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Die Erfindung betrifft ein Kameramodul für ein Videoendoskop, mit einem elektronischen Bildaufnehmer für eine Umwandlung von Licht in elektrische Signale und mit einem dem Bildaufnehmer zugeordneten Optiksystem für eine Abbildung von Gegenstandspunkten eines Gegenstands als Bildpunkte auf den Bildaufnehmer, wobei das Optiksystem ein Linsensystem und wenigstens eine Aperturblende aufweist.
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Ein gattungsgemäßes Kameramodul ist aus der
DE 10 2013 102 309 A1 bekannt. Hierbei ist das Kameramodul als Kombination einer bildgebenden Einrichtung und einer optischen Anordnung ausgebildet und für eine Anordnung in einer Umhüllung, beispielsweise einem starren Rohrabschnitt, vorgesehen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kameramodul mit verbesserter Bildqualität bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird für ein Kameramodul der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Aperturblende zwischen dem Linsensystem und dem Bildaufnehmer angeordnet ist.
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Die Aufgabe der Aperturblende besteht darin, einen vom Gegenstand ausgehenden und vom Linsensystem geführten Lichtstrom zu begrenzen, wobei durch die Aperturblende im Idealfall ausschließlich eine Helligkeit des vom Bildaufnehmer aufgenommenen Bildes beeinflusst wird. Eine Begrenzung von Streulicht und/oder eine Beeinflussung der Bildgröße gehört hingegen nicht zu den Aufgaben der Aperturblende.
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Hierbei ist die Aperturblende in einer Ebene angeordnet, die durch Schnittpunkte von Hauptstrahlen bestimmt wird, wobei die jeweiligen Hauptstrahlen durch einen zentralen Lichtstrahl in einem Strahlenbündel, das jeweils von einem Bildpunkt auf der Oberfläche des abzubildenden Gegenstands ausgeht, gebildet werden. Da die Aperturblende gemäß dieser Definition einen erheblichen Einfluss auf die von den Bildpunkten ausgehenden Hauptstrahlen hat, kann durch die Anordnung der Aperturblende zwischen dem Linsensystem und dem Bildaufnehmer eine vorteilhafte Anpassung des Optiksystems an die Bedürfnisse des Bildaufnehmers erzielt werden.
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Bei dem Bildaufnehmer handelt es sich vorzugsweise um einen CCD-Sensor oder um einen CMOS-Sensor, vorzugsweise mit mehr als einer Million Pixel, insbesondere mit mehr als 8 Millionen Pixeln.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßig ist es, wenn ein von der Aperturblende und vom Bildaufnehmer begrenzter Optiksystemabschnitt wenigstens eine Luftstrecke und/oder wenigstens eine planparallele Filterplatte und/oder wenigstens ein 45-Grad-Umlenkprisma umfasst und/oder frei von gekrümmten optisch wirksamen Flächen ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Strahlenbündel nach dem Passieren der Aperturblende bis zum Auftreffen auf dem Bildaufnehmer keine Strahlablenkung erfahren, durch die eine Veränderung einer Ausrichtung der Hauptstrahlen und damit eine unerwünschte Verschlechterung der Bildqualität des vom Bildaufnehmer bereitstellbaren Videobilds eintreten würde. Insbesondere ist vorgesehen, dass in dem Optiksystemabschnitt nur optische Komponenten angeordnet sind, die eine verschwindende Brechkraft (0 Dioptrien) aufweisen, wobei hierzu auch optische Komponenten wie eine planparallele Filterplatte oder ein Umlenkprisma, insbesondere ein 45-Grad-Umlenkprisma, gezählt werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Optiksystem einen Öffnungswinkel größer 45 Grad, vorzugsweise größer 50 Grad, aufweist. Unter dem Öffnungswinkel des optischen Systems wird derjenige Winkel bezeichnet, den ein Punkt auf der optischen Achse des Optiksystems mit dem Durchmesser einer Eintrittspupille bzw. einer Austrittspupille des Optiksystems bildet bzw. der Winkel, den der Hauptstrahl des äußersten Feldpunkts mit der optischen Achse bildet. Bei einer Ausgestaltung des Optiksystems mit einem Öffnungswinkel größer 45 Grad, insbesondere größer 50 Grad, werden die in der Endoskopie üblichen Anforderungen an das Sichtfeld, das dem Operateur mit Hilfe des Kameramoduls für ein Videoendoskop zur Verfügung gestellt werden soll, in der Regel erfüllt. Je nach Ausgestaltung des Kameramoduls sowie in Abhängigkeit von einer Anordnung des Kameramoduls in dem Videoendoskop kann vorgesehen sein, dass eine optische Achse des Optiksystems parallel zu einer Längsachse des Endoskops ausgerichtet ist oder einen spitzen Winkel zur Längsachse des Endoskops einnimmt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Optiksystem einen Hauptstrahlwinkelverlauf aufweist, der zu einem Hauptstrahlwinkelverlauf des Bildaufnehmers korrespondiert, insbesondere in einem Mittenbereich des Bildaufnehmers 0 Grad und an einem Randbereich des Bildaufnehmers wenigstens 10 Grad beträgt. Die Bildaufnehmer, bei denen es sich insbesondere um CCD-Sensoren oder CMOS-Sensoren handelt, stammen üblicherweise aus dem Bereich der Mobiltelefone und sind auf die in diesem technologischen Bereich herrschenden Anforderungen hin optimiert. Dies betrifft insbesondere die Auslegung der einzelnen lichtempfindlichen Zellen sowie der gegebenenfalls unmittelbar auf diesen lichtempfindlichen Zellen aufgesetzten Mikrolinsen und/oder Farbfilter.
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Im Mobilfunkbereich besteht die Anforderung, möglichst kurz bauende Kameramodule mit einer geringen Länge des Optiksystems und einem geringen Abstand zwischen Optiksystem und Bildaufnehmer zu gewährleisten. Dies ermöglicht eine geringe Gesamtdicke des mit einem solchen Kameramodul ausgestatteten Mobiltelefons. Hierauf optimierte Optiksysteme weisen einen Hauptstrahlwinkelverlauf auf, bei dem die Hauptstrahlen am äußeren Rand der Abbildung einen von 0 abweichenden Winkel gegenüber der optischen Achse des Optiksystems aufweisen.
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Um bei Verwendung eines solchen Optiksystems eine vorteilhafte Beleuchtung sämtlicher lichtempfindlicher Zellen (Pixel) des Bildaufnehmers zu gewährleisten, sind die Bildaufnehmer im Hinblick auf ihren Hauptstrahlwinkelverlauf darauf optimiert, am Randbereich des Bildaufnehmers eintreffende Hauptstrahlen unter einem Winkel von 6 Grad bis 35 Grad, vorzugsweise 20 Grad bis 33 Grad, in optimaler Weise elektronisch umsetzen zu können, da durch eine derartige Optimierung des Bildaufnehmers die Zielsetzung der kurzen Baulänge für das Optiksystem unterstützt wird.
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Bei einer Verwendung derartiger Bildaufnehmer im Bereich von Kameramodulen für die Videoendoskopie gelten im Grunde genommen genau entgegengesetzte Randbedingungen. Die Kernforderung für ein Kameramodul zur Verwendung in einem Videoendoskop besteht darin, dass das Kameramodul eine möglichst geringe Erstreckung, insbesondere einen möglichst geringen Durchmesser, quer zur optischen Achse aufweist, damit das mit dem Kameramodul ausgestattete Videoendoskop einen möglichst geringen Gesamtdurchmesser aufweisen kann.
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Hingegen spielt die Erstreckung des Optiksystems längs der optischen Achse bei einem Kameramodul für ein Videoendoskop lediglich eine untergeordnete Rolle, lediglich bei einer Verwendung eines solchen Kameramoduls in einem flexiblen Videoendskops ist auf die Baulänge längs der optischen Achse zu achten. Typisch weisen die in diesem Bereich eingesetzten Optiksysteme eine Erstreckung längs der optischen Achse auf, die größer als eine Erstreckung quer zur optischen Achse ist. Um insbesondere Farbverschiebungen im Randbereich des Bildaufnehmers durch Abweichungen zwischen einem tatsächlichen, durch das Optiksystem bereitgestellten Hauptstrahlwinkelverlauf und einem vom Bildaufnehmer (der für Mobilfunkanwendungen optimiert ist) vermeiden zu können, ist eine Optimierung des Optiksystem sowohl im Hinblick auf das Linsensystem und der damit verbunden Lage der Aperturblende notwendig. Im Ergebnis wird mit einem derartigen Optiksystem angestrebt, den vom Bildaufnehmer vorgegebenen Hauptstrahlwinkelverlauf mit Ausnahme von fertigungs- und montagebedingten Toleranzen vollständig nachzubilden. Sofern der Hauptstrahlwinkelverlauf des Optiksystems mit dem Hauptstrahlwinkelverlauf des Bildaufnehmers unter Berücksichtigung von fertigungsbedingten und montagebedingten Toleranzen übereinstimmt, wird dies als Korrespondieren der beiden Verläufe der Hauptstrahlwinkel bezeichnet.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Aperturblende als freistehende Lochblende ausgebildet ist oder dass die Aperturblende als lichtundurchlässige und/oder lichtabsorbierende Schicht, die von einer lichtdurchlässigen Blendenausnehmung durchsetzt ist, auf einem transparenten Träger aus der Gruppe: Planparallelplatte, Linse, Umlenkprisma ausgebildet ist. Bei einer Ausgestaltung der Aperturblende als freistehende Lochblende kann die Aperturblende beispielsweise über eine zugeordnete Stützstruktur am Linsensystem des Optiksystems und an der Oberfläche des Bildaufnehmers festgelegt werden und in der Art einer dünnwandigen Tafel ausgebildet sein, die mittig mit einer Blendenausnehmung versehen ist und hierdurch die Aperturblende bildet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Aperturblende auf einem transparenten Träger aus der Gruppe: Planparallelplatte, Linse, Umlenkprisma ausgebildet ist und hierbei auf eine ebene Oberfläche eines derartigen Trägers aufgebracht ist. Beispielhaft kann die Aperturblende als optische Sperrschicht mit lichtdurchlässiger Blendenausnehmung oder als Folie oder als gestaltfeste Tafel auf dem jeweiligen Träger aufgebracht sein. Bei einer Aufbringung der Aperturblende auf eine Linse ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Aperturblende auf einer dem Bildaufnehmer zugewandten, insbesondere quer zur optischen Achse des Optiksystems ausgerichteten, Planfläche aufgebracht ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Linsensystem in einer quer zu einer optischen Achse des Linsensystems ausgerichteten Querschnittsebene eine Quererstreckung, insbesondere einen Maximaldurchmesser, aufweist, die maximal einem 2-fachen, vorzugsweise maximal einem 1,5-fachen einer Bilddiagonale des Bildaufnehmers entspricht. Die Quererstreckung, die in einer quer zur optischen Achse des Linsensystems ausgerichteten Querschnittsebene ermittelt wird, bestimmt eine Außengeometrie des Kameramoduls maßgeblich mit und beeinflusst hierdurch einen Außendurchmesser des Videoendoskops, das mit dem Kameramodul ausgerüstet werden soll. Vorzugsweise beträgt die Quererstreckung des Linsensystems maximal das 2-fache einer Bilddiagonale des Bildaufnehmers, wodurch ein vorteilhafter Kompromiss zwischen einer kompakten Gestaltung des Kameramoduls und einer vorteilhaften Ausleuchtung des Bildaufnehmers mit Hilfe des Linsensystems gewährleistet wird. Typischerweise ist eine lichtempfindliche Oberfläche des Bildaufnehmers rechteckig oder quadratisch ausgebildet, so dass die Bilddiagonale des Bildaufnehmers einem Abstand zwischen nicht aneinander grenzenden Eckbereichen der lichtempfindlichen Fläche des Bildaufnehmers entspricht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Erstreckung des Linsensystems längs der optischen Achse maximal einem 4-fachen, vorzugsweise maximal einem 3-fachen, besonders bevorzugt maximal einem 2-fachen, der Quererstreckung entspricht. Hierdurch wird auch in Längsrichtung der optischen Achse eine kompakte Bauform für das Kameramodul gewährleistet. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das Linsensystem wenigstens eine Plankonkavlinse umfasst, deren Planfläche dem Bildaufnehmer abgewandt ist und in einer Doppelfunktion auch als Außenoberfläche des Kameramoduls genutzt wird. Ergänzend oder alternativ kann auch vorgesehen werden, dass das Linsensystem maximal 6, vorzugsweise maximal 5, insbesondere maximal 4 Linsen umfasst. Die Linsen des Linsensystems können wahlweise eine sphärische oder eine asphärische Oberflächengeometrie aufweisen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Bildaufnehmer und das Optiksystem in einem Gehäuse aufgenommen sind, das in einer quer zu einer optischen Achse des Linsensystems ausgerichteten Querschnittsebene eine maximale Erstreckung, insbesondere einen Maximaldurchmesser, von weniger als 15 Millimeter, bevorzugt von weniger als 10 Millimeter, besonders bevorzugt von weniger als 8 Millimeter, insbesondere von weniger als 6 Millimeter, aufweist. Hierdurch kann das Kameramodul in unterschiedlichen Endoskoptypen, wie sie insbesondere im medizinischen Bereich eingesetzt werden, verwendet werden. In Kombination mit der geringen Länge des Kameramoduls, die insbesondere durch die Länge des Optiksystems und den Abstand zwischen Optiksystem und Bildaufnehmer bestimmt wird, können sowohl starre Endoskope als auch flexible Endoskop mit einem derartigen Kameramodul ausgerüstet werden.
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Zweckmäßig ist es, wenn eine Flächennormale auf eine, insbesondere quadratisch oder rechteckig ausgebildete, lichtempfindliche Sensorfläche des elektronischen Bildaufnehmers parallel zu einer optischen Achse des Linsensystems oder quer zu einer optischen Achse des Linsensystems ausgerichtet ist. Hierdurch lässt sich eine besonders vorteilhafte, raumökonomische Anordnung des elektronischen Bildaufnehmers und des Optiksystems im Kameramodul gewährleisten. Bei einer Ausrichtung der lichtempfindliche Sensorfläche des elektronischen Bildaufnehmers parallel zur optischen Achse des Linsensystems ist es ferner vorteilhaft, wenn zumindest die letzte Linse des Linsensystems einen geringeren Durchmesser als die übrigen Linsen des Linsensystems aufweist. Hierdurch wird eine starke Annäherung des Bildaufnehmers an das Linsensystem ermöglicht, um trotz einer Einhaltung der Forderung nach dem korrespondierenden Hauptstrahlwinkelverlauf von Optiksystem und Bildaufnehmer eine kurze Baulänge für das Kameramodul verwirklichen zu können.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Aperturblende einer vom Optiksystem bestimmten Austrittspupille entspricht.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine streng schematische Darstellung eines Videoendoskops mit einer Ausschnittvergrößerung eines distal im Schaft des Videoendoskop installierten Kameramoduls,
- 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Optiksystems und eines zugeordneten Bildaufnehmers,
- 3 eine zweite Ausführungsform eines Optiksystems mit zugeordneten Bildaufnehmer,
- 4 eine dritte Ausführungsform eines Optiksystems mit einem zugeordneten Bildaufnehmer,
- 5 eine vierte Ausführungsform eines Optiksystems mit einem zugeordneten Bildaufnehmer, und
- 6 eine fünften Ausführungsform eines Optiksystems mit einem zugeordneten Bildaufnehmer.
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Ein in der 1 rein exemplarisch und streng schematisch dargestelltes Videoendoskop 1 ist beispielhaft als starres Endoskop mit einem zylindrisch ausgebildeten, formstabilen Schaft 2, einem mit dem Schaft 2 verbundenen Griff 3 sowie einem Anschlusskabel 4 mit Anschlussstecker 5 ausgebildet.
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Aus der Detaildarstellung der 1 ist zu entnehmen, dass im rohrförmig ausgebildeten Schaft 2 ein Innenohr 7 angeordnet ist, das koaxial zu einer Mittelachse 6 des Schafts 2 angeordnet ist. In einem Ringraum 8 zwischen dem Schaft 2 und dem Innenohr 7 sind beispielsweise parallel zur Mittelachse 6 ausgerichtete, nicht näher dargestellte Lichtleitfasern angeordnet. Die Lichtleitfasern erstrecken sich beispielhaft über die gesamte Länge des Videoendoskops 1 ausgehend vom Anschlussstecker 5 ist hin zu einer distalen Stirnfläche 9 und sind für einen Transport von Lichtwellen einer nicht näher dargestellten Lichtquelle, die mit dem Anschlussstecker 5 verbunden werden kann, zur distalen Stirnfläche 9 ausgebildet. In einem Innenraum 10 des Innenrohrs 7 sind ein Optiksystem 11 sowie ein Bildaufnehmer 12 angeordnet und sind in nicht näher dargestellter Weise mit dem Innenohr 7 ortsfest verbunden.
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Der Bildaufnehmer 12 steht über eine ebenfalls nicht näher dargestellte elektrische Leitungsanordnung mit einer am Anschlussstecker 5 ausgebildeten, nicht näher dargestellten Kontaktflächenanordnung in elektrischer Verbindung. Die elektrische Leitungsanordnung kann mittels des Anschlusssteckers 5 elektrisch mit einem nicht näher dargestellten Bildverarbeitungssystem zur Auswertung von Sensorsignalen des Bildaufnehmers 12 verbunden werden. Rein exemplarisch ist der Bildaufnehmer 12 als CCD-Bildsensor (charge coupled device) oder als CMOS-Bildsensor (complementary metal-oxidesemiconductor) ausgebildet und stellt Sensorsignale in Abhängigkeit von einem Auftreffen von Lichtstrahlen auf eine quer zur Darstellungsebene der 1 ausgerichtete, insbesondere rechteckige, lichtempfindliche Oberfläche 15 bereit.
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Um eine Abbildung eines Objekts aus der Umgebung des Videoendoskops auf den Bildaufnehmer 12 zu ermöglichen umfasst das Optiksystem 11 rein exemplarisch mehrere optische Komponenten 16, 17, 18, 19, 20, 21 und 22. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die optischen Komponenten 16 bis 21 jeweils als rotationssymmetrisch zur Mittelachse 6 ausgebildete Linsen vorgesehen sind und damit ein Linsensystem 24 bilden, das für eine Einflussnahme auf eine Ausrichtung von Lichtstrahlen relativ zur Mittelachse 6, die auch die optische Achse für das Linsensystem bildet, dienen.
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Demgegenüber ist die optische Komponente 22 als Prisma zur Strahlungslenkung ausgebildet, die ausschließlich eine Strahlumlenkung für die Lichtstrahlen, jedoch keine Veränderung der Ausrichtung der Lichtstrahlen relativ zur optischen Achse des Optiksystems 11 bewirkt.
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Aus der Darstellung der 1 ist erkennbar, dass eine Erstreckung des Optiksystems 11 in Richtung der Mittelachse 6, insbesondere bei einer Verwendung des Optiksystems 11 in einem starren Videoendoskop 1, unkritisch ist, da das vom Optiksystem 11 und dem Bildaufnehmer 12 gebildete starre Kameramodul 14 erheblich kürzer als der ebenfalls starr ausgebildete Schaft 2 ist.
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Hingegen ist der Durchmesser 23 des Optiksystems 11 von entscheidender Bedeutung, da hierdurch der Außendurchmesser des Videoendoskop 1 wesentlich mitbestimmt wird, der in jedem Fall möglichst gering gehalten werden sollte und beispielsweise für eine Anwendung des Videoendoskops 1 in der Laparoskopie ein Maß von 10 Millimetern nicht überschreiten sollte.
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Der Bildaufnehmer 12 weist typischerweise eine quer zur Darstellungsebene der 1 ausgerichtete lichtempfindliche Fläche 15 mit einer quadratischen oder rechteckigen Erstreckung auf, wobei der Bildaufnehmer 12 üblicherweise aus dem Mobilfunkbereich stammt und für die Verwendung in Mobiltelefonen optimiert ist. Dies bringt mit sich, dass die nicht näher dargestellten einzelnen lichtempfindlichen Zellen des Bildaufnehmers 12 in Abhängigkeit von ihrer Anordnung auf der lichtempfindlichen Oberfläche 15 unterschiedliche Anforderungen an die Ausrichtung der vom Optiksystem 11 bereitgestellten Lichtstrahlen stellen, um eine möglichst farbtreue und scharfe Abbildung des vom Videoendoskop 1 abzubildenden Gegenstands zu gewährleisten. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die aus dem Mobilfunkbereich stammenden Bildaufnehmer 12 zur Gewährleistung einer möglichst geringen Dicke des damit ausgestatteten Mobiltelefons für eine extrem kurze Länge eines entsprechenden Optiksystems optimiert sind, während bei den Mobilfunkanwendungen der Durchmesser des Optiksystems nur eine untergeordnete Rolle spielt. Hingegen gelten für das zur Verwendung im Videoendoskop 1 vorgesehene Optiksystem 11 geradezu konträre Rahmenbedingungen (geringer Durchmesser, relativ lange Baulänge), in die zudem noch die Anforderungen des Bildaufnehmers 12 hinsichtlich des Verlaufs des Hauptstrahlwinkels über der lichtempfindlichen Oberfläche 15 einbezogen werden müssen.
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Um für die Verwendung des Kameramoduls 14 im Videoendoskop 1 eine vorteilhafte Bildqualität zu verwirklichen, ist als eine von mehrere Optimierungsmaßnahmen vorgesehen, die Aperturblende 25 zwischen dem Linsensystem 24 und dem Bildaufnehmer 12 anzuordnen. Dementsprechend ist bei den in den 2 bis 5 dargestellten Optiksystemen 11, 31, 51, 61 stets eine Aperturblende 25, 32, 52, 62 vorgesehen, die im Strahlengang zwischen der letzten optischen Komponente, die eine von 0 abweichende Brechkraft aufweist, und dem Bildaufnehmer 12 angeordnet ist. Nachstehend wird die jeweilige Anordnung der Aperturblende 25, 32, 52, 62 in Zusammenhang mit den unterschiedlichen Ausführungsformen der Optiksysteme 11, 31, 51, 61 näher erläutert.
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Das Optiksystem 11 gemäß der 2 ist bereits aus der 1 bekannt. Hierbei ist eine Aperturblende 25 auf einer Planfläche 26 der als letzte optische Komponente 21 des Optiksystems 11 ausgebildeten Plankonkavlinse ausgebildet. Der Strahlengang zwischen dieser Planfläche 26 und der lichtempfindlichen Oberfläche 15 des Bildaufnehmers 12 umfasst zwar noch einen Luftspalt 27 und das Prisma 22, die jedoch keine optische Brechkraft aufweisen und somit nicht zu einer Veränderung der Strahlausrichtung für die durch die Aperturblende 24 hindurchtretenden Lichtstrahlen 28 gegenüber der optischen Achse 29, die abschnittsweise auch durch die Mittelachse 6 repräsentiert wird. aufweisen. Rein exemplarisch ist in der 2 ein Hauptstrahlwinkel 30 für einen randseitigen Hauptstrahl eingezeichnet, der beispielhaft mit der optischen Achse 29 einen spitzen Winkel von ca. 14,5 Grad einnimmt. Ausgehend von einem Zentrum des Bildaufnehmers 12, das von der optischen Achse 29 geschnitten wird, kann der Hauptstrahlwinkelverlauf beispielsweise mit zunehmendem Abstand vom Zentrum linear zunehmen oder einer mathematischen Funktion, insbesondere einem Polynom höherer Ordnung, folgen.
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Bei dem Optiksystem 31 gemäß der 3 ist vorgesehen, dass die Aperturblende 32 zwischen einer Planfläche 33 einer als Plankonvexlinse ausgebildeten optischen Komponente 34 und einem im Strahlengang der optischen Komponente 34 nachgelagert angeordneten Planparallelplatte 35 angeordnet ist, wodurch die an das Optiksystem 31 gestellte Anforderung, dass der Aperturblende 32 bis zum Bildaufnehmer 12 kein weiteres optisches Element mit optischer Brechkraft folgt, erfüllt ist. Dementsprechend findet im Strahlengang hinter der Aperturblende 32 im Wesentlichen keine Veränderung der Winkel der Lichtstrahlen gegenüber der optischen Achse 36 statt.
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Bei der Ausführungsform gemäß der 4 ist vorgesehen, dass die Aperturblende 52 des Optiksystems 51 an einer dem Bildaufnehmer 12 abgewandten Planfläche 53 eines Prismas 54 ausgebildet ist. Da das Prisma 54 lediglich eine Strahlumlenkung, jedoch keine Veränderung einer Ausrichtung der Lichtstrahlen gegenüber der optischen Achse 55 bewirkt, ist auch bei der Ausführungsform des Optiksystems 51 gemäß der 5 die Bedingung gewährleistet, dass im Strahlengang nach der Aperturblende 52 keine weitere optische Komponente mit einer von 0 abweichenden Brechkraft folgt.
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Das in der 5 dargestellte Optiksystem 61 unterscheidet sich von den Ausführungsformen gemäß den 2 bis 4 dadurch, dass der Bildaufnehmer 12 mit seiner lichtempfindlichen Oberfläche 15 quer zur Mittelachse 6 und somit auch quer zur optischen Achse 65 ausgerichtet ist, so dass keine Strahlungsumlenkung durch eine Prisma erforderlich ist. Exemplarisch ist beim Optiksystem 61 vorgesehen, dass die Aperturblende 62 auf einer Planfläche 63 einer als Plankonvexlinse ausgebildeten optischen Komponente 64 angeordnet ist und im Strahlengang nach der Aperturblende 62 lediglich noch zwei, insbesondere als Filter ausgebildete, Planparallelplatten 65, 66 angeordnet sind, bevor die Lichtstrahlen 68 auf den Bildaufnehmer 12 auftreffen. Dementsprechend ist auch hier die Bedingung erfüllt, dass im Strahlengang nach der Aperturblende 62 keine optischen Komponenten mit einer von 0 abweichenden optischen Brechkraft folgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013102309 A1 [0002]
