WO2020127751A1 - Camera movement controller - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a camera movement control for a camera of an endoscope with a camera control unit which can be operated by camera control wheels for controlling the
- the field of application of the invention is in particular flexible endoscopes, primarily in medical but also in
- Endoscopes come in numerous areas of technology and
- the camera is preferably a video camera eithow supplies moving to the operator real-Z.
- the endoscope is a tube system with a proximal end, which comprises a camera control unit, consisting of two wheels controlled by hand. This
- Control unit enables movement of the distal end of the endoscope in two axes.
- there is also a working channel at the proximal end which is used to insert devices such as needles, scissors, etc. to manipulate at the distal end
- One or more light sources and a camera are located at the distal end.
- Range are usually operated via two control wheels at the operating end of the endoscope - this means that the surgeons use two hands to guide the endoscope, back and forth, and to operate the endoscope camera
- Endoscope cameras are known, but they are very
- the object of the invention is to provide a camera movement control of the type mentioned above, which enables operation without a hand, so that in addition to the “leading” hand, a second hand is freely available.
- Another task is to specify a camera control with which existing endoscopes can be retrofitted and which can be operated mechanically again very quickly if the camera control malfunctions.
- Actuator unit for driving the camera steering wheels of the
- Camera control unit is provided, and that the actuator unit at one endoscope operating end of the endoscope can be brought into engagement with the camera control wheels and by one
- Quick release fastener can be fixed.
- the actuator unit provided according to the invention enables the surgeons to control the endoscope camera, e.g. over head movements or gestures, and to use the free hand for other activities.
- the actuator unit can be removed, whereupon the manual, analog control wheels of the endoscope are again available.
- the actuator unit can be removed, whereupon the manual, analog control wheels of the endoscope are again available.
- Analog / conventional endoscopes can be retrofitted.
- head movement detection unit which is configured to detect and in head movements of the operator
- the control of the camera is based on the head movements of the
- control signals are then based on the invention
- Endoscope attachable actuator unit added and in
- the operator's head movement is mechanically converted to the endoscope, it can be used to perform significantly more complex movements.
- the number of movement axes operated in the endoscope is not subject to any restrictions. In the case of a motion control of more than two axes, the number of control Z ahnun increased in each case by a
- Head movement detection unit can be coupled with a mixed reality (MR) glasses, and the head movement detection unit configured to be directional and output from the MR glasses Convert position data into control signals for the actuator unit.
- MR mixed reality
- the movement control of the camera tip of the endoscope is thus carried out by the movement of the MR glasses on the head of the
- Head movements of the operator are taken over or recorded by MR glasses, which in turn are recorded by an actuator unit that can be placed on analog endoscopes and in
- a further embodiment of the invention can consist in that image signals output by the endoscope camera are displayed by the display unit of the MR glasses as an image, preferably (but not necessarily) as a 3D image.
- the movement control of the camera can be combined with the display of a moving 3D image of the camera from the direction in which the camera is controlled by the head movement with the aid of the operator's head movements. This creates a natural perspective for the operator, e.g. during the surgical procedure with the MR glasses looks exactly in the direction in which the camera is to be pivoted, which enables intuitive camera control.
- control by gestures of the operator can also be carried out. For example, closing the hand into a fist can be used for calibration, e.g. as the starting point of the movement. The further movement of the hand in the room leads to the control of the motors in direct relation to the axes. Furthermore, through live image recognition Points, areas, objects etc. are recognized and marked in the output stream of the endoscope. After marking the desired object, the change in position of the camera at the distal end of the flexible endoscope is determined by the electrical drive system of the actuator unit using a directly inversely proportional one
- the actuator may comprise at least an electric motor having a drive shaft, via which control Z ahnson or timing-belt pulleys are driven which are coupled to the camera control wheels.
- Torque transmission to the camera control wheels may control the Z ahnun each have a central hole, whose contours in a further embodiment of the invention
- the movement control of the actuator can be advantageously carried out according to a further embodiment of the invention by the control ahnson with Z
- Translation gears are in meshing engagement that on Drive shafts of the first and second motors are attached.
- the actuator unit to be placed and be connected by the quick release fastener to the endoscope-operating-end, said ahnzier by the fitting operation, the actuator provided in the control with the Z
- Steering wheels can be brought into engagement.
- control pulleys can each have a central hole, the contours of which are adapted to the outer contours of the camera control wheels, so that when the actuator unit is placed on the endoscope operating end
- Control pulleys are pushed over the camera control wheels and can be brought into engagement with each other coaxially.
- the central hole of the control ahncken Z and the timing-belt pulleys of the respective design is adapted to the fullest possible frictional connection between control ahngann Z or to produce timing pulleys and camera control wheels.
- control belt pulleys can each be coupled to drive pulleys of a first and a second electric motor via a V-belt and can be driven via these.
- the control belt pulleys can each be coupled to drive pulleys of a first and a second electric motor via a V-belt and can be driven via these.
- Control pulleys can each be formed from an inner part and an outer part, the outer circumference of the inner part and the inner circumference of the outer part being matched to one another and, when brought into engagement, form a form-fitting connection.
- the inner part can be designed according to the contours of the different camera control wheels, while the outer part can be left unchanged. Then only the outer part of the control pulley always has to be placed on the respective adapted inner part and not the entire control pulley.
- the actuator unit can be accommodated in an attachment, which is attached to the
- Endoscope operating end is detachably fixable. This enables the actuator unit to be installed in a manageable manner
- the quick-release fastener can thus be formed by any suitable, common fastener system.
- the fast application and rapid removal of the actuator unit or the drive attachment that is made possible in the In the event of a technical failure or malfunction of the electric drive, manual control operation can be restored immediately.
- the quick application also enables a quick change of the actuator unit to other endoscopes. This means that several endoscopes with only one actuator unit or only one drive attachment can be closed
- Control gears or timing pulleys are included.
- the control gears or control pulleys are interchangeable in order to be able to adapt the camera control wheels to different designs, which can vary from manufacturer to manufacturer.
- Control pulleys are easily placed on the endoscope operating end and these are brought into engagement with the camera control wheels.
- a further embodiment of the invention can consist in that the motors are coupled to a torque sensor which detects and outputs the torque currently applied by the motor.
- a torque sensor which detects and outputs the torque currently applied by the motor.
- the engine is switched off. Furthermore, the limitation of the torque is intended to prevent an undesirably high pressure of the distal end endoscope on its surroundings. Furthermore, the motor can be switched off if the operator's head and / or hand moves too quickly, which can be detected by acceleration sensors.
- Fig.l and 2 is a schematic representation of an embodiment of the camera movement control according to the invention in one
- FIGS. 1, 2 and 3 an exploded view and an oblique view of an embodiment of a half-open actuator unit of the camera movement control according to the invention according to FIGS. 1, 2 and 3;
- FIGS. 8 and 9 show a side view and a rear view of the half-open actuator unit according to FIGS. 4 and 5; 10 shows an endoscope with an attached actuator unit according to FIGS. 4 to 9;
- Fig.ll is a schematic plan view of another
- FIG. 12 shows a schematic front view of the actuator unit according to FIG.
- Fig.l and Fig.2 show an endoscope 10 with a
- Endoscope tube 2 which has a camera 3 at its distal end, which is preferably formed by a video camera, and a camera movement controller 1 at its proximal operating end 4.
- the distal end of the endoscope tube 2 can be controlled via inner cable pulls (not shown) and, as indicated by the arrows, can be pivoted up and down as well as to the left and to the right.
- inner cable pulls not shown
- a mechanism is provided in the operating end 4 of the endoscope tube 2, which acts on the cable pulls via camera control wheels 19, 20 (FIG. 3) and controls the movement of the camera 3 by an operator 15, e.g. an operator, by turning the camera control wheels 19, 20 by hand in a manner known per se.
- FIG.l and 2 are the arrows
- Movement angle ranges indicated for the camera namely up and down and right-left each + -180 °. This one too
- the movement angle range can be designed differently as required.
- the invention provides that one
- Actuator unit 22 is provided for driving the camera control wheels 19, 20 of the camera control unit 21, which is shown in FIG. 3 in a side view, an exploded view and a view from below, in a state in which the
- Actuator unit 22 is separated from the camera control unit 21.
- the actuator unit 22 can be brought into engagement with the camera control wheels 19, 20 at the endoscope operating end 4 of the endoscope 3 and can be detachably fixed by a quick-release fastener 81, 82 (FIGS. 4, 5).
- the invention thus comprises an electrically operated attachment to the existing one
- a head movement detection unit 23 is provided, which is configured to detect head movements of the operator 15 and to convert them into control signals for the actuator unit 22, so that the control of the movement of the
- Endoscope camera 3 by the head movements of the operator 15.
- the head movement detection unit 23 is coupled to a mixed reality (MR) glasses 11, wherein the
- Head movement detection unit 23 is configured, direction and position data output from the MR glasses 11 in
- the communication links for all components used can be wired or wireless
- two arithmetic units 30, 31 are exemplary of the conversion into control signals for the actuator unit 22, e.g. are realized by microcontrollers, shown in which software level 1 and software level 2 are located.
- the software parameters 1 translate the MR parameters to universal ones
- Direction and position data In software level 2, the direction and position data are converted into servo position data for the actuator unit 22.
- the actuator unit 22 picks up the servo position data from software level 2 and drives the control unit 21 accordingly, by means of the
- the movement control of the camera 3 of the endoscope 10 is thus carried out by the movement of the MR glasses 11 on the head of the operator 15.
- the head movements of the operator 15 are recorded by MR glasses 11, and these in turn are converted by the actuator unit 22 into a movement of the control wheels 19, 20 of the camera control unit 21 in order to achieve the desired one
- Embodiment realized two axes of movement of the endoscope camera 3, but only one or more than two can Movement axes can be provided. In the present case there is a pitching movement of the operator's head about an imaginary axis, that in the operator's neck transversely to the spine
- Actuator unit 22 the two electric motors 41, 42 with
- Control Z ahncken 51, 52 are driven, the camera 3 of the endoscope can be coupled with the steering wheels 19, 20 which are provided to control the camera position.
- attachment housing part 70 is shown, which
- Components of the actuator unit 22 are stored or to which they are attached.
- the diameters of the control wheels 19, 20 can vary depending on the type.
- the attachable actuator unit 22 can be any shape.
- Steering wheel sizes can be adjustable.
- the electric motors 41, 42 can be controlled continuously and smoothly.
- the actuator unit 22 can be placed on the endoscope operating end 4 and can be fastened with a quick-release fastener 81, 82
- Endoscope operating end 4 connectable, with the
- the actuator unit 22 is detachably attached to the endoscope 10.
- the housing 70 has a receiving device 80 for the band-shaped quick-release fastener 81, 82 with which the
- Actuator unit 22 can be clamped to the operating end 4.
- the quick fastener 81, 82 is necessary in the case of a
- the control Z ahncken 51, 52, 58 each have a central hole 57, on whose contours to the outer contours of the control wheels 51,
- the applied torque can be transmitted to the control wheels 19, 20 without jerking.
- the control Z ahnate 19, 20 are on the outer circumference with
- Gear wheels 54, 55 in meshing engagement on drive shafts 43, 44 of the first and second motors
- the actuator unit 22 can be designed such that the
- Steering wheel sizes are customizable.
- control gear 52 is coupled to the control wheel 20 and that the control gear 51 is brought into engagement with the control wheel 19 on the level above.
- the controlled camera 3 of the endoscope carries out an image / video transmission to the MR glasses 11 in order to provide the operator with a visual representation of those recorded by the camera 3
- MR glasses project onto 2 transparent monitors, in
- the glasses are essentially left and right, each a visual signal (image signal from the endoscope camera 3). This Representation is perceived by the operator as a 2D or 3D image in front of the real room.
- the glasses are oriented in space by sensors and can therefore digitally output any axis movements of their own.
- the transparency of the monitors enables the real environment to be captured as usual and enriched or supplemented by digital signals (images).
- the movement of the operator's head is recorded and translated into movement parameters.
- control parameters of the actuator unit 22 can be selected via a user interface:
- Zero position of the endoscope tip must be set automatically when (suddenly) exiting.
- a hardware-related controller translates the position data of the hololens of the MR glasses 11 into control positions of the
- Actuator unit 22 Output signals are therefore control pulses for the electric motors 41, 42 of the actuator unit 22.
- the central ones are therefore control pulses for the electric motors 41, 42 of the actuator unit 22.
- Control impulses are converted into control movements based on the position data supplied from the mixed reality application.
- 11 and 12 show a further embodiment of the invention, in which an actuator unit 22 ′′ has two electric motors 101, 102
- the control pulleys 104, 114 each have a central one
- Camera control wheels 19, 20 are adapted so that when the actuator unit 22 'is placed on the endoscope operating end 4 the
- Control pulleys 104, 114 are pushed over the camera control wheels 19, 20 and can be brought into engagement with one another coaxially thereon.
- the timing pulleys 104, 114 are further formed each from an inner part 210 and an outer part 211, the outer periphery 270 of the inner part 210 and the inner periphery 271 of the outer part 211 are adapted to one another and, when brought into engagement with one another, form a positive connection.
- the outer circumference of the inner part 210 and the inner circumference of the outer part 211 are wavy in Fig.ll, but can also be formed by other geometric figures.
- the actuator unit 22 ′′ is accommodated in an attachment 209, which can be detachably fastened to the endoscope operating end 4 by the quick fastener 107, the quick fastener 107 being an elastic belt which can be guided around the endoscope operating end 4 and through a quick release device, for example a buckle or Velcro fastener, push button, can be closed.
- a quick release device for example a buckle or Velcro fastener, push button
- the attachment 209 is designed as an open housing on its underside and in this are the motors 101, 102 and
- Timing pulleys 104, 114 added.
- Torque sensor are coupled, which detects and outputs the torque currently applied by the engine. An increase in the detected torque is detected and when a preset threshold value is exceeded, the
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Abstract
The invention relates to a camera movement controller (1) for a camera (3) of an endoscope (10), comprising a camera control unit (21) which can be operated by camera control wheels (19, 20) for controlling the camera movements by means of an operator (15). An actuator unit (22, 22') is provided to drive the camera control wheels (19, 20) of the camera control unit (21), and the actuator unit (22, 22') can be brought into engagement with the camera control wheels (19, 20) at an operating end (4) of the endoscope (3) and can be removably secured thereto using a quick closure (81, 82, 107).
Description
Kamerabewegungs Steuerung Camera motion control
Die Erfindung betrifft eine Kamerabewegungssteuerung für eine Kamera eines Endoskops mit einer durch Kamera-Steuerräder bedienbaren Kamerasteuereinheit zur Steuerung der The invention relates to a camera movement control for a camera of an endoscope with a camera control unit which can be operated by camera control wheels for controlling the
Kamerabewegungen durch eine Bedienperson. Camera movements by an operator.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind insbesondere flexible Endoskope, vorwiegend im medizinischen aber auch im The field of application of the invention is in particular flexible endoscopes, primarily in medical but also in
militärischen und zivilen Bereich. military and civilian area.
Neben der medizinischen Endoskopie können somit auch andere mechanische Tätigkeiten mit der Erfindung ausgeführt werden, sodass alle nachfolgend für Operateure/Bedienpersonen In addition to medical endoscopy, other mechanical activities can thus also be carried out with the invention, so that all are subsequently for surgeons / operators
beschriebenen Tätigkeiten keinerlei Einschränkung der described activities no restriction of the
Allgemeinheit der Erfindungsbeschreibung darstellen. Represent generality of the description of the invention.
Endoskope kommen in zahlreichen Bereichen der Technik und Endoscopes come in numerous areas of technology and
Medizin zum Einsatz - immer dann, wenn auf engem Raum Präzision gefragt ist. Zur Steuerung professioneller, insbesondere flexibler Endoskope wird bislang auf eine Zwei-Hand-Technik gesetzt: Eine Hand steuert das in Verwendung befindliche Use of medicine - whenever precision is required in a small space. To control professional, especially flexible endoscopes, two-hand technology has been used so far: one hand controls the one in use
Werkzeug, die andere Hand steuert die Kamera bzw. deren Tool, the other hand controls the camera or its
Position. Die Kamera ist dabei bevorzugt eine Videokamera, die für die Bedienperson bewegte EchtZeitbilder liefert. Position. The camera is preferably a video camera eitbilder supplies moving to the operator real-Z.
Bei dem Endoskop handelt es sich um ein Schlauchsystem mit einem proximalen Ende, welches eine Kamerasteuereinheit umfasst, bestehend aus mit der Hand gesteuerten zwei Rädern. Diese The endoscope is a tube system with a proximal end, which comprises a camera control unit, consisting of two wheels controlled by hand. This
Steuereinheit ermöglicht eine Bewegung des distalen Endes des Endoskops in zwei Achsen.
Am proximalen Ende befindet sich bei manchen Modellen zusätzlich ein Arbeitskanal, welcher zum Einführen von Geräten, wie Nadeln, Scheren, etc. dient, um am distalen Ende Manipulationen Control unit enables movement of the distal end of the endoscope in two axes. In some models there is also a working channel at the proximal end, which is used to insert devices such as needles, scissors, etc. to manipulate at the distal end
durchzuführen . perform.
Am distalen Ende befinden sich eine oder mehrere Lichtquellen sowie eine Kamera. One or more light sources and a camera are located at the distal end.
Diese analog aufgebaute Steuerung der Kameraposition wird bis heute über Seilzüge (Steuerkabel) durch ein Drehrad (Steuerrad) umgesetzt. Eine Steuerung von Endoskopkameras via Datenkabel („drive by wire") ist aufgrund der räumlichen Gegebenheiten nicht praktikabel, da ein Elektromotor an der Endoskopspitze wesentlich mehr Raum benötigt als eine Ansteuerung der This analogue control of the camera position is still implemented today using cables (control cables) and a rotary wheel (steering wheel). Controlling endoscope cameras via data cable ("drive by wire") is not practical due to the spatial conditions, since an electric motor at the endoscope tip requires significantly more space than controlling the
Kameraspitze über einen Seilzug. Camera tip over a cable.
Professionelle Endoskope, beispielsweise im medizinischen Professional endoscopes, for example in medical
Bereich, werden in der Regel über zwei Steuerräder am Bedien- Ende des Endoskops bedient - dies bedeutet, dass die Operateure oder Operateurinnen zwei Hände zur Führung des Endoskops, vor und zurück, und zur Bedienung der Endoskopkamera, um Range, are usually operated via two control wheels at the operating end of the endoscope - this means that the surgeons use two hands to guide the endoscope, back and forth, and to operate the endoscope camera
Kamerabewegungen auszuführen, benötigen. Carry out camera movements.
Es sind bereits fest eingebaute Motorsteuerungen von There are already built-in motor controls from
Endoskopkameras bekannt, allerdings sind diese sehr Endoscope cameras are known, but they are very
kostenintensiv und bereiten insofern Probleme, als bei einer Fehlfunktion es zu einem Blockieren der Kamerabewegung kommen kann, wodurch das Endoskop nicht mehr einsatzfähig ist bzw. cost-intensive and cause problems insofar as a malfunction can result in the camera movement being blocked, as a result of which the endoscope is no longer operational or
möglicherweise auch nicht rasch aus dem Körper des Patienten entfernt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kamerabewegungssteuerung der oben genannten Art anzugeben, die eine Bedienung ohne Hand ermöglicht, sodass neben der „führenden" Hand eine zweite Hand zur freien Verfügung steht. may also not be quickly removed from the patient's body. The object of the invention is to provide a camera movement control of the type mentioned above, which enables operation without a hand, so that in addition to the “leading” hand, a second hand is freely available.
Weitere Aufgabe ist es, eine Kamerasteuerung anzugeben, mit der bestehende Endoskope nachrüstbar sind und die bei Fehlfunktionen der Kamerasteuerung sehr rasch wieder ausschließlich mechanisch betreibbar ist. Another task is to specify a camera control with which existing endoscopes can be retrofitted and which can be operated mechanically again very quickly if the camera control malfunctions.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine According to the invention, this is achieved in that a
Aktuatoreinheit zum Antrieb der Kamera-Steuerräder der Actuator unit for driving the camera steering wheels of the
Kamerasteuereinheit vorgesehen ist, und dass die Akuatoreinheit an einem Endoskop-Bedien-Ende des Endoskops mit den Kamera- Steuerrädern in Eingriff bringbar und durch einen Camera control unit is provided, and that the actuator unit at one endoscope operating end of the endoscope can be brought into engagement with the camera control wheels and by one
Schnellverschluss abnehmbar festlegbar ist. Quick release fastener can be fixed.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Aktuatoreinheit ermöglicht es, den Operateuren die Steuerung der Endoskopkamera, z.B. über Kopfbewegungen oder Gesten, vorzunehmen und die dadurch freie Hand für andere Tätigkeiten zu verwenden. The actuator unit provided according to the invention enables the surgeons to control the endoscope camera, e.g. over head movements or gestures, and to use the free hand for other activities.
Über den Schnellverschluss kann bei Fehlfunktionen oder in In the event of malfunctions or in
Notfällen die Aktuatoreinheit abgenommen werden, woraufhin wieder die manuellen, analogen Steuerräder des Endoskopes zur Verfügung stehen. Im Falle einer Systemstörung ist somit In emergencies, the actuator unit can be removed, whereupon the manual, analog control wheels of the endoscope are again available. In the event of a system malfunction
manuelle Steuerbarkeit des Endoskops gegeben. manual controllability of the endoscope.
Analoge/herkömmliche Endoskope können dadurch nachgerüstet werden . Analog / conventional endoscopes can be retrofitted.
Durch das über den Schnellverschluss erreichbare schnelle Thanks to the quick access that can be achieved via the quick release
Anlegen als auch schnelle Abnehmen der Aktuatoreinheit wird ein
sofortiges Wiederherstellen des manuellen Steuerungsbetriebes ermöglicht, im Falle von technischem Versagen oder Fehlfunktion des elektrischen Antriebes. Das schnelle Anlegen ermöglicht weiterhin einen schnellen Wechsel der Aktuatoreinheit auf andere Endoskope . Applying as well as quickly removing the actuator unit is a Manual control operation can be restored immediately in the event of technical failure or malfunction of the electric drive. The quick application also enables a quick change of the actuator unit to other endoscopes.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist eine In a further embodiment of the invention
Kopfbewegungserfassungseinheit vorgesehen, die konfiguriert ist, Kopfbewegungen der Bedienperson zu erfassen und in Provided head movement detection unit, which is configured to detect and in head movements of the operator
Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit umzuwandeln, sodass die Steuerung der Bewegung der Endoskopkamera durch die Convert control signals for the actuator unit, so that the control of the movement of the endoscope camera by the
Kopfbewegungen der Bedienperson erfolgt. Head movements of the operator takes place.
Die Steuerung der Kamera wird von den Kopfbewegungen des The control of the camera is based on the head movements of the
Operateurs, die z.B. von Sensoren erfasst werden, übernommen.Operators who e.g. are detected by sensors.
Die Steuersignale werden dann von der erfindungsgemäß auf The control signals are then based on the invention
Endoskope aufsetzbaren Aktuatoreinheit aufgenommen und in Endoscope attachable actuator unit added and in
Bewegungen der Kamera umgesetzt. Movements of the camera implemented.
Da die erfindungsgemäße Bewegungssteuerung die analoge Since the motion control according to the invention is analog
Kopfbewegung der Bedienperson mechanisch auf das Endoskop umsetzt, können hiermit deutlich komplexere Bewegungen im Rahmen der Verwendung durchgeführt werden. Die Anzahl der im Endoskop betätigten Bewegungsachsen unterliegt keiner Einschränkung. Für den Fall einer Bewegungssteuerung von mehr als zwei Achsen erhöht sich die Anzahl der SteuerZahnräder jeweils um ein If the operator's head movement is mechanically converted to the endoscope, it can be used to perform significantly more complex movements. The number of movement axes operated in the endoscope is not subject to any restrictions. In the case of a motion control of more than two axes, the number of control Z ahnräder increased in each case by a
Steuerzahnrad pro Bewegungsachse. Control gear per axis of movement.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die In a further embodiment of the invention
Kopfbewegungserfassungseinheit mit einer Mixed-Reality (MR) - Brille gekoppelt sein, und die Kopfbewegungserfassungseinheit konfiguriert sein, von der MR-Brille ausgegebene Richtungs- und
Positionsdaten in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit umzuwandeln. Als MR-Brille kann jede handelsübliche MR-Brille verwendet werden, welche die erforderlichen Richtungs- und Head movement detection unit can be coupled with a mixed reality (MR) glasses, and the head movement detection unit configured to be directional and output from the MR glasses Convert position data into control signals for the actuator unit. Any commercially available MR glasses that have the required directional and
Positionsdaten liefern kann. Can deliver position data.
Die Bewegungskontrolle der Kameraspitze des Endoskops wird somit durch die Bewegung der MR-Brille am Kopf des The movement control of the camera tip of the endoscope is thus carried out by the movement of the MR glasses on the head of the
Operateurs /Bedienperson durchgeführt. Dazu werden die Operator / operator performed. To do this, the
Kopfbewegungen der Bedienperson durch eine MR-Brille übernommen bzw. aufgezeichnet , diese wiederum werden von einer auf analoge Endoskope aufsetzbaren Aktuatoreinheit aufgenommen und in Head movements of the operator are taken over or recorded by MR glasses, which in turn are recorded by an actuator unit that can be placed on analog endoscopes and in
Bewegungen der Kamera umgesetzt. Movements of the camera implemented.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass von der Endoskopkamera ausgegebene Bildsignale durch die Anzeigeeinheit der MR-Brille als Bild, vorzugsweise (aber nicht zwingend) als 3D-Bild angezeigt werden. Auf diese Weise kann die Bewegungssteuerung der Kamera mit Hilfe der Kopfbewegungen der Bedienperson zugleich mit der Anzeige eines bewegten 3D-Bildes der Kamera aus der Richtung, in welche die Kamera durch die Kopfbewegung gesteuert wird, kombiniert werden. Damit wird eine natürliche Sichtweise für die Bedienperson erzeugt, die z.B. während des chirurgischen Eingriffes mit der MR-Brille genau in jene Richtung schaut, in welche die Kamera geschwenkt werden soll, wodurch eine intuitive Kamerasteuerung ermöglicht wird. A further embodiment of the invention can consist in that image signals output by the endoscope camera are displayed by the display unit of the MR glasses as an image, preferably (but not necessarily) as a 3D image. In this way, the movement control of the camera can be combined with the display of a moving 3D image of the camera from the direction in which the camera is controlled by the head movement with the aid of the operator's head movements. This creates a natural perspective for the operator, e.g. during the surgical procedure with the MR glasses looks exactly in the direction in which the camera is to be pivoted, which enables intuitive camera control.
Mit Hilfe der MR-Brille kann auch eine Steuerung durch Gesten der Bedienperson ausgeführt werden. So kann z.B. das Schließen der Hand zu einer Faust zur Kalibrierung, z.B. als Startpunkt der Bewegung herangezogen werden. Die weitere Bewegung der Hand im Raum führt zur Ansteuerung der Motoren in direkter Relation zu den Achsen . Weiters können durch Live-Image-Recognit ion
Punkte, Flächen, Objekte etc. im Ausgabestream des Endoskopes erkannt und markiert werden. Nach Markierung des gewünschten Objektes wird die Lageänderung der Kamera am distalen Ende des flexiblen Endoskopes durch das elektrische Antriebssystem der Aktuatoreinheit anhand einer direkt invers proportionalen With the help of the MR glasses, control by gestures of the operator can also be carried out. For example, closing the hand into a fist can be used for calibration, e.g. as the starting point of the movement. The further movement of the hand in the room leads to the control of the motors in direct relation to the axes. Furthermore, through live image recognition Points, areas, objects etc. are recognized and marked in the output stream of the endoscope. After marking the desired object, the change in position of the camera at the distal end of the flexible endoscope is determined by the electrical drive system of the actuator unit using a directly inversely proportional one
Bewegung des distalen Endes des flexiblen Endoskopes Movement of the distal end of the flexible endoscope
kompensiert . compensated.
Weiters ist die Detektion von Beschleunigungen bei der Kopf oder Handbewegung möglich, wobei bei Überschreiten von Furthermore, the detection of accelerations in the head or hand movement is possible, whereby when
vorbestimmten Schwellenwerten eine entsprechende Reduzierung der Kamerabewegung vorgenommen werden kann, um ruckartige predetermined threshold values, a corresponding reduction in camera movement can be made to jerky
Ansteuerungen zu vermeiden. Avoid controls.
Weiters kann die Aktuatoreinheit zumindest einen Elektromotor mit einer Antriebswelle umfassen, über welche SteuerZahnräder oder Steuerriemenscheiben antreibbar sind, die mit den Kamera- Steuerrädern gekoppelt sind. Furthermore, the actuator may comprise at least an electric motor having a drive shaft, via which control Z ahnräder or timing-belt pulleys are driven which are coupled to the camera control wheels.
Zur Erzielung einer verlässlichen und ruckfreien To achieve a reliable and smooth
Drehmomentübertragung auf die Kamera-Steuerräder können in weiterer Ausbildung der Erfindung die SteuerZahnräder jeweils ein zentrales Loch aufweisen, dessen Konturen an die Torque transmission to the camera control wheels may control the Z ahnräder each have a central hole, whose contours in a further embodiment of the invention
Außenkonturen der Steuerräder angepasst ist, sodass beim Outer contours of the steering wheels is adjusted so that when
Aufsetzen der Aktuatoreinheit auf das Endoskop-Bedien-Ende die Steuerräder über die SteuerZahnräder geschoben werden und auf diese Weise koaxial miteinander in Eingriff bringbar sind. Attaching the actuator unit to the endoscope-operating end of the control wheels are pushed through the control ahnräder Z and in this way can be brought coaxially engaged with each other.
Die Bewegungssteuerung durch die Aktuatoreinheit kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung vorteilhaft ausgeführt sein, indem die SteuerZahnräder mit The movement control of the actuator can be advantageously carried out according to a further embodiment of the invention by the control ahnräder with Z
Übersetzungszahnrädern in kämmendem Eingriff sind, die auf
Antriebswellen des ersten und des zweiten Motors angebracht sind . Translation gears are in meshing engagement that on Drive shafts of the first and second motors are attached.
Um eine leichte Abnehmbarkeit der Aktuatoreinheit zu To make it easy to remove the actuator unit
ermöglichen, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Aktuatoreinheit auf das Endoskop-Bedien-Ende aufsetzbar und durch den Schnellverschluss mit dem Endoskop-Bedien-Ende verbindbar sein, wobei durch den Aufsetzvorgang die in der Aktuatoreinheit vorgesehenen SteuerZahnräder mit den allow operating end of the endoscope, according to one development of the invention the actuator unit to be placed and be connected by the quick release fastener to the endoscope-operating-end, said ahnräder by the fitting operation, the actuator provided in the control with the Z
Steuerrädern in Eingriff bringbar sind. Steering wheels can be brought into engagement.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Steuerriemenscheiben zum Antrieb der Kamera-Steuerräder According to a further exemplary embodiment of the invention, in the control pulleys for driving the camera control wheels
vorgesehen sind, können die Steuerriemenscheiben jeweils ein zentrales Loch aufweisen, dessen Konturen an die Außenkonturen der Kamera-Steuerräder angepasst ist, sodass beim Aufsetzen der Aktuatoreinheit auf das Endoskop-Bedien-Ende die are provided, the control pulleys can each have a central hole, the contours of which are adapted to the outer contours of the camera control wheels, so that when the actuator unit is placed on the endoscope operating end
Steuerriemenscheiben über die Kamera-Steuerräder geschoben werden und auf diese koaxial miteinander in Eingriff bringbar sind . Control pulleys are pushed over the camera control wheels and can be brought into engagement with each other coaxially.
Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Formen von Kamera- Steuerrädern wird das zentrale Loch der SteuerZahnräder und der Steuerriemenscheiben der jeweiligen Bauform angepasst, um einen möglichst vollständigen Kraftschluss zwischen SteuerZahnrädern oder Steuerriemenscheiben und Kamera-Steuerrädern herzustellen. Taking into account the different forms of camera control wheels, the central hole of the control ahnräder Z and the timing-belt pulleys of the respective design is adapted to the fullest possible frictional connection between control ahnrädern Z or to produce timing pulleys and camera control wheels.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Steuerriemenscheiben jeweils über einen Keilriemen mit Antriebsscheiben eines ersten und eines zweiten Elektromotors gekoppelt und über diese antreibbar sein.
Um ein schnelleres Wechseln der erfindungsgemäßen Steuerung zwischen unterschiedlichen Endoskopen zu ermöglichen, können gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung die According to a further exemplary embodiment of the invention, the control belt pulleys can each be coupled to drive pulleys of a first and a second electric motor via a V-belt and can be driven via these. In order to enable a faster change of the control according to the invention between different endoscopes, according to a further embodiment of the invention, the
Steuerriemenscheiben jeweils aus einem inneren Teil und einem äußeren Teil gebildet sein, wobei der Außenumfang des inneren Teils und der Innenumfang des äußeren Teils aneinander angepasst sind und miteinander in Eingriff gebracht eine formschlüssige Verbindung ausbilden. Der innere Teil kann entsprechend den Konturen der unterschiedlichen Kamera-Steuerräder ausgeführt sein, während der äußere Teil unverändert belassen werden kann. Es muss dann nur der äußere Teil der Steuerriemenscheibe immer auf den jeweiligen angepassten Innenteil aufgesetzt und nicht die gesamte Steuerriemenscheibe ausgetauscht werden. Control pulleys can each be formed from an inner part and an outer part, the outer circumference of the inner part and the inner circumference of the outer part being matched to one another and, when brought into engagement, form a form-fitting connection. The inner part can be designed according to the contours of the different camera control wheels, while the outer part can be left unchanged. Then only the outer part of the control pulley always has to be placed on the respective adapted inner part and not the entire control pulley.
In weiterer Ausbildung kann die Aktuatoreinheit in einem Aufsatz aufgenommen sein, der durch den Schnellverschluss an den In a further embodiment, the actuator unit can be accommodated in an attachment, which is attached to the
Endoskop-Bedien-Ende abnehmbar festlegbar ist. Dies ermöglicht den Einbau der Aktuatoreinheit in einer gut handhabbaren Endoscope operating end is detachably fixable. This enables the actuator unit to be installed in a manageable manner
Einheit, die sehr rasch am Endoskop angebracht und wieder entfernt werden kann. Unit that can be attached to and removed from the endoscope very quickly.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass der Schnellverschluss ein elastischer oder nicht A further embodiment of the invention can consist in that the quick-release fastener is elastic or not
elastischer Gürtel ist, der um das Endoskop-Bedien-Ende elastic belt that is around the endoscope operating end
herumführbar ist und durch eine Schnellöffnervorrichtung, z.B. Schnalle, Klettverschluss, Druckknopf, verschließbar ist. Der Schnellverschluss kann somit durch jedes geeignete, gängige Verschlusssystem ausgebildet sein. can be guided around and by a quick opening device, e.g. Buckle, Velcro fastener, press stud, is closable. The quick-release fastener can thus be formed by any suitable, common fastener system.
Durch das dadurch ermöglichte schnelle Anlegen als auch schnelle Abnehmen der Aktuatoreinheit bzw. des Antriebsaufsatzes wird im
Falle eines technischen Versagens oder einer Fehlfunktion des elektrischen Antriebes ein sofortiges Wiederherstellen des manuellen Steuerbetriebes ermöglicht. Das schnelle Anlegen ermöglicht weiterhin einen schnellen Wechsel der Aktuatoreinheit auf andere Endoskope. Somit können mehrere Endoskope mit nur einer Aktuatoreinheit bzw. nur einem Antriebsaufsatz zu The fast application and rapid removal of the actuator unit or the drive attachment that is made possible in the In the event of a technical failure or malfunction of the electric drive, manual control operation can be restored immediately. The quick application also enables a quick change of the actuator unit to other endoscopes. This means that several endoscopes with only one actuator unit or only one drive attachment can be closed
unterschiedlichen Zeiten betrieben werden. operated at different times.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass der Aufsatz als ein an seiner Unterseite offenes Gehäuse ausgebildet ist und in diesem die Motoren und die A further embodiment of the invention can consist in the fact that the attachment is designed as an open housing on its underside and in this the motors and the
SteuerZahnräder oder Steuerriemenscheiben aufgenommen sind. Die SteuerZahnräder oder Steuerriemenscheiben sind auswechselbar, um eine Anpassung an unterschiedliche Bauarten, die von Hersteller zu Hersteller variieren können, der Kamerasteuerräder vornehmen zu können. Control gears or timing pulleys are included. The control gears or control pulleys are interchangeable in order to be able to adapt the camera control wheels to different designs, which can vary from manufacturer to manufacturer.
Über die offene Unterseite des Gehäuses kann der Aufsatz mit den in diesem angeordneten SteuerZahnrädern oder Via the open underside of the housing, the attachment with the control gears or arranged in it
Steuerriemenscheiben auf einfache Weise auf das Endoskop-Bedien- Ende aufgesetzt und diese in Eingriff mit den Kamera- Steuerrädern gebracht werden. Control pulleys are easily placed on the endoscope operating end and these are brought into engagement with the camera control wheels.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass die Motoren mit einem Drehmomentsensor gekoppelt sind, welcher das vom Motor aktuell aufgebrachte Drehmoment erfasst und ausgibt. In diesem Zusammenhang kann weiters vorgesehen sein, dass ein Anstieg des erfassten Drehmoments detektiert und bei Überschreiten eines voreinstellbaren Schwellwerts eine A further embodiment of the invention can consist in that the motors are coupled to a torque sensor which detects and outputs the torque currently applied by the motor. In this context, it can further be provided that an increase in the detected torque is detected and one when a presettable threshold value is exceeded
Abschaltung des Motors erfolgt. Weiters soll die Begrenzung des Drehmomentes einen ungewollt hohen Druck des distalen Endes Endoskopes auf seine Umgebung verhindern.
Weiters kann bei zu schneller Kopf- und/oder Handbewegung der Bedienperson, die durch Beschleunigungssensoren erfasst werden können, eine Abschaltung des Motors erfolgen. The engine is switched off. Furthermore, the limitation of the torque is intended to prevent an undesirably high pressure of the distal end endoscope on its surroundings. Furthermore, the motor can be switched off if the operator's head and / or hand moves too quickly, which can be detected by acceleration sensors.
Dieser Notfall-Entkoppelungsmechanismus soll ungewollte This emergency decoupling mechanism is said to be unwanted
Steuerbewegungen im Falle einer ungewohnten Reaktion der Tax movements in the event of an unusual response from the
Bedienperson, wie z.B. Stolpern, Fallen, etc. verhindern. Operator, e.g. Prevent stumbling, falling, etc.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabei The invention is explained in detail below on the basis of the exemplary embodiments illustrated in the drawings. It shows
Fig.l und 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kamerabewegungssteuerung in einer Fig.l and 2 is a schematic representation of an embodiment of the camera movement control according to the invention in one
seitlichen Schrägansicht und in einer Draufsicht; side oblique view and in a plan view;
Fig.3 ein Übersichtsschema der erfindungsgemäßen 3 shows an overview diagram of the invention
Kamerabewegungssteuerung gemäß Fig. 1 und 2; Camera motion control according to Figures 1 and 2.
Fig.4 und 5 eine Explosionsdarstellung und eine Schrägansicht einer Ausführungsform einer halb offenen Aktuatoreinheit der erfindungsgemäßen Kamerabewegungssteuerung gemäß Fig.l, 2 und 3; 4 and 5 an exploded view and an oblique view of an embodiment of a half-open actuator unit of the camera movement control according to the invention according to FIGS. 1, 2 and 3;
Fig.6 und 7 eine vergrößerte Ansicht von hinten und eine 6 and 7 are an enlarged view from behind and one
Draufsicht auf die Aktuatoreinheit gemäß Fig.4 und 5 in Top view of the actuator unit according to FIGS. 4 and 5 in
geschlossenem Zustand des Gehäuses; closed state of the housing;
Fig.8 und 9 eine Seitenansicht und eine Rückansicht der halb offenen Aktuatoreinheit gemäß Fig. 4 und 5;
Fig.10 ein Endoskop mit einer aufgesetzten Aktuatoreinheit gemäß Fig .4 bis 9 ; 8 and 9 show a side view and a rear view of the half-open actuator unit according to FIGS. 4 and 5; 10 shows an endoscope with an attached actuator unit according to FIGS. 4 to 9;
Fig.ll eine schematische Draufsicht auf eine weitere Fig.ll is a schematic plan view of another
Ausführungsform einer Aktuatoreinheit und Embodiment of an actuator unit and
Fig.12 eine schematische Vorderansicht der Aktuatoreinheit gemäß Fig.ll. 12 shows a schematic front view of the actuator unit according to FIG.
Fig.l und Fig.2 zeigen ein Endoskop 10 mit einem Fig.l and Fig.2 show an endoscope 10 with a
Endoskopschlauch 2, der an seinem distalen Ende eine Kamera 3, die vorzugsweise durch eine Videokamera gebildet ist, und an seinem proximalen Bedien-Ende 4 eine Kamerabewegungssteuerung 1 aufweist. Das distale Ende des Endoskopschlauchs 2 ist über (nicht dargestellte) innere Seilzüge steuerbar und kann, wie durch die Pfeile angedeutet, auf und ab sowie nach links und nach rechts verschwenkt werden. Die Anzahl und Lage der Endoscope tube 2, which has a camera 3 at its distal end, which is preferably formed by a video camera, and a camera movement controller 1 at its proximal operating end 4. The distal end of the endoscope tube 2 can be controlled via inner cable pulls (not shown) and, as indicated by the arrows, can be pivoted up and down as well as to the left and to the right. The number and location of the
vorgesehenen Schwenkachsen kann im Rahmen der Erfindung provided pivot axes can be within the scope of the invention
variieren. Im Bedien-Ende 4 des Endoskopschlauchs 2 ist eine Mechanik vorgesehen, die über Kamera-Steuerräder 19, 20 (Fig.3) auf die Seilzüge einwirkt und die Bewegung der Kamera 3 durch eine Bedienperson 15, z.B. einen Operateur, ermöglicht, indem die Kamera-Steuerräder 19, 20 in an sich bekannter Weise mit der Hand gedreht werden. In Fig.l und 2 sind über Pfeile die vary. A mechanism is provided in the operating end 4 of the endoscope tube 2, which acts on the cable pulls via camera control wheels 19, 20 (FIG. 3) and controls the movement of the camera 3 by an operator 15, e.g. an operator, by turning the camera control wheels 19, 20 by hand in a manner known per se. In Fig.l and 2 are the arrows
Bewegungswinkelbereiche für die Kamera angedeutet, nämlich auf- ab und Rechts-Links jeweils +-180°. Auch dieser Movement angle ranges indicated for the camera, namely up and down and right-left each + -180 °. This one too
Bewegungswinkelbereich kann nach Bedarf anders gestaltet sein. The movement angle range can be designed differently as required.
Fig.3 zeigt den schematischen Aufbau der 3 shows the schematic structure of the
Kamerabewegungssteuerung 1 für die Endoskop-Kamera 3 mit einer am Bedien-Ende 4 angeordneten Steuereinheit 21 zur Steuerung der Kamerabewegungen durch die Bedienperson.
Um die Steuerung der Kamerabewegungen ohne Einsatz einer Hand auszuführen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Camera movement control 1 for the endoscope camera 3 with a control unit 21 arranged at the operating end 4 for controlling the camera movements by the operator. In order to control the camera movements without using a hand, the invention provides that one
Aktuatoreinheit 22 zum Antrieb der Kamera-Steuerräder 19, 20 der Kamerasteuereinheit 21 vorgesehen ist, die in Fig.3 in einer Seitenansicht, einer Explosionsansicht und einer Ansicht von unten gezeigt ist, und zwar in einem Zustand, in dem die Actuator unit 22 is provided for driving the camera control wheels 19, 20 of the camera control unit 21, which is shown in FIG. 3 in a side view, an exploded view and a view from below, in a state in which the
Aktuatoreinheit 22 von der Kamerasteuereinheit 21 getrennt ist. Actuator unit 22 is separated from the camera control unit 21.
Erfindungsgemäß ist die Akuatoreinheit 22 an dem Endoskop- Bedien-Ende 4 des Endoskops 3 mit den Kamera-Steuerrädern 19, 20 in Eingriff bringbar und durch einen Schnellverschluss 81, 82 abnehmbar festlegbar (Fig.4, 5) . Die Erfindung umfasst somit einen elektrisch betriebenen Aufsatz an das vorhandene According to the invention, the actuator unit 22 can be brought into engagement with the camera control wheels 19, 20 at the endoscope operating end 4 of the endoscope 3 and can be detachably fixed by a quick-release fastener 81, 82 (FIGS. 4, 5). The invention thus comprises an electrically operated attachment to the existing one
Steuerungssystem, der sehr schnell angelegt und wieder Control system that is put on very quickly and again
abgenommen werden kann. can be removed.
Weiters ist eine Kopfbewegungserfassungseinheit 23 vorgesehen, die konfiguriert ist, Kopfbewegungen der Bedienperson 15 zu erfassen und in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit 22 umzuwandeln, sodass die Steuerung der Bewegung der Furthermore, a head movement detection unit 23 is provided, which is configured to detect head movements of the operator 15 and to convert them into control signals for the actuator unit 22, so that the control of the movement of the
Endoskopkamera 3 durch die Kopfbewegungen der Bedienperson 15 erfolgt . Endoscope camera 3 by the head movements of the operator 15.
Die Kopfbewegungserfassungseinheit 23 ist mit einer Mixed- Reality (MR) -Brille 11 gekoppelt, wobei die The head movement detection unit 23 is coupled to a mixed reality (MR) glasses 11, wherein the
Kopfbewegungserfassungseinheit 23 konfiguriert ist, von der MR- Brille 11 ausgegebene Richtungs- und Positionsdaten in Head movement detection unit 23 is configured, direction and position data output from the MR glasses 11 in
Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit 22 umzuwandeln. Die MR- Brille 11 nimmt somit Kopfbewegungen auf und liefert Convert control signals for the actuator unit 22. The MR glasses 11 thus record head movements and deliver
plattformspezifische MR-Parameter .
Die Kommunikationsverbindungen für alle verwendeten Komponenten können über Drahtverbindungen oder drahtlose Übertragung platform-specific MR parameters. The communication links for all components used can be wired or wireless
erfolgen, wobei entsprechende Kopplungsverfahren anzuwenden sind, die dem Fachmann bekannt sind. take place, corresponding coupling methods are to be used, which are known to the person skilled in the art.
Beispielhaft sind in Fig.3 für die Umwandlung in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit 22 zwei Recheneinheiten 30, 31, die z.B. durch Mikrocontroller verwirklicht sind, gezeigt, in denen sich Softwareebene 1 und Softwareebene 2 befinden. In Softwareebene 1 erfolgt die Übersetzung der MR-Parameter auf universale In FIG. 3, two arithmetic units 30, 31 are exemplary of the conversion into control signals for the actuator unit 22, e.g. are realized by microcontrollers, shown in which software level 1 and software level 2 are located. The software parameters 1 translate the MR parameters to universal ones
Richtungs- und Positionsdaten. In Softwareebene 2 werden die Richtungs- und Positionsdaten in Servo-Positiondaten für die Aktuatoreinheit 22 umgewandelt. Die Aktuatoreinheit 22 nimmt die Servo-Positionsdaten von Softwareebene 2 auf und treibt die Steuereinheit 21 entsprechend an, um die aufgrund der Direction and position data. In software level 2, the direction and position data are converted into servo position data for the actuator unit 22. The actuator unit 22 picks up the servo position data from software level 2 and drives the control unit 21 accordingly, by means of the
Kopfbewegungen zu erzielenden Kamerabewegungen zu erzeugen. To generate head movements to achieve camera movements.
Die Umwandlung der Kopfbewegungen in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit 22 kann im Rahmen der Erfindung aber auch auf andere, dem Fachmann bekannte Weise erfolgen. However, the conversion of the head movements into control signals for the actuator unit 22 can also be carried out in other ways known to the person skilled in the art.
Die Bewegungskontrolle der Kamera 3 des Endoskops 10 wird somit durch die Bewegung der MR-Brille 11 am Kopf der Bedienperson 15 durchgeführt. Dazu werden die Kopfbewegungen der Bedienperson 15 durch eine MR-Brille 11 erfasst, und diese wiederum werden von der Aktuatoreinheit 22 in eine Bewegung der Steuerräder 19, 20 der Kamerasteuereinheit 21 umgesetzt, um die gewünschte The movement control of the camera 3 of the endoscope 10 is thus carried out by the movement of the MR glasses 11 on the head of the operator 15. For this purpose, the head movements of the operator 15 are recorded by MR glasses 11, and these in turn are converted by the actuator unit 22 into a movement of the control wheels 19, 20 of the camera control unit 21 in order to achieve the desired one
Kamerabewegung zu erzielen. To achieve camera movement.
Wie aus Fig.l und 2 ersichtlich sind im dargestellten As shown in Fig.l and 2 are shown in the
Ausführungsbeispiel zwei Bewegungsachsen der Endoskopkamera 3 realisiert, es können aber auch nur eine oder mehr als zwei
Bewegungsachsen vorgesehen sein. Dabei wird im vorliegenden Fall eine Nickbewegung des Kopfes der Bedienperson um eine gedachte Achse, die im Hals der Bedienperson quer zur Wirbelsäule Embodiment realized two axes of movement of the endoscope camera 3, but only one or more than two can Movement axes can be provided. In the present case there is a pitching movement of the operator's head about an imaginary axis, that in the operator's neck transversely to the spine
verläuft, in eine Auf-Ab-Bewegung der Kamera 3 des Endoskops und eine Kopfdrehung im Wesentlichen um die Wirbelsäule in eine Links/Rechts-Bewegung der Kamera 3 umgewandelt. In welcher Weise diese Umwandlung der Kopfbewegungen in Kamerabewegungen erfolgt, in welchem Winkelausmaß, mit welcher Winkelgeschwindigkeit etc. kann je nach Bedarf festgelegt werden. is converted into an up-down movement of the camera 3 of the endoscope and a head rotation essentially around the spine into a left / right movement of the camera 3. The way in which this conversion of the head movements into camera movements takes place, the angular extent, the angular speed, etc. can be determined as required.
Fig.4 bis 6 zeigen die erfindungsgemäß abnehmbare 4 to 6 show the removable according to the invention
Aktuatoreinheit 22, die zwei Elektromotoren 41, 42 mit Actuator unit 22, the two electric motors 41, 42 with
zugehörigen Antriebswellen 44, 45 aufweist, über welche associated drive shafts 44, 45, via which
SteuerZahnräder 51, 52 antreibbar sind, die mit den Steuerrädern 19, 20 der Endoskopkamera 3 koppelbar sind, die zur Steuerung der Kameraposition vorgesehen sind. Control Z ahnräder 51, 52 are driven, the camera 3 of the endoscope can be coupled with the steering wheels 19, 20 which are provided to control the camera position.
Weiters ist ein Aufsatz-Gehäuseteil 70 gezeigt, der die Furthermore, an attachment housing part 70 is shown, which
Komponenten der Aktuatoreinheit 22 lagert oder an dem diese befestigt sind. Components of the actuator unit 22 are stored or to which they are attached.
Die Durchmesser der Steuerräder 19, 20 können je nach Bauart variieren. Die aufsetzbare Aktuatoreinheit 22 kann über The diameters of the control wheels 19, 20 can vary depending on the type. The attachable actuator unit 22 can
austauschbare SteuerZahnräder 51, 52 auf die jeweiligen interchangeable control ahnräder Z 51, each of the 52
Steuerradgrößen anpassbar sein. Die Elektromotoren 41, 42 sind stufenlos und ruckfrei steuerbar. Steering wheel sizes can be adjustable. The electric motors 41, 42 can be controlled continuously and smoothly.
Die Aktuatoreinheit 22 ist auf das Endoskop-Bedien-Ende 4 aufsetzbar und durch einen Schnellverschluss 81, 82 mit demThe actuator unit 22 can be placed on the endoscope operating end 4 and can be fastened with a quick-release fastener 81, 82
Endoskop-Bedien-Ende 4 verbindbar, wobei durch den Endoscope operating end 4 connectable, with the
AufsetzVorgang die in der Aktuatoreinheit vorgesehenen
SteuerZahnräder 51, 52 mit den zwei Steuerrädern 19, 20 in Landing V organg provided for in the actuator Control Z ahnräder 51, 52 with the two steering wheels 19, 20 in
Eingriff bringbar sind. Intervention can be brought.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Akuatoreinheit 22 an dem Endoskop 10 abnehmbar festgelegt ist. In the illustrated embodiment, the actuator unit 22 is detachably attached to the endoscope 10.
Das Gehäuse 70 weist eine Aufnahmevorrichtung 80 für den bandförmigen Schnellverschluss 81, 82 auf, mit dem die The housing 70 has a receiving device 80 for the band-shaped quick-release fastener 81, 82 with which the
Aktuatoreinheit 22 auf das Bedien-Ende 4 gespannt werden kann. Der Schnellverschluss 81, 82 ist notwendig, um im Falle einer Actuator unit 22 can be clamped to the operating end 4. The quick fastener 81, 82 is necessary in the case of a
Fehlfunktion unmittelbar die manuelle Steuerung des Endoskopes 10 übernehmen zu können. Malfunction to take over the manual control of the endoscope 10 immediately.
Wird die Aktuatoreinheit 22 am Bedien-Ende 4 auf die If the actuator unit 22 at the operating end 4 on the
Steuereinheit 21 aufgesetzt werden die Steuerräder 19, 20 mit den SteuerZahnrädern 51, 52 gekoppelt, wobei das SteuerzahnradBe mounted control unit 21, the control wheels 19, 20 with the control Z ahnrädern 51, 52 coupled, said control gear
51 über einen ersten Motor 41 und das Steuerzahnrad 52 über einen zweiten Motor 42 angetrieben werden. 51 are driven by a first motor 41 and the control gear 52 by a second motor 42.
Die SteuerZahnräder 51, 52 weisen jeweils ein zentrales Loch 57, 58 auf, dessen Konturen an die Außenkonturen der Steuerräder 51,The control Z ahnräder 51, 52, 58 each have a central hole 57, on whose contours to the outer contours of the control wheels 51,
52 angepasst sind, sodass beim Aufsetzen der Aktuatoreinheit 22 auf das Endoskop-Bedien-Ende 4 die SteuerZahnräder 51, 52 mit ihren Löchern über die Steuerräder 19, 20 geschoben werden und auf diese Weise koaxial miteinander in Eingriff bringbar sind. 52 are adapted so that the operating end of the endoscope 4 in this manner are when mounting the actuator 22 to which the controller Z ahnräder 51, 52 are pushed with their holes over the control wheels 19, 20 and coaxially engageable with each other.
Durch die formschlüssige Verbindung zwischen Steuerrädern 19, 20 und SteuerZahnrädern 51, 52 kann das von den Motoren Through the form-fitting connection between the control wheels 19, 20 and control Z ahnrädern 51, 52 that can by the motors
aufgebrachte Drehmoment ohne Ruckbewegung auf die Steuerräder 19, 20 übertragen werden.
Die SteuerZahnräder 19, 20 sind am Außenumfang mit applied torque can be transmitted to the control wheels 19, 20 without jerking. The control Z ahnräder 19, 20 are on the outer circumference with
Übersetzungszahnrädern 54, 55 in kämmendem Eingriff, die auf Antriebswellen 43, 44 des ersten und des zweiten Motors Gear wheels 54, 55 in meshing engagement on drive shafts 43, 44 of the first and second motors
angebracht sind. Je nach gewähltem Durchmesser der are attached. Depending on the diameter chosen
SteuerZahnräder 19, 20 und der Übersetzungszahnräder 54, 55 kann die Übersetzung entsprechend eingestellt werden. Control Z ahnräder 19, 20 and the transmission gears 54, 55, the ratio can be adjusted accordingly.
Die Aktuatoreinheit 22 kann so ausgelegt sein, dass die The actuator unit 22 can be designed such that the
SteuerZahnräder 19, 20 austauschbar und somit auf gängige Control Z ahnräder 19, 20 interchangeable and thus to common
Steuerradgrößen anpassbar sind. Steering wheel sizes are customizable.
Aus Fig.4, 5, 6, 7 und 8 ist ersichtlich, dass im aufgesetztenFrom Fig. 4, 5, 6, 7 and 8 it can be seen that in the attached
Zustand der Akutatoreinheit 22 das Steuerzahnrad 52 mit dem Steuerrad 20 gekoppelt ist und dass auf der darüber liegenden Ebene das Steuerzahnrad 51 mit dem Steuerrad 19 in Eingriff gebracht ist. State of the actuator unit 22, the control gear 52 is coupled to the control wheel 20 and that the control gear 51 is brought into engagement with the control wheel 19 on the level above.
Von der gesteuerten Kamera 3 des Endoskops erfolgt eine Bild- /Videoübertragung an die MR-Brille 11, um der Bedienperson eine bildliche Darstellung der von der Kamera 3 aufgenommenen The controlled camera 3 of the endoscope carries out an image / video transmission to the MR glasses 11 in order to provide the operator with a visual representation of those recorded by the camera 3
Umgebung im Inneren eines Körpers zu geben. To give environment inside a body.
Zur Steuerung der Endoskopkamera 3 durch die Aktuatoreinheit 22 ist eine bildliche Darstellung auf einer MR-Vorrichtung To control the endoscope camera 3 by the actuator unit 22, there is an image on an MR device
hilfreich. Dieser Rückkanal wird unter Verwendung von Standard- Datenübertragungsprotokollen und Standard Anschlüssen helpful. This return channel is made using standard data transmission protocols and standard connections
hergestellt, wobei eine Latenzzeit von nicht mehr als l/10s (=100ms) gewährleistet werden soll. manufactured, whereby a latency of no more than l / 10s (= 100ms) should be guaranteed.
MR-Brillen projizieren auf 2 transparente Monitore, im MR glasses project onto 2 transparent monitors, in
Wesentlichen sind das Brillengläser links und rechts, je ein visuelles Signal (Bildsignal der Endoskopkamera 3) . Diese
Darstellung wird von der Bedienperson als 2D oder 3D Bild vor dem realen Raum wahrgenommen. Die Brille ist durch Sensoren im Raum orientiert und kann somit jegliche Achsenbewegungen ihrer selbst digital ausgeben. Die Transparenz der Monitore ermöglicht es die reale Umgebung wie gewohnt zu erfassen und durch digitale Signale (Bilder) zu bereichern bzw. ergänzen. The glasses are essentially left and right, each a visual signal (image signal from the endoscope camera 3). This Representation is perceived by the operator as a 2D or 3D image in front of the real room. The glasses are oriented in space by sensors and can therefore digitally output any axis movements of their own. The transparency of the monitors enables the real environment to be captured as usual and enriched or supplemented by digital signals (images).
Die Bewegung des Kopfes der Bedienperson wird aufgenommen und in Bewegungsparameter übersetzt. The movement of the operator's head is recorded and translated into movement parameters.
Beispielsweise kann über eine Bedienoberfläche eine Auswahl der Steuerparameter der Aktuatoreinheit 22 getroffen werden: For example, the control parameters of the actuator unit 22 can be selected via a user interface:
- Einstellmöglichkeit der Übersetzungsratios für die Motoren 41, 42: Dabei sind z.B. sechs Positionen zwischen 0,5:1 und 1:5 vorhanden. Durch die geringe Anzahl an Positionen sind - Possibility of setting the translation ratios for motors 41, 42: six positions between 0.5: 1 and 1: 5 available. Due to the small number of positions
einfache „Buttons" als Umsetzung durchaus denkbar. simple "buttons" as a possible implementation.
- Reset: Nullstellung der Endoskopspitze muss bei (plötzlichem) Exit automatisch eingestellt werden. - Reset: Zero position of the endoscope tip must be set automatically when (suddenly) exiting.
- Exit: Verlassen der Bedienoberfläche - Exit: exit the user interface
Ein hardwarenaher Controller übersetzt die Positionsdaten der Hololens der MR-Brille 11 in Steuerpositionen der A hardware-related controller translates the position data of the hololens of the MR glasses 11 into control positions of the
Aktuatoreinheit 22. Ausgangssignale sind also Steuerimpulse für die Elektromotoren 41, 42 der Aktuatoreinheit 22. Die zentralenActuator unit 22. Output signals are therefore control pulses for the electric motors 41, 42 of the actuator unit 22. The central ones
Steuerimpulse werden anhand der aus der Mixed Reality Anwendung gelieferten Positionsdaten in Steuerbewegungen umgewandelt. Control impulses are converted into control movements based on the position data supplied from the mixed reality application.
Von großer Wichtigkeit ist dabei die Funktionalität der The functionality of the is of great importance
Achsensteuerung und entsprechende Exit-Bedingungen zur Axis control and corresponding exit conditions for
Aussteuerung von ungewollten schnellen Bewegungen. Dies kann wie folgt programmiert sein:
Function input Brille (X_Achse_Bewegung, Y_Achse_Bewegung, Control of unwanted rapid movements. This can be programmed as follows: Function input glasses (X_axis_ movement, Y_axis_ movement,
Z_Achse_Bewegung) Z_axis_ motion)
If X_Achsen_Beschleunigung < Maximal_erlaubte_Geschwindigkeit Output_X_Achse = X_Achse_Bewegung * Ratio If X_Axis_Acceleration <Maximum_permitted_speed Output_X_Axis = X_Axis_Motion * Ratio
Else exit Else exit
If Y_Achsen_Beschleunigung < Maximal_erlaubte_Geschwindigkeit Output_Y_Achse = Y_Achse_Bewegung * Ratio. If Y_Axis_Acceleration <Maximum_permitted_speed Output_Y_Axis = Y_Axis_Motion * Ratio.
Else exit Else exit
If Z_Achsen_Beschleunigung < Maximal_erlaubte_Geschwindigkeit If Z_Axis_Acceleration <Maximum_permitted_speed
Output_Z_Achse= Z_achse_Bewegung * Ratio Output_Z_Achse = Z_achse_Bewendung * Ratio
Else exit Else exit
Fig.ll und 12 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der eine Aktuatoreinheit 22" zwei Elektromotoren 101, 102 mit11 and 12 show a further embodiment of the invention, in which an actuator unit 22 ″ has two electric motors 101, 102
Antriebswellen 199 und Antriebsscheiben 200 aufweist, wobei Steuerriemenscheiben 104, 114 vorgesehen sind, die jeweils über einen Keilriemen 103, 113 mit den Antriebsscheiben 200 des ersten und des zweiten Elektromotors 101, 102 gekoppelt und über diese antreibbar sind. Has drive shafts 199 and drive pulleys 200, control pulleys 104, 114 being provided, each of which is coupled via a V-belt 103, 113 to the drive pulleys 200 of the first and second electric motors 101, 102 and can be driven by these.
Die Steuerriemenscheiben 104, 114 weisen jeweils ein zentralesThe control pulleys 104, 114 each have a central one
Loch 124, 125 auf, dessen Konturen an die Außenkonturen derHole 124, 125 on, the contours of the outer contours of the
Kamera-Steuerräder 19, 20 angepasst sind, sodass beim Aufsetzen der Aktuatoreinheit 22 ' auf das Endoskop-Bedien-Ende 4 die Camera control wheels 19, 20 are adapted so that when the actuator unit 22 'is placed on the endoscope operating end 4 the
Steuerriemenscheiben 104, 114 über die Kamera-Steuerräder 19, 20 geschoben werden und auf diese koaxial miteinander in Eingriff bringbar sind. Control pulleys 104, 114 are pushed over the camera control wheels 19, 20 and can be brought into engagement with one another coaxially thereon.
Die Steuerriemenscheiben 104, 114 sind ferner jeweils aus einem inneren Teil 210 und einem äußeren Teil 211 gebildet, wobei der Außenumfang 270 des inneren Teils 210 und der Innenumfang 271
des äußeren Teils 211 aneinander angepasst sind und miteinander in Eingriff gebracht eine formschlüssige Verbindung ausbilden. Der Außenumfang des inneren Teils 210 und der Innenumfang des äußeren Teils 211 sind in Fig.ll wellenlinienförmig ausgebildet, können aber auch durch andere geometrische Figuren gebildet sein . The timing pulleys 104, 114 are further formed each from an inner part 210 and an outer part 211, the outer periphery 270 of the inner part 210 and the inner periphery 271 of the outer part 211 are adapted to one another and, when brought into engagement with one another, form a positive connection. The outer circumference of the inner part 210 and the inner circumference of the outer part 211 are wavy in Fig.ll, but can also be formed by other geometric figures.
Die Aktuatoreinheit 22" ist in einem Aufsatz 209 aufgenommen, der durch den Schnellverschluss 107 an den Endoskop-Bedien-Ende 4 abnehmbar festlegbar ist, wobei der Schnellverschluss 107 ein elastischer Gürtel ist, der um das Endoskop-Bedien-Ende 4 herumführbar ist und durch eine Schnellöffnervorrichtung, z.B. Schnallen- oder Klettverschluss, Druckknopf, verschließbar ist. The actuator unit 22 ″ is accommodated in an attachment 209, which can be detachably fastened to the endoscope operating end 4 by the quick fastener 107, the quick fastener 107 being an elastic belt which can be guided around the endoscope operating end 4 and through a quick release device, for example a buckle or Velcro fastener, push button, can be closed.
Der Aufsatz 209 ist als ein an seiner Unterseite offenes Gehäuse ausgebildet und in diesem sind die Motoren 101, 102 und dieThe attachment 209 is designed as an open housing on its underside and in this are the motors 101, 102 and
Steuerriemenscheiben 104, 114 aufgenommen. Timing pulleys 104, 114 added.
Weiters ist vorgesehen, dass die Motoren mit einem It is also envisaged that the motors with a
Drehmoment sensor gekoppelt sind, welcher das vom Motor aktuell aufgebrachte Drehmoment erfasst und ausgibt. Ein Anstieg des erfassten Drehmoments wird detektiert und bei Überschreiten eines voreinstellbaren Schwellwerts erfolgt eine Abschaltung desTorque sensor are coupled, which detects and outputs the torque currently applied by the engine. An increase in the detected torque is detected and when a preset threshold value is exceeded, the
Motors .
Motors.
Claims
1. Kamerabewegungssteuerung (1) für eine Kamera (3) eines 1. Camera motion control (1) for a camera (3) one
Endoskops (10) mit einer durch Kamera-Steuerräder (19, 20) bedienbaren Kamerasteuereinheit (21) zur Steuerung der Kamerabewegungen durch eine Bedienperson (15), dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktuatoreinheit (22, 22") zum Antrieb der Kamera-Steuerräder (19, 20) der Endoscope (10) with a camera control unit (21) that can be operated by camera control wheels (19, 20) for controlling the camera movements by an operator (15), characterized in that an actuator unit (22, 22 " ) for driving the camera control wheels ( 19, 20) of
Kamerasteuereinheit (21) vorgesehen ist, und dass die Camera control unit (21) is provided, and that the
Akuatoreinheit (22, 22") an einem Endoskop-Bedien-Ende (4) des Endoskops (3) mit den Kamera-Steuerrädern (19, 20) in Eingriff bringbar und durch einen Schnellverschluss (81,Actuator unit (22, 22 " ) at one endoscope operating end (4) of the endoscope (3) can be brought into engagement with the camera control wheels (19, 20) and by a quick release (81,
82, 107) abnehmbar festlegbar ist. 82, 107) can be detachably fixed.
2. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch 2. Camera movement control according to claim 1, characterized
gekennzeichnet, dass eine Kopfbewegungserfassungseinheit (23) vorgesehen ist, die konfiguriert ist, Kopfbewegungen der Bedienperson zu erfassen und in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit (22, 22") umzuwandeln, sodass die Steuerung der Bewegung der Endoskopkamera (3) durch die characterized in that a head movement detection unit (23) is provided which is configured to detect head movements of the operator and to convert them into control signals for the actuator unit (22, 22 "), so that the movement of the endoscope camera (3) is controlled by the
Kopfbewegungen der Bedienperson (15) erfolgt. Head movements of the operator (15) takes place.
3. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 2, dadurch 3. camera movement control according to claim 2, characterized
gekennzeichnet, dass die Kopfbewegungserfassungseinheit (23) mit einer Mixed-Reality (MR) -Brille (11) gekoppelt ist, und dass die Kopfbewegungserfassungseinheit (23) konfiguriert ist, von der MR-Brille (11) ausgegebene
Richtungs- und Positionsdaten in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit (22, 22") umzuwandeln. characterized in that the head movement detection unit (23) is coupled to a mixed reality (MR) glasses (11), and that the head movement detection unit (23) is configured to be output from the MR glasses (11) To convert direction and position data into control signals for the actuator unit (22, 22 ").
4. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der Endoskopkamera (3) ausgegebene Bildsignale durch die Anzeigeeinheit der MR-Brille als 3D- Bild angezeigt werden. 4. camera movement control according to claim 2 or 3, characterized in that from the endoscope camera (3) output image signals are displayed by the display unit of the MR glasses as a 3D image.
5. Kamerabewegungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinheit (22, 22") zumindest einen Elektromotor (41, 42; 101, 102) mit einer5. Camera movement control according to one of claims 1 to 4, characterized in that the actuator unit (22, 22 " ) at least one electric motor (41, 42; 101, 102) with one
Antriebswelle (44,45; 199) umfasst, über welche Drive shaft (44,45; 199) comprises, via which
SteuerZahnräder (51, 52) oder Steuerriemenscheiben (104,Control Z ahnräder (51, 52) or timing belt pulleys (104,
114) antreibbar sind, die mit den Kamera-Steuerrädern (19, 20) koppelbar sind. 114) can be driven, which can be coupled to the camera control wheels (19, 20).
6. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 5, dadurch 6. camera movement control according to claim 5, characterized
gekennzeichnet, dass die SteuerZahnräder (51, 52) über einen ersten und einen zweiten Motor (42, 42) antreibbar sind . in that the control Z ahnräder (51, 52) can be driven via a first and a second motor (42, 42).
7. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die SteuerZahnräder (51, 52) jeweils ein zentrales Loch (57, 58) aufweisen, dessen Konturen an die Außenkonturen der Kamera-Steuerräder (19, 20) angepasst sind, sodass beim Aufsetzen der Aktuatoreinheit (22) auf das Endoskop-Bedien-Ende die SteuerZahnräder (51, 52) über die Steuerräder (19, 20) geschoben werden und auf diese Weise koaxial miteinander in Eingriff bringbar sind. 7. camera movement controller according to claim 5, 6 or 7, characterized in that the control Z ahnräder (51, 52) each having a central hole (57, 58), whose contours adapted to the outer contours of the camera control wheels (19, 20) are, so that when placing the actuator unit (22) on the endoscope-operating end of the control Z ahnräder (51, 52) are pushed over the control wheels (19, 20) and in this way can be brought coaxially engaged with each other.
8. Kamerabewegungssteuerung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die SteuerZahnräder (51, 52) mit Übersetzungszahnrädern (54, 55) in kämmendem Eingriff
sind, die auf Antriebswellen (43, 44) des ersten und des zweiten Motors (41, 42) angebracht sind. 8. Camera Motion control according to one of claims 5 to 7, characterized in that the control Z ahnräder (51, 52) with ratio gears (54, 55) in meshing engagement which are mounted on drive shafts (43, 44) of the first and second motors (41, 42).
9. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 5, dadurch 9. camera movement control according to claim 5, characterized
gekennzeichnet, dass die Steuerriemenscheiben (104, 114) jeweils ein zentrales Loch (124, 125) aufweisen, dessen characterized in that the control pulleys (104, 114) each have a central hole (124, 125), the
Konturen an die Außenkonturen der Kamera-Steuerräder (19, 20) angepasst sind, sodass beim Aufsetzen der Contours are adapted to the outer contours of the camera control wheels (19, 20) so that when the
Aktuatoreinheit (22") auf das Endoskop-Bedien-Ende die Steuerriemenscheiben (104, 114) über die Kamera-SteuerräderActuator unit (22 " ) on the endoscope operating end of the control pulleys (104, 114) via the camera control wheels
(19, 20) geschoben werden und auf diese koaxial miteinander in Eingriff bringbar sind. (19, 20) are pushed and can be brought into engagement with each other coaxially.
10. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 9, dadurch 10. camera movement control according to claim 9, characterized
gekennzeichnet, dass die Steuerriemenscheiben (104, 114) jeweils über einen Keilriemen (103, 113) mit characterized in that the timing belt pulleys (104, 114) each have a V-belt (103, 113)
Antriebsscheiben (200) eines ersten und eines zweiten Drive disks (200) of a first and a second
Elektromotors (101, 102) gekoppelt und über diese Electric motor (101, 102) coupled and via this
antreibbar sind. are drivable.
11. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 9, dadurch 11. Camera movement control according to claim 9, characterized
gekennzeichnet, dass die Steuerriemenscheiben (104, 114) jeweils aus einem inneren Teil und einem äußeren Teil gebildet sind, wobei der Außenumfang des inneren Teils und der Innenumfang des äußeren Teils aneinander angepasst sind und miteinander in Eingriff gebracht eine formschlüssige Verbindung ausbilden. characterized in that the control pulleys (104, 114) are each formed from an inner part and an outer part, the outer circumference of the inner part and the inner circumference of the outer part being matched to one another and, when brought into engagement, form a form-fitting connection.
12. Kamerabewegungssteuerung nach einem der vorhergehenden12. Camera movement control according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinheit (22, 22") in einem Aufsatz (70, 209) aufgenommen ist, der durch den Schnellverschluss (81, 82; 107) an den Endoskop-Claims, characterized in that the actuator unit (22, 22 ") is accommodated in an attachment (70, 209) which is attached to the endoscope by the quick-release fastener (81, 82; 107).
Bedien-Ende (4) abnehmbar festlegbar ist.
Operating end (4) can be detachably fixed.
13. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnellverschluss ein elastischer oder nicht-elastischer Gürtel ist, der um das Endoskop- Bedien-Ende herumführbar ist und durch eine 13. Camera movement control according to claim 12, characterized in that the quick-release fastener is an elastic or non-elastic belt which can be guided around the endoscope operating end and by a
Schnellöffnervorrichtung, z.B. Schnalle, Klettverschluss, Druckknopf, verschließbar ist. Quick opening device, e.g. Buckle, Velcro fastener, press stud, is closable.
14. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 13, dadurch 14. Camera movement control according to claim 13, characterized
gekennzeichnet, dass der Aufsatz als ein an seiner characterized that the essay as one at its
Unterseite offenes Gehäuse ausgebildet ist und in diesem die Motoren und die SteuerZahnräder oder Lower open housing is formed and ahnräder in that the motors and the Z control or
Steuerriemenscheiben aufgenommen sind. Timing pulleys are included.
15. Kamerabewegungssteuerung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoren mit einem Drehmomentsensor gekoppelt sind, welcher das vom Motor aktuell aufgebrachte Drehmoment erfasst und ausgibt. 15. Camera motion control according to one of claims 5 to 14, characterized in that the motors are coupled to a torque sensor which detects and outputs the torque currently applied by the motor.
16. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 15, dadurch 16. Camera movement control according to claim 15, characterized
gekennzeichnet, dass ein Anstieg des erfassten Drehmoments detektiert und bei Überschreiten eines voreinstellbaren Schwellwerts eine Abschaltung des Motors erfolgt.
characterized in that an increase in the detected torque is detected and the motor is switched off when a presettable threshold value is exceeded.
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