Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Übertragung endoskopischer Bilder, insbesondere zur Mitbeobachtung und für das Fernsehen. die gelenkig miteinander verbundenen den Strahlengang führende Glieder aufweist, wobei in den Gelenken Spiegel oder Prismen zur Umlenkung angeordnet sind, während die Glieder Linsen zur Bildumkehrung enthalten.
Es sind bereits derartige Vorrichtungen bekannt, die das endoskopische Bild durch die gelenkig miteinander verbundenen Glieder bis zum Auge des Mitbeobachters oder bis zu einem Objektiv einer Fernsehkamera übertragen. Dadurch besteht eine sehr gute Beweglichkeit des Okulars des Mitbeobachters oder der Fernsehkamera, so dass der operierende Arzt durch diese Mitbeobachtung oder durch die Fernsehaufnahme während der Operation oder der Beobachtung nicht oder kaum behindert wird. Es ist auch die Qualität des übertragenen Bildes sehr gut.
Die bekannten Vorrichtungen zeigen aber den Nachteil, dass das übertragene Bild nicht in jeder Stellung höhen- und seitenrichtig liegt. Durch die erwähnten, in den Gelenken und den Gliedern vorhandenen Spiegel, Prismen und Linsen wird nämlich das Bild mehrfach seitenverkehrt übertragen, so dass die seiten- und höhenrichtige Lage des Bildes sich nur bei einer ganz bestimmten Stellung der gelenkigen Teile zueinander ergibt. Um dies auszugleichen, sind bei den bekannten Vorrichtungen im Handstück des Gerätes Umkehrprismen drehbar angeordnet, durch die der Mitbeobachter oder Kameramann das Bild höhen- und seitenrichtig korrigieren kann.
Dies muss jedoch von Hand vorgenommen werden und erfolgt in der Regel auf Anweisung des Operateurs oder Beobachters und ist daher sehr aufwendig und umständlich. Besonders bei der Verwendung einer Fernsehkamera wirkt sich diese zusätzlich Handhabung sehr nachteilig aus.
Es ist ferner eine Kamera zur Endoskopie bekannt, insbesondere eine Spiegelreflex-Kamera, bei der im Strahlengang der Kamera ein oder mehrere zusätzliche teildurchlässige Prismen angeordnet sind, durch die ein abgezweigter Strahlengang zu einem oder mehreren Mitbeobachter-Okularen geführt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Mitbeobachtung ohne Auswechslung von Teilen durch die Kamera selbst möglich ist (DT-OS 2417 814).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art die Höhen- und Seitenrichtigkeit des Bildes automatisch durchzuführen.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, dass die Gelenke durch ein mechanisches Getriebe miteinander verbunden sind, um die Bildlage zu korrigieren. Auf diese Weise wird eine Bewegung eines Gelenkes durch das Getriebe sofort an alle anderen Gelenke in dem erfolgten Ausmass zur Verstellung der Bildlage automatisch weitergegeben. Somit erfolgt die Verstellung aller Gelenke zwangsläufig, vorzugsweise durch ein mechanisches Getriebe, gleichzeitig.
Dadurch kann jede Betätigung von Hand zur Bildkorrektur entfallen.
Sowohl der Mitbeobachter od. der Kameramann als auch der Operateur oder beobachtende Arzt brauchen sich um die Bildverstellung überhaupt nicht zu kümmern, da diese zwangsläufig automatisch durchgeführt wird und immer richtig ist. Es ist nämlich grundsätzlich klar, dass einer bestimmten Verstellung eines Gelenkes eine genau gleich grosse entsprechende Verstellung der anderen Gelenke entsprechen muss, um das Bild zu korrigieren.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in jedem Gelenk Zahnradgetriebe angeordnet sind, die durch eine etwa parallel zu den Gliedern liegende Welle miteinander in Verbindung stehen.
Ein derartiges mechanisches Getriebe ist nicht sehr kostenaufwendig und arbeitet stets zuverlässig, es lässt sich auch ohne wesentlichen Raumaufwand in die Vorrichtung einbauen.
Wenn die Gelenke in einem grösseren Umfang zueinander bewegt werden, würde eine starr eingebaute Welle eine solche Bewegung behindern, weil der Abstand der beiden Lager der Zahnräder zueinander sich hierbei ein wenig ändert. Deshalb ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Welle zweiteilig mit ineinander geschobener Hohl- und Vollwelle ausgebildet ist, wobei zur Übertragung des Drehmomentes die Vollwelle einen Stift in einem Schlitz der Hohlwelle aufweist. Eine derartige teleskopierende Welle ermöglicht ohne weiteres die erforderlichen Längenänderungen der Welle.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Welle als biegsame Welle ausgebildet ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1 mit eingebautem Erfindungsgegenstand und
Fig. 3 einen Ausschnitt gemäss Fig. 2 mit der zweiten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt dasEndoskop 9 mit dem Okular 10 für denOperateur od. den beobachtenden Arzt. Im rechten Winkel hierzu ist der abgezweigte Strahlengang in dem Glied 19 angeordnet, das nach oben zu dem Gelenk 3 führt. In diesem Gelenk 3 wird der Strahl durch Spiegel oder Prismen in das Glied 12 gelenkt, in dem ebenso wie in dem Glied 19 mehrere Linsen angeordnet sind, durch die eine Seiten- und Höhenkorrektur des Bildes erfolgt. Dies ist dem Fachmann bekannt, und muss daher nicht im Einzelnen erläutert werden.
Im Gelenk 2 erfolgt die Bildumlenkung in ähnlicher Weise in das Glied 11, und von hier über das Gelenk 1 in das Glied 17 zum Mitbeobachte-Okular 18. Es kann auch eine Fernsehkamera 20 auf dem Okular 18 montiert werden.
Infolge der Gelenke 1, 2 und 3 besteht nun die Möglichkeit, das Okular 18 im Bedarfsfall z.B. auch nur in einer Ebene zu schwenken. Dies ist dem Fachmann bekannt und muss daher nicht näher erläutert werden.
Fig. 2 zeigt das Glied 12 mit den Gelenken 2 und 3, wobei aber hier der Erfindungsgegenstand eingebaut ist. Im Gelenk 2 sind zunächst die beiden Prismen 20 und 21 mit unterbrochenen Linien angedeutet, deren Lage sich bekanntermassen durch die Drehung des Teiles 22 gegenüber dem Teil 23 des Gelenkes 2 ändert. Dies ist bereits bekannt und muss nicht näher erläutert werden.
Gemäss der Erfindung ist ein Zahnkranz 4 in dem Teil 22 angeordnet, der das Prisma 21 in dem Gehäuse des Teiles 22 um die Achse 24 drehbar umgibt und fest mit dem Teil 23 verbunden ist. Die Zähne dieses Zahnkranzes sind nur an der dem Zahnrad 5 der biegsamen Welle 6 zugewandten Stirnseite angeordnet und befinden sich mit dem Zahnrad 5 im Eingriff.
Dementsprechend sind an dem unteren Gelenk 3 in Fig. 2 der Zahnkranz 8 mit dem Zahnrad 7 der biegsamen Welle 6 im Eingriff. Die Anordnung ist hier dieselbe wie beim Gelenk 2.
Im nachfolgenden wird die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes erläutert. Wenn eine Drehung des Teiles 22 des Gelenkes 2 gegenüber dem Teil 23 erfolgt, bewegt sich das Gehäuse 25 des Teiles 22 gegenüber dem feststehenden Teil 23. Da der Zahnkranz 4 mit dem Teil 23 fest verbunden ist, entsteht eine Relativ-Bewegung auch des Zahnrades 5 zusammen mit dem Teil 22 um die Achse 24 gegenüber dem Zahn kranz 4. Dadurch wird das Zahnrad 5 durch den Zahnkranz 4 gedreht. Diese Drehung wird über die biegsame Welle 6 in gleichem Umfang auf das am anderen Ende befestigte Zahnrad 7 übertragen. Hierdurch erfolgt eine gleiche Drehung, so dass das Teil 26 gegenüber dem feststehenden Teil 27 um den genau gleichen Winkel gedreht wird. Auf diese Weise erfolgt ein entsprechender Ausgleich der Bildverschiebung, so dass das Bild korrekt im Okular 18 erscheint.
Entsprechendes ist auch an dem weiteren Gelenk 1 und gegebenenfalls an weiteren Gelenken vorgesehen, die ebenfalls durch eine derartige biegsame Welle miteinander in Verbindung stehen.
Dem Fachmann ist klar, dass die Anordnung auch anders getroffen werden kann. Beispielsweise kann die Welle auch an den feststehenden Teilen 23, 12 und 27 angeordnet sein, je nach dem, wie die Platzverhältnisse dies ermöglichen. In diesem Falle ist dann nicht erforderlich, dass es sich bei der Welle 6 um eine biegsame Welle handelt, weil die Wellenlagerungen in diesem Falle nicht verschoben werden.
Es besteht auch die Möglichkeit, anstelle der biegsamen Welle 6 die Welle nach Fig. 3 zu verwenden. Sie besteht aus einer Vollwelle 14, die in eine Hohlwelle 13 eingesteckt ist. An der Vollwelle 14 ist ein Stift 15 befestigt, der in einem Schlitz 16 der Hohlwelle in axialer Richtung bewegbar ist. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, den Abstand zwischen den Gelenken 2 und 3 zu ändern, wobei das Drehmoment über den Stift 15 stets übertragen werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Insbesondere können beliebige andere Getriebe zur Drehverstellung zweier durch die Welle miteinander verbundener Gelenke vorgesehen sein.
The invention relates to a device for transmitting endoscopic images, in particular for simultaneous observation and for television. which has articulated interconnected members guiding the beam path, mirrors or prisms being arranged in the joints for deflection, while the members contain lenses for image reversal.
Such devices are already known which transmit the endoscopic image through the articulated links to the eye of the co-observer or to a lens of a television camera. As a result, there is very good mobility of the co-observer's eyepiece or the television camera, so that the operating doctor is not or barely impeded by this co-observation or by the television recording during the operation or the observation. The quality of the transmitted image is also very good.
The known devices, however, have the disadvantage that the transferred image is not in the correct height and direction in every position. Because of the mirrors, prisms and lenses mentioned in the joints and limbs, the image is transferred repeatedly reversed, so that the correct laterally and vertically correct position of the image results only when the hinged parts are in a very specific position to one another. In order to compensate for this, reversing prisms are rotatably arranged in the handpiece of the device in the known devices, by means of which the co-observer or cameraman can correct the image in the correct height and direction.
However, this must be done by hand and is usually carried out on the instruction of the surgeon or observer and is therefore very time-consuming and laborious. This additional handling has a very disadvantageous effect, especially when using a television camera.
A camera for endoscopy is also known, in particular a reflex camera, in which one or more additional partially transparent prisms are arranged in the beam path of the camera, through which a branched beam path is guided to one or more co-observer eyepieces. This has the advantage that the camera itself can also observe it without replacing parts (DT-OS 2417 814).
The invention is based on the object of automatically performing the vertical and lateral correctness of the image in a device of the type mentioned at the beginning.
The solution to this object by the invention consists in that the joints are connected to one another by a mechanical transmission in order to correct the image position. In this way, a movement of a joint is automatically passed on immediately to all other joints to the extent that has been made for adjusting the image position. Thus, the adjustment of all joints inevitably takes place simultaneously, preferably by means of a mechanical transmission.
This means that any manual operation for image correction can be omitted.
Both the co-observer or the cameraman as well as the surgeon or observing doctor do not need to worry about the image adjustment at all, since this is inevitably carried out automatically and is always correct. It is basically clear that a specific adjustment of a joint must correspond to an adjustment of the other joints of exactly the same size in order to correct the image.
In a further embodiment of the invention it is provided that in each joint gear drives are arranged, which are connected to one another by a shaft lying approximately parallel to the links.
Such a mechanical transmission is not very expensive and always works reliably; it can also be built into the device without requiring a substantial amount of space.
If the joints are moved towards each other to a greater extent, a rigidly built-in shaft would hinder such a movement, because the distance between the two bearings of the gears changes a little. Therefore, in a further embodiment of the invention it is provided that the shaft is designed in two parts with a hollow shaft and a solid shaft pushed into one another, the solid shaft having a pin in a slot in the hollow shaft to transmit the torque. Such a telescopic shaft easily enables the required changes in length of the shaft.
However, it can also be provided that the shaft is designed as a flexible shaft.
Further advantages and details of the invention emerge from the following description of two exemplary embodiments with reference to the drawing. In this show:
1 shows a perspective illustration of a device according to the prior art;
2 shows a partially sectioned side view of part of the device according to FIG. 1 with the subject matter of the invention incorporated and
FIG. 3 shows a detail according to FIG. 2 with the second embodiment.
Fig. 1 shows the endoscope 9 with the eyepiece 10 for the surgeon or the observing doctor. At right angles to this, the branched beam path is arranged in the link 19, which leads up to the joint 3. In this joint 3, the beam is directed by mirrors or prisms into the member 12, in which, as in the member 19, several lenses are arranged, through which the image is corrected for side and height. This is known to the person skilled in the art and therefore does not need to be explained in detail.
In the joint 2, the image is deflected in a similar manner into the member 11, and from here via the joint 1 into the member 17 to the co-observation eyepiece 18. A television camera 20 can also be mounted on the eyepiece 18.
As a result of the joints 1, 2 and 3, there is now the possibility of using the eyepiece 18, e.g. to swivel only in one plane. This is known to the person skilled in the art and therefore does not need to be explained in more detail.
Fig. 2 shows the link 12 with the joints 2 and 3, but here the subject of the invention is incorporated. In the joint 2, the two prisms 20 and 21 are initially indicated with broken lines, the position of which is known to change due to the rotation of the part 22 with respect to the part 23 of the joint 2. This is already known and does not need to be explained in more detail.
According to the invention, a toothed ring 4 is arranged in the part 22, which surrounds the prism 21 in the housing of the part 22 so that it can rotate about the axis 24 and is firmly connected to the part 23. The teeth of this ring gear are only arranged on the end face facing the gear 5 of the flexible shaft 6 and are in engagement with the gear 5.
Correspondingly, at the lower joint 3 in FIG. 2, the ring gear 8 with the gear 7 of the flexible shaft 6 is in engagement. The arrangement here is the same as for joint 2.
The mode of operation of the subject matter of the invention is explained below. When the part 22 of the joint 2 rotates with respect to the part 23, the housing 25 of the part 22 moves with respect to the fixed part 23. Since the ring gear 4 is firmly connected to the part 23, a relative movement of the gear 5 also occurs together with the part 22 about the axis 24 opposite the tooth wreath 4. As a result, the gear 5 is rotated by the toothed ring 4. This rotation is transmitted to the same extent via the flexible shaft 6 to the gear wheel 7 attached to the other end. This results in the same rotation, so that the part 26 is rotated by exactly the same angle with respect to the stationary part 27. In this way, the image shift is compensated accordingly, so that the image appears correctly in the eyepiece 18.
The same is also provided on the further joint 1 and possibly on further joints, which are also connected to one another by such a flexible shaft.
It is clear to the person skilled in the art that the arrangement can also be made differently. For example, the shaft can also be arranged on the stationary parts 23, 12 and 27, depending on how the space conditions allow this. In this case it is not necessary that the shaft 6 is a flexible shaft because the shaft bearings are not displaced in this case.
There is also the possibility of using the shaft according to FIG. 3 instead of the flexible shaft 6. It consists of a solid shaft 14 which is inserted into a hollow shaft 13. A pin 15 is attached to the solid shaft 14 and can be moved in the axial direction in a slot 16 of the hollow shaft. In this way there is the possibility of changing the distance between the joints 2 and 3, the torque can always be transmitted via the pin 15.
The invention is not restricted to the embodiment shown. In particular, any other transmission can be provided for rotational adjustment of two joints connected to one another by the shaft.