Die Erfindung betri f ft eine Endoskopvorrichtung, insbesondere für Hyperspektral- und/oder Multispektralbildgebung, eine Korrekturpaaranordnung für eine Linsenanordnung eines Endoskops , ein Endoskop und ein Bildgebungssystem mit einem Endoskop .

Aus dem Stand der Technik sind Linsenanordnungen für Endoskope bekannt , die über mehrere Stablinsen verfügen . Derartige Linsenanordnungen werden mit einem obj ektiv und einem Okular kombiniert . Licht , das von einem beobachteten Obj ekt in das Obj ektiv fällt , kann durch die Linsenanordnung zum Okular weitergeleitet werden . Hierdurch kann das beobachtete Obj ekt in bekannter Weise abgebildet werden .

Im Bereich der Endoskopie werden zunehmend endoskopische Vorrichtungen verwendet , die Multispektral- oder Hyperspektralbilder erzeugen . Multispektral- oder Hyperspektralbilder weisen neben zwei räumlichen Dimensionen, wie sie etwa ein herkömmliches Bild einer Kamera hat , eine spektrale Dimension auf . Die spektrale Dimension umfasst mehrere Spektralbänder (Wellenlängenbänder ) . Multispektrale und hyperspektrale Bilder unterscheiden sich im Wesentlichen in der Anzahl an und der Breite von ihren spektralen Bändern . Solche Systeme können grundsätzlich ebenfalls dazu geeignet sein, Fluores zenzaufnahmen durch zu führ en .

Es sind einige Bildgebungsvorrichtungen zur Erzeugung solcher Multispektral- oder Hyperspektralbilder, insbesondere im Kontext medi zinischer Anwendungen, bekannt . In DE 20 2014 010 558 Ul ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Hyperspektralbilds eines Untersuchungsgebietes eines Körpers beschrieben . In der Vorrichtung sind ein Eingangsobj ektiv zur Erzeugung eines Bilds in einer Bildebene sowie eine schlitz förmige Blende in der Bildebene zur Ausblendung eines schlitz förmigen Bereichs des Bilds angeordnet . Das durch die Blende hindurchtretende Licht wird mittels eines dispersiven Elements aufgefächert und mittels eines Kamerasensors auf genommen . Dadurch kann von dem Kamerasensor eine Viel zahl von Spektren mit j eweils zugeordneter räumlicher Koordinate entlang der Längsrichtung der schlitz förmigen Blende aufgenommen werden . Die beschriebene Vorrichtung ist weiterhin dazu eingerichtet , in einer von der Längsrichtung der schlitz förmigen Blende verschiedenen Richtung weitere Spektren entlang der Längsrichtung der schlitz förmigen Blende auf zunehmen . Das dieser Of fenbarung zugrunde liegende Verfahren zur Erzeugung von Multispektral- oder Hyperspektralbildern ist auch als sogenanntes Pushbroom-Verf ahren bekannt .

Neben dem Pushbroom-Verf ahren gibt es weitere Verfahren zur Erzeugung von Multispektral- oder Hyperspektralbildern . Beim sogenannten Whiskbroom-Verf ahren wird das Untersuchungsgebiet oder auch Obj ekt punktweise abgefahren und für j eden Punkt ein Spektrum gewonnen . Im Gegensatz dazu, werden bei dem Staring- Verfahren mehrere Bilder mit denselben räumlichen Koordinaten aufgenommen . Dabei werden von Bild zu Bild verschiedene Spektral filter und/oder Beleuchtungsquellen verwendet , um spektrale Information auf zulösen . Ferner gibt es Verfahren, gemäß denen durch geeignete optische Elemente wie optische Slicer, Linsen und Prismen ein zweidimensionales Mehrf arbenbild in mehrere spektrale Einzelbilder zerlegt wird, die gleichzeitig auf unterschiedlichen Detektoren oder Detektorbereichen erfasst werden . Dies wird bisweilen als Schnappschuss-Ansatz bezeichnet .

Wie in DE 10 2020 105 458 Al beschrieben, eignen sich multispektrale und hyperspektrale Bildgebungsvorrichtungen insbesondere als endoskopische Bildgebungsvorrichtung . In dem Zusammenhang ist multispektrale und/oder hyperspektrale Bildgebung ein fundamentales Einsatz feld beispielsweise zur Diagnostik sowie zur Beurteilung eines Erfolgs bzw . einer Qualität eines Eingri f fs .

Multimodale Endoskopvorrichtung gestatten es , wahlweise Weißlichtbilder und/oder Multispektralbilder und/oder Fluores zenzbilder und/oder Hyperspektralbilder auf zunehmen .

Für die genannten Anwendungs fälle ist es vorteilhaft oder sogar zwingend erforderlich, Licht sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Nahinfrarotbereich weiterleiten und abbilden zu können . Multispektrale oder hyperspektrale Bildgebung ist beispielsweise dann besonders vielseitig einsetzbar, wenn in einem Spektralbereich zwischen etwa 450 nm und 1000 nm gearbeitet werden kann . Auch für Fluores zenzbildgebung ist es vorteilhaft , wenn ein breiter Spektralbereich zur Verfügung steht , weil dann dasselbe optische System dazu verwendet werden kann, Fluores zenzbilder und Weißlichtbilder auf zunehmen . Letztere geben häufig einen umfassenderen Aufschluss über die betrachtete Anatomie , weshalb es sich anbietet , sie mit Fluoreszenzbildern zu kombinieren . Bestehende Linsenanordnungen liefern diesbezüglich eine Abbildungsqualität , die häufig nicht über einen breiten Spektralbereich zufriedenstellend ist . Es muss dann regelmäßig in Teilen des insgesamt verwendeten Spektralbereichs mit einer reduzierten Auflösung bzw . einer mangelhaften Fokussierung gearbeitet werden .

Zudem ist es für Benutzer regelmäßig unbefriedigend, mit einer für den Nahinfrarotbereich optimierten Fokussierung zu arbeiten, wenn damit eine Defokussierung im sichtbaren Bereich einhergeht , weil die Bildqualität dann subj ektiv als unzureichend wahrgenommen wird .

In der Praxis ist es für Benutzer in vielen Situationen nicht praktikabel , einen Fokus der verwendeten Endoskopvorrichtung abhängig vom j eweiligen Beobachtungsmodus nachzustellen . Sollen Überlagerungsdarstellungen erzeugt werden, indem beispielsweise Weißlichtbilder und Fluores zenzbilder oder Weißlichtbilder und Hyperspektralbilder/Multispektralbilder einander überlagert werden, erfolgt ein Umschalten gegebenenfalls automatisiert und in sehr kurzen Zeitabständen . Fluores zenzbildgebung und Multispektralbildgebung können in Echtzeit durchgeführt werden . Hyperspektralbildgebung erfolgt regelmäßig zumindest im Wesentlichen in Echtzeit , die Aufnahme eines Hyperspektral- Bilddatensat zes dauert beispielsweise einige Sekunden . Dabei werden j edoch bei einer einzelnen Bildaufnahme alle Wellenlängen betrachtet , weshalb ein wellenlängenabhängiges Nachstellen des Fokus nicht praktikabel ist . Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , endoskopische Abbildungen mit hoher Qualität in einem breiten Spektralbereich zu ermöglichen .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Endoskopvorrichtung, eine Korrekturpaaranordnung für eine Linsenanordnung eines Endoskops , ein Endoskop und ein Bildgebungssystem, wie sie hierin beschrieben und in den Ansprüchen definiert sind .

Eine Endoskopvorrichtung, insbesondere für Hyperspektral- und/oder Multispektralbildgebung, umfasst eine Linsenanordnung, die eine optische Achse definiert und die dazu eingerichtet ist , ein Okular optisch an ein Obj ektiv anzukoppeln . Die Linsenanordnung ist , insbesondere für eine gegebene Fokussierung, sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Nahinfrarotbereich und im Speziellen sowohl über einen Großteil des sichtbaren Bereichs als auch im Nahinfrarotbereich zu einer zumindest im Wesentlichen gleichwertigen Weiterleitung und/oder Abbildung von Licht eingerichtet . Die Linsenanordnung ist bezüglich einer ersten Symmetrieebene , die senkrecht zu der optischen Achse steht , symmetrisch .

Die Linsenanordnung umfasst wenigstens sechs Stablinsen und wenigstens zwei Korrekturelemente , die gemeinsam mit den Stablinsen ein optisches System definieren und die j eweils ein Linsensystem mit wenigstens einer ersten Linse und einer zweiten Linse umfassen . Die erste Linse ist aus einem ersten Glas und die zweite Linse ist aus einem zweiten Glas gefertigt . Das erste Glas und das zweite Glas weisen unterschiedliche Abbe-Zahlen auf . Eine relative partielle Dispersion des ersten Glases und eine relative partielle Dispersion des zweiten Glases weichen in entgegengesetzter Weise von Glas mit normaler Dispersion ab . Des Weiteren umfasst die Linsenanordnung wenigstens eine Korrekturpaaranordnung auf , die zwei der Korrekturelemente umfasst , die bezüglich einer zweiten Symmetrieebene , die senkrecht zu der optischen Achse steht , symmetrisch zueinander sind . Die Erfindung betri f ft zudem eine Korrekturpaaranordnung für eine Linsenanordnung eines Endoskops , umfassend wenigstens zwei Korrekturelemente , die eine optische Achse definieren und die dazu eingerichtet sind, gemeinsam mit mehreren Stablinsen ein optisches System zu definieren und die j eweils ein Linsensystem mit wenigstens einer ersten Linse und einer zweiten Linse umfassen . Die erste Linse ist aus einem ersten Glas und die zweite Linse ist aus einem zweiten Glas gefertigt . Das erste Glas und das zweite Glas weisen unterschiedliche Abbe-Zahlen auf . Eine relative partielle Dispersion des ersten Glases und eine relative partielle Dispersion des zweiten Glases weichen in entgegengesetzter Weise von Glas mit normaler Dispersion ab . Die Korrekturelemente sind bezüglich einer Symmetrieebene , die senkrecht zu der optischen Achse steht , symmetrisch zueinander .

Die erfindungsgemäßen Merkmale ermöglichen endoskopische Abbildungen mit hoher Qualität in einem breiten Spektralbereich . Die Erfinder haben erkannt , dass zur Erreichung einer hohen Abbildungsqualität über einen breiten Spektralbereich Linsenfehler in sehr gezielter Weise zu adressieren sind und hierfür optische Komponenten geeignet ausgewählt und kombiniert werden müssen . Durch die Verwendung gepaarter Korrekturelemente und die Verwendung geeigneter Symmetrie im Aufbau der Linsenanordnung kann eine chromatische Aberration vorteilhaft derart verringert werden, dass sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Nahinfrarotbereich Bilder mit hoher Abbildungsqualität aufgenommen werden können, ohne dass der Fokus wellenlängenabhängig nachgestellt/eingestellt werden muss . Zudem haben die Erfinder erkannt , dass insbesondere für qualitativ hochwertige Multispektral- oder Hyperspektralbildgebung möglichst hohe Lichtintensitäten auf entsprechender Erfassungssensorik nach Möglichkeit im gesamten abgebildeten Spektralbereich vorliegen sollten . Zudem ermöglicht es die Verwendung von Stablinsen und zusätzlichen Korrekturelementen, herkömmliche Montageverfahren für die Fertigung von Endoskopen bzw . Endoskopschäften zu verwenden, in denen erfindungsgemäße Endoskopvorrichtungen bzw . Linsenanordnungen verwendet werden . Es können bekannte Verfahrensschritte zum Aufbau des Linsensystems verwendet werden, lediglich die kombinierten optischen Komponenten unterscheiden sich von bisherigen Linsenanordnungen .

Das Obj ektiv kann ein Linsensystem umfassen, das dazu eingerichtet ist , die Einkopplung von Licht zu ermöglichen und eingekoppeltes Licht an die Linsenanordnung weiterzuleiten . Bei dem eingekoppelten Licht handelt es sich beispielsweise um Licht , das von einem zu beobachtenden Obj ekt remittiert und/oder emittiert wurde . Insbesondere kann es sich um remittiertes Beleuchtungslicht und/oder um Fluores zenzlicht handeln .

Das Okular ist in einigen Aus führungs formen dazu eingerichtet , von den Linsenanordnung weitergeleitetes Licht einer Bilderfassungssensorik zuzuführen . Die Bilderfassungssensorik kann Bestandteil einer Bildgebungseinheit sein, insbesondere einer multimodalen Bildgebungseinheit , mittels derer Multispektralbildgebung, Hyper spektralbildgebung, Weißlichtbildgebung und/oder Fluores zenzbildgebung durchführ ist , vorzugsweise wahlweise .

Die Endoskopvorrichtung kann Bestandteil eines Endoskops , insbesondere eines medi zinischen Endoskops , sein . Generell kann es sich um eine medi zinische Endoskopvorrichtung handeln . Das Endoskop kann neben der Endoskopvorrichtung das Okular und/oder das Obj ektiv umfassen . Alternativ oder zusätzlich können das Okular und/oder das Obj ektiv Teil der Endoskopvorrichtung sein .

Multispektralbildgebung kann sich insbesondere auf solche Bildgebung beziehen, bei der wenigstens zwei , insbesondere wenigstens drei , und in einigen Fällen wenigstens fünf Spektralbänder voneinander unabhängig erfassbar sind und/oder erfasst werden . Die einzelnen Spektralbänder für die Multispektralbildgebung können durch geeignete und ggf . umschaltbare optische Filter definiert sein . Hyperspektralbildgebung kann sich insbesondere auf solche Bildgebung beziehen, bei der wenigstens 20 , wenigstens 50 oder sogar wenigstens 100 Spektralbänder voneinander unabhängig erfassbar sind und/oder erfasst werden . Hyperspektralbildgebung kann beispielsweise nach dem Pushbroom-Verf ahren und/oder nach dem Whiskbroom- Verfahren und/oder nach dem Staring- Verfahren und/oder nach einem Schnappschussprinzip durchführbar sein .

Die Stablinsen können insbesondere derart angeordnet sein, dass ihre Längsachsen parallel zueinander und/oder parallel zu der optischen Achse der Linsenanordnung angeordnet sind . Vorzugsweise fallen die Längsachsen der Stablinsen und die optische Achse zusammen . Die Stablinsen und die Korrekturelemente können derart angeordnet sein, dass Licht , das durch die Linsenanordnung weitergeleitet und/oder abgebildet wird, alle Stablinsen und alle Korrekturelemente passiert .

Die Linsenanordnung kann in einigen Aus führungs formen eine Länge von wenigstens 20 cm, wenigstens 30 cm oder sogar wenigstens 40 cm aufweisen . Die Linsenanordnung kann starr sein . Anders ausgedrückt können Komponenten der Linsenanordnung, beispielsweise die wenigstens sechs Stablinsen und die wenigstens zwei Korrekturelement , insbesondere sämtliche Komponenten der Linsenanordnung, relativ zueinander unbeweglich sein .

Die Endoskopvorrichtung kann ferner das Okular und/oder das Obj ektiv umfassen . Das Okular und/oder das Obj ekt kann/ können gemeinsam mit der Linsenanordnung ein abbildendes optisches System ausbilden .

Die Endoskopvorrichtung kann einen Schaft umfassen, in dem die Linsenanordnung auf genommen und/oder befestigt ist . Die optische Achse kann in diesem Fall parallel zu einer Längsachse des Schafts angeordnet sein und insbesondere mit dieser zusammenfallen . In anderen Worten können der Schaft, die Stablinsen und insbesondere die Korrekturelemente koaxial angeordnet sein .

Unter „einem Großteil eines Wellenlängenbereichs" ist insbesondere ein, vorzugsweise zusammenhängender, Wellenlängenbereich gemeint , der wenigstens 60% , bevorzugt wenigstens 70% , besonders bevorzugt wenigstens 80% und vorzugsweise wenigstens 90% des Bezugswellenlängenbereichs abdeckt . Als sichtbarer Wellenlängenbereich kann hierbei insbesondere der Bereich von 400 nm bis 750 nm zu verstehen sein . Der Begri f f „Nahinfrarotbereich" betri f ft in diesem Zusammenhang insbesondere Wellenlängen, die außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs liegen . Im Speziellen kann die Linsenanordnung für eine gegebene Fokussierung sowohl über den Großteil des sichtbaren Bereichs als auch über einen Großteil zumindest des Bereichs von 800 nm bis 1000 nm zu einer zumindest im Wesentlichen gleichwertigen Weiterleitung und Abbildung von Licht eingerichtet sein . Anders ausgedrückt kann die Linsenanordnung für eine gegebene Fokussierung über einen Großteil des Bereichs von 480 nm bis 900 nm und vorzugsweise über einen Großteil des Bereichs von 400 nm bis 1000 nm zu einer zumindest im Wesentlichen gleichwertigen Weiterleitung und Abbildung von Licht eingerichtet ist .

Unter einer „zumindest im Wesentlichen gleichwertigen Weiterleitung von Licht" ist insbesondere zu verstehen, dass sich eine mittlere Transmission im genannten Wellenlängenbereich für sämtliche Paare beliebig auswählbarer Intervalle in dem genannten Wellenlängenbereich, die eine Breite von höchstens 100 nm, höchstens 50 nm oder sogar höchstens 10 nm aufweisen, zwischen den Intervallen um höchstens 30% , bevorzugt um höchstens 20% , besonders bevorzugt um höchstens 15% und vorzugsweise um höchstens 10% unterscheidet . Eine „zumindest im Wesentlichen gleichwertige Weiterleitung von Licht" kann umfassen, dass sich eine Transmission im genannten Wellenlängenbereich für sämtliche Paare beliebig auswählbarer Wellenlängen in dem genannten Wellenlängenbereich zwischen den Wellenlängen um höchstens 30% , bevorzugt um höchstens 20% , besonders bevorzugt um höchstens 15% und vorzugsweise um höchstens 10% unterscheidet . Mit „Transmission" ist hierbei insbesondere ein Transmissionsgrad gemeint , also ein Quotient aus transmittierter und einfallender Intensität . Die Angaben beziehen sich insbesondere auf solche Lichtintensitäten, für die die Transmission keine oder zumindest im Wesentlichen keine Intensitätsabhängigkeit zeigt .

Eine „zumindest im Wesentlichen gleichwertigen Weiterleitung und Abbildung von Licht" bezieht sich insbesondere darauf , dass die Linsenanordnung sowohl über einen Großteil des sichtbaren Bereichs als auch im Nahinfrarotbereich verwendbar ist . In anderen Worten ist die Linsenanordnung für eine gegebene Fokussierung sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Nahinfrarotbereich verwendbar, insbesondere gleichwertig verwendbar .

Unter einer „im Wesentlichen gleichwertigen Weiterleitung von Licht" kann konkret zu verstehen sein, dass sich eine mittlere Transmission im genannten Wellenlängenbereich für sämtliche Paare beliebig auswählbarer Intervalle in dem genannten Wellenlängenbereich, die eine Breite von höchstens 100 nm, höchstens 50 nm oder sogar höchstens 10 nm aufweisen und in denen insbesondere die mittlere Transmission geringer als 95% , geringer als 90% oder geringer als 85% ist , zwischen den Intervallen um höchstens 30% , bevorzugt um höchstens 20% , besonders bevorzugt um höchstens 15% und vorzugsweise um höchstens 10% unterscheidet . Eine „zumindest im Wesentlichen gleichwertige Weiterleitung von Licht" kann umfassen, dass sich eine Transmission im genannten Wellenlängenbereich für sämtliche Paare beliebig auswählbarer Wellenlängen in dem genannten Wellenlängenbereich, bei denen insbesondere die Transmission geringer als 95% , geringer als 90% oder geringer als 85% ist , zwischen den Wellenlängen um höchstens 40% , bevorzugt um höchstens 30% , besonders bevorzugt um höchstens 20% und vorzugsweise um höchstens 10% unterscheidet . Zusätzlich kann der Begri f f beinhalten, dass zumindest ein Teilbereich des genannten Wellenlängenbereichs existiert , in dem die Transmission größer als 80% , größer als 85% oder sogar größer als 90% ist . Mit „Transmission" ist hierbei insbesondere ein Transmissionsgrad gemeint , also ein Quotient aus transmittierter und einfallender Intensität . Die Angaben beziehen sich insbesondere auf solche Lichtintensitäten, für die die Transmission keine oder zumindest im Wesentlichen keine Intensitätsabhängigkeit zeigt . In anderen Worten ist die Weiterleitung von Licht über den gesamten genannten Wellenlängenbereich mit hinreichender Ef fi zienz möglich .

Unter einer „im Wesentlichen gleichwertigen Abbildung von Licht" kann konkret zu verstehen sein, dass sich im genannten Wellenlängenbereich für sämtliche Paare beliebig auswählbarer Intervalle in dem genannten Wellenlängenbereich, die eine Breite von höchstens 100 nm, höchstens 50 nm oder sogar höchstens 10 nm aufweisen und in denen insbesondere ein mittlere RMS-Punktradius ( „RMS" steht für „root mean square" ) über dem Beugungslimit liegt , ein mittlere RMS-Punktradius zwischen den Intervallen höchstens um einen Faktor 15 , bevorzugt höchstens um einen Faktor 10 , besonders bevorzugt höchstens um einen Faktor 5 und vorzugsweise höchstens um einen Faktor 3 unterscheidet . Eine „im Wesentlichen gleichwertige Abbildung von Licht" kann umfassen, dass sich ein RMS-Punktradius für sämtliche Paare beliebig auswählbarer Wellenlängen in dem genannten Wellenlängenbereich, bei denen insbesondere der RMS-Punktradius über dem Beugungslimit liegt , zwischen den Wellenlängen höchstens um einen Faktor 15 , bevorzugt höchstens um einen Faktor 10 , besonders bevorzugt höchstens um einen Faktor 5 und vorzugsweise höchstens um einen Faktor 3 unterscheidet . Zusätzlich kann der Begri f f beinhalten, dass zumindest ein Teilbereich des genannten Wellenlängenbereichs existiert , in dem der RMS-Punktradius unterhalb des Beugungslimits liegt . In anderen Worten ist die Abbildung von Licht über den gesamten genannten Wellenlängenbereich mit hinreichend hoher Fokussierung möglich .

Unter dem Begri f f „für eine gegebene Fokussierung" ist insbesondere gemeint , dass ein Lichteinfall in die Linsenanordnung unverändert ist , also für unterschiedliche Wellenlängen in gleicher Weise erfolgt . Wird beispielsweise die Linsenanordnung mit einem Obj ektiv und/oder Okular kombiniert und fokussiert ist , ändert sich die Fokussierung für die Beurteilung der Weiterleitung und Abbildung des Lichts bei unterschiedlichen Wellenlängen nicht . Die Fokussierung kann eine vorgegebene und/oder vorgebbare Fokussierung für eine bestimmte Wellenlänge im genannten Wellenlängenbereich umfassen, die dann über den gesamten genannten Bereich unverändert beibehalten wird .

Die Stablinsen und/oder die Korrekturelemente können als zumindest im Wesentlichen zylindrische , vorzugsweise kreis zylindrische , Obj ekte ausgebildet sein . Eine Mantel fläche der Stablinsen und/oder der Korrekturelemente kann zylindermantel förmig sein . Vordere und/oder hintere Flächen der Stablinsen und/oder der Korrekturelemente können von der Form eines Zylinders abweichen und beispielsweise konvex oder konkav gekrümmt sein.

Die Stablinsen sind vorzugsweise länglich. Die Stablinsen können zum Beispiel eine Länge aufweisen, die wenigstens um einen Faktor 2, einen Faktor 3, einen Faktor 4, einen Faktor 5 oder sogar einen Faktor 6 größer ist als ein Durchmesser der Stablinsen. Die Stablinsen können unterschiedlich oder identisch ausgebildet sein. In einigen Aus führungs formen kann die Linsenanordnung mehrere unterschiedliche Stablinsentypen umfassen. Diese können sich hinsichtlich ihrer Dimension, ihrer Krümmung, ihres Brechverhaltens, ihrer Beschichtung, ihres Materials und/oder anderer Parameter unterscheiden.

Der Begriff „Glas" kann sich im Rahmen dieser Offenbarung auf einen beliebigen Glaswerkstoff beziehen. „Glas" soll insofern nicht auf Silikatglas bzw. siliziumbasiertes Glas beschränkt sein, obgleich es sich bei dem ersten Glas und/oder dem zweiten Glas in einigen Aus führungs formen um Silikatglas bzw. siliziumbasiertes Glas handeln kann.

Die Abbe-Zahl kann im Rahmen dieser Offenbarung definiert sein als

Vd = (n _d - 1 ) / (n _F - n _c ) , wobei n , n _F und nc die Brechungsindizes des betreffenden Materials bei den entsprechenden Fraunhoferlinien sind. Die entsprechenden Wellenlängen für die Fraunhoferlinien d, F und C sind beispielsweise 587,56 nm, 486,13 nm und 656,27 nm.

Alternativ kann die Abbe-Zahl im Rahmen dieser Offenbarung auch definiert sein als

Ve = (n _e - 1 ) / (n _F ' - n _C ') , wobei n _e , n _F > und nc' die Brechungsindizes des betreffenden Materials bei den entsprechenden Fraunhoferlinien sind. Die entsprechenden Wellenlängen für die Fraunhoferlinien e , F ' und C ' sind beispielsweise 546 , 07 nm, 479 , 99 nm und 643 , 85 nm .

Bei der genannten relativen partiellen Dispersion kann es sich allgemein um die relative partielle Dispersion für zwei Wellenlängen x, y handeln, die folgendermaßen definiert sein kann :

Px,y = (n _x - n _y ) / (n _F - n _c ) , wobei n _x und n _y die Brechungsindi zes bei den Wellenlängen x und y bezeichnen . Im Speziellen kann es sich bei der genannten relativen partiellen Dispersion des ersten Glases und des zweiten Glases um P _g , _F handeln, wobei g und F die entsprechenden Fraunhoferlinien bezeichnet . Die entsprechenden Wellenlängen für die Fraunhoferlinien g und F und C ' sind beispielsweise 435 , 83 nm und 486 , 13 nm .

Unter einem Glas mit normaler Dispersion soll insbesondere ein Glas zu verstehen sein, für das die betref fende relative partielle Dispersion und die Abbe-Zahl linear Zusammenhängen, also im Speziellen Glas , das auf einer Geraden in einem Vd-P _x , _y - Diagramm liegt , die der folgenden Relation gehorcht :

P _x , _y = a _x , _y + b _x , _y • v _d , wobei a _x , _y und b _x , _y dimensionslose Konstanten sind, die zu der durch x und y festgelegten partiellen Dispersion gehören . Analog kann dies auch für v _e formuliert werden . Für P _g , _F sind diese Konstanten bekanntlich a _g , _F = 0 , 6438 und b _g , _F = 0 , 001682 . Solches Glas wird regelmäßig auch als „normales Glas" bezeichnet . Es zeichnet sich dadurch aus , dass Licht unabhängig vom Spektralbereich in gleicher Weise dispergiert wird .

Abweichend hiervon kann Glas , das von Glas mit normaler Dispersion abweicht , in unterschiedlichen Spektralbereichen ein unterschiedliches Dispersionsverhalten zeigen, beispielsweise im kurzwelligen Bereich stärker oder schwächer dispergierend sein als im langwelligen Bereich . Ein solches Glas wird bisweilen auch als Glas mit abnormaler Dispersion bezeichnet . Es ist zu verstehen, dass diese Begri f f lichkeiten nicht mit den teilweise verwendeten Begri f f lichkeiten normaler Dispersion und anomaler Dispersion gleichzusetzen sind, die sich auf das grundsätzliche Dispersionsverhalten eines Materials beziehen, nämlich einen Brechungsindex auf zuweisen, der mit der Frequenz zunimmt ( „normale Dispersion" ) oder der mit der Frequenz abnimmt ( „anomale Dispersion" ) . Vielmehr betref fen die hierin beschriebenen Glaseigenschaften ggf . unterschiedliche Ableitungen der Dispersion bei unterschiedlichen Wellenlängen, die j edoch dasselbe Vorzeichen aufweisen können .

Die relative partielle Dispersion des ersten Glases und des zweiten Glases weicht insbesondere dahingehend in entgegengesetzter Weise von Glas mit normaler Dispersion ab, dass sich das erste Glas im Vd-Px, _y -Diagramm auf einer Seite der Linie für Glas mit normaler Dispersion befindet und das zweite Glas auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite . Analog kann dies für ein Vde-Px, _y -Diagramm gelten . Es kann ein Abweichungsparameter AP _x , _y wie folgt definiert werden :

AP _x , _y = (n _x - n _y ) / (n _F - n _c ) - a _x , _y + b _x , _y • .

Analog kann dies auch für v _e formuliert werden . Ein Vorzeichen des Werts des Abweichungsparameters AP _x , _y kann für das erste Glas und das zweite Glas unterschiedlich sein .

Die erste Linse kann zumindest zu einem Großteil und/oder vollständig aus dem ersten Glas bestehen . Die zweite Linse kann zumindest zu einem Großteil und/oder vollständig aus dem zweiten Glas bestehen . „Zumindest ein Großteil" kann zumindest 55 % , vorzugsweise zumindest 65 % , bevorzugt zumindest 75 % , besonders bevorzugt zumindest 85 % und ganz besonders bevorzugt zumindest 95 % bedeuten, und zwar insbesondere mit Bezug auf ein Volumen und/oder eine Masse eines Obj ekts .

Vorzugsweise sind die erste Linse und die zweite Linse unmittelbar hintereinander und insbesondere in Kontakt miteinander angeordnet und/oder integral miteinander ausgebildet , beispielsweise optisch gebondet und/oder verklebt . Die Korrekturelemente der Korrekturpaaranordnung können bezüglich der zweiten Symmetrieebene symmetrisch zueinander angeordnet sein . Die Korrekturelemente der Korrekturpaaranordnung können identisch ausgebildet sein und beispielsweise lediglich relativ zueinander gedreht sein, um die Symmetrie herzustellen . In anderen Aus führungs formen können die Korrekturelemente unterschiedlich, aber symmetrisch zueinander ausgebildet sein .

Ein einfacher optischer Aufbau kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die erste Symmetrieebene und die zweite Symmetrieebene identisch sind . Hierdurch können optische Modellierungen zur Anpassung der Linsenanordnung besonders einfach durchführbar sein . In anderen Aus führungs formen können die erste Symmetrieebene und die zweite Symmetrieebene entlang der optischen Achse voneinander beabstandet sein .

In einigen Aus führungs formen umfasst die Linsenanordnung zumindest eine weitere Korrekturpaaranordnung, wobei die weitere Korrekturpaaranordnung zwei weitere der Korrekturelemente umfasst , die bezüglich einer dritten Symmetrieebene, die senkrecht zu der optischen Achse steht , symmetrisch zueinander sind . Hierdurch kann ein hoher grad Abbildungsqualität und Abbildungsstabilität erzielt werden . Die weitere Korrekturpaaranordnung kann identisch zu der Korrekturpaaranordnung ausgebildet sein . Alternativ können sich die Korrekturpaaranordnungen unterscheiden, beispielsweise hinsichtlich verwendeter Korrekturelemente und/oder deren relativer Position und/oder Orientierung .

Ein hoher Grad an Flexibilität hinsichtlich der Ausgestaltung der Linsenanordnung und damit einhergehende vielseitige Möglichkeiten zur Erzielung einer hohen Abbildungsqualität können insbesondere dann erzielt werden, wenn die zweite Symmetrieebene und die dritte Symmetrieebene von der ersten Symmetrieebene verschieden sind . Die zweite Symmetrieebene und die dritte Symmetrieebene können identisch sein . Alternativ kann vorgesehen sein, dass die zweite Symmetrieebene von der dritten Symmetrieebene verschieden ist . Die Symmetrieebenen können entlang der optischen Achse voneinander beabstandet sein . In weiteren Aus führungs formen können die erste Symmetrieebene und die dritte Symmetrieebene identisch zueinander aber von der zweiten Symmetrieebene verschieden sein .

Voneinander verschiedene Symmetrieebenen können im Rahmen dieser Of fenbarung um wenigstens 1 cm, um wenigstens 2 cm, um wenigstens 5 cm, um wenigstens 10 cm oder sogar um wenigstens 20 cm entlang der optischen Achse voneinander beabstandet sein .

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Korrekturelemente j eweils zumindest eine dritte Linse umfassen . In einigen

Aus führungs formen ist die dritte Linse aus dem ersten Glas und/oder aus dem zweiten Glas gefertigt . In anderen

Aus führungs formen kann die dritte Linse auch aus einem vom ersten Glas und/oder zweiten Glas verschiedenen dritten Glas gefertigt sein . Das dritte Glas kann insbesondere von einem Glas verschieden sein, das normale Dispersion im Sinne dieser Of fenbarung zeigt . Die dritte Linse kann zumindest zu einem Großteil und/oder vollständig aus dem ersten Glas , dem zweiten Glas oder dem dritten Glas bestehen . Die zweite Linse kann dabei zwischen der ersten Linse und der dritten Linse angeordnet sein . Vorzugsweise sind die erste Linse , die zweite Linse und die dritte Linse unmittelbar hintereinander und insbesondere in Kontakt miteinander angeordnet und/oder integral miteinander ausgebildet , beispielsweise optisch gebondet und/oder verklebt .

Ein Montageaufwand und/oder eine Komponentenzahl kann insbesondere dann reduziert werden, wenn die Korrekturelemente mit j eweils einer Stablinse integral ausgebildet sind . Allgemein ausgedrückt kann zumindest eines der Korrekturelemente integral mit zumindest einer der Stablinsen ausgebildet sein . „Integral" umfasst dabei sowohl einstückig als auch einteilig . Zumindest eine Linse des betref fenden Korrekturelements kann integral mit der betref fenden Stablinse ausgebildet sein . Vorzugsweise sind sämtliche Linsen des betref fenden Korrekturelements integral mit der betref fenden Stablinse ausgebildet . Beispielsweise kann in diesen Fällen die erste Linse unmittelbar neben der Stablinse angeordnet und/oder mit dieser optisch gebondet und/oder verklebt sein . Die Anordnung kann auch umgekehrt sein, sodass die zweite Linse unmittelbar neben der Stablinse angeordnet ist . Die zweite Linse kann dann zusätzlich unmittelbar neben der ersten Linse angeordnet und/oder mit dieser optisch gebondet und/oder verklebt sein . Das Korrekturelement kann in einigen Aus führungs formen auf einer planaren Oberfläche der Stablinse angebracht und/oder darauf gebondet und/oder geklebt sein .

Des Weiteren kann die Korrekturpaaranordnung zumindest eine Apertur umfassen, die im Bereich der zweiten Symmetrieebene angeordnet ist . Hierdurch kann eine Apertur der Linsenanordnung zweckmäßig angebracht sein . Die zweite Symmetrieebene schneidet in einigen Varianten die Apertur . Die Apertur weist insbesondere einen kleineren Durchmesser auf als die Stablinsen und/oder die Korrekturelemente und/oder die Linsen der Korrekturelemente . Angaben bzgl . einer Symmetrie der Linsenanordnung können sich insbesondere auf die Komponenten der Linsenanordnung ohne die Apertur, also abgesehen von der Apertur, beziehen . In anderen Worten kann die Linsenanordnung ohne die Apertur symmetrisch sein, die Apertur aber beispielsweise außermittig angeordnet sein . Grundsätzlich können auch mehrere Aperturen vorgesehen sein . Diese können bezüglich einer oder beliebiger oder aller der genannten Symmetrieebenen symmetrisch zueinander angeordnet und/oder j eweils symmetrisch dazu ausgebildet sein .

Je nach Ausgestaltung der Linsenanordnung bzw . des optischen Systems , das die Stablinsen und die Korrekturelemente definieren, kann zumindest eine der ersten Linsen und/oder zumindest eine der zweiten Linsen eine Konvexlinse sein . Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine der ersten Linsen und/oder zumindest eine der zweiten Linsen eine Konkavlinse sein . Die zweiten Linsen können identisch ausgebildet sein . Die ersten Linsen können identisch ausgebildet sein .

Eine hohe Bildqualität über einen großen Spektralbereich kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die Linsenanordnung im Bereich von 400 nm bis 1000 nm optische Abbildungen ermöglicht , die einen RMS-Punktradius von höchstens 40 pm, vorzugsweise höchstens 35 pm und bevorzugt höchsten 30 pm aufweisen . Dies kann insbesondere bedeuten, dass für j edes beliebig gewählte Intervall in diesem Bereich mit einer Breite von höchstens 50 nm, bevorzugt höchstens 40 nm, besonders bevorzugt höchstens 30 nm und vorzugsweise höchstens 20 nm ein mittlerer RMS- Punktradius höchstens 40 pm, vorzugsweise höchstens 35 pm und bevorzugt höchsten 30 gm beträgt . Dies kann zudem bedeuten, dass für j ede beliebige Wellenlänge ein RMS-Punktradius höchstens 40 gm, vorzugsweise höchstens 35 gm und bevorzugt höchsten 30 gm beträgt .

In einigen Aus führungs formen kann die Linsenanordnung im Bereich von 480 nm bis 1000 nm beugungsbegrenzte optische Abbildungen ermöglichen . In anderen Worten kann die Linsenanordnung derart ausgebildet sein, dass für j ede beliebige Wellenlänge in dem Bereich von 480 nm bis 1000 nm eine beugungsbegrenzte optische Abbildung ermöglicht ist . Eine beugungsbegrenzte optische Abbildung zeichnet sich insbesondere dadurch aus , dass ein berechneter RMS-Punktradius kleiner oder gleich einem Wert ist , der durch das Beugungslimit definiert ist .

Die die Linsenanordnung kann einen größten RMS-Punktradius von höchstens 8 pm, bevorzugt höchstens 6 pm und vorzugsweise höchsten 4 pm aufweisen, insbesondere im Bereich von 480 nm bis 1000 nm . In anderen Worten kann für j ede beliebige Wellenlänge , insbesondere im Bereich von 480 nm bis 1000 nm, ein RMS- Punktradius höchstens 8 pm, bevorzugt höchstens 6 pm und vorzugsweise höchstens 4 pm aufweisen .

Die Erfinder haben ferner erkannt , dass herkömmliche Linsenanordnungen zwar im sichtbaren Bereich bisweilen gut transmittieren, im Nahinfrarotbereich aber eine deutlich schlechtere Transmission zeigen . Hierdurch ist die Verwendbarkeit solcher herkömmlicher Linsenanordnungen insbesondere für Multispektralanwendungen und Hyperspektralanwendungen deutlich eingeschränkt , bei denen auch im Nahinfrarotbereich abgebildet werden soll . Hochwertige Abbildungen in einem breiten Spektralbereich können insbesondere dann ermöglicht werden, wenn die Stablinsen und die Korrekturelemente Antireflex-Oberflächen aufweisen, die im sichtbaren Bereich und im Nahinfrarotbereich wirken . In anderen Worten können die Antireflex-Oberflächen derart ausgestaltet sein, dass im Gegensatz zu Antireflex-Oberflächen, die lediglich im sichtbaren Bereich die Transmission optimieren, zwar unter Umständen eine etwas geringere Transmission in Kauf genommen wird, dafür aber die Transmission auch über den sichtbaren Bereich hinaus auf hohem Niveau verbleibt , anstatt rapide abzunehmen . Antireflex-Oberflächen können eine Beschichtung der betref fenden optischen Elemente umfassen, beispielsweise ein Antireflex-Coating . Alternativ oder zusätzlich kann eine Oberfläche der betref fenden optischen Elemente selbst behandelt sein, beispielsweise mikroskopisch und/oder nanoskopisch auf geraut .

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Antireflex- Oberflächen im Bereich von 400 nm bis 1000 nm j eweils eine mittlere Reflexion von höchsten 2 % , vorzugsweise von höchstens

1 % und bevorzugt von höchstens 0 , 6 % verursachen . Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Antireflex- Oberflächen im Bereich von 400 nm bis 1000 nm j eweils eine maximale Reflexion von höchsten 3 % , vorzugsweise von höchstens

2 % und bevorzugt von höchstens 1 % verursachen .

Die genannten Antireflex-Oberflächen können auf zumindest einer Oberfläche zumindest eines optischen Elements der Linsenanordnung vorhanden sein, beispielsweise auf zumindest einer Stablinse und/oder auf zumindest einem Korrekturelement , etwa auf zumindest einer der Linsen . Bevorzugt ist wenigstens eine Mehrzahl der vorhandenen Oberflächen mit Antireflex- Oberflächen versehen, vorzugsweise alle .

Die Linsenanordnung kann im Bereich von 400 nm bis 1000 nm eine mittlere Transmission von wenigstens 70 % , vorzugsweise wenigstens 80 % und besonders bevorzugt wenigstens 85 % aufweisen . Alternativ oder zusätzlich kann die Linsenanordnung im Bereich von 400 nm bis 1000 nm eine minimale Transmission von wenigstens 60 % , vorzugsweise wenigstens 70 % und besonders bevorzugt wenigstens 80 % aufweisen . Hierdurch ist durch die gesamte Linsenanordnung hindurch eine Weiterleitung von Licht über ein breites Spektrum möglich, wodurch sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Nahinfrarotbereich Licht ef fi zient weitergeleitet werden kann . Die Erfindung betri f ft ferner ein Endoskop mit einer erfindungsgemäßen Endoskopvorrichtung und/oder mit einer erfindungsgemäßen Korrekturpaaranordnung . Das Endoskop ist in einigen Aus führungs formen dazu eingerichtet , zur Begutachtung und/oder Beobachtung in einen Hohlraum einführbar zu sein, beispielsweise in eine künstliche und/oder natürliche Kavität , etwa in ein Inneres eines Körpers , in ein Körperorgan, in Gewebe oder dergleichen . Das Endoskop kann auch dazu eingerichtet sein, zur Begutachtung und/der Beobachtung in ein Gehäuse, eine Verschalung, einen Schacht , ein Rohr oder eine andere , insbesondere künstliche , Struktur einführbar zu sein .

Des Weiteren betri f ft die Erfindung ein Bildgebungssystem, insbesondere ein medi zinisches Bildgebungssystem . Das Bildgebungssystem umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist , sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Nahinfrarotbereich Beleuchtungslicht zu liefern . Ferner umfasst das Bildgebungssystem eine erfindungsgemäße Endoskopvorrichtung und/oder ein erfindungsgemäßes Endoskop . Außerdem umfasst das Bildgebungssystem eine Bildgebungsvorrichtung mit einer Bilderfassungseinheit , die dazu eingerichtet ist , multispektrale und/oder hyperspektrale Bilddaten zu erfassen . Die Bilderfassungseinheit kann eine Bilderfassungssensorik umfassen .

Das Bildgebungssystem kann multimodal sein . Insbesondere kann das Bildgebungssystem dazu eingerichtet sein, wahlweise Weißlichtbilder und/oder Multispektralbilder und/oder Fluores zenzbilder und/oder Hyperspektralbilder auf zunehmen .

Die Bilderfassungssensorik kann dazu eingerichtet sein, Licht sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Nahinfrarotbereich zu detektieren . Eine kleinste detektierbare Wellenlänge kann in einigen Aus führungs formen höchstens 500 nm, höchstens 450 nm oder sogar höchstens 400 nm betragen . Eine größte detektierbar Wellenlänge kann in einigen Aus führungs formen zumindest 800 nm, zumindest 900 nm oder sogar zumindest 1000 nm betragen . Die Bilderfassungssensorik kann beispielsweise zumindest einen Weißlicht-Bildsensor und zumindest einen Nahinfrarot-Bildsensor umfassen . In einigen Aus führungs formen umfasst die Bildgebungsvorrichtung eine Weißlichtkamera und/oder Sensorik zur Weißlichtbilderfassung . Die Bildgebungsvorrichtung kann zur Weißlichtbildgebung eingerichtet sein . Die Anatomiebilder können mittels der Weißlichtkamera und/oder der Sensorik zur Weißlichtbilderfassung aufnehmbar sein .

Die Bilderfassungseinheit kann eine Filtereinheit mit optischen Beobachtungs filtern aufweisen . Die Filtereinheit kann mehrere Fluores zenzmodi definieren, die durch unterschiedliche Beobachtungs filter definiert sind . Beispielsweise können unterschiedliche Kantenfilter verwendet werden, die das j eweils verwendete Spektrum des zugehörigen zur Anregung verwendeten Leuchtelements absorbieren/blockieren und zumindest im Wesentlichen nur Fluores zenzlicht transmittieren . Der Beobachtungs filter, der Licht im ersten Spektralbereich blockiert , ist dann Teil der Filtereinheit . Die Beobachtungs filter können in einigen Aus führungs formen zudem zwischen einem Multispektralmodus und einem Fluoreszenzmodus umschaltbar sein .

Die Bildgebungsvorrichtung und insbesondere eine Optik und/oder die Bilderfassungssensorik kann/ können zur multispektralen und/oder hyperspektralen Bildgebung eingerichtet sein, im Speziellen dazu, multispektrale und/oder hyperspektrale Bilddaten zu erfassen und/oder zu erzeugen . Multispektrale Bildgebung bzw . multispektrale Bilddaten kann sich dabei insbesondere auf solche Bildgebung beziehen, bei der wenigstens zwei , insbesondere wenigstens drei , und in einigen Fällen wenigstens fünf Spektralbänder voneinander unabhängig erfassbar sind und/oder erfasst werden . Hyperspektrale Bildgebung bzw . hyperspektrale Bilddaten kann sich dabei insbesondere auf solche Bildgebung beziehen, bei der wenigstens 20 , wenigstens 50 oder sogar wenigstens 100 Spektralbänder voneinander unabhängig erfassbar sind und/oder erfasst werden . Die Bildgebungsvorrichtung kann nach dem Pushbroom-Verf ahren und/oder nach dem Whiskbroom- Verfahren und/oder nach dem Staring- Verfahren und/oder nach einem Schnappschussprinzip arbeiten .

Für einige Anwendungen kann es vorteilhaft sein, eine große spektrale Auflösung verwenden zu können . Es bietet sich dann eine hyperspektrale Bildgebung an . Diese kann mit einer Weißlichtbildgebung kombiniert sein . Hierdurch ist eine Beobachtung in Echtzeit über ein Weißlichtbild möglich, auch wenn die Erfassung spektral aufgelöster Bilddaten nur im Wesentlichen in Echtzeit erfolgt , also beispielsweise mehrere Sekunden zur Erstellung eines spektral aufgelösten Bilds benötigt werden . Für einige Anwendungen kann es vorteilhaft sein, spektrale Bilddaten in Echtzeit zu erzeugen . Dies beinhaltet beispielsweise die Erzeugung eines spektral aufgelösten Bilds in weniger als einer Sekunde oder sogar mehrmals pro Sekunde . Hierbei kann es zweckmäßig sein, auf multispektrale Bildgebung zurückzugrei fen . Einer ggf . geringeren spektralen Auflösung steht dann eine höhere Bildwiederholrate gegenüber . Je nach Anwendung kann es hinreichend sein, nur wenige verschiedene Spektralbereiche und/oder Wellenlängen zu berücksichtigen, beispielsweise zwei oder drei oder vier oder generell weniger als zehn . Hierbei kann wahlweise auf eine zusätzliche Weißlichtbildgebung verzichtet werden . Spektral aufgelöste Bilddaten, die in Echtzeit gewonnen werden bzw . mehrere Bilder pro Sekunde liefern, können auch zu Überwachungs zwecken eingesetzt werden, wobei nicht zwingend ein wiederzugebendes Bild für einen Benutzer erstellt werden muss , sondern die Bilddaten auch im Hintergrund verarbeitet werden können .

Die Bilderfassungssensorik weist insbesondere zumindest einen Bildsensor auf . Ferner kann die Bilderfassungssensorik auch über zumindest zwei und vorzugsweise mehrere Bildsensoren verfügen, welche hintereinander angeordnet sein können . Ferner können die zwei und vorzugsweise mehreren Bilderfassungssensoren über voneinander verschieden ausgebildete spektrale Erfassungsempfindlichkeiten verfügen, sodass beispielsweise ein erster Sensor in einem roten Spektralbereich, ein zweiter Sensor in einem blauen Spektralbereich und ein dritter Sensor in einem grünen Spektralbereich besonders empfindlich bzw . vergleichsweise empfindlicher als die anderen Sensoren ist . Der Bildsensor kann etwa als ein CCD-Sensor und/oder ein CMOS-Sensor ausgebildet sein . Die Bilderfassungseinheit ist insbesondere dazu eingerichtet , zumindest zweidimensionale räumliche Bilddaten zu erzeugen . Die Bilderfassungseinheit kann dahingehend räumlich auflösend sein, dass sie in zumindest zwei unterschiedliche Raumrichtungen j eweils eine Auflösung von zumindest 100 Bildpunkten, vorzugsweise von zumindest 200 Bildpunkten, bevorzugt von zumindest 300 Bildpunkten und vorteilhaft von zumindest 400 Bildpunkten liefert . Die Bilddaten sind vorzugsweise zumindest dreidimensional , wobei zumindest zwei Dimensionen räumliche Dimensionen sind und/oder wobei zumindest eine Dimension eine spektrale Dimension ist . Aus den Bilddaten können mehrere räumlich aufgelöste Bilder des Bildbereichs gewinnbar sein, die j eweils unterschiedlichen Spektralbändern zugeordnet sind . Die räumliche und spektrale Information der Bilddaten kann derart beschaf fen sein, dass daraus für mehrere räumliche Bildpunkte j eweils ein zugehöriges Spektrum gewinnbar ist .

In einigen Aus führungs formen ist die Bilderfassungseinheit dazu eingerichtet , laufend aktualisierte Bilddaten zu erzeugen . Die Bilderfassungseinheit kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Bilddaten im Wesentlichen in Echtzeit zu erzeugen, was beispielsweise eine Erzeugung aktualisierter Bilddaten wenigstens als 30 Sekunden, in einigen Fällen wenigstens als 20 Sekunden und in manchen Fällen sogar wenigstens alle 10 Sekunden oder wenigstens alle 5 Sekunden umfasst . Vorzugsweise ist die Bilderfassungseinheit dazu eingerichtet , zumindest die Anatomiebilder und die Fluores zenzbilder sowie die darauf beruhende Darstellung in Echtzeit zu erzeugen, beispielsweise mit einer Bildrate von wenigstens 5 fps , wenigstens 10 fps , wenigstens 20 fps oder sogar wenigstens 30 fps .

Die Beleuchtungsvorrichtung kann multimodal ausgebildet sein und mehrere unabhängig voneinander wahlweise aktivierbare Leuchtelemente umfassen, die dazu eingerichtet sind, Licht gemäß unterschiedlichen Emissionsspektren zu emittieren, um das Beleuchtungslicht zu liefern .

Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine optische Schnittstelle zur optischen Anbindung des Endoskops umfassen . Die Beleuchtungseinheit kann dazu eingerichtet sein, Beleuchtungslicht an die optische Schnittstelle zu liefern . Die Beleuchtungseinheit kann multimodal ausgebildet sein und mehrere unabhängig voneinander wahlweise aktivierbare Leuchtelemente umfassen, die dazu eingerichtet sind, Licht gemäß unterschiedlichen Emissionsspektren zu emittieren, um das Beleuchtungslicht zu liefern . Die Beleuchtungseinheit kann in zumindest einem Multispektralmodus betreibbar sein, in dem eine erste Gruppe der Leuchtelemente zumindest zeitweise aktiviert ist und in dem die Beleuchtungseinheit Beleuchtungslicht für Multispektralbildgebung liefert . Ferner kann die Beleuchtungseinheit in zumindest einem Fluores zenzmodus betreibbar sein, in dem eine zweite Gruppe der Leuchtelemente zumindest zeitweise aktiviert ist und in dem die Beleuchtungseinheit Beleuchtungslicht für Fluores zenzbildgebung liefert . Die Leuchtelemente können zumindest ein Leuchtelement umfassen, das sowohl in der ersten Gruppe als auch in der zweiten Gruppe enthalten ist .

Zudem kann ein Verfahren zur Erzeugung von Beleuchtungslicht für ein Bildgebungsgerät mittels einer Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen sein . Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst dabei eine optische Schnittstelle zur optischen Anbindung des Endoskops und eine Beleuchtungseinheit , die dazu eingerichtet ist, Beleuchtungslicht an die optische Schnittstelle zu liefern, wobei die Beleuchtungseinheit mehrere unabhängig voneinander wahlweise aktivierbare Leuchtelemente umfasst , die dazu eingerichtet sind, Licht gemäß unterschiedlichen Emissionsspektren zu emittieren, um das Beleuchtungslicht zu liefern . Das Verfahren umfasst den Schritt eines zumindest zeitweisen Aktivierens einer ersten Gruppe der Leuchtelemente , um Beleuchtungslicht für Multispektralbildgebung zu liefern und den Schritt eines zumindest zeitweisen Aktivierens einer zweiten Gruppe der Leuchtelemente , um Beleuchtungslicht für Fluores zenzbildgebung zu liefern . Zumindest eines der Leuchtelemente wird sowohl beim zumindest zeitweisen Aktivieren der ersten Gruppe der Leuchtelemente als auch beim zumindest zeitweisen Aktivieren der zweiten Gruppe der Leuchtelemente zumindest zeitweise aktiviert . Die optische Schnittstelle kann wahlweise lösbar und verbindbar sein . Zudem kann die optische Schnittstelle mit einer mechanischen Schnittstelle kombiniert sein, sodass eine optische Verbindung beispielsweise automatisch dann hergestellt wird, wenn das Endoskop mechanisch angekoppelt wird .

Die Leuchtelemente können einfarbige LEDs ( Leuchtdioden) und/oder Laserdioden umfassen . Ferner kann zumindest eines der Leuchtelemente eine Weißlicht-LED oder eine andere Weißlichtquelle sein . In einigen Aus führungs formen umfasst die Beleuchtungseinheit zumindest ein blaues Leuchtelement , zumindest ein rotes Leuchtelement , zumindest ein dunkelrotes Leuchtelement und zumindest ein Nah- IR-Leuchtelement (Nahinfrarot-Leuchtelement ) , insbesondere j eweils LEDs oder Laserdioden . Zusätzlich kann die Beleuchtungseinheit zumindest eine Weißlicht-LED oder eine andere Weißlichtquelle umfassen .

Die erste Gruppe kann zumindest zwei Leuchtelemente umfassen, die spektral unterschiedlich emittieren . Ein hoher Grad an Ef fi zienz bei einer Multispektralbildgebung kann erzielt werden, wenn der Multispektralmodus unterschiedliche Zustände umfasst , in denen j eweils ein bestimmtes Leuchtelement bzw . ein bestimmter Leuchtelementtyp zumindest zeitweise aktiviert ist . Hierdurch kann gezielt in einem bestimmten Spektralbereich beleuchtet werden, wodurch unterschiedliche Spektralbilder erfasst werden können . Unterschiedliche Leuchtelemente , die in unterschiedlichen Zuständen aktiviert sind, können als unterschiedliche Stützstellen für die Multispektralbildgebung dienen . Zumindest eine dieser Stützstellen kann derart gewählt sein, dass sie an charakteristische Punkte von Absorptionsspektren physiologisch relevanter Komponenten angepasst ist , beispielsweise an einen isosbestischen Punkt der Hämoglobin-Oxygenierungskurve . Die Multispektralbildgebung kann zusätzlich die Verwendung geeigneter Beobachtungs filter umfassen .

Ferner kann die zweite Gruppe zumindest zwei Leuchtelemente umfassen, die spektral unterschiedlich emittieren . Der Fluores zenzmodus kann unterschiedliche Untermodi und/oder Zustände umfassen, in denen j eweils ein bestimmtes Leuchtelement bzw . ein bestimmter Leuchtelementtyp zumindest zeitweise aktiviert ist . Hierdurch kann gezielt in einem bestimmten Spektralbereich angeregt werden, sodass Fluores zenzbildgebung etwa für einen konkret ausgewählten Farbstof f erfolgen kann . Das zumindest eine Leuchtelement , das sowohl in der ersten Gruppe als auch in der zweiten Gruppe enthalten ist , ist in anderen Worten sowohl für den Multispektralmodus als auch für den Fluores zenzmodus einsetzbar .

Die erste Gruppe umfasst in einigen Aus führungs formen lediglich einige aber nicht alle der Leuchtelemente . Alternativ oder zusätzlich umfasst in einigen Aus führungs formen die zweite Gruppe lediglich einige aber nicht alle der Leuchtelemente . In dem Multispektralmodus sind insbesondere ausschließlich Leuchtelemente der ersten Gruppe zumindest zeitweise aktiviert , wohingegen Leuchtelemente , die nicht zur ersten Gruppe gehören, deaktiviert sind . In dem Fluores zenzmodus sind insbesondere ausschließlich Leuchtelemente der zweiten Gruppe zumindest zeitweise aktiviert , wohingegen Leuchtelemente , die nicht zur zweiten Gruppe gehören, deaktiviert sind . Generell versteht sich, dass die Leuchtelemente unterschiedliche Leuchtelementtypen umfassen können und dass von den unterschiedlichen Leuchtelementtypen insbesondere j eweils genau ein Leuchtelement vorhanden sein kann . Es versteht sich, dass auch gemischte Betriebsmodi erfindungsgemäß vorkommen können, in denen die genannten Modi sequenziell verwendet werden . Beispielsweise kann sequenziell Multispektralbildgebung und Fluores zenzbildgebung durchgeführt werden .

Synergie hinsichtlich der Verwendung eines Leuchtelements für unterschiedliche Modi und damit verbundene Ef fi zienz zugewinne können insbesondere dann erzielt werden, wenn zumindest ein Leuchtelement , das sowohl in der ersten Gruppe als auch in der zweiten Gruppe enthalten ist , Licht im roten Spektralbereich emittiert , insbesondere in einem Spektralbereich zwischen 600 nm und 680 nm, beispielsweise zwischen 610 nm und 650 nm oder zwischen 620 und 660 nm oder zwischen 630 und 670 nm . Der Spektralbereich kann schmalbandig sein und die Wellenlänge 660 nm umfassen . „Schmalbandig" kann eine spektrale Breite von höchstens 80 nm, insbesondere von höchstens 40 nm oder sogar von höchstens 20 nm umfassen . Dieses zumindest eine Leuchtelement kann dazu eingerichtet sein, im roten Spektralbereich absorbierende Farbstof fe anzuregen und einen Beitrag zur Beleuchtung im roten Spektralbereich für eine Multispektralbildgebung zu liefern .

Die Beleuchtungseinheit kann in einigen Aus führungsformen in zumindest einem Weißlichtmodus betreibbar sein, in dem die Beleuchtungseinheit Beleuchtungslicht für Weißlichtbildgebung liefert . Das Beleuchtungslicht für Weißlichtbildgebung kann breitbandiges Weißlicht sein . Alternativ kann das Beleuchtungslicht für Weißlichtbildgebung mehrere schmale Wellenlängenbänder umfassen, die voneinander separiert sind, beispielsweise ein blaues , ein roten und ein dunkelrotes Band . „Dunkelrot" ist dabei im Sinne von „langwellige als rot" zu verstehen und bezieht sich auf die Spektralposition, nicht die Lichtintensität . Das Beleuchtungslicht für Weißlichtbildgebung kann aus Licht unterschiedlicher Leuchtelemente gemischt sein .

In dem Weißlichtmodus kann eine dritte Gruppe der Leuchtelemente zumindest zeitweise aktiviert sein, um das Beleuchtungslicht für die Weißlichtbildgebung zu liefern . Dabei können die Leuchtelemente zumindest ein Leuchtelement umfassen, das sowohl in der ersten Gruppe und/oder in der zweiten Gruppe als auch in der dritten Gruppe enthalten ist . In einigen Fällen kann die dritte Gruppe lediglich einige aber nicht alle der Leuchtelemente umfassen . In dem Weißlichtmodus sind insbesondere ausschließlich Leuchtelemente der dritten Gruppe zumindest zeitweise aktiviert , wohingegen Leuchtelemente , die nicht zur dritten Gruppe gehören, deaktiviert sind . In anderen Worten kann die Beleuchtungseinheit Leuchtelemente umfassen, die einem, zwei oder allen drei der genannten Beleuchtungsmodi dienen . Hierdurch können mehrere Leuchtelemente mehrfach eingesetzt werden .

Zumindest ein Leuchtelement , das sowohl in der ersten Gruppe und/oder in der zweiten Gruppe als auch in der dritten Gruppe enthalten ist , kann Licht im roten Spektralbereich emittieren, insbesondere in einem Spektralbereich zwischen 600 nm und 680 nm, beispielsweise zwischen 610 nm und 650 nm oder zwischen 620 und 660 nm oder zwischen 630 und 670 nm . Die Vorteile der gemeinsamen Verwendung von Leuchtelementen kommen besonders zum Tragen, wenn zumindest ein rotes Leuchtelement für alle drei Modi verwendbar ist .

Zumindest ein Leuchtelement , das sowohl in der ersten Gruppe und/oder in der zweiten Gruppe als auch in der dritten Gruppe enthalten ist , kann Licht im blauen Spektralbereich emittieren, insbesondere in einem Spektralbereich zwischen 440 und 480 nm . Zumindest ein blaues Leuchtelement kann zweckmäßigerweise sowohl im Fluores zenzmodus als auch im Weißlichtmodus verwendet werden .

Allgemein ausgedrückt können die Leuchtelemente wie erwähnt zumindest ein, insbesondere blaues , Leuchtelement umfassen, das Licht in einem Spektralbereich zwischen 440 und 480 nm emittiert . Zudem können die Leuchtelemente wie erwähnt zumindest ein, insbesondere rotes , Leuchtelement umfassen, das Licht in einem Spektralbereich zwischen 600 und 680 nm emittiert , beispielsweise zwischen 610 nm und 650 nm oder zwischen 620 und 660 nm oder zwischen 630 und 670 nm . Alternativ oder zusätzlich können die Leuchtelemente zumindest ein, insbesondere dunkelrotes , Leuchtelement umfassen, das Licht in einem Spektralbereich zwischen 750 und 790 nm emittiert . Alternativ oder zusätzlich können Leuchtelemente zumindest ein, insbesondere nah- IR-emittierendes , Leuchtelement umfassen, das Licht in einem Spektralbereich zwischen 920 und 960 nm emittiert . Daneben können die Leuchtelemente ein Weißlichtleuchtelement umfassen . Eine kompakte und vielseitig verwendbare Beleuchtungseinheit kann insbesondere dann bereitgestellt werden, wenn von j edem der genannten Leuchtelementtypen j eweils zumindest ein Leuchtelement vorhanden ist . Beispielsweise können im Fluores zenzmodus das blaue und das rote , im Fall geeigneter Farbstof fe ggf . auch das dunkelrote Leuchtelement verwendbar sein . Im Multispektralmodus können das dunkelrote und das nah- IR-emittierende Leuchtelement verwendbar sein . Im Weißlichtmodus kann das Weißlichtleuchtelement verwendbar sein . Dieses kann im Weißlichtmodus ergänzt werden durch das blaue Leuchtelement und ggf . ferner das rote Leuchtelement . Hierdurch können Wellenlängenbereiche mittels farbiger Leuchtelemente ergänzt werden, in denen das Weißlichtleuchtelement , beispielsweise aufgrund seiner Konstruktion aber insbesondere aufgrund von Filtern und optischen Elementen der Beleuchtungseinheit , eine reduzierte Intensität liefert . Zudem können die farbigen Leuchtelemente dazu eingesetzt werden, eine Farbtemperatur bei der Weißlichtbildgebung einzustellen .

In einigen Aus führungs formen umfasst die zweite Gruppe ein einzelnes Leuchtelement und/oder eine einzelne Art von Leuchtelementen . Beispielsweise kann ein Weißlichtleuchtelement , ein rotes Leuchtelement und ein IR-emittierendes Leuchtelement vorgesehen sein, wobei bzgl . möglicher Spektralbereiche insbesondere auf die obigen Werte verwiesen wird . Die erste Gruppe kann dann beispielsweise das rote und das IR-emittierende Leuchtelement umfassen . Die zweite Gruppe kann das IR- emittierende Leuchtelement umfassen, insbesondere als einziges Leuchtelement bzw . als einzige Art von Leuchtelement .

Eine günstige Anordnung von Leuchtelementen wird insbesondere dann ermöglicht , wenn die Beleuchtungseinheit zumindest einen gekreuzten Strahlteiler umfasst , mittels dessen Licht von gegenüberliegenden Eingangsseiten zu einer Ausgangsseite ablenkbar ist , wobei auf den gegenüberliegenden Eingangsseiten des gekreuzten Strahlteilers j eweils zumindest eines der Leuchtelemente angeordnet ist . In einigen Aus führungs formen können zwei oder auch mehr gekreuzte Strahlteiler vorgesehen sein, die optisch hintereinander angeordnet sind . Der zumindest eine gekreuzte Strahlteiler kann zwei Strahlteilerelemente umfassen, deren Durchlässigkeit an das j eweils zugeordnete Leuchtelement angepasst ist . Die Strahlteilerelemente umfassen insbesondere j eweils einen Kerbfilter (notch filter ) , sodass sie j eweils in einem schmalen Spektralband reflektieren, ansonsten aber transmittieren . Die spektrale Position und/oder Breite der entsprechenden Kerbe kann an den Spektralbereich des j eweils zugeordneten Leuchtelements angepasst sein, sodass dessen Licht umgelenkt , Licht anderer Leuchtelemente aber zumindest weitgehend transmittiert wird .

In einigen Aus führungs formen können die Leuchtelemente wenigstens vier schmalbandig emittierende Einzel farbleuchtelemente mit j eweils unterschiedlichen Spektralbereichen und zumindest ein breitbandig emittierendes Weißlichtleuchtelement umfassen . Diesbezüglich wird auch auf die obigen Aus führungen zu den farbigen Leuchtelementen verwiesen .

Ein großer Funktionsumfang in Kombination mit einer kompakten Bauweise und der Ausnutzung von Synergieef fekten bei der Verwendung von Leuchtelementen kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die Beleuchtungseinheit in zumindest einem Hyperspektralmodus betreibbar ist , in dem mehrere Leuchtelemente aktiviert sind, deren Emissionsspektren gemeinsam zumindest einen Spektralbereich von 450 nm bis 850 nm abdecken, und in dem die Beleuchtungseinheit Beleuchtungslicht für Hyperspektralbildgebung liefert . Hierbei kann es sich insbesondere um sämtliche der Leuchtelemente handeln .

Es versteht sich, dass insbesondere im Fall der Verwendung von Laserdioden für die hierin genannten optischen Filter geeignete Polarisations filter verwendet werden können . Ferner kann insbesondere im Fall der Verwendung von Laserdioden zumindest ein gekreuzter Strahlteiler verwendet werden, dessen Strahlteilerelemente mit Polarisations filtern versehen sind . Eine selektive Durchlässigkeit kann dann durch Kombination unterschiedlicher Polarisationen erzielt werden .

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Systeme sowie die erfindungsgemäßen Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Aus führungs form beschränkt sein . Insbesondere können diese zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen . Zudem sollen bei den in dieser Of fenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als of fenbart und als beliebig einsetzbar gelten .

Es wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle in Bezug auf eine Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften, aber auch Verfahrensweisen, sinngemäß auf Verfahren übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitof fenbart gelten . Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung . Das bedeutet , dass auch in Bezug auf Verfahren genannte , bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt , beansprucht und ebenfalls zur Of fenbarung gezählt werden können .

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft beschrieben . Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination . Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und im Rahmen der Ansprüche sinnvoll in Kombination verwenden .

Falls von einem bestimmten Obj ekt mehr als ein Exemplar vorhanden ist , ist ggf . nur eines davon in den Figuren und in der Beschreibung mit einem Bezugs zeichen versehen . Die Beschreibung dieses Exemplars kann entsprechend auf die anderen Exemplare von dem Obj ekt übertragen werden . Sind Obj ekte insbesondere mittels Zahlenwörtern, wie beispielsweise erstes , zweites , drittes Obj ekt etc . benannt , dienen diese der Benennung und/oder Zuordnung von Obj ekten . Demnach können beispielsweise ein erstes Obj ekt und ein drittes Obj ekt , j edoch kein zweites Obj ekt umfasst sein . Allerdings könnten anhand von Zahlenwörtern zusätzlich auch eine Anzahl und/oder eine Reihenfolge von Obj ekten ableitbar sein .

Es zeigen :

Fig . 1 eine schematische Darstellung eines Bildgebungssystems mit einer Beleuchtungsvorrichtung, einem Endoskop mit einer Endoskopvorrichtung und einer Bilderfassungsvorrichtung;

Fig . 2 eine schematische Darstellung einer Linsenanordnung einer Endoskopvorrichtung nach dem Stand der Technik;

Fig . 3 eine schematische Darstellung von Abbildungen eines Linienmusters , durchgeführt mit der Linsenanordnung gemäß dem Stand der Technik; Fig . 4 ein Diagramm betref fend die Wellenlängenabhängigkeit eines RMS-Punktradius der Linsenanordnung gemäß dem Stand der Technik;

Fig . 5 eine schematische Darstellung einer ersten Endoskopvorrichtung;

Fig . 6 eine schematische Darstellung einer Korrekturpaaranordnung der ersten Endoskopvorrichtung;

Fig . 7 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Auswahl von Glas für die Korrekturpaaranordnung;

Fig . 8 eine schematische Darstellung einer zweiten Endoskopvorrichtung;

Fig . 9 eine schematische Darstellung einer Korrekturpaaranordnung der zweiten Endoskopvorrichtung

Fig . 10 eine schematische Darstellung einer dritten Endoskopvorrichtung;

Fig . 11 eine schematische Darstellung einer Korrekturpaaranordnung der dritten Endoskopvorrichtung;

Fig . 12 eine schematische Darstellung von Abbildungen eines Linienmusters , durchgeführt mit der ersten Endoskopvorrichtung, der zweiten Endoskopvorrichtung oder der dritten Endoskopvorrichtung;

Fig . 13 ein Diagramm betref fend die Wellenlängenabhängigkeit eines RMS-Punktradius der ersten Endoskopvorrichtung, der zweiten Endoskopvorrichtung oder der dritten Endoskopvorrichtung;

Fig . 14 eine schematische Darstellung einer Linsenanordnung mit Antireflex-Oberflächen;

Fig . 15 ein schematisches Diagramm, das unterschiedliche Reflektivitäts kurven veranschaulicht ; Fig . 16 ein schematisches Diagramm, das unterschiedliche Transmissionskurven veranschaulicht ;

Fig . 17 eine schematische Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung 150 ; und

Fig . 18 schematische Transmissionskurven von Strahlteilerelementen der Beleuchtungsvorrichtung .

Fig . 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bildgebungssystems 148 . Das Bildgebungssystem 148 ist ein endoskopisches Bildgebungssystem . Das Bildgebungssystem 148 kann ein medi zinisches Bildgebungssystem sein . Im vorliegenden Fall ist das Bildgebungssystem 148 ein multispektrales und/oder hyperspektrales endoskopisches Bildgebungssystem .

Das Bildgebungssystem 148 umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung 150 , eine Endoskopvorrichtung 110 und eine Bildgebungsvorrichtung 152 mit einer Bilderfassungseinheit 154 . Die Bilderfassungseinheit 154 ist dazu eingerichtet, multispektrale und/oder hyperspektrale Bilddaten zu erfassen .

Die Bilderfassungseinheit 154 umfasst hierfür geeignete Bilderfassungssensorik 158 , die lediglich beispielhaft dargestellt ist .

Die Bilderfassungssensorik 158 kann einen nicht dargestellten CMOS- oder CCD-Sensor umfassen . Die Bilderfassungssensorik 158 sowie ggf . zugehörige optische Elemente können in einer Pushbroom-Anordnung angeordnet sein . In anderen

Aus führungs formen wird eine Whiskbroom-Anordnung, eine Staring- Anordnung und/oder eine Schnappschuss-Anordnung verwendet . Bezüglich unterschiedlicher Methoden einer hyperspektralen Bildgebung sowie hierfür erforderlicher Komponenten wird auf den Fachartikel „Review of spectral imaging technology in biomedical engineering : achievements and challenges" von Quingli Li et al . Erschienen in Journal of Biomedical Optics 18 ( 10 ) , 100901 , Oktober 2013 , sowie auf den Fachartikel „Medical hyperspectral imaging : a review" von Guolan Lu und Baowei Fei , erschienen in Journal of Biomedical Optics 19 ( 1 ) , 010901 , Januar 2014 , verwiesen .

In anderen Aus führungs formen kann, wie erwähnt , die Bilderfassungseinheit 154 auch multispektral sein . Mehrere Spektralbereiche können beispielsweise durch wahlweise in einen Ob j ektlichtstrahlengang einbringbare Filter betrachtet werden und/oder durch sequenzielle Beleuchtung mit verschiedenen Wellenlängen .

Die Endoskopvorrichtung 110 ist Teil eines Endoskops 146 . Das Endoskop 146 kann Teile der Bilderfassungseinheit 154 umfassen . Die Endoskopvorrichtung 110 umfasst einen Schaft 160 . Der Schaft 160 ist dazu eingerichtet , eine Linsenanordnung aufzunehmen, die dazu eingerichtet ist , Abbildungslicht von einem distalen Ende 162 der Endoskopvorrichtung 110 und/oder des Schafts 160 zu einem proximalen Ende 164 der Endoskopvorrichtung 110 und/oder des Schafts 160 zu führen . Hierauf wird im Folgenden noch eingegangen . Der Schaft 160 kann starr sein . Insbesondere ist das Endoskop 146 ein starres Endoskop und/oder die Endoskopvorrichtung 110 eine Endoskopvorrichtung für ein starres Endoskop .

Fig . 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Linsenanordnung 212 einer Endoskopvorrichtung 210 nach dem Stand der Technik . Die Endoskopvorrichtung 212 umfasst ein Okular 216 und ein Obj ektiv 218 . Die Linsenanordnung 212 koppelt in bekannter Weise das Okular 216 and das Obj ektiv 218 an . Vom Obj ektiv 218 eingesammeltes Licht kann durch die Linsenanordnung 212 an das Okular 216 weitergeleitet werden . Hierdurch kann eine Abbildung erzeugt werden .

Die Linsenanordnung 212 umfasst mehrere Stablinsen 222 . Die Linsenanordnung 212 ist vorrangig dazu vorgesehen, Licht im sichtbaren Bereich weiterzuleiten und abzubilden, beispielsweise in einem Bereich von 450 nm bis 750 nm .

Fig . 3 zeigt eine schematische Darstellung von Abbildungen eines Linienmusters , durchgeführt mit der Linsenanordnung 212 gemäß dem Stand der Technik . Fig . 4 zeigt ein Diagramm betref fend die Wellenlängenabhängigkeit eines RMS-Punktradius der Linsenanordnung 212 . Wie zu erkennen ist , ist der RMS-Spotradius in einem mittleren Wellenlängenbereich klein und liegt sogar unterhalb der als gestrichelte Linie in Fig . 4 eingezeichneten Beugungsgrenze . Wird das Linienmuster abgebildet , ergibt sich im mittleren Wellenlängenbereich, vorliegend beispielsweise für Licht mit Wellenlängen zwischen 486 nm und 656 nm, das in Fig . 3 in der Mitte gezeigte Bild . Es kann hier ein scharfes Bild des Linienmusters erhalten werden, da die Linsenanordnung 212 in diesem Bereich gut abbildet . Aufgrund von Linsenfehlern, insbesondere aufgrund von chromatischer Aberration, kann j edoch nicht gleichzeitig ein gleichfalls scharfes Bild für kleinere und größere Wellenlängen erhalten werden . In diesen Bereichen ist der RMS-Punktradius deutlich größer, was zu einer unscharfen Abbildung führt . Dies ist in Fig . 3 auf der linken Seite beispielhaft für den Wellenlängenbereich von 400 nm bis 500 nm dargestellt , auf der rechten Seite beispielhaft für den Wellenlängenbereich von 800 nm bis 1000 nm . Insbesondere im Nahinfrarotbereich, also im letztgenannten Bereich, ist die Abbildungsqualität eher gering, sodass geometrische Merkmale nicht detailgetreu abbildbar sind .

Die herkömmliche Endoskopvorrichtung 210 ist daher vorrangig im sichtbaren Bereich einsetzbar . Wird sie beispielsweise für Weißlichtbildgebung eingesetzt , was in etwa einer Kombination der Fälle in Fig . 3 links und in der Mitte entspricht , kann eine Abbildungsqualität ausreichend sein . Soll j edoch auch im Nahinfraroten abgebildet werden, ist die Qualität unter Umständen nicht ausreichend, um aussagekräftige Bilddaten zu erhalten, anhand derer sich beispielsweise anatomische Eigenschaften einer untersuchten Anatomie eines Patienten beurteilen ließen .

Fig . 5 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Endoskopvorrichtung 110 gemäß der vorliegenden Of fenbarung . Die erste Endoskopvorrichtung 110 kann sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Nahinfrarotbereich verwendet werden . Die Endoskopvorrichtung 110 umfasst eine Linsenanordnung 112 , ein Okular 116 und ein Obj ektiv 118 . Diese sind vorliegend in dem in Fig . 1 gezeigten Schaft 160 angeordnet . Die Linsenanordnung 112 koppelt das Okular 116 and das Obj ektiv 118 optisch an . Licht kann somit zumindest in einem Bereich zwischen 480 nm und 1000 nm, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 400 nm und 1000 nm, im Wesentlichen gleichwertig durch die Linsenanordnung 112 weitergeleitet und abgebildet werden .

Die Linsenanordnung 112 umfasst sechs Stablinsen 122 . Ferner umfasst die Linsenanordnung 112 zwei Korrekturelemente 124 . Die Linsenanordnung 112 definiert eine optische Achse 114 . Die Stablinsen 122 und die Korrekturelemente 124 sind bezüglich der optischen Achse 114 koaxial angeordnet . Im dargestellten Fall weisen die Stablinsen 122 und die Korrekturelemente 124 j eweils einen kreis förmigen Querschnitt auf , dessen Mittelpunkt auf der optischen Achse 114 liegt .

Die Linsenanordnung 112 ist bezüglich einer ersten Symmetrieebene 120 symmetrisch . Die erste Symmetrieebene 120 steht senkrecht auf der optischen Achse 114 .

Die beiden Korrekturelemente 124 sind Teil einer Korrekturpaaranordnung 134 bzw . bilden diese aus . Die beiden Korrekturelemente 124 der Korrekturpaaranordnung 134 sind bzgl . einer zweiten Symmetrieebene 136 symmetrisch zueinander . Die zweite Symmetrieebene 136 entspricht in dieser Aus führungs form der ersten Symmetrieebene .

Die Korrekturpaaranordnung 134 ist in Fig . 6 genauer dargestellt . Jedes der Korrekturelemente 124 der Korrekturpaaranordnung 134 umfasst eine erste Linse 130 , eine zweite Linse 132 und eine dritte Linse 142 . Diese bilden ein Linsen-Triplet aus . Die erst Linse 130 , die zweite Linse 132 und die dritte Linse 142 sind integral ausbildet , beispielsweise durch Verkleben und/oder optisches Bonden . Sie bilden gemeinsam ein Linsensystem 128 aus .

Die erste Linse 130 ist aus einem ersten Glas gefertigt und die zweite Linse 132 ist aus einem zweiten Glas ausgebildet . Das erste Glas und das zweite Glas sind derart ausgewählt , dass sie in entgegengesetzter Weise von Glas mit normaler Dispersion abweichen . Dies ist in Fig . 7 schematisch dargestellt . Fig . 7 zeigt ein Diagramm, in dem die relative partielle Dispersion P _g ,F über die Abbe-Zahl d auf getragen ist . Die durchgezogene Linie definiert diej enigen Punkte , auf denen Glas mit normaler Dispersion liegt . Hierzu wird insbesondere auf die obigen Aus führungen zu Glas mit normaler und abnormaler Dispersion verwiesen . Das erste Glas und das zweite Glas befinden sich in dem Diagramm an Positionen, die durch die beiden schwarzen Punkte in Fig . 7 dargestellt sind . Das erste Glas liegt rechts von der Linie bei einer großen Abbe-Zahl und weicht in eine erste Richtung von Glas mit normaler Dispersion ab . Das zweite Glas liegt links von der Linie bei einer kleinen Abbe-Zahl und weicht in eine zweite , der ersten Richtung entgegengesetzt Richtung von Glas mit normaler Dispersion ab .

Das erste Glas weist beispielsweise eine Abbe-Zahl d von 63 , 66 auf , einen Brechungsindex m von 1 , 61800 und eine Dispersion nF - nc von 0 , 009758 . Das zweite Glas weist beispielsweise eine Abbe- Zahl Vd von 42 , 41 auf , einen Brechungsindex m von 1 , 63775 und eine Dispersion nF - nc von 0 , 015038 . Die beiden Gläser sind somit bewusst unterschiedlich gewählt und bewusst derart , dass ihre Abweichung von normaler Dispersion gegenläufig ist . Hierdurch kann die Linsenanordnung 112 über einen breiten Spektralbereich hochwertige Abbildungen liefern .

In der vorliegenden Aus führungs form ist die dritte Linse 142 ebenfalls aus dem ersten Glas gefertigt .

Die erste Linse 130 ist eine Konkavlinse . Die zweite Linse 132 ist eine Konvexlinse . Die dritte Linse 142 ist eine Konkavlinse . Beispielhaft weist die erste Linse 130 einen Krümmungsradius von - 6 mm auf . Ferner weist beispielhaft die zweite Linse 132 einen Krümmungsradius von 6 mm auf . Zudem weist beispielhaft die dritte Linse 142 einen Krümmungsradius von 90 mm auf .

Die Korrekturpaaranordnung 134 weist eine Apertur 144 auf , die im Bereich der zweiten Symmetrieebene 136 angeordnet ist . Die Apertur 144 weist einen kleineren Durchmesser auf als die Stablinsen 112 und die Korrekturelemente 124 . Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Endoskopvorrichtung 110' gemäß der vorliegenden Offenbarung. Zur besseren Unterscheidbarkeit sind die Bezugszeichen dieser Aus führungs form mit Hochkommata versehen. Sofern nichts Anderweitiges beschrieben ist, kann bezüglich der vorhandenen Komponenten grundsätzlich auch auf die obenstehenden Ausführungen verwiesen werden. Die zweite Endoskopvorrichtung 110' kann sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Nahinfrarotbereich verwendet werden. Die zweite Endoskopvorrichtung 110' ' umfasst eine Linsenanordnung 112', ein Okular 116' und ein Objektiv 118'. Diese sind vorliegend in dem in Fig. 1 gezeigten Schaft 160 angeordnet. Die Linsenanordnung 112' koppelt das Okular 116' and das Objektiv 118' optisch an. Licht kann somit zumindest in einem Bereich zwischen 480 nm und 1000 nm, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 400 nm und 1000 nm, im Wesentlichen gleichwertig durch die Linsenanordnung 112' weitergeleitet und abgebildet werden.

Die Linsenanordnung 112' umfasst zehn Stablinsen 122'. Ferner umfasst die Linsenanordnung 112' sechs Korrekturelemente 124'. Die Linsenanordnung 112' definiert eine optische Achse 114'. Die Stablinsen 122 ' und die Korrekturelemente 124 ' sind bezüglich der optischen Achse 114' koaxial angeordnet. Im dargestellten Fall weisen die Stablinsen 122 ' und die Korrekturelemente 124 ' jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Mittelpunkt auf der optischen Achse 114' liegt.

Die Linsenanordnung 112' ist bezüglich einer ersten Symmetrieebene 120' symmetrisch. Die erste Symmetrieebene 120' steht senkrecht auf der optischen Achse 114'.

Zwei der Korrekturelemente 124 ' sind Teil einer Korrekturpaaranordnung 134' bzw. bilden diese aus. Die beiden Korrekturelemente 124 ' der Korrekturpaaranordnung 134 ' sind bzgl. einer zweiten Symmetrieebene 136' symmetrisch zueinander. Die zweite Symmetrieebene 136' entspricht in dieser Aus führungs form der ersten Symmetrieebene.

Jeweils zwei weitere der Korrekturelemente 124 ' bilden zwei weitere Korrekturpaaranordnungen 138', 168' auf. Diese sind jeweils bezüglich einer dritten Symmetrieebene 140' bzw. einer vierten Symmetrieebene 166' symmetrisch zueinander. Die dritte Symmetrieebene 140' und die vierte Symmetrieebene 166' stehen jeweils senkrecht auf der optischen Achse 114'.

Die beiden weiteren Korrekturpaaranordnungen 138' ', 168' ' sind bezüglich der ersten Symmetrieebene 120' ' symmetrisch angeordnet und/oder ausgebildet. Ferner ist, wie erwähnt, die Korrekturpaaranordnung 134 ' ' bezüglich der ersten Symmetrieebene 120' ' symmetrisch. Die sechs Korrekturelemente 124'' sind somit in dieser Aus führungs form bezüglich der ersten Symmetrieebene 120' ' symmetrisch angeordnet.

Die Korrekturpaaranordnung 134' ist in Fig. 9 genauer dargestellt. Jedes der Korrekturelemente 124' der Korrekturpaaranordnung 134' umfasst eine erste Linse 130' und eine zweite Linse 132'. Die erst Linse 130' und die zweite Linse 132 'sind integral ausbildet, beispielsweise durch Verkleben und/oder optisches Bonden. Sie bilden gemeinsam ein Linsensystem 128' aus .

Die erste Linse 130' ist aus einem ersten Glas gefertigt und die zweite Linse 132' ist aus einem zweiten Glas ausgebildet. Das erste Glas und das zweite Glas sind derart ausgewählt, dass sie in entgegengesetzter Weise von Glas mit normaler Dispersion abweichen. Diesbezüglich wird zur Veranschaulichung nochmals auf die Fig. 7 verwiesen.

Das erste Glas weist beispielsweise eine Abbe-Zahl d von 42,41 auf, einen Brechungsindex m von 1, 63775 und eine Dispersion nF - nc von 0,015038. Das zweite Glas weist beispielsweise eine Abbe- Zahl V von 63,33 auf, einen Brechungsindex m von 1, 61800 und eine Dispersion nF - nc von 0,009758. Die beiden Gläser sind somit bewusst unterschiedlich gewählt und bewusst derart, dass ihre Abweichung von normaler Dispersion gegenläufig ist. Hierdurch kann die Linsenanordnung 112' über einen breiten Spektralbereich hochwertige Abbildungen liefern.

Die erste Linse 130' ist eine Konvexlinse. Die zweite Linse 132' ist eine Konkavlinse. Beispielhaft weist die erste Linse 130' einen Krümmungsradius von 12 mm auf. Ferner weist beispielhaft die zweite Linse 132' einen Krümmungsradius von -4,8 mm auf.

Die Korrekturpaaranordnung 134 ' weist eine Apertur 144 ' auf, die im Bereich der zweiten Symmetrieebene 136' angeordnet ist. Die Apertur 144 ' weist einen kleineren Durchmesser auf als die Stablinsen 112 und die Korrekturelemente 124.

In der vorliegenden Aus führungs form sind die Korrekturelemente 124' integral mit jeweils einer Stablinse 122' ausgebildet. Sie sind beispielsweise auf eine, insbesondere planare, Endfläche der betreffenden Stablinse 122' aufgeklebt und/oder optisch gebondet .

Auf einer dem jeweiligen Korrekturelement 124' gegenüberliegenden Seite ist eine weitere Linse 172' angeordnet, die Teil der Stablinse 122' ist. Diese ist auf einen Grundkörper der Stablinse 122' auf geklebt und/oder optisch gebondet. Der Grundkörper der Stablinse 122 ' ist im vorliegenden Fall aus einem Glas gefertigt, das eine Abbe-Zahl Vd von 50,19 aufweist, sowie einen Brechungsindex m von 1, 62658. Der Grundkörper der Stablinse 122' weist planare Endflächen auf. Die weitere Linse 172 ' ist aus einem Glas gefertigt, das eine Abbe-Zahl Vd von 49,34 aufweist, sowie einen Brechungsindex m von 1,74320 und eine Dispersion nF - m von 0,015063. Die weitere Linse 172' ist eine Konkavlinse und weist beispielhaft einen Krümmungsradius von 13,7 mm auf .

Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Endoskopvorrichtung 110' ' gemäß der vorliegenden Offenbarung. Zur besseren Unterscheidbarkeit sind die Bezugszeichen dieser Aus führungs form mit zwei Hochkommata versehen. Sofern nichts Anderweitiges beschrieben ist, kann bezüglich der vorhandenen Komponenten grundsätzlich auch auf die obenstehenden Ausführungen verwiesen werden. Die dritte Endoskopvorrichtung 110' ' kann sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Nahinfrarotbereich verwendet werden. Die dritte Endoskopvorrichtung 110' ' umfasst eine Linsenanordnung 112' ', ein Okular 116' ' und ein Objektiv 118' '. Diese sind vorliegend in dem in Fig. 1 gezeigten Schaft 160 angeordnet. Die Linsenanordnung 112' ' koppelt das Okular 116' ' and das Objektiv 118' ' optisch an. Licht kann somit zumindest in einem Bereich zwischen 480 nm und 1000 nm, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 400 nm und 1000 nm, im Wesentlichen gleichwertig durch die Linsenanordnung 112' ' weitergeleitet und abgebildet werden.

Die Linsenanordnung 112' ' umfasst sechs Stablinsen 122' '. Ferner umfasst die Linsenanordnung 112' ' vier Korrekturelemente 124' '. Die Linsenanordnung 112' ' definiert eine optische Achse 114' '. Die Stablinsen 122 ' ' und die Korrekturelemente 124 ' ' sind bezüglich der optischen Achse 114' ' koaxial angeordnet. Im dargestellten Fall weisen die Stablinsen 122 ' ' und die Korrekturelemente 124' ' jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Mittelpunkt auf der optischen Achse 114' ' liegt.

Die Linsenanordnung 112' ' ist bezüglich einer ersten Symmetrieebene 120' ' symmetrisch. Die erste Symmetrieebene 120' ' steht senkrecht auf der optischen Achse 114' '.

Zwei der Korrekturelemente 124 ' ' sind Teil einer Korrekturpaaranordnung 134' ' bzw. bilden diese aus. Die beiden Korrekturelemente 124 ' ' der Korrekturpaaranordnung 134 ' ' sind bzgl. einer zweiten Symmetrieebene 136' ' symmetrisch zueinander. Die zweite Symmetrieebene 136' ' ist von der ersten Symmetrieebene 120' ' verschieden. Die zweite Symmetrieebene 136' ' steht senkrecht auf der optischen Achse 114' '.

Zwei weitere der Korrekturelemente 124 ' ' sind Teil einer weiteren Korrekturpaaranordnung 138' ' bzw. bilden diese aus. Die beiden Korrekturelemente 124 ' ' der weiteren Korrekturpaaranordnung 138' ' sind bzgl. einer dritten Symmetrieebene 140' ' symmetrisch zueinander. Die dritte Symmetrieebene 140' ' ist von der ersten Symmetrieebene 120' ' und von der zweiten Symmetrieebene 136' ' verschieden. Die dritte Symmetrieebene 140' ' steht senkrecht auf der optischen Achse 114 ' ' .

Die Korrekturpaaranordnung 134 ' ' und die weitere Korrekturpaaranordnung 138 ' ' sind bezüglich der ersten Symmetrieebene 120' ' symmetrisch angeordnet und/oder ausgebildet. In dieser Aus führungs form kann vorgesehen sein, dass im Bereich der ersten Symmetrieebene 120' ' keine Korrekturpaaranordnung vorhanden ist.

Die Korrekturpaaranordnung 134' ' ist in Fig. 11 genauer dargestellt. Jedes der Korrekturelemente 124' ' der Korrekturpaaranordnung 134' ' umfasst eine erste Linse 130' ', eine zweite Linse 132' ' und eine dritte Linse 142' '. Diese bilden ein Linsen-Triplet aus. Die erst Linse 130' ', die zweite Linse 132 ' ' und die dritte Linse 142 ' ' sind integral ausbildet, beispielsweise durch Verkleben und/oder optisches Bonden. Sie bilden gemeinsam ein Linsensystem 128' ' aus.

Die erste Linse 130' ' ist aus einem ersten Glas gefertigt und die zweite Linse 132 ist aus einem zweiten Glas ausgebildet. Das erste Glas und das zweite Glas sind derart ausgewählt, dass sie in entgegengesetzter Weise von Glas mit normaler Dispersion abweichen. Diesbezüglich wird zur Veranschaulichung nochmals auf die Fig. 7 verwiesen.

Das erste Glas weist beispielsweise eine Abbe-Zahl d von 59,71 auf, einen Brechungsindex m von 1,53996 und eine Dispersion nF - nc von 0,009120. Das zweite Glas weist beispielsweise eine Abbe- Zahl Vd von 63,33 auf, einen Brechungsindex m von 1, 61800 und eine Dispersion nF - nc von 0,009758. Die beiden Gläser sind somit bewusst unterschiedlich gewählt und bewusst derart, dass ihre Abweichung von normaler Dispersion gegenläufig ist. Hierdurch kann die Linsenanordnung 112' ' über einen breiten Spektralbereich hochwertige Abbildungen liefern.

In der vorliegenden Aus führungs form ist die dritte Linse 142 ' 'aus einem von dem ersten Glas und dem zweiten Glas verschiedenen dritten Glas gefertigt. Das dritte Glas weist beispielsweise eine Abbe-Zahl d von 47,11 auf, einen Brechungsindex m von 1, 67003 und eine Dispersion nF - nc von 0, 014380.

Die erste Linse 130' ' ist eine Konvexlinse. Die zweite Linse 132' ' ist eine Konkavlinse. Die dritte Linse 142' ' ist eine Konvexlinse. Beispielhaft weist die erste Linse 130' ' einen Krümmungsradius von 8 , 5 mm auf . Ferner weist beispielhaft die zweite Linse 132 ' ' einen Krümmungsradius von -7 , 8 mm auf . Zudem weist beispielhaft die dritte Linse 142 ' ' einen Krümmungsradius von 82 mm auf .

Die Korrekturpaaranordnung 134 ' ' weist eine Apertur 144 ' ' auf , die im Bereich der zweiten Symmetrieebene 136 ' ' angeordnet ist . Die Apertur 144 ' ' weist einen kleineren Durchmesser auf als die Stablinsen 112 ' ' und die Korrekturelemente 124 ' ' .

Im Bereich der weiteren Korrekturpaaranordnung 138 ' ' ist im vorliegenden Fall keine Apertur angeordnet . In anderen Aus führungs formen kann aber alternativ oder zusätzlich zu der Apertur 144 ' der ersten Korrekturpaaranordnung 134 ' ' im Bereich der weiteren Korrekturpaaranordnung 138 ' ' eine Apertur angeordnet sein .

Fig . 12 zeigt eine schematische Darstellung von Abbildungen eines Linienmusters , durchgeführt mit der ersten Endoskopvorrichtung 110 , der zweiten Endoskopvorrichtung 110 ' oder der dritten Endoskopvorrichtung 110 ' ' . Im Gegensatz zur oben erläuterten Abbildung eines Linienmusters mit einer Linsenanordnung nach dem Stand der Technik ist im gesamten Spektralbereich zwischen 400 nm und 100 nm eine vergleichsweise scharfe Abbildung des Linienmusters möglich . Die Kombination der geeignet gewählten Gläser sowie die Ausgestaltung und Anordnung der Korrekturelemente bzw . Korrekturpaaranordnungen gestattet es , über einen breiten Spektralbereich mit hoher Qualität abzubilden .

Fig . 13 zeigt ein Diagramm betref fend die Wellenlängenabhängigkeit eines RMS-Punktradius der ersten Endoskopvorrichtung 110 , der zweiten Endoskopvorrichtung 110 ' oder der dritten Endoskopvorrichtung 110 ' ' . Das Beugungslimit ist als gestrichelte Linie eingezeichnet . Wie zu erkennen ist , liegt der RMS-Punktradius in zumindest einem Bereich zwischen 480 nm und 1000 nm unterhalb des Beugungslimits . Am blauen Rand des Bereichs von 400 nm bis 1000 nm nimmt der RMS-Punktradius zu, liegt aber unterhalb von 25 pm . Hieraus ist ersichtlich, weshalb sich für unterschiedliche Spektralbereiche die in Fig . 12 dargestellten qualitativ hochwertigen Abbildungen des Linienmusters ergeben .

Fig . 14 zeigt eine schematische Darstellung einer Linsenanordnung 112 mit Antireflex-Oberflächen 170 . Derartige Antireflex-Oberflächen 170 können in j eder der oben beschriebenen Aus führungs formen verwendet werden . Fig . 15 zeigt ein schematisches Diagramm, das unterschiedliche Ref lektivitätskurven veranschaulicht . Die beiden gestrichelten Linien zeigen herkömmliche Beschichtungen, die optimiert sind, im sichtbaren Bereich oder knapp darüber hinaus zu wirken . Es kann zwar eine geringe Ref lektivität im sichtbaren Bereich erzielt werden, diese geht aber mit einem sprunghaften Anstieg der Ref lektivität im Roten bzw . im Nahinfrarotbereich einher . Für Multispektralbildgebung, Hyperspektralbildgebung, kombinierte Weißlichtbildgebung und Fluores zenzbildgebung oder sonstige Bildgebung, für die in einem breiten Spektralbereich abbildbar sein soll , sind derartige Antireflex-Oberflächen nur bedingt geeignet .

Die ist insbesondere auch aus Fig . 16 ersichtlich, die ein schematisches Diagramm zeigt , das unterschiedliche Transmissionskurven veranschaulicht . Die Transmissionskurven wurden für eine Linsenanordnung berechnet , die beispielhaft 30 Oberflächen umfasst . Diese sind alle mit Antireflex-Oberflächen versehen, die die in Fig . 15 als gestrichelte Linien dargestellten Ref lektivitätskurven zeigen . Aufgrund der großen Anzahl von Oberflächen summieren sich die Verluste an den einzelnen Oberflächen und die Transmission fällt im Roten und im Nahinfrarotbereich rapide ab .

Demgegenüber können in den oben beschriebenen Endoskopvorrichtungen 110 , 110 ' , 110 ' ' Antireflex-Oberflächen verwendet werden, die durch die in Fig . 15 und 16 als durchgezogene Linien dargestellten Kurven charakterisiert sind . Erkennbar liegt die Ref lektivität dabei im Bereich zwischen 400 nm und 1000 nm ggf . oberhalb der Werte für eine Oberfläche , die für den sichtbaren Bereich optimiert ist , dafür aber über den ganzen Bereich auf niedrigem Niveau . Konkret liegt die

Ref lektivität über den gesamten Bereich höchstens 1 % . Die führt zu einer Transmission, die ebenfalls über den gesamten Bereich auf hohem Niveau liegt , vorliegend zumindest über 75% .

Die Endoskopvorrichtungen 110 , 110 ' , 110 ' ' haben, wie erwähnt , insbesondere dann große Vorteile , wenn sie für Bildgebung verwendet werden, bei der ein breiter Spektralbereich oder zumindest Wellenlängenbereiche betrachtet werden, die über einen breiten Spektralbereich verteilt sind . Es kann daher zweckmäßig sein, eine breitbandig einsetzbare , vorzugsweise multimodale Beleuchtungsvorrichtung 150 einzusetzen . Diese wird im Folgenden beispielhaft näher beschrieben . Es versteht sich aber, dass die Endoskopvorrichtungen 110 , 110 ' , 110 ' ' auch mit anderen geeigneten Beleuchtungsvorrichtungen kombiniert werden können .

Die Beleuchtungsvorrichtung 150 kann, wie erwähnt , multimodal sein . Die Beleuchtungsvorrichtung 150 ist in unterschiedlichen Beleuchtungsmodi betreibbar, in denen sie Licht für unterschiedliche Bildgebungsmodi liefert . Vorliegend ist die Beleuchtungsvorrichtung 150 in drei grundlegenden Modi betreibbar, einem Multispektralmodus , einem Fluoreszenzmodus und einem Weißlichtmodus . Ebenso ist die Bildgebungsvorrichtung 152 in unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar, konkret ebenfalls zumindest in einem Multispektralmodus , einem Fluores zenzmodus und einem Weißlichtmodus . Im entsprechenden Betriebsmodus der Bildgebungsvorrichtung 152 werden die Modi der Beleuchtungsvorrichtung 150 aufeinander abgestimmt .

Fig . 17 zeigt eine schematische Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung 150 . Die Beleuchtungseinheit 18 umfasst mehrere unabhängig voneinander aktivierbare Leuchtelemente 20 , 22 , 24 , 26 , 28 . Diese sind dazu eingerichtet , Licht gemäß unterschiedlichen Emissionsspektren zu emittieren, um Beleuchtungslicht zu liefern, d . h . das j eweilige Emissionsspektrum unterscheidet sich von Leuchtelement zu Leuchtelement .

Beispielhaft sind die Leuchtelemente 20 , 22 , 24 , 26 , 28 als LEDs ausgebildet . Konkret ist ein erstes Leuchtelement 20 als rote LED, ein zweites Leuchtelement 22 als dunkelrote LED, ein drittes Leuchtelement 24 als blaue LED und ein viertes Leuchtelement 26 als Nah-IR-LED ausgebildet. Die farbigen Leuchtelemente 20, 22, 24, 26 emittieren jeweils schmalbandig, beispielsweise mit Emissionspeak etwa bei den Wellenlängen 660 nm (erstes Leuchtelement 20) , 770 nm (zweites Leuchtelement 22) , 460 nm (drittes Leuchtelement 24) und 940 nm (viertes Leuchtelement 26) .

Ferner ist ein fünftes Leuchtelement 28 vorgesehen, das vorliegend ein Weißlichtleuchtelement ist, etwa eine WeißlichtLED. Das fünfte Leuchtelement 28 emittiert beispielsweise in einem Spektralbereich von etwa 400 bis 700 nm. In anderen Aus führungs formen können auch Laserdioden verwendet werden, insbesondere als farbige Leuchtelemente.

Je nach Beleuchtungsmodus werden einige der Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 zumindest zeitweise aktiviert, wohingegen ggf. andere Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 in dem betreffenden Beleuchtungsmodus nicht verwendet werden.

Vorliegend umfasst eine erste Gruppe erste Leuchtelement 20 und das vierte Leuchtelement 26. Die erste Gruppe kann zusätzlich das Leuchtelement 22 und/oder das Leuchtelement 24 umfassen. Die erste Gruppe wird zur Multispektralbildgebung verwendet, wobei die enthaltenen Leuchtelemente 20, 26 sowie ggf. 22 und 24 jeweils als Stützstelle dienen. Im Multispektralmodus wird beispielsweise zunächst mit dem ersten Leuchtelement 20 beleuchtet und ein Bild aufgenommen. Anschließend wird mit dem vierten Leuchtelement 26 beleuchtet und ein Bild aufgenommen. Die Bilder beruhen jeweils auf Remission, d. h. es wird das vom abzubildenden Objekt zurückgestreute Licht betrachtet. Durch die beiden unterschiedlichen Stützstellen kann spektrale Information über das abzubildende Objekt gewonnen werden. Beispielsweise können hierdurch bestimmte Gewebearten, ein Perfusionszustand, eine Gewebebeschaffenheit oder dergleichen beurteilt werden.

Ferner umfasst eine zweite Gruppe das erste Leuchtelement 20, das zweite Leuchtelement 22 und das dritte Leuchtelement 24. Die zweite Gruppe wird zur Beleuchtung bei Fluoreszenzbildgebung verwendet. Hierbei können zum Beispiel gezielt mit geeignet gewählten Farbstoffen eingefärbte Objekte betrachtet werden. Auch können unterschiedliche Farbstoffe in unterschiedliche Gewebearten oder dergleichen eingebracht werden, die gleichzeitig betrachtet werden. Durch gezielte Anregung eines bestimmten Farbstoffs wird dieser zur Fluoreszenz angeregt. Abgebildet wird dann das Fluoreszenzlicht. Das erste Leuchtelement 20 ist beispielsweise dazu geeignet, den Farbstoff Cyanin 5.5 (Cy 5.5) anzuregen. Das zweite Leuchtelement 22 ist dazu geeignet, den Farbstoff Indocyaningrün (ICG) anzuregen. Das dritte Leuchtelement 24 ist dazu geeignet, den Farbstoff Fluoreszin anzuregen.

Des Weiteren umfasst eine dritte Gruppe das fünfte Leuchtelement 28. In der vorliegenden Aus führungs form umfasst die dritte Gruppe zudem das erste Leuchtelement 20 und das dritte Leuchtelement 24. Die dritte Gruppe dient dazu, Beleuchtungslicht für Weißlichtbildgebung bereitzustellen. Hierfür kann Weißlicht des fünften Leuchtelements 28 mit Licht bestimmter farbiger Leuchtelemente gemischt werden, wodurch spektrale Verluste ausgeglichen und/oder eine Farbtemperatur gezielt eingestellt werden kann.

Erkennbar sind einige der Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 mehreren Gruppen zugeordnet, beispielhaft das erste Leuchtelement 20 allen drei Gruppen sowie das dritte Leuchtelement 24 und ggf. auch das zweite Leuchtelement 22 der zweiten und der dritten Gruppe.

Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass einige oder sämtliche der Leuchtelement 20, 22, 24, 26, 28 in einem Hyperspektralmodus eingesetzt werden. Es wird dann ein breites Anregungsspektrum erzeugt. In Kombination mit einem geeigneten Hyperspektraldetektor kann dann über das gesamte sichtbare und Nah-IR-Spektrum spektrale Information bzgl. des abzubildenden Objekt erfasst werden. Das Bildgebungsgeräts 14 kann zu diesem Zweck eine Pushbroom-Anordnung als Hyperspektraldetektor umfassen. In anderen Aus führungs formen wird eine Whiskbroom-Anordnung, eine Staring-Anordnung und/oder eine Schnappschuss-Anordnung verwendet. Das Bildgebungsgerät 14 kann ein hyperspektrales Bildgebungsgerät sein. Bezüglich unterschiedlicher Methoden einer hyperspektralen Bildgebung sowie hierfür erforderlicher Komponenten wird auf den Fachartikel „Review of spectral imaging technology in biomedical engineering: achievements and challenges" von Quingli Li et al. Erschienen in Journal of Biomedical Optics 18 (10) , 100901, Oktober 2013, sowie auf den Fachartikel „Medical hyperspectral imaging: a review" von Guolan Lu und Baowei Fei, erschienen in Journal of Biomedical Optics 19(1) , 010901, Januar 2014, verwiesen .

Die Beleuchtungseinheit 18 umfasst zwei gekreuzte Strahlteiler 30, 32. Diese umfassen jeweils eine Ausgangsseite 42, 44, jeweils eine der Ausgangsseite 42, 44 gegenüberliegende Eingangsseite 37, 41 und jeweils zwei einander gegenüberliegende Eingangsseiten 34, 36, 38, 40. Sämtliche Eingangsseiten 34, 36, 37, 38, 40, 41 führen einfallendes Licht zur entsprechenden Ausgangsseite 42, 44. Die Ausgangsseite 42 eines ersten gekreuzten Strahlteilers 30 ist eine Eingangsseite 41 des zweiten gekreuzten Strahlteilers 32 zugewandt. Die Ausgangsseite 44 des zweiten gekreuzten Strahlteilers 32 ist der optischen Schnittstelle 16 zugewandt. Die beiden gekreuzten Strahlteiler 30, 32 sind vorzugsweise zueinander und/oder zur optischen Schnittstelle koaxial angeordnet.

Die Beleuchtungseinheit 18 kann geeignete optische Elemente wie Linsen und/oder nicht dargestellte Spiegel umfassen. Exemplarisch sind in Fig. 17 mehrere Linsen 78, 80, 82, 84, 86, 88 dargestellt. Eine Linse 78 ist etwa der optischen Schnittstelle 16 zugeordnet und koppelt von der Ausgangsseite 44 des zweiten gekreuzten Strahlteilers 32 kommendes Licht in die optische Schnittstelle 16 ein. Ferner kann jedem der Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 jeweils eine Linse 80, 82, 84, 86, 88 zugeordnet sein. Ein besonders hoher Grad an Kompaktheit kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 jeweils ohne zwischengeordneten Spiegel an Eingangsseiten 34, 36, 37, 38, 40 des zumindest einen gekreuzten Strahlteilers 30, 32 angeordnet sind. Die Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 können dann sehr nah an den zumindest einen gekreuzten Strahlteiler 30, 32 herangerückt werden. Die gekreuzten Strahlteiler 30, 32 umfassen jeweils zwei Strahlteilerelemente 90, 92, 94, 96. Diese können grundsätzlich teildurchlässig sein, sodass Licht von allen Eingangsseiten 34, 36, 37, 38, 40, 41 zur jeweiligen Ausgangsseite 42, 44 umgelenkt wird. In der vorliegenden Aus führungs form sind die Strahlteilerelemente 90, 92, 94, 96 selektiv lichtdurchlässig. Dies ist mit weiterer Bezugnahme auf Fig. 3 veranschaulicht. Die Strahlteilerelemente 90, 92, 94, 96 können Filter sein, die lediglich in einem definierten Bereich reflektieren, ansonsten aber eine hohe Transmission aufweisen. In Fig. 18 sind Transmissionskurven 98, 100, 102, 104 der Strahlteilerelemente 90, 92, 94, 96 der beiden gekreuzten Strahlteiler 30, 32 dargestellt. Jedem der farbigen Leuchtelemente 20, 22, 24, 26 bzw. jeder der gegenüberliegenden Eingangsseiten 34, 36, 38, 40 ist eines der Strahlteilerelemente 90, 92, 94, 96 zugeordnet. Die Strahlteilerelemente 90, 92, 94, 96 sind dabei derart gewählt, dass diese jeweils in demjenigen Wellenlängenbereich reflektieren, in dem das zugeordnete Leuchtelement 20, 22, 24, 26 emittiert, daneben aber weitgehend transmittieren . Hierfür können im mittleren Wellenlängenbereich Kerbfilter verwendet werden, die beispielhaft die Transmissionsspektren 100 und 102 aufweisen können. An spektralen Rändern können anstelle von Kerbfiltern auch Hochpass- oder Tiefpass-Filter verwendet werden, vgl . Transmissionsspektren 98 und 104.

Aufgrund der spezifischen Transmissionsspektren 98, 100, 102, 104 der gekreuzten Strahlteiler 30, 32 wird Licht des fünften Leuchtelements 28 spektral beschnitten. Es kann daher in der bereits erwähnten Weise zweckmäßig sein, das durch die Strahlteiler 30, 32 geblockte Licht gezielt mittels der Leuchtelemente 20 und 24, ggf. auch 22 und/oder 26 zu ergänzen. Hierdurch kann speziell in denjenigen Spektralbereichen ergänzt werden, in denen die Strahlteiler 30, 32 Licht des fünften Leuchtelements 28 absorbieren und/oder reflektieren, jedenfalls aber nicht zur optischen Schnittstelle 16 transmittieren. Die ergänzend eingesetzten Leuchtelemente 20, 24 und ggf. 22 werden dabei vorzugsweise mit verringerter Leistung bzw. mit angepasster Leistung betrieben. Hierbei kann darauf abgezielt werden, das ursprüngliche Spektrum des fünften Leuchtelements 28 zumindest weitgehend wiederherzustellen. In einigen Aus führungs formen kann das fünfte Leuchtelement 28 alternativ ein grünes Leuchtelement sein, bzw . allgemein ausgedrückt ein farbiges Leuchtelement , das vorrangig in demj enigen Spektralbereich emittiert , den der zumindest eine Strahlteiler 30 , 32 transmittiert . Beispielsweise kann das fünfte Leuchtelement 26 in solchen Aus führungs formen eine LED mit einem Emissionspeak bei etwa 530 nm sein . Infrage kommt hierfür auch eine grüne Laserdiode . Dabei kann vorgesehen sein, dass im Weißlichtmodus eine Farbmischung erfolgt und insbesondere keine individuelle Weißlichtquelle wie eine Weißlicht-LED zum Einsatz kommt , sondern Weißlicht aus separaten Leuchtelementen gezielt gemischt wird .

Es versteht sich, dass im Fall geeigneter Farbstof fe ein solches grünes Leuchtelement ebenfalls im Fluores zenzmodus verwendbar sein kann . Alternativ oder zusätzlich könnte es im Multispektralmodus verwendbar sein .

Die Beleuchtungseinheit 18 definiert einen gemeinsamen optischen Pfad 54 , in den emittiertes Licht der Leuchtelemente 20 , 22 , 24 , 26 , 28 einkoppelbar ist . Der gemeinsame optische Pfad 54 erstreckt sich ausgehend von der Ausgangsseite 44 des zweiten gekreuzten Strahlteilers 32 zur optischen Schnittstelle . Der gemeinsame optische Pfad 54 ist vorliegend koaxial mit dem fünften Leuchtelement 26 angeordnet .

In der gezeigten Aus führungs form sind die Leuchtelemente 20 , 26 der ersten Gruppe derart angeordnet , dass von den Leuchtelementen 20 , 26 emittiertes Licht ausgehend vom j eweiligen Leuchtelement 20 , 26 bis zur optischen Schnittstelle 16 j eweils einen zumindest im Wesentlichen gleich langen Lichtweg durchläuft . Die Leuchtelemente 20 , 26 der ersten Gruppe weisen j eweils eine lichtemittierende Fläche 56 , 58 auf . Die lichtemittierenden Flächen 56 , 62 sind bezüglich des gemeinsamen optischen Pfads 54 äquidistant angeordnet . Dies ist vorliegend dadurch erreicht , dass die beiden Leuchtelemente 20 , 26 im gleichen Abstand von dem ihnen zugeordneten Strahlteiler 32 (vorliegend exemplarisch der zweite Strahlteiler 32 ) , im Speziellen von dessen gegenüberliegenden Eingangsseiten 38 , 40 , angeordnet sind. Das Licht wird dabei vom gekreuzten Strahlteiler 32 in den gemeinsamen optischen Pfad 54 eingekoppelt .

Die Strahlteiler 30, 32 sind insbesondere derart angeordnet, dass lichtemittierende Flächen 56, 58, 60, 62, 64 der Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 jeweils bezüglich ihres zugeordneten gekreuzten Strahlteilers 30, 32 äquidistant angeordnet sind.

Durch die Verwendung gekreuzter Strahlteiler 30, 32 und für unterschiedliche Modi gemeinsam verwendbarer Leuchtelemente 20, 22, 24, 26, 28 weist die Beleuchtungseinheit 18 bzw. die Beleuchtungsvorrichtung 12 einen hohen Grad an Kompaktheit auf. Zudem kann durch die äquidistante Anordnung erreicht werden, dass keine spektralen Verschiebungen auftreten, wenn das Bildgebungsgerät 14 bzw. dessen Lichtleiter relativ zu der optischen Schnittstelle 16 verdreht wird.

Es versteht sich, dass eine andere Anzahl von Leuchtelementen 20, 22, 24, 26, 28 und/oder eine andere Anzahl gekreuzter Strahlteiler 30, 32 verwendet werden kann. Die Verwendung gekreuzter Strahlteiler 30, 32 hat sich als besonders zweckmäßig herausgestellt. In anderen Aus führungs formen können aber andere Arten von Strahlteilern und/oder andere optische Elemente verwendet werden, um Licht von den Leuchtelementen 20, 22, 24, 26, 28 in die optische Schnittstelle 16 einzukoppeln.

Bezugszeichenliste

110 Endoskopvorrichtung

112 Linsenanordnung

114 optische Achse

116 Okular

118 Obj ektiv

120 erste Symmetrieebene

122 Stablinse

124 Korrekturelement

126 optisches System

128 Linsensystem

130 erste Linse

132 zweite Linse

134 Korrekturpaaranordnung

136 zweite Symmetrieebene

138 Korrekturpaaranordnung

140 dritte Symmetrieebene

142 dritte Linse

144 Apertur

146 Endoskop

148 Bildgebungssystem

150 Beleuchtungsvorrichtung

152 Bildgebungsvorrichtung

154 Bilderfassungseinheit

156 Anzeige

158 Bilderfassungssensorik

160 Schaft

162 distales Ende

164 proximales Ende

166 vierte Symmetrieebene

168 Korrekturpaaranordnung

170 Antireflex-Oberfläche

172 Linse