DE2801146A1

DE2801146A1 - Optische vorsatzanordnung zur sichtrichtungsaenderung fuer ein endoskop

Info

Publication number: DE2801146A1
Application number: DE19782801146
Authority: DE
Inventors: Nobuo Yamashita
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1977-01-18
Filing date: 1978-01-12
Publication date: 1978-07-20
Also published as: JPS6137605B2; US4195904A; DE2801146C3; DE2801146B2; JPS5389451A

Description

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PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 4300 ESSEN 1 AM RUHRSTEIN 1 - TEL : (O2O1; 4126 87 Seite -Jr- O 136

OLYHPlJS OPTICU. CO., LTD., Hatagaya 2—4 3— ?, Shlbuyn-ku, Tokyo—t·-

Optische Vorsatzanordnung zur Sichtrichtungsänderung für ein Endoskop

Die Erfindung betrifft eine optische Vorsatzanordnung zur SichtrichtungsSnderung für ein Endoskop und insbesondere eine solche Vorsatzanordnung zur Anbringung am distalen Ende eines flexiblen oder nicht-flexiblen Endoskops für Geradeausbetrachtung, mit deren Hilfe sowohl die Beobachtungsrichtung als auch die Beleirhtungsrichtung um etwa 90° geändert werden können, so daß das Endoskop auch zur Seitenbeobachtung verwendet werden kann.

Um ein Endoskop des Geradeausbeobachtungstyps auch für die Seitenbeobachtung geeignet zu machen, kann ein Spiegel am distalen Ende des Endoskops in der in Fig. 1 dargestellten V.'eise angeordnet werden. Fig. 1 zeigt ein distales Ende eines Endoskops 1 mit einem Bildleiter 2 und einem vor dem Ende des Bildleiters 2 angeordneten Objektiv. Der Bildleiter 2 und das Objektiv 3 bilden ein optisches Beobachtungssystem. Ein Lichtleiter 4 ist parallel zum Bildleiter 2 angeordnet und bildet ein optisches Beleuchtungssystem. Durch dieses Endoskop wird ein in Geradeausrichtung vor dem Endoskop 1 liegendes Feld über den Lichtleiter 4 beleuchtet und durch das Objektiv 3

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und den Bildleiter 2 beobachtet. Wenn ein Spiegel 5 am distalen Ende des zuvor beschriebenen Endoskops des Geradeausrichtungstyps mit einer Neigung von 45° zur optischen Achse des Endoskops angeordnet wird, kann ein seitliches Feld durch den Lichtleiter beleuchtet und durch das Objektiv sowie den Bildleiter beobachtet werden.

Wenn jedoch ein vorwärtssichtiges Endoskop in der oben beschriebenen Weise für eine Seitenbeobachtung geeignet gemacht wird, so tritt ein Teil des Beleuchtungslichts aus dem Lichtleiter 4 direkt in das Objektiv 2 ein, wie dies in Fig. 1 zu erkennen ist, und ruft ein Geisterbild und einen Reflexionsfleck hervor. Da außerdem ein Endbereich des Endoskops 1 das Beleuchtungslichtfeld teilweise abdeckt, wird es unmöglich, einen weiten Bereich wirksam auszuleuchten, und dies führt in der Praxis zu ungünstigen Betriebseigenschaften.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine optische Vorsatzanordnung zur SichtrichtungsMnderung für ein Endoskop zur Verfügung zu stellen, das mit einfachen Mitteln einen weiten Ausleucht- und Beobachtungsbereich ohne Entstehung von Geisterbildern oder Roflovionen durch das Beleuchtungslicht ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine erste reflektierende Vorrichtung mit einer Reflexionsflache zur Änderung der Beobachtungsrichtung und eine zweite reflektierende Vorrichtung mit einer ReflexionsflSche zur Änderung der Beleuchtungsrichtung vorgesehen sind und daß die optische Vorsatzanordnung am distalen Ende des Endoskops derart anbringbar ist, daß die der zweiten reflektierenden Vorrichtung zugeordnete Reflexionsflache weiter vor dem distalen Ende des Endoskops als die der ersten reflektierenden Vorrichtung zugeordnete ReflexionsflSche liegt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung

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schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen nMher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines bekannten

optischen Systems zur Verwendung eines vor— wMrtssichtlgen Endoskops zur Seitenbetrachtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines ersben AusfUhrungsbeispiels der erfindungsgemäßen optischen Vorsatzanordnung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen optischen Vorsatzanordnung;

Fig. 4A und 4B jeweils Divergierungszustände des Lichts bei den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der Erfindung; und

Fig. 5A und 5B die Verteilungskurven der Beleuchtungslichtintensität in Bezug auf die Beleuchtungswinkel bei den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen·

X« folgenden wird die erfindungsgemäße optische Vorsatzanordnung zur Sichtrichtungsänderung für Endoskope unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Bei dem in Fig.2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist ein erstes Prisma sur Änderung der Sichtrichtung des optischen Beobachtungssystems vorgesehen. Die Fläche 11a de* Prismas 11 ist als Spiegelfläche angeordnet und dient bei der Änderung der Beobachtungsrichtung als Reflexionsfläche· Ein «weites Prisma 12 dient zur Änderung der Beleuchtungsrichtung des optischen Beleuchtungssystems· Die Oberfläche 12a des Prismas 12 dient als Reflexionsfläche zur Änderung der Beleuchtungsrichtung· Bei dieser optischen Vorsatsanordnung sind die Prismen 11 und 12 entweder direkt oder Ober «ine Licht-Schirmplatte miteinander verbunden und zu einer Einheit zusammengeschlossen· Wenn die optische Vorsatzanordnung am distalen Ende des Endoskops 1 gemäß Fig. 2 angebracht wird, so wird das aus dem Lichtleiter 4 austretende Beleuchtungslicht an der Fläche 12a des Prismas 12 reflektiert

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und beleuchtet ein seitlich des Endoskops gelegenes Feld.

Das Licht von dem durch das Beleuchtungslicht beleuchteten Feld bzw. Objekt wird an der Spiegelfläche 11a des Prismas

11 reflektiert und über das Objektiv 3 und den Bildleiter 2 zum Beobachter übertragen.

Bei Benutzung dieser optischen Vorsatzanordnung kann das aus dem Lichtleiter austretende und an der Fläche 12a des Prismas 12 reflektierte Licht nicht zurück in das Objektiv fallen, so daß auch keine Reflexionsflecken oder Geisterbilder entstehen können. Außerdem wird das Beleuchtungslicht von keinem Teil des Endoskops abgedeckt, so daß ein weites Feld ausgeleuchtet werden kann. Außerdem ist es möglich, den Ausleuchtbereich selbst dann groß zu machen, wenn die Reflexionsfläche 12a und die Austrittsfläche 12c relativ klein sind, da die optische Weglänge von der Austrittsfläche aus dem Lichtleiter 4 zur Austrittsfläche 12c des Prismas

12 angenähert gleich der optischen Weglänge bei dem optischen System mit einem reflektierenden Spiegel entsprechend Fig. 1 gemacht werden kann.

Es ist ferner möglich, das Beleuchtungsfeld in Richtung des Beobachtungsfelds dadurch zu verschieben, daß die Reflexionsfläche 12a des Prismas 12 unter einen großen Winkel zur Achse 4a des Lichtleiters 4 gelegt wird, da die Reflexionsfläche 12a des Prismas 12 nicht parallel zur Reflexionsfläche 11a des Prismas 11 zu verlaufen braucht. Daher kann eine Parallaxe infolge des Abstandes zwischen den optischen Achsen des optischen Beobachtungssysteais und des optischen Beleuchtungssystems beseitigt werden·Es ist daher auch möglich, den Feldwinkel des optischen Beobachtungssystems noch größer zu wachen·

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der optischen Vorsatzanordnung gemäß der Erfindung. Bei dem optischen

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System gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine positive Linse 13 neben der Lichteintrittsfläche 12b des zweiten Prismas 12 angeordnet, durch die das aus dem Lichtleiter austretende Beleuchtungslichtstrahlenbündel in das Prisma 12 eintritt. Bei dieser Anordnung werden die Hauptstrahlen (die aus den optischen Fasern des Lichtleiters gerade austretenden Strahlen) in Richtung der optischen Achse gebrochen, wodurch es möglich ist, eine Divergenz des Beleuchtungslichts zu verhindern. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann daher die Abdeckung von Beleuchtungslicht im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 noch stärker reduziert werden, Fig. 4A veranschaulicht die Divergenz des Beleuchtungslichts im Falle des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2, und Fig. 4B zeigt die Divergenz des Beleuchtungslichts im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3. Fig. 5A zeigt die Verteilungskurve der Beleuchtungslichtintensität bezogen auf die Beleuchtungswinkel im Falle des ersten Ausführungsbeispiels, und Fig. 5B zeigt eine Verteilungskurve der Beleuchtungslichtintensität bezogen auf die Beleuchtungswinkel im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels. Bei Benutzung der positiven Linse entsprechend Fig. 3 werden die Hauptstrahlen in Richtung der optischen Achse gebrochen bzw. geneigt, so daß ein weites Beleuchtungsfeld beleuchtet wird und gleichzeitig die Verteilungscharakteristik der Lichtintensität im Vergleich zu derjenigen (Fig. 5A) des ersten Ausführungsbeispiels günstig beeinflußt wird. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es möglich, eine gleichmäßige Ausleuchtung über einen weiten Bereich zu erzielen, und es 1st ebenfalls möglich, aufgrund des Abstandes zwischen den optischen Achsen des optischen Beleuchtungssystems und des optischen Beobachtungssystems erzeugte Parallaxe im wesentlichen zu eliminieren. Vorzugsweise wird im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 der Brennpunkt der positiven Linse 13 auf die Austrittsfläche 12c des Prismas 12, d.h. an eine Stelle nahe der Austrittefläche der Sichtrichtungsänderungsanordnung gelegt, wodurch das Bauvolumen des Prismas 12

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minimalisiert werden kann. Es ist daher möglich, die Vorsatzanordnung besonders kompakt zu machen und trotzdem unter weitgehender Eliminierung der Parallaxe ein weites Feld auszuleuchten.

Mit der erfindungsgemäßen Vorsatzanordnung kann ein vorwä'rtssichtiges Endoskop zur Seitenbeobachtung verwendet werden, und zwar ohne ungünstige Licht-Reflexionserscheinungen und Geisterbilder. Es läßt sich eine gleichmäßige Beleuchtung eines weiten Beleuchtungsfeldes erreichen, und das Objekt kann unter einem weiteren Feldwinkel beobachtet werden.

Statt der anhand der Ausführungsbeispiele beschriebenen Prismen können auch reflektierende Spiegel an den Stellen der Reflexionsflächen lla und 12a der Prismen verwendet werden. Solche reflektierende Spiegel, welche die Punktionen der Reflexionsflächen lla und 12a der beschriebenen Aus— fUhrungsbeispiele der Erfindung erfüllen, werden an den vorgegebenen Stellen durch eine geeignete Halterung an distalen Ende des Endoskops 1 befestigt.

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Claims

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A :i spräche

1« Optische Vorsatzanordnung zur SichtrichtungsSriderung für ein Endoskop, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste reflektierende Vorrichtung (11) mit einer Reflexionsfläche (Ha) zur Änderung der Beobachtungsrichtung und eine zweite reflektierende Vorrichtung (12) mit einer Reflexionsflache (12a) sur Änderung der Beiouchtungsrichtung vorgesehen sind und daß die optische Vorsatznnordnung am distalen Ende des Endoskops (1) derart anbringbar ist, daß die der zweiten reflektierenden Vorrichtung (12) zugeordnete Reflexionsfläche (12a) weiter vor dem distalen Ende des Endoskops als die der ersten reflektierenden Vorrichtung (11) zugeordnete Reflexionsfläche (Ha) liegt.
2. Optische Vorsatzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten reflektierenden Vorrichtung (12) und der distalen Endfläche des Endoskops (1) eine positive Linse (13) angeordnet ist.
3. Optische Vorsatzanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Linse (13) so ausgebildet und an geordnet ist, daß ihr Brennpunkt nahe der Austrittsseite der optischen Vorsatzanordnung zur Sichtrichtungsänderung liegt.
4. Optische Vorsatzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten reflektierenden Vorrichtungen jeweils als Prismen (H, 12) ausge-

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bildet sind, die am distalen Ende des Endoskops (1) so angeordnet sind, daß eine ihrer Flächen (11a bzw. 12a) als Reflexionsflache im Beohachtungsstrahlengeng bzw. im Beleuchtungsstrahlengancj des Endoskops liegt.

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