DE937193C

DE937193C - Endoscope optics

Info

Publication number: DE937193C
Application number: DEW15139A
Authority: DE
Inventors: Erwin Scholz
Original assignee: RICHARD WOLF
Current assignee: RICHARD WOLF
Priority date: 1954-10-22
Filing date: 1954-10-22
Publication date: 1955-12-29

Description

Endoskopoptik Die Erfindung bezieht sich auf eine Optik für Endoskope zum Besichtigen von Körperhöhlen, engen Bohrungen in Werkstücken od. dgl. Bei bekannten Endoskopoptiken ist der Bildwinkel der Optik durch Verwendung üblicher Objektivl.insen stark begrenzt. Man hat daher schon vorgeschlagen, daß das Objektiv der Optik ein Kugelobjektiv ist, durch dessen Mittelpunkt der Mittelstrahl des optischen Systems verläuft und dessen Durchmesser gleich dem, kleiner oder größer als der Durchmesser eines Optikrohres ist, um dadurch eine Vergrößerung des zu betrachtenden Bildfeldes mit einer Optik zu erreichen.Endoscope optics The invention relates to optics for endoscopes for viewing body cavities, narrow bores in workpieces or the like. With known Endoscope optics is the angle of view of the optics by using common objective lenses severely limited. It has therefore already been suggested that the lens should be one of the optics Spherical objective is through the center of which the central ray of the optical system runs and whose diameter is equal to, smaller or larger than the diameter of an optical tube to thereby enlarge the image field to be viewed to achieve with an optic.

Gegenüber diesem Vorschlag besteht die Endoskopoptik nach der Erfindung darin, daß unmittelbar hinter einer üblichen plankonvexen Objektivlinse eine der inneren Konvexfläche zugekehrte Kugellinse als Hinterlinse angeordnet ist, durch deren Mittelpunkt der Mittelstrahl des optischen Systems verläuft. Compared to this proposal, there is the endoscope optics according to the invention in the fact that immediately behind a conventional plano-convex objective lens one of the inner convex surface facing spherical lens is arranged as a rear lens, by whose center is the central ray of the optical system.

Durch diese Anordnung der Kugellinse als Hinterlinse unmittelbar hinter dem eine kurze Brennweite aufweisenden Objektiv der Optik wird ein Bildwinkel bis zu etwa I800 erreicht, so daß der Beschauer mit nur einer Optik ein sehr großes Bildfeld betrachten kann. Es ist dabei gleichgültig, ob es sich um eine Optik mit I800 Blickrichtung, in welchem Fall der Durchmesser der Kugellinse zur Beibehaltung der Lichtstärke bekannter Optiken vorteilhaft gleich dem Durchmesser der übrigen Linsen des optischen Systems gewählt ist, oder um eine Optik mit prograder oder go0 Blickrichtung handelt, wobei in diesem Fall der Kugeldurchmesser zwangsläufig kleiner gehalten werden muß, um ohne lästige Kopfverdickung Raum für ein Ablenkprisma bzw. Refiexionsfiächen zu gewinnen, durch welches bzw. welche der durch die Kugelhinterlinse einfallende Mittel strahl in die Achse der Optik reflektiert wird. Die erfindungsgemäße Anordnung einer Kugellinse als Hinterlinse unmittelbar hinter dem Objektiv hat den besonderen Vorteil, daß das Bild flach und nicht wie bei bekannten Optiken, insbesondere auch bei den eingangs beschriebenen Optiken, mit großem Bildwinkel (Kugelobjektiv) konvex gewölbt für den Beschauer erscheint. Der hierdurch bei bekannten Optiken auftretende sogenannte Randabfall ist bei der Optik nach der Erfindung nicht mehr festzustellen. Dieser Vorteil wirkt sich insbesondere bei Fotoendoskopen aus. Bisher mußte hierbei nämlich ein Verhältnismäßig kleiner Bildwinkel gewählt wer,den, kleiner als bei den üblichen Endoskopoptiken (ohne Kugelobjektiv), da ein Randabfall beim Fotografieren unscharfe und somit unbrauchbare Aufnahmen ergibt. With this arrangement of the ball lens as a rear lens directly Behind the lens of the optics, which has a short focal length, there is an angle of view reached up to about 1800, so that the viewer with only one optic a very large Can view image field. It does not matter whether it is a look with I800 line of sight, in which case the diameter of the ball lens to maintain the light intensity of known optics advantageously equal to the diameter of the others Lenses of the optical system is chosen, or optics with prograder or go0 viewing direction, in which case the sphere diameter is inevitable must be kept smaller in order to have space for a deflection prism without annoying head thickening or reflective surfaces win through which or which of the incident through the spherical rear lens means beam reflected in the axis of the optics will. The arrangement according to the invention of a spherical lens as a rear lens directly behind the lens has the particular advantage that the image is flat and not like with known optics, in particular also with the optics described at the beginning, with a large angle of view (spherical lens) appears convex to the viewer. The so-called edge drop that occurs with known optics is in the Optics according to the invention can no longer be determined. This benefit affects in particular for photo endoscopes. Up to now, this had to be a relatively smaller one Angle of view selected who is smaller than with the usual endoscope optics (without spherical lens), since a drop in the edge when taking pictures is blurred and therefore unusable results.

In der Zeichnung sind einige vergrößerte Beispiele im teilweisen Mittellängsschnitt dargestellt, und zwar'zeigt Fig. I eine Optik mit 1800 Blickrichtung, Fig. 1 a eine gegenüber Fig. I etwas abgeänderte Ausführung, Fig. 2 eine Optik mit prograder Bllickrichtung, Fig. 3 eine Optik mit go0 Blickrichtung. In the drawing are some enlarged examples in partial Central longitudinal section shown, namely, Fig. I shows optics with 1800 viewing direction, Fig. 1a shows a slightly modified version compared to Fig. I, Fig. 2 shows an optical system prograde viewing direction, FIG. 3 an optic with a go0 viewing direction.

Die Optik besteht aus dem Hüllrohr I, in welchem das Systemrohr 2 angeordnet i1st. Innerhalb dieses Systemrohres 2 w'erden die einzelnen Linsen des optischen Systems vorteilhaft unter Zwischenschaltung von Blendrohren 2a in Abstand voneinander gehalten. Das eigentliche optische System endet mit dem Achromaten 3. Am freien Vorderende der Optik ist in der Hüllfohrwandung das Objektiv 4 gelagert, und zwar entsprechend den Ausführungsbeispielen je nach der gewünschten Blickrichtung in einer bestimmten Lage seiner Achse zur Achse der Optik. Das Objektiv 4 ist eine übliche plankonvexe Linse kurzer Blrennweite, die mit ihrer Planfläche dem zu betrachtenden Gegenstand zugekehrt ist. The optics consist of the jacket tube I, in which the system tube 2 arranged i1st. Within this system tube 2, the individual lenses of the optical system advantageously with the interposition of blind tubes 2a at a distance held from each other. The actual optical system ends with the achromatic 3. At the free front end of the optics, the lens 4 is mounted in the envelope wall, in accordance with the exemplary embodiments, depending on the desired viewing direction in a certain position of its axis to the axis of the optics. The lens 4 is one Usual plano-convex lens with a short focal length, the one to be viewed with its flat surface Object is facing.

Erfindungsgemäß ist nun unmittelbar hinter diesem Objektiv 4 jedoch ohne Berührung eine Kugellinse 5 als Hinterlinse angeordnet, durch deren Mittelpunkt der Mittelstrahl des optischen Systems verläuft, so daß durch dieses System eine Vergrößerung des Bildfeldes bis zu etwa I800 erzielt wird. According to the invention, however, is now directly behind this lens 4 without touching a ball lens 5 arranged as a rear lens, through its center the central ray of the optical system runs, so that through this system a Enlargement of the image field up to about 1800 is achieved.

Entsprechend den Ausführungsbeispielen - der Optik mit I800 Blickrichtung nach den Fig. 1 und 1 a ist diese Kugelhinterlinse 5 im Vorderende des Systemrohres 2 gelagert. Damit nun beim Einführen des Systems in das Hüllrohr I keine Beschädigungen durch Berührung der einander zugekehrten Konvexflächen von Objektiv 4 und Kugellinse 5 eintreten, kann man die Fassung 6 des Objektivs 4 zur Hinterlinse 5 verlängern, so daß die Hinterlinse beim Einführen des Systems gegen den Rand der Fassung 6 zur Anlage kommt. According to the exemplary embodiments - the optics with I800 viewing direction According to FIGS. 1 and 1 a, this ball rear lens 5 is in the front end of the system pipe 2 stored. So that when the system is inserted into the cladding tube I, there is no damage by touching the facing convex surfaces of objective 4 and spherical lens 5, you can extend the mount 6 of the lens 4 to the rear lens 5, so that the rear lens when inserting the system against the edge of the frame 6 to Plant is coming.

Der Abstand der Kugellinse 5 von der Objektivlinse 4 ist vom Durchmesser der Optik abhängig und beträgt bei üblichen Untersuchungsoptikquerschnitten etwa l/3o mm. Ebenso ist auch der Radius der Kugellinse 5 und der Radius der Konvexfläche des Objektivs 4 vom Durchmesser der Optik abhängig. Es hat sich nämlich bei Versuchen gezeigt, daß nur bei einem be!stimmten Verhältnis dieser Größen zueinander der große Dildwinkel von etwa I800 ohne Randabfall erreicht werden kann, wobei der Radius der konvexen Fläche des Objektivs möglichst klein zu halten ist. The distance between the ball lens 5 and the objective lens 4 depends on the diameter depends on the optics and is approximately l / 30 mm. The radius of the spherical lens 5 and the radius of the convex surface are also the same of the lens 4 depends on the diameter of the optics. Namely, it has been tried has shown that only with a certain ratio of these quantities to one another is the large one Dild angle of around I800 can be achieved without dropping the edge, with the radius the convex surface of the lens is to be kept as small as possible.

Bei den Ausführungsbeispielen der Optik mit prograder und go0 Blickrichtung nach den Fig. 2 und 3 ist die Kugellinse 5 mit dem Objektiv 4 in einer gemeinsamen Fassung 6 in der Hüllrohrwandung gelagert. Gegenüber den Fig. I und 1a ist der Durchmesser der Kugellinse 5 in diesem Fall sehr viel kleiner gehalten, um dadurch Raum für das Ablenkprisma 7 zu gewinnen, welches erforderlich ist, um den durch das Objektiv 4 einfallenden Strahl in die Achse der Optik zu reflektieren. Bei den letztgenannten Optiken ist die Anordnung der Kugelhinse mit dem Objektiv in einer gemeinsamen Fassung aus montagetechnischen Gründen vorteilhaft. Es ist aber auch hierbei zu beachten, daß die beiden Linsen ohne Berührung möglichst nahe aneinanderliegen. In the embodiments of the optics with prograder and go0 viewing direction according to FIGS. 2 and 3, the ball lens 5 is in a common with the objective 4 Version 6 stored in the cladding tube wall. Compared to FIGS. I and 1a is the diameter of the ball lens 5 in this case is kept much smaller, thereby making room for to win the deflecting prism 7, which is required by the lens 4 reflect the incident beam into the axis of the optics. With the latter Optics is the arrangement of the spherical rear end with the lens in a common mount advantageous for assembly reasons. However, it should also be noted here, that the two lenses are as close to one another as possible without touching.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Endoscope optics with a viewing direction from go to 1800, characterized -that immediately behind a conventional plano-convex Objective lens (4) a spherical lens (5) facing the inner convex surface as a rear lens is arranged, through the center of which the central ray of the optical system runs.

2. Endoscope optics according to claim I, characterized in that the Ball lens (5) without touching as close as possible behind the plano-convex objective lens (4) short focal length is arranged.

3. Endoscope optics according to claim I and 2, characterized in that the spherical rear lens (5) and the objective lens (4) in the case of optics with a prograder or sit in a common frame (6) with a go9 line of sight.

4. Endoscope optics according to claim I to 2, characterized in that the spherical rear lens (5) axially opposite in the case of optics with an I800 viewing direction the objective lens (4) is displaceable and fixable.