[发明专利]角度选择性光学系统、具有这种系统的立体视频内窥镜和制造该系统的方法

说明书

本发明涉及一种具有固定的横向观察方向的立体视频内窥镜(2)的光学系统(20)、立体视频内窥镜(2)以及制造光学系统(20)的方法。具有固定的横向观察方向的立体视频内窥镜(2)的光学系统(20)包括共同定义光束路径的横向地观察的远侧光学组件(24)和近侧光学组件(26)。光学系统(20)还包括具有垂直于远侧光学组件(24)的光轴(22)定向的表面的角度选择性光学元件，其中，位于光束路径中的表面涂有入射角选择性介电涂层(60、60’)。

说明书

本发明涉及一种具有固定的横向观察方向的立体视频内窥镜的光学系统，该光学系统包括共同建立光束路径的横向地观察的远侧光学组件和近侧光学组件，其中，近侧光学组件包括同样设计的左通道透镜系统和右通道透镜系统，并且其中，远侧光学组件建立光轴并且被配置为将来自物体空间的沿光束路径的入射光耦合到近侧光学组件的左通道透镜系统和右通道透镜系统中。

此外，本发明还涉及一种具有固定的横向观察方向的立体视频内窥镜，以及一种制造具有固定的横向观察方向的立体视频内窥镜的光学系统的方法，其中，该光学系统包括共同建立光束路径的横向地观察的远侧光学组件和近侧光学组件，其中，远侧光学组件包括同样设计的左通道透镜系统和右通道透镜系统，并且其中，远侧光学组件建立光轴并且被配置为将来自物体空间的沿光束路径的入射光耦合到近侧光学组件的左通道透镜系统和右通道透镜系统中。

在不同的设计中已知视频内窥镜，其中在内窥镜轴的远侧尖端进入的光被引导通过光学系统到一个或更多个图像传感器上。存在具有直视(所谓的0°视角)方向的内窥镜、具有(固定的)横向观察方向的内窥镜以及具有可调节的观察方向的内窥镜(也称为V-DOV内窥镜)。

此外，已知被设计成记录立体图像对和/或两个立体视频通道的立体视频内窥镜。利用这样的仪器，能够在位于内窥镜轴的端部前方的远侧的检查或手术室中创建物体的3D图像。

具有横向观察方向的立体视频内窥镜是具有偏离直视的固定的观察方向的横向地观察的内窥镜。这种内窥镜通常包括包含多个棱镜的棱镜布置结构，这些棱镜将从物体空间进入光学系统的光束以相对于内窥镜轴的纵轴的一定角度并在恰当侧上沿内窥镜轴方向反射两次。例如，从申请人Olympus Winter和Ibe，Hamburg的DE 10 2014 206 513 A1已知这种内窥镜。

这种立体视频内窥镜的偏转棱镜布置结构通常包括两个或三个棱镜。这些棱镜在它们共同的边界表面处彼此反复粘合。在这种偏转棱镜布置结构中，入射光束的反射发生在第二棱镜的两个反射边界表面处，这两个反射边界表面相对于入口透镜的光轴以及内窥镜轴的纵轴均成一定角度。沿入射光的方向，偏转棱镜布置结构的第二棱镜位于直接布置在入口透镜后面的第一棱镜的后面。发生第二次反射的第二棱镜的倾斜反射边界表面部分地与入射光束首先通过的第一棱镜形成共同的边界表面。

这种立体视频内窥镜的光学系统的入口透镜定义了该光学系统的光轴。光学系统包括建立该光学系统的视场的光圈或弯月面。在视场内进入光学系统的光束通过光学系统在一个或更多个图像传感器上成像。从视场外侧进入光学系统的光束经常引起光学系统内的反射并且生成所谓的“重影图像”或“光晕”。

可以产生这种重影图像的已知偏转棱镜组包括彼此粘合的第一棱镜和第二棱镜。第一棱镜具有入口侧和出口侧，其中入口侧相对于出口侧成角度。第一棱镜的出口侧直接毗邻第二棱镜的第二入口侧。例如，第一棱镜和第二棱镜在这两侧彼此粘合。第二棱镜还包括反射侧和第二出口侧。从视场外侧进入偏转棱镜组的光穿过第一棱镜的入口侧并且从其出口侧离开。然后，光直接穿过第二入口侧进入第二棱镜，在第二棱镜内的反射侧上反射并且在出口侧离开。