用于内窥镜的相机物镜和内窥镜制造技术

一种用于内窥镜(18、19)的相机物镜(1)，包括物体侧第一棱镜(2)、图像侧第二棱镜(3)、布置在该第一棱镜(2)的物体侧上的第一透镜系统(4)、布置在该第一棱镜(2)的图像侧上的第二透镜系统(5)、以及布置在该相机物镜(1)的图像侧末端处的平行于该内窥镜的内窥镜杆的纵轴的传感器表面(20)。该第一棱镜(2)和该第二棱镜(3)被设计成引起作为三重光束偏转的第一至第三光束偏转。以从物体侧查看的顺序，该第一透镜系统(4)包括：双凹第一透镜(6)、双凸第二透镜(7)、形成为棒状透镜的第三透镜(8)、平凹第四透镜(9)、以及双凸第五透镜(10)。以从物体侧查看的顺序，该第二透镜系统(5)包括：凸平第六透镜(11)、形成为弯月形透镜的第七透镜(12)、双凸第八透镜(13)、以及双凹第九透镜(14)。

【技术实现步骤摘要】
用于内窥镜的相机物镜和内窥镜
本专利技术涉及一种用于内窥镜的相机物镜，其具有物体侧第一棱镜、图像侧第二棱镜、布置在第一棱镜的物体侧上的第一透镜系统、布置在第一棱镜的图像侧上的第二透镜系统、以及布置在相机物镜的图像侧末端处的平行于内窥镜的内窥镜杆的纵轴的传感器表面。
技术介绍
内窥镜被特别用于微创手术，以允许手术医生能洞察手术区域所处的身体部位。使用单目内窥镜和立体内窥镜两者，后者经由两个光学通道提供深度的三维印象，这对单目内窥镜而言是不可能的。在内窥镜杆的远端处，通常布置有物镜，其收集从待观察物体发出的光并生成物体的真实中间图像。借助于布置在物镜下游的光学中继系统将该中间图像传送到内窥镜杆的近端。为人眼成像真实中间图像的目镜被布置在内窥镜杆的近端处。取代仅仅光学目镜，目镜还可以包括具有合适的图像传感器的相机适配器，这使得能够在屏幕上查看图像并且存储视频信息。典型地，提供附加深度信息的单目内窥镜和立体内窥镜被用于实现准确的操作。从文档JP6-160731已知一种具有两个相同的中继光学系统的立体内窥镜，该中继光学系统将来自物镜的图像光学地引导至目镜。目镜包括棱镜系统，该棱镜系统借助于两个光束偏转并且以平行偏移的方式将由中继光学系统生成的真实中间图像成像到与内窥镜的光轴O正交地布置的两个传感器表面上。文档EP0667547A2中公开了一种类似的具有两个可调节的棱镜的布置，这两个可调节的棱镜用于将光束偏转到与光轴正交地布置的传感器表面上。在现有技术中，进一步公开了一种与用于内窥镜的适配器结合的目镜，该目镜通过借助于倾斜45°的镜子的一次光束偏转来将中继光学系统的中间图像成像到与光轴平行布置的传感器表面上。在文档DE3529026C2中，公开了一种用于内窥镜的相机物镜，其通过借助于棱镜系统的四重光束偏转来将中继光学系统的中间图像成像到与光轴平行布置的传感器表面上。在文档DE3529026C2中，进一步公开了一种具有三重光束偏转的相机物镜，其中光学组件部分被布置成平行于第二和第三光束偏转之间的光轴。在内窥镜检查中，在其近端提供物镜并且包括中继光学系统的杆应当具有尽可能小的直径。与此相反，出于技术原因，传感器表面应当具有一定的大小。中继光学系统的中间图像必须在成像到传感器表面之前被放大。该放大通常伴随着光学质量的损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是指定一种用于内窥镜的相机物镜，该相机物镜具有紧凑的结构并且借助于该相机物镜可以避免放大期间的光学质量的损失。该目的通过具有权利要求1的特征的相机物镜和具有权利要求15的特征的单目内窥镜或立体内窥镜来解决。有利的改进在从属权利要求中指定。根据本专利技术的相机物镜包括：-由内窥镜杆的纵轴定义的第一光轴，以及相对于该第一光轴偏移的第二光轴，-物体侧第一棱镜，以及图像侧第二棱镜，-布置在该第一棱镜的物体侧上的第一透镜系统以及布置在该第一棱镜的图像侧上的第二透镜系统，其中该第一透镜系统沿该第一光轴布置，并且其中该第二透镜系统沿该第二光轴布置，以及-布置在该相机物镜的图像侧末端处的平行于该第一光轴的传感器表面，-其特征在于，该第一棱镜和该第二棱镜被配置成引起作为三重光束偏转的第一光束偏转到第三光束偏转，以使得借助于第一棱镜，引起作为从第一光轴到第二光轴的双重光束偏转的第一光束偏转和第二光束偏转，并且借助于第二棱镜，引起作为从第二光轴到平行于第一光轴布置的传感器表面的简单光束偏转的第三光束偏转，-以从物体侧查看的顺序，该第一透镜系统包括：双凹第一透镜、双凸第二透镜、形成为棒状透镜的第三透镜、平凹第四透镜、以及双凸第五透镜，-以从物体侧查看的顺序，该第二透镜系统包括：凸平第六透镜、形成为弯月形透镜的第七透镜、双凸第八透镜、以及双凹第九透镜。三重光束偏转允许相机物镜内的光学元件的特别紧凑的布置。特别是在用于立体内窥镜的相机物镜中，通过第二透镜系统(适配器光学系统)的偏心布置来获得特别紧凑的结构。平行于内窥镜的光轴的传感器表面的布置允许在单目内窥镜和立体内窥镜两者中的远端的紧凑结构。第一透镜系统(目镜光学系统)被附加地形成为使得其校正物镜和/或中继光学系统的可能存在的图像误差。具体而言，仍然存在的正像场曲率通过目镜光学系统的负像场曲率来补偿。作为结果，获得了相机物镜的紧凑结构。同时，借助于它，可以避免放大期间光学质量的损失。具体而言，第一透镜系统是目镜光学系统，并且第二透镜系统是适配器光学系统。目镜光学系统与适配器光学系统一起形成相机物镜。此外，作为目镜光学系统的一部分的棒状透镜的布置使得能够适配内窥镜的长度而无需增大杆直径。在可能的有利实施例中，目镜光学系统的双凹第一透镜和双凸第二透镜彼此粘合并且被色彩校正。此外，目镜光学系统的第三透镜、平凹第四透镜、以及双凸第五透镜可以彼此粘合并且被色彩校正。此外，在适配器光学系统的双凸第八透镜和双凹第九透镜同样地彼此粘合并且被色彩校正时是有利的。在一有利改进中，目镜光学系统的棒状透镜和平凹第四透镜彼此粘合。将光学元件粘合到一个经粘合组件中使得其在内窥镜中容易地组装成为可能的。具体而言，棒状透镜的设计和各自具有一个平面表面的经粘合组件的设计使得通过横向位移来在一个调节步骤中设置指向成为可能。为此，经粘合组件承载在其上并且不需要进一步安装，因为它可以在调节之后被直接粘合。这对于立体内窥镜特别重要。通过目镜光学系统4的轴向位移，特别是可以在组装期间将清晰度设置为一距离。平行于传感器表面布置平面平行玻璃板以保护传感器表面是有利的。例如，目镜光学系统的一个或多个透镜和/或适配器光学系统的一个或多个透镜在其暴露于空气的外表面上具有抗反射涂层。作为结果，散射光以及内窥镜的光学质量的相关联的降低被最小化。此外，抗反射涂层增大了光学透射。例如，第一和第二棱镜的一个或多个表面分别包括高反射涂层。这用于在光束偏转期间尽可能多地反射光线并且提高系统的光学质量。在第一棱镜和/或第二棱镜的平行于第一光轴且垂直于传感器表面的一个或多个表面具有亚黑色涂层时是有利的。这还用于使散射光以及内窥镜的光学质量的相关联的降低最小化。此外，在相机光学系统的一个或多个光学组件由火石玻璃或冕牌玻璃制成时是有利的。一方面，火石玻璃的高分散性允许构造具有期望的消色差特性的相应透镜系统，特别是通过具有不同阿贝(Abbe)数和折射率的较轻和较重的火石玻璃的组合。另一方面，由于其光学透射特性，使用特别是钡冕玻璃是有利的。在进一步的有利改进中，用于调节图像清晰度和放大率的设备被布置在适配器光学系统中。特别是在立体内窥镜中，因此可以针对两个图像通道中的每一者单独调节图像清晰度和放大率。图像清晰度还可以通过移位图像传感器来设置。本专利技术进一步涉及一种立体相机物镜，其包括成对地布置的上述类型的两个相机物镜。本专利技术的进一步方面涉及单目内窥镜或立体内窥镜。单目内窥镜包括如前所述的相机物镜。立体内窥镜包括刚才提及的立体相机物镜。附图说明本专利技术的进一步特征和优点源于以下描述，其在结合所附附图的各实施例的基础上更加详细地解释了本专利技术。图1示出根据一个实施例的相机物镜；图2示出了根据图1的相机物镜的示例性目镜光学系统；图3在不解说目镜光学系统的情况下以与传感器表面正交的视平面示出了根据图1的相机物镜；图4在不解说目镜光学系统的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内窥镜(18、19)的相机物镜(1)，包括：由内窥镜杆的纵轴定义的第一光轴(O1)，以及相对于所述第一光轴(O1)偏移的第二光轴(O2)，物体侧第一棱镜(2)，以及图像侧第二棱镜(3)，布置在所述第一棱镜(2)的物体侧上的第一透镜系统(4)以及布置在所述第一棱镜(2)的图像侧上的第二透镜系统(5)，其中所述第一透镜系统(4)沿所述第一光轴(O1)布置，并且其中所述第二透镜系统(5)沿所述第二光轴(O2)布置，以及布置在所述相机物镜(1)的所述图像侧末端处的平行于所述第一光轴(O1)的传感器表面(20)，其特征在于，所述第一棱镜(2)和所述第二棱镜(3)被配置成引起作为三重光束偏转的第一光束偏转至第三光束偏转，以使得借助于所述第一棱镜(2)，引起作为从所述第一光轴(O1)到所述第二光轴(O2)的双重光束偏转的第一光束偏转和第二光束偏转，并且借助于所述第二棱镜(3)，引起作为从所述第二光轴(O2)到平行于所述第一光轴(O1)布置的所述传感器表面(20)的简单光束偏转的第三光束偏转，以从所述物体侧查看的顺序，所述第一透镜系统(4)包括：双凹第一透镜(6)、双凸第二透镜(7)、形成为棒状透镜的第三透镜(8)、平凹第四透镜(9)、以及双凸第五透镜(10)，以从物体侧查看的顺序，所述第二透镜系统(5)包括：凸平第六透镜(11)、形成为弯月形透镜的第七透镜(12)、双凸第八透镜(13)、以及双凹第九透镜(14)。...

【技术特征摘要】
2017.06.16 DE 102017113274.01.一种用于内窥镜(18、19)的相机物镜(1)，包括：由内窥镜杆的纵轴定义的第一光轴(O1)，以及相对于所述第一光轴(O1)偏移的第二光轴(O2)，物体侧第一棱镜(2)，以及图像侧第二棱镜(3)，布置在所述第一棱镜(2)的物体侧上的第一透镜系统(4)以及布置在所述第一棱镜(2)的图像侧上的第二透镜系统(5)，其中所述第一透镜系统(4)沿所述第一光轴(O1)布置，并且其中所述第二透镜系统(5)沿所述第二光轴(O2)布置，以及布置在所述相机物镜(1)的所述图像侧末端处的平行于所述第一光轴(O1)的传感器表面(20)，其特征在于，所述第一棱镜(2)和所述第二棱镜(3)被配置成引起作为三重光束偏转的第一光束偏转至第三光束偏转，以使得借助于所述第一棱镜(2)，引起作为从所述第一光轴(O1)到所述第二光轴(O2)的双重光束偏转的第一光束偏转和第二光束偏转，并且借助于所述第二棱镜(3)，引起作为从所述第二光轴(O2)到平行于所述第一光轴(O1)布置的所述传感器表面(20)的简单光束偏转的第三光束偏转，以从所述物体侧查看的顺序，所述第一透镜系统(4)包括：双凹第一透镜(6)、双凸第二透镜(7)、形成为棒状透镜的第三透镜(8)、平凹第四透镜(9)、以及双凸第五透镜(10)，以从物体侧查看的顺序，所述第二透镜系统(5)包括：凸平第六透镜(11)、形成为弯月形透镜的第七透镜(12)、双凸第八透镜(13)、以及双凹第九透镜(14)。2.如权利要求1所述的相机物镜(1)，其特征在于，所述第一光轴(O1)和所述第二光轴(O2)彼此平行。3.如权利要求1或2所述的相机物镜(1)，其特征在于，所述双凹第一透镜(6)和所述双凸第二透镜(7)彼此粘合。4.如前述权利要求中的一项所述的相机物镜(1)，其特征在于，所述第三透镜(8)、所述平凹第四透镜(9)、以及所述双凸第五透镜(10)彼此粘合。5.如前述权利要求中的一项所述的相机物镜(1)，其特征在于，所述双凸第八透镜(13)和所述双凹第九透镜(14)彼此粘合。6.如前述权利要求中的一项所述的相机物镜(1)，其特征在于，在所述第二棱镜(3)与所述传感器表面(20)之间，平行于所述传感器表面(20)地布置有平面平行玻璃板(15)。7.如前述权利要求中的一项所述的相机物镜(1)，其特征在于，所述第一透镜系统(4)的所述双...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·克塔尔，F·维斯，
申请(专利权)人：阿瓦特拉医药有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE