[发明专利]具有可调节的观察方向的内窥镜

说明书

本发明涉及一种在观察角度下具有可调节的观察方向的内窥镜，特别是一种视频 内窥镜，所述内窥镜包括具有纵向轴线的内窥镜轴杆，其中所述内窥镜轴杆具有远侧观察 窗口，其中用于采集目标的可移动的光学器件设置在所述内窥镜轴杆中，优选地设置在近 端处。

在不同的实施方式中已知内窥镜(特别是视频内窥镜)，其中在内窥镜的内窥镜轴 杆的远侧末端处入射的操作区域的光经由光学系统被引导至一个或多个图像传感器。由 此，内窥镜以向前观察方向(所谓的0°观察方向)可用，或者内窥镜以侧向观察方向可用，例 如具有偏离0°观察方向的30°、45°、70°等的侧向观察方向。在这种情况下，前述度数应理解 为中央观察轴线与内窥镜轴杆的纵向轴线之间的角度。而且，存在具有可调节的侧向观察 方向的内窥镜或视频内窥镜，其中观察角度(即，与平视的偏离)是可调节的。

因此，在调节观察角度期间，与平视的偏离尤其是相对于内窥镜轴杆的纵向轴线 是可变的。

而且，在EP2369395A1中公开了用于视频内窥镜的光学系统，其中观察角度由 棱镜单元的棱镜改变，该棱镜单元具有围绕旋转轴线旋转的三个棱镜，该旋转轴线垂直于 或横向于内窥镜轴杆的纵向轴线。连同第一棱镜一起限定光束路径的另两个棱镜并不随之 旋转，使得能旋转的第一棱镜的反射表面相对于第二棱镜的对应反射表面旋转。

在DE102010028147A1中公开了具有可变观察方向的另一内窥镜。

从这种现有技术出发，本发明的目的是提供一种具有可调节的观察方向的内窥 镜，当调节所述观察角度时，针对不同的观察角度设定，允许以简单的方式采集期望的目标 并改善对采集目标图像的聚焦。

该目的是通过一种在观察角度下具有可调节的观察方向的内窥镜，特别是一种视 频内窥镜来实现的，所述内窥镜包括具有纵向轴线的内窥镜轴杆，其中所述内窥镜轴杆具 有远侧观察窗口，其中用于采集目标的可移动的光学器件设置在所述内窥镜轴杆中，所述 内窥镜的发展在于，聚焦光学单元被布置在所述远侧观察窗口与所述可移动的光学器件之 间，其中所述聚焦光学单元的焦距根据观察角度可以发生改变或被改变。

本发明基于的思想是，通过在所述远侧观察窗口(在所述内窥镜的内侧布置于所 述内窥镜轴杆的端部上)与光学器件(能在所述内窥镜轴杆中移动以采集光束和/或目标 的)之间使用具有多个焦距的聚焦光学单元，例如一个渐变折射率透镜或可选的多个渐变 折射率透镜或衍射和/或折射光学单元，提高了对采集目标的聚焦，这是因为所述聚焦光学 单元的焦距依赖于用于采集目标的装置的所述观察角度。在这种情况下，所述聚焦光学单 元(例如渐变折射率透镜)被构造成使得当改变观察角度时，例如当使用具有可枢转棱镜的 棱镜单元时，所述聚焦光学单元的焦距是变化的，因此，依赖于具有可调节的观察方向的所 述内窥镜的所述观察角度，由于不同观察角度下的可变焦距，以简单的方式促进了目标的 聚焦。例如，当使用用于所述聚焦光学单元的至少一个渐变折射率透镜时，由于所述渐变折 射率透镜的可变折射率，以简单的方式实现了目标的聚焦。

所述聚焦光学单元被布置在所述内窥镜轴杆的所述远侧观察窗口与所述可移动 的光学器件之间，这导致所述内窥镜轴杆具有紧凑特征。

特别是，聚焦光学单元(例如渐变折射率透镜或衍射光学元件(DOE))是借助优选 间断或连续地改变折射率而产生透镜效果的半透明元件。在这种情况下，以预定的观察角 度将所述光束偏转并集束在所述聚焦光学单元的焦点处。当所述观察角度改变时，所述光 束被集束在不同的焦点处，这是因为由于聚焦依赖于所述观察角度，所以所述聚焦光学单 元在不同的观察角度下具有不同的焦距。

在这种情况下，至少一个图像传感器被布置在所述内窥镜中，例如位于所述棱镜 单元的近端下游处，其中所述棱镜单元的布置在远侧或改变观察角度的棱镜能围绕横向于 所述内窥镜轴杆的所述纵向轴线的旋转轴线旋转。而且，所述棱镜单元和所述至少一个图 像传感器被布置在所述包壳管内侧的密封空间中。而且，例如在所述内窥镜的手柄上设置 了用于调节可旋转棱镜的所述观察角度的操作元件。

特别是，所述内窥镜的特征在于，所述聚焦光学单元被构造成使得当改变所述观 察方向时，所述聚焦光学单元的焦距根据所述观察角度的增大而缩短，或者所述聚焦光学 单元的焦距根据所述观察角度的减小而增大。

另外，有利地进一步规定：所述聚焦光学单元被布置在所述观察窗口上，和/或所 述聚焦光学单元被粘合到所述观察窗口。