DE102010028147A1 - Endoscope for e.g. patient during minimal invasive surgery, has surface matrix sensor arranged on platform that is flexibly connected on bearing points with slide elements, which are slid in longitudinal direction of endoscope shaft - Google Patents

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Abstract

The endoscope has a lengthwise-extended endoscope shaft (1) including a distal end and a proximate end. A light sensitive surface matrix sensor (6) with an illustrating optic (4) and a LED ring (13) is arranged at the distal end of the shaft. The sensor is arranged on a platform (5) that is arranged movable in the shaft. The platform comprises three bearing points (9, 9', 9'', 9'''), at which the platform is articulated supported. The platform (5) is flexibly connected on the bearing points with slide elements (8, 8', 8''), which are slid in a longitudinal direction of the shaft. An independent claim is also included for a method for adjusting an endoscope.

Description

Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit variabler Blickrichtung, mit einem längserstreckten Endoskopschaft, der ein distales und ein proximales Ende aufweist, wobei am distalen Ende des Endoskopschafts ein lichtempfindlicher Flächenmatrix-Sensor mit einer abbildenden Optik angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Endoskopiesystem, eine Verwendung und ein Verfahren zum Einstellen eines entsprechenden Endoskops.The invention relates to an endoscope with variable viewing direction, with an elongated endoscope shaft having a distal and a proximal end, wherein at the distal end of the endoscope shaft, a photosensitive area matrix sensor is arranged with an imaging optics. The invention further relates to an endoscopy system, a use and a method for adjusting a corresponding endoscope.

Endoskope mit variabler Blickrichtung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Mit derartigen Endoskopen ist es möglich, beispielsweise in minimalinvasiver Chirurgie oder in anderen, nicht medizinischen Anwendungen, Hohlräume unter verschiedenen Blickrichtungen zu untersuchen.Endoscopes with variable viewing direction are known from the prior art. With such endoscopes it is possible, for example in minimally invasive surgery or in other, non-medical applications, to examine cavities from different directions.

Bekannte Endoskope mit variabler Blickrichtung sind beispielsweise flexible Endoskope, die einen Endoskopschaft aufweisen, dessen distales Ende in verschiedene Richtungen biegbar ist.Known endoscopes with variable viewing direction, for example, flexible endoscopes having an endoscope shaft whose distal end is bendable in different directions.

EP 2 147 631 A1 betrifft ein Endoskop mit einem starren Endoskopschaft und einer Optik, bei der Licht am distalen Ende mittels eines, um eine Drehachse drehbaren Prismas eingefangen wird und über eine Serie von Stablinsen zu einem proximalen Ende des Endoskops weitergeleitet wird, wo das eingefangene Bild mit bloßem Auge oder mit einer Kamera empfangen wird. Mittels dieses Endoskops ist die Blickrichtung um eine feste Drehachse quer zur Längsachse des Endoskops veränderbar. Eine Veränderung der Blickrichtung um die Längsachse des Endoskops erfordert eine Drehung des gesamten Endoskops um seine Längsachse. EP 2 147 631 A1 relates to an endoscope having a rigid endoscope shaft and optics in which light at the distal end is captured by a prism rotatable about a rotation axis and relayed via a series of rod lenses to a proximal end of the endoscope where the captured image is visible to the naked eye or is received with a camera. By means of this endoscope, the viewing direction is variable about a fixed axis of rotation transversely to the longitudinal axis of the endoscope. A change in the viewing direction about the longitudinal axis of the endoscope requires rotation of the entire endoscope about its longitudinal axis.

In EP 1 759 629 A1 ist ein Endoskop mit variabler Blickrichtung offenbart, bei dem am distalen Ende des Endoskopschafts eine Folge von drei Rotationsantrieben bzw. gegeneinander rotierbaren Elementen vorgesehen ist, wobei das äußerste und das zweitäußerste distale Element jeweils um parallele Drehachsen gegenüber einem dritten Element rotierbar ist, welches um eine längsaxiale Achse des Endoskopschafts gegenüber dem Endoskop rotierbar ist. Im Extremfall ergibt sich eine Struktur, die U-förmig verdreht ist, wodurch es möglich ist, mittels einer am äußersten distalen Element angebrachten Aufnahmevorrichtung am Endoskopschaft entlang rückwärts zu blicken. Dabei verlässt der distale Bereich des Endoskops die Längsachse des Endoskopschafts.In EP 1 759 629 A1 a variable viewing direction endoscope is disclosed, wherein at the distal end of the endoscope shaft a sequence of three rotation drives or mutually rotatable elements is provided, wherein the outermost and the second outermost distal element is rotatable about parallel axes of rotation relative to a third element which is about a longitudinal axis of the endoscope shaft is rotatable relative to the endoscope. In the extreme case, a structure results which is U-shaped, which makes it possible to look backwards at the endoscope shaft by means of a receiving device attached to the outermost distal element. In this case, the distal region of the endoscope leaves the longitudinal axis of the endoscope shaft.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Endoskop und ein Verfahren zu dessen Einstellung zur Verfügung zu stellen, das kleinbauend ist und mittels dessen es möglich ist, auf einfache und robuste Weise die Blickrichtung zu verändern, ohne die Form des Endoskopschafts zu verändern.Based on this prior art, the present invention seeks to provide an endoscope and a method for its adjustment available, which is small in size and by means of which it is possible to change the viewing direction in a simple and robust manner, without the shape of the endoscope shaft.

Diese Aufgabe wird durch ein Endoskop mit variabler Blickrichtung, mit einem längserstreckten Endoskopschaft, der ein distales und ein proximales Ende aufweist, wobei am distalen Ende des Endoskopschafts ein lichtempfindlicher Flächenmatrix-Sensor mit einer abbildenden Optikangeordnet ist, gelöst, das dadurch weitergebildet ist, dass der Flächenmatrix-Sensor auf einer Plattform angeordnet ist, die beweglich im Endoskopschaft angeordnet ist, wobei die Plattform wenigstens drei Lagerstellen aufweist, an denen die Plattform gelenkig gelagert ist, wobei die Plattform an wenigstens einer Lagerstelle mit einem schub- und zugfesten, linear in einer Längsrichtung des Endoskopschafts verschiebbaren Verschiebeelement verbunden ist. Mit einem entsprechenden Endoskop kann die Blickrichtung stufenlos in alle Richtungen, angelehnt an die Bewegung des Kopfes nach oben, unten, links und rechts sowie Kombinationen daraus eingestellt werden. Die Bedienperson, beispielsweise ein Chirurg, kann die Blickrichtung frei steuern, ohne eine Rotation des Gesamtsystems, also des gesamten Endoskops, vornehmen zu müssen und dabei Gefahr zu laufen, die räumliche Orientierung zu verlieren.This object is achieved by an endoscope with variable viewing direction, with an elongated endoscope shaft having a distal and a proximal end, wherein at the distal end of the endoscope shaft a photosensitive area matrix sensor is arranged with an imaging optics, which is further developed by the Surface matrix sensor is disposed on a platform which is movably disposed in the endoscope shaft, wherein the platform has at least three bearing points on which the platform is articulated, wherein the platform at least one bearing with a shear and tensile, linear in a longitudinal direction the sliding end of the endoscope sliding element is connected. With an appropriate endoscope, the viewing direction can be adjusted steplessly in all directions, based on the movement of the head up, down, left and right as well as combinations thereof. The operator, for example a surgeon, can freely control the viewing direction without having to make a rotation of the entire system, ie the entire endoscope, and thereby run the risk of losing the spatial orientation.

Die Erfindung beruht auf einer Erhöhung der Funktionsdichte im distalen Bereich des Endoskopschafts. Dort befindet sich eine bewegliche Plattform, auf der sich ein Flächenmatrix-Sensor mit einem Linsensystem oder einer Linse befindet. Die Plattform ist über zug- und schubfeste längsaxial verschiebbare Verschiebeelemente oder auch Koppelstangen mit einem oder mehreren Antrieben verbunden. Mittels der Verschiebeelemente ist die Plattform bezüglich verschiedener Lagerstellen verschiebbar. Dies führt zu einer Verkippung. Auf diese Weise wird die Blickrichtung des Endoskops verändert, ohne dass das Endoskop in anderer Weise bewegt werden muss.The invention is based on an increase in the functional density in the distal region of the endoscope shaft. There is a movable platform on which there is a surface matrix sensor with a lens system or a lens. The platform is connected via tensile and shear resistant longitudinally displaceable sliding elements or coupling rods with one or more drives. By means of the displacement elements, the platform is displaceable with respect to different bearing points. This leads to a tilt. In this way, the viewing direction of the endoscope is changed without the endoscope having to be moved in any other way.

In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass drei Lagerstellen im Bereich eines Umfangs der Plattform, insbesondere unter Winkeln von 120° zueinander, angeordnet sind, wobei jede Lagerstelle mit jeweils einem schub- und zugfesten, linear in einer Längsrichtung des Endoskopschafts verschiebbaren Verschiebeelement verbunden ist. Mit drei entsprechenden Verschiebeelementen ist es möglich, die Plattform und den Flächenmatrix-Sensor in jeder beliebigen Richtung zu verkippen. Es ist auch möglich, mit allen drei Verschiebeelementen die Plattform und den Sensor in die gleiche Richtung zu verschieben. So ist die Plattform vorzugsweise mittels der Verschiebeelemente in einer längsaxialen Richtung des Endoskopschafts parallel verschiebbar.In an advantageous embodiment, it is provided that three bearing points in the region of a circumference of the platform, in particular at angles of 120 ° to each other, are arranged, each bearing is connected to a respective thrust and tensile, linearly displaceable in a longitudinal direction of the endoscope shifter. With three corresponding displacement elements it is possible to tilt the platform and the area matrix sensor in any direction. It is also possible to move the platform and the sensor in the same direction with all three sliding elements. Thus, the platform is preferably displaced parallel by means of the displacement elements in a longitudinal axial direction of the endoscope shaft.

In einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform sind zwei Lagerstellen im Bereich eines Umfangs der Plattform, insbesondere unter einem Winkel von 90° zueinander, angeordnet, wobei diese Lagerstellen jeweils mit einem schub- und zugfesten, linear in einer Längsrichtung des Endoskopschafts verschiebbaren Verschiebeelement verbunden sind, wobei eine dritte Lagerstelle, insbesondere im Zentrum der Plattform, vorgesehen ist, die eine Verkippung der Plattform um die dritte Lagerstelle erlaubt und die längsaxiale Position des Zentrums der Plattform im Endoskopschaft festlegt. So ist es mittels zweier linear verschiebbarer Verschiebeelemente möglich, die Plattform in jede beliebige Richtung zu verkippen. Voraussetzung ist allerdings, dass die beiden Lagerstellen für die Verschiebeelemente und die dritte Lagerstelle nicht kotlinear zueinander sind.In an alternative advantageous embodiment, two bearings are in the range of one Circumference of the platform, in particular at an angle of 90 ° to each other, arranged, these bearings are each connected to a shear and tensile, linearly displaceable in a longitudinal direction of the endoscope shifter sliding element, wherein a third bearing point, in particular in the center of the platform, is provided which allows tilting of the platform about the third bearing point and determines the longitudinal axial position of the center of the platform in the endoscope shaft. So it is possible by means of two linearly displaceable sliding elements to tilt the platform in any direction. However, the prerequisite is that the two bearing points for the displacement elements and the third bearing point are not kotlinear each other.

In einer dritten vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwei Lagerstellen im Bereich eines Umfangs der Plattform, insbesondere unter einem Winkel von 180° diametral zueinander, angeordnet sind, wobei diese Lagerstellen längsaxial zum Endoskopschaft feststehend angeordnet sind und eine Verkippung der Plattform um eine Achse erlauben, die durch die zueinander angeordneten Lagerstellen verläuft, wobei eine dritte Lagerstelle vorgesehen ist, die mit einem schub- und zugfesten, linear in einer Längsrichtung des Endoskopschafts verschiebbaren Verschiebeelement verbunden ist. Diese besonders einfache Ausführungsform erlaubt eine Verkippung der Plattform und des Flächenmatrix-Sensors um eine Kippachse, die durch die ersten beiden Lagerstellen verläuft.In a third advantageous embodiment it is provided that two bearing points in the region of a circumference of the platform, in particular at an angle of 180 ° diametrically to each other, are arranged, these bearings are arranged longitudinally fixed to the endoscope shaft and allow tilting of the platform about an axis, which passes through the mutually arranged bearing points, wherein a third bearing point is provided, which is connected to a sliding and tensile, linearly displaceable in a longitudinal direction of the endoscope shaft displacement element. This particularly simple embodiment allows tilting of the platform and of the surface area matrix sensor about a tilting axis passing through the first two bearing points.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mehrere Verschiebeelemente unabhängig voneinander ansteuerbar sind und/oder antreibbar sind. Antriebe können in unterschiedlicher Weise realisiert werden. Beispiele hierfür sind elektromagnetische Systeme mit Spindelantrieb für leistungsloses Halten der Position, sowie direkt betriebene, thermische, Formgedächtnis-, Piezo- oder magnetische Formgedächtnis-Antriebssysteme oder rein mechanisch über Stangen und Seilzüge direkt über ein Getriebe mit einem Bedienelement, beispielsweise einem Joystick gekoppelte Antriebssysteme. Die Zahl der Koppelglieder und Antriebe kann variieren, beispielsweise zwischen 2 und 6.It is preferably provided that a plurality of displacement elements are independently controllable and / or can be driven. Drives can be realized in different ways. Examples include electromagnetic systems with spindle drive for powerless holding the position, as well as directly operated, thermal, shape memory, piezo or magnetic shape memory drive systems or purely mechanically via rods and cables directly via a transmission with a control element, such as a joystick coupled drive systems. The number of coupling links and drives may vary, for example between 2 and 6.

Vorzugsweise werden die Verschiebeelemente an wenigstens einer Stelle entlang des Endoskopschafts mittels einer Führungsstruktur zwangsgeführt. Unter einer Zwangsführung wird in diesem Fall verstanden, dass am Ort der Führungsstruktur eine längsaxiale Verschiebung des Verschiebeelements möglich ist, jedoch keine Verschiebung in einer Richtung, die auf die Längsrichtung des Endoskopschafts abweicht.Preferably, the displacement elements are forcibly guided at at least one point along the endoscope shaft by means of a guide structure. Under a positive guidance is understood in this case that at the location of the guide structure a longitudinal axial displacement of the displacement element is possible, but no displacement in a direction which deviates from the longitudinal direction of the endoscope shaft.

Die Lagerstellen weisen vorzugsweise Koppelglieder, Kugelgelenke oder stoffschlüssige Gelenke auf.The bearings preferably have coupling members, ball joints or cohesive joints.

Vorzugsweise ist eine Lichtquelle, insbesondere ein LED-Ring oder OLED-Ring, am distalen Ende des Endoskopschafts, insbesondere an oder auf der Plattform oder außerhalb der Plattform, vorgesehen. Wenn die Lichtquelle auf der Plattform vorgesehen ist, so folgt diese der Kippbewegung der Plattform, so dass der ausgeleuchtete Bereich mit dem Sichtbereich des Sensors auf der Plattform übereinstimmt. Wenn der LED-Ring außerhalb der Plattform angeordnet ist, ist es einfacher, störende Reflektionen der Lichtquelle auf dem Flächenmatrix-Sensor zu vermeiden.A light source, in particular an LED ring or OLED ring, is preferably provided at the distal end of the endoscope shaft, in particular on or on the platform or outside the platform. If the light source is provided on the platform, this follows the tilting movement of the platform, so that the illuminated area coincides with the field of view of the sensor on the platform. If the LED ring is located outside the platform, it is easier to avoid disturbing reflections of the light source on the area matrix sensor.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das distale Ende des Endoskopschafts mittels einer transparenten Kuppelstruktur abgedichtet. Unter einer transparenten Kuppelstruktur wird eine Kuppelstruktur verstanden, die lichtdurchlässig ist und eine endoskopische Bildgebung von Hohlräumen erlaubt. Die Kuppelstruktur schützt einerseits die im Endoskop angeordneten Komponenten vor Umwelteinflüssen und andererseits schützt sie beispielsweise weiches Gewebe eines Patienten bei einer endoskopischen Untersuchung oder Operation gegenüber scharfkantigen Teilen des Endoskops.In an advantageous development, the distal end of the endoscope shaft is sealed by means of a transparent dome structure. A transparent dome structure is understood to mean a dome structure which is translucent and permits endoscopic imaging of cavities. On the one hand, the dome structure protects the components arranged in the endoscope from environmental influences and, on the other hand, it protects soft tissue of a patient during an endoscopic examination or operation with respect to sharp-edged parts of the endoscope.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die transparente, Kuppelstruktur Teil der abbildenden Optik und weist optisch unterschiedliche Flächen auf, insbesondere zwei gewölbte Flächen mit unterschiedlichen Krümmungsradien oder Krümmungszentren, linsenförmig ausgebildete Flächenabschnitte in einer oder mehreren Blickrichtungen oder eine polyedrische Kuppelstruktur, bei der die Polyederflächen vorbestimmte oder teilweise verschiedene Abbildungseigenschaften aufweisen. So ist eine Kuppelstruktur, die beispielsweise aus einer Kugelhalbschale besteht, eine Struktur, die optisch unterschiedliche Flächen aufweist, nämlich eine Außenfläche mit einem großen Krümmungsradius und einer Innenfläche mit einem kleineren Krümmungsradius. Diese Struktur hat bereits eine nach allen Seiten hin gleichmäßige fokussierende Wirkung.In an advantageous development, the transparent, dome structure is part of the imaging optics and has optically different surfaces, in particular two curved surfaces with different radii of curvature or centers of curvature, lens-shaped surface sections in one or more directions or a polyhedral dome structure in which the polyhedral surfaces predetermined or partially have different imaging properties. Thus, a dome structure consisting for example of a spherical half-shell, a structure having optically different surfaces, namely an outer surface with a large radius of curvature and an inner surface with a smaller radius of curvature. This structure already has a uniform focusing effect on all sides.

Die fokussierenden Eigenschaften können abhängig von der Abweichung der Blickrichtung des Flächenmatrix-Sensors von der Längsache des Endoskopschafts auch verlaufend ausgebildet sein, wenn die Innen- und Außenfläche der Kuppelstruktur nicht konzentrisch sind. Spezielle Blickrichtungen können bevorzugt sein, wenn Flächenabschnitte der Kuppelstruktur linsenförmig fokussierend ausgebildet sind oder eine polyedrische Kuppelstruktur gewählt wird, bei der die Polyederflächen vorbestimmte und insbesondere wenigstens teilweise verschiedene Abbildungseigenschaften aufweisen. So ist es beispielsweise möglich, in einer vorausblickenden Richtung, d. h. in Richtung der Längsachse des Schafts, eine vergrößernde Wirkung vorzusehen, während nach außen hin, in Richtung auf eine 90° Ablenkung, eher Weitwinkeleigenschaften eingestellt werden.Depending on the deviation of the viewing direction of the surface-area matrix sensor from the longitudinal axis of the endoscope shaft, the focussing properties can also be designed to extend when the inner and outer surfaces of the dome structure are not concentric. Special viewing directions may be preferred if surface portions of the dome structure are formed lens-shaped focusing or a polyhedral dome structure is selected, in which the polyhedral surfaces have predetermined and in particular at least partially different imaging properties. That's the way it is For example, it is possible to provide a magnifying effect in a prospective direction, ie, in the direction of the longitudinal axis of the shaft, while towards the outside, in the direction of a 90 ° deflection, wide-angle characteristics are more likely to be set.

Statt herkömmlicher Linsenelemente kann die Kuppelstruktur auch mit einer Fresnel-Optik oder einer diffraktiven Optik versehen sein, die die optischen Eigenschaften in verschiedenen Bereichen der Kuppelstruktur modelliert.Instead of conventional lens elements, the dome structure may also be provided with a Fresnel optic or a diffractive optic which models the optical properties in different regions of the dome structure.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Endoskopiesystem mit einem erfindungsgemäßen Endoskop, wie vorstehend beschrieben, gelöst, wobei im Endoskop oder extern eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, mittels deren eine Blickrichtung und/oder eine Fokussierung des Endoskops einstellbar ist, wobei insbesondere voreingestellte Blickrichtungen und/oder Fokussierungen wählbar sind, die vorhandenen optischen Strukturen in der Kuppelstruktur entsprechen. So ist es auf einfache Weise möglich, die Blickrichtung und ggf. die Fokussierung des Endoskops zu steuern und ggf. bei einer aufgeteilten Kuppelstrukturfläche die Blickrichtung eines ausgewählten Flächenelements oder Linsenelements der Kuppelstruktur einzunehmen. Dies erfordert dann keine Justierung oder Feineinstellung durch die Bedienperson.The object underlying the invention is also achieved by an endoscopy system with an endoscope according to the invention, as described above, wherein a control device is provided in the endoscope or externally, by means of which a viewing direction and / or a focusing of the endoscope is adjustable, in particular preset viewing directions and / or focussing, which correspond to existing optical structures in the dome structure. Thus, it is possible in a simple manner to control the viewing direction and possibly the focusing of the endoscope and, if necessary, to assume the viewing direction of a selected surface element or lens element of the dome structure in the case of a divided dome structure surface. This then requires no adjustment or fine adjustment by the operator.

Die Kombination aus einer parallelverschiebbaren Plattform und einer optisch aktiven Kuppelstruktur führt dazu, dass bei einer Parallelverschiebung der Plattform außerdem eine Veränderung der optimalen Gegenstandsweite, d. h. der Fokussierung geschieht.The combination of a parallel displaceable platform and an optically active dome structure means that when the platform is moved in parallel there is also a change in the optimum object width, ie. H. the focusing happens.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Verwendung von wenigstens einem schub- und zugfesten, linear in einer Längsrichtung eines Endoskopschafts verschiebbaren Verschiebeelements zum Verkippen und/oder Verschieben einer Plattform mit einem Flächenmatrix-Sensor gelöst, die an einem distalen Ende eines Endoskopschafts eines Endoskops, das insbesondere wie vorstehend beschrieben erfindungsgemäß ausgeführt ist, verkippbar und/oder längsaxial verschiebbar angeordnet sind, wobei die Plattform wenigstens drei Lagerstellen aufweist, an denen die Plattform gelenkig gelagert ist, wobei die Plattform an wenigstens einer Lagerstelle mit dem Verschiebeelement verbunden ist.The object underlying the invention is also achieved by using at least one sliding and tensile, linearly displaceable in a longitudinal direction of a Endoskopschafts sliding element for tilting and / or moving a platform with a surface matrix sensor, which at a distal end of an endoscope shaft of a Endoscope, which is designed according to the invention in particular as described above, tiltable and / or längsaxial displaced, wherein the platform has at least three bearing points on which the platform is articulated, wherein the platform is connected to at least one bearing point with the displacement element.

Schließlich wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch gelöst durch ein Verfahren zum Einstellen eines wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Endoskops, das sich dadurch auszeichnet, dass zum Ändern einer Blickrichtung und/oder zum Fokussieren wenigstens ein schub- und zugfestes, linear in einer Längsrichtung des Endoskopschafts verschiebbaren Verschiebeelement verschoben wird, wobei mittels der Verschiebung über eine gelenkige Verbindung an einer Lagestelle die Plattform verkippt und/oder verschoben wird.Finally, the object underlying the invention is also achieved by a method for adjusting an endoscope according to the invention as described above, which is characterized in that for changing a viewing direction and / or for focusing at least one shear and tensile, linear in a longitudinal direction of the endoscope shaft displaceable sliding element is moved, wherein the platform is tilted and / or displaced by means of the displacement via a hinged connection at a location.

Dieses Verfahren wird vorteilhafterweise dadurch weitergebildet, dass mittels einer Steuervorrichtung voreingestellte Blickrichtungen und/oder Fokussierungen wählbar sind, die den vorhandenen optischen Strukturen in der Kuppelstruktur entsprechen.This method is advantageously further developed in that pre-set viewing directions and / or focussing can be selected by means of a control device, which correspond to the existing optical structures in the dome structure.

Das erfindungsgemäße Endoskop hat die weiteren Vorteile, dass die Anzahl der ineinander liegenden Rohre sich verringert, die Konstruktion bezogen auf die Rotationsbewegungen sich gegenüber dem Stand der Technik stark vereinfacht, die Variantenvielfalt verschiedener Blickwinkel von Endoskopen aufgrund der Plattformkonstruktion minimiert wird, eine aufwändige optische Justierung, und Kalibrierung des Systems aktiv durch das System selbst möglich ist.The endoscope according to the invention has the further advantages that the number of nested tubes is reduced, the construction in relation to the rotational movements is greatly simplified compared to the prior art, the variety of different viewing angles of endoscopes is minimized due to the platform construction, a complex optical adjustment, and calibration of the system is actively enabled by the system itself.

Die vorstehend beschriebenen Erfindungsgegenstände, d. h. das Endoskop, das Endoskopiesystem, die Verwendung und das Verfahren, weisen jeweils entsprechende Eigenschaften, Vorteile und Merkmale auf, die ohne Einschränkung jeweils auch für die anderen Erfindungsgegenstände erfindungsgemäß gelten, auch wenn diese nur im Zusammenhang mit einem der Erfindungsgegenstände beschrieben worden sind.The above-described subject matters, d. H. the endoscope, the endoscopy system, the use and the method, each have corresponding properties, advantages and features, which apply without limitation in each case for the other subject invention objects, even if they have been described only in connection with one of the subject invention.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:The invention will be described below without limiting the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings, reference being expressly made to the drawings with respect to all in the text unspecified details of the invention. Show it:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Endoskop, 1 a schematic cross-sectional view through an inventive endoscope,

2 eine weitere schematische Querschnittsdarstellung durch das Endoskop gemäß 1, 2 a further schematic cross-sectional view through the endoscope according to 1 .

3 eine schematische Querschnittsdarstellung durch ein weiteres erfindungsgemäßes Endoskop, 3 a schematic cross-sectional view through another inventive endoscope,

4a) bis 4d) schematische Darstellungen der Anordnungen von Lagerstellen auf erfindungsgemäßen Plattformen, 4a ) to 4d ) schematic representations of the arrangements of bearings on platforms according to the invention,

5a) bis 5g) schematische Querschnittsdarstellungen durch erfindungsgemäße Kuppelstrukturen und 5a ) to 5g ) schematic cross-sectional representations by dome structures according to the invention and

6 ein erfindungsgemäßes Endoskop. 6 an inventive endoscope.

In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird.In the following figures, identical or similar elements or corresponding parts are provided with the same reference numerals, so that a corresponding renewed idea is dispensed with.

In 1 ist das distale Ende eines erfindungsgemäßen Endoskopschafts 1 schematisch im Querschnitt dargestellt. Der Endoskopschaft 1 weist eine Hülle 2 auf, die am distalen Ende in einem Endring 3 endet, der auch eine stoffschlüssige Fortsetzung der Hülle 2 sein kann. Auf dem Endring 3 der Hülle 2 des Endoskopschafts 1 ist eine transparente Kuppel 4 oder auch Kuppelstruktur angeordnet, die das Innere des Endoskopschafts 1 schützt und einem CCD-Chip 6 über ein Linsensystem 7 den Blick nach außen freigibt.In 1 is the distal end of an endoscope shaft according to the invention 1 shown schematically in cross section. The endoscope shaft 1 has a shell 2 on, at the distal end in an end ring 3 ends, which is also a cohesive continuation of the shell 2 can be. On the end ring 3 the shell 2 of the endoscope shaft 1 is a transparent dome 4 or dome structure arranged, which is the interior of the endoscope shaft 1 protects and a CCD chip 6 over a lens system 7 opens the view to the outside.

Der CCD-Chip 6 mit dem Linsensystem 7 ist auf einer Plattform 5 angeordnet, die gegenüber dem Endoskopschaft 1 frei beweglich ist und auf drei zug- und schubfesten Verschiebeelementen 8, 8', 8'' frei verschiebbar und/oder verkippbar angeordnet ist. Dazu sind Gelenklager 9, 9', 9'' vorgesehen, die ein Kugelgelenk sein können oder beispielsweise eine stoffschlüssige Verbindung.The CCD chip 6 with the lens system 7 is on a platform 5 arranged opposite the endoscope shaft 1 is freely movable and on three tensile and shear-resistant displacement elements 8th . 8th' . 8th'' is arranged freely displaceable and / or tiltable. These are joint bearings 9 . 9 ' . 9 '' provided, which may be a ball joint or, for example, a cohesive connection.

Die Verschiebeelemente, die zug- und schubfest ausgebildet sind und beispielsweise Führungsstangen sein können, sind am anderen Ende mit einem Antrieb 12 versehen, mittels dessen sie, insbesondere unabhängig voneinander, ansteuerbar und antreibbar sind. Dazu werden die Verschiebeelemente 8, 8', 8'' in Längsrichtung des Endoskopschafts 11 längsaxial verschoben. So kann eine Verschiebung des Verschiebeelements 8 nach oben und des Verschiebeelements 8' nach unten in 1 dazu führen, dass die Plattform 5 mit dem CCD-Chip 6 nach rechts verkippt wird. Die gezeigte Variante erlaubt eine Verkippung um einen Winkel von mehr als 45°.The displacement elements, which are formed tensile and shear resistant and can be, for example, guide rods are at the other end with a drive 12 provided, by means of which they are, in particular independently of each other, controlled and driven. These are the sliding elements 8th . 8th' . 8th'' in the longitudinal direction of the endoscope shaft 11 moved longitudinally axially. So can a shift of the sliding element 8th upwards and the sliding element 8th' down in 1 cause the platform 5 with the CCD chip 6 is tilted to the right. The variant shown allows a tilt by an angle of more than 45 °.

Zwischen dem Antrieb 12, der einstückig dargestellt ist, aber aus mehreren unabhängigen Antrieben bestehen kann, und der Plattform 5 ist eine Führungsstruktur 10 mit Öffnungen 11, 11' für die Verschiebeelemente 8, 8' sowie, nicht dargestellt, für das Verschiebeelement 8'', vorgesehen. Die Öffnungen 11, 11' in der Führungsstruktur 10 erlauben lediglich eine Längsverschiebung der Verschiebeelemente 8, 8', 8'', aber keine Verbiegung der Verschiebeelemente 8, 8', 8''. Nicht dargestellt ist in der 1 eine Öffnung in der Führungsstruktur 10, die zur Durchführung von elektrischen oder elektronischen Kabeln für den CCD-Chip 6 dient.Between the drive 12 which is presented in one piece, but may consist of several independent drives, and the platform 5 is a management structure 10 with openings 11 . 11 ' for the sliding elements 8th . 8th' and, not shown, for the sliding element 8th'' , intended. The openings 11 . 11 ' in the management structure 10 allow only a longitudinal displacement of the displacement elements 8th . 8th' . 8th'' but no bending of the sliding elements 8th . 8th' . 8th'' , Not shown in the 1 an opening in the management structure 10 used to carry electrical or electronic cables for the CCD chip 6 serves.

In einer besonders schmalen Ausführung können auch verschiedene Antriebe 12 für die verschiedenen Verschiebeelemente 8, 8', 8'' im Endoskopschaft 1 hintereinander angeordnet sein.In a particularly narrow design can also drive various 12 for the different sliding elements 8th . 8th' . 8th'' in the endoscope 1 be arranged one behind the other.

Am distalen Ende des Endoskopschafts 1 ist außerdem außerhalb der Kuppel 4 ein LED-Ring 13 angeordnet, der das Sichtfeld vor dem distalen Ende des Endoskopschafts 1 beleuchtet und so Videoaufnahmen eines Hohlraums ermöglicht.At the distal end of the endoscope shaft 1 is also outside the dome 4 a LED ring 13 arranged the field of view in front of the distal end of the endoscope shaft 1 illuminated and so allows video recordings of a cavity.

Die Anordnung gemäß 1 erlaubt außerdem eine längsaxiale Parallelverschiebung der Plattform und des Sensors 6, wenn alle Verschiebeelemente 8, 8', 8'' um den gleichen Betrag in Richtung auf das distale Ende des Endoskopschafts 1 verschoben werden. Dies führt zu einer Annäherung des CCD-Chips 6 und dem Linsensystem 7 an die transparente Kuppelstruktur 4 und somit eine Änderung der Fokussiereigenschaften durch die Dezentrierung der Plattform.The arrangement according to 1 also allows a longitudinal axial parallel displacement of the platform and the sensor 6 if all the sliding elements 8th . 8th' . 8th'' by the same amount towards the distal end of the endoscope shaft 1 be moved. This leads to an approximation of the CCD chip 6 and the lens system 7 to the transparent dome structure 4 and thus a change in the focusing properties due to the decentering of the platform.

Alternativ zu dem Ausführungsbeispiel in 1 muss der CCD-Chip 6 nicht auf der Plattform 5 aufsitzen, sondern kann auch in die Plattform 5 integriert sein. Damit ist eine kompaktere Bauweise möglich als die in 1 dargestellte.Alternative to the embodiment in 1 must the CCD chip 6 not on the platform 5 sit up, but also in the platform 5 be integrated. This makes a more compact design possible than in 1 shown.

In 2 ist eine weitere Querschnittsdarstellung des Endoskopschafts 1 gemäß 1 dargestellt, wobei in 2 dargestellt ist, dass die Plattform 5 mit dem CCD-Chip 6 und dem Linsensystem 7 verkippt worden ist, indem die Verschiebeelemente 8 und 8' verschoben worden sind. Dazu ist das Verschiebeelement 8 zurückgezogen worden und das Verschiebeelement 8' heraus, d. h. nach oben, bewegt worden. Die übrigen Details entsprechen denen in 1, wobei zusätzlich die Außenfläche 2' der Hülle 2 teilweise dargestellt ist.In 2 is another cross-sectional view of the endoscope shaft 1 according to 1 shown, in 2 shown is that the platform 5 with the CCD chip 6 and the lens system 7 has been tilted by the sliding elements 8th and 8th' have been moved. This is the sliding element 8th been withdrawn and the sliding element 8th' out, ie upwards, has been moved. The remaining details are the same as in 1 , in addition to the outer surface 2 ' the shell 2 partially shown.

In 3 ist eine weitere schematische Querschnittsdarstellung durch einen alternativen erfindungsgemäßen Endoskopschaft 1' gezeigt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 ist anstatt eines dritten Verschiebeelements 8'' eine Haltestange 18 vorgesehen, die zentral an der Plattform 5' angreift und diese festhält, wobei ein Gelenklager 19 vorgesehen ist, auf dem die Plattform 5' auf der Haltestange 18 verkippbar ist. Die Verschiebeelemente 8, 8' sind unter einem Winkel zueinander angeordnet.In 3 is another schematic cross-sectional view through an alternative endoscope shaft according to the invention 1' shown. In contrast to the embodiment according to 1 and 2 is instead of a third shift element 8th'' a handrail 18 provided centrally at the platform 5 ' attacks and holds them, using a spherical plain bearing 19 is provided on which the platform 5 ' on the handrail 18 can be tilted. The sliding elements 8th . 8th' are arranged at an angle to each other.

Weitere Unterschiede in 3 in Bezug auf 1 bzw. 2 liegen darin, dass die Führungsstruktur 10' nunmehr nur noch zwei Öffnungen aufweist, nämlich für die Verschiebeelemente 8 und 8', und dass ein LED-Ring 13' direkt auf der Plattform 5' angeordnet ist und somit Kippbewegungen der Plattform 5' mitvollzieht. Damit ist gewährleistet, dass der ausgeleuchtete Bereich in einem zu untersuchenden Hohlraum mit der Blickrichtung des Sensors 6 übereinstimmt.Other differences in 3 in relation to 1 respectively. 2 lie in the fact that the leadership structure 10 ' now only has two openings, namely for the displacement elements 8th and 8th' and that a LED ring 13 ' directly on the platform 5 ' is arranged and thus tilting movements of the platform 5 ' responding to excursions. This ensures that the illuminated area in a cavity to be examined with the viewing direction of the sensor 6 matches.

In 4a) bis 4d) sind 4 verschiedene Beispiele von Plattformen 5, 5', 5'' und 5''' gezeigt, die verschiedene Anordnungen von Gelenklagern 9 bis 9''' und 19 bis 19'' aufweisen. In 4a ) to 4d ) are 4 different examples of platforms 5 . 5 ' . 5 '' and 5 ''' shown the different arrangements of joint bearings 9 to 9 ''' and 19 to 19 '' exhibit.

In 4a) ist das Ausführungsbeispiel aus 1 dargestellt, in dem die Plattform 5 drei Gelenklager 9, 9', 9'' aufweist, die in Winkeln von im Wesentlichen 120° zueinander angeordnet sind.In 4a ) is the embodiment of 1 shown in which the platform 5 three joint bearings 9 . 9 ' . 9 '' which are arranged at angles of substantially 120 ° to each other.

In 4b) ist eine Plattform 5'' dargestellt, die vier Gelenklager 9, 9', 9'', 9''' aufweist, die jeweils in unter 90°-Winkeln zueinander angeordnet sind. Diese Anordnung erlaubt eine noch sicherere und stabilere Führung der Plattform 5'' als diejenige in 4a). Die vier Gelenkpunkte müssen jedoch in Abhängigkeit voneinander angesteuert werden, um zu verhindern, dass Biegekräfte auf die Plattform 5'' ausgeübt werden.In 4b ) is a platform 5 '' pictured, the four spherical plain bearings 9 . 9 ' . 9 '' . 9 ''' has, which are each arranged at 90 ° angles to each other. This arrangement allows an even safer and more stable guidance of the platform 5 '' as the one in 4a ). However, the four hinge points must be controlled in dependence on each other to prevent bending forces on the platform 5 '' be exercised.

In 4c) ist das Ausführungsbeispiel aus 3 dargestellt, nämlich eine Plattform 5', die peripher zwei Gelenklager 9, 9' für Verschiebeelemente unter einem Winkel von im Wesentlichen 90° zueinander aufweist und zentral ein Gelenklager 19 für eine Haltestange. Diese Plattform 5' ist im Unterschied zu den Plattformen 5 und 5'' aus den 4a) und 4b) nicht längsaxial parallel verschiebbar, bietet jedoch eine sehr einfache und wenig aufwändige Möglichkeit, mittels nur zwei verschiedenen Antrieben bzw. Verschiebeelementen eine Verkippung der Plattform 5' in jede beliebige Richtung zu ermöglichen.In 4c ) is the embodiment of 3 represented, namely a platform 5 ' , the peripherally two joint bearings 9 . 9 ' for sliding elements at an angle of substantially 90 ° to each other and centrally a spherical plain bearings 19 for a handrail. This platform 5 ' is unlike the platforms 5 and 5 '' from the 4a ) and 4b ) not longitudinal axial parallel displaceable, but offers a very simple and inexpensive way, by means of only two different drives or displacement elements tilting of the platform 5 ' to allow in any direction.

4d) zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Plattform 5''', die an zwei entgegengesetzten Punkten entlang des Umfangs Gelenklager 19', 19'' aufweist, an denen die Plattform 5''' kippbar aufgehängt ist. Zur Kippung und als dritter Punkt ist ein Gelenklager 9 vorgesehen, an dem ein Verschiebeelement angreift. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, mit nur einem Antrieb die Plattform 5''' und eine Kippachse 17 zu kippen. 4d ) shows an embodiment with a platform 5 ''' , which at two opposite points along the circumference spherical plain bearings 19 ' . 19 '' has, where the platform 5 ''' is hung tiltably. For tilting and as a third point is a joint bearing 9 provided, on which a displacement element engages. With this construction, it is possible with only one drive the platform 5 ''' and a tilt axis 17 to tilt.

In den 5a) bis 5g) sind verschiedene Ausführungsbeispiele von transparenten Kuppelstrukturen aufgeführt.In the 5a ) to 5g ) Various embodiments of transparent dome structures are listed.

In 5a) ist die Kuppelstruktur 4 aus den Beispielen aus 1 bis 3 dargestellt, die aus einer Halbkugel besteht, die überall die gleiche Dicke aufweist. Die Außenfläche weist dabei einen größeren Krümmungsradius auf als die Innenfläche, so dass diese Kuppelstruktur 4 fokussierend wirkt.In 5a ) is the dome structure 4 from the examples 1 to 3 shown, which consists of a hemisphere, which has the same thickness everywhere. The outer surface has a larger radius of curvature than the inner surface, so that this dome structure 4 focusing acts.

In 5b) ist eine weitere Kugelstruktur 4II dargestellt, wo außer verschiedener Krümmungsradien der Innen- und Außenfläche auch der Mittelpunkt der entsprechenden Kugeloberflächen nicht gleich ist. Diese Struktur hat eine stärker fokussierende Eigenschaft in längsaxialer Richtung des Endoskopschafts.In 5b ) is another sphere structure 4II shown where, except different radii of curvature of the inner and outer surface and the center of the corresponding spherical surfaces is not equal. This structure has a more focusing property in the longitudinal axial direction of the endoscope shaft.

In 5c) ist eine Kuppelstruktur 4III dargestellt, die in dem dargestellten Querschnitt fünf fokussierende Linsenelemente 20 bis 20'''' aufweist. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die entsprechende Plattform mit dem entsprechenden Flächenmatrix-Sensor in diskreten Schritten jeweils auf eines der Flächenelemente 20 bis 20'''' einstellbar ist, die jeweils als fokussierende oder vergrößernde Linsen ausgebildet sind und somit in diesen Blickrichtungen die besten optischen Eigenschaften bieten.In 5c ) is a dome structure 4III illustrated in the cross section shown five focusing lens elements 20 to 20 '''' having. In this case, it is preferable that the corresponding platform with the corresponding area matrix sensor in discrete steps each on one of the surface elements 20 to 20 '''' is adjustable, which are each designed as focusing or magnifying lenses and thus offer the best optical properties in these directions.

In 5d) ist dargestellt, dass eine Kuppelstruktur 4IV mehrere im äußeren Umfang polyedrische Flächenelemente 21 bis 21'''' aufweist, die an ihrer Innenfläche verschiedene Krümmungen und Eigenschaften haben. So sind die äußeren Flächenelemente 21 und 21''' als plankonkave Linsen, also Zerstreuungslinsen, ausgebildet, während die mittleren Flächenelemente 21' und 21''' plane Flächen aufweisen und die zentrale Fläche 21'' plankonvex ist, also eine fokussierende Linse. So lassen sich in verschiedene Blickrichtungen verschiedene optische Eigenschaften einstellen.In 5d ) is shown to have a dome structure 4IV a plurality of outer peripheral polyhedral surface elements 21 to 21 '''' having different curvatures and properties on its inner surface. So are the outer surface elements 21 and 21 ''' as plano-concave lenses, so diverging lenses, formed while the central surface elements 21 ' and 21 ''' have flat surfaces and the central area 21 '' plankonvex is, so a focusing lens. Thus, different optical properties can be adjusted in different directions.

In 5e) ist eine Kuppelstruktur 4V dargestellt, bei der die Außenfläche nicht kugelförmig, sondern paraboloid ausgeführt ist. Mit solchen Strukturen lassen sich ebenfalls gewünschte optische Eigenschaften einstellen.In 5e ) is a dome structure 4V represented, in which the outer surface is not spherical, but paraboloid. With such structures, desired optical properties can also be set.

In 5f) ist anhand einer Kuppelstruktur 4VI dargestellt, dass die Innenfläche der Kuppelstruktur 4VI auch durch das Einarbeiten von Fresnel'schen Zonenstrukturen mit gewünschten optischen Eigenschaften versehen werden kann. So können auch Flächenbereiche gemäß 5c) oder 5d) mittels Fresnel'scher oder diffraktiver Zonenstrukturen als Zerstreuungslinsen, fokussierende Linsen oder ähnliches ausgebildet werden.In 5f ) is based on a dome structure 4vi shown that the inner surface of the dome structure 4vi can also be provided by the incorporation of Fresnel zone structures with desired optical properties. So also surface areas according to 5c ) or 5d ) are formed by means of Fresnel or diffractive zone structures as diverging lenses, focusing lenses or the like.

In 5g) ist schließlich eine transparente Kuppelstruktur 4VII dar gestellt, die aus fünf polyedrischen Flächen 22 bis 22'''' besteht, so dass in diesen bevorzugten Richtungen außer der Linse 7 selber keine weiteren optischen Funktionen realisiert sind.In 5g ) is finally a transparent dome structure 4VII made up of five polyhedral surfaces 22 to 22 '''' exists, so in these preferred directions except the lens 7 no further optical functions are realized.

In 6 ist schließlich eine schematische Totalansicht eines erfindungsgemäßen Endoskops mit einem Endoskopschaft 1, einer Kuppelstruktur 4 und einem Handgriff 14 dargestellt, der über einen Joystick 15 als Bedienelement für die Einstellung der Blickrichtung bzw. einer Fokussierung des Endoskops aufweist, sowie ein Kabel 16, das zur Stromversorgung und/oder Signalübermittlung dient.In 6 Finally, is a schematic total view of an endoscope according to the invention with an endoscope shaft 1 , a dome structure 4 and a handle 14 represented by a joystick 15 as a control element for adjusting the viewing direction or a focusing of the endoscope, and a cable 16 , which is used for power supply and / or signal transmission.

Mittels des Joysticks 15 ist es dem Operateur bzw. der Bedienperson auf einfache Weise möglich, die Blickrichtung und die Fokussiereigenschaften des Endoskops bzw. der unterhalb der Kuppelstruktur 4 angeordneten Plattform bzw. des Flächenmatrix-Sensors einzustellen. Der Joystick aus 6 kann auch durch eine Fußsteuerung ersetzt werden, so dass ein Chirurg oder eine Bedienperson in der Lage ist, eine Operation oder eine Untersuchung alleine durchzuführen. Die Aktorik, d. h. der oder die Antriebe können im Griff angebracht sein, wodurch der Bauraum für die Antriebe und der Platz für weitere Elemente im Endoskopschaft vergrößert werden.By means of the joystick 15 It is the operator or the operator in a simple manner possible, the viewing direction and the focusing properties of the endoscope or below the dome structure 4 arranged platform or the area matrix sensor set. The joystick off 6 can also be replaced by a foot control so that a surgeon or operator is able to perform an operation or examination alone. The actuators, ie the one or more drives can be mounted in the handle, whereby the space for the drives and the space for other elements in the endoscope shaft can be increased.

Der Einsatz von stoffschlüssigen Gelenken reduziert das Spiel auf nahezu Null. Die beschriebenen Kuppelstrukturen ragen seitlich nicht über den Endoskopschaft hinaus, so dass eine kleine Bauform erreicht wird. Die Kuppel kann allerdings auch vergrößert werden, wodurch das Blickfeld stärker erweitert werden kann.The use of cohesive joints reduces the game to almost zero. The described dome structures do not protrude laterally beyond the endoscope shaft, so that a small design is achieved. However, the dome can also be enlarged, whereby the field of vision can be expanded more.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.All mentioned features, including the drawings alone to be taken as well as individual features that are disclosed in combination with other features are considered alone and in combination as essential to the invention. Embodiments of the invention may be accomplished by individual features or a combination of several features.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 '
Endoskopschaftendoscope shaft
22
Hülleshell
2'2 '
Außenfläche der HülleOuter surface of the shell
33
Endringend ring
44
transparente Kuppeltransparent dome
4II–4VII 4 II -4 VII
transparente Kuppeltransparent dome
5–5'''5-5 '' '
Plattformplatform
66
CCD-ChipCCD chip
77
Linsensystemlens system
8, 8', 8''8, 8 ', 8' '
Verschiebeelementdisplacement element
9–9'''9-9 '' '
GelenklagerSpherical plain bearings
10, 10'10, 10 '
Führungsstrukturmanagement structure
11, 11'11, 11 '
Öffnungopening
12, 12'12, 12 '
Antriebdrive
13, 13'13, 13 '
LED-RingLED ring
1414
Handgriffhandle
1515
Joystickjoystick
1616
Daten- und VersorgungskabelData and power cable
1717
Kippachsetilt axis
1818
HaltestangeHandrail
19–19''19-19 ''
GelenklagerSpherical plain bearings
20–20''''20-20 '' ''
Linsenelementlens element
21–21''''21-21 '' ''
Flächenelementsurface element
22–22''''22-22 '' ''
Flächenelementsurface element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2147631 A1 [0004] EP 2147631 A1 [0004]
  • EP 1759629 A1 [0005] EP 1759629 A1 [0005]

Claims (13)

Endoskop mit variabler Blickrichtung, mit einem längserstreckten Endoskopschaft (1, 1'), der ein distales und ein proximales Ende aufweist, wobei am distalen Ende des Endoskopschafts (1, 1') ein lichtempfindlicher Flächenmatrix-Sensor (6) mit einer abbildenden Optik (4, 4II-VII) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenmatrix-Sensor (6) auf einer Plattform (55''') angeordnet ist, die beweglich im Endoskopschaft (1, 1') angeordnet ist, wobei die Plattform (5-5''') wenigstens drei Lagerstellen (99''', 1919'') aufweist, an denen die Plattform (55''') gelenkig gelagert ist, wobei die Plattform (55''') an wenigstens einer Lagerstelle (99''') mit einem schub- und zugfesten, linear in einer Längsrichtung des Endoskopschafts (1, 1') verschiebbaren Verschiebeelement (8, 8', 8'') verbunden ist.Endoscope with variable viewing direction, with an elongated endoscope shaft ( 1 . 1' ), which has a distal and a proximal end, wherein at the distal end of the endoscope shaft ( 1 . 1' ) a surface area photosensitive sensor ( 6 ) with an imaging optic ( 4 . 4II-VII ), characterized in that the area matrix sensor ( 6 ) on a platform ( 5 - 5 ''' ) which is movable in the endoscope shaft ( 1 . 1' ), wherein the platform ( 5 - 5 ''' ) at least three depositories ( 9 - 9 ''' . 19 - 19 '' ) where the platform ( 5 - 5 ''' ) is articulated, the platform ( 5 - 5 ''' ) at least one depository ( 9 - 9 ''' ) with a shear and tensile strength, linear in a longitudinal direction of the endoscope shaft ( 1 . 1' ) displaceable sliding element ( 8th . 8th' . 8th'' ) connected is. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Lagerstellen (9, 9', 9'') im Bereich eines Umfangs der Plattform (5), insbesondere unter Winkeln von 120° zueinander, angeordnet sind, wobei jede Lagerstelle (9, 9', 9'') mit jeweils einem schub- und zugfesten, linear in einer Längsrichtung des Endoskopschafts (1) verschiebbaren Verschiebeelement (8, 8', 8'') verbunden ist.Endoscope according to claim 1, characterized in that three bearing points ( 9 . 9 ' . 9 '' ) in the area of a perimeter of the platform ( 5 ), in particular at angles of 120 ° to each other, wherein each bearing point ( 9 . 9 ' . 9 '' ) each with a shear and tensile strength, linear in a longitudinal direction of the endoscope shaft ( 1 ) displaceable sliding element ( 8th . 8th' . 8th'' ) connected is. Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (5, 5'') mittels der Verschiebeelemente (8, 8', 8'') in einer längsaxialen Richtung des Endoskopschafts (1) parallelverschiebbar ist.Endoscope according to claim 1 or 2, characterized in that the platform ( 5 . 5 '' ) by means of the displacement elements ( 8th . 8th' . 8th'' ) in a longitudinal axial direction of the endoscope shaft ( 1 ) is parallel displaceable. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Lagerstellen (9, 9') im Bereich eines Umfangs der Plattform (5'), insbesondere unter einem Winkel von 90° zueinander, angeordnet sind, wobei diese Lagerstellen (9, 9') jeweils mit einem schub- und zugfesten, linear in einer Längsrichtung des Endoskopschafts (1') verschiebbaren Verschiebeelement (8, 8') verbunden sind, wobei eine dritte Lagerstelle (19), insbesondere im Zentrum der Plattform (5'), vorgesehen ist, die eine Verkippung der Plattform (5') um die dritte Lagerstelle (19) erlaubt und die längsaxiale Position des Zentrums der Plattform (5') im Endoskopschaft (1') festlegt.Endoscope according to claim 1, characterized in that two bearing points ( 9 . 9 ' ) in the area of a perimeter of the platform ( 5 ' ), in particular at an angle of 90 ° to each other, are arranged, said bearing points ( 9 . 9 ' ) each with a shear and tensile strength, linear in a longitudinal direction of the endoscope shaft ( 1' ) displaceable sliding element ( 8th . 8th' ), whereby a third depository ( 19 ), especially in the center of the platform ( 5 ' ), which is a tilting of the platform ( 5 ' ) around the third depository ( 19 ) and the longitudinal axial position of the center of the platform ( 5 ' ) in the endoscope ( 1' ). Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Lagerstellen (19', 19'') im Bereich eines Umfangs der Plattform (5'''), insbesondere unter einem Winkel von 180° diametral zueinander, angeordnet sind, wobei diese Lagerstellen (19', 19'') längsaxial zum Endoskopschaft feststehend angeordnet sind und eine Verkippung der Plattform (5''') um eine Achse (17) erlauben, die durch die zueinander angeordneten Lagerstellen (19', 19'') verläuft, wobei eine dritte Lagerstelle (9) vorgesehen ist, die mit einem schub- und zugfesten linear in einer Längsrichtung des Endoskopschafts verschiebbaren Verschiebeelement verbunden ist.Endoscope according to claim 1, characterized in that two bearing points ( 19 ' . 19 '' ) in the area of a perimeter of the platform ( 5 ''' ), in particular at an angle of 180 ° diametrically to each other, are arranged, these bearing points ( 19 ' . 19 '' ) are arranged longitudinally fixed to the endoscope shaft fixed and a tilting of the platform ( 5 ''' ) about an axis ( 17 ), through the bearing points ( 19 ' . 19 '' ), whereby a third depository ( 9 ) is provided, which is connected to a sliding and tensile linear displaceable in a longitudinal direction of the endoscope shifter sliding element. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verschiebeelemente (8, 8', 8'') unabhängig voneinander ansteuerbar und/oder antreibbar sind.Endoscope according to one of claims 1 to 4, characterized in that a plurality of displacement elements ( 8th . 8th' . 8th'' ) are independently controllable and / or driven. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle, insbesondere ein LED-Ring (13, 13'), am distalen Ende des Endoskopschafts (1, 1'), insbesondere an oder auf der Plattform (55''') oder außerhalb der Plattform (55'''), vorgesehen ist.Endoscope according to one of claims 1 to 6, characterized in that a light source, in particular an LED ring ( 13 . 13 ' ), at the distal end of the endoscope shaft ( 1 . 1' ), in particular on or on the platform ( 5 - 5 ''' ) or outside the platform ( 5 - 5 ''' ), is provided. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende des Endoskopschafts (1, 1') mittels einer transparenten Kuppelstruktur (4, 4II-VII) abgedichtet ist.Endoscope according to one of claims 1 to 7, characterized in that the distal end of the endoscope shaft ( 1 . 1' ) by means of a transparent dome structure ( 4 . 4II-VII ) is sealed. Endoskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Kuppelstruktur (4, 4II-VII) Teil der abbildenden Optik ist und optisch unterschiedliche Flächen (2020'''', 2121'''', 2222'''') aufweist, insbesondere zwei gewölbte Flächen mit unterschiedlichen Krümmungsradien oder Krümmungszentren, linsenförmig ausgebildete Flächenabschnitte (2020''', 2121'''') in einer oder mehreren Blickrichtungen oder eine polyedrische Kuppelstruktur (4IV, 4VII) bei der die Polyederflächen (2121'''', 2222'''') vorbestimmte und insbesondere wenigstens teilweise verschiedene Abbildungseigenschaften aufweisen.Endoscope according to claim 8, characterized in that the transparent dome structure ( 4 . 4II-VII ) Is part of the imaging optics and optically different surfaces ( 20 - 20 '''' . 21 - 21 '''' . 22 - 22 '''' ), in particular two curved surfaces with different radii of curvature or centers of curvature, lens-shaped surface sections ( 20 - 20 ''' . 21 - 21 '''' ) in one or more viewing directions or a polyhedral dome structure ( 4IV . 4VII ) in which the polyhedron surfaces ( 21 - 21 '''' . 22 - 22 '''' ) have predetermined and in particular at least partially different imaging properties. Endoskopiesystem mit einem Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Endoskop oder extern eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, mittels deren eine Blickrichtung und/oder eine Fokussierung des Endoskops einstellbar ist, wobei insbesondere voreingestellte Blickrichtungen und/oder Fokussierungen wählbar sind, die vorhandenen optischen Strukturen (2020'''', 2121'''', 2222'''') in der Kuppelstruktur (4, 4II-VII) entsprechen.Endoscopy system with an endoscope according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the endoscope or externally a control device is provided, by means of which a viewing direction and / or focusing of the endoscope is adjustable, in particular preset viewing directions and / or focussing are selectable, the existing optical structures ( 20 - 20 '''' . 21 - 21 '''' . 22 - 22 '''' ) in the dome structure ( 4 . 4II-VII ) correspond. Verwendung von wenigstens einem schub- und zugfesten, linear in einer Längsrichtung eines Endoskopschafts (1, 1') verschiebbaren Verschiebeelements (8, 8', 8'') zum Verkippen und/oder Verschieben einer Plattform (55''') mit einem Flächenmatrix-Sensor (6), die an einem distalen Ende eines Endoskopschafts (1, 1') eines Endoskops, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, verkippbar und/oder längsaxial verschiebbar angeordnet sind, wobei die Plattform (55''') wenigstens drei Lagerstellen (99''', 1919'') aufweist, an denen die Plattform (55''') gelenkig gelagert ist, wobei die Plattform (55''') an wenigstens einer Lagerstelle (99''') mit dem Verschiebeelement (8, 8', 8'') verbunden ist.Use of at least one shear and tensile strength, linear in a longitudinal direction of an endoscope shaft ( 1 . 1' ) displaceable sliding element ( 8th . 8th' . 8th'' ) for tilting and / or moving a platform ( 5 - 5 ''' ) with an area matrix sensor ( 6 ) attached to a distal end of an endoscope shaft ( 1 . 1' ) of an endoscope, in particular according to one of claims 1 to 9, tiltable and / or arranged längsaxialverschiebbar, wherein the platform ( 5 - 5 ''' ) at least three depositories ( 9 - 9 ''' . 19 - 19 '' ) where the platform ( 5 - 5 ''' ) is articulated, the platform ( 5 - 5 ''' ) at least one depository ( 9 - 9 ''' ) with the displacement element ( 8th . 8th' . 8th'' ) connected is. Verfahren zum Einstellen eines Endoskops nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ändern einer Blickrichtung und/oder zum Fokussieren wenigstens ein schub- und zugfestes, linear in einer Längsrichtung des Endoskopschafts (1, 1') verschiebbares Verschiebeelement (8, 8', 8'') verschoben wird, wobei mittels der Verschiebung über eine gelenkige Verbindung an einer Lagerstelle (9, 9', 9'') die Plattform (55''') verkippt und/oder verschoben wird. Method for adjusting an endoscope according to one of Claims 1 to 9, characterized in that, for changing a viewing direction and / or for focusing, at least one shear-resistant and tensile-resistant, linear in a longitudinal direction of the endoscope shaft ( 1 . 1' ) displaceable sliding element ( 8th . 8th' . 8th'' ), wherein by means of the displacement via an articulated connection at a storage location ( 9 . 9 ' . 9 '' ) the platform ( 5 - 5 ''' ) is tilted and / or moved. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuervorrichtung voreingestellte Blickrichtungen und/oder Fokussierungen wählbar sind, die vorhandenen optischen Strukturen (2020'''', 2121'''', 2222'''') in der Kuppelstruktur (4, 4II-VII) entsprechen.A method according to claim 12, characterized in that by means of a control device preset viewing directions and / or focussing are selectable, the existing optical structures ( 20 - 20 '''' . 21 - 21 '''' . 22 - 22 '''' ) in the dome structure ( 4 . 4II-VII ) correspond.
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