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Title:
PRISM ARRANGEMENT FOR A STEREO VIDEO ENDOSCOPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/025166
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a prism arrangement (3) for a stereo video endoscope have two light beams (6, 7) guided parallel to one another for a stereoscopic representation of a region lying outside the stereo video endoscope. The prism arrangement (3) comprises a first prism (4) for parallel shifting of a first light beam (6) and a second prism (5) for parallel shifting of a second light beam (7), the first and second prism (4, 5) each having an entry surface (51) and an exit surface (52) for a light beam (6, 7). Due to the prism arrangement (3) according to the invention a line (11) connecting the centres (8, 9) of the first light beam (6) and of the second light beam (7) after the parallel shifting has an angle θ ≠ 0° relative to the connecting line (10) between the centres (8, 9) of the light beams (6, 7) before the parallel shifting, where in particular θ = 90°.

Inventors:
WIETERS MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/069206
Publication Date:
February 07, 2019
Filing Date:
July 16, 2018
Export Citation:
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Assignee:
WINTER & IBE OLYMPUS (DE)
International Classes:
G02B23/24; A61B1/00
Foreign References:
US20120075448A12012-03-29
CN104656242B2016-10-05
JP2014174390A2014-09-22
DE102015217079A12017-03-09
CN102973238A2013-03-20
DE102013215422A12015-02-12
Attorney, Agent or Firm:
SEEMANN & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
Prismenanordnung für ein Stereo-Videoendoskop Patentansprüche

1 . Prismenanordnung (3) für ein Stereo-Videoendoskop mit zwei parallel zueinander geführten Lichtbündeln (6, 7) für eine stereoskopische Darstellung eines außerhalb des Stereo- Videoendoskops liegenden Bereichs, wobei die Prismenanordnung (3) ein erstes Prisma (4) zur Parallelverschiebung eines ersten Lichtbündels (6) und ein zweites Prisma (5) zur Parallelverschiebung eines zweiten Lichtbündels (7) umfasst, wobei das erste und zweite Prisma (4, 5) jeweils eine Eintrittsfläche (51 ) und eine Austrittsfläche (52) für ein Lichtbündel (6, 7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Parallelverschiebung eine Verbindungsl inie (1 1 ) der Zentren (8, 9) des ersten Lichtbündels (6) und des zweiten Lichtbündels (7) einen Winkel θ 0° zur Verbindungsl inie (1 0) zwischen den Zentren (8, 9) der Lichtbündel (6, 7) vor der Parallelverschiebung aufweist, wobei insbesondere Θ = 90° ist. Prismenanordnung (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Zentrums (8) des ersten Lichtbündels (6) von dem Zentrum (9) des zweiten Lichtbündels (7) durch die Parallelverschiebung vergrößert oder verkleinert wird .

Prismenanordnung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentren (8, 9) des ersten und zweiten Lichtbündels (6, 7) nach der Parallelverschiebung symmetrisch zum Mittelpunkt der Zentren (8, 9) des ersten und zweiten Lichtbündels (6, 7) vor der Parallelverschiebung sind .

Prismenanordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismen (4, 5) Parallelepi- pede mit Seiten kanten a, b und c sind , wobei jeweils eine der durch die Seitenkanten b und c aufgespannten Flächen als Eintrittsfläche (51 ), die andere Fläche als Austrittsfläche (52) und die durch die Seitenkanten a und b aufgespannten Flächen als Reflektionsflächen (53) ausgebildet sind, wobei α ein Winkel zwischen den Seitenkanten b und c, ß ein Winkel zwischen den Seitenkanten a und c und γ ein Win kel zwischen den Seitenkanten a und b ist, wobei α = γ = 90° und ß 90° gilt.

Prismenanordnung (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkanten c der Prismen (4, 5) einen Winkel 5 ^ 0° mit der Verbindungsl inie (10) der Lichtbündel (6, 7) vor der Parallelverschiebung einschließen.

Prismenanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Seitenkanten a und b aufgespannten Reflektionsflächen (53) der Prismen verspiegelt sind .

Prismenanordnung (3) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismen (4, 5) an jeweils einer der durch die Seitenkanten a und c aufgespannten Flächen (54) aneinander anliegen, insbesondere aneinander fixiert oder miteinander verbunden sind .

Optisches System (2) für ein Stereo-Videoendoskop umfassend eine Prismenanordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, eine distale optische Baugruppe (13), eine proximale optische Baugruppe (14) und ein oder zwei Bildsensoren (15, 1 6, 20), wobei die Prismen (4, 5) der Prismenanordnung (3) so in dem optischen System (2) angeordnet sind, dass eine Normale auf die Eintrittsflächen (51 ) parallel zu einer Längsachse (1 2) des optischen Systems (2) ausgerichtet ist.

Optisches System (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (2) einen ersten Bildsensor (15) zum Empfang des ersten Lichtbündels (6) und einen zweiten Bildsensor (1 6) zum Empfang des zweiten Lichtbündels (7) umfasst, wobei die Bildsensoren (1 5, 1 6) eine rechteckige Sensorfläche (17) aufweisen, insbesondere die Seitenkanten (1 8, 1 9) der Sensorflächen (1 7) ein Längenverhältnis von 1 6 zu 9 haben, und wobei die langen Seitenkanten (1 8) der Sensorflächen (17) parallel zu der Verbindungslinie (10) der Lichtbündel (6, 7) vor der Parallelverschiebung angeordnet sind .

Optisches System (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (2) einen einzelnen Bildsensor (20) umfasst, wobei der Bildsensor (20) eine erste Teilsensorfläche (21 ) zum Empfang des ersten Lichtbündels (6) und eine zweite Teilsensorfläche (22) zum Empfang des zweiten Lichtbündels (7) aufweist, wobei die Teilsensorflächen (21 , 22) jeweils eine rechteckige Fläche aufweisen, insbesondere die Seitenkanten (18, 1 9) der Teilsensorflächen ein Verhältnis von 16 zu 9 haben, wobei die langen Seitenkanten (1 8) der Teilsensorflächen (21 , 22) parallel zu der Verbindungslinie (10) der Lichtbündel (6, 7) vor der Parallelverschiebung angeordnet sind .

Optisches System (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Eintrittsrichtung des Lichts hintereinander die distale optische Baugruppe (13), die Prismenanordnung (3), die proximale optische Baugruppe (14) und zwei Bildsensoren (1 5, 1 6) angeordnet sind, wobei die proximale optische Baugruppe (14) zwei Linsensystemkanäle (26, 27) zur Abbildung des ersten und zweiten Lichtbündels (6, 7) nach den Parallelverschiebungen auf jeweils eine Sensorfläche (1 7) eines Bildsensors (15, 1 6) umfasst.

Optisches System (2) nach Anspruch 9 oder 1 0, dadurch gekennzeichnet, dass in Eintrittsrichtung des Lichts hintereinander die distale optische Baugruppe (13), die proximale optische Baugruppe (14), die Prismenanordnung (3) und die Bildsensoren (15, 1 6, 20) angeordnet sind, wobei die proximale optische Baugruppe (14) wenigstens einen Linsensys- temkanal (26, 27) umfasst, wobei die Prismenanordnung (3) zur Abbildung des ersten und zweiten Lichtbündels (6, 7) nach den Parallelverschiebungen auf jeweils eine Sensorfläche (1 7) der Bildsensoren (15, 1 6) oder auf jeweils eine Teilsensorfläche (21 , 22) des Bildsensors (20) eingerichtet ist.

1 3. Optisches System (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismenanordnung (3) synchron mit der proximalen optischen Baugruppe (14) und den Bildsensoren (1 5, 1 6, 20) um eine Längsachse (1 2) des optischen Systems (2) rotierbar ist.

14. Stereo-Videoendoskop mit einem optischen System (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 1 3.

Description:
Prismenanordnung für ein Stereo-Videoendoskop Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Prismenanordnung für ein Stereo- Videoendoskop mit zwei parallel zueinander geführten Lichtbündeln für eine stereoskopische Darstellung eines außerhalb des Stereo- Videoendoskops liegenden Bereichs, wobei die Prismenanordnung ein erstes Prisma zur Parallelverschiebung eines ersten Lichtbündels und ein zweites Prisma zur Parallelverschiebung eines zweiten Lichtbündels umfasst, wobei das erste und zweite Prisma jeweils eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche für ein Lichtbündel aufweisen .

Die Erfindung betrifft zudem ein optisches System und ein Stereo- Videoendoskop.

Bei Untersuchungen und Operationen werden Endoskope eingesetzt, um dem operierenden Arzt eine Betrachtung des Körperinneren des Patienten zu ermöglichen . Für eine minimalinvasive Betrachtung sollte der Endoskopdurchmesser, also der maximale Durchmesser des Teils des Endoskops, das in das Körperinnere eingeschoben wird, möglichst klein sein .

Gleichzeitig ist es für den Arzt aber hilfreich, wenn die durch das Endoskop erzeugten Bilder einen Tiefeneindruck des Körperinneren vermitteln . Zu diesem Zweck werden Stereo-Videoendoskope eingesetzt, bei denen zwei Lichtbündel , d ie das Operationsfeld aus unterschiedl ichen Bl ickwinkeln wiedergeben, mittels einer Optik auf Bildsensoren abgebildet werden . Die von den Bildsensoren aufgenommenen Bilder werden anschl ießend zu einem stereoskopischen Bild zusammengesetzt, das einem das Bild betrachtenden Anwender unter Verwendung geeigneter Wiedergabegeräte einen Tiefeneindruck vermittelt.

Der Tiefeneindruck eines Stereoskopbilds ist abhängig vom sogenannten Augenabstand . Durch einen größeren Augenabstand wird ein stärkerer Tiefeneindruck erzielt. Bei Stereo-Videoendoskopen entspricht der Augenabstand dem Abstand der Zentren der zwei Lichtbündel beim Eintritt in das optische System des Endoskops. Dieser Abstand wird begrenzt durch die sogenannte distale optische Baugruppe, die wiederum durch den Endoskopdurchmesser begrenzt wird .

Eine starke Begrenzung des Augenabstands tritt insbesondere bei Stereo-Videoendoskopen mit seitl icher Bl ickrichtung auf, wie sie beispielsweise in DE 1 0 201 3 21 5 422 A1 offenbart ist. Das in DE 1 0 201 3 21 5 422 A1 gezeigte Endoskop weist zur Umlenkung der Lichtbündel auf die optische Achse des Endoskops eine Umlenkprismengruppe auf. Um den Abstand der Zentren der Lichtbündel zu erhöhen, müsste die Umlenkprismengruppe und damit der Endoskopdurchmesser überproportional vergrößert werden, was für den Patienten unerwünscht ist. Ist der Abstand der Zentren der einfallenden Lichtbündel jedoch zu klein, führt dies nicht nur zu einer Verringerung des Tiefeneindrucks. Das optische System eines Stereo-Videoendoskops umfasst eine sogenannte proximale optische Baugruppe mit ein oder zwei Linsensystemkanälen, die die Lichtbündel auf die Bildsensoren abbilden . Dazu wird in den Linsensystemkanälen der Durchmesser der Lichtbündel vergrößert. Liegen die Zentren der einfallenden Lichtbündel zu nahe beieinander, müssen Teile der Lichtbündel , beispielsweise mittels Blenden, abgeschnitten werden, damit die Lichtbündel nicht überlappen . Der abgeschnittene Teil der Lichtbündel kann somit nicht auf d ie Bildsensoren abgebildet werden, was einen Verlust an Bildinformationen zur Folge hat.

Ein zu kleiner Abstand der Zentren der Lichtbündel kann auch dazu führen, dass die Bildsensoren nicht nahe genug aneinander angeordnet werden können, um die Lichtbündel vollständig zu empfangen, was wiederum einen Verlust von Bildinformationen zur Folge hat.

In anderen Fällen ist der Abstand der Zentren der Lichtbündel hingegen so groß, dass durch die Anordnung der proximalen optischen Baugruppe und/oder der Bildsensoren entlang des Strahlengangs der Lichtbündel ein großer Platzbedarf im Endoskopschaft entsteht und somit ein größerer Endoskopdurchmesser gewählt werden muss.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Strahlengang der einfallenden Lichtbündel bei einem Stereo-Videoendoskop derart zu verändern, dass die proximale optische Baugruppe und/oder die Bildsensoren im Endoskopschaft platzsparend anordbar sind . Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Prismenanordnung für ein Stereo-Videoendoskop mit zwei parallel zueinander geführten Lichtbündeln für eine stereoskopische Darstellung eines außerhalb des Stereo-Videoendoskops liegenden Bereichs, wobei die Prismenanordnung ein erstes Prisma zur Parallelverschiebung eines ersten Lichtbündels und ein zweites Prisma zur Parallelverschiebung eines zweiten Lichtbündels umfasst, wobei das erste und zweite Prisma jeweils eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche für ein Lichtbündel aufweisen, die dadurch weitergebildet ist, dass nach der Parallelverschiebung eine Verbindungslinie der Zentren des ersten Lichtbündels und des zweiten Lichtbündels einen Winkel θ 0° zur Verbindungslinie zwischen den Zentren der Lichtbündel vor der Parallelverschiebung aufweist, wobei insbesondere Θ = 90° ist.

Durch die erfindungsgemäße Prismenanordnung werden also die Zentren der Lichtbündel so verschoben, dass die Verbindungslinie nach der Parallelverschiebung einen Winkel Θ zur Verbindungslinie vor der Parallelverschiebung aufweist.

Dadurch ist es insbesondere möglich, ein Stereo-Videoendoskop zu konstruieren, das eine platzsparende Anordnung der Bildsensoren aufweist. Für einen Win kel von Θ = 90° werden beispielsweise die Bildsensoren so angeordnet, dass die Verbindungslinie der Zentren der Bildsensoren senkrecht auf den langen Seitenkanten der Sensorflächen der Bildsensoren steht. Im Vergleich zu Θ = 0°, also wenn die Verbindungslinie der Zentren der Bildsensoren senkrecht auf den kurzen Seitenkanten der Sensorflächen der Bildsensoren steht, kann die Einhüllende um die Bildsensoren bei Θ = 90° kleiner sein . Bei einem gleichen Abstand der Mittelpunkte der Sensorflächen kann somit der Platzbedarf im Endoskopschaft geringer sein .

Vorzugsweise wird der Abstand des Zentrums des ersten Lichtbün- dels von dem Zentrum des zweiten Lichtbündels durch die Parallelverschiebung vergrößert oder verkleinert.

Durch eine Verkleinerung des Abstands der Zentren der Lichtbündel bei gleichzeitiger Parallelverschiebung mit θ Φ 0° kann der Platzbedarf der Bildsensoren in einem Stereo-Videoendoskop noch stärker reduziert werden . Durch eine Vergrößerung des Abstands der Zentren der Lichtbündel bei gleichzeitiger Parallelverschiebung mit θ Φ 0° ist hingegen eine Anordnung der Bildsensoren möglich, bei denen ein möglicher Verlust von Bildinformationen vermieden wird.

Insbesondere wird durch eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstands der Zentren der Lichtbündel auch der Abstand der Linsen- systemkanäle der proximalen optischen Baugruppe vergrößert oder verkleinert. Dadurch sind die Linsensystemkanäle nebeneinander im Endoskopschaft anordbar, ohne dass es zu einem Verlust der Bildinformationen kommt oder der Endoskopdurchmesser vergrößert werden muss.

Vorzugsweise sind die Zentren des ersten und zweiten Lichtbündels nach der Parallelverschiebung symmetrisch zum Mittelpunkt der Zentren des ersten und zweiten Lichtbündels vor der Parallelverschiebung .

Vorzugsweise sind die Prismen Parallelepipede mit Seitenkanten a, b und c, wobei jeweils eine der durch d ie Seiten kanten b und c aufgespannten Flächen als Eintrittsfläche, die andere Fläche als Austrittsfläche und die durch die Seitenkanten a und b aufgespannten Flächen als Reflektionsflächen ausgebildet sind, wobei α ein Winkel zwischen den Seitenkanten b und c, ß ein Winkel zwischen den Seitenkanten a und c und γ ein Win kel zwischen den Seitenkanten a und b ist, wobei α = γ = 90° und ß Φ 90° gilt. Ferner schl ießen vor- zugsweise die Seitenkanten c der Prismen einen Winkel 5 ^ 0° mit der Verbindungslinie der Lichtbündel vor der Parallelverschiebung ein .

Vorzugsweise sind die durch die Seitenkanten a und b aufgespannten Reflektionsflächen der Prismen verspiegelt.

Vorzugsweise liegen d ie Prismen an jeweils einer der durch die Seitenkanten a und c aufgespannten Flächen aneinander an, insbesondere sind die Prismen an jeweils einer der durch die Seitenkanten a und c aufgespannten Flächen aneinander fixiert oder miteinander verbunden .

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein optisches System für ein Stereo-Videoendoskop umfassend eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Prismenanordnung, eine distale optische Baugruppe, eine proximale optische Baugruppe und ein oder zwei Bildsensoren, wobei die Prismen der Prismenanordnung so in dem optischen System angeordnet sind, dass eine Normale auf die Eintrittsflächen parallel zu einer Längsachse des optischen Systems ausgerichtet ist.

Vorzugsweise umfasst das optische System einen ersten Bildsensor zum Empfang des ersten Lichtbündels und einen zweiten Bildsensor zum Empfang des zweiten Lichtbündels, wobei die Bildsensoren eine rechteckige Sensorfläche aufweisen, insbesondere die Seitenkanten der Sensorflächen ein Längenverhältnis von 1 6 zu 9 haben, und wobei die langen Seitenkanten der Sensorflächen parallel zu der Verbindungslinie der Lichtbündel vor der Parallelverschiebung angeordnet sind .

Alternativ umfasst das optische System einen einzelnen Bildsensor, wobei der Bildsensor eine erste Teilsensorfläche zum Empfang des ersten Lichtbündels und eine zweite Teilsensorfläche zum Empfang des zweiten Lichtbündels aufweist, wobei die Teilsensorflächen jeweils eine rechteckige Fläche aufweisen, insbesondere die Seitenkanten der Teilsensorflächen ein Verhältnis von 1 6 zu 9 haben , wobei die langen Seitenkanten der Teilsensorflächen parallel zu der Verbindungslinie der Lichtbündel vor der Parallelverschiebung angeordnet sind .

Vorzugsweise sind im optischen System in Eintrittsrichtung des Lichts hintereinander die distale optische Baugruppe, die Prismenanordnung, die proximale optische Baugruppe und zwei Bildsensoren angeordnet, wobei die proximale optische Baugruppe zwei Linsensystem kanäle zur Abbildung des ersten und zweiten Lichtbündels nach den Parallelverschiebungen auf jeweils eine Sensorfläche eines Bildsensors umfasst.

In einem solchen optischen System wird durch die erfindungsgemäße Prismenanordnung insbesondere eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstands der Linsensystemkanäle ermöglicht.

Alternativ sind vorzugsweise im optischen System in Eintrittsrichtung des Lichts hintereinander die distale optische Baugruppe, die proximale optische Baugruppe, die Prismenanordnung und die Bildsensoren angeordnet, wobei die proximale optische Baugruppe wenigstens einen Linsensystemkanal umfasst, wobei die Prismenanordnung zur Abbildung des ersten und zweiten Lichtbündels nach den Parallelverschiebungen auf jeweils eine Sensorfläche der Bildsensoren oder auf jeweils eine Teilsensorfläche des Bildsensors eingerichtet ist.

In diesem optischen System bildet die Prismenanordnung die Licht- bündel direkt auf die Bildsensoren ab. Insbesondere wird durch ein solches optisches System eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstands der Mittelpunkte der Sensorflächen der Bildsensoren ermögl icht.

Vorzugsweise ist die Prismenanordnung synchron mit der proximalen optischen Baugruppe und den Bildsensoren um eine Längsachse des optischen Systems rotierbar.

Insbesondere ist eine solche Rotierbarkeit sinnvoll, wenn das erfindungsgemäße optische System Teil eines Stereo-Videoendoskops mit veränderbarer seitlicher Bl ickrichtung ist. Dabei wird insbesondre die distale optische Baugruppe gegenüber der proximalen optischen Baugruppe, der Prismenanordnung und der Bildsensoren gedreht, um die Blickrichtung zu verändern aber gleichzeitig den Horizont der Stereoskopbilder beizubehalten .

Die Aufgabe wird auch durch ein Stereo-Videoendoskop mit einem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen optischen System gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtl ich . Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen .

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird . Es zeigen: eine schematische Darstellung eines optischen Systems eines Stereo-Videoendoskops mit seitl icher Bl ickrichtung in einer Schnittansicht,

Fig . 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Prismas,

Fig . 3 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prismenanordnung,

Fig . 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Prismenanordnung in Bl ickrichtung einer Normale auf die Eintrittsflächen,

Fig eine schematische Darstellung eines Bildsensors, Fig eine schematische Darstellung eines Bildsensors mit zwei

Teilsensorflächen ,

Fig . 7 eine schematische Darstellung einer Anordnung von

Bildsensoren nach einer Parallelverschiebung durch eine erfindungsgemäße Prismenanordnung und

Fig . 8 eine schematische Darstellung einer Anordnung von

Bildsensoren mit Randbereichen nach einer Parallelverschiebung durch eine erfindungsgemäße Prismenanordnung .

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird . Fig . 1 zeigt eine schematische Darstellung eines optischen Systems 2 eines Stereo-Videoendoskops mit seitl icher Blickrichtung in einer Schnittansicht. In Einfallsrichtung des Lichts umfasst das optische System 2 eine distale optische Baugruppe 1 3, eine erfindungsgemäße Prismenanordnung 3, eine proximale Baugruppe 14 und Bildsensoren 1 5, 1 6.

Im Folgenden werden die Strahlengänge der Lichtbündel 6, 7 durch das optische System beschrieben . In Fig . 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die Strahlengänge der Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 dargestellt (als gestrichelte Pfeile). Die Schnittebene, also die Papierebene, von Fig . 1 ist so gewählt, dass die Verbindungsl inie 1 0 der Zentren 8, 9 der in das optische System einfallenden Lichtbündel 6, 7 in der distalen optischen Baugruppe 1 3 parallel zu einer Normalen auf der Schnittebene liegt. In der distalen optischen Baugruppe 1 3 fallen die Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 in der Schnittzeichnung der Fig . 1 also aufeinander.

Die distale optische Baugruppe 1 3 len kt die einfallenden Lichtbündel 6, 7 in eine Richtung parallel zu einer Längsachse 1 2 des optischen Systems 2 um. Durch die Prismenanordnung 3 werden die Lichtbündel 6, 7 in die Linsensystemkanäle 26, 27 der proximalen optischen Baugruppe 14 eingekoppelt. Die Linsensystemkanäle 26, 27 bilden die Lichtbündel 6, 7 schließlich auf die Sensorflächen 17 der Bildsensoren 1 5, 1 6 ab.

Die Prismenanordnung 3 besteht aus einem ersten Prisma 4 und einem zweiten Prisma 5, wobei jedes Prisma 4, 5 jeweils ein Lichtbündel 6, 7 in einen Linsensystemkanal 26, 27 einkoppelt. Die Linsensystemkanäle 26, 27 sind in dem in Fig . 1 gezeigten optischen System 2 übereinander angeordnet. Es ist ferner eine Anordnung vorgesehen, bei der die Prismen- anordnung 3 hinter der proximalen optischen Baugruppe 1 4 und vor den Bildsensoren 1 5, 1 6 angeordnet ist. Die Parallelverschiebung der Lichtbündel 6, 7 findet also erst nach der proximalen optischen Baugruppe 14 statt, wobei die Lichtbündel 6, 7 durch die Parallelverschiebung auf die bevorzugt übereinander angeordneten Bildsensoren 1 5, 1 6 abgebildet werden . In diesem Fall werden die Lichtbündel 6, 7 in der proximalen optischen Baugruppe 14 so geführt, dass die Ausrichtung der Verbindungslinie 1 0 der Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 in der proximalen optischen Baugruppe 14 parallel zur Ausrichtung in der distalen optischen Baugruppe 13 ist. In einem optischen System 2 mit dieser Anordnung würden die Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 also nicht nur in der distalen optischen Baugruppe 1 3, sondern auch in der proximalen optischen Baugruppe 14 aufeinander fallen, wenn das optische System 2 wie in Fig . 1 dargestellt würde. Die proximale Baugruppe 14 umfasst in diesem Fall entweder einen einzelnen Linsensystemkanal 26, 27 oder zwei Linsensystemkanäle 26, 27.

Unabhängig von der Position der Prismenanordnung 3 im optischen System 2 muss die Prismenanordnung 3 die Lichtbündel 6, 7 so parallelverschieben, dass die Verbindungslinie 1 1 der Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 nach der Parallelverschiebung einen Winkel 0 ^ 0° mit der Verbindungslinie 1 0 der Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 vor der Parallelverschiebung einschließt.

In Fig . 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Prismas 4, 5 gezeigt, mittels dessen eine solche Parallelverschiebung durchzuführbar ist.

Das Prisma 4, 5 hat d ie Form eines Parallelepipeds mit den Seitenkanten a, b und c, wobei α ein Winkel zwischen den Seiten kanten b und c, ß ein Winkel zwischen den Seitenkanten a und c und γ ein Winkel zwischen den Seitenkanten a und b ist.

Für die Winkel gilt dabei α = γ = 90° und ß 90° . Die durch die Seitenflächen a und b sowie b und c aufgespannten Flächen 51 , 52, 53 haben also eine rechteckige Form, während die durch die Seitenkanten a und c aufgespannten Flächen 54 die Form eines Parallelogramms haben .

Der Strahlengang des Zentrums 8, 9 eines Lichtbündels 6, 7 durch das Prisma 4, 5 ist als gestrichelter Pfeil dargestellt. Das Lichtbündel 6, 7 tritt senkrecht durch eine Eintrittsfläche 51 , die durch die Seitenkanten b und c aufgespannt wird , in das Prisma 4, 5 ein, wird an einer durch die Seitenkanten a und b aufgespannten Reflexionsfläche 53 reflektiert, wird anschließend an der anderen Reflexionsfläche 53 reflektiert und tritt schließlich senkrecht durch die durch die Seitenkanten b und c aufgespannte Austrittsfläche 52 aus dem Prisma 4, 5 aus.

Der Strahlengang des Lichtbündels 6, 7 vor dem Eintritt ist parallel zu dem Strahlengang des Lichtbündels 6, 7 nach dem Austritt. Durch das Prisma 4, 5 wird das Lichtbündel 6, 7 also parallelverschoben .

Die Längen der Seitenkanten a, b und c sowie die Größe des Winkels ß in Fig . 2 und 3 sind zur besseren Darstellbarkeit gewählt und entsprechen nicht notwendigerweise den Längen a, b und c und der Größe des Winkels ß bei den Prismen 4, 5 einer erfindungsgemäßen Prismenanordnung 3.

Die Anordnung der Prismen 4, 5 zueinander ist in Fig . 3 dargestellt. Die Eintrittsflächen 51 liegen in derselben Ebene und liegen insbe- sondere teilweise mit der Seitenkante c aneinander an . Die Austrittsflächen 52 l iegen in einer Ebene, d ie zur Ebene der Eintrittsflächen 51 parallel ist.

Das zweite Prisma 5 ist so ausgerichtet, dass es einem ersten Prisma 4 entspricht, das um eine Spiegelachse gespiegelt wurde. Diese Spiegelachse ist senkrecht zur Eintrittsfläche 51 des ersten Prismas 4 und verläuft durch eine der Kanten c, an denen die Prismen aneinander anliegen .

In Fig . 4 ist eine schematische Darstellung der Prismenanordnung 3 gezeigt, bei der die Längsrichtung 1 2 des optischen Systems 2 senkrecht zur Papierebene ist. Die Eintrittsflächen 51 der Prismen 4, 5 liegen also in der Papierebene. Dabei sind die Eintrittsflächen 51 als Rechtecke mit durchgezogenen Linien dargestellt. Die Austrittsflächen 52, die in einer Ebene hinter der Papierebene liegen, sind als gestrichelte Rechtecke dargestellt. Das Verhältnis der Längen der Seitenkanten b und c entspricht dabei nicht dem Verhältnis der Längen der Seitenkanten b und c in Fig . 2 und 3.

Die Lichtbündel 6, 7, die in die Prismen 4, 5 einfallen, sind in der Ebene der Eintrittsflächen 51 als durchgezogene Kreise und in der Ebene der Austrittsflächen 52 als gestrichelte Kreise dargestellt.

Die Seitenkanten c schließen mit der Verbindungslinie 1 0 den Winkel δ ein, welche die Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 in der Ebene der Eintrittsflächen 51 vor der Parallelverschiebung verbindet. In der Ebene der Austrittsflächen 52, also nach der Parallelverschiebung, sind die Zentren der 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 mit der Verbindungslinie 1 1 verbunden . Die Verbindungslinie 10 schl ießt mit der Verbindungslinie 1 1 den Winkel Θ ein . Die Richtungen der Parallelverschiebungen durch das erste Prisma 4 und das zweite Prisma 5 werden durch die Vektoren 62 und 63 angezeigt.

In Fig . 5 ist schematisch ein Bildsensor 1 5, 1 6 gezeigt, wobei die Längsachse 1 2 des optischen Systems 2 senkrecht zu der Papierebene ist. Der Bildsensor 15, 1 6 weist eine Sensorfläche 1 7 auf, die zur Umwandlung der empfangenden Lichtbündel 6, 7 in Bildinformationen ausgebildet ist. Bei der Sensorfläche 1 7 handelt es sich beispielsweise um einen CCD-Chip.

Die Sensorfläche weist eine lange Seitenkante 1 8 und eine kurze Seitenkante 1 9 auf, wobei die Seitenkanten 1 8, 19 insbesondere ein Verhältnis der Seitenlängen von 1 6 zu 9 haben . Dadurch können die von der Sensorfläche 17 erzeugten Bildinformationen ohne Verzerrung oder Bildabschnitt auf einem Ausgabegerät mit einem 1 6 zu 9 Seitenlängenverhältnis angezeigt werden .

Um die Sensorfläche 1 7 herum weist der Bildsensor 1 5, 1 6 bauartbedingt einen Randbereich 25 auf. Dieser Randbereich 25 ist nicht zum Empfang von Lichtbündeln 6, 7 ausgelegt.

Derartige Bildsensoren 1 5, 1 6 werden zumeist paarweise verwendet, um jeweils ein Lichtbündel 6, 7 zu empfangen, wie beispielsweise in Fig . 1 dargestellt.

In einer alternativen Ausführungsform kann aber auch nur ein Bildsensor 20 vorgesehen sein, der in Fig . 6 schematisch dargestellt ist. Der Bildsensor 20 umfasst eine Sensorfläche 1 7, die von einem Randbereich 25 umgeben ist. Die Sensorfläche 1 7 ist in zwei Teilsensorflächen 21 , 22 unterteilt, die jeweils eine lange Seitenkante 1 8 und eine kurze Seitenkante 19 aufweisen und wobei die Teilsensorflächen 21 , 22 entlang einer langen Seitenkante 1 8 aneinander anliegen . Jede der Teilsensorflächen 21 , 22 ist zum Empfang jeweils eines Lichtbündels 6, 7 ausgelegt. Es kann auch ein nicht bildl ich dargestellter Abstand zwischen den Teilsensorflächen 21 , 22 vorgesehen sein, der nicht ausgelesen wird oder dessen Sensorsignale nicht dargestellt werden .

Beim Bildsensor 20 können die Lichtbündel 5, 6 somit dichter aneinander anliegen als bei zwei separaten Bildsensoren 1 5, 16, da kein oder nur ein geringer Randbereich 25 zwischen den Teilsensorflächen 21 , 22 vorgesehen ist.

In Fig . 7 und 8 ist beispielhaft gezeigt, wie durch die erfindungsgemäße Prismenanordnung 3 eine platzsparende Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6, 20 realisiert werden kann .

Fig . 7 zeigt schematisch zwei mögliche Anordnungen der Bildsensoren 1 5, 1 6 in einem optischen System 2 eines Stereo- Videoendoskops. Die Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6, die mit gestrichelten Linien dargestellt sind, entspricht der Anordnung nach dem Stand der Technik. Die Verbindungslinie 1 0 ist senkrecht zu den kurzen Seitenkanten 1 9.

Durch die Prismenanordnung 3 finden hingegen bei einem erfindungsgemäßen Stereo-Videoendoskop Parallelverschiebungen um die Vektoren 62, 63 statt, bevor die Lichtbündel 6, 7 auf die Bildsensoren 1 5, 16 treffen .

In dem Beispiel in Fig . 7 sind die Vektoren 62, 63 so gewählt, dass Θ = 90° ist und die Länge der Verbindungsl inie 1 0, 1 1 durch d ie Parallelverschiebung nicht verändert wird (angedeutet durch den gepunkteten Kreis). In diesem Fall sind die Bildsensoren 1 5, 1 6 (dar- gestellt durch Rechtecke mit durchgezogenen Linien) so angeordnet, dass die Verbindungslinie 1 1 senkrecht zu den langen Seitenkanten 1 8 ist.

Durch die rechteckige Form der Bildsensoren 1 5, 1 6 ist die Einhüllende 24 (durchgezogener Kreis) bei Θ = 90° kleiner als die Einhüllende 23 (gestrichelter Kreis) bei Θ = 0°. Durch die erfindungsgemäße Prismenanordnung 3 kann also eine platzsparendere Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6 realisiert werden , auch wenn die Länge der Verbindungslinien 1 0, 1 1 der Zentren 8, 9 der Lichtbündel 6, 7 unverändert bleibt.

Der Länge der Verbindungslinie 1 1 kann auch durch die Parallelverschiebung zusätzlich verkleinert werden, um eine noch platzsparendere Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6 zu real isieren .

Auch eine Vergrößerung der Länge der Verbindungslinie 1 1 ist möglich, beispielsweise um eine Überschneidung der Lichtbündel 6, 7 zu vermeiden oder genug Platz für die Anordnung der proximalen optischen Baugruppe 14 oder der Bildsensoren 1 5, 1 6 zu schaffen .

In Fig . 8 ist eine Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6 gezeigt, bei denen die Randbereiche 25 der Bildsensoren 1 5, 1 6 aneinander anliegen . In der Anordnung nach dem Stand der Technik (gestrichelte Linien) liegen die Bildsensoren 1 5, 1 6 entlang der kurzen Seitenkanten 1 9 aneinander an . Eine Verkleinerung des Abstands der Mittelpunkte der Sensorflächen 1 7 ist mit einer Parallelverschiebung der Lichtbündel 6, 7 mit Θ = 0° nicht möglich .

Durch eine Parallelverschiebung der Lichtbündel 6, 7 mit Θ = 90° und gleichzeitiger Verkleinerung der Länge der Verbindungslinie 1 1 ist es jedoch möglich, eine Anordnung der Bildsensoren 1 5, 1 6 zu wählen, bei denen die Bildsensoren 1 5, 1 6 entlang der langen Seitenkanten 1 8 aneinander anliegen . Auf diese Weise wird eine Verkleinerung der Einhüllenden 24 im Vergleich zur Einhüllenden 23 ohne erfindungsgemäße Prismenanordnung 3 erreicht. Gleichzeitig wird der Abstand der Mittelpunkte der Sensorflächen 1 7 verkleinert.

Um eine weitere Verkleinerung der Einhüllenden 24 und des Ab- stands der Mittelpunkte der Sensorflächen 1 7 zu erreichen, können die Bildsensoren 1 6, 1 7 durch einen einzelnen Bildsensor 20 mit zwei Teilsensorflächen 21 , 22 ersetzt werden . Auf diese Weise wird zusätzl ich der Randbereich 25 zwischen den Sensorflächen eingespart.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentl ich angesehen . Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein . Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere" oder „vorzugsweise" gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen .

Bezugszeichenliste

2 Optisches System 3 Prismenanordnung 4 erstes Prisma

5 zweites Prisma 6 erstes Lichtbündel 7 zweites Lichtbündel

8 Zentrum

9 Zentrum

1 0 Verbindungslinie 1 1 Verbindungslinie 1 2 Längsachse

1 3 distale optische Baugruppe 14 proximale optische Baugruppe 1 5 erster Bildsensor 1 6 zweiter Bildsensor 1 7 Sensorfläche

1 8 lange Seitenkante 1 9 kurze Seitenkante 20 Bildsensor

21 erste Teilsensorfläche

22 zweite Teilsensorfläche 23 Einhüllende

24 Einhüllende

25 Randbereich

26 Linsensystemkanal 27 Linsensystemkanal 51 Eintrittsfläche

52 Austrittsfläche

53 Reflexionsfläche 54 Fläche 62 Vektor

63 Vektor a Seitenkante

5 b Seitenkante c Seitenkante

Θ Winkel α Winkel ß Winkel io γ Winkel δ Winkel