DE3425534A1

DE3425534A1 - Endoskop

Info

Publication number: DE3425534A1
Application number: DE19843425534
Authority: DE
Inventors: Minoru Hachioji Tokio/Tokyo Okada
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-08-18
Filing date: 1984-07-11
Publication date: 1985-03-07
Also published as: JPH0222924B2; US4558691A; DE3425534C2; JPS6042730A

Description

Die Erfindung betrifft ein Endoskop, das die natürliche Größe eines im Sehfeld liegenden Untersuchungsobjektes anzuzeigen vermag.

Beispielsweise ist aus der Japanischen Patentveröffentlichung Sho 49/1974-44752 ein Endoskop mit einer Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der natürlichen Größe bekannt, das von einem erkrankten Teil der Bauchhöhle oder einem Untersuchungsobjekt, z.B. einem Fremdkörper, die natürliche Größe zu messen vermag.

Bei diesem Endoskop wird ein elektrisches Signal erzeugt, das einer Relativbewegung zwischen einem zur Scharfeinstellung längs der optischen Achse verstellbaren Objektivtubus und einem Bildleiter entspricht, der einem Ende des Objektivtubus gegenüber angeordnet ist und im Zusammenwirken damit wird abhängig von dem elektrischen Signal eine Maßanzeigevorrichtung verstellt, die am lichtaustrittsseitigen, also dem anderen Ende des Lichtleiters angeordnet ist, damit eine Längenanzeige in der Maßanzeigevorrichtung im Verhältnis zur Relativbewegung geändert werden kann.

Dieses Endoskop weist jedoch an seinem distalen Endstück ein

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Potentiometer auf, das von einem Widerstand und einem Schleifer gebildet ist, der sich zusammen mit und im Verhältnis zur Verstellung des Objektivtubus bewegt, sowie in einem Einblick- oder Okularteil ein Gleichspannungs-Instrument mit einem Rotor. Ferner sind im Einführungsteil des Endoskopes Leitungsdrähte angeordnet, die das Potentiometer mit dem Gleichspannungs-Instrument elektrisch verbinden. Folglich müssen für das Endoskop spezifische Vorrichtungen in jeden Endoskopteil eingebaut werden, was zu einem komplizierten Aufbau führt.

In der US-PS 3 730 632 ist ein Endoskop mit einer Abblendplatte beschrieben, die mit einem Objektivtubus mechanisch verbunden ist. Eine Position der Abblendplatte wird als Lichtsignal über einen Lichtleiter an eine Maßanzeigevorrichtung übertragen, um eine Veränderung der Länge eines hellen oder eines abgeschatteten Bereiches in der Maßanzeigevorrichtung zu ermöglichen, so daß die natürliche Größe eines Untersuchungsobjektes ausgehend von der Längenveränderung gemessen werden kann.

Dieses bekannte Endoskop unterscheidet sich von dem Endoskop gemäß der oben genannten Japanischen Patentveröffentlichung jedoch nur dadurch, daß anstelle der elektrischen eine optische Einrichtung verwendet wird, und zusätzlich zu einem Bildleiter für die Übertragung eines Bildes eines Untersuchungsobjektes muß im distalen Endstück, im Einführungsteil und in einem proximalen Betätigungsteil des Endoskops ein Lichtleiter angeordnet werden, wodurch sich ein verwickelter Aufbau ergibt. Außerdem ist die Maßanzeigevorrichtung in der Nähe einer bildaustrittsseitigen Stirnebene des Bildleiters angeordnet, und es ist folglich unmöglich, die Messung durch Übereinanderlagern einer Marke und eines Bildes eines Untersuchungsobjektes vorzunehmen, so daß die Meßgenauigkeit begrenzt sein kann.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Endoskop zu schaffen, das mit einfacheren Mitteln eine genauere Anzeige der Vergrößerung und anderer Größen erlaubt.

Ein diese Aufgabe lösendes Endoskop ist mit seinen Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Das Endoskop hat eine Anzeigemarke, die zwischen einem Objektiv und einem Bildleiter so angeordnet ist, daß sie mit dem Objektiv über eine Kurvensteuervorrichtung zusammenwirkt, und eine feststehende Bezugsmarke, die in einem Übertragungsweg für ein Bild eines Untersuchungsobjektes angeordnet ist, derart, daß die natürliche Größe des Untersuchungsobjektes, eine Vergrößerung des Objektivs u.dgl. an der Stellungsbeziehung zwischen der Anzeigemarke und der feststehenden Bezugsmarke auch dann zuverlässig ablesbar sind, wenn das Objektiv zur Scharfstellung bewegt wird.

Eine Ausgestaltung des Endoskops hat eine Anzeigemarke, die zwischen einem Objektiv und einem Bildleiter so angeordnet ist, daß sie mit dem Objektiv über eine Kurvensteuervorrichtung zusammenwirkt, und mehrere feststehende Bezugsmarken, die in einem Übertragungsweg für ein Bild eines Untersuchungsobjektes angeordnet sind, derart, daß die natürliche Größe des Untersuchungsobjektes, eine Vergrößerung des Objektivs u.dgl. an der Stellungsbeziehung zwischen der Anzeigemarke und den feststehenden Bezugsmarken auch dann zuverlässig ablesbar sind, wenn das Objektiv zur Scharfstellung bewegt wird, wie auch wenn <j_er Bildwinkel des Objektivs mit einer Bildwinkelwechselvorrichtung geändert wird.

Gemäß der Erfindung wird die Bewegung des Objektivs zusammen mit einem Bild eines Untersuchungsobjektes als Stellungsänderung der Anzeigemarke über den Bildleiter auf das optische System eines Einblickteils oder Okulars übertragen, und

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folglich brauchen nicht wie bei herkömmlichen Endoskopen Signalleitungsdrähte und ein Lichtleiter im distalen Endstück, dem Einführungsteil und dem proximalen Betätigungsteil angeordnet werden. Außerdem brauchen in das distale Endstück und das proximale Betätigungsteil kein Potentiometer, kein Gleichspannungs-Instrument u.dgl. eingebaut werden, so daß die Messung der natürlichen Größe eines üntersuchungsobjektes und die Anzeige einer Vergrößerung des Objektivs mit einer außerordentlich einfachen Konstruktion durchgeführt werden können.

Gemäß der Erfindung können mehrere feststehende Bezugsmarken vorgesehen werden, von denen jede der Einstellung eines Bildwinkels mittels einer Bildwinkelwechselvorrichtung entspricht; folglich können auch bei einer Änderung des Bildwinkels des Objektivs sowohl infolge einer Scharfstellung als auch aufgrund einer Einstellung des Bildwinkels mittels der Bildwinkelwechselvorrichtung die Messung der natürlichen Größe eines üntersuchungsobjektes und die Anzeige einer Vergrößerung des Objektivs zuverlässig durchgeführt werden.

Weil gemäß der Erfindung die Anzeigemarke und die feststehende Bezugsmarke in einem Sehfeld dargestellt werden, kann die natürliche Größe eines Untersuchungsobjektes durch Übereinanderlagern der beiden Marken auf ein Bild des Untersuchungsobjektes genau gemessen werden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch das distale Endstück eines Endo-

skops gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1 durch wesentliche Bauteile des distalen Endstücks,

Fig. 3 eine Schrägansicht in auseinandergezogener Darstellung des Objektivtubus und eines in Fig. Ί dargestellten Bildleiter-Aufnahmeteils,

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Fig. 4 einen Schnitt durch wesentliche Bauteile eines Okulars des in Fig. 1 dargestellten Endoskops,

Fig. 5A und 5B je ein Beispiel für durch das Okular betrachtete Sehfelder,

Fig. 6 und 7 Darstellungen zur Erläuterung des Sehfeldes mit je einer abgewandelten Ausführungsform einer feststehenden Bezugsmarke,

Fig. 8 einen Schnitt durch das distale Endstück eines Endoskops gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9 den Schnitt IX-IX gemäß Fig. 8 durch wesentliche Bauteile desselben distalen Endstücks,

Fig. 10 eine Draufsicht mit Blickrichtung entsprechend Pfeil X in Fig. 9 auf wesentliche Bauteile des distalen Endstücks, wobei einige Teile weggebrochen sind,

Fig. 11 eine Darstellung zur Erläuterung eines Sehfeldes mit einer Anzeigemarke und einer feststehenden Bezugsmarke, bei Betrachtung durch das Okular des in Fig. 8 dargestellten Endoskops,

Fig. 12 einen Schnitt durch das distale Endstück eines Endoskops gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 13 einen Schnitt durch wesentliche Bauteile eines Okulars des in Fig. 12 dargestellten Endoskops,

Fig. 14A und 14B Darstellungen zur Erläuterung je eines Beispiels eines Sehfeldes bei Betrachtung durch das in Fig. 13 dargestellte Okular,

Fig. 15A und 15B Darstellungen zur Erläuterung anderer Beispiele von Sehfeldern bei Betrachtung durch das Okular,

Fig. 16 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen einer Relativstellung und einer Vergrößerung des Objektivs in dem Endoskop gemäß Fig. 12,

Fig. 17 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Produkt aus einer Bezugslänge und einer Vergrößerung

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und einer Relativstellung des Objektivs im Endoskop gemäß Fig. 12 und
Fig. 18 eine Darstellung zur Erläuterung eines Sehfeldes mit abgewandelten Ausführungsformen einer Änzeigemarke und einer feststehenden Bezugsmarke im in Fig. 12 dargestellten Endoskop.

Gemäß Fig. 1 hat ein Endoskop in seinem distalen Endstück 1 ein Gehäuse 2 für ein optisches System eines Objektivs, die zur Vereinfachung nachfolgend zusammen als Objektiv 3 bezeichnet werden. Das Objektiv 3 ist im Gehäuse 2 längs seiner optischen Achse verschiebbar angeordnet und über einen Betätigungsdraht 4 (Fig. 2) mit einem nicht dargestellten Betätigungsglied zur Scharfstellung verbunden, das in einem proximalen Betätigungsteil des Endoskops angeordnet ist. Beim Scharfstellen auf ein Untersuchungsobjekt wird das Objektiv zusammen mit einer Bewegung des Betätigungsdrahtes 4 längs der optischen Achse vorwärts und rückwärts verstellt. Das vordere, dem Objektiv 3 zugewandte Ende des distalen Endstücks 1 ist mit einem von einem Abdeckglas gebildeten Betrachtungsfenster 3a versehen.

Das distale Endstück 1 ist an seinem hinteren Ende mit zugehörenden vorderen Enden eines Bildleiters 5, der aus einem optischen Faserbündel hergestellt ist und als Bildübertragungssystem dient, und eines Lichtleiters 6 für Beleuchtungslicht verbunden. Der Bildleiter 5 ist über ein Bauteil 7, das zu seiner Aufnahme dient, mit seinem vorderen Ende am distalen Endstück 1 befestigt und weist mit einer bildempfangenden Stirnebene 5a gegen das Objektiv 3.

Das Objektiv 3 hat einen zylinderförmigen Objektivtubus 8 und mehrere Objektivlinsen 9, die in den Objektivtubus 8 eingebaut sind. Der Objektivtubus 8 weist in seinem hinteren Ende einen Ausschnitt 10 auf, der durch Wegschneiden eines

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waagerechten Abschnitts der oberen Wand des Objektivtubus 8 ausgebildet worden ist, und eine Öffnung 11 in der unteren Wand (s. Fig. 3). Außerdem sind in hintere Abschnitte der rechten und linken Seitenwand des Objektivtubus 8 Steuernuten 12,12 eingearbeitet, die nach vorn, also zu den Objektivlinsen 9 hin, stetig nach unten geneigt sind. Die Steuernuten 12,12 sind so gestaltet, daß sie einer Stellungsbeziehung zwischen den Objektivlinsen 9 und dem Bildleiter 5 und einer Vergrößerung der Objektivlinsen 9 für ein Untersuchungsobjekt bei der Stellungsbeziehung entsprechen.

Das Bauteil 7 zur Aufnahme des Bildleiters 5 hat einen aus seiner vorderen Wand hervortretenden zylindrischen Abschnitt 13, der das vordere Endstück des Bildleiters 5 umschließt. An seinem vorderen Ende hat der Abschnitt 13.ferner ein Paar rechter und linker Vorsprünge 14,14, die von der bildempfangenden Stirnebene 5a nach vorn hervortreten. Die VorSprünge 14,14 sind in das hintere Ende des Objektivtubus 8 eingesteckt und weisen vertikale Betätigungsnuten 15,15 auf, die, wenn die VorSprünge 14,14 in das hintere Ende des Objektivtubus 8 eingesteckt sind, an entsprechenden, den Steuernuten 12,12 des Objektivtubus 8 gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind. Folglich sind die Steuernuten 12,12 und die Betätigungsnuten 15,15 so angeordnet, daß sie sich schneiden.

Gemäß Fig. 2 ist zwischen der hintersten der Objektivlinsen 9 und der bildempfangenden Stirnebene 5a eine durchsichtige Platte 16 aus Glas für eine Anzeigemarke rechtwinklig zur optischen Achse des Objektivs 3 angeordnet und entspricht in ihrer Gestalt einer kreisrunden Scheibe, bei der entgegengesetzte Seitenabschnitte so weggeschnitten sind, daß ihre entgegengesetzten Seitenebenen 17,17 zueinander parallel sind. An den Seitenebenen bzw. -flächen 17,17 sind gleichachsig entgegengesetzt wegragende Führungszapfen 18,18 befestigt. Diese passen in den Schnittstellen zwischen den

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Steuernuten 12,12 und den Betätigungsnuten 15,15, wobei sie sich bei Betätigung durch letztere in den Steuernuten 12,12 aufwärts- und abwärtsbewegen, wenn sich der Objektivtubus 8 längs der optischen Achse zurück- und vorwärtsbewegt. Bei diesen Bewegungen des Objektivtubus 8 bewegt sich folglich die Platte 16 nur vertikal in der zur optischen Achse rechtwinkligen Ebene. Auf der rückwärtigen Fläche der Platte 16 aus Glas ist durch Aufdampfen o.dgl. eine Anzeigemarke 19 in Form einer waagerechten Linie ausgebildet.

Der Bildleiter 5 reicht mit seinem hinteren Ende bis zu einem im proximalen Betätigungsteil des Endoskops angeordneten Einblickteil, wobei gemäß Fig. 4 der Bildleiter 5 an seiner bildabgebenden Stirnebene 5b durch eine durchsichtige Platte 20 aus Glas für eine feststehende Bezugsmarke von einem Okular 21 getrennt ist. In der innengelegenen, also der Stirnebene 5b gegenüberliegenden Ebene der Platte 20 ist eine feststehende Bezugsmarke 22 durch Aufdampfen o.dgl. in Form einer waagerechten Linie ausgebildet. Die Platte 20 ist mit ihrer innengelegenen Ebene an der bildabgebenden Stirnebene 5b befestigt.

Die Anzeigemarke 19 und die feststehende Bezugsmarke 22 sind im Übertragungsweg angeordnet, auf dem ein Bild 23 eines Untersuchungsobjektes übertragen wird. Gemäß Fig. 5A und 5B sind durch das Okular 21 hindurch gleichzeitig mit dem Bild 23 ein Bild 19a der Anzeigemarke 19 und die feststehende Bezugsmarke 22 beobachtbar.

Die Stellungsbeziehung zwischen dem Bild 19a der Anzeigemarke 19 und der feststehenden Bezugsmarke 22 läßt sich durch Definieren der Stellung der Bezugsmarke 22 in der folgenden Weise einstellen. Nachdem in einem vorbestimmten Abstand von den Objektivlinsen 9 ein Objekt, das eine Bezugslänge hat, in Stellung gebracht und durch Zurück- und Vorwärtsbewegen des Objektivs 3 eine Scharfeinstellung vorgenommen worden ist,

wird die Stellung der feststehenden Bezugsmarke 22 so definiert, daß bei Betrachtung durch das Okular 2Ί der Abstand zwischen dem Bild 19a und der Bezugsmarke 22 mit der Länge des eine Bezugslänge besitzenden Objektbildes 23 zusammenfällt.

Die Arbeitsweise ist folgende: Beim Scharfstellen vom proximalen Betätigungsteil des Endoskops aus wird die Betätigungskraft über den Betätigungsdraht 4 auf das Objektiv 3 übertragen, um letzteres längs der optischen Achse zurück- und vorwärtszubewegen. Folglich ist es während der Scharfstellung mit Beobachtung durch das Okular 21 möglich, ein Bild eines in einer Entfernung befindlichen Untersuchungsobjektes mittels des Objektivs 3 auf die bildempfangende Stirnebene 5a scharfzustellen.

Mit Betätigung durch die Betätigungsnuten 15,15 im Zusammenwirken mit der Verstellung des Objektivs 3 während der Scharfstellung bewegen sich die Führungszapfen 18,18 entsprechend der Bewegung der Steuernuten 12,12 aufwärts und abwärts. Folglich bewegt sich die Platte 16 aus Glas aufwärts und abwärts und somit auch die auf ihr ausgebildete Anzeigemarke Da die Steuernuten 12,12 mit Abwärtsneigung nach vorn ausgebildet sind, geht die Platte 16 bei Vorwärtsbewegung des Objektivtubus 8 nach oben, beim Zurückziehen des Objektivtubus 8 nach unten. Weil die Steuernuten 12,12 so gestaltet sind, daß sie der Beziehung einer Relativstellung zwischen den Objektivlinsen 9 und dem Bildleiter 5 zu einer Vergrößerung der Objektivlinsen 9 bei einem in der Relativstellung der Objektivlinsen 9 befindlichen Untersuchungsobjekt entsprechen, hat der Abstand zwischen dem Bild 19a und der Bezugsmarke 22 auch während einer Scharfstellung stets eine vorgegebene Bezugslänge (von z.B. 1 mm) im reellen Raum (s. Fig. 5A und 5B). Da das Bild 19a und die Bezugsmarke 22 durch das Okular 21 hindurch gleichzeitig beobachtet werden können,

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kann der Abstand zwischen dem Bild 19a und der Bezugsmarke 22, also die Bezugslänge, zusammen mit dem Objektbild 23 betrachtet werden und ausgehend von der Bezugslänge kann die natürliche Größe des Objektes gemessen werden.

Bei dem Endoskop gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann die natürliche Größe eines Untersuchungsobjektes ausgehend vom Abstand zwischen der als waagerechte Linie ausgebildeten feststehenden Bezugsmarke 22 und dem Bild 19a der Anzeigemarke 19 gemessen werden. Gemäß Fig. 6 kann eine feststehende Bezugsmarke 24 als eine Vergrößerung des Objektivs 3 anzeigender Maßstab ausgebildet sein, oder gemäß Fig. 7 kann eine feststehende Bezugsmarke 2 5 ein Maßstab sein, der eine Entfernung vom Objektiv 3 zu einem Untersuchungsobjekt angibt.

Bei Verwendung einer feststehenden Bezugsmarke 24 oder 25 bewegt sich das Bild 19a der Anzeigemarke 19 während einer Scharfstellung aufwärts und abwärts, und eine Vergrößerung des Objektivs 3 oder ein Abstand zwischen dem Objektiv 3 und einem Untersuchungsobjekt kann am Maßstab bei der Schnittstelle des Bildes 19a und der Bezugsmarke 24 bzw. 25 abgelesen werden.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten distalen Endstück 1 eines Endoskops gemäß einer anderen Ausführungsform ist eine durchsichtige Platte 26 aus Glas für eine Anzeigemarke 30 so angeordnet, daß sie, wenn sich das Objektiv 3 längs der optischen Achse zurück- und vorwärtsbewegt, in einer zur optischen Achse des Objektivs 3 rechtwinkligen Ebene drehbar ist. Gemäß Fig. 9 hat die Platte 26 die Gestalt einer kreisrunden Scheibe, deren oberes Endstück abgeschnitten ist und in deren oberer Endebene ein herausragender Führungszapfen 29 befestigt ist. Dieser paßt in der Schnittstelle einer Betätigungsnut 27, die sich in der oberen Wand vom zylindrischen Ab-

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schnitt 13 des Bildleiter-Aufnahmeteils 7 in Umfangsrichtung erstreckt und die optische Achse rechtwinklig schneidet, mit einer Steuernut 28 im oberen Wandabschnitt des Objektivtubus 8, welcher der Betätigungsnut 27 gegenüber so angeordnet ist, daß die Steuernut 28 sowohl gegenüber der optischen Achse als auch gegenüber der Umfangsrichtung des Objektivtubus 8 schräg verläuft (s. Fig. 10). Die Anzeigemarke 30 ist auf der rückseitigen Ebene der Platte 26 durch Aufdampfen o.dgl. als radiale Linie ausgebildet.

Ferner ist gemäß Fig. 11 an der bildabgabeseitigen Stirnebene 5b des Bildleiters 5 eine durchsichtige Platte 20 aus Glas angeordnet, entlang deren Umfangs durch Aufdampfen o.dgl. eine feststehene Bezugsmarke 32 in Form eines Maßstabes zum Anzeigen einer Vergrößerung des Objektivs 3 ausgebildet ist.

Die Steuernut 28 ist so gestaltet, daß sie der Beziehung einer Stellungsbeziehung zwischen den Objektivlinsen 9 und dem Bildleiter 5 zu einer Vergrößerung der Objektivlinsen 9 für ein Untersuchungsobjekt bei der Relativstellung zwischen den Objektivlinsen 9 und dem Bildleiter 5 entspricht.

Weil hier nicht angegebene Bauteile in ähnlicher Weise wie bei dem Endoskop gemäß Fig. 1 bis 5B ausgebildet sind, sind mit gleichen Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnet, auf deren detaillierte Beschreibung (wie bei den noch folgenden Ausführungsformen) verzichtet wird.

Die Arbeitsweise ist folgende: Bei einer Scharfstellung durch Zurück- und Vorwärtsbewegen des Objektivs 3 bewegt sich die Steuernut 28 des Objektivtubus 8 so, daß sich ihre Schnittstelle mit der Betätigungsnut 27 in Umfangsrichtung fortbewegt. Der in der Schnittstelle passende Führungszapfen 29 bewegt sich folglich in der Umfangsrichtung und dreht die Platte 26 um die optische Achse. Mit ihr dreht sich folglich

auch die Anzeigemarke 30, deren Bild 30a zusammen mit der feststehenden Bezugsmarke 3 2 durch den Einblickteil des Endoskops hindurch betrachtet werden kann. Die Vergrößerung des Objektivs 3 im scharfgestellten Zustand ist am Maßstab bei der Schnittstelle der Bezugsmarke 32 mit dem Bild 30a ablesbar.

Bei dieser Ausführungsform des Endoskops mit der sich um die optische Achse drehenden Platte 26 ist vorteilhaft, daß das distale Endstück 1 mit kleineren Abmessungen ausgeführt werden kann als die Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 5B, bei der sich die Platte 16 aufwärts- und abwärtsbewegt.

Bei der Endoskopie kommt es vor, daß eine Bildwinkelwechselvorrichtung, z.B. ein optischer Adapter, benutzt wird, um einen Sehfeldbereich entsprechend dem zu untersuchenden Bereich zu ändern. In solchen Fällen kann sich die Beziehung einer Relativstellung zwischen einem Objektiv und einem Bildleiter zu einer Vergrößerung des Objektivs in Übereinstimmung mit einem gewählten Bildwinkel verändern. Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen des Endoskops ist jedoch die Beziehung einer Relativstellung zwischen dem Objektiv und dem Bildleiter zu einer Stellung der Anzeigemarke im Sehfeld entsprechend der Form der Steuernut endgültig festgelegt. Wenn folglich die Vergrößerung eines Bildes eines Untersuchungsobjektes im Sehfeld sich durch Umschalten des Bildwinkels ändert, entsteht der Nachteil, daß die natürliche Größe eines Untersuchungsobjektes, eine Vergrößerung des Objektivs, ein Abstand zum Untersuchungsobjekt u.dgl. nicht gemessen werden können.

Dieser Nachteil wird mit der in Fig. 12 dargestellten weiteren Ausführungsform eines Endoskops überwunden, das hierbei als Bildwinkelwechselvorrichtung einen optischen Adapter 41 aufweist, der auf seinem distalen Endstück 1 wegnehmbar an-

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geordnet ist. Der Adapter 41 ist als zylindrisches Gehäuse ausgebildet, das einem Beobachtungsfenster 3a im distalen Endstück 1 zugewandt ist und eine Bildwinkelumschaltlinse 42 aufweist, welche mit dem Objektiv 3 optisch gekoppelt ist. Der Adapter 41 ist auf dem Endoskop so angeordnet, daß sein hinterer zylindrischer Abschnitt den Außenumfang des Endstücks 1 bedeckt. Wenn der Adapter 41 auf das Endoskop aufgeschoben ist (s. Fig. 16), ist der Bildwinkel ein großer Winkel θ,, bei nichtmontiertem Adapter 41 ist der Bildwinkel ein kleiner Winkel e„.

Gemäß Fig. 13 ist auf der der bildabgebenden Stirnebene 5b entsprechenden Seite des Bildleiters 5 eine durchsichtige Platte 20 aus Glas angeordnet, auf deren Innenfläche eine erste und eine zweite feststehende Bezugsmarke 43 bzw. 44 als zwei waagerechte parallele Linien durch Aufdampfen o.dgl. ausgebildet sind. Die Stellungsbeziehung zwischen der ersten feststehenden Bezugsmarke 43 und einem Bild 19a der Anzeigemarke 19 wird eingestellt, indem die Stellung der Bezugsmarke 43 folgendermaßen festgelegt wird.

Nach Abnahme des optischen Adapters 41 vom Endoskop wird ein Objekt, das eine Bezugslänge besitzt, in einer Entfernung von den Objektivlinsen 9 in Stellung gebracht, und durch Zurück- und Vorwärtsbewegen des Objektivs 3 wird eine Scharfstellung vorgenommen. Danach wird die erste Bezugsmarke 43 so fixiert, daß bei Betrachtung durch das Okular 21 hindurch ein Abstand a zwischen dem Bild 19a und der ersten Bezugsmarke 43 mit der Länge eines Bildes 23 des die Bezugslänge besitzenden Objektes zusammenfällt (s. Fig. 14A und 14B).

Die Stellungsbeziehung zwischen der zweiten Bezugsmarke 44 und dem Bild 19a wird eingestellt, indem die Stellung der Bezugsmarke 44 folgendermaßen festgelegt wird. Nach Aufsetzen des Adapters 41 auf das Endoskop wird ein Objekt, das eine

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Bezugslänge besitzt, in einer Entfernung vom Objektiv 3 in Stellung gebracht, und das Objektiv 3 wird durch Zurück- und Vorwärtsbewegen scharfgestellt. Danach wird die zweite Bezugsmarke 44 so fixiert, daß bei Betrachtung durch das Okular 21 ein Abstand b (b φ a) zwischen dem Bild 19a und der Bezugsmarke 44 mit der Länge eines bestimmten Abschnitts des Bildes 23 des eine Bezugslänge besitzenden Objektes zusammenfällt (s. Fig. 15A und 15B).

Die Gestalt der in Fig. 16 dargestellten Steuernut 12 kann näherungsweise durch eine Gerade dargestellt werden und ist durch die Beziehung einer Relativstellung zwischen den Objektivlinsen 9 und dem Bildleiter 5 zu einer Vergrößerung ß des Bildleiters 5 bestimmt. Wenn folglich die Bezugslängen für einen großen und einen kleinen Bildwinkel durch die gleiche Länge L dargestellt werden, beträgt die Neigung der Steuer-· nuten 12 beim großen Bildwinkel Θ, und beim kleinen Bildwinkel θ~, und die Verhältnisse der Verstellwege der Anzeigemarke 19 nach oben und unten zu den Verstellwegen der Objektivlinsen 9 zurück und vorwärts/voneinander verschieden. Daher kann mit demselben Aufbau eine Funktion durchgeführt werden, die sowohl auf den großen als auch auf den kleinen Bildwinkel anwendbar ist.

Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß bei Umstellung der Bezugslänge L auf den großen oder den kleinen Bildwinkel die Neigungen der Steuernut 12 gleich gemacht werden können. Es sei die Bezugslänge für den kleinen Bildwinkel a und für den großen Bildwinkel b; wird unter dieser Annahme das Produkt aus der Bezugslänge und einer Vergrößerung - L χ ß - über einer Relativstellung zwischen dem Bildleiter 5 und den Objektivlinsen 9 aufgetragen, ergeben sich gemäß Fig. 17 zwei parallele Geraden (mit der Neigung Θ). Verhältnisse der Verstellwege der Anzeigemarke 19 aufwärts und abwärts zu den Verstellwegen der Objektivlinsen 9 zurück und vorwärts können

sowohl für den großen als auch den kleinen Bildwinkel gleich gemacht werden. Außerdem ist ein Abstand D, in der Richtung der Y-Achse gemessen, zwischen den beiden parallelen Linien gleich gemacht mit dem Abstand zwischen den feststehenden Bezugsmarken 43 und 44.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird gemäß Fig. 14A und 14B beim kleinen Bildwinkel die Bezugslänge a in einem scharfgestellten Zustand stets von der Bezugsmarke 43 für den kleinen Bildwinkel angezeigt, und gemäß Fig. 1 5Α und 15B wird bei großem Bildwinkel die Bezugslänge b von der Bezugsmarke 44 für den großen Bildwinkel angezeigt.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß, wenn die feststehenden Bezugsmarken 43 und 44 für den kleinen und den großen Bildwinkel an der bildabgebenden Stirnebene 5b des Bildleiters 5 in einem vorgegebenen Abstand D als feststehende Bezugsanzeige angeordnet sind, der Aufbau für jeweilige Bildwinkel verwendet werden kann, ohne daß bei einer Bildwinkeländerung die Meßfunktion verlorengeht.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die feststehenden Bezugsmarken 43 und 44 auf der Platte 20 aus Glas von einer waagerechten Linie gebildet, und eine Objektlänge wird durch Anzeigen des Abstandes zwischen den Bezugsmarken 43 und 44 und dem Bild 19a der Anzeigemarke 19 gemessen. Gemäß Fig. 18 kann auf der Platte 20 als erste und zweite feststehende Bezugsmarken 45 und 46 je ein Maßstab vorgesehen sein, der eine Vergrößerung des Objektivs 3 bzw. eine Gesamtvergrößerung des Beobachtungssystems anzeigt. Es ist auch möglich, als erste und zweite feststehende Bezugsmarken einen Maßstab zu verwenden, der den Abstand zwischen dem Objektiv und einem Untersuchungsobjekt anzeigt. Es versteht sich, daß diese ersten und zweiten feststehenden Bezugsmarken den kleinen und großen Bildwinkeln des Objektivs 3 entsprechen.

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Die Erfindung ist nicht auf ein Endoskop beschränkt, das als Bildleiter optische Faserbündel hat, sondern auch auf ein Endoskop anwendbar, das mit einem Relais-Linsensystem oder einem in Festkörpertechnik ausgeführten Sensor, z.B. einem ladungsgekoppelten oder CCD-Bauelement, versehen ist. Im letzteren Falle kann die feststehende Bezugsmarke mit einer Kathodenstrahlröhre angezeigt werden. Außerdem kann als Bauteil, auf dem die feststehende Bezugsmarke ausgebildet ist, eine Flüssigkristall-Anzeigeplatte verwendet werden, die zum Anzeigen oder Löschen der Bezugsmarke durch Anlegen oder Aufheben einer Spannung nach Bedarf ansteuerbar ist.

Bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die feststehende Bezugsmarke durch Aufdampfen auf eine Platte aus Glas ausgebildet worden. Sie kann auch durch direktes Aufdampfen auf eine bildempfangende oder bildabgebende Stirnebene des Bildleiters ausgebildet sein. In diesem Falle kann auf eine Glasplatte für die feststehende Bezugsmarke verzichtet und somit die Konstruktion vereinfacht werden. Außerdem kann als Antriebsvorrichtung für das Aufwärts- und Abwärtsverstellen oder Drehen der Glasplatte für die Anzeigemarke im Zusammenwirken mit einer Rückzugs- oder Vorwärtsbewegung des Objektivs eine Hubvorrichtung verwendet werden, in der schräge bzw. geneigte Steuernuten, ein Verbindungsdraht o.dgl miteinander kombiniert sind.

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Claims

Patentansprüche :

1. Endoskop, mit

- einem Objektiv, das in seinem distalen Endstück angeordnet ist und ein Bauteil aufweist, das bei einer Scharfstellung längs der optischen Achse bewegbar ist,

- einem Bildleiter, dessen bildempfangende Stirnebene zum Übertragen eines Bildes eines Untersuchungsobjektes von ihr zu seiner bildabgebenden Stirnebene mit dem Objektiv optisch verbunden ist,

- einem Beobachtungsteil zum Betrachten des Objektbildes in der bildabgebenden Stirnebene,

- und eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der natürlichen Größe des Untersuchungsobjektes,

gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

- eine Anzeigemarke (19; 30), die zwischen dem Objektiv (3) und dem Bildleiter (5) angeordnet ist,

- eine Verstellvorrichtung (Steuernut 12, Betätigungsnut 15, Führungszapfen 18; Betätigungsnut 27, Steuernut 28, Führungszapfen 29), die eine Bewegung der Anzeigemarke (19; 30) in einer zur optischen Achse des Objektivs (3) rechtwinkligen Ebene im Zusammenwirken mit einer Bewegung des bewegbaren Bauteils (Objektivtubus 8) des Objektivs (3) ermöglicht,

- und eine feststehende Bezugsmarke (22; 24; 25; 32; 43,44; 45,46), die in einem Bildübertragungsweg für ein Objektbild (23) angeordnet ist.

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2. Endoskop nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Verstellvorrichtung eine Kurvensteuervorrichtung ist.

3. Endoskop nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß

- die Anzeigemarke (19) eine waagerechte Linie aufweist, die auf einer durchsichtigen Platte (16) angeordnet ist,

- und die Kurvensteuervorrichtung

- eine Steuernut (12,12) hat, die in das bewegbare Bauteil (8) in der Vertikalen gegen die optische Achse geneigt eingearbeitet ist,

- eine Betätigungsnut (15,15), die vertikal in ein ortsfestes Bauteil (Vorsprung 14,14) rechtwinklig zur optischen Achse eingearbeitet ist,

- und einen Führungszapfen (18,18), der von der Platte (16) waagerecht rechtwinklig zur optischen Achse wegragt und in der Schnittstelle der Steuernut (12,12) und der Betätigungsnut (15,15) paßt,

derart, daß die Anzeigemarke (19) vertikal bewegbar ist.

4. Endoskop nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet , daß die feststehende Bezugsmarke (22) von einer waagerechten Linie gebildet und so angeordnet ist, daß ein vom Beobachtungsteil (Okular 21) aus gesehener Abstand zwischen der Anzeigemarke (19) und der Bezugsmarke (22) mit einem vom Beobachtungsteil (21) aus gesehenen Bild von einer im voraus festgelegten Bezugslänge im reellen Raum zusammenfällt, derart, daß die natürliche Größe eines Untersuchungsobjektes ausgehend von diesem Abstand meßbar ist.

5. Endoskop nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet , daß die feststehende Bezugsmarke (24) von einem eine Vergrößerung

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des Objektivs (3) anzeigenden Maßstab gebildet ist, derart, daß eine Vergrößerung des Objektivs (3) am Maßstab und an der Anzeigemarke (19) ablesbar ist.

6. Endoskop nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet , daß

die feststehende Bezugsmarke (25) von einem den Abstand zu

einem Untersuchungsobjekt anzeigenden Maßstab gebildet ist,

derart, daß dieser Abstand am Maßstab und an der Anzeigemarke (19) ablesbar ist.

7. Endoskop nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß mehrere feststehende Bezugsmarken (43,44) vorgesehen sind, die je entsprechend einem mit einer Bildwinkelwechselvorrichtung (41) wahlweise veränderbaren Bildwinkel des Objektivs (3) angeordnet sind.

8. Endoskop nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet , daß die Bildwinkelwechselvorrichtung einen optischen Adapter (41) mit einer Bildwechsel-Linse (42) aufweist, derart, daß ein Bildwinkel des Objektivs (3) entsprechend dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Bildwinkelwechsel-Linse (42) bei Montage oder Demontage des Adapters (41) auf das bzw. vom Endoskop wahlweise umschaltbar ist.

9. Endoskop nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet ., daß

- die Anzeigemarke (30) auf einer durchsichtigen Platte (26) von einer zur optischen Achse gerichteten radialen Linie gebildet ist

- und die Kurvensteuervorrichtung

- eine Steuernut (28) hat, die im bewegbaren Bauteil (8) mit Neigung gegen die optische Achse und gegen die zur optischen Achse rechtwinklige Ebene ausgebildet ist,

- 4.;- .:. ■..- ; ■;.- : 58

- eine Betätigungsnut (27), die in ein ortsfestes Bauteil (13) in Umfangsrichtung rechtwinklig zur optischen Achse eingearbeitet ist,

- und einen Führungszapfen (29), der von der Platte (26) rechtwinklig zur optischen Achse wegragt und in der Schnittstelle der Steuernut (28) und der Betätigungsnut (27) paßt,

derart, daß die Anzeigemarke (30) um die optische Achse drehbar ist.

10. Endoskop nach Anspruch 9 ,

dadurch gekennzeichnet , daß die feststehende Bezugsmarke (32) von einem eine Vergrößerung des Objektivs (3) anzeigenden kreisbogenförmigen Maßstab gebildet ist, derart, daß eine Vergrößerung des Objektivs (3) am Maßstab und an der Anzeigemarke (30) ablesbar ist.

11. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die feststehende Bezugsmarke (22; 24; 25; 32; 43,44; 45,46) auf der an die bildabgebende Stirnebene (5b) des Bildleiters (5) angeklebte Innenfläche einer durchsichtigen Platte (20) ausgebildet ist.

12. Endoskop nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet , daß die feststehende Bezugsmarke (22; 24; 25; 32; 43,44; 45,46) auf die Platte (20) aufgedampft ist.

13. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die feststehende Bezugsmarke (22; 24; 25; 32; 43,44; 45,46) auf der bildempfangenden Stirnebene (5a) des Bildleiters (5) ausgebildet ist.

14. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die feststehende Bezugsmarke (22; 24; 25; 32; 43,44; 45,46) auf der bildabgebenden Stirnebene (5b) des Bildleiters (5) ausgebildet ist.

15. Endoskop nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet , daß mehrere feststehende Bezugsmarken (43,44) auf einer Flüssigkristall-Anzeigeplatte ausgebildet sind, derart, daß jede von ihnen entsprechend einem Bildwinkel des Objektivs (3) wahlweise darstellbar ist.

16. Endoskop nach Anspruch 3 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigemarke (19; 30) auf die durchsichtige Platte (16; 26) aufgedampft ist.