DE10033142C2 - Erregerfilter für ein Endoskop zur Fluoreszenzuntersuchung - Google Patents

Abstract

Beschrieben ist ein Erregerfilter (60), das in einem Beleuchtungssystem eines Fluoreszenz-Endoskops (10) verwendet wird. Um die spektrale Durchlässigkeit für den Wellenlängenbereich der Fluoreszenzstrahlung herabzusetzen, besteht das Erregerfilter (60) aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten ebenen Filterelement (61, 62, 63), die in Transmissionsrichtung fluchtend angeordnet sind. Jedes Filterelement (61, 62, 63) ist ein Interferenzfilter, welches das Anregungslicht durchläßt und Licht in einem Wellenlängenbereich der Fluoreszenzstrahlung ausblendet. Das erste und das dritte Filterelement (61, 63) sind senkrecht zur Mittelachse des eintretenden Lichtstrahls angeordnet. Das zweite Filterelement (62) ist gegenüber einer Anordnung geneigt, in der es zu den anderen Filterelementen (61, 63) parallel ausgerichtet sein würde. Die an den Flächen der Filterelemente (61, 62, 63) reflektierten Lichtstrahlen werden bei Reflexionen an den nichtparallelen Flächen in eine Richtung gelenkt, die von der Richtung der normal durchtretenden Lichtstrahlen abweicht. Dadurch wird vermieden, daß das Beleuchtungslicht ein Rauschen für die Fluoreszenzbildaufnahme verursacht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Erregerfilter, das in einem optischen Beleuchtungssy­ stem eines Endoskops zur Fluoreszenzuntersuchung verwendet wird.

Organisches Gewebe enthält verschieden Arten von Substanzen, die Fluores­ zenzstrahlung aussenden, wenn sie Anregungslicht einer bestimmten Wellen­ länge ausgesetzt werden. Dieser Vorgang wird auch als Autofluoreszenz be­ zeichnet. Normales Gewebe und abnormales Gewebe unterscheiden sich in der Intensität und der Wellenlänge ihrer Fluoreszenzstrahlung. Ein Endoskop zur Fluoreszenzuntersuchung wird eingesetzt, um das zu prüfende organische Ge­ webe mit Anregungslicht zu beleuchten und dann die Intensitätsverteilung der von dem angeregten Gewebe abgestrahlten Fluoreszenzstrahlung zu beobachten. Ein solches Endoskop wird im folgenden als Fluoreszenz-Endoskop bezeichnet. Auf Grundlage dieser Intensitätsverteilung kann der Arzt abschätzen, ob das untersuchte Gewebe normal oder abnormal ist.

Das Fluoreszenz-Endoskop hat ein optisches Beleuchtungssystem und ein opti­ sches Bildaufnahmesystem, das ein Fluoreszenzbild einfängt. Der Wellenlängen­ bereich des Anregungslichtes weicht in Richtung kürzerer Wellenlängen von dem Wellenlängenbereich der Fluoreszenzstrahlung ab. Da die von dem organischen Gewebe ausgesendete Fluoreszenzstrahlung extrem schwach ist, darf das Anre­ gungslicht in dem Wellenlängenbereich der Fluoreszenzstrahlung kein Licht ent­ halten, um so nur die von dem organischen Gewebe ausgesendete Fluoreszenz­ strahlung einzufangen.

Wird eine weißes Licht ausstrahlende Erregerlampe als Lichtquelle des Beleuch­ tungssystems eingesetzt, so sollte ein Erregerfilter vorhanden sein. Das Erreger­ filter läßt die Anregungsstrahlung durch und schirmt im Wellenlängenbereich der Fluoreszenzstrahlung das Licht ab.

Wird als Erregerfilter ein Farbglasfilter verwendet, das Farbstoffe in einem Glas­ substrat enthält, so senden die Farbstoffe Fluoreszenzstrahlung aus, welche die Aufnahme des Fluoreszenzbildes möglicherweise stören.

Das Beleuchtungssystem enthält deshalb ein Interferenzfilter als Erregerfilter, das aus einem dielektrischen Mehrschichtüberzug besteht, der in einem Aufdampfpro­ zeß auf ein transparentes Substrat aufgebracht wird. Das Interferenzfilter reicht jedoch nicht aus, die Durchlässigkeit für Licht im Wellenlängenbereich der Fluo­ reszenzstrahlung ausreichend herabzusetzen.

Aus der DE 196 46 176 A1 ist ein Fluoreszenzendoskop bekannt, das mit einem Anregungslichtfilter und einem Fluoreszenzfilter arbeitet. Die beiden Filter sind so ausgebildet, daß die Differenz der längsten Wellenlänge, bei der die Durchlässig­ keit des Anregungslichtfilters größer als 10% ist, und der kürzesten Wellenlänge, bei der die Durchlässigkeit des Fluoreszenzfilters größer als 10% ist, 20 bis 40 nm beträgt. Der Aufbau der Filter selbst ist in der DE 196 46 176 A1 nicht beschrie­ ben. Aus der DE 198 49 777 A1 ist ebenfalls ein Fluoreszenzendoskop mit Anre­ gungslichtfilter und Fluoreszenzfilter bekannt. Diese Filter sind speziell auf die Erfassung eines Fluoreszenzbildes ausgelegt, das durch die Autofluoreszenz der endogenen Substanz Riboflavin erzeugt wird. Das Anregungslichtfilter ist dabei als Interferenzfilter ausgebildet, bei dem auf eine das Substrat bildende transparente Glasplatte Filmschichten aufgedampft sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Erregerfilter für ein Fluoreszenz-Endoskop anzu­ geben, das in der Lage ist, die spektrale Durchlässigkeit für den Wellenlän­ genbereich der Fluoreszenzstrahlung zu verringern.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch das Erregerfilter mit den Merkmalen des An­ spruchs 1.

Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau werden die an den Flächen der Filterele­ mente mehrfach reflektierten Lichtstrahlen in eine Richtung gelenkt, die von der normalen Lichtdurchtrittsrichtung verschieden ist, d. h. von der Richtung, in der die Lichtstrahlen in der Zwischenzeit normalerweise durch das Filter treten. Dadurch wird vermieden, daß das Beleuchtungslicht ein Rauschen für die Fluoreszenz­ bildaufnahme darstellt.

Um die Mehrfachreflexion an den Flächen der Filterelemente zu vermeiden, be­ trägt der Winkel, den die nichtparallelen Flächen gegenüber einer Anordnung, in der sie parallel zu den anderen Flächen angeordnet sind, vorzugsweise 10°. Sind drei ebene Filterelemente vorgesehen, so können zwei dieser Filterelemente par­ allel zueinander angeordnet sein, während das übrige Filterelement nichtparallel zu den anderen Filterelementen angeordnet ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist mindestens eines der Filterelemente ein prismenförmiges Filterelement, dessen eine Fläche nichtparallel zu dessen ande­ rer Fläche ist. Sind drei prismenförmige Filterelemente vorgesehen, so sind fol­ gende Anordnungen möglich:

• 1. Die Außenflächen der außenseitigen Filterelemente sind parallel zueinander und die Flächen des mittleren Filterelementes jeweils parallel zu der ihnen ge­ genüberliegenden Fläche des jeweiligen außenseitigen Filterelementes ange­ ordnet.
• 2. Die Außenflächen der außenseitigen Elemente sind parallel zueinander und die Flächen des mittleren Elementes jeweils bezüglich der ihnen gegenüberlie­ genden Fläche des jeweiligen außenseitiges Filterelementes nichtparallel ange­ ordnet.
• 3. Jede Fläche ist nichtparallel zu den übrigen Flächen angeordnet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht das Erregerfilter aus zwei prismenförmigen Filterelementen und einem ebenen Filterelement, das zwischen den prismenförmigen Filterelementen angeordnet ist. In diesem Fall können die Außenflächen der außenseitigen Elemente parallel zueinander und die Flächen des mittleren Elementes jeweils nichtparallel bezüglich der ihnen gegenüberlie­ genden Fläche des jeweiligen außenseitigen Elementes angeordnet sein.

Mindestens ein Filterelement kann ein Meniskus-Filterelement ohne Brechkraft sein. In diesem Fall besteht das Erregerfilter vorteilhaft aus zwei Meniskus-Fil­ terelementen und einem ebenen Filterelement, das zwischen den beiden Menis­ kus-Filterelementen angeordnet ist. Die Meniskus-Filterelemente sind so ange­ ordnet, daß ihre konkaven Flächen einander zugewandt sind. Das ebene Fil­ terelement ist so angeordnet, daß seine Normale mit einer Linie, die die Krüm­ mungsmittelpunkte der konkaven Flächen miteinander verbindet, einen Winkel einschließt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zei­ gen:

Fig. 1 ein Fluoreszenz-Endoskopsystem mit einem Erregerfilter gemäß ei­ nem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Erregerfilter nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen die Durchlässigkeit der Erregerfilter darstellenden Graphen,

Fig. 4 einen Teil des Graphen nach Fig. 3 in einem Wellenlängenbereich kleiner als 400 nm,

Fig. 5 einen Teil des Graphen nach Fig. 3 in einem Wellenlängenbereich größer als 400 nm,

Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel des Erregerfilters,

Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel des Erregerfilters,

Fig. 8 ein viertes Ausführungsbeispiel des Erregerfilters,

Fig. 9 ein fünftes Ausführungsbeispiel des Erregerfilters,

Fig. 10 ein sechstes Ausführungsbeispiel des Erregerfilters, und

Fig. 11 eine Darstellung der Mehrfachreflexionen, die bei parallel zueinan­ der angeordneten Filterelementen auftreten.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 der allgemeine Aufbau eines Fluo­ reszenz-Endoskopsystems beschrieben, bei dem ein Erregerfilter verwendet wird.

Das Fluoreszenz-Endoskopsystem enthält ein Endoskop 10, einen Lichtwellenteil 20 und einen Bildaufnahmeteil 30. Der Bildaufnahmeteil 30 ist über eine Video­ umschaltvorrichtung 40 an einen Monitor 50 angeschlossen. Das Fluoreszenz- Endoskopsystem nach Fig. 1 kann zwischen einem Normalmodus wählen, bei dem ein Bild eines mit weißem Licht beleuchteten Objektes, d. h. Gewebes, aufge­ nommen wird, und einem Fluoreszenzmodus, in dem ein Autofluoreszenzbild des mit Anregungslicht beleuchteten Objektes eingefangen wird.

Das Endoskop 10 hat einen Einführteil 11, der in eine Unterleibskörperhöhle ein­ geführt wird, einen Bedienteil 12, der mit einem Ende des Einführteils 11 verbun­ den ist, und ein Lichtleitrohr 13, das von einer Seite des Bedienteils 12 abzweigt und mit dem Lichtquellenteil 20 verbunden ist. Der Bildaufnahmeteil 30 ist mit der anderen Seite des Bedienteils 12 verbunden.

An dem distalen Ende des Einführteils 11 sind ein Beobachtungsfenster 18 und eine Objektivoptik 15 vorgesehen. Weiterhin verläuft in dem Endoskop 10 ein im folgenden kurz als Bildleiter bezeichnetes Lichtwellenleiter-Faserbündel 14 vom distalen Ende des Einführteils 11 zu dessen entgegengesetztem Ende. Von dem Objekt stammendes Licht gelangt über das Beobachtungsfenster 18 in das Endo­ skop 10 und erzeugt über die Objektivoptik 15 auf einer Eintrittsfläche des Licht­ leiters 14 ein Bild. Dieses Bild wird von dem Lichtleiter 14 über eine Okularlinse 16 an den Bildaufnahmeteil 30 übertragen.

Weiterhin verläuft in dem Endoskop 10 durch das Lichtleitrohr 13 ein im folgen­ den kurz als Lichtleiter bezeichnetes Lichtwellenleiter-Faserbündel 17 von dem Lichtquellenteil 20 zum distalen Ende des Einführteils 11. Der Lichtquellenteil 20 hat eine Xenonlampe 21 als Weißlichtquelle, einen Reflektor 22 und eine Fres­ nel-Kondensorlinse 23. Das von der Xenonlampe 21 ausgesendete Beleuch­ tungslicht wird von dem Reflektor 22 und der Fresnel-Kondensorlinse 23 so ge­ sammelt, daß es in den Lichtleiter 17 gelangt. Das von dem Lichtleiter 17 übertra­ gene Beleuchtungslicht beleuchtet das Objekt über eine Beleuchtungslinse 19, die an dem distalen Ende des Einführteils 11 dem Beobachtungsfenster am näch­ sten angeordnet ist.

Der Lichtquellenteil 20 enthält ein Erregerfilter 16, das das Anregungslicht durch­ läßt und Licht im Wellenlängenbereich der Fluoreszenzstrahlung abschirmt, d. h. ausfiltert. Das organische Gewebe strahlt Fluoreszenzstrahlung aus, wenn es mit dem Anregungslicht bestrahlt wird. Diese Fluoreszenzstrahlung wird, wie schon eingangs erwähnt, auch als Autofluoreszenzstrahlung bezeichnet.

Um die spektrale Durchlässigkeit für den Wellenlängenbereich der Fluoreszenz­ strahlung herabzusetzen, besteht das Erregerfilter 60 gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten ebenen Fil­ terelement 61, 62 und 63, die längs einer Richtung fluchtend angeordnet sind, längs der die Lichtstrahlen durch die Filterelemente hindurchtreten. Das Erreger­ filter 60 kann quer zu dem Strahlengang bewegt werden, der zwischen der Fres­ nel-Kondensorlinse 23 und dem Lichtleiter 17 verläuft. Im Normalmodus befindet sich das Erregerfilter 60 außerhalb dieses Strahlenganges, wie in Fig. 1 mit den durchgezogenen Linien dargestellt ist. Im Fluoreszenzmodus ist dagegen das Er­ regerfilter in dem Strahlengang angeordnet, wie die gestrichelten Linien zeigen.

Das Objekt wird also in dem Normalmodus mit weißem Licht und in dem Fluores­ zenzmodus mit Anregungslicht bestrahlt.

In dem Bildaufnahmeteil 30 ist ein Umschaltspiegel 32 vorgesehen, um die Rich­ tung des durch die Okularlinse 16 tretenden Lichtes umzuschalten. Im Normal­ modus befindet sich der Umschaltspiegel 32 außerhalb des Strahlenganges, wie in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, und das durch die Okularlinse 16 tretende Licht erzeugt über eine Abbildungsoptik 30a das Bild auf einer CCD- Kamera 31. In dem Fluoreszenzmodus ist der Umschaltspiegel 32 in dem Strah­ lengang mit einer Orientierung von 45° angeordnet, wie in Fig. 1 mit den gestri­ chelten Linien dargestellt ist, und das durchtretende Licht wird an dem Um­ schaltspiegel 32 und einem feststehenden Spiegel 33 so reflektiert, daß es über eine Abbildungsoptik 33a das Fluoreszenzbild auf einer CCD 41 erzeugt.

Zwischen dem Umschaltspiegel 32 und dem feststehenden Spiegel 33 befindet sich ein Fluoreszenzfilter 35, das Licht in dem Wellenlängenbereich der Fluores­ zenzstrahlung durchläßt und Licht in dem Wellenlängenbereich des Anregungs­ lichtes abschirmt. Weiterhin befindet sich zwischen der Abbildungsoptik 33a und der CCD 41 ein Bildverstärker 34, der die Helligkeit des Fluoreszenzbildes extrem verstärkt.

Die CCDs 31 und 41 sind an die Videoumschaltvorrichtung 40 angeschlossen, die die aus den CCDs 31 und 41 stammenden Bildsignale umschaltet. In dem normalen Modus wählt die Videoumschaltvorrichtung 40 das von der CCD 31 ausgegebene Bildsignal aus, um auf dem Monitor 50 das Normalbild darzustellen. In dem Fluoreszenzmodus wählt die Videoumschaltvorrichtung 40 das aus der CCD 41 stammende Bildsignal aus, um das Fluoreszenzbild auf dem Monitor 50 darzustellen.

Im folgenden wird der Aufbau des Erregerfilters 60 gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel erläutert.

Fig. 2 zeigt das Erregerfilter 60 nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung. Das Erre­ gerfilter 60 besteht aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten ebenen Filterelement 61, 62 und 63, die von der Eintrittsseite her betrachtet in der vorste­ hend genannten Reihenfolge angeordnet sind. Jedes der Filterelemente 61, 62 und 63 ist ein Interferenzfilter, dessen spektrale Durchlässigkeit für den Wellen­ längenbereich des Anregungslichtes, d. h. 250 nm bis 370 nm, mehr als 80%, und für den Wellenlängenbereich der Fluoreszenzstrahlung, d. h. größer als 400 nm, weniger als 5% beträgt. Diese Filterelemente sind fluchtend längs einer Richtung angeordnet, längs der die durch die Filterelemente tretenden Lichtstrahlen ver­ laufen. Auf diese Weise wird die spektrale Durchlässigkeit für den Wellenlängen­ bereich der Fluoreszenzstrahlung reduziert.

Das erste und das dritte Filterelement 61 und 63, die sich an den beiden Seiten des Filters 60 befinden, sind senkrecht zur Mittelachse des eintretenden Licht­ strahls angeordnet. Diese beiden Filterelemente 61 und 63 sind also parallel zu­ einander ausgerichtet. Dagegen ist das zweite Filterelement 62 um 10° gegen­ über der Stellung geneigt, in der es sich parallel zu den beiden anderen Fil­ terelementen 61 und 63 befinden würde. In dem ersten Ausführungsbeispiel sind also die Flächen des zweiten Filterelementes 62 nichtparallel zu den Flächen des ersten und des dritten Filterelementes 61 und 63.

Da bei diesem Aufbau die an den Flächen der Filterelemente reflektierten Licht­ strahlen bei Reflexion an den nichtparallelen Flächen in eine Richtung gelenkt werden, die von der Richtung der normal durchtretenden Lichtstrahlen abweicht, kann die spektrale Durchlässigkeit für den Wellenlängenbereich größer als 400 nm auf weniger als 0,1% reduziert werden, während die spektrale Durchlässigkeit für den Wellenlängenbereich von 250 nm bis 370 nm auf mehr als 50% gehalten werden kann. Damit wird vermieden, daß das Beleuchtungslicht ein die Fluores­ zenzbildaufnahme störendes Rauschen verursacht.

Die spektrale Durchlässigkeit des Erregerfilters 60 gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel wird im folgenden an Hand eines Vergleichs mit der Verwendung eines einzigen Filterelementes sowie einer Kombination dreier parallel zueinan­ der angeordneter Filterelemente erläutert. In der folgenden Beschreibung wird die Kombination der drei Elemente gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als "Nichtparallel-Kombination", das einzelne Filterelement als "Einzelelement" und die Kombination der drei parallelen Filterelemente als "Parallel-Kombination" be­ zeichnet.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen die Korrelation von Durchlässigkeit und Wellenlänge. Fig. 3 zeigt den gesamten Wellenlängenbereich von 250 nm bis 650 nm auf grober Skala. Fig. 4 zeigt den kurzwelligeren Abschnitt, nämlich 250 nm bis 400 nm, auf grober Skala, und Fig. 5 zeigt den langwelligeren Abschnitt, nämlich 400 nm bis 650 nm, auf feiner Skala.

In den Graphen ist die spektrale Durchlässigkeit der Parallel-Kombination mit durchgezogener Linie, das Einzelelement mit punktierter Linie und die Nicht­ parallel-Kombination mit strichpunktierter Linie dargestellt.

Da die Skala der Fig. 3 zu grob ist, um in dem Wellenlängenbereich größer als 400 nm die Durchlässigkeit der Nichtparallel-Kombination von der der Parallel- Kombination zu unterscheiden, ist die spektrale Durchlässigkeit der Nichtparallel- Kombination nicht dargestellt.

Fig. 3 zeigt, daß die Parallel-Kombination auch die spektrale Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich der Fluoreszenzstrahlung verglichen mit dem Einzel­ element reduziert.

Wie in Fig. 4 dargestellt, ist der Unterschied der spektralen Durchlässigkeit zwi­ schen Parallel-Kombination und Nichtparallel-Kombination gering.

Die spektrale Durchlässigkeit der Parallel-Kombination beträgt maximal 0,9%, während die spektrale Durchlässigkeit der Nichtparallel-Kombination auf unter 0,1% reduziert ist, wie in Fig. 5 dargestellt ist.

Sind drei Filterelemente vorgesehen, dessen spektrale Durchlässigkeit für den Wellenlängenbereich der Fluoreszenzstrahlung jeweils 5% beträgt, so resultiert daraus mathematisch eine spektrale Durchlässigkeit von 0,25%.

Sind jedoch die Filterelemente parallel zueinander angeordnet, so wird die tat­ sächliche spektrale Durchlässigkeit größer als es die mathematische Berechnung angibt. So ist es vorstellbar, daß Mehrfachreflexionen an den Flächen der Filter­ platten die spektrale Durchlässigkeit erhöhen. Sind beispielsweise, wie in Fig. 11 gezeigt, zwei Filterplatten f1 und f2 parallel zueinander angeordnet, so tritt ein Lichtstrahl A als ein normal durchtretender Lichtstrahl durch die Filter f1 und f2 hindurch, während die Lichtstrahlen B, C und D, die an den Flächen der Filter­ platten eine gerade Anzahl von Malen reflektiert werden, Mehrfachreflexions- Lichtstrahlen werden, die in die gleiche Richtung ausgerichtet werden wie der normal durchgehende Lichtstrahl A. So wird der Lichtstahl B an der Eintrittsfläche der zweiten Filterplatte f2 und dann an der Austrittsfläche der ersten Filterplatte f1 reflektiert. Analog wird der Lichtstrahl C in der zweiten Filterplatte f2 intern re­ flektiert, während der Lichtstrahl D an der Eintrittsfläche der zweiten Filterplatte f2 und der Eintrittsfläche der ersten Filterplatte f1 reflektiert wird. Im Ergebnis werden die Lichtstrahlen B, C und D in die gleiche Richtung ausgerichtet wie der normale Lichtstrahl A.

Das Vorliegen der Mehrfachreflexions-Lichtstrahlen macht damit die tatsächliche spektrale Durchlässigkeit größer, als dies die mathematische Berechnung vorher­ sagt.

Um die Mehrfachreflexion an den Flächen der Filterelemente zu vermeiden, ist der Winkel zwischen den nichtparallelen Flächen in Bezugnahme auf den Paral­ lelzustand vorzugsweise größer als 10°. Ist dieser Winkel kleiner als 10°, so be­ reitet es Schwierigkeiten, die Mehrfachreflexion wirkungsvoll zu vermeiden. Ande­ rerseits verursacht auch ein sehr großer Winkel Probleme. So würde der von dem Erregerfilter eingenommene Raum zu groß werden, und auch die Variation der spektralen Durchlässigkeit infolge der Flächenneigung würde zu stark ansteigen.

Im folgenden werden das zweite bis sechste Ausführungsbeispiel des Erregerfil­ ters erläutert. Jedes dieser Filter kann durch das Erregerfilter 60 des ersten Aus­ führungsbeispiels ersetzt werden. In jedem dieser Ausführungsbeispiele werden die an den nichtparallelen Flächen der Filterelemente reflektierten Lichtstrahlen in eine Richtung gelenkt, die von der Richtung der Lichtstrahlen abweichen, die in der Zwischenzeit normal durch das jeweilige Filterelement treten. Dadurch wird vermieden, daß das Beleuchtungslicht ein die Fluoreszenzbildaufnahme stören­ des Rauschen darstellt.

Fig. 6 zeigt ein Erregerfilter 70 als zweites Ausführungsbeispiel. Das Erregerfilter 70 besteht aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Filterelement 71, 72 und 73, die jeweils prismenförmig ausgebildet sind. Das erste und das dritte Filterelement 71 und 73, die außenseitig angeordnet sind, haben identische Form. Der Scheitelwinkel des mittleren zweiten Filterelementes 72 beträgt das Zweifache des Scheitelwinkels des ersten Filterelementes.

Die außenseitigen Flächen des ersten und des dritten Filterelementes 71 und 73 sind senkrecht zur Mittelachse des eintretenden Lichtstrahls und parallel zuein­ ander angeordnet. Die Flächen des zweiten Filterelementes 72 sind jeweils par­ allel zu der ihnen gegenüberliegenden Fläche des ersten bzw. des dritten Fil­ terelementes 71, 73 angeordnet.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind also die Austrittsfläche des ersten Fil­ terelementes 71, beide Flächen des zweiten Filterelementes 72 und die Eintritts­ fläche des dritten Filterelementes 73 nichtparallel bezüglich der Eintrittsfläche des ersten Filterelementes 71.

Fig. 7 zeigt ein Erregerfilter 80 als drittes Ausführungsbeispiel. Das Erregerfilter 80 besteht aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Filterelement 81, 82 und 83, die jeweils prismenförmig ausgebildet sind. Das erste und das dritte Filterelement 81 und 83 haben außenseitig identische Form. Der Scheitelwinkel des mittleren zweiten Filterelementes 82 ist etwas kleiner als das Zweifache des Scheitelwinkels des ersten Filterelementes 81.

Die außenseitigen Flächen des ersten und des dritten Filterelementes 81 und 83 sind senkrecht zur Mittelachse des eintretenden Lichtstrahls und parallel zuein­ ander angeordnet. Die Flächen des zweiten Filterelementes 82 sind jeweils nicht­ parallel zu der ihnen gegenüberliegenden Fläche des ersten bzw. des dritten Fil­ terelementes 81 bzw. 83 ausgebildet.

In dem dritten Ausführungsbeispiel sind also die Austrittsfläche des ersten Fil­ terelementes 81, beide Flächen des zweiten Filterelementes 82 und die Eintritts­ fläche des dritten Filterelementes 83 nichtparallel bezüglich der Eintrittsfläche des ersten Filterelementes 81 ausgebildet. Beide Flächen des zweiten Filterelementes 82 und beide Flächen des dritten Filterelementes 83 sind nichtparallel bezüglich der Austrittsfläche des ersten Filterelementes 81 angeordnet.

Fig. 8 zeigt ein Erregerfilter 90 als viertes Ausführungsbeispiel. Das Erregerfilter 90 besteht aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Filterelement 91, 92 und 93, die jeweils prismenförmig ausgebildet sind. Diese Filterelemente 91, 92 und 93 haben unterschiedliche Formen. Da sich die Scheitelwinkel der Fil­ terelemente 91, 92 und 93 voneinander unterscheiden, ist jede Fläche nicht­ parallel zu den anderen Flächen.

Fig. 9 zeigt ein Erregerfilter 100 als fünftes Ausführungsbeispiel. Das Erregerfilter 100 besteht aus zwei prismenförmigen Filterelementen 101, 103 und einem zwi­ schen diesen Filterelementen angeordneten ebenen Filterelement 102. Die außenseitigen Filterelemente 101 und 103 haben identische Form.

Die außenseitigen Flächen der Filterelemente 101 und 103 sind senkrecht zur Mittelachse des eintretenden Lichtstrahls und parallel zueinander angeordnet. Die Flächen des mittleren Filterelementes 102 sind gegenüber dieser Mittelachse ge­ neigt und nichtparallel zu der ihnen gegenüberliegenden Fläche des jeweiligen Filterelementes 101 bzw. 103.

Fig. 10 zeigt ein Erregerfilter 110 als sechstes Ausführungsbeispiel. Das Erreger­ filter 110 besteht aus zwei Meniskus-Filterelementen 111, 113 sowie einem zwi­ schen diesen Meniskus-Filterelementen angeordneten ebenen Filterelement 112. Die Meniskus-Filterelemente 111 und 113 haben identische Form und sind so an­ geordnet, daß ihre konkaven Flächen einander zugewandt sind. Das mittlere Fil­ ter 112 ist so angeordnet, daß seine Normale gegenüber einer Linie, welche Krümmungsmittelpunkte der konkaven Flächen miteinander verbindet, in einem Winkel angeordnet ist. Die die Krümmungsmittelpunkte miteinander verbindende Linie fällt mit der Mittelachse des eintretenden Lichtstrahls zusammen.

Da mindestens eine Fläche der Filterelemente nichtparallel zu den anderen Flä­ chen ist, werden die mehrfach reflektierten Lichtstrahlen in eine Richtung gelenkt, die von der Richtung der normal durchtretenden Lichtstrahlen verschieden ist, wodurch die spektrale Durchlässigkeit für den Wellenlängenbereich der Fluores­ zenzstrahlung reduziert ist.

Wird das erfindungsgemäße Erregerfilter in einem Lichtquellenteil des Fluores­ zenz-Endoskops verwendet, kann die Intensität des Lichtes in dem Wellenlängen­ bereich der Fluoreszenzstrahlung extrem verringert werden, so daß in dem Fluo­ reszenzmodus eine extrem schwache, von dem organischen Gewebe ausgesen­ dete Fluoreszenzstrahlung eingefangen werden kann.

Claims (10)

1. Erregerfilter (60) für ein Endoskop (10) zur Fluoreszenzuntersuchung, mit mehreren Filterelementen (70, 71, 72), die in Transmissionsrichtung fluch­ tend angeordnet und ausgebildet sind, Anregungslicht, das organisches Gewebe zum Aussenden von Autofluoreszenzstrahlung anregt, durchzulas­ sen und Licht in einem Wellenlängenbereich der Autofluoreszenzstrahlung auszufiltern, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Gesamtheit der in Transmissionsrichtung aufeinanderfolgenden Flächen der Filterelemente mindestens eine Fläche derart nichtparallel zu den anderen Flächen ange­ ordnet ist, daß die an den Flächen mehrfach reflektierten Lichtstrahlen in eine von der Transmissionsrichtung verschiedene Richtung gelenkt werden.

2. Erregerfilter (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Win­ kel der nichtparallelen Fläche gegenüber der Ausrichtung, in der die Fläche parallel zu den anderen Flächen ausgerichtet sein würde, mindestens 10° beträgt.

3. Erregerfilter (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei ebene Filterelemente (61, 62, 63) vorgesehen sind, von denen zwei (61, 62) parallel zueinander angeordnet sind, während das üb­ rige Filterelement (63) gegenüber diesen beiden Filterelementen nicht­ parallel angeordnet ist.

4. Erregerfilter (70) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Filterelemente (71, 72, 73) ein prismenförmiges Fil­ terelement ist, dessen in Transmissionsrichtung aufeinanderfolgende Flä­ chen nichtparallel zueinander angeordnet sind.

5. Erregerfilter (70) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens drei prismenförmige Filterelemente (71, 72, 73) vorgesehen sind und die Außenflächen der außenseitigen Filterelemente (71, 73) parallel zuein­ ander und die Flächen des mittleren Filterelementes (72) jeweils parallel zu der ihnen gegenüberliegenden Fläche des jeweiligen außenseitigen Fil­ terelementes angeordnet sind.

6. Erregerfilter (80) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens drei prismenförmige Filterelemente (81, 82, 83) vorgesehen sind und die Außenflächen der außenseitigen Filterelemente (81, 83) parallel zuein­ ander und die Flächen des mittleren Filterelementes (82) jeweils nichtparal­ lel gegenüber der ihnen gegenüberliegenden Fläche des jeweiligen außen­ seitigen Filterelementes angeordnet ist.

7. Erregerfilter (90) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere prismenförmige Filterelemente (91, 92, 93) vorgesehen sind, deren in Transmissionsrichtung aufeinanderfolgende Flächen nichtparallel zueinan­ der angeordnet sind.

8. Erregerfilter (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei prismenförmige Filterelemente (101, 103) und ein zwischen den prismen­ förmigen Filterelementen angeordnetes ebenes Filterelement (102) vorge­ sehen sind und daß die Außenflächen der außenseitigen Filterelemente (101, 103) parallel zueinander und die Flächen des mittleren Filterelementes (102) jeweils gegenüber der ihnen gegenüberliegenden Fläche des jeweili­ gen außenseitigen Filterelementes nichtparallel angeordnet sind.

9. Erregerfilter (110) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens ein Meniskus-Filterelement (111, 113) ohne Brechkraft.

10. Erregerfilter (110) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Meniskus-Filterelemente (111, 113) und ein zwischen den Meniskus-Fil­ terelementen angeordnetes ebenes Filterelement (112) vorgesehen sind, die Meniskus-Filterelemente (111, 113) derart angeordnet sind, daß ihre konkaven Flächen einander zugewandt sind, und das ebene Filterelement (112) derart angeordnet ist, daß seine Normale gegenüber eine Linie, wel­ che die Krümmungsmittelpunkte der konkaven Flächen miteinander verbin­ det, in einem Winkel angeordnet ist.