DE102016217784A1

DE102016217784A1 - Kalibriersystem

Info

Publication number: DE102016217784A1
Application number: DE102016217784.2A
Authority: DE
Inventors: Holger Müller
Original assignee: Xion GmbH
Current assignee: Xion GmbH
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2018-03-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kalibriersystem zur Messung einer Dezentrierung einer Bildposition innerhalb eines optischen Geräts, mit: einem Strahlteiler an einem proximalen Ende des optischen Geräts, der ausgebildet ist, aus einem Eingangsstrahl mindestens einen Messstrahl innerhalb eines Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts in Richtung eines distalen Endes des optischen Geräts bereitzustellen; einer optischen Referenzfläche, die im Bereich des distalen Endes angeordnet ist und die ausgebildet ist, einen Verlauf des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts so zu verändern, dass ein Teil oder ein Bild des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengang des optischen Geräts zu dem proximalen Ende geführt wird; einer optischen Abbildungsfläche, die an dem proximalen Ende des optischen Geräts so angeordnet ist, dass sie innerhalb einer Bildebene des Abbildungsstrahlengangs liegt und der Teil oder das Bild des Messstrahls auf der Abbildungsfläche abgebildet wird; und mit einer Auswerteeinheit, die ausgebildet ist, eine Kalibrierinformation bezüglich eines Versatzes zwischen der Abbildung des Teils oder des Bildes des Messstrahls auf der Abbildungsfläche und einem Referenzpunkt auf der Abbildungsfläche auszugeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kalibriersystem zum Messen einer Dezentrierung einer Bildposition innerhalb eines optischen Geräts. Weiterhin betrifft die Erfindung ein medizinisches, optisches Gerät mit optischer Bildübertragung, insbesondere ein starres Endoskop, sowie ein Verfahren zum Messen einer Dezentrierung einer Bildposition in einem optischen Gerät.
Bei optischen Geräten wie beispielsweise starren Endoskopen, Otoskopen und auch anderen medizinischen optischen Geräten mit optischer Bildübertragung kann es zu deutlichen Abweichungen der Bildposition von dem Ideal eines vollständig zentrierten optischen Systems kommen. Ursachen sind Fertigungstoleranzen oder eine Durchbiegung des optischen Geräts. So kann eine Durchbiegung bei derartigen bildübertragenden optischen Systemen wegen der hohen Anzahl optischer Elemente zu deutlichen Lageveränderungen eines ausgegebenen Bildes führen, welche auch Dezentrierung genannt wird. Diese Dezentrierungen sind insbesondere bei kritischen endoskopischen Anwendungen wie Navigationssystemen und Stereoendoskopen störend.
Das Dokument DE 101 55 921 A1 beschreibt ein Kalibriersystem, das an ein starres Endoskop angeschlossen ist und ein Pechan-Prisma zum Verschieben der optischen Achse einer in dem Endoskop enthaltenen Objektivoptik hat. Weiterhin hat das Kalibriersystem einen Stellmechanismus zum Bewegen des Pechan-Prismas in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse der Objektivoptik sowie eine vergrößerte Optik, deren optische Achse parallel zur optischen Achse der Objektivoptik verläuft. Mit Verschieben des Pechan-Prismas wird das durch die Objektivoptik erzeugte Bild in der Bildebene verschoben, so dass das durch die erste Bildumformoptik umgeformte Bild von einer ersten CCD-Kamera aufgenommen wird, ohne dass eine Dezentrieraberration, eine Verkippung relativ zu einer zur optischen Achse der ersten Bildumformungsoptik senkrechten Richtung oder eine Bilddrehung um die optische Achse auftritt.
Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Kalibriersystem zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel von einem Kalibriersystem zum Messen einer Dezentrierung einer Bildposition innerhalb eines optischen Geräts erreicht. Das Kalibriersystem umfasst einen Strahlteiler an einem proximalen Ende des optischen Geräts, der ausgebildet ist, aus einem Eingangsstrahl mindestens einen Messstrahl in Richtung eines distalen Endes des optischen Geräts derart bereitzustellen, dass der Messstrahl mindestens teilweise innerhalb eines Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts geführt wird. Weiterhin hat das Kalibriersystem eine optische Referenzfläche, die im Bereich des distalen Endes angeordnet ist und die ausgebildet ist, einen Verlauf des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts so zu verändern, dass ein Teil des Messstrahls oder ein Bild des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts hin zu dem proximalen Ende geführt wird, und eine optische Abbildungsfläche, die an dem proximalen Ende des optischen Geräts so angeordnet ist, dass sie innerhalb einer Bildebene des Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts liegt und der Teil des Messstrahls oder das Bild des Messstrahls auf der Abbildungsfläche abgebildet wird. Schließlich umfasst das erfindungsgemäße Kalibriersystem eine Auswerteeinheit, die ausgebildet ist, eine Kalibrierinformation bezüglich eines Versatzes zwischen der Abbildung des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der Abbildungsfläche und einem Referenzpunkt auf der Abbildungsfläche auszugeben.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass das Verwenden eines Messstrahl, der zumindest teilweise innerhalb des Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts geführt wird, nicht zu einer Verbreiterung des optischen Geräts durch das Kalibriersystem beiträgt, was insbesondere für optische Geräte aus dem medizinischen Bereich von Vorteil sein kann.
Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass durch das erfindungsgemäße Kalibriersystem auch während eines Betriebs des optischen Geräts die Kalibrierinformation bestimmt werden kann, so dass eine entsprechende elektronische Bildverarbeitung die aktuelle Kalibrierinformation nutzen kann, um die Dezentrierung bei einer Bildausgabe zu berücksichtigen und gegebenenfalls zu korrigieren.
Bis auf die optische Referenzfläche sind sämtliche Bestandteile des Kalibriersystems am proximalen Ende des optischen Geräts ausgebildet. Dadurch erlaubt das Kalibriersystem sowohl ein sehr dünnes distales Ende des mit dem Kalibriersystem ausgestatteten optischen Geräts als auch ein Anschließen oder Abtrennen des Kalibriersystems von dem optischen Gerät während des Betriebs des optischen Geräts. Solch ein Anschließen oder Abtrennen kann beispielsweise durch eine anschließbare oder abtrennbare Auswerteeinheit realisiert sein.
Da die optischen Komponenten des optischen Geräts durch das Kalibriersystem nicht verändert oder neu angeordnet werden brauchen, erlaubt das Kalibriersystem auch eine besonders einfache Anordnung des Kalibriersystems an das optische Gerät.
Weiterhin erlaubt das Kalibriersystem eine Nutzung mehrerer Messstrahlen, was für die Messung mehrerer Dezentrierungen von mehreren Bildpositionen vorteilhaft sein kann. Dies ist besonders relevant zur Korrektur von Verzeichnungen von Bildern des optischen Geräts, also bei lokalen Veränderungen des Abbildungsmaßstabs des optischen Geräts auf der Abbildungsfläche.
Durch das optische Gerät können ausgedehnte Objekte untersucht werden, wobei dadurch ein Volumen von Bildebenen realisiert ist, in denen verschiedene Ebenen des ausgedehnten Objekts durch den Abbildungsstrahlengang abgebildet werden. Die optische Abbildungsfläche ist hierbei typischerweise in genau einer dieser Bildebenen angeordnet.
Als Versatz zwischen dem Referenzpunkt und der Abbildung des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der Abbildungsfläche wird im Rahmen der Erfindung eine Distanz betrachtet. Diese Distanz steht zu einem geometrischen Abstand zwischen der Abbildung des Messstrahls und dem Referenzpunkt in direktem funktionalen Zusammenhang, beispielsweise durch eine durch eine Abbildung des geometrischen Abstands auf eine Bezugsachse der Abbildungsfläche gebildete Abstands-Komponente.
Der optische Messstrahl kann sowohl Licht aus dem sichtbaren Wellenlängenbereich, als auch aus dem nicht sichtbaren Wellenlängenbereich aufweisen.
Als Abbildungsstrahlengang des optischen Geräts seien im Folgenden alle möglichen Verläufe eines Strahls innerhalb des optischen Geräts bezeichnet.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kalibriersystems beschrieben.
In einer Ausführungsform umfasst die optische Abbildungsfläche eine erste Abbildungsfläche und eine zweite Abbildungsfläche, wobei das optische Gerät stereoskopisch ausgebildet ist, und die erste und zweite Abbildungsfläche einem ersten und einem zweiten Bildkanal einer stereoskopischen Abbildung zugeordnet sind. Insbesondere stereoskopisch ausgebildete optische Geräte können durch ungleichmäßige Einflüsse auf den ersten und zweiten Bildkanal der stereoskopischen Abbildung, wie beispielsweise während einer Durchbiegung, eine Rektifizierung erforderlich machen. Trotz einer ersten und zweiten Abbildungsfläche kann eine abschließende Bildgebung des optischen Geräts bevorzugt eine einzige stereoskopische Abbildung bereitstellen.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kalibriersystems ist die Auswerteeinheit ausgebildet, die Kalibrierinformation aus einem Vergleich des ersten Bildkanals der stereoskopischen Abbildung auf der optischen Abbildungsfläche mit dem zweiten Bildkanal der stereoskopischen Abbildung auf der optischen Abbildungsfläche zu bestimmen. In einer Variante dieser Ausführungsform wird eine Relativmessung der Dezentrierung zwischen den beiden stereoskopischen Abbildungskanälen durch die Auswerteeinheit durchgeführt. Eine solche Relativmessung kann dazu genutzt werden, eine vorteilhafte relative Ausrichtung der beiden stereoskopischen Halbbilder des ersten und zweiten Bildkanals zu bestimmen und beispielsweise mittels einer elektronischen Lagejustierung der beiden Halbbilder im Rahmen einer abschließenden Bildausgabe des optischen Geräts zu korrigieren. In einer weiteren Variante wird die Kalibrierinformation aus einem Vergleich eines geometrischen Abstands zwischen den Abbildungen des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der optischen Abbildungsfläche durch den ersten und zweiten Bildkanal bestimmt. Hierbei wird der geometrische Abstand zwischen den beiden Abbildungen mit einem vordefinierten Soll-Abstand einer idealen Abbildung verglichen, wobei die zweite Abbildung durch den zweiten Bildkanal der Referenzpunkt dieser Ausführungsform ist. Hierbei ist die ideale Abbildung diejenige Abbildung, die der Teil des Messstrahls oder das Bild des Messstrahls auf der Abbildungsfläche im Rahmen eines perfekt zentrierten Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts bildet. In einer anderen Variante ist die zweite Abbildung durch den zweiten Bildkanal der Referenzpunkt für die erste Abbildung des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der Abbildungsfläche, und die Kalibrierinformation wird aus einer Veränderung des geometrischen Abstands zwischen diesen beiden Abbildungen im Vergleich zu einem früheren Zeitpunkt bestimmt. Diese Variante ist besonders Vorteilhaft, da es sich bei stereoskopischen Anwendungen meist nicht um Messungen relativ zur einer optischen Achse des stereoskopischen Systems handelt, sondern um einen Vergleich zwischen beiden optischen Kanälen.
In einer besonders bevorzugten Variante der vorherigen Ausführungsform ist die Auswerteeinheit weiterhin ausgebildet, die Kalibrierinformation bezüglich eines vertikalen Versatzes zwischen dem Bild des Messstrahls durch den ersten Bildkanal und dem Bild des Messstrahls durch den zweiten Bildkanal zu bestimmen, wobei der vertikale Versatz entlang einer Richtung bestimmt wird, die senkrecht zu einer durch die Schnittpunkte einer ersten und zweiten optischen Achse des ersten und zweiten Bildkanals mit der optischen Abbildungsfläche gebildeten horizontalen Achse orientiert ist. In stereoskopischen optischen Geräten tritt typischerweise durch stereoskopische Parallaxe ein entfernungsabhängiger gewollter Versatz auf, falls ein Objektabstand eines zu untersuchenden Objekts von beiden Objektiven am distalen Ende des optischen Geräts nicht bekannt ist. Vor diesem Hintergrund ist das Kalibriersystem dieser Variante besonders vorteilhaft, da nur ein vertikaler Versatz korrigiert wird, während ein gewollter Versatz in einer Richtung entlang der horizontalen Achse nicht von der Auswerteeinheit berücksichtigt wird. Folglich wird durch das Kalibriersystem zwischen gewolltem (durch Parallaxe) Versatz und ungewolltem (durch Dezentrierung) Versatz unterschieden. Da der genaue Schnittpunkt der optischen Achsen mit der optischen Abbildungsfläche oftmals nicht genau bekannt ist, kann die Orientierung der vertikalen Achse anhand geeigneter Ausrichtungsmerkmale der stereoskopischen Abbildung erfolgen, wie beispielsweise den Mittelpunkten einer jeweiligen Abbildung über einen entsprechenden Bildkanal.
In einer weiteren Ausführungsform liegt die optische Referenzfläche innerhalb einer Objektebene eines durch das optische Gerät zu untersuchenden Objekts. Dies ist vorzugsweise eine Ausführungsform eines in einem stereoskopischen optischen Gerät angeordneten Kalibriersystems. In einer Variante wird der Vergleich zwischen dem ersten und zweiten Bildkanal über einen Vergleich der Bilder des auf die Objektebene gefallenen Messstrahls realisiert. In einer weiteren Variante wird das Bild des in die Objektebene projizierten Messstrahls durch eine weitere Strahlteilung umgelenkt, so dass die optische Abbildungsfläche des Kalibriersystems eine separate Fläche ist, die nicht zur abschließenden stereoskopischen Abbildung des Objekts im Rahmen des optischen Geräts nutzbar ist. Hierbei ist die Abbildungsfläche beispielsweise ein separater ortsauflösender Sensor. Da es sich bei dem zu untersuchenden Objekt typischerweise um ein ausgedehntes Objekt handelt, bildet das Objekt ein Volumen, welches eine Vielzahl von Objektebenen einschließt. Die optische Referenzfläche dieser Ausführungsform kann daher innerhalb mehrerer Objektebenen liegen, kann gekrümmt sein oder aus mehreren einzelnen Flächen zusammengesetzt sein.
In einer weiteren Ausführungsform sind der Strahlteiler und der erste und zweite Bildkanal so angeordnet, dass der durch den Strahlteiler in den Abbildungsstrahlengang des optischen Geräts geführte Messstrahl in Richtung des distalen Endes durch den ersten Bildkanal geführt wird und ein Bild des Messstrahls auf dem zu untersuchenden Objekt über den zweiten Bildkanal auf die optische Abbildungsfläche abgebildet wird. Insbesondere wird in einer Variante der Messstrahl nur über den ersten Bildkanal zum distalen Ende geführt und das Bild des Messstrahls wird nur über den zweiten Bildkanal zur optischen Abbildungsfläche geführt. Durch ein Führen des Messstrahls sowie des Bildes des Messstrahls über zwei verschiedene Bildkanäle des Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts, kann in dieser Ausführungsform vermieden werden, dass sich Dezentrierungen durch entgegengesetztes Durchlaufen desselben Lichtweges gegenseitig aufheben. Folglich kann in dieser Ausführungsform durch die Auswerteeinheit eine Kalibrierinformation gewonnen werden, die eine relative Dezentrierung der beiden Bildkanäle zueinander umfasst.
In einer Ausführungsform ist die optische Referenzfläche eine zumindest teilweise reflektierende plane Komponente im Bereich des distalen Endes des optischen Geräts. Diese Ausführungsform wird bevorzugt für Kalibriersysteme eines monoskopischen optischen Geräts genutzt. In einer besonders bevorzugten Variante ist die plane Komponente ausgebildet, Licht aus dem sichtbaren Wellenlängenbereich zu transmittieren und Licht der Wellenlänge des Messstrahls zu reflektieren, wobei die Wellenlänge des Messstrahls nicht im sichtbaren Wellenlängenbereich liegt. Hierdurch kann vorteilhaft die Bildwiedergabe des optischen Geräts hinsichtlich des abzubildenden Objekts von der planen Komponente unbeeinflusst sein. In einer weiteren vorteilhaften Variante dieser Ausführungsform ist die plane Komponente an einem Eintrittsfenster des optischen Geräts angeordnet, wobei das Eintrittsfenster für einen objektseitigen Lichteintritt ausgebildet ist. Vorteilhaft ist diese Ausführungsform auch für ein stereoskopisches optisches Gerät, wobei vorteilhaft beide Bildkanäle des optischen Geräts durch das Kalibriersystem genutzt werden, wobei in beiden Bildkanälen die plane Komponente oder eine erste und eine zweite entsprechende plane Komponente im Bereich des distalen Endes des optischen Geräts angeordnet ist. In dieser Variante kann besonders vorteilhaft eine Verkippung der planen Komponente korrigiert werden, falls diese die stereoskopische Bildwiedergabe beeinflusst. In einer Variante weist dass Kalibriersystem für ein stereoskopisches optisches Gerät durch einen geeigneten Strahlteiler einen ersten und einen zweiten Messstrahl auf, wobei beide Messstrahlen jeweils an der planen Komponente zu dem proximalen Ende des optischen Geräts zurückreflektiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit weiterhin ausgebildet, die Kalibrierinformation aus einer örtlichen Verschiebung der Abbildung des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der optischen Abbildungsfläche zu bestimmen. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführungsform für Kalibriersysteme eines monoskopischen optischen Geräts bei denen die Objektebene die optische Referenzfläche bildet. Eine absolute Dezentrierung kann in diesem Fall nicht durch das erfindungsgemäße Kalibriersystem bestimmt werden. So heben sich während des Verlaufs des Messstrahls hin zum distalen Ende und zurück zum proximalen Ende Zentrierungsfehler des optischen Geräts gegenseitig auf. Allerdings kann durch die örtliche Verschiebung, also eine Positionsverschiebung des Messstrahls auf der optischen Abbildungsfläche, die Kalibrierinformation bestimmt werden. Hierbei kommt der Vorteil zum Tragen, dass das erfindungsgemäße Kalibriersystem während eines Betriebs des optischen Geräts kontinuierlich genutzt werden kann, so dass dynamische Veränderungen des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der optischen Abbildungsfläche erfasst werden können.
Vorzugsweise weist die Auswerteeinheit einen ortsauflösenden Sensor zur Messung einer Position des Messstrahls auf der optischen Abbildungsfläche auf. Hierbei kann eine Ortsauflösung über eine Winkelauflösung des Sensors vorliegen. In einer Variante dieser Ausführungsform ist der ortsauflösende Sensor in der Ebene der optischen Abbildungsfläche angeordnet. In einer besonders vorteilhaften Variante ist die Auswerteeinheit weiterhin ausgebildet, das auf der Abbildungsfläche abgebildete Bild des zu untersuchenden Objekts an eine Bildgebungselektronik des optischen Geräts zu übertragen, wobei nur diejenigen Bilder des zu untersuchenden Objekts übertragen werden, auf denen der Messstrahl, beispielsweise aufgrund einer zeitlichen Modulation (Zeitmultiplex-Verfahren), nicht abgebildet ist. Hierdurch wird vorteilhaft eine Ausgabe des optischen Geräts ohne störenden Messstrahl ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Auswerteeinheit eine digitale Kamera, die am oder im optischen Gerät angeordnet ist. Hierdurch kann eine besonders genaue Kalibrierinformation bestimmt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Kalibriersystem weiterhin eine Signalverarbeitungseinheit auf, die mit der Auswerteeinheit und einer Bildgebungselektronik des optischen Geräts elektrisch verbunden ist und die ausgebildet ist, die Kalibrierinformation von der Auswerteeinheit zu empfangen und abhängig von der Kalibrierinformation ein Steuersignal an die Bildgebungselektronik auszugeben. Hierbei kann besonders vorteilhaft während eines Betriebs des optischen Geräts, beispielsweise während einer medizinischen Operation, die Dezentrierung des Objektbildes des optischen Geräts durch die Kalibrierinformation korrigiert werden. So kann die Kalibrierinformation beispielsweise in regelmäßigen zeitlichen Abständen an die Signalverarbeitungseinheit gesendet werden, die wiederum durch ein Steuersignal die Bildgebungselektronik zu einer Korrektur des ausgegebenen Bildes entsprechend der Kalibrierinformation führt. In einer Variante ist das Kalibriersystem weiter ausgebildet, ein Informationsanfrage-Signal der Bildgebungselektronik zu empfangen und dadurch ein Senden der momentanen Kalibrierinformation an die Signalverarbeitungseinheit auszulösen. Hierbei bildet das erfindungsgemäße Kalibriersystem folglich ein Messglied eines Regelkreises zur Regelung der Zentrierung des Bildes des abzubildenden Objekts. Eine solche Korrektur der Zentrierung kann weiterhin durch optische oder mechanische Komponenten realisiert werden.
Vorzugsweise weist der Strahlteiler des Kalibriersystems einen Spiegel auf, der mindestens in einem Wellenlängenbereich mindestens teilweise reflektierend für den Eingangsstrahl ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein Messstrahl mit vorbestimmter Wellenlänge durch den Strahlteiler bereitgestellt werden. Als solcher teilreflektierender Spiegel eignen sich teilreflektierende Bauteile wie beispielsweise Planplatten, Strahlteilerwürfel, Planspiegel, reflektierende Schichten, Prismen. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführungsform beispielsweise wenn der Strahlteiler im nicht sichtbaren Spektrum des Eingangsstrahls, beispielsweise für Infrarotlicht, teilweise reflektierend ist. Hierbei gelangt der Messstrahl als Infrarotlicht zum distalen Ende des optischen Geräts, während der Strahlteiler eine hohe Transmission für sichtbares Licht aufweist, welches zum Ausleuchten des zu untersuchenden Objekts verwendet werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Strahlteiler ausgebildet, über eine optische Komponente in einem Teilbereich eines Strahlquerschnitts des Eingangsstrahls und/oder des Abbildungsstrahlengangs einen Messstrahl durch geometrische Strahlteilung bereitzustellen. Eine derartige optische Komponente kann beispielsweise ein Prisma, eine Linse, eine Planplatte oder ein Planspiegel sein. In einer besonders vorteilhaften Variante dieser Ausführungsform wird der Eingangsstrahl von dem Strahlteiler des Kalibriersystems derart weitergeleitet, dass ein Teil des Eingangsstrahls zum Ausleuchten des mit dem optischen Gerät zu untersuchenden Objekts genutzt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Strahlteiler ausgebildet, eine optische Komponente derart zu bewegen, dass er aus dem Eingangsstrahl einen zeitlich modulierten Messstrahl bereitstellt. Hierdurch kann bei zeitlich besonders kurz gepulsten Messsignalen eine Sichtbarkeit des Messstrahls im Bild des zu untersuchenden Objektes vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Messstrahl als strukturierte Beleuchtung des zu untersuchenden Objekts ausgebildet, derart dass ein vorbestimmter Teil eines Messstrahlquerschnitts auf der optischen Referenzfläche dunkler als eine Umgebung des vorbestimmten Teils auf der optischen Referenzfläche ist. Eine hierdurch bereitgestellte Messmarke wird auf der Abbildungsfläche zusammen mit dem Messstrahl abgebildet, während ein restlicher Teil des Messstrahls vorteilhaft zum Beleuchten des zu untersuchenden Objekts verwendet werden kann. In einer Variante des ersten Aspekts der Erfindung wird diese Messmarke zeitlich moduliert, insbesondere durch eine modulierbare Lichtquelle, wie beispielsweise einen Flüssigkristallbildschirm, um hierdurch vorteilhaft eine Auswertung durch die Auswerteeinheit zu ermöglichen.
Als Referenzunkt ist im Rahmen der Erfindung ein Merkmal bezüglich der Abbildungsfläche zu verstehen. In Ausführungsformen kann es sich dabei beispielsweise um einen weiteren auf der Abbildungsfläche abgebildeten Messstrahl, oder um einen durch die Auswerteeinheit bestimmten Mittelpunkt der Abbildung des optischen Kanals auf der Abbildungsfläche, oder um einen festen Punkt einer Kante der Abbildungsfläche, oder um einen vordefinierten Bezugspunkt auf der Abbildungsfläche, oder um eine Kombination daraus handeln.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung medizinisches, optisches Gerät mit optischer Bildübertragung vorgeschlagen, insbesondere ein starres Endoskop, das ein Kalibriersystem zur Messung einer Dezentrierung einer Bildposition gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.
Das optische Gerät kann vorteilhaft die Dezentrierung des eigenen Abbildungsstrahlengangs bestimmen. Hierbei ist insbesondere für ein starres Endoskop das erfindungsgemäße Kalibriersystem vorteilhaft, da dass Kalibriersystem durch den im Abbildungsstrahlengang geführten Messstrahl ein schmales distales Ende des optischen Gerätes erlaubt.
Weiterhin kann durch das Kalibriersystem kontinuierlich das ausgegebene Bild des optischen Geräts bezüglich seiner Dezentrierung oder Verzeichnung überwacht werden. Dies kann dabei helfen, Fehler der Bildwiedergabe während einer medizinischen Operation mit dem optischen Gerät zu vermeiden.
Vorzugsweise hat das optische Gerät eine Lichtquelle, die ausgebildet ist, das Eingangssignal bereitzustellen. Besonders bevorzugt wird hierbei Licht der Lichtquelle über eine Faser oder über eine Vielzahl von lichtübertragenden Fasern zu dem Kalibriersystem geleitet. Dies ermöglicht vorteilhaft eine besonders präzise Ausrichtung des Eingangssignals bezüglich des Signalteilers des Kalibriersystems. Die Lichtquelle kann beispielsweise ein Diodenlaser, eine oder mehrere LEDs oder eine mit einem Blender ausgestattete Lampe sein. Die Lichtquelle kann zur Vermeidung der Sichtbarkeit des Messstrahls in der Abbildung des beobachteten Objekts zeitlich moduliert werden. In einer weiteren Ausführungsform weist das optische Gerät eine erste Lichtquelle zum Bereitstellen des Eingangssignals und eine zweite Lichtquelle zur Beleuchtung eines zu untersuchenden Objekts auf. Zur Erhöhung des Kontrastes können beide Lichtquellen zeitlich entgegengesetzt moduliert werden. In einer Variante dieser Ausführungsform, werden die Lichtstrahlen beider Lichtquellen über den Strahlteiler zumindest teilweise umgelenkt.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Messen einer Dezentrierung einer Bildposition in einem optischen Gerät vorgeschlagen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

– Bereitstellen mindestens eines Messstrahls in Richtung eines distalen Endes des optischen Geräts aus einem Eingangsstrahls an einem proximalen Ende des optischen Geräts und Führen des Messstrahls innerhalb mindestens eines Teils eines Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts;
– Verändern eines Verlaufs des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs, so dass ein Teil des Messstrahls oder ein Bild des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs hin zu dem proximalen Ende geführt wird;
– Abbilden des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf einer optischen Abbildungsfläche an dem proximalen Ende des optischen Geräts; und
– Ausgeben einer Kalibrierinformation bezüglich eines Versatzes zwischen der Abbildung des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der Abbildungsfläche und einem Referenzpunkt auf der Abbildungsfläche.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es eine kontinuierliche Ausgabe der Kalibrierinformation während eines Betriebs des optischen Geräts erlaubt. Insbesondere können alle Verfahrensschritte während eines Betriebs des optischen Geräts ausgeführt werden. Weiterhin hat das Verfahren den Vorteil, dass die Kalibrierinformation schnell bestimmt und ausgegeben werden kann. Hierbei kann auf eine Beobachtung des Messsignals über einen langen Zeitraum zur Bestimmung der Kalibrierinformation verzichtet werden.
Die Erfindung soll nun anhand von in den Figuren schematisch abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Von den Figuren zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kalibriersystems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kalibriersystems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
3 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kalibriersystems 100 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
Das Kalibriersystem 100 zur Messung einer Dezentrierung einer Bildposition innerhalb eines optischen Geräts 105 weist einen Strahlteiler 110 auf, der an einem proximalen Ende 107 des optischen Geräts 105 angeordnet ist. Das optische Gerät 105 ist hierbei stereoskopische ausgebildet und weist daher einen ersten Bildkanal 120 und einen zweiten Bildkanal 125 mit entsprechenden optischen Komponenten 128 auf. Der Strahlteiler 110 ist als Spiegel ausgebildet, wobei er zumindest in einem Teilbereich eines Strahlquerschnitts eines Eingangsstrahls 130 einen Messstrahl 140 in Richtung eines distalen Endes 109 des optischen Geräts 105 derart bereitstellt, dass der Messstrahl 140 mindestens teilweise innerhalb des ersten Bildkanals 120 eines Abbildungsstrahlengangs 129 des optischen Geräts 105 geführt wird. Der Eingangsstrahl 130 wird hierbei von einer Lichtquelle 135 bereitgestellt. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Teil des Eingangsstrahls, der nicht von dem Strahlteiler als Messstrahl abgelenkt wird, zusätzlich zum Ausleuchten eines durch das optische Gerät abzubildenden Objekts genutzt. In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Strahlteiler derart ausgebildet, dass ein erster Messstrahl für den ersten Bildkanal und ein zweiter Messstrahl für den zweiten Bildkanal bereitgestellt sind.
Weiterhin hat das Kalibriersystem 100 eine optische Referenzfläche 150, die im Bereich des distalen Endes 109 angeordnet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist optische Referenzfläche 150 eine Objektebene 155 eines durch das optische Gerät 105 zu untersuchenden Objekts 158. Auf der optischen Referenzfläche 150 entsteht ein Bild 145 des Messstrahls 140, welches innerhalb des Abbildungsstrahlengangs 129 des optischen Geräts 105 über den ersten und den zweiten Bildkanal 120, 125 hin zu dem proximalen Ende 107 des optischen Geräts 105 geführt wird.
An dem proximalen Ende 107 wird das Bild 145 des Messstrahls 140 so auf einer optischen Abbildungsfläche 160 abgebildet. Diese ist an dem proximalen Ende 107 so angeordnet, dass sie innerhalb einer Bildebene des Abbildungsstrahlengangs 129 des optischen Geräts 105 liegt. Weiterhin umfasst die optische Abbildungsfläche 160 eine erste Abbildungsfläche 164 die dem ersten Bildkanal 120 zugeordnet ist und eine zweite Abbildungsfläche 168 die dem zweiten Bildkanal 125 zugeordnet ist. Folglich wird das Bild 145 des Messstrahls 140 als ein erstes proximales Bild 165 auf der ersten Abbildungsfläche 164 und als ein zweites proximales Bild 169 auf der zweiten Abbildungsfläche 168 abgebildet.
Eine Auswerteeinheit 170 des Kalibriersystems 100 ist weiterhin ausgebildet, eine Kalibrierinformation 180 bezüglich eines Versatzes zwischen der Abbildung 165, 169 des Bildes 145 des Messstrahls 140 auf der Abbildungsfläche 160 und einem Referenzpunkt auszugeben, wobei der Referenzpunkt diejenige Abbildung ist, die das proximale Bild des Messstrahls 140 auf der Abbildungsfläche 160 im Rahmen eines perfekt zentrierten Abbildungsstrahlengangs 129 des optischen Geräts 105 bildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Kalibriersystems 100 umfasst die Auswerteeinheit 170 eine digitale Kamera 175, die im optischen Gerät 105 angeordnet ist. Die Kalibrierinformation 180 wird hierbei aus einem Vergleich der jeweiligen Bildpositionen des ersten proximalen Bildes 165 auf der ersten Abbildungsfläche 164 und des zweiten proximalen Bildes 169 auf der zweiten Abbildungsfläche 168 bestimmt. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Auswerteeinheit sowohl einen ortsauflösenden Sensor zur Messung einer Position des Messstrahls auf der optischen Abbildungsfläche auf als auch eine optische Vorrichtung, die ausgebildet ist das proximale Bild oder die proximalen Bilder des Messstrahls auf der optischen Abbildungsfläche hin zu dem ortsauflösenden Sensor zu führen.
Das Kalibriersystem 100 weist weiterhin eine Signalverarbeitungseinheit 190 auf, die sowohl mit der Auswerteeinheit 170, als auch mit einer Bildgebungselektronik 195 des optischen Geräts 105 elektrisch verbunden ist. Die Signalverarbeitungseinheit 190 ist dabei ausgebildet, die Kalibrierinformation 180 von der Auswerteeinheit 170 zu empfangen und abhängig von der Kalibrierinformation 180 ein Steuersignal 193 an die Bildgebungselektronik 195 auszugeben. Das Empfangen der Kalibrierinformation 180 erfolgt hierbei in regelmäßigen zeitlichen Abständen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das optische Gerät 105 ein starres stereoskopisches Endoskop.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kalibriersystems 200 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
Hierbei ist das Kalibriersystem 200 zur Messung einer Dezentrierung einer Bildposition innerhalb eines monoskopischen optischen Geräts 205 ausgebildet. Im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten Kalibriersystem 100, weist der Abbildungsstrahlengang 129 des optischen Geräts 205 also nur einen Bildkanal 220 auf, und die Abbildungsfläche 160 ist nicht zweigeteilt, wie in dem Kalibriersystem 100.
Während der Strahlteiler 110 wie in 1 dargestellt den Messstrahl 140 am distalen Ende 109 des optischen Geräts 205 bereitstellt, ist die optische Referenzfläche 150 eine zumindest teilweise reflektierende plane Komponente 250 an einem distalen Eintrittsfenster des optischen Geräts 205. In dem dargestellten Ausführungsbespiel ist die Referenzfläche 150 dazu ausgebildet, nur Licht aus einem bestimmten Wellenlängenbereich zu reflektieren. Hierbei ist der Wellenlängenbereich so gewählt, dass eine Beeinflussung der Bilderfassung des zu untersuchenden Objektes 158 in der Objektebene 155 durch die plane Komponente vermieden wird. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Strahlteiler ebenfalls ausgebildet, Wellenlängen-abhängig zu reflektieren. Insbesondere ist der Strahlteiler in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ein Spiegel, der mindestens in einem Wellenlängenbereich teildurchlässig für den Eingangsstrahl ist.
Der durch die optische Referenzfläche 150 reflektierte Teil des Messstrahls 140 wird durch den Bildkanal 220 zurück zu dem proximalen Ende 107 des optischen Geräts 205 reflektiert, wo auf der Abbildungsfläche 160 ein proximales Bild 260 des Messstrahls 140 bereitgestellt ist. Das proximale Bild 260 kann dabei auch von einer eventuell auftretenden Verkippung der planen Komponente 250 beeinflusst werden.
Die Auswerteeinheit 270 umfasst wiederum eine digitale Kamera 175, wobei die Auswerteeinheit 270 im Unterschied zu der Auswerteeinheit 170 aus dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, die Kalibrierinformation 180 aus einer örtlichen Verschiebung der Abbildung des reflektierten Teils des Messstrahls 140 auf der optischen Abbildungsfläche 160 zu bestimmen. Die Auswerteeinheit 270 erfasst ein örtliches Verschieben der Abbildung 260 des Messstrahls 140 auf der Abbildungsfläche 160 und gibt eine entsprechende Kalibrierinformation 180 an die Signalverarbeitungseinheit 190 aus. Das örtliche Verschieben wird durch einen Versatz der Abbildung 260 von einem durch eine Kante der Abbildungsfläche 160 gebildeten Referenzpunkt aus erfasst. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird das örtliche Verschieben der Abbildung über einen vorbestimmte Zeitraum erfasst, um aus einer Verschiebung der Abbildung über den erfassten Zeitraum die Kalibrierinformation zu bestimmen. Bei einem derartigen dynamischen Erfassen der Kalibrierinformation dient in dem entsprechenden Ausführungsbeispiel ein Punkt der Abbildung zu einem früheren Zeitpunkt des vorbestimmten Zeitraums als Referenzpunkt,
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Auswerteeinheit einen ortauflösenden Bildsensor in der oder nahe bei der Abbildungsfläche. In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Auswerteeinheit einen zwischen Abbildungsfläche und Strahlteiler angeordneten zweiten Strahlteiler, über den das Bild des reflektierten Messstrahls zu einer Kamera der Auswerteeinheit geführt wird, während ein weiterer Teil des auf der Abbildungsfläche abgebildeten zu untersuchenden Objekts von einer entsprechenden Bildgebungselektronik mit einem entsprechenden optischen Empfangssystem empfangen wird.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das optische Gerät stereoskopisch ausgebildet und sowohl der erste Bildkanal als auch der zweite Bildkanal weisen jeweils ein Kalibriersystem entsprechend dem Kalibriersystem 200 auf, wobei die Auswerteeinheit in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, das proximale Bild des Messstrahls aus dem ersten Bildkanal und aus dem zweiten Bildkanal miteinander zu vergleichen und dadurch die Kalibrierinformation zu bestimmen. Hierbei weist das stereoskopische optische Gerät in einer vorteilhaften Variante dieses Ausführungsbeispiels eine gemeinsame optische Referenzfläche für den ersten und zweiten Bildkanal auf.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 300 gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen einer Dezentrierung einer Bildposition in einem optischen Gerät, weist die im Folgenden erläuterten Schritte auf:
In einem ersten Schritt 310 wird mindestens ein Messstrahl in Richtung eines distalen Endes des optischen Geräts aus einem Eingangsstrahls an einem proximalen Ende des optischen Geräts bereitgestellt und der Messstrahl innerhalb mindestens eines Teils eines Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts geführt.
Ein zweiter Schritt 320 umfasst ein Verändern eines Verlaufs des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs, so dass ein Teil des Messstrahls oder ein Bild des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs hin zu dem proximalen Ende geführt wird.
Daraufhin wird in einem dritten Schritt 330 ein Teil des ersten Messstrahls oder eine Bild des ersten Messstrahls auf einer optischen Abbildungsfläche an dem proximalen Ende des optischen Geräts abgebildet.
Abschließend umfasst der vierte und letzte Schritt 340 des Verfahrens 300 ein Ausgeben einer Kalibrierinformation bezüglich eines Versatzes zwischen der Abbildung des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der Abbildungsfläche und einem Referenzpunkt auf der Abbildungsfläche.
Bezugszeichenliste

100: erste Ausführungsform des Kalibriersystems
105: stereoskopisches optisches Gerät
107: proximales Ende
109: distales Ende
110: Strahlteiler
120: erster Bildkanal
125: zweiter Bildkanal
128: optische Komponenten
129: Abbildungsstrahlengang
130: Eingangsstrahl
135: Lichtquelle
140: Messstrahl
145: Bild des Messstrahls
150: optische Referenzfläche
155: Objektebene
158: zu untersuchendes Objekt
160: optische Abbildungsfläche
164: erste optische Abbildungsfläche
165: erstes proximales Bild
168: zweite optische Abbildungsfläche
169: zweites proximales Bild
170: Auswerteeinheit
175: digitale Kamera
180: Kalibrierinformation
190: Signalverarbeitungseinheit
193: Steuersignal
195: Bildgebungselektronik
200: zweites Ausführungsbeispiel des Kalibriersystems
205: monoskopisches optisches Gerät
220: Bildkanal
250: plane Komponente
260: proximales Bild
270: Auswerteeinheit gemäß zweitem Ausführungsbeispiel
300: Verfahren
310: erster Schritt
320: zweiter Schritt
330: dritter Schritt
340: vierter Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10155921 A1 [0003]

Claims

Kalibriersystem zur Messung einer Dezentrierung einer Bildposition innerhalb eines optischen Geräts, mit – einem Strahlteiler an einem proximalen Ende des optischen Geräts, der ausgebildet ist, aus einem Eingangsstrahl mindestens einen Messstrahl in Richtung eines distalen Endes des optischen Geräts derart bereitzustellen, dass der Messstrahl mindestens teilweise innerhalb eines Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts geführt wird, – einer optischen Referenzfläche, die im Bereich des distalen Endes angeordnet ist und die ausgebildet ist, einen Verlauf des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts so zu verändern, dass ein Teil des Messstrahls oder ein Bild des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts hin zu dem proximalen Ende geführt wird, – einer optischen Abbildungsfläche, die an dem proximalen Ende des optischen Geräts so angeordnet ist, dass sie innerhalb einer Bildebene des Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts liegt und der Teil des Messstrahls oder das Bild des Messstrahls auf der Abbildungsfläche abgebildet wird, und – einer Auswerteeinheit, die ausgebildet ist, eine Kalibrierinformation bezüglich eines Versatzes zwischen der Abbildung des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der Abbildungsfläche und einem Referenzpunkt auf der Abbildungsfläche auszugeben.
Kalibriersystem gemäß Anspruch 1, bei dem die optische Abbildungsfläche eine erste Abbildungsfläche und eine zweite Abbildungsfläche umfasst, wobei das optische Gerät stereoskopisch ausgebildet ist, und die erste und zweite Abbildungsfläche einem ersten und einem zweiten Bildkanal einer stereoskopischen Abbildung zugeordnet sind.
Kalibriersystem gemäß Anspruch 2, bei dem die Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Kalibrierinformation aus einem Vergleich des ersten Bildkanals der stereoskopischen Abbildung auf der optischen Abbildungsfläche mit dem zweiten Bildkanal der stereoskopischen Abbildung auf der optischen Abbildungsfläche zu bestimmen.
Kalibriersystem gemäß Anspruch 3, bei dem die Auswerteeinheit weiterhin ausgebildet ist, die Kalibrierinformation bezüglich eines vertikalen Versatzes zwischen dem Bild des Messstrahls durch den ersten Bildkanal und dem Bild des Messstrahls durch den zweiten Bildkanal zu bestimmen, wobei der vertikale Versatz entlang einer Richtung bestimmt wird, die senkrecht zu einer durch die Schnittpunkte einer ersten und zweiten optischen Achse des ersten und zweiten Bildkanals mit der optischen Abbildungsfläche gebildeten horizontalen Achse orientiert ist.
Kalibriersystem gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die optische Referenzfläche innerhalb einer Objektebene eines durch das optische Gerät zu untersuchenden Objekts liegt.
Kalibriersystem gemäß Anspruch 5 für ein stereoskopisch ausgebildetes optisches Gerät, bei dem der Strahlteiler und der erste und zweite Bildkanal so angeordnet sind, dass der durch den Strahlteiler in den Abbildungsstrahlengang des optischen Geräts geführte Messstrahl in Richtung des distalen Endes durch den ersten Bildkanal geführt wird und ein Bild des Messstrahls auf dem zu untersuchenden Objekt über den zweiten Bildkanal auf die optische Abbildungsfläche abgebildet wird.
Kalibriersystem gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die optische Referenzfläche eine zumindest teilweise reflektierende plane Komponente im Bereich des distalen Endes des optischen Geräts ist.
Kalibriersystem gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Strahlteiler einen Spiegel aufweist, der mindestens in einem Wellenlängenbereich mindestens teilweise reflektierend für den Eingangsstrahl ist.
Kalibriersystem gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Strahlteiler ausgebildet ist, über eine optische Komponente in einem Teilbereich eines Strahlquerschnitts des Eingangsstrahls und/oder des Abbildungsstrahlengangs einen Messstrahl bereitzustellen.
Kalibriersystem gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Auswerteeinheit einen ortsauflösenden Sensor zur Messung einer Position des Messstrahls auf der optischen Abbildungsfläche aufweist.
Kalibriersystem gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Auswerteeinheit eine digitale Kamera umfasst, die am oder im optischen Gerät angeordnet ist.
Kalibriersystem gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Auswerteeinheit weiterhin ausgebildet ist, die Kalibrierinformation aus einer örtlichen Verschiebung der Abbildung des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der optischen Abbildungsfläche zu bestimmen.
Kalibriersystem gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, das weiterhin eine Signalverarbeitungseinheit aufweist, die mit der Auswerteeinheit und einer Bildgebungselektronik des optischen Geräts elektrisch verbunden ist und die ausgebildet ist, die Kalibrierinformation von der Auswerteeinheit zu empfangen und abhängig von der Kalibrierinformation ein Steuersignal an die Bildgebungselektronik auszugeben.
Medizinisches, optisches Gerät mit optischer Bildübertragung, insbesondere ein starres Endoskop, das ein Kalibriersystem zur Messung einer Dezentrierung einer Bildposition gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
Verfahren zum Messen einer Dezentrierung einer Bildposition in einem optischen Gerät, das die Schritte aufweist – Bereitstellen mindestens eines Messstrahls in Richtung eines distalen Endes des optischen Geräts aus einem Eingangsstrahls an einem proximalen Ende des optischen Geräts und Führen des Messstrahls innerhalb mindestens eines Teils eines Abbildungsstrahlengangs des optischen Geräts; – Verändern eines Verlaufs des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs, so dass ein Teil des Messstrahls oder ein Bild des Messstrahls innerhalb des Abbildungsstrahlengangs hin zu dem proximalen Ende geführt wird; – Abbilden des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf einer optischen Abbildungsfläche an dem proximalen Ende des optischen Geräts; und – Ausgeben einer Kalibrierinformation bezüglich eines Versatzes zwischen der Abbildung des Teils des Messstrahls oder des Bildes des Messstrahls auf der Abbildungsfläche und einem Referenzpunkt auf der Abbildungsfläche.