beispielsweise mittels Blenden, abgeschnitten werden, damit die Lichtbündel nicht überlappen . Der abgeschnittene Teil der Lichtbündel kann somit nicht auf d ie Bildsensoren abgebildet werden, was einen Verlust an Bildinformationen zur Folge hat.
Ein zu kleiner Abstand der Zentren der Lichtbündel kann auch dazu führen, dass die Bildsensoren nicht nahe genug aneinander angeordnet werden können, um die Lichtbündel vollständig zu empfangen, was wiederum einen Verlust von Bildinformationen zur Folge hat.
In anderen Fällen ist der Abstand der Zentren der Lichtbündel hingegen so groß, dass durch die Anordnung der proximalen optischen Baugruppe und/oder der Bildsensoren entlang des Strahlengangs der Lichtbündel ein großer Platzbedarf im Endoskopschaft entsteht und somit ein größerer Endoskopdurchmesser gewählt werden muss.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Strahlengang der einfallenden Lichtbündel bei einem Stereo-Videoendoskop derart zu verändern, dass die proximale optische Baugruppe und/oder die Bildsensoren im Endoskopschaft platzsparend anordbar sind . Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Prismenanordnung für ein Stereo-Videoendoskop mit zwei parallel zueinander geführten Lichtbündeln für eine stereoskopische Darstellung eines außerhalb des Stereo-Videoendoskops liegenden Bereichs, wobei die Prismenanordnung ein erstes Prisma zur Parallelverschiebung eines ersten Lichtbündels und ein zweites Prisma zur Parallelverschiebung eines zweiten Lichtbündels umfasst, wobei das erste und zweite Prisma jeweils eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche für ein Lichtbündel aufweisen, die dadurch weitergebildet ist, dass nach der Parallelverschiebung eine Verbindungslinie der Zentren des ersten Lichtbündels und des zweiten Lichtbündels einen Winkel θ 0° zur Verbindungslinie zwischen den Zentren der Lichtbündel vor der Parallelverschiebung aufweist, wobei insbesondere Θ = 90° ist.
Durch die erfindungsgemäße Prismenanordnung werden also die Zentren der Lichtbündel so verschoben, dass die Verbindungslinie nach der Parallelverschiebung einen Winkel Θ zur Verbindungslinie vor der Parallelverschiebung aufweist.
Dadurch ist es insbesondere möglich, ein Stereo-Videoendoskop zu konstruieren, das eine platzsparende Anordnung der Bildsensoren aufweist. Für einen Win kel von Θ = 90° werden beispielsweise die Bildsensoren so angeordnet, dass die Verbindungslinie der Zentren der Bildsensoren senkrecht auf den langen Seitenkanten der Sensorflächen der Bildsensoren steht. Im Vergleich zu Θ = 0°, also wenn die Verbindungslinie der Zentren der Bildsensoren senkrecht auf den kurzen Seitenkanten der Sensorflächen der Bildsensoren steht, kann die Einhüllende um die Bildsensoren bei Θ = 90° kleiner sein . Bei einem gleichen Abstand der Mittelpunkte der Sensorflächen kann somit der Platzbedarf im Endoskopschaft geringer sein .
Vorzugsweise wird der Abstand des Zentrums des ersten Lichtbün- dels von dem Zentrum des zweiten Lichtbündels durch die Parallelverschiebung vergrößert oder verkleinert.
Durch eine Verkleinerung des Abstands der Zentren der Lichtbündel bei gleichzeitiger Parallelverschiebung mit θ Φ 0° kann der Platzbedarf der Bildsensoren in einem Stereo-Videoendoskop noch stärker reduziert werden . Durch eine Vergrößerung des Abstands der Zentren der Lichtbündel bei gleichzeitiger Parallelverschiebung mit θ Φ 0° ist hingegen eine Anordnung der Bildsensoren möglich, bei denen ein möglicher Verlust von Bildinformationen vermieden wird.
Insbesondere wird durch eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstands der Zentren der Lichtbündel auch der Abstand der Linsen- systemkanäle der proximalen optischen Baugruppe vergrößert oder verkleinert. Dadurch sind die Linsensystemkanäle nebeneinander im Endoskopschaft anordbar, ohne dass es zu einem Verlust der Bildinformationen kommt oder der Endoskopdurchmesser vergrößert werden muss.
Vorzugsweise sind die Zentren des ersten und zweiten Lichtbündels nach der Parallelverschiebung symmetrisch zum Mittelpunkt der Zentren des ersten und zweiten Lichtbündels vor der Parallelverschiebung .
Vorzugsweise sind die Prismen Parallelepipede mit Seitenkanten a, b und c, wobei jeweils eine der durch d ie Seiten kanten b und c aufgespannten Flächen als Eintrittsfläche, die andere Fläche als Austrittsfläche und die durch die Seitenkanten a und b aufgespannten Flächen als Reflektionsflächen ausgebildet sind, wobei α ein Winkel zwischen den Seitenkanten b und c, ß ein Winkel zwischen den Seitenkanten a und c und γ ein Win kel zwischen den Seitenkanten a und b ist, wobei α = γ = 90° und ß Φ 90° gilt. Ferner schl ießen vor- zugsweise die Seitenkanten c der Prismen einen Winkel 5 ^ 0° mit der Verbindungslinie der Lichtbündel vor der Parallelverschiebung ein .
Vorzugsweise sind die durch die Seitenkanten a und b aufgespannten Reflektionsflächen der Prismen verspiegelt.
Vorzugsweise liegen d ie Prismen an jeweils einer der durch die Seitenkanten a und c aufgespannten Flächen aneinander an, insbesondere sind die Prismen an jeweils einer der durch die Seitenkanten a und c aufgespannten Flächen aneinander fixiert oder miteinander verbunden .
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein optisches System für ein Stereo-Videoendoskop umfassend eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Prismenanordnung, eine distale optische Baugruppe, eine proximale optische Baugruppe und ein oder zwei Bildsensoren, wobei die Prismen der Prismenanordnung so in dem optischen System angeordnet sind, dass eine Normale auf die Eintrittsflächen parallel zu einer Längsachse des optischen Systems ausgerichtet ist.
Vorzugsweise umfasst das optische System einen ersten Bildsensor zum Empfang des ersten Lichtbündels und einen zweiten Bildsensor zum Empfang des zweiten Lichtbündels, wobei die Bildsensoren eine rechteckige Sensorfläche aufweisen, insbesondere die Seitenkanten der Sensorflächen ein Längenverhältnis von 1 6 zu 9 haben, und wobei die langen Seitenkanten der Sensorflächen parallel zu der Verbindungslinie der Lichtbündel vor der Parallelverschiebung angeordnet sind .
Alternativ umfasst das optische System einen einzelnen Bildsensor, wobei der Bildsensor eine erste Teilsensorfläche zum Empfang des ersten Lichtbündels und eine zweite Teilsensorfläche zum Empfang des zweiten Lichtbündels aufweist, wobei die Teilsensorflächen jeweils eine rechteckige Fläche aufweisen, insbesondere die Seitenkanten der Teilsensorflächen ein Verhältnis von 1 6 zu 9 haben , wobei die langen Seitenkanten der Teilsensorflächen parallel zu der Verbindungslinie der Lichtbündel vor der Parallelverschiebung angeordnet sind .
Vorzugsweise sind im optischen System in Eintrittsrichtung des Lichts hintereinander die distale optische Baugruppe, die Prismenanordnung, die proximale optische Baugruppe und zwei Bildsensoren angeordnet, wobei die proximale optische Baugruppe zwei Linsensystem kanäle zur Abbildung des ersten und zweiten Lichtbündels nach den Parallelverschiebungen auf jeweils eine Sensorfläche eines Bildsensors umfasst.
In einem solchen optischen System wird durch die erfindungsgemäße Prismenanordnung insbesondere eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstands der Linsensystemkanäle ermöglicht.
Alternativ sind vorzugsweise im optischen System in Eintrittsrichtung des Lichts hintereinander die distale optische Baugruppe, die proximale optische Baugruppe, die Prismenanordnung und die Bildsensoren angeordnet, wobei die proximale optische Baugruppe wenigstens einen Linsensystemkanal umfasst, wobei die Prismenanordnung zur Abbildung des ersten und zweiten Lichtbündels nach den Parallelverschiebungen auf jeweils eine Sensorfläche der Bildsensoren oder auf jeweils eine Teilsensorfläche des Bildsensors eingerichtet ist.
In diesem optischen System bildet die Prismenanordnung die Licht- bündel direkt auf die Bildsensoren ab. Insbesondere wird durch ein solches optisches System eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstands der Mittelpunkte der Sensorflächen der Bildsensoren ermögl icht.
Vorzugsweise ist die Prismenanordnung synchron mit der proximalen optischen Baugruppe und den Bildsensoren um eine Längsachse des optischen Systems rotierbar.
Insbesondere ist eine solche Rotierbarkeit sinnvoll, wenn das erfindungsgemäße optische System Teil eines Stereo-Videoendoskops mit veränderbarer seitlicher Bl ickrichtung ist. Dabei wird insbesondre die distale optische Baugruppe gegenüber der proximalen optischen Baugruppe, der Prismenanordnung und der Bildsensoren gedreht, um die Blickrichtung zu verändern aber gleichzeitig den Horizont der Stereoskopbilder beizubehalten .
Die Aufgabe wird auch durch ein Stereo-Videoendoskop mit einem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen optischen System gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtl ich . Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen .
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird . Es zeigen: eine schematische Darstellung eines optischen Systems eines Stereo-Videoendoskops mit seitl icher Bl ickrichtung in einer Schnittansicht,
Fig . 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Prismas,
Fig . 3 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prismenanordnung,
Fig . 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Prismenanordnung in Bl ickrichtung einer Normale auf die Eintrittsflächen,
Fig eine schematische Darstellung eines Bildsensors, Fig eine schematische Darstellung eines Bildsensors mit zwei
Teilsensorflächen ,
Fig . 7 eine schematische Darstellung einer Anordnung von
Bildsensoren nach einer Parallelverschiebung durch eine erfindungsgemäße Prismenanordnung und
Fig . 8 eine schematische Darstellung einer Anordnung von
Bildsensoren mit Randbereichen nach einer Parallelverschiebung durch eine erfindungsgemäße Prismenanordnung .
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird . Fig . 1 zeigt eine schematische Darstellung eines optischen Systems 2 eines Stereo-Videoendoskops mit seitl icher Blickrichtung in einer Schnittansicht. In Einfallsrichtung des Lichts umfasst das optische System 2 eine distale optische Baugruppe 1 3, eine erfindungsgemäße Prismenanordnung 3, eine proximale Baugruppe 14 und Bildsensoren 1 5, 1 6.
Im Folgenden werden die Strahlengänge der Lichtbündel 6, 7 durch das optische System beschrieben . In Fig . 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die Strahlengänge der Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 dargestellt (als gestrichelte Pfeile). Die Schnittebene, also die Papierebene, von Fig . 1 ist so gewählt, dass die Verbindungsl inie 1 0 der Zentren 8, 9 der in das optische System einfallenden Lichtbündel 6, 7 in der distalen optischen Baugruppe 1 3 parallel zu einer Normalen auf der Schnittebene liegt. In der distalen optischen Baugruppe 1 3 fallen die Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 in der Schnittzeichnung der Fig . 1 also aufeinander.
Die distale optische Baugruppe 1 3 len kt die einfallenden Lichtbündel 6, 7 in eine Richtung parallel zu einer Längsachse 1 2 des optischen Systems 2 um. Durch die Prismenanordnung 3 werden die Lichtbündel 6, 7 in die Linsensystemkanäle 26, 27 der proximalen optischen Baugruppe 14 eingekoppelt. Die Linsensystemkanäle 26, 27 bilden die Lichtbündel 6, 7 schließlich auf die Sensorflächen 17 der Bildsensoren 1 5, 1 6 ab.
Die Prismenanordnung 3 besteht aus einem ersten Prisma 4 und einem zweiten Prisma 5, wobei jedes Prisma 4, 5 jeweils ein Lichtbündel 6, 7 in einen Linsensystemkanal 26, 27 einkoppelt. Die Linsensystemkanäle 26, 27 sind in dem in Fig . 1 gezeigten optischen System 2 übereinander angeordnet. Es ist ferner eine Anordnung vorgesehen, bei der die Prismen- anordnung 3 hinter der proximalen optischen Baugruppe 1 4 und vor den Bildsensoren 1 5, 1 6 angeordnet ist. Die Parallelverschiebung der Lichtbündel 6, 7 findet also erst nach der proximalen optischen Baugruppe 14 statt, wobei die Lichtbündel 6, 7 durch die Parallelverschiebung auf die bevorzugt übereinander angeordneten Bildsensoren 1 5, 1 6 abgebildet werden . In diesem Fall werden die Lichtbündel 6, 7 in der proximalen optischen Baugruppe 14 so geführt, dass die Ausrichtung der Verbindungslinie 1 0 der Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 in der proximalen optischen Baugruppe 14 parallel zur Ausrichtung in der distalen optischen Baugruppe 13 ist. In einem optischen System 2 mit dieser Anordnung würden die Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 also nicht nur in der distalen optischen Baugruppe 1 3, sondern auch in der proximalen optischen Baugruppe 14 aufeinander fallen, wenn das optische System 2 wie in Fig . 1 dargestellt würde. Die proximale Baugruppe 14 umfasst in diesem Fall entweder einen einzelnen Linsensystemkanal 26, 27 oder zwei Linsensystemkanäle 26, 27.
Unabhängig von der Position der Prismenanordnung 3 im optischen System 2 muss die Prismenanordnung 3 die Lichtbündel 6, 7 so parallelverschieben, dass die Verbindungslinie 1 1 der Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 nach der Parallelverschiebung einen Winkel 0 ^ 0° mit der Verbindungslinie 1 0 der Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 vor der Parallelverschiebung einschließt.
In Fig . 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Prismas 4, 5 gezeigt, mittels dessen eine solche Parallelverschiebung durchzuführbar ist.
Das Prisma 4, 5 hat d ie Form eines Parallelepipeds mit den Seitenkanten a, b und c, wobei α ein Winkel zwischen den Seiten kanten b und c, ß ein Winkel zwischen den Seitenkanten a und c und γ ein Winkel zwischen den Seitenkanten a und b ist.
Für die Winkel gilt dabei α = γ = 90° und ß 90° . Die durch die Seitenflächen a und b sowie b und c aufgespannten Flächen 51 , 52, 53 haben also eine rechteckige Form, während die durch die Seitenkanten a und c aufgespannten Flächen 54 die Form eines Parallelogramms haben .
Der Strahlengang des Zentrums 8, 9 eines Lichtbündels 6, 7 durch das Prisma 4, 5 ist als gestrichelter Pfeil dargestellt. Das Lichtbündel 6, 7 tritt senkrecht durch eine Eintrittsfläche 51 , die durch die Seitenkanten b und c aufgespannt wird , in das Prisma 4, 5 ein, wird an einer durch die Seitenkanten a und b aufgespannten Reflexionsfläche 53 reflektiert, wird anschließend an der anderen Reflexionsfläche 53 reflektiert und tritt schließlich senkrecht durch die durch die Seitenkanten b und c aufgespannte Austrittsfläche 52 aus dem Prisma 4, 5 aus.
Der Strahlengang des Lichtbündels 6, 7 vor dem Eintritt ist parallel zu dem Strahlengang des Lichtbündels 6, 7 nach dem Austritt. Durch das Prisma 4, 5 wird das Lichtbündel 6, 7 also parallelverschoben .
Die Längen der Seitenkanten a, b und c sowie die Größe des Winkels ß in Fig . 2 und 3 sind zur besseren Darstellbarkeit gewählt und entsprechen nicht notwendigerweise den Längen a, b und c und der Größe des Winkels ß bei den Prismen 4, 5 einer erfindungsgemäßen Prismenanordnung 3.
Die Anordnung der Prismen 4, 5 zueinander ist in Fig . 3 dargestellt. Die Eintrittsflächen 51 liegen in derselben Ebene und liegen insbe- sondere teilweise mit der Seitenkante c aneinander an . Die Austrittsflächen 52 l iegen in einer Ebene, d ie zur Ebene der Eintrittsflächen 51 parallel ist.
Das zweite Prisma 5 ist so ausgerichtet, dass es einem ersten Prisma 4 entspricht, das um eine Spiegelachse gespiegelt wurde. Diese Spiegelachse ist senkrecht zur Eintrittsfläche 51 des ersten Prismas 4 und verläuft durch eine der Kanten c, an denen die Prismen aneinander anliegen .
In Fig . 4 ist eine schematische Darstellung der Prismenanordnung 3 gezeigt, bei der die Längsrichtung 1 2 des optischen Systems 2 senkrecht zur Papierebene ist. Die Eintrittsflächen 51 der Prismen 4, 5 liegen also in der Papierebene. Dabei sind die Eintrittsflächen 51 als Rechtecke mit durchgezogenen Linien dargestellt. Die Austrittsflächen 52, die in einer Ebene hinter der Papierebene liegen, sind als gestrichelte Rechtecke dargestellt. Das Verhältnis der Längen der Seitenkanten b und c entspricht dabei nicht dem Verhältnis der Längen der Seitenkanten b und c in Fig . 2 und 3.
Die Lichtbündel 6, 7, die in die Prismen 4, 5 einfallen, sind in der Ebene der Eintrittsflächen 51 als durchgezogene Kreise und in der Ebene der Austrittsflächen 52 als gestrichelte Kreise dargestellt.
Die Seitenkanten c schließen mit der Verbindungslinie 1 0 den Winkel δ ein, welche die Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 in der Ebene der Eintrittsflächen 51 vor der Parallelverschiebung verbindet. In der Ebene der Austrittsflächen 52, also nach der Parallelverschiebung, sind die Zentren der 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 mit der Verbindungslinie 1 1 verbunden . Die Verbindungslinie 10 schl ießt mit der Verbindungslinie 1 1 den Winkel Θ ein . Die Richtungen der Parallelverschiebungen durch das erste Prisma 4 und das zweite Prisma 5 werden durch die Vektoren 62 und 63 angezeigt.
In Fig . 5 ist schematisch ein Bildsensor 1 5, 1 6 gezeigt, wobei die Längsachse 1 2 des optischen Systems 2 senkrecht zu der Papierebene ist. Der Bildsensor 15, 1 6 weist eine Sensorfläche 1 7 auf, die zur Umwandlung der empfangenden Lichtbündel 6, 7 in Bildinformationen ausgebildet ist. Bei der Sensorfläche 1 7 handelt es sich beispielsweise um einen CCD-Chip.
Die Sensorfläche weist eine lange Seitenkante 1 8 und eine kurze Seitenkante 1 9 auf, wobei die Seitenkanten 1 8, 19 insbesondere ein Verhältnis der Seitenlängen von 1 6 zu 9 haben . Dadurch können die von der Sensorfläche 17 erzeugten Bildinformationen ohne Verzerrung oder Bildabschnitt auf einem Ausgabegerät mit einem 1 6 zu 9 Seitenlängenverhältnis angezeigt werden .
Um die Sensorfläche 1 7 herum weist der Bildsensor 1 5, 1 6 bauartbedingt einen Randbereich 25 auf. Dieser Randbereich 25 ist nicht zum Empfang von Lichtbündeln 6, 7 ausgelegt.
Derartige Bildsensoren 1 5, 1 6 werden zumeist paarweise verwendet, um jeweils ein Lichtbündel 6, 7 zu empfangen, wie beispielsweise in Fig . 1 dargestellt.
In einer alternativen Ausführungsform kann aber auch nur ein Bildsensor 20 vorgesehen sein, der in Fig . 6 schematisch dargestellt ist. Der Bildsensor 20 umfasst eine Sensorfläche 1 7, die von einem Randbereich 25 umgeben ist. Die Sensorfläche 1 7 ist in zwei Teilsensorflächen 21 , 22 unterteilt, die jeweils eine lange Seitenkante 1 8 und eine kurze Seitenkante 19 aufweisen und wobei die Teilsensorflächen 21 , 22 entlang einer langen Seitenkante 1 8 aneinander anliegen . Jede der Teilsensorflächen 21 , 22 ist zum Empfang jeweils eines Lichtbündels 6, 7 ausgelegt. Es kann auch ein nicht bildl ich dargestellter Abstand zwischen den Teilsensorflächen 21 , 22 vorgesehen sein, der nicht ausgelesen wird oder dessen Sensorsignale nicht dargestellt werden .
Beim Bildsensor 20 können die Lichtbündel 5, 6 somit dichter aneinander anliegen als bei zwei separaten Bildsensoren 1 5, 16, da kein oder nur ein geringer Randbereich 25 zwischen den Teilsensorflächen 21 , 22 vorgesehen ist.
In Fig . 7 und 8 ist beispielhaft gezeigt, wie durch die erfindungsgemäße Prismenanordnung 3 eine platzsparende Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6, 20 realisiert werden kann .
Fig . 7 zeigt schematisch zwei mögliche Anordnungen der Bildsensoren 1 5, 1 6 in einem optischen System 2 eines Stereo- Videoendoskops. Die Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6, die mit gestrichelten Linien dargestellt sind, entspricht der Anordnung nach dem Stand der Technik. Die Verbindungslinie 1 0 ist senkrecht zu den kurzen Seitenkanten 1 9.
Durch die Prismenanordnung 3 finden hingegen bei einem erfindungsgemäßen Stereo-Videoendoskop Parallelverschiebungen um die Vektoren 62, 63 statt, bevor die Lichtbündel 6, 7 auf die Bildsensoren 1 5, 16 treffen .
In dem Beispiel in Fig . 7 sind die Vektoren 62, 63 so gewählt, dass Θ = 90° ist und die Länge der Verbindungsl inie 1 0, 1 1 durch d ie Parallelverschiebung nicht verändert wird (angedeutet durch den gepunkteten Kreis). In diesem Fall sind die Bildsensoren 1 5, 1 6 (dar- gestellt durch Rechtecke mit durchgezogenen Linien) so angeordnet, dass die Verbindungslinie 1 1 senkrecht zu den langen Seitenkanten 1 8 ist.
Durch die rechteckige Form der Bildsensoren 1 5, 1 6 ist die Einhüllende 24 (durchgezogener Kreis) bei Θ = 90° kleiner als die Einhüllende 23 (gestrichelter Kreis) bei Θ = 0°. Durch die erfindungsgemäße Prismenanordnung 3 kann also eine platzsparendere Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6 realisiert werden , auch wenn die Länge der Verbindungslinien 1 0, 1 1 der Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 unverändert bleibt.
Der Länge der Verbindungslinie 1 1 kann auch durch die Parallelverschiebung zusätzlich verkleinert werden, um eine noch platzsparendere Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6 zu real isieren .
Auch eine Vergrößerung der Länge der Verbindungslinie 1 1 ist möglich, beispielsweise um eine Überschneidung der Lichtbündel 6, 7 zu vermeiden oder genug Platz für die Anordnung der proximalen optischen Baugruppe 14 oder der Bildsensoren 1 5, 1 6 zu schaffen .
In Fig . 8 ist eine Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6 gezeigt, bei denen die Randbereiche 25 der Bildsensoren 1 5, 1 6 aneinander anliegen . In der Anordnung nach dem Stand der Technik (gestrichelte Linien) liegen die Bildsensoren 1 5, 1 6 entlang der kurzen Seitenkanten 1 9 aneinander an . Eine Verkleinerung des Abstands der Mittelpunkte der Sensorflächen 1 7 ist mit einer Parallelverschiebung der Lichtbündel 6, 7 mit Θ = 0° nicht möglich .
Durch eine Parallelverschiebung der Lichtbündel 6, 7 mit Θ = 90° und gleichzeitiger Verkleinerung der Länge der Verbindungslinie 1 1 ist es jedoch möglich, eine Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6 zu wählen, bei denen die Bildsensoren 1 5, 1 6 entlang der langen Seitenkanten 1 8 aneinander anliegen . Auf diese Weise wird eine Verkleinerung der Einhüllenden 24 im Vergleich zur Einhüllenden 23 ohne erfindungsgemäße Prismenanordnung 3 erreicht. Gleichzeitig wird der Abstand der Mittelpunkte der Sensorflächen 1 7 verkleinert.
Um eine weitere Verkleinerung der Einhüllenden 24 und des Ab- stands der Mittelpunkte der Sensorflächen 1 7 zu erreichen, können die Bildsensoren 1 6, 1 7 durch einen einzelnen Bildsensor 20 mit zwei Teilsensorflächen 21 , 22 ersetzt werden . Auf diese Weise wird zusätzl ich der Randbereich 25 zwischen den Sensorflächen eingespart.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentl ich angesehen . Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein . Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere" oder „vorzugsweise" gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen .
Bezugszeichenliste
2 Optisches System 3 Prismenanordnung 4 erstes Prisma
5 zweites Prisma 6 erstes Lichtbündel 7 zweites Lichtbündel
8 Zentrum
9 Zentrum
1 0 Verbindungslinie 1 1 Verbindungslinie 1 2 Längsachse
1 3 distale optische Baugruppe 14 proximale optische Baugruppe 1 5 erster Bildsensor 1 6 zweiter Bildsensor 1 7 Sensorfläche
1 8 lange Seitenkante 1 9 kurze Seitenkante 20 Bildsensor
21 erste Teilsensorfläche
22 zweite Teilsensorfläche 23 Einhüllende
24 Einhüllende
25 Randbereich
26 Linsensystemkanal 27 Linsensystemkanal 51 Eintrittsfläche
52 Austrittsfläche
53 Reflexionsfläche 54 Fläche 62 Vektor
63 Vektor a Seitenkante
5 b Seitenkante c Seitenkante
Θ Winkel α Winkel ß Winkel io γ Winkel δ Winkel

Claims

Prismenanordnung für ein Stereo-Videoendoskop Patentansprüche
1 . Prismenanordnung (3) für ein Stereo-Videoendoskop mit zwei parallel zueinander geführten Lichtbündeln (6, 7) für eine stereoskopische Darstellung eines außerhalb des Stereo- Videoendoskops liegenden Bereichs, wobei die Prismenanordnung (3) ein erstes Prisma (4) zur Parallelverschiebung eines ersten Lichtbündels (6) und ein zweites Prisma (5) zur Parallelverschiebung eines zweiten Lichtbündels (7) umfasst, wobei das erste und zweite Prisma (4, 5) jeweils eine Eintrittsfläche (51 ) und eine Austrittsfläche (52) für ein Lichtbündel (6, 7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Parallelverschiebung eine Verbindungsl inie (1 1 ) der Zentren (8, 9) des ersten Lichtbündels (6) und des zweiten Lichtbündels (7) einen Winkel θ 0° zur Verbindungsl inie (1 0) zwischen den Zentren (8, 9) der Lichtbündel (6, 7) vor der Parallelverschiebung aufweist, wobei insbesondere Θ = 90° ist. Prismenanordnung (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Zentrums (8) des ersten Lichtbündels (6) von dem Zentrum (9) des zweiten Lichtbündels (7) durch die Parallelverschiebung vergrößert oder verkleinert wird .
Prismenanordnung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentren (8, 9) des ersten und zweiten Lichtbündels (6, 7) nach der Parallelverschiebung symmetrisch zum Mittelpunkt der Zentren (8, 9) des ersten und zweiten Lichtbündels (6, 7) vor der Parallelverschiebung sind .
Prismenanordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismen (4, 5) Parallelepi- pede mit Seiten kanten a, b und c sind , wobei jeweils eine der durch die Seitenkanten b und c aufgespannten Flächen als Eintrittsfläche (51 ), die andere Fläche als Austrittsfläche (52) und die durch die Seitenkanten a und b aufgespannten Flächen als Reflektionsflächen (53) ausgebildet sind, wobei α ein Winkel zwischen den Seitenkanten b und c, ß ein Winkel zwischen den Seitenkanten a und c und γ ein Win kel zwischen den Seitenkanten a und b ist, wobei α = γ = 90° und ß 90° gilt.
Prismenanordnung (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkanten c der Prismen (4, 5) einen Winkel 5 ^ 0° mit der Verbindungsl inie (10) der Lichtbündel (6, 7) vor der Parallelverschiebung einschließen.
Prismenanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Seitenkanten a und b aufgespannten Reflektionsflächen (53) der Prismen verspiegelt sind .
Prismenanordnung (3) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismen (4, 5) an jeweils einer der durch die Seitenkanten a und c aufgespannten Flächen (54) aneinander anliegen, insbesondere aneinander fixiert oder miteinander verbunden sind .
Optisches System (2) für ein Stereo-Videoendoskop umfassend eine Prismenanordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, eine distale optische Baugruppe (13), eine proximale optische Baugruppe (14) und ein oder zwei Bildsensoren (15, 1 6, 20), wobei die Prismen (4, 5) der Prismenanordnung (3) so in dem optischen System (2) angeordnet sind, dass eine Normale auf die Eintrittsflächen (51 ) parallel zu einer Längsachse (1 2) des optischen Systems (2) ausgerichtet ist.
Optisches System (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (2) einen ersten Bildsensor (15) zum Empfang des ersten Lichtbündels (6) und einen zweiten Bildsensor (1 6) zum Empfang des zweiten Lichtbündels (7) umfasst, wobei die Bildsensoren (1 5, 1 6) eine rechteckige Sensorfläche (17) aufweisen, insbesondere die Seitenkanten (1 8, 1 9) der Sensorflächen (1 7) ein Längenverhältnis von 1 6 zu 9 haben, und wobei die langen Seitenkanten (1 8) der Sensorflächen (17) parallel zu der Verbindungslinie (10) der Lichtbündel (6, 7) vor der Parallelverschiebung angeordnet sind .
Optisches System (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (2) einen einzelnen Bildsensor (20) umfasst, wobei der Bildsensor (20) eine erste Teilsensorfläche (21 ) zum Empfang des ersten Lichtbündels (6) und eine zweite Teilsensorfläche (22) zum Empfang des zweiten Lichtbündels (7) aufweist, wobei die Teilsensorflächen (21 , 22) jeweils eine rechteckige Fläche aufweisen, insbesondere die Seitenkanten (18, 1 9) der Teilsensorflächen ein Verhältnis von 16 zu 9 haben, wobei die langen Seitenkanten (1 8) der Teilsensorflächen (21 , 22) parallel zu der Verbindungslinie (10) der Lichtbündel (6, 7) vor der Parallelverschiebung angeordnet sind .
Optisches System (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Eintrittsrichtung des Lichts hintereinander die distale optische Baugruppe (13), die Prismenanordnung (3), die proximale optische Baugruppe (14) und zwei Bildsensoren (1 5, 1 6) angeordnet sind, wobei die proximale optische Baugruppe (14) zwei Linsensystemkanäle (26, 27) zur Abbildung des ersten und zweiten Lichtbündels (6, 7) nach den Parallelverschiebungen auf jeweils eine Sensorfläche (1 7) eines Bildsensors (15, 1 6) umfasst.
Optisches System (2) nach Anspruch 9 oder 1 0, dadurch gekennzeichnet, dass in Eintrittsrichtung des Lichts hintereinander die distale optische Baugruppe (13), die proximale optische Baugruppe (14), die Prismenanordnung (3) und die Bildsensoren (15, 1 6, 20) angeordnet sind, wobei die proximale optische Baugruppe (14) wenigstens einen Linsensys- temkanal (26, 27) umfasst, wobei die Prismenanordnung (3) zur Abbildung des ersten und zweiten Lichtbündels (6, 7) nach den Parallelverschiebungen auf jeweils eine Sensorfläche (1 7) der Bildsensoren (15, 1 6) oder auf jeweils eine Teilsensorfläche (21 , 22) des Bildsensors (20) eingerichtet ist.
1 3. Optisches System (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismenanordnung (3) synchron mit der proximalen optischen Baugruppe (14) und den Bildsensoren (1 5, 1 6, 20) um eine Längsachse (1 2) des optischen Systems (2) rotierbar ist.
14. Stereo-Videoendoskop mit einem optischen System (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 1 3.
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