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Title:
OPTICAL SYSTEM OF AN ENDOSCOPE, ENDOSCOPE, STEREO-VIDEO ENDOSCOPE, AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTICAL SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/154733
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an optical system (20) of an endoscope (2), to an endoscope (2), to a stereo-video endoscope, and to a method for producing an optical system (20). The optical system (20) comprises a distal and a proximal optical assembly (24, 26), wherein light bundles incident from an object space (11) are guided along a beam path by the optical assemblies (24, 26). A deflection prism assembly (30) comprises a first and a second prism (32, 34), wherein a first outlet side (38) of the first prism (32) and/or a second inlet side (40) of the second prism (34) is provided with a coating (60) in a region (58) outside of the beam path, and an air gap (54) is provided in the region of the beam path between the first outlet side (38) and the second inlet side (40).

Inventors:
ZHAO DR JIANXIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/052515
Publication Date:
August 15, 2019
Filing Date:
February 01, 2019
Export Citation:
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Assignee:
WINTER & IBE OLYMPUS (DE)
International Classes:
G02B23/24; A61B1/00; A61B1/04; G02B5/04
Foreign References:
EP3276390A12018-01-31
US20040177913A12004-09-16
US7280283B12007-10-09
US6704145B12004-03-09
JP2003149414A2003-05-21
EP2593827B12016-08-31
Attorney, Agent or Firm:
SEEMANN & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Optisches System (20) eines Endoskops (2) mit seitlicher Blickrichtung, umfassend eine seitwärts blickende distale op- tische Baugruppe (24) und eine proximale optische Baugrup- pe (26), wobei aus einem Objektraum (1 1 ) einfallende Licht bündel von den optischen Baugruppen (24, 26) entlang eines Strahlengangs geführt und auf einen Bildsensor (52L, 52R) abgebildet werden, wobei die distale optische Baugruppe (24) eine Umlenkprismengruppe (30) umfasst, die in Lichteinfalls- richtung aufeinanderfolgend ein erstes Prisma (32) und ein zweites Prisma (34) umfasst, wobei das erste Prisma (32) ei- ne erste Eintrittsseite (36) und eine gegenüber dieser geneig- te erste Austrittsseite (38) umfasst, und wobei das zweite Prisma (34) eine zweite Eintrittsseite (40), eine Reflexionssei- te (42) und eine zweite Austrittsseite (44) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Austrittsseite (38) des ersten Prismas (32) und/oder die zweite Eintrittsseite (40) des zwei- ten Prismas (34) in einem Bereich (58) außerhalb des Strah- lengangs mit einer Beschichtung (60) versehen ist und im Be- reich des Strahlengangs zwischen der ersten Austrittsseite (38) und der zweiten Eintrittsseite (40) ein Luftspalt (54) vor- handen ist.

2. Optisches System (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekenn- zeichnet, dass die Beschichtung ausschließlich auf der ersten Austrittsseite (38) des ersten Prismas (32) oder auf der zwei- ten Eintrittsseite (40) des zweiten Prismas (34), insbesondere ausschließlich auf der ersten Austrittsseite (38) des ersten Prismas (32), vorhanden ist. 3. Optisches System (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Beschichtung (60) eine Schichtdicke zwischen 2pm und 20pm, insbesondere zwischen 5pm und 15pm, ferner insbesondere zwischen 5pm und 10pm aufweist. 4. Optisches System (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (60) eine Metallbeschichtung ist, insbesondere eine Chrom-Beschich- tung oder eine zum zumindest überwiegenden Teil chromhal- tige Beschichtung.

5. Optisches System (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die proximale optische Bau- gruppe (26) einen linken Linsensystemkanal (48L) und einen rechten Linsensystemkanal (48R) umfasst, die gleichartig aufgebaut sind, und die distale optische Baugruppe (24) dazu eingerichtet ist, aus dem Objektraum (1 1 ) einfallende Licht bündel in den linken Linsensystemkanal (48L) und in den rechten Linsensystemkanal (48R) einzukoppeln, und wobei die distale optische Baugruppe (24) in Lichteinfallsrichtung aufeinanderfolgend eine Eintrittslinse (28), die Umlenkpris- mengruppe (30) und eine Austrittslinse (46) umfasst.

6. Endoskop (2) mit seitlicher Blickrichtung, gekennzeichnet durch ein optisches System (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

7. Stereo-Videoendoskop mit seitlicher Blickrichtung, gekenn- zeichnet durch ein optisches System (20) nach Anspruch 5.

8. Verfahren zum Herstellen eines optischen Systems (20) eines Endoskops (2) mit seitlicher Blickrichtung, umfassend eine seitwärts blickende distale optische Baugruppe (24) und eine proximale optische Baugruppe (26), wobei aus einem Objekt- raum (1 1 ) einfallende Lichtbündel von den optischen Bau- gruppen (24, 26) entlang eines Strahlengangs geführt und auf einen Bildsensor (52L, 52R) abgebildet werden, wobei die dis tale optische Baugruppe (24) eine Umlenkprismengruppe (30) umfasst, die in Lichteinfallsrichtung aufeinanderfolgend ein erstes Prisma (32) und ein zweites Prisma (34) umfasst, wo- bei das erste Prisma (32) eine erste Eintrittsseite (36) und ei- ne gegenüber dieser geneigte erste Austrittsseite (38) um- fasst, und wobei das zweite Prisma (34) eine zweite Ein- trittsseite (40), eine Reflexionsseite (42) und eine zweite Aus- trittsseite (44) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Austrittsseite (38) des ersten Prismas (32) und/oder die zweite Eintrittsseite (40) des zweiten Prismas (34) in einem Bereich (58) außerhalb des Strahlengangs mit einer Be- schichtung (60) versehen werden und die Prismen (32, 34) derart angeordnet werden, dass im Bereich des Strahlen- gangs zwischen der ersten Austrittsseite (38) und der zweiten Eintrittsseite (40) ein Luftspalt vorhanden ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (60) ausschließlich auf der ersten Aus- trittsseite (38) des ersten Prismas (32) oder auf der zweiten Eintrittsseite (40) des zweiten Prismas (34), insbesondere ausschließlich auf der ersten Austrittsseite (38) des ersten Prismas (32), aufgebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (60) mit einer Schichtdicke zwischen 2pm und 20pm, insbesondere zwischen 5pm und 15pm, fer- ner insbesondere zwischen 5pm und 10pm aufgebracht wird.

Description:
Optisches System eines Endoskops, Endoskop, Stereo-Video- endoskop und Verfahren zum Herstellen eines optischen Systems

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein optisches System eines Endoskops mit seitlicher Blickrichtung, umfassend eine seitwärts blickende distale optische Baugruppe und eine proximale optische Baugruppe, wobei aus einem Objektraum einfallende Lichtbündel von den optischen Baugruppen entlang eines Strahlengangs geführt und auf einen Bildsensor abgebildet werden, wobei die distale optische Baugruppe eine Umlenkprismengruppe umfasst, die in Lichteinfallsrichtung auf- einanderfolgend ein erstes Prisma und ein zweites Prisma umfasst, wobei das erste Prisma eine erste Eintrittsseite und eine gegenüber dieser geneigte erste Austrittsseite umfasst, und wobei das zweite Prisma eine zweite Eintrittsseite, eine Reflexionsseite und eine zweite Austrittsseite umfasst. Ferner betrifft die Erfindung ein Endo- skop mit seitlicher Blickrichtung sowie ein Stereo-Videoendoskop mit seitlicher Blickrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Ver- fahren zum Herstellen eines optischen Systems eines Endoskops mit seitlicher Blickrichtung, umfassend eine seitwärts blickende dis- tale optische Baugruppe und eine proximale optische Baugruppe, wobei aus einem Objektraum einfallende Lichtbündel von den opti schen Baugruppen entlang eines Strahlengangs geführt und auf ei- nen Bildsensor abgebildet werden, wobei die distale optische Bau- gruppe eine Umlenkprismengruppe umfasst, die in Lichteinfallsrich- tung aufeinanderfolgend ein erstes Prisma und ein zweites Prisma umfasst, wobei das erste Prisma eine erste Eintrittsseite und eine gegenüber dieser geneigte erste Austrittsseite umfasst und wobei das zweite Prisma eine zweite Eintrittsseite, eine Reflexionsseite und eine zweite Austrittsseite umfasst.

Endoskope, beispielsweise Video-Endoskope, ferner beispielsweise Stereo-Video-Endoskope, umfassen ein optisches System, mit dem an einer distalen Spitze eines Endoskopschafts eintretende Licht bündel auf ein oder mehrere Bildsensoren abgelenkt werden. Bei Endoskopen mit seitlicher Blickrichtung unterscheidet sich die Blick- richtung des optischen Systems von einer Längsaxialrichtung des Endoskopschafts und schließt mit dieser einen vorgegebenen oder veränderlichen Winkel von typischerweise zwischen 25° und 70° ein. Es sind also sowohl Endoskope mit fester seitlicher Blickrich tung als auch Endoskope mit variabler seitlicher Blickrichtung, die auch als V-DOV-Endoskope bezeichnet werden, bekannt.

Bei Stereo-Videoendoskopen werden mit Hilfe des optischen Sys- tems ein stereoskopisches Bildpaar und/oder zwei stereoskopische Videokanäle aufgenommen. Mit solchen Instrumenten ist es mög- lich, ein 3D-Abbild eines distal vor dem Ende des Endoskopschafts liegenden Objekts in einem Untersuchungs- und/oder Operations- raum zu erzeugen.

Das optische System solcher Endoskope umfasst eine Umlenkpris- mengruppe aus mehreren Prismen, die die aus einem Objektraum unter einem bestimmten Winkel zur Längsachse des Endoskop- schafts in das optische System eintretenden Lichtstrahlen mehrfach reflektieren und seitenrichtig in Richtung eines linken und eines rechten Linsensystemkanals umlenken. Die Linsensystemkanäle umfassen jeweils einen Bildsensor zum Erfassen der Bilddaten.

Eine Umlenkprismengruppe eines Endoskops ist beispielsweise aus der EP 2 593 827 B1 bekannt. Die Umlenkprismengruppe eines Stereo-Videoendoskops umfasst typischerweise zwei Prismen, die an ihrer gemeinsamen Grenzflä- che miteinander verkittet sind. Es findet eine Reflexion der einfal lenden Lichtbündel an zwei sowohl zur optischen Achse der Ein- trittslinse als auch zur Längsachse des Endoskopschafts schräg stehenden und reflektierenden Grenzflächen des zweiten Prismas statt. Das zweite Prisma befindet sich in Lichteinfallsrichtung hinter dem ersten Prisma, welches unmittelbar hinter einer Eintrittslinse angeordnet ist. Die letzte Reflexion, bevor die Lichtstrahlen an- schließend in eine proximale optische Baugruppe, welche aus ei- nem oder mehreren Linsensystemkanälen bestehen kann, eintreten, findet typischerweise unter Totalreflexion statt. Mit anderen Worten findet also diese letzte Reflexion an einer Grenzfläche Glas-Luft statt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches System eines Endoskops mit seitlicher Blickrichtung, ein Endoskop mit seit- licher Blickrichtung, ein Stereo-Videoendoskop mit seitlicher Blick richtung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Sys- tems eines Endoskops mit seitlicher Blickrichtung anzugeben, wobei eine Umlenkprismengruppe dieses optischen Systems konstruktiv vereinfacht sein soll. Die Aufgabe wird gelöst durch ein optisches System eines Endo- skops mit seitlicher Blickrichtung, umfassend eine seitwärts blicken- de distale optische Baugruppe und eine proximale optische Bau- gruppe, wobei aus einem Objektraum einfallende Lichtbündel von den optischen Baugruppen entlang eines Strahlengangs geführt und auf einen Bildsensor abgebildet werden, wobei die distale optische Baugruppe eine Umlenkprismengruppe umfasst, die in Lichteinfalls- richtung aufeinanderfolgend ein erstes Prisma und ein zweites Prisma umfasst, wobei das erste Prisma eine erste Eintrittsseite und eine gegenüber dieser geneigte erste Austrittsseite umfasst, und wobei das zweite Prisma eine zweite Eintrittsseite, eine Reflexions- seite und eine zweite Austrittsseite umfasst, wobei dieses optische System dadurch fortgebildet ist, dass die erste Austrittsseite des ersten Prismas und/oder die zweite Eintrittsseite des zweiten Pris- mas in einem Bereich außerhalb des Strahlengangs mit einer Be- schichtung versehen ist und im Bereich des Strahlengangs zwi- schen der ersten Austrittsseite und der zweiten Eintrittsseite ein Luftspalt vorhanden ist. Die Konstruktion des optischen Systems gemäß Aspekten der Erfin- dung beruht auf den folgenden Überlegungen. An einer zweiten Ein- trittsseite des zweiten Prismas der Umlenkprismengruppe findet To- talreflexion statt, bevor die Lichtbündel in die proximale optische Baugruppe, beispielsweise einen linken und einen rechten Linsen- Systemkanal, eingekoppelt werden. Für die erforderliche Totalrefle- xion ist ein Sprung im Brechungsindex zwischen dem Material des zweiten Prismas und einem sich anschließenden Medium an der entsprechenden Grenzfläche erforderlich. Für Totalreflexion gut ge- eignet ist eine Grenzfläche Glas-Luft.

Der erforderliche Luftspalt wird gemäß dem Stand der Technik er- zeugt, indem zwischen den beiden Prismen eine Maske angeordnet wird, so dass zwischen der ersten Austrittsseite und der zweiten Eintrittsseite ein Luftspalt vorhanden ist. Gleichzeitig soll der Bau- raum des optischen Systems möglichst klein sein. Daher wird die Maske mit möglichst geringer Materialstärke ausgeführt. Die Her- stellung einer sehr dünnen Maske ist jedoch technisch aufwendig. Auch die Montage des optischen Systems ist eine technische Her- ausforderung, da die Handhabung einer derart dünnen Maske nur mit größter Vorsicht erfolgen kann und viel Erfahrung erfordert. Es ist schwierig, die Maske bei der Montage richtig zu platzieren und vor allen Dingen nicht zu beschädigen.

Die an der zweiten Eintrittsseite stattfindende Totalreflexion bean- sprucht lediglich einen Teil dieser Seite des Prismas. Mit anderen Worten muss der Sprung im Brechungsindex, der durch den Materi- alübergang Glas-Luft bereitgestellt wird, nicht vollflächig realisiert sein. Es ist ausreichend, wenn dieser Sprung in einem Bereich des Strahlengangs vorliegt. Außerhalb des Strahlengangs, also an Orten wo keine Totalreflexion stattfindet, befindet sich gemäß dem Stand der Technik die Maske.

Bereiche der ersten Austrittsseite und der zweiten Eintrittsseite in- nerhalb und außerhalb des Strahlengangs des optischen Systems sollen im Kontext der vorliegenden Beschreibung wie folgt definiert sein. Entlang des Strahlengangs verlaufen diejenigen Strahlenbün- del, die von dem optischen System auf eine lichtempfindliche Flä che eines Bildsensors abgebildet werden.

Das optische System gemäß Aspekten der Erfindung umfasst ins- besondere zumindest einen Bildsensor, wobei aus einem in einem Objektraum gelegenen Bildfeld einfallende Lichtbündel von der dis- talen und der proximalen optischen Baugruppe auf die lichtempfind- liche Fläche des zumindest einen Bildsensors abgebildet werden. Die im Strahlengang verlaufenden Lichtbündel durchstoßen die Grenzflächen der im optischen System vorhandenen optischen Komponenten. Derjenige Bereich einer solchen Grenzfläche, der von den Lichtbündeln durchstoßen wird, wird als im Strahlengang liegender Bereich angesehen. Diejenigen Bereiche der Oberflächen, welche nicht von den Strahlenbündeln durchstoßen werden, liegen dementsprechend außerhalb des Strahlengangs. Die Grenze zwi- schen diesen beiden Bereichen ist durch diejenigen Strahlenbündel definiert, welche vom Rand des Bildfelds in das optische System einfallen und gerade noch auf den zumindest einen Bildsensor ab- gebildet werden.

Anstatt einer Maske wird gemäß Aspekten der Erfindung eine Be- Schichtung vorgesehen, um den gewünschten Luftspalt zwischen der ersten Austrittsseite und der zweiten Eintrittsseite herzustellen. Wahlweise wird die Beschichtung auf die erste Austrittsseite des ersten Prismas oder auf die zweite Eintrittsseite des zweiten Pris- mas in einem Bereich außerhalb des Strahlengangs aufgebracht. Es ist ebenso vorgesehen, dass eine Beschichtung sowohl auf die ers- te Außenseite des ersten Prismas als auch auf die zweite Ein- trittsseite des zweiten Prismas aufgebracht wird. Mit Hilfe dieser Beschichtung wird sichergestellt, dass zwischen der ersten Aus- trittsseite und der zweiten Eintrittsseite der Luftspalt vorhanden ist und an der zweiten Eintrittsseite Totalreflexion stattfindet.

Das optische System gemäß Aspekten der Erfindung ist konstruktiv vereinfacht, denn es kann auf die fragile und äußerst dünne Maske verzichtet werden. Dies vereinfacht die Herstellung und die Montage des optischen Systems. Die vorgesehene Beschichtung kann bei- spielsweise mit Hilfe eines geeigneten Dünnschichtverfahrens, so wie Aufdampfen oder auch Sputterdeposition, aufgebracht werden. Ein solcher Herstellungsschritt ist technisch gut und zuverlässig be- herrschbar, zumal der zu beschichtende Bereich nicht mit höchster Präzision beachtet werden muss. Die gewünschte technische Funk- tionalität, nämlich die Herstellung des Luftspaltes, ist auch gewähr- leistet, wenn die Beschichtung nicht exakt an der vorgesehenen Po- sition aufgebracht wird. Einzig entscheidend ist, dass die Beschich- tung in einem Bereich außerhalb des Strahlengangs vorliegt. Es ist also insbesondere vorgesehen, dass der außerhalb des Strahlen- gangs liegende Bereich der ersten Austrittsseite und/oder der zwei- ten Eintrittsseite lediglich bereichsweise beschichtet wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das optische System dadurch fortgebildet, dass die Beschichtung ausschließlich auf der ersten Austrittsseite des ersten Prismas oder auf der zweiten Ein- trittsseite des zweiten Prismas, insbesondere ausschließlich auf der ersten Austrittsseite des ersten Prismas, vorhanden ist. Indem die Beschichtung exklusiv wahlweise auf der ersten Austrittsseite des ersten Prismas oder auf der zweiten Eintrittsseite des zweiten Pris- mas vorgesehen wird, ist es nicht erforderlich, zwei Oberflächen zu beschichten. Die Beschichtung auf der ersten Austrittsseite des ers- ten Prismas anzubringen, hat sich in der Praxis als besonders effi- zient herausgestellt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Beschichtung eine Schichtdicke zwischen 2pm und 20pm, insbe- sondere zwischen 5pm und 15pm, ferner insbesondere zwischen 5pm und 10pm aufweist. Um den Effekt der Totalreflexion zu erzie- len, ist ein dünner Luftspalt ausreichend. Außerdem kann durch ei- nen dünnen Luftspalt Bauraum eingespart werden. Vorteilhaft kann durch den Einsatz einer Beschichtung ein besonders dünner Luft- spalt realisiert werden. Die Größe des Luftspalts liegt in einem Be- reich, der bei Verwendung einer Blende nicht erreicht werden kann. Eine Größe des Luftspalts, die in einem der genannten Intervalle liegt, hat sich als besonders praktikabel herausgestellt.

Das optische System ist bevorzugt dadurch fortgebildet, dass die Beschichtung eine Metallbeschichtung ist, insbesondere eine Chrom-Beschichtung oder eine zum zumindest überwiegenden Teil chromhaltige Beschichtung. Eine Metallbeschichtung zeigt eine gute Haftung auf Glasoberflächen. Außerdem ist Metall duktil, so dass es wenig wahrscheinlich ist, dass die Beschichtung abplatzt. Eine Chrom-Beschichtung hat sich als besonders geeignet herausge- stellt.

Der Einsatz der Beschichtung erfordert vorteilhaft nur eine geringe oder überhaupt keine Anpassung des Herstellungsprozesses des optischen Systems. So können die Prismen durch eine drückende Kraft, beispielsweise mit Hilfe eines Stempels, schrittweise direkt im Prismenhalter aneinander geklebt werden. Dieser Prozess ist ähn- lich oder gleich dem herkömmlichen Masken-Klebe-Prozess. Die entsprechenden Klebeverbindungen werden im Bereich der Be- Schichtung vorgesehen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das opti- sche System dadurch fortgebildet, dass die proximale optische Baugruppe einen linken Linsensystemkanal und einen rechten Lin- sensystemkanal umfasst, die gleichartig aufgebaut sind, und die dis- tale optische Baugruppe dazu eingerichtet ist, aus dem Objektraum einfallende Lichtbündel in den linken Linsensystemkanal und in den rechten Linsensystemkanal einzukoppeln, und wobei die distale op- tische Baugruppe in Lichteinfallsrichtung aufeinanderfolgend eine Eintrittslinse, die Umlenkprismengruppe und eine Austrittslinse um- fasst. Das optische System gemäß dieser Ausführungsform ist für den Einsatz in einem Stereo-Videoendoskop geeignet. Die Verwendung in einem Stereo-Videoendoskop ist besonders vorteilhaft, da die re- flektierenden Flächen der Umlenkprismengruppe bei diesem Typ Endoskop vergleichsweise groß sind. Dementsprechend muss ge- mäß dem Stand der Technik zur Herstellung des erforderlichen Luftspalts auch eine vergleichsweise große jedoch äußerst dünne Maske verwendet werden. Die Handhabung einer solchen Maske ist sehr anspruchsvoll und gelingt nicht in allen Fällen. Dies führt zu Verzögerungen in der Produktion und zu unnötigem Ausschuss. Diese technischen Nachteile werden bei dem optischen System ge- mäß Aspekten der Erfindung vorteilhaft vermieden.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Stereo-Videoendoskop mit seitlicher Blickrichtung, welches dadurch fortgebildet ist, dass die ses ein optisches System gemäß der obigen Ausführungsform um- fasst.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Endoskop mit seitlicher Blickrichtung, welches dadurch fortgebildet ist, dass dieses ein opti- sches System gemäß einer oder mehrerer der oben genannten Aus- führungsformen umfasst.

Das Endoskop oder das Stereo-Videoendoskop haben beispielswei- se eine variable seitliche Blickrichtung.

Auf das Endoskop und das Stereo-Videoendoskop treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits weiter oben im Hinblick auf das optische System erwähnt wurden, so dass auf Wiederholung verzichtet werden soll.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Systems eines Endoskops mit seitlicher Blickrich tung, umfassend eine seitwärts blickende distale optische Baugrup- pe und eine proximale optische Baugruppe, wobei aus einem Ob- jektraum einfallende Lichtbündel von den optischen Baugruppen entlang eines Strahlengangs geführt und auf einen Bildsensor ab- gebildet werden, wobei die distale optische Baugruppe eine Um- lenkprismengruppe umfasst, die in Lichteinfallsrichtung aufeinander- folgend ein erstes Prisma und ein zweites Prisma umfasst, wobei das erste Prisma eine erste Eintrittsseite und eine gegenüber dieser geneigte erste Austrittsseite umfasst, und wobei das zweite Prisma eine zweite Eintrittsseite, eine Reflexionsseite und eine zweite Aus- trittsseite umfasst, wobei das Verfahren dadurch fortgebildet ist, dass die erste Austrittsseite des ersten Prismas und/oder die zweite Eintrittsseite des zweiten Prismas in einem Bereich außerhalb des Strahlengangs mit einer Beschichtung versehen werden und die Prismen derart angeordnet werden, dass im Bereich des Strahlen- gangs zwischen der ersten Austrittsseite und der zweiten Ein- trittsseite ein Luftspalt vorhanden ist. Das Verfahren zum Herstellen des optischen Systems ist einfacher und durchführbar. Die Handhabung einer fragilen und leicht zu be- schädigenden äußerst dünnen Maske entfällt. Dadurch ist die Her- stellung des optischen Systems schneller, wobei zuverlässiger bes- sere Ergebnisse erzielt werden.

Im Übrigen treffen auf das Verfahren zum Herstellen des optischen Systems gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits weiter oben im Hinblick auf das optische System selbst erwähnt wurden. Das Verfahren ist insbesondere dadurch fortgebildet, dass die Be- schichtung ausschließlich auf der ersten Austrittsseite des ersten Prismas oder auf der zweiten Eintrittsseite des zweiten Prismas, insbesondere ausschließlich auf der ersten Austrittsseite des ersten Prismas, aufgebracht wird.

Ferner ist das Verfahren insbesondere dadurch fortgebildet, dass die Beschichtung mit einer Schichtdicke zwischen 2miti und 20miti, insbesondere zwischen 5miti und 15miti, ferner insbesondere zwi- schen 5miti und 10miti aufgebracht wird.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung er- findungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprü- chen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsge- mäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemei- nen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelhei- ten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch vereinfachte perspektivische Ansicht ei- nes Endoskops mit seitlicher Blickrichtung,

Fig. 2 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines optischen

Systems eines Stereo-Endoskops,

Fig. 3 eine weitere schematisch vereinfachte Schnittansicht eines optischen Systems eines Endoskops mit seitlicher Bl ickrich- tung,

Fig. 4 eine schematisch vereinfachte Draufsicht auf eine zweite

Eintrittsseite eines zweiten Prismas einer Umlenkprismen- gruppe eines optischen Systems, wobei die zweite Ein- trittsseite in einem Bereich außerhalb des Strahlengangs mit einer Beschichtung versehen ist. 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 in schematisch vereinfachter perspektivischer Darstel- lung ein Endoskop 2, umfassend einen proximalen Handgriff 4, an den sich lediglich beispielhaft ein starrer Endoskopschaft 6 an- schließt. Der Endoskopschaft 6 kann ebenso flexibel oder halbflexi- bel ausgebildet sein. An seiner distalen Spitze 8 des Endoskop- schafts 6 befindet sich ein Eintrittsfenster 10, durch welches Licht aus einem Objektraum 1 1 , beispielsweise einem Operations- oder Beobachtungsfeld, in ein in Fig. 1 nicht sichtbares optisches System des Endoskops 2 einfällt. Das optische System ist beispielsweise in einem distalen Abschnitt 12 des Endoskopschafts 6 angeordnet. Das optische System bildet Objekte, die sich im Objektraum 1 1 be- finden, auf zumindest einen Bildsensor ab. Zu diesem Zweck um- fasst das optische System zumindest einen Bildsensor. Der oder die Bildsensor(en) ist/sind bevorzugt (ein) solche(r) mit hoher Auflö- sung, z.B. HD, 4K oder folgende Technologien. Das Endoskop 2 ist beispielsweise ein chirurgisches Instrument. Es handelt sich um ein Endoskop 2 mit fester seitlicher Blickrichtung oder mit variabler seitlicher Blickrichtung. Beispielhaft ist ein Endo- skop 2 mit fester seitlicher Blickrichtung dargestellt, dessen Ein- trittsfenster 10 geneigt im Endoskopschaft 6 montiert ist, so dass eine optische Achse einer Eintrittslinse des in Fig. 1 nicht darge- stellten optischen Systems mit einer Längserstreckungsrichtung L des Endoskopschafts 6 einen festen Winkel einschließt, der bei- spielsweise zwischen 25° und 70° beträgt.

Eine Änderung der Blickrichtung um die Längsachse des Endo- skopschafts 6 wird beispielsweise durch eine Drehung des Hand- griffs 4 bewirkt. Das im distalen Abschnitt 12 vorhandene optische System rotiert bei einer solchen Drehung des Handgriffs 4 mit. Zur Beibehaltung der Horizontallage des angezeigten Bilds wird bei ei- ner Drehung des Handgriffs 4 ein Drehrad 14 festgehalten, was be- wirkt, dass die Bildsensoren im Inneren des Endoskopschafts 6 die Drehbewegung nicht mitvollziehen.

Bei dem dargestellten Endoskop 2 handelt es sich insbesondere um ein Videoendoskop, ferner insbesondere um ein Stereo-Video- endoskop.

Fig. 2 zeigt ein optisches System 20, wie es in einem Stereo- Endoskop, insbesondere einem Stereo-Videoendoskop zum Einsatz kommt. Das optische System 20 definiert eine feste seitliche Blick- richtung. Die optische Achse 22, bei der es sich um die optische Achse einer Eintrittslinse 28 des optischen Systems 20 handelt, schließt mit der Längserstreckungsrichtung L des Endoskop- schafts 6 einen festen Winkel von beispielsweise 30° ein. Das opti sche System 20 umfasst eine seitwärts blickende distale optische Baugruppe 24 und eine proximale optische Baugruppe 26. Da es sich bei dem dargestellten optischen System 20 um das System ei- nes Stereo-Videoendoskops handelt, umfasst die proximale opti sche Baugruppe 26 einen linken Linsensystemkanal 48L und einen rechten Linsensystemkanal 48R. Die beiden Linsensystemkanäle 48L, 48R sind gleichartig aufgebaut. Die distale optische Baugrup- pe 24 ist dazu eingerichtet, aus dem Objektraum 1 1 einfallende Lichtbündel sowohl in den linken Linsensystemkanal 48L als auch in den rechten Linsensystemkanal 48R der proximalen optischen Bau- gruppe 26 einzukoppeln.

Die aus dem Objektraum 1 1 durch das Eintrittsfenster 10 einfallen- den Lichtbündel (dargestellt in stichpunktierter Linie) treffen zu- nächst auf die Eintrittslinse 28 der distalen optischen Baugruppe 24 und gelangen anschließend in eine Umlenkprismengruppe 30. Die Umlenkprismengruppe 30 umfasst, betrachtet in Lichteinfallsrich- tung, ein erstes Prisma 32 und ein darauffolgendes zweites Prisma 34.

In Lichteinfallsrichtung durchqueren die Lichtbündel, welche die Ein- trittslinse 28 verlassen, zunächst eine erste Eintrittsseite 36 des ersten Prismas 32. Die Lichtbündel durchqueren den Körper des ersten Prismas 32 und gelangen zu dessen erster Austrittsseite 38. Die erste Austrittsseite 38 ist gegenüber der ersten Eintrittsseite 36 geneigt. Angrenzend an die erste Austrittsseite 38 befindet sich ein in Fig. 2 aufgrund seiner geringen Dimension nicht dargestellter Luftspalt 54. Die Lichtbündel durchqueren den Luftspalt 54 und tre- ten über eine zweite Eintrittsseite 40 in das zweite Prisma 34 ein. Das zweite Prisma 34 umfasst eine Reflexionsseite 42, die gegen- über der zweiten Eintrittsseite 40 geneigt ist. Die Lichtbündel wer- den an der Reflexionsseite 42 des zweiten Prismas 34 reflektiert. Von dort aus gelangen sie von der Rückseite her zu der zweiten Eintrittsseite 40 des zweiten Prismas 34.

An der zweiten Eintrittsseite 44 liegt eine Grenzfläche zwischen dem Material des zweiten Prismas 34 und dem Luftspalt 54 vor, so dass an der zweiten Eintrittsseite 4 ein Sprung des Brechungsindex vorhanden ist. Die Lichtbündel werden daher von innen kommend an der zweiten Eintrittsseite 40 des zweiten Prismas 34 total reflek- tiert und verlassen anschließend das zweite Prisma 34 an seiner zweiten Austrittsseite 44. Von dort aus gelangen die Lichtbündel weiter in Lichteinfallsrichtung zu einer Austrittslinse 46 der distalen optischen Baugruppe 24.

Die proximale optische Baugruppe 26 umfasst den linken Linsensys- temkanal 48L und den rechten Linsensystemkanal 48R. Die beiden Linsensystemkanäle 48L, 48R sind gleichartig oder identisch aufge- baut und ferner so zueinander ausgerichtet, dass ihre jeweiligen optischen Achsen parallel zueinander liegen. Der linke Linsensys- temkanal 48L umfasst die abbildende linke Linsengruppe 50L, die das einfallende Licht auf den linken Bildsensor 52L abbildet. Der rechte Linsensystemkanal 48R umfasst die abbildende rechte Lin- sengruppe 50R, die die einfallenden Lichtbündel auf den rechten Bildsensor 52R abbildet. Die durch das optische System 20 verlaufenden Lichtbündel definie- ren innerhalb des optischen Systems 20 einen Strahlengang. Die Grenzen des Strahlengangs sind durch die Grenzlichtbündel 56 festgelegt. Die Grenzlichtbündel 56 sind diejenigen Lichtbündel, welche aus dem Objektraum 1 1 einfallen und gerade noch auf eine lichtempfindliche Fläche der Bildsensoren 52L, 52R abgebildet wer- den. Die Lichtbündel durchstoßen die einzelnen Grenzflächen der optischen Komponenten des optischen Systems 20. Dabei werden diejenigen Bereiche, welche von den Lichtbündeln durchstoßen werden, als Bereiche innerhalb des Strahlengangs angesehen. Die Bereiche, welche außerhalb liegen, also nicht mehr von Lichtbün- deln durchstoßen werden, werden als außerhalb des Strahlengangs liegend angesehen. Die Grenze zwischen diesen beiden Bereichen definieren die Grenzlichtbündel 56. Zur Herstellung des Luftspalts 54 zwischen der ersten Austrittssei- te 38 und der zweiten Eintrittsseite 40 ist die erste Austrittsseite 38 des ersten Prismas 32 und/oder die zweite Eintrittsseite 40 des zweiten Prismas 34 in einem Bereich außerhalb des Strahlengangs, welcher in Fig. 2 beispielhaft mit Bezugszeichen 58 bezeichnet ist, mit einer Beschichtung versehen. Die Beschichtung hat eine Schichtdicke zwischen 2pm und 20pm und stellt sicher, dass zwi- schen der ersten Austrittsseite 38 und der zweiten Eintrittsseite 40 ein Luftspalt 54 vorhanden ist. Es ist ebenso vorgesehen, dass die Beschichtung ausschließlich auf der ersten Austrittsseite 38 des ersten Prismas 32 oder ausschließlich auf der zweiten Eintrittssei- te 40 des zweiten Prismas 34 vorhanden ist. Bei der Beschichtung handelt es sich bevorzugt um eine Metallbeschichtung, beispiels weise um eine Chrombeschichtung oder eine Beschichtung, die zum überwiegenden Teil chromhaltig ist.

Fig. 3 zeigt einen Teil eines weiteren optischen Systems 20 eines Endoskops 2. Dargestellt ist die distale optische Baugruppe 24, wo- bei eine ggf. vorhandene Eintrittslinse nicht dargestellt ist. Das ge- zeigte optische System kommt für Bild- oder Videoendoskope zum Einsatz, welche keine Stereoabbildungen liefern. Das optische Sys- tem umfasst eine Umlenkprismengruppe 30 mit einem ersten Pris- ma 32 und einem zweiten Prisma 34.

Aus einem Objektraum einfallende Lichtbündel durchqueren die Um- lenkprismengruppe 30. Sie treten durch die erste Eintrittsseite 36 des ersten Prismas 32 in den Körper des ersten Prismas 32 ein und verlassen diesen an der ersten Austrittsseite 38. Die Lichtstrahlen durchqueren einen Luftspalt 54 zwischen der ersten Austrittssei- te 38 und der zweiten Eintrittsseite 40 des zweiten Prismas 34. In dem zweiten Prisma 34 werden die Lichtbündel an der Reflexions- seite 42 des zweiten Prismas 34 reflektiert und gelangen von der Rückseite her zur zweiten Eintrittsseite 40. Dort werden sie total reflektiert, da zwischen der zweiten Eintrittsseite 40 und der ersten Austrittsseite 38 der Luftspalt 54 vorhanden ist. Die Lichtbündel ver- lassen die Umlenkprismengruppe 30 über die zweite Austrittssei- te 44 des zweiten Prismas 34. Sie gelangen über die Austrittslin- se 46 in eine in Fig. 3 nicht dargestellte proximale optische Bau- gruppe des optischen Systems 20, welche die Lichtbündel schließ- lieh auf einen Bildsensor lenkt.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die erste Austrittsseite 38 des ersten Prismas 32. In einem Bereich 58, der außerhalb des Strahlengangs liegt, ist die erste Austrittsseite 38 mit der Beschichtung 60 verse- hen. Die in Fig. 4 dargestellte Draufsicht gilt analog auch für das erste Prisma 32 des in Fig. 2 dargestellten optischen Systems.

Die Beschichtung 60 wird beispielsweise mit einem Dünnschichtver- fahren auf die erste Austrittsseite 38 des ersten Prismas 32 aufge- bracht.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu ent- nehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombinati- on als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausfüh- rungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombinati- on mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekenn- zeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.

Bezuqszeichenliste

2 Endoskop

4 Handgriff

6 Endoskopschaft

8 distale Spitze

10 Eintrittsfenster

1 1 Objektraum

12 distaler Abschnitt

14 Drehrad

20 optisches System

22 optische Achse

24 distale optische Baugruppe

26 proximale optische Baugruppe

28 Eintrittslinse

30 Umlenkprismengruppe

32 erstes Prisma

34 zweites Prisma

36 erste Eintrittsseite

38 erste Austrittsseite

40 zweite Eintrittsseite

42 Reflexionsseite

44 zweite Austrittsseite

46 Austrittslinse

48L linker Linsensystemkanal

48R rechter Linsensystemkanal

50L linke Linsengruppe

50R rechte Linsengruppe

52L linker Bildsensor

52R rechter Bildsensor

54 Luftspalt

56 Grenzlichtbündel 8 Bereich

0 Beschichtung

L Längserstreckungsrichtung