DE7902902U1 - OPTICAL SYSTEM FOR AN ENDOSCOPE - Google Patents
OPTICAL SYSTEM FOR AN ENDOSCOPEInfo
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Description
Optisches System für ein Endoskop Optical system for an endoscope
Die Erfindung betrifft ein optisches System für ein Endoskop und bezieht sich insbesondere ίjf ein solches optisches System, das ein optisches Faserbündel mit einem weiten Bild- oder Gesichtswinkel aufweist, welches als Objektiv ίπ einem Endoskop verwendet wird.The invention relates to an optical system for an endoscope and relates in particular to such a system An optical system comprising an optical fiber bundle with a wide angle of view, which is used as a lens ίπ an endoscope.
Für das Objektiv eines E rs d c ; '■:. ο ρ s ist e i η c W e i t w i η k e 1 linse erwünscht. Um jedoch den BlicKwinkel oder Bildwinkel des Objektivs eines Endoskops zu vergrößern, sollte der Aussendurchmesser des vorderen Endes oder des Linsenscheitels, der ein Blick- oder Bildfenster begrenzt, vergrössert werden, was wiederum eine Vergrösserung des Durchmessers des Endoskops zur Folge hat. Dies sollte jedoch vermieden werden, um die Einführung des Endoskops in den Patienten zu erleichtern. Es ist somit erwünscht, den Blickwinkel zu vergrössern, ohne gleichzeitig den Durchmesser des Blick- oder Bildfensters des Endoskops zu vergrössern.For the lens of an E rs dc; '■ :. ο ρ s is desirable for a lens. However, in order to enlarge the viewing angle or image angle of the objective of an endoscope, the outer diameter of the front end or the apex of the lens that delimits a viewing or image window should be enlarged, which in turn results in an enlargement of the diameter of the endoscope. However, this should be avoided in order to facilitate the introduction of the endoscope into the patient. It is therefore desirable to enlarge the viewing angle without increasing the diameter of the viewing or image window of the endoscope at the same time.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, sin. optisches System für ein Objektiv eines Endoskops zu schaffen, das einen weiten Blick- oder Bildwinkel aufweist und dessen Blick- ode>" Bildfenster dennoch keinen grossen Durchmesser bestitz.The object of the invention is therefore to sin. optical system for an objective of an endoscope too create that has a wide angle of view or image and its Blick ode> "picture window still no large diameter.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass vor dem Anschlag des Objektivsystems in einem optischen System für ein Endoskop, bestehend aus einer Objektivanordnung, einem Glasfaserbündel und einem Okular, eineAccording to the invention, this object is achieved in that before the stop of the lens system in an optical System for an endoscope, consisting of an objective arrangement, a fiber optic bundle and an eyepiece, a
nicht vergrös ernde Linse angeO'<:net wird.non-magnifying lens is attached.
Die Erfindung wird nachfolgend an.oand der in der Zeichnung da-'gestellten Ai, ■; f üh runq 5 be i sp iel e näher erläutert. In de." Zeichnung zeigen:The invention is hereinafter an.oand the Ai, ■; for runq 5 in games explained in more detail. In de. "Drawing show:
Fig. 1 e i r, (■ Lärgsschnittarsicht einer A l. ; f ii h r u η q s -Fig. 1 eir, (■ longitudinal section view of an A l .; F ii hru η qs -
'crr, des e r f i r :unq sgen.j'5 sen jptis .en Sys te 'crr, des erfir: unq sgen.j'5 sen jptis .en sys te
und
Fig. 2 eine Längsschnittansich t e-r. er anderen Au"and
Fig. 2 is a longitudinal sectional view te - r. he other au "
Fuhrungsform des erfind l: nc.ς gemessen ο ρ I" i S <~!Leadership form of the invent l: nc.ς measured ο ρ I "i S <~!
Systems.Systems.
F " j. 1 zeigt ein L i ' s e r s y s t e ~ , bcs*: 0 h r· ·■·■ 1 aus eini-r ν - ru ^r L " r . e η 3 r. jr-ijn u r j , Jie sie aus einer negativen Linse 11, welche nach vorne " j > or,-, e < q e .·/ ^ ■ b t ist, υ η ο eint·' ' r i s a r, s c --, ; a g S ζ u s a ~ r:; e r, ^ e 12 r. . ur: einer hinter ί L ι η : ._■ η a r ■ orcr ,rc, die sich a j s e "i r -. r ;. 051 liver. . mse G ? u η r eirer r. ι r. t e r t i e s e ■■ b 0 f i f: d . i c '. e r, .rfcrk i treten _ i r.: e G 2 zusammensetzt. L'i e vtrui tte'.e Linse G 3 c e s ; >j ί t " h r e r s e i t _, aus einer Linse G 3 a s i c -, e 1 f ο r n: 1 c e η 3 u e r s c h r. ·: 11 s , die nach vom. e KC-". vex g e k r ü ~ rr, t -.st u r. d einer d 0 s i ' ν en b i κ 0r. .exen Linse 33d. Diese Linser, bilder eine ar sich bekannte Rück fokussi er linse. Erfind υ r, gsce~ass ist nun zwischen der vorderen negativen Linse GI urd den I r i s a r, s c " 1 a c S eine parallele Platte G4 angeorenet. Die negative Linse G1 dient als 51ickrenster, das sich oben au' dem Endoskop be+"-ir,cet, cas r1' t diese- Li η sen system a j s gestattet ist. Das durch das Linsensystem foKussierte Bild befindet sich in der Ebene ?, ir ier die vordere Bilde~pfangse:·e 1 e ocer das Ende eines Glasfaserbündel B liegt. Die voraere Linsenancrdrunc kann aus mehr als einen Li nsenel er.ent aufgebaut sein.Fig. 1 shows a L i 'sersyste ~, bcs *: 0 hr · · ■ · ■ 1 from ai-r ν - ru ^ r L " r . e η 3 r. jr-ijn urj, Jie them from a negative lens 11, which is forward "j > or, -, e < qe. · / ^ ■ bt, υ η ο eint · '' risa r, sc -,; ag S ζ usa ~ r :; er, ^ e 12 r.. Ur: one behind ί L ι η: ._ ■ η a r ■ orc r , r c, which is ajse "ir -. r;. 051 liver. . mse G? u η r eirer r. ι r. te r t iese ■■ b 0 f if: d. ic '. he,. r fc r ki tread _ i r .: e G 2 composed. L'i e vtrui tte'.e lens G 3 ces; > j ί t " h rerseit _, from a lens G 3 asic -, e 1 f ο rn: 1 ce η 3 u kr r. · : 11 s, the after vom. e KC-". vex krü ~ rr, t -.st u r. d a d 0 si 'ν en bi κ 0 r . .exen lens 33d. These lenses, images a well-known rear focus lens. Erfind r υ, GSCE ~ ass is now between the front negative lens GI u r d the I risar, sc "1 ac S angeorenet a parallel plate G4. The negative lens G1 serves as 51ick r Enster extending above au 'the endoscope be + "-ir, cet, cas r 1 't this Li η sen system ajs is permitted. The focused by the lens system image is located in the plane ir pfangse ier the front picture ~: · e1 is ocer the end of a fiber optic bundle B. The front lens barrel can be constructed from more than one lens element.
Der durch die oben beschriebene Anordnung erzielt Vor-•eil wird im folgenden im einzelnen erläutert.The advantage achieved by the arrangement described above is explained in detail below.
Wer; η die planparallel '· Platte G4 in dem Linsensystem nicht vorhanden wäre, dann würde die Vergrösserunc fy durch die folgende Formel gekennzeichnetWho; η the plane-parallel '· G4 plate in the lens system were not present, then the Vergrösserunc would fy by the following formula in
w ob ei <t>, ai e Vergrösserung der Morderen Linsenanordnunc GI, φ., die Vergrösserung der hinteren Linsenanordnung G2, Cl und e der Abstand zwischen den Hauptpunkten des Linser s y s t e vi s bedeuten.w whether ei <t>, ai e enlargement of the Morderen lens arrangement GI, φ., the enlargement of the rear lens arrangement G2, Cl and e mean the distance between the main points of the lens system.
Es sei nun angenommen, dass die gesagte Vergrösserung Q und die Vergrösserung φ ? der hinteren Linsenanordnung konstant sind, alsoIt is now assumed that the said magnification Q and the magnification φ ? of the rear lens array are constant, that is
$.(1 - e|2) = j) - £o = K (konstant).$. (1 - e | 2 ) = j) - £ o = K (constant).
Daraus folgt K From this it follows K
Φι = : ·Φι =: ·
^1 4. C, ^2 y O1 φ-φ2 > 0, 1-βφ2 4 0,^ 1 4. C, ^ 2 y O 1 φ-φ 2 > 0, 1-βφ 2 4 0,
dann wird, je grosser e ist,|^| umso kleiner, und je kleiner e ist, ψ. j umso grosser.then, the larger e is, | ^ | the smaller and the more is smaller e, ψ. j all the greater.
Mit anderen Worten, wenn die Vergrösserung φ. der negativ Linse Gl, die als Blick- oder Betrachtungsfenster dient, vergrössert wird, dann verringert sich der Abstand d zwischen der hinteren Oberfläche der negativen Linse G1In other words, if the magnification φ. the negative Lens Gl, which serves as a viewing or viewing window, is increased, the distance d between the rear surface of the negative lens G1 decreases
end dem Irisanschlag S (entsprechend dem e), und die negative Linse G1 rickt näher· an den Anschlag S heran. Auf diese Weise wird es also möglich, den Aussendurchmesser der Linse GI zu verkleinern. Da jedoch andererseits die Vergrösserung $. der Linse G1 vergrössert wird, wird es schwierig, Abbildungsfehler, insbesondere Verzerrungen, zu korrigieren. Im Gegenteil, wenn die Vergrösserung φ. der Linse G1 abnimmt, erhöht sich der Abstand d, und der Aussendurchmesser der Linse GI wird grosser, so dass die Korrektur von Abbildungsfehlern erleichtert wird.end of the iris stop S (corresponding to the e), and the negative lens G1 moves closer to the stop S. In this way it is possible to reduce the outer diameter of the lens GI. However, since on the other hand the enlargement $. of the lens G1 is enlarged, it becomes difficult to correct aberrations, particularly distortions. On the contrary, if the magnification φ. of the lens G1 decreases, the distance d increases and the outer diameter of the lens GI increases, so that the correction of aberrations is facilitated.
Im Gegensatz zu der obigen Anordnung ohne planparallele Platte G4 ist zwischen der vorderenen negativen Linse G1 und dem Irisanschlag S bei der in Fig. 1 gezeigten e r f i ndungsgeniässen Ausführungsform eine Platte G4 vorgesehen. Ungeachtet dessen, dass die Vergrösserung φ, der negativen Linse G1 klein undder Abstand d vergleichsweise gross ist, lässt sich der Aussendurchmesser der Linse GI, wie im folgenden erläutert, verkleinern. Da die planparallele Platte G4 vor dem Anschlag S angeordnet ist, übt sie auf den Lichtstrom, der schräg auf die Linse GI auftrifft, eine starke Richtungswirkung aus, Die von dem Anschlag '.· zur Linse G1 schräg verlaufenden Lichtstrahlen werden von der Platte G4 gebrochen, und ihr Abstand von der optischen Achse wird an der Linse G1 verringert. Dementsprechend lässt sich der Aussendurchmesser der Linse G1 verkleinern.In contrast to the above arrangement without a plane-parallel plate G4, a plate G4 is provided between the front negative lens G1 and the iris stop S in the embodiment of the invention shown in FIG. Regardless of the fact that the magnification φ of the negative lens G1 is small and the distance d is comparatively large, the outer diameter of the lens GI can be reduced, as explained below. Since the plane-parallel plate G4 before the stop S is disposed, it exerts on the light flux obliquely incident on the lens GI, a strong directional effect from the passing light beams obliquely from the stop '. · To the lens G1 be broken from the plate G4 , and its distance from the optical axis is reduced at the lens G1. The outer diameter of the lens G1 can be reduced accordingly.
Der maximale Aussendurchmesser des Objektivs des Endoskops wird durch den Aussendurchmesser des Blickfensters am vorderen Ende des Endoskops bestimmt. Daher kann der vordere Endteil des Endoskops, der das Objektiv enthält, kompakt ausgebildet werden, indem der AussendurchmesserThe maximum outside diameter of the lens of the endoscope is determined by the outside diameter of the viewing window at the front end of the endoscope. Therefore, the front end portion of the endoscope which includes the lens can be made compact by making the outer diameter
der vorderen Linse G1 des Objektivs durch Verwendung der planparallelen Platte G4 verkleinert wird.of the front lens G1 of the objective is reduced by using the plane-parallel plate G4.
Die planparallele Platte G4 lässt sich durch eine Linse ersetzen, die keine Vergrösserung bewirkt. Diese nicht vergrössernde Linse, auf die hier Bezug genommen wird, soll die planparallele Platte gewissermassen enthalten. Es wird darauf hingewiesen, dass der Brechungsindex der nicht vergrössernden Linse umso grosser ist, je grosser die Brechun<]swirkung der hier verwendeten, nicht vergrössernden Linse ist.The plane-parallel plate G4 can be through a lens replace that does not cause enlargement. Not this one magnifying lens referred to here, should contain the plane-parallel plate to a certain extent. It should be noted that the refractive index of the non-magnifying lens, the greater the refractive effect of the lens used here, the greater it is magnifying lens is.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, die im folgenden unter Bezugnahme auf die Tabelle I beschrieben wird.In Fig. 2 another embodiment is shown, which is described below with reference to Table I.
Der Aufbau der zweiten Ausführungsform ist in Fig. dargestellt, und ihre detaillierten Daten befinden sich in der unten gegebenen Tabelle I . Hinter der konvexkonkaven oder sichelförmigen Linse LI, die nach vorne zu konvex gewölbt ist und vor einem Irisanschlag S liegt, befindet sich eine nicht vergrössernde Linse L2. Hir-er dem Irisanschlag S sind eine positive Linse L3, die nach hinten zu konvex gewölbt ist, ferner eine verkittete Linse L4, bestehend aus einer bikonvexen, negativen Linse L4a und einer bikonvexen positiven Linse L4b, und eine positive Linse L5 angeordnet, und zwar in de1* genannten Reihenfolge.The construction of the second embodiment is shown in FIG. 1, and its detailed data are given in Table I below. A non-magnifying lens L2 is located behind the convex-concave or sickle-shaped lens LI, which is curved to be convex forwards and in front of an iris stop S. Behind the iris stop S are a positive lens L3, which is convexly curved backwards, furthermore a cemented lens L4, consisting of a biconvex, negative lens L4a and a biconvex positive lens L4b, and a positive lens L5, namely in the order mentioned 1 *.
η1 1,51533 V1 64,0 Γ2η 1 1.51533 V 1 64.0 Γ 2
n2 1,6968 V2 55,6 n 2 1.6968 V 2 55.6
n., 1,6968 V, 55,6n., 1.6968 V, 55.6
_ 1 ICCC_ 1 ICCC
n4a 1,78472 V^ 25,7n 4a 1.78472 V ^ 25.7
1 .-963 V,K 55,6 1.-963 V, K 55.6
_ '} Tori _ '} Tori
O5 1,f?6 3 V^ 55,6O 5 1, f? 6 3 V ^ 55.6
In der Tabelle ' 'inc' Λ ; c .· r 1J m - . n <: ^ r a <: ■ r, ce r r c :.l - ■ η d c-: j b e r ί 1 ä c h e r , d ^ L : ,endicke' , ci' ::. ■ 'j c ί u ,. q s ι η.;: " 7 e s ' die NaIrIU"", d - L i ' i <~- und die /0:0 Strei. -n; ■ ! 1 1 e η :> ·, \ - . d r. czw. V ar. ge ge jo:, ji J durch Indizes ir. e'er i-.c . h.cnf ο . je vcn vorne nach hinten numeriert. In the table '' inc 'Λ; c. r 1 J m -. n <: ^ ra <: ■ r, ce rrc :. l - ■ η d c-: j over ί 1 areas, d ^ L:, endicke ', ci' ::. ■ 'jc ί u,. qs ι η.;: "7 es 'die NaIrIU"", d - L i' i <~ - and the / 0: 0 stripes. -n ; ■ ! 1 1 e η:> ·, \ -. d r . czw. V ar. ge ge jo :, ji J by indices ir. e'er i-.c. h.cnf ο. each numbered from front to back.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform isr der Blickwinkel des Objektivs grosser als 105°, und der Aussendurchniesser der Linse LI ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, klein.In the above-described embodiment isr The viewing angle of the lens is greater than 105 °, and the outer diameter of the lens LI is as shown in FIG. 2 evident, small.
Die im obigen verwendete Bezeichnung "vernrößernde Linse" soll gleichbedeutend mit der Bezeichnung "fo· kussierende Linse" verstanden werden; entsprechend ist danr die Bezeichnung "nicht vergrößernde Linse" gleichbedeutend mit "nicht fokussierende Linse" zu verstehen.The term "enlarging" used in the above Lens "should be synonymous with the designation" fo · kissing lens "; accordingly, the term" non-magnifying lens " synonymous with "non-focusing lens" too to understand.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
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