WO2019072615A1 - Stereoendoskop - Google Patents

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WO2019072615A1
WO2019072615A1 PCT/EP2018/076668 EP2018076668W WO2019072615A1 WO 2019072615 A1 WO2019072615 A1 WO 2019072615A1 EP 2018076668 W EP2018076668 W EP 2018076668W WO 2019072615 A1 WO2019072615 A1 WO 2019072615A1
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WO
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stereo endoscope
section
objective
distal
beam paths
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PCT/EP2018/076668
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Jianxin Zhao
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Olympus Winter & Ibe Gmbh
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    • 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 stereo endoscope having a shaft and an objective arranged at the distal end of the shaft, the objective comprising: a distal objective section in which beam paths of a right partial image and a left partial image extend through common optical components; a proximal one
  • Lens section in which the beam paths of the right field and the left field are separated by separate optical components; and a transition section in which at an angle to each other from the distal lens section
  • transition section comprises a spreading arrangement in order to increase the distance of the beam paths of the right and left partial image to each other.
  • Endoscopes are used to view hard-to-reach areas, such as body cavities of a human or animal patient or the interior of technical facilities. They have for this purpose a slender shaft, which is introduced through an existing or created for the investigation opening in the cavity of interest. At the distal end of the shaft is a lens for taking an image of objects located in the cavity.
  • Stereo endoscopes have increasingly been used for some time now, ie endoscopes which record two partial images at slightly different viewing angles. These sub-images are then displayed using appropriate engineering means such that a user perceives a three-dimensional image of an observed object.
  • the objective of stereo endoscopes usually has a distal lens section, in which beams of a right partial image and a left partial image pass through common optical components.
  • This construction makes it possible to manufacture the optical components of the distal lens section with a large diameter, which is required for a high image resolution, in particular with a large opening angle.
  • the beams of the right field and the left field emerge at an angle to each other. As for forwarding the
  • Beam bundle a parallel course is technically easier to implement, adjoins the distal lens section a transition section, in which the radiation beams are aligned parallel to each other.
  • the transition section usually includes a positive lens.
  • Partial images are now displayed in a proximal lens section to the respective partial images.
  • the beams of the right field and the left field are separated by separate optical components.
  • a corresponding objective is described in DE102013215422A1.
  • each beam In order to avoid a trimming of the beams in the two reflections, each beam must be offset at least by a distance to the side, which corresponds approximately to the diameter of the beam. However, the resulting minimal spread is often greater than that for placement of the optical components of the proximal
  • a stereo endoscope having a shaft and an objective arranged at the distal end of the shaft, wherein the objective comprises: a distal objective section in which beam paths of a right partial image and a left partial image extend through common optical components; a proximal lens section in which the beam paths of the right field and the left field are through separate optical components; and a transition section in which the beam paths of the right and left partial image emerging at an angle to one another from the distal objective section are aligned parallel to one another; and wherein the transition section comprises a spreading arrangement in order to increase the distance of the beam paths of the right and left partial image to one another; and which is further developed in that the spreading arrangement is arranged to spread the beam paths of the right and left partial image asymmetrically to an optical axis of the distal lens section.
  • an asymmetric spread is understood to mean a spread in which one of the two beams is displaced by a first distance to the side, and in which the other beam is not displaced to the side, or is displaced by a second distance to the side, which is smaller than the first track.
  • the spreading arrangement may comprise a first prism arrangement in which one of the beam paths of the right or left field is offset in parallel by multiple reflection.
  • Prism arrangement may include, for example, two half-cube prisms or a rhomboid prism.
  • the spreading arrangement further comprises a Planglaselement through which the not extending through the first prism array beam path extends.
  • the longer beam path can be compensated by the prism arrangement, so that both beam bundles cover approximately the same optical path.
  • the optical path length through the plane glass element can preferably correspond approximately to the optical path length through the first prism arrangement.
  • the distal objective section comprises a second prism arrangement for processing a viewing direction of the stereo endoscope.
  • Stereo endoscopes are offered with different viewing directions.
  • an indication of the viewing direction is usually an angle between the viewing direction of
  • Stereo endoscope and a longitudinal axis of the stereo endoscope indicated While straight-looking stereoscopic endoscopes with a viewing direction of 0 ° have a simpler structure, stereoscopic endoscopes with a viewing direction deviating from 0 ° are more suitable for many applications, since a larger area can be examined here by rotating the stereo endoscope about the longitudinal axis of the shaft.
  • the distal objective section and the proximal objective section can be made rotatable relative to each other about the optical axis of the distal objective section. It is thereby possible to rotate the distal lens section with the second prism arrangement and thus to change the viewing direction of the stereo endoscope, without one due to the position of the proximal one Lens section fixed to change the horizon orientation of the recorded image.
  • the stereo endoscope is a video stereo endoscope, and the right and left subpictures are each imaged onto a separate imager.
  • at least one of the two image sensors can be aligned parallel to a longitudinal axis of the stereo endoscope.
  • An alignment parallel to a longitudinal axis of the stereo endoscope is understood to mean an alignment of the image sensor or imagers, in which an image plane of the image sensor (s) is parallel to the image sensor
  • the proximal objective section of a stereo endoscope can comprise at least a third prism arrangement with which the beam path of the left partial image and / or the optical path of the right partial image is deflected by 90 °.
  • Fig. 5 shows a lens of another stereo endoscope according to the invention.
  • FIG. 1 shows a stereo endoscope 1 with a main body 2 and an elongate shaft 3.
  • an objective 4 is arranged in the distal section of the shaft 3.
  • the shaft 3 is closed at the distal end by a window 5.
  • a supply and signal cable 8 is used to connect the stereo endoscope 1 with a light source, not shown, and also not shown image processing device.
  • FIG. 2 shows an objective 100 of a stereo endoscope.
  • the objective 100 comprises a distal objective section A, a transition section B and a proximal objective section C.
  • the distal objective section A comprises only a single negative lens 101.
  • the transition section B comprises a positive lens 102 and a diaphragm 103 with apertures 104, 105 for a beam of the right partial image and a radiation beam of the left partial image.
  • the transition section B Adjoining the transition section B is the proximal objective section C, which comprises two lens systems 108, 107 arranged parallel to one another. Imagers 108, 109 transform the images imaged by objective 100 into electrical signals for further processing. On the distal side, the lens 100 is closed by a window 10.
  • FIG. 3 shows an objective 200.
  • the lens corresponds in many aspects to the objective 100 of FIG. 2, corresponding components are therefore provided with a reference number increased by 100 and will not be described again.
  • the transition section B of the objective 200 comprises a spreading arrangement of two rhomboid prisms 220, 221, which comprise the beams of the right field and of the left field by reflection twice
  • the rhomboid prisms 220, 211 must displace the beams at least one distance laterally, which corresponds to the diameter of the beam and thus approximately the diameter of the apertures 204, 205. It can be seen that the
  • Lens systems 208,207 are pulled apart very far by this strong spread, so that the lens 200 in the proximal section requires a lot of space.
  • FIG. 4 shows an objective 300 of a stereo endoscope, which is shown according to an embodiment of the invention.
  • the objective 300 in turn has a distal objective section A, a
  • Lens section A comprises a negative lens 301 and a prism arrangement 302 three prisms 303,304,305, through which the viewing direction of the stereo endoscope is deflected.
  • the transition section B comprises a positive lens 308 and aperture 307 with
  • the transition section B comprises an asymmetrical spreading arrangement with a rhomboid prism 310 and a plane glass block 31 1. While the rhomboid prism 310 laterally displaces the beam of one field by multiple reflection, the other beam just passes through the plane glass block 31 1. The optical path length of both beams remains approximately the same.
  • the plane glass block 31 1 can be produced from one or more glass materials which have a higher refractive index than the material of the rhomboid prism 310.
  • the proximal objective section C in turn comprises two parallel lens systems 312, 313, at the proximal end of which image sensors 314, 315 are arranged.
  • the objective 300 is closed off by a window 318, which in the present example is designed as a spherically curved window.
  • the distal objective section A can be rotated relative to the proximal objective section C. This rotates the
  • the axis of rotation lies in the center axis of the positive lens 306.
  • the transition section B remains complete or only the diaphragm 307 fixed relative to the proximal lens section C.
  • the division of the lens sections A, B, C is based on the function of the respective optical components of the sections.
  • the optical components may be combined into modules, which differ from said lens sections A, B, C.
  • the components 301, 303, 305 of the objective section A shown in FIG. 4 together with the component 306 of the objective section B, can be combined to form a distal objective assembly
  • transition assembly B' includes only the components 307, 310, 31 1.
  • Other combinations of components to modules are also conceivable and possible.
  • FIGS. 5a and 5b a proximal objective section of a variant of FIG.
  • Stereo endoscope shown in two views. The remaining lens sections are designed according to FIG. 4 and are not shown for the sake of clarity.
  • FIG. 5a shows a view from a direction which is perpendicular to the horizontal plane of the objective and is indicated by the arrows Y in FIG.
  • FIG. 5b shows a
  • the proximal objective section consists of two parallel lens systems 401, 402, of which only the lens system 401 is visible in FIG. 5b. Unlike in FIG. 4, the lens systems 401, 402 are adjoined in each case by a half-cube prism 403, 404, which deflects a radiation beam passing through the respective lens system 401, 402 through reflection by 90 °. At the exit side of the half cube prisms 403, 404 are
  • Image pickup 405,408 arranged.
  • the half-cube prism 403 is concealed by the image receptor 405.
  • the image receptor 406 is hidden by the half-cube prism 404.
  • the image sensors 405, 406 can be mounted in a particularly space-saving manner.
  • a control section 406 'of the image sensors 405, 406 can be mounted in a particularly space-saving manner.
  • Image receptor 408 which carries no photosensitive elements, aligned so that it takes up little space.
  • the window 316 may be designed as a plane window.
  • the illustrated lens systems with other numbers, types and / or

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Abstract

Es wird ein Stereoendoskop vorgeschlagen mit einem Schaft (3) und einem am distalen Ende des Schafts (3) angeordneten Objektiv (4,300), wobei das Objektiv (4,300) folgendes aufweist: einen distalen Objektivabschnitt (A), in welchem Strahlengänge eines rechten Teilbildes und eines linken Teilbildes durch gemeinsame optische Bauelemente (301,303,304,305) verlaufen; einen proximalen Objektivabschnitt (C), in welchem die Strahlengänge des rechten Teilbildes und des linken Teilbildes durch separate optische Bauelemente verlaufen; und einen Übergangsabschnitt (B), in welchem die unter einem Winkel zueinander aus dem distalen Objektivabschnitt (A) austretenden Strahlengänge des rechten und des linken Teilbildes parallel zueinander ausgerichtet werden; und wobei der Übergangsabschnitt eine Spreizanordnung (310,311) umfasst, um den Abstand der Strahlengänge des rechten und des linken Teilbildes zueinander zu erhöhen. Dabei ist die Spreizanordnung (310,311) eingerichtet, die Strahlengänge des rechten und des linken Teilbildes asymmetrisch zu einer optischen Achse des distalen Objektivabschnitts (A) zu spreizen.

Description

Stereoendoskop
Die Erfindung betrifft ein Stereoendoskop mit einem Schaft und einem am distalen Ende des Schafts angeordneten Objektiv, wobei das Objektiv folgendes aufweist: einen distalen Objektivabschnitt, in welchem Strahlengänge eines rechten Teilbildes und eines linken Teilbildes durch gemeinsame optische Bauelemente verlaufen; einen proximalen
Objektivabschnitt, in welchem die Strahlengänge des rechten Teilbildes und des linken Teilbildes durch separate optische Bauelemente verlaufen; und einen Übergangsabschnitt, in welchem die unter einem Winkel zueinander aus dem distalen Objektivabschnitt
austretenden Strahlengänge des rechten und des linken Teilbildes parallel zueinander ausgerichtet werden; und wobei der Übergangsabschnitt eine Spreizanordnung umfasst, um den Abstand der Strahlengänge des rechten und des linken Teilbildes zueinander zu erhöhen.
Endoskope werden eingesetzt, um schwer zugängliche Bereiche einzusehen, beispielsweise Körperhöhlen eines menschlichen oder tierischen Patienten oder das Innere technischer Anlagen. Sie weisen dazu einen schlanken Schaft auf, welcher durch eine vorhandene oder für die Untersuchung erzeugte Öffnung in den interessierten Hohlraum eingeführt wird. Am distalen Ende des Schafts befindet sich ein Objektiv zur Aufnahme eines Bilds von in dem Hohlraum befindlichen Objekten.
Seit einiger Zeit werden dabei vermehrt Stereoendoskope eingesetzt, also Endoskope, welche zwei Teilbilder unter leicht abweichenden Blickwinkeln aufnehmen. Diese Teilbilder werden dann unter Einsatz geeigneter technischer Mittel so dargestellt, dass ein Benutzer ein dreidimensionales Bild eines beobachteten Objekts wahrnimmt.
Das Objektiv von Stereoendoskopen weist zumeist einen distalen Objektivabschnitt auf, in welchem Strahlenbündel eines rechten Teilbildes und eines linken Teilbildes durch gemeinsame optische Bauelemente verlaufen. Diese Bauweise ermöglicht es, die optischen Bauelemente des distalen Objektivabschnitts mit großem Durchmesser zu fertigen, was für eine hohe Bildauflösung insbesondere bei großem Öffnungswinkel erforderlich ist.
Aus dem distalen Objektivabschnitt treten die Strahlenbündel des rechten Teilbildes und des linken Teilbildes unter einem Winkel zueinander aus. Da für die Weiterleitung der
Strahlenbündel ein paralleler Verlauf technisch einfacher zu realisieren ist, schließt sich an den distalen Objektivabschnitt ein Übergangsabschnitt an, in welchem die Strahlenbündel parallel zueinander ausgerichtet werden. Der Übergangsabschnitt umfasst dazu zumeist eine Positivlinse. Die nun parallel verlaufenden Strahlenbündel des rechten Teilbildes und des linken
Teilbildes werden nun in einem proximalen Objektivabschnitt zu den jeweiligen Teilbildern abgebildet. In dem proximalen Objektivabschnitt verlaufen die Strahlenbündel des rechten Teilbildes und des linken Teilbildes durch separate optische Bauelemente. Ein entsprechendes Objektiv ist in der DE102013215422A1 beschrieben.
Der erreichbare Abstand der optischen Achsen der beiden Strahlenbündel im proximalen Objektivabschnitt ist recht klein, so dass in diesem Objektivabschnitt nur optische
Bauelemente mit geringem Durchmesser verwendet werden können. Dies begrenzt die erreichbare Bildqualität. Um hier Abhilfe zu schaffen ist vereinzelt vorgeschlagen worden, die beiden Strahlenbündel zu spreizen. Dabei werden die Strahlenbündel in einer ersten Reflexion in entgegengesetzte Richtungen um 90° abgelenkt, und dann in einer zweiten Reflexion um 90° zurück in die Ausgangsrichtung gelenkt.
Um bei den beiden Reflexionen einen Beschnitt der Strahlenbündel zu vermeiden muss jedes Strahlenbündel mindestens um eine Strecke zur Seite versetzt werden, die in etwa dem Durchmesser des Strahlenbündels entspricht. Die resultierende minimale Spreizung ist aber oft größer, als es zur Platzierung der optischen Bauelemente des proximalen
Objektivabschnitts erforderlich wäre. Eine über das hierfür erforderliche Maß hinausgehende Spreizung vergrößert aber den für das Objektiv benötigten Bauraum und ist daher nachteilig.
Es besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, ein Stereoendoskop bereitzustellen, dessen Objektiv hinsichtlich der oben beschriebenen Problematik verbessert ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Stereoendoskop mit einem Schaft und einem am distalen Ende des Schafts angeordneten Objektiv, wobei das Objektiv folgendes aufweist: einen distalen Objektivabschnitt, in welchem Strahlengänge eines rechten Teilbildes und eines linken Teilbildes durch gemeinsame optische Bauelemente verlaufen; einen proximalen Objektivabschnitt, in welchem die Strahlengänge des rechten Teilbildes und des linken Teilbildes durch separate optische Bauelemente verlaufen; und einen Übergangsabschnitt, in welchem die unter einem Winkel zueinander aus dem distalen Objektivabschnitt austretenden Strahlengänge des rechten und des linken Teilbildes parallel zueinander ausgerichtet werden; und wobei der Übergangsabschnitt eine Spreizanordnung umfasst, um den Abstand der Strahlengänge des rechten und des linken Teilbildes zueinander zu erhöhen; und welches dadurch weitergebildet ist, dass die Spreizanordnung eingerichtet ist, die Strahlengänge des rechten und des linken Teilbildes asymmetrisch zu einer optischen Achse des distalen Objektivabschnitts zu spreizen. Unter einer asymmetrischen Spreizung wird im Sinne der Erfindung eine Spreizung verstanden, bei welcher eines der beiden Strahlenbündel um eine erste Strecke zur Seite versetzt wird, und bei welcher das andere Strahlenbündel nicht zur Seite versetzt wird, oder um eine zweite Strecke zur Seite versetzt wird, die kleiner ist als die erste Strecke. Durch diese Ausführung der Spreizanordnung ist es möglich, eine ausrechende Spreizung der Strahlengänge zu erreichen, ohne den für das Objektiv benötigten Bauraum unnötig zu vergrößern.
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann dabei die Spreizanordnung eine erste Prismenanordnung umfassen, in welchem einer der Strahlengänge des rechten oder des linken Teilbildes durch mehrfache Reflexion parallel versetzt wird. Die
Prismenanordnung kann beispielsweise zwei Halbwürfelprismen oder ein Rhomboidprisma umfassen.
Vorzugsweise umfasst die Spreizanordnung weiterhin ein Planglaselement, durch welches der nicht durch die erste Prismenanordnung verlaufende Strahlengang verläuft. Hierdurch kann der längere Strahlweg durch die Prismenanordnung kompensiert werden, so dass beide Strahlenbündel etwa den gleichen optischen Weg zurücklegen. Dabei kann die optische Weglänge durch das Planglaselement vorzugsweise etwa der optischen Weglänge durch die erste Prismenanordnung entsprechen.
In einer möglichen Ausführung der Erfindung umfasst der distale Objektivabschnitt eine zweite Prismenanordnung zur Abwicklung einer Blickrichtung des Stereoendoskops.
Stereoendoskope werden mit unterschiedlichen Blickrichtungen angeboten. Dabei wird zur Angabe der Blickrichtung in der Regel ein Winkel zwischen der Blickrichtung des
Stereoendoskops und einer Längsachse des Stereoendoskops angegeben. Während geradeaus blickende Stereoendoskope mit einer Blickrichtung von 0° einen einfacheren Aufbau haben, sind Stereoendoskope mit einer von 0° abweichenden Blickrichtung für viele Anwendungen besser geeignet, da sich hier durch Rotation des Stereoendoskops um die Längsachse des Schafts ein größerer Bereich untersuchen lässt.
In einer Weiterbildung eines Stereoendoskops gemäß der Erfindung können der distale Objektivabschnitt und der proximale Objektivabschnitt gegeneinander um die optische Achse des distalen Objektivabschnitts verdrehbar ausgeführt sein. Es ist dadurch möglich, den distalen Objektivabschnitt mit der zweiten Prismenanordnung zu drehen und somit die Blickrichtung des Stereoendoskops zu wechseln, ohne eine durch die Lage des proximalen Objektivabschnitts festgelegte Horizontausrichtung des aufgenommenen Bildes zu verändern.
In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist das Stereoendoskop ein Video- Stereoendoskop, und das rechte und das linke Teilbild werden jeweils auf einen separaten Bildaufnehmer abgebildet. Dabei kann wenigstens einer der beiden Bildaufnehmer parallel zu einer Längsachse des Stereoendoskops ausgerichtet sein.
Durch eine entsprechende Ausrichtung eines oder beider Bildaufnehmer lässt sich der für die Bildaufnehmer benötigte Bauraum weiter reduzieren. Als Ausrichtung parallel zu einer Längsachse des Stereoendoskops wird dabei eine Ausrichtung des oder der Bildaufnehmer verstanden, in welcher eine Bildebene des oder der Bildaufnehmer parallel zu der
Längsachse des Videoendoskops verläuft. Eine solche Ausrichtung wird auch als liegende Ausrichtung bezeichnet.
Der proximale Objektivabschnitt eines Stereoendoskops kann dazu wenigstens eine dritte Prismenanordnung umfassen, mit welcher der Strahlengang des linken Teilbildes und/oder der Strahlengang des rechten Teilbildes um 90 abgelenkt wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einiger exemplarischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Ein Stereoendoskop,
Fig. 2 ein Objektiv eines Stereoendoskops gemäß Stand der Technik,
Fig. 3 ein Objektiv eines weiteren Stereoendoskops,
Fig. 4 ein Objektiv eines Stereoendoskops gemäß der Erfindung,
Fig. 5 ein Objektiv eines weiteren Stereoendoskops gemäß der Erfindung.
Figur 1 zeigt ein Stereoendoskop 1 mit einem Hauptkörper 2 und einem langgestreckten Schaft 3. Im distalen Abschnitt des Schafts 3 ist ein Objektiv 4 angeordnet. Der Schaft 3 wird am distalen Ende von einem Fenster 5 abgeschlossen.
Ein Versorgungs- und Signalkabel 8 dient dazu, das Stereoendoskop 1 mit einer nicht dargestellten Lichtquelle und einem ebenfalls nicht dargestellten Bildverarbeitungsgerät zu verbinden.
Am Hauptkörper 2 des Stereoendoskops 1 sind Fingerschalter 7,8 vorgesehen, über welche das Stereoendoskop 1 sowie ggf. die Lichtquelle und/oder das Bildverarbeitungsgerät gesteuert werden können. In Figur 2 ist ein Objektiv 100 eines Stereoendoskops dargestellt. Das Objektiv 100 umfasst einen distalen Objektivabschnitt A, einen Übergangsabschnitt B sowie einen proximalen Objektivabschnitt C.
Der distale Objektivabschnitt A umfasst im dargestellten Beispiel lediglich eine einzige Negativlinse 101 . Der Übergangsabschnitt B umfasst eine Positivlinse 102 sowie eine Blende 103 mit Blendenöffnungen 104, 105 für ein Strahlenbündel des rechten Teilbildes und ein Strahlenbündel des linken Teiibildes.
An den Übergangsabschnitt B schließt sich der proximale Objektivabschnitt C an, welcher zwei parallel zueinander angeordneten Linsensystemen 108,107 umfasst. Bildaufnehmer 108,109 wandeln die von dem Objektiv 100 abgebildeten Bilder zur weiteren Verarbeitung in elektrische Signale um. Auf der distalen Seite ist das Objektiv 100 durch ein Fenster 1 10 abgeschlossen.
Der Verlauf der Strahlenbündel des rechten Teilbildes und des linken Teilbündels ist durch zwei Lichtstrahlen 1 1 1 ,1 12 angedeutet, welche entlang der optischen Achsen der
Linsensysteme 106,107 verlaufen.
In Figur 3 ist ein Objektiv 200 dargestellt. Das Objektiv entspricht in vielen Aspekten dem Objektiv 100 aus der Figur 2, sich entsprechende Komponenten sind daher mit einem um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen und werden nicht erneut beschrieben.
Im Gegensatz zu dem Objektiv 100 umfasst der Übergangsabschnitt B des Objektivs 200 eine Spreizanordnung aus zwei Rhomboidprismen 220,221 , welche die Strahlenbündel des rechten Teilbildes und des linken Teilbildes durch zweimalige Reflexion
auseinanderspreizen, wie am Verlauf der Strahlen 21 1 ,212 erkennbar ist.
Die Rhomboidprismen 220,221 müssen die Strahlenbündel mindestens um eine Strecke seitlich versetzen, welche dem Durchmesser der Strahlenbündel und somit etwa dem Durchmesser der Blendenöffnungen 204,205 entspricht. Es ist erkennbar, dass die
Linsensysteme 208,207 durch diese starke Spreizung sehr weit auseinandergezogen werden, so dass das Objektiv 200 im proximalen Abschnitt sehr viel Bauraum benötigt.
In Figur 4 ist ein Objektiv 300 eines Stereoendoskops dargestellt, welches gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Das Objektiv 300 weist wiederum einen distalen Objektivabschnitt A, einen
Übergangsabschnitt B und einen proximalen Objektivabschnitt C auf. Der distale
Objektivabschnitt A umfasst eine Negativlinse 301 sowie eine Prismenanordnung 302 aus drei Prismen 303,304,305, durch welche die Blickrichtung des Stereoendoskops abgelenkt wird.
Der Übergangsabschnitt B umfasst eine Positivlinse 308 und Blende 307 mit
Blendenöffnungen 308,309 für die Strahlenbündel des rechten und des linken Teilbildes. Weiterhin umfasst der Übergangsabschnitt B eine asymmetrische Spreizanordnung mit einem Rhomboidprisma 310 und einem Planglasblock 31 1 . Während das Rhomboidprisma 310 das Strahlenbündel eines Teilbildes durch mehrfache Reflexion seitlich versetzt, läuft das andere Strahlenbündel gerade durch den Planglasblock 31 1 . Dabei bleibt die optische Weglänge beider Strahlenbündel etwa gleich. Hierzu kann der Planglasblock 31 1 aus einem oder mehreren Glasmaterialien hergestellt sein, die eine höhere Brechzahl aufweisen als das Material des Rhomboidprismas 310.
Der proximale Objektivabschnitt C umfasst wiederum zwei parallele Linsensysteme 312,313, an deren proximalen Ende Bildaufnehmer 314, 315 angeordnet sind.
Das Objektiv 300 ist durch ein Fenster 318 abgeschlossen, welches im vorliegenden Beispiel als sphärisch gekrümmtes Fenster ausgeführt ist.
Der Verlauf der Strahlenbündel der beiden Teilbilder ist durch die Strahlen 317,318 angedeutet.
Um die Blickrichtung des Objektivs 300 zu ändern, kann der distale Objektivabschnitt A gegenüber dem proximalen Objektivabschnitt C verdreht werden. Dadurch rotiert die
Blickrichtung um eine Längsachse des Stereoendoskops. Die Drehachse liegt dabei in der Mittelachse der Positivlinse 306. Bei der Drehung bleibt der Übergangsabschnitt B komplett oder nur die Blende 307 ortsfest bezüglich des proximalen Objektivabschnitts C.
Die Aufteilung der Objektivabschnitte A, B, C orientiert sich an der Funktion der jeweiligen optischen Bauelemente der Abschnitte. Bei einer konstruktiven Umsetzung eines Objektivs können dabei die optischen Bauelemente zu Baugruppen zusammengefasst sein, welche von den genannten Objektivabschnitten A, B, C abweichen. So können beispielsweise die in Figur 4 dargestellten Bauelemente 301 , 303, 305 des Objektivabschnitts A gemeinsam mit dem Bauelement 306 des Objektivabschnitts B zu einer distalen Objektivbaugruppe
A' zusammengefasst sein, während eine Übergangsbaugruppe B' nur die Bauelemente 307, 310, 31 1 umfasst. Andere Kombinationen der Bauelemente zu Baugruppen sind ebenfalls denkbar und möglich. In den Figuren 5a und 5b ist ein proximaler Objektivabschnitt einer Variante eines
Stereoendoskops in zwei Ansichten dargestellt. Die restlichen Objektivabschnitte sind entsprechend der Figur 4 ausgeführt und der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt,
Figur 5a zeigt eine Ansicht aus einer Richtung, die senkrecht zur Horizontebene des Objektivs verläuft und in Figur 5b durch die Pfeile Y angedeutet ist. Figur 5b zeigt eine
Ansicht aus einer Richtung, welche parallel zu der Horizontebene des Objektivs verläuft und in Figur 5a durch die Pfeile X angedeutet ist.
Der proximale Objektivabschnitt besteht aus zwei parallelen Linsensystemen 401 ,402, von denen in Figur 5b nur das Linsensystem 401 sichtbar ist. Anders als in Figur 4 dargestellt schließt sich an die Linsensysteme 401 ,402 jeweils ein Halbwürfelprisma 403,404 an, welches ein durch das jeweilige Linsensystem 401 ,402 verlaufendes Strahlenbündel durch Reflexion um 90° ablenkt. An der Austrittsseite der Halbwürfelprismen 403,404 sind
Bildaufnehmer 405,408 angeordnet.
In der Figur 5a ist das Halbwürfelprisma 403 durch den Bildaufnehmer 405 verdeckt Der Bildaufnehmer 406 ist durch das Halbwürfelprisma 404 verdeckt.
In der Anordnung gemäß der Figuren 5a, 5b können die Bildaufnehmer 405,406 besonders platzsparend angebracht werden. Insbesondere ist ein Steuerabschnitt 406' des
Bildaufnehmers 408, welcher keine lichtempfindlichen Elemente trägt, so ausgerichtet, dass er wenig Platz benötigt. Ein entsprechender Steuerabschnitt des Bildaufnehmers 405, der in den Figuren 5a, 5b nicht sichtbar ist, ist entsprechend ausgerichtet.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungen dienen lediglich als Beispiele und können modifiziert und/oder untereinander kombiniert werden. So kann beispielsweise die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform unter Wegfall der Prismenanordnung 302 mit einer
Blickrichtung ausgeführt werden, die parallel zur Längsachse des Stereoendoskops verläuft. Alternativ oder zusätzlich kann das Fenster 316 als planes Fenster ausgeführt sein. Ebenso können die dargestellten Linsensysteme mit anderen Anzahlen, Typen und/oder
Kombinationen von optischen Elementen ausgeführt sein.

Claims

Stereoendoskop mit einem Schaft (3) und einem am distalen Ende des Schafts (3) angeordneten Objektiv (4,300), wobei das Objektiv (4,300) folgendes aufweist:
- einen distalen Objektivabschnitt (A), in welchem Strahlengänge eines rechten Teilbildes und eines linken Teilbildes durch gemeinsame optische Bauelemente (301 ,303,304,305) verlaufen;
- einen proximalen Objektivabschnitt (C), in welchem die Strahlengänge des rechten Teilbildes und des linken Teilbildes durch separate optische Bauelemente verlaufen; und
- einen Übergangsabschnitt (B), in welchem die unter einem Winkel zueinander aus dem distalen Objektivabschnitt (A) austretenden Strahlengänge des rechten und des linken Teiibildes parallel zueinander ausgerichtet werden;
und wobei der Übergangsabschnitt eine Spreizanordnung (310,31 1 ) umfasst, um den Abstand der Strahlengänge des rechten und des linken Teilbildes zueinander zu erhöhen;
dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizanordnung (310,31 1 ) eingerichtet ist, die Strahlengänge des rechten und des linken Teilbildes asymmetrisch zu einer optischen Achse des distalen Objektivabschnitts (A) zu spreizen.
Stereoendoskop nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Spreizanordnung (310,31 1 ) eine erste Prismenanordnung (310) umfasst, in welchem einer der Strahlengänge des rechten oder des linken Teilbildes durch mehrfache Reflexion parallel versetzt wird.
Stereoendoskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Spreizanordnung (310,31 1 ) ein Planglaselement (31 1 ) umfasst, durch welches der nicht durch die erste Prismenanordnung (310) verlaufende Strahlengang verläuft.
Stereoendoskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Weglänge durch das Planglaselement (31 1 ) etwa der optischen Weglänge durch die erste Prismenanordnung (310) entspricht.
Stereoendoskop nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der distale Objektivabschnitt (A) eine zweite
Prismenanordnung (302) zur Abwinklung einer Blickrichtung des Stereoendoskops umfasst.
1
6. Stereoendoskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der distale Objektivabschnitt (A) und der proximale Objektivabschnitt (C) gegeneinander um die optische Achse des distalen Objektivabschnitts (A) verdrehbar ausgeführt sind.
7. Stereoendoskop nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Stereoendoskop ein Video-Stereoendoskop ist, und dass das rechte und das linke Teilbild jeweils auf einen separaten Bildaufnehmer (314,315,405,406) abgebildet werden.
8. Stereoendoskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bildaufnehmer (405,408) parallel zu einer Längsachse des Stereoendoskops ausgerichtet ist,
9. Stereoendoskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der proximale Objektivabschnitt (C) wenigstens eine dritte Prismenanordnung (403,404) umfasst, mit welcher der Strahiengang des linken Teilbildes und/oder der Strahlengang des rechten Teilbildes um 90: abgelenkt wird.
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