DE2818760A1 - Endoskop zum messen des objektabstandes - Google Patents

Endoskop zum messen des objektabstandes

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Description

Anmelder: Richard Wolf GmbH, Pforzheimer Str. 22, 7134 Knittlingen
Endoskop zum Messen des Objektabstandes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop mit Einrichtung zum Messen des Abstandes zwischen Objekt und Objektiv bzw. Ausblick der Endoskopoptik.
Auf dem Gebiet der Endoskopie wird immer häufiger die Forderung gestellt, die zu untersuchenden menschlichen Organe oder technischen Täile im Abstand vom Objektiv und die Größe eines Objekts in der Abmessung zu bestimmen. Zu diesem Zweck hat man schon durch den Endoskopschaft zu führende Meßstäbe verwendet, die während der Beobachtung an das Objekt herangeführt werden, wobei der Abstand des Objekts ..vom Objektiv .durch ■ ei>ne proximale-Skala-der·Meßstäbe ablesbar ist. Es ist dabei jedoch keine exakt definierte Abstandsmessung möglich, abgesehen davon, daß die Handhabung für den Arzt erschwert und der Patient belastet wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, für Abstandsmessungen zwischen Objekt und Objektiv der Endoskopoptik von Meßstäben unabhängig zu werden und den Arzt in die Lage zu versetzen, die Messung
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unmittelbar während der Beobachtung oder Untersuchung des Objekts berührungslos durchführen zu können.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in Längsrichtung des Endoskops zwei dünne sichtbare, vorteilhaft farbige Lichtstrahlen geführt sind, die distal im Abstand voneinander neben dem Optikausblick als Meßstrahlen durch Reflektoren abgelenkt sind, und zwar der erste in eine feste parallele oder etwa parallele Lage zur Ausblickachse und der zweite durch einen verschwenkbaren Reflektor in einer Ebene des festliegenden Ablenkstrahles mit einem veränderlichen, proximal an einer verdrehbaren Skala als Entfernung ablesbaren Winkel aus einer als Nullage dienenden Winkellage zur Ausblickachse bis zum Seihneiden mit dem festliegenden Meßstrahl in der OBjektebene ablenkbar ist.
Es ist damit die Möglichkeit geschaffen, daß der Arzt unter Verwendung von Endoskopen mit seitlichem, geradem oder progradem Ausblick eine Abstandsmessung auf rein optischem Wege ,während der Beobachtung des Objekts durchführen kann, wobei er lediglich eine proximale Handhabe mit ablesbarer Skala zu verdrehen braucht, so daß damit der Ablenkwinkel des verschwenkbaren Reflektors mit dem abgelenkten Meßstrahl und damit über eine Eichtabelle der Abstand des Objekts vom Objektiv feststellbar ist, wobei aber auch die Skala selbst unmittelbar auf Längenmessungen umgerechnet sein kann.
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Unter Verwendung dieser optischen Abstandsmessung ist es nach der Erfindung auch möglich, Langenmessungen des Objekts durchzuführen, indem nach einer weiteren Ausbildung so vorgegangen wird, daß in der Ebene des ersten und zweiten Meßstrahles ein dritter dünner Meßstrahl neben der Ablenkung des zweiten Meßstrahles durch eine proximal mit ablesbarer Skala versehene Handhabe mit einem Winkel zum schneidenden zweiten Meßstrahl ablenkbar ist, wobei der Abstand des Schnittpunktes des dritten Meßstrahles mit der Objektebene vom Schnittpunkt des zweiten Meßstrahles mit dem festliegenden Meßstrahl eine Längenabmessung des Objekts wiedergibt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Endoskops mit einer Meßvorrichtung nach der Erfindung,
Figur 2 eine distale Stirnansicht des Endoskops nach Figur 1,
Figur 3 eine weitere gleiche distale Stirnansicht mit einer ergänzten Meßvorrichtung,
Figur 4 das distale Ende eines Endoskops mit einer räumlichen Meßvorrichtung in Seitenansicht mit den einzelnen Meßstrahlen,
Figur 5 das proximale Ende des Endoskops mit der Ausführung nach Figur 3 in Seitenansicht.
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Nach dem Beispiel Figur 1 und 2 wird bei einem Endoskop mit seitlichem Ausblick ein Laser 1 zur .Erzeugung eines dünnen sichtbaren, vorteilhaft farbigen Lichtstrahles, z.B. ein He-Ne-Laser verwendet, dessen Lichtstrahl durch einen Teilerspiegel 2 im Verhältnis 50 -: 50 aufgeteilt und zwei Laserfasern 3 und 4 zugeleitet wird, die zwei Schutzröhrchen 5 und 6 auf gegenüberliegenden Seiten eines Endoskopschaftes 7 durchlaufen. Es ist aber auch möglich, die Laserfasern geführt durch den Schaft 7 selbst verlaufen zu lassen. Anstelle eines einzelnen Lasers 1 können auch zwei gleichecLaser 1 zur Anwendung können, wodurch der Teilerspiegel 2 wegfällt. Die Lichtstrahlen werde«: distal' im Bereich des. Objektivs bzw. Ausblicks 10 der Endoskopoptik beidseitig, also im Abstand voneinander durch Reflektoren 8 und 9 in Form eines Spiegels oder Prismas als Meßstrahlen abgelenkt.
Der eine durch den vorteilhaft feststehenden Reflektor 9 abgelenkte Meßstrahl 11 erhält eine feste, parallele oder etwa parallele Lage zur'Ausb-l-i-ekaehse ■-12-, die-im Beispiel -einen'Winkel-von-90 zur Optikachse besitzt.
Der zweite Reflektor 8 ist jedoch durch einen proximalen Stellring 13 gegenüber einer Skala 13a verschwenkbar, wobei jedoch der austretende Meßstrahl 14 .ständig in einer Ebene des Meßstrahles 11 bleibt. Vorteilhaft verläuft diese Ebene auch durch die Ausblickachse 12. Zur Messung des Abstandes des Objekts 15 vom Objektiv bzw.
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Ausblick 10 wird der Reflektor 8 so eingestellt, daß der Meßstrahl 14 einen bestimmten festgelegten Winkel zur Ausblickachse 12 einnimmt, z.B. parallel zur Ausblickachse 12 verläuft. In dieser Stellung des Reflektors 8 ist der Ring 13 auf die Nullstellung der Skala 13a eingestellt.
Zur Abstandsmessung wird der Reflektor 8 durch den Ring 13 verschwenkt, bis der Meßstrahl 14 unter dem Winkel^C den Meßstrahl 11 in der Objektebene bei 16 schneidet, was mittels der Optik durch das sichtbare oder besser noch farbige Licht der Meßstrahlen 11, 14 sichtbar ist. Die Verdrehung des Stellringes 13 gibt dann gegenüber -der-Skala 13a den Schwenkwinkel-des Meßstrahles 14 wieder, der dann anhand einer Tabelle in eine Länge umgerechnet wird, oder die Skala ist von vornherein in Abhängigkeit von dem Winkel des Meßstrahles 14 auf Längenabmessungen geeicht. Es ist damit der Abstand des Objekts vom Ausblick exakt von der Skala 13a ablesbar. Zur Beleuchtung des durch die Optik mit Okular 18 zu betrachtenden "Objekts 1st-'der-pxoximal verstärkte Teil" 17 des "Endoskbps in ' bekannter Weise mit einem Anschluß 19 für den Lichtleiter eines Projektors versehen.
Es dürfte verständlich sein, daß die gleiche Messung sinngemäß auch bei Endoskopen mit geradem oder progradem Ausblick durchgeführt werden kann, wobei das Endoskop mit einem üblichen Linsensystem oder faseroptischen Bildüberfcragungssystem ausgestattet sein kann.
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Unter Verwendung der vorerwähnten optischen Abstandsmessung ist es auch möglich, das Endoskop gemäß Figur 3 und 4 so zu ergänzen, daß auch Längenmessungen des Objekts durchführbar sind. Zu diesem Zweck verläuft neben dem Lichtleiter 4 eine weitere Laserfaser, deren Lichtstrahl distal neben dem Reflektor 8 in der Ebene der Meßstrahlen 11 und 14 durch einen Reflektor 2O als Meßstrahl 21 abgelenkt wird. Dieser Reflektor 20 ist entsprechend Figur 5 durch eine verdrehbare Handhabe 22 gegenüber einer Skala 23 verschwenkbar. Dabei wird für die Längenmessung a, zu der vorher die Abstandsmessung nach Figur 1 und 2 erforderlich ist, von einer Nullstellung der Skala 23 gegenüber einer Handhabenmarkierung und einer Nullage des Meßstrahls 21 ausgegangen. Diese Nullstellung des Meßstrahles 21 liegt z.B. vor,, wenn der Meßstrahl 21 in gleicher Ebene wie der Meßstrahl liegt, und zwar dann, wenn der Meßstrahl 14 den Meßstrahl 11 in der Objektebene schneidet. Durch Verdrehung der Handhabe 22 wird der Reflektor 20 verschwenkt, und dabei nimmt der Meßstrahl 21 eine Winkellage^ zum Meßstrahl 14 ein, wie in Figur 3 dargestellt ist. Der ■ Winkel· /y· ist ·νοηi der < Skala <2 3 ablesbar- und . kann - als . Längenmaß a aus einer Eichtabelle abgelesen werden oder die Skala 23 ist von vornherein auf Längenmaße geeicht.
Zu den Ausführungen nach Figur 1 bis 3 liegen alle Meßstrahlen 11 , 14 und 21 mit der Ausblickachse 12 in der gleichen Ebene, wodurch die Umrechnung in Längenmaße vereinfacht wird. Es ist aber nach Figur 4 auch möglich, die Reflektoren"8, 9 und 20 neben dem Ausblick 10 auf nur einer Seite des Endoskopschaftes oder getrennt auf zwei
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Seiten, jedoch in Längsrichtung des schaftes 7 versetzt anzuordnen, um den erforderlichen Abstand zwischen dem festen Reflektor 9 und den Reflektoren 2 und 20 zu erreichen.
Zu der Ausführung nach Figur 4 und 5 besteht die Möglichkeit, die Ablenkeinrichtung allerdings mit komplizierterer Mechanik so auszubilden, daß die Meßstrahlen 11 und 21 zusätzlich in ebenen senkrecht zu der Ebene der Meßstrahlen 11, 14, 21 mit dem Winkel / einstellbar sind, so daß dann die Möglichkeit besteht, neben dem Abstand des Objekts vom Ausblick und der Objektlänge a auch Objektlängen a.. und a„ und damit schließlich Flächen optisch zu messen.
Einem Endoskop der vorbeschriebenen Art kann die Meßeinrichtung auch so zugeordnet werden, daß die beiden sich schneidenden Meßstrahlen 11, 14 einen fest eingestellten Winkel zueinander einnehmen. Sodann ist es jedoch erforderlich, die Meßeinrichtung gemeinsam mit der Optik bzw. dem Objektiv der Optik so zu verstellen,-'-daß -der Schnittpunkt"16 der Meßstrahlen die Objektebene erreicht.
Schließlich ist es auch möglich, die beschriebene optische Abstands- und/oder Langenmeßeinrichtung in Verbindung mit beliebigen optischen Beobachtungseinrichtungen, z.B. Mikroskopen, zu verwenden.
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Claims (9)

  1. Patentanwälte
    Dr. Ht«gT> Y7::e! en
    Dipl.-ίπί·--. T-' -"-W0n
    c»- · . , :Ujfer 25. A^ril 1978
    281876Q
    Anmelder: Richard Wolf GmbH, Pforzheimer Str. 22, 7134 Knittlingen
    Patentansprüche
    1J Endoskop mit Einrichtung zum Messen des Abstandes zwischen Objekt und Objektiv bzw. Ausblick der Endoskopoptik, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung des Endoskops zwei dünne sichtbare, vorteilhaft farbige Lichtstrahlen geführt sind, die distal im Abstand voneinander neben dem Optikausblick als Meßstrahlen (11, 14) durch Reflektoren (8,9) abgelenkt sind, und zwar der erste (11) in eine feste parallele oder etwa parallele Lage zur Ausblickachse (12) und der zweite (14) durch einen verschwenkbaren Reflektor (8) in einer Ebene des festliegenden Ablenkstrahles (11) mit einem veränderlichen, proximal an einer verdrehbaren Skala (.13) als Entfernung ablesbaren Winkel aus einer als Nullage dienenden Winkellage zur ·ÄusBricKachse (12) 'b'is ' zum Schneiden -mit dem 'festliegen-den Meßstrahl (11) in der Objektebene ablenkbar ist.
  2. 2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ebene des ersten und zweiten Meßstrahles (11, 14) ein dritter dünner Meßstrahl (21) neben der Ablenkung (8) des zweiten Meßstrahles (14) durch eine proximal mit ablesbarer Skala (23) versehene Handhabe mit einem Winkel zum schneidenden "zweiten
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    Meßstrahl (14) ablenkbar ist, wobei der Abstand des Schnittpunktes des dritten Meßstrahles (21) mit der Objektebene (15) vom Schnittpunkt (16) des zweiten Meßstrahles (14) mit dem festliegenden Meßstrahl (11) eine Längenabmessung des Objekts wiedergibt.
  3. 3. Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Meßstrahlen (11,14, 21) mit der Ausblickachse (12) in der gleichen Ebene liegen.
  4. 4. Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrahlen (11, 14, 21) in einer Ebene liegen, die parallel zu einer αμΓσίι die Optik- und Ausblickachse (12) verlaufenden Ebene liegt.
  5. 5. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrahlen (11, 14, 21) durch einen Laser (1) vorteilhaft einen He-Ne-Laser mit Strahlenteiler (2) oder durch mehrere Laser erzeugt sind, durch den oder neben dem Endoskopschaft (7) geführt und am Ausblick der Optik im Abstand voneinander durch Reflektoren (8,9, 20) abgelenkt bzw. ab1enkbar s ind.
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    3" ' 281876Q
  6. 6. Endoskop nach Anspruch 5, dadurbh gekennzeichnet, daß der Reflektor (9) des ersten festliegenden Meßstrahles (11) auf einer Seite des Endoskopschaftes (7) und der verschwenkbare Reflektor (8) für den anderen Meßstrahl (14) auf der anderen Schaftseite neben dem Ausblick (10) angeordnet sind.
  7. 1. Endoskop nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (8, 20) für die ablenkbaren Meßstrahlen (14, 21) im Bereich des Optikausblicks attf einer Seite des Endoskopschaftes in Längsrichtung gegenüber dem Reflektor (9) für den festliegenden Meßstrahl (11) versetzt sind.
  8. 8. Optisches Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
    bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden sich schneidenden Meßstrahlen (11,14) einen feststehenden Winkel zueinander einnehmen und die Meßeinrichtung gemeinsam mit der Optik bzw. dem Objektiv der Optik so verstellbar ist, daß der Schnittpunkt (16) der Meßstrahlen die Objektebene erreicht.
  9. 9. Optisches Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstand- und/oder Längenmesser in Verbindung mit beliebigen optischen Beobachtungseinrichtungen, z.B. Mikroskopen, verwendet ist.
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