Въведение в медицинските ендоскопски оптични системи Понастоящем медицинските ендоскопи включват основно три типа: ендоскопи с оптични влакна, твърди ендоскопи и капсулни ендоскопи. Сред тях твърдите ендоскопи играят важна роля в много медицински прегледи, диагнози и лечения поради своите предимства на ясно изображение, ниска цена и висока разделителна способност на изображението. Твърдата ендоскопска минимално инвазивна хирургия включва вкарване на твърд ендоскоп в тялото (като коремната кухина), използване на източник на студена светлина, осветен от оптични влакна, и предаване на изображението през оптичната система към цифрова камера, която го показва в реално време на монитор с висока-дефиниция. След това лекарят анализира, преценява и извършва операция въз основа на изображенията на тъканите и органите, показани на монитора.
Медицинска твърда ендоскопска оптична система се състои основно от четири части: твърд ендоскоп, леща за свързващ адаптер, призма за разделител на лъча и CMOS сензор за изображения. Твърдият ендоскоп може допълнително да бъде разделен на: обективна леща, релейна система и окуляр.
Както е показано на диаграмата по-горе, оптичната система на твърд ендоскоп е проектирана с къси фокусни разстояния, широки зрителни полета и големи оптични дължини. Следователно при проектирането на оптичната система обикновено се използва обратна структура на телеобектив. Група лещи с отрицателна светлосила служи като предна група, а група лещи с положителна мощност служи като задна група. Когато пада паралелен лъч светлина, той се отклонява от предната група и след това се изобразява върху фокалната равнина от задната група. Основната равнина на тази оптична система е отстранена назад от лещата на обектива, като по този начин се постига работно разстояние, по-голямо от фокусното разстояние. Освен това, извън{5}}осевите лъчи с голямо зрително поле, след като са били отклонени от групата лещи с отрицателна мощност, имат по-малък ъгъл на отклонение при влизане в групата лещи с положителна мощност, постигайки широк ъгъл.
За да се даде възможност за дълбока визуализация на лезиите в тялото, твърдите ендоскопи трябва да бъдат проектирани с определена дължина, като например 30 cm за лапароскопите. Това налага прътообразна-леща като релейна система за изображения в допълнение към обектива за изображения. Увеличението е -1, а използването на нечетен брой лещи осигурява изправено изображение.