DE19742264C2

DE19742264C2 - endoscope

Info

Publication number: DE19742264C2
Application number: DE1997142264
Authority: DE
Original assignee: VOSSELER ERSTE PATENTVERWERTUN
Current assignee: HGV VOSSELER GMBH & CO. KG, 74613 OHRINGEN, DE
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 2001-09-20
Anticipated expiration: 2017-09-26
Also published as: WO1999015930A1; DE19742264A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit einem ein optisches Fenster aufweisenden länglichen Gehäuse. Ein solches Endo skop ist aus der DE 38 29 925 A1 bekannt.The invention relates to an endoscope with an optical Window with elongated housing. Such an endo skop is known from DE 38 29 925 A1.

Im Bereich der industriellen Fertigung kommt mittlerweile der Qualität des Produkts und damit der Qualitätsprüfung während der Fertigung zunehmend größere Bedeutung zu. Die Sicherung, Optimierung und Dokumentation der Qualität der erzeugten Produkte setzt eine fortlaufende und vollständige Kontrolle des Fertigungsprozesses voraus. Hierzu bedient man sich optischer Prüfmethoden, bei denen Kameras den Fer tigungsprozeß, d. h. die Produkte optisch erfassen. Mit Hil fe von Bildverarbeitungsprogrammen lassen sich die Daten der erfaßten Produkte mit abgespeicherten Referenzdaten vergleichen, um Abweichungen von der Norm zu erkennen.In the area of industrial manufacturing comes now the quality of the product and thus the quality check becoming increasingly important during manufacturing. The Securing, optimizing and documenting the quality of the produced products continues and complete Control of the manufacturing process ahead. Served for this one looks at optical test methods, in which cameras the Fer production process, d. H. optically capture the products. With Hil The data can also be processed by image processing programs of the registered products with stored reference data compare to see deviations from the norm.

Der Nachteil dieser Prüfmethoden liegt insbesondere darin, daß die berechneten Bilddaten keinen Aufschluß beispiels weise über den Oberflächenverlauf des erfaßten Produkts liefern können, da die Messung zweidimensional erfolgt. Diese zweidimensionale Qualitätsprüfung genügt jedoch sehr häufig nicht den geforderten Ansprüchen, so daß zusätzlich Personal zur Durchführung von Sichtprüfungen notwendig wird. Aufgrund des notwendigen Personaleinsatzes ver schlechtert sich der Automatisierungsgrad und damit glei chermaßen die Kostenstruktur. The disadvantage of these test methods is in particular that the calculated image data, for example, no information as about the surface course of the detected product can deliver because the measurement is two-dimensional. However, this two-dimensional quality check is very sufficient often not the required claims, so that in addition Personnel required to carry out visual inspections becomes. Due to the necessary human resources ver the degree of automation deteriorates and therefore the same the cost structure.

Darüber hinaus müssen häufig Stellen an den Produkten ge prüft werden, die nicht ohne weiteres von außen für das Personal zugänglich sind. Die Verwendung von Spiegeln, Fa serbasierten Endoskopen oder ähnlichen optischen Instru menten läßt zwar die Sichtprüfung unzugänglicher Stellen zu, allerdings ist die optische Qualität einer solchen Prü fung eingeschränkt, so daß kleine Beschädigungen, Risse etc. nicht erkannt werden. Insbesondere fehlen räumliche Informationen der untersuchten Stellen, wie sie bei einer Sichtprüfung vorliegen.In addition, places on the products often have to be ge be checked that are not readily available from the outside for the Personnel are accessible. The use of mirrors, Fa endoscopes or similar optical instru The visual inspection of inaccessible places leaves to, however, the optical quality of such a test fung limited, so that small damage, cracks etc. are not recognized. In particular, there are no spatial ones Information of the investigated bodies, such as those for a Visual inspection available.

Aus der DE 38 29 925 A1 ist eine optische Sonde (= Endo skop) zur dreidimensionalen Vermessung von Zähnen in der Mundhöhle bekannt. Die bekannte Sonde ist länglich ausge bildet und zur Übertragung zweier optischer Strahlengänge ausgelegt. Zur Vermessung von Zähnen wird in die Sonde ein von einer extern angeordneten Matrix-Lichtquelle erzeugtes Lichtmuster entlang eines ersten Strahlenganges durch die Sonde an deren distales Ende geleitet und dort mittels ei ner ersten Umlenkeinrichtung auf die zu vermessenden Zähnen umgelenkt. Von den Zähnen reflektiertes Licht wird mittels einer zweiten Umlenkeinrichtung an dem distalen Ende der Sonde aufgenommen und durch die Sonde entlang eines zweiten Strahlenganges zu einer CCD-Kamera geleitet, die ihre Daten an einen auswertenden Bildrechner abgibt. Die Matrix- Lichtquelle weist eine Flüssigkristall-Einheit auf.From DE 38 29 925 A1 an optical probe (= Endo skop) for three-dimensional measurement of teeth in the Oral cavity known. The well-known probe is elongated forms and for the transmission of two optical beam paths designed. To measure teeth, a probe is inserted into the probe generated by an externally arranged matrix light source Light pattern along a first beam path through the Probe guided at its distal end and there by means of an egg ner first deflection device on the teeth to be measured redirected. Light reflected from the teeth is transmitted by means of a second deflector at the distal end of the Probe picked up and passed along a second by the probe Beam path is directed to a CCD camera that records its data to an evaluating image computer. The matrix The light source has a liquid crystal unit.

Aus der US 4,837,732 ist eine Zahnsonde bekannt, die an ei nem distalen Ende ein Fenster und eine dem Fenster zugeord nete Umlenkeinrichtung aufweist und in einem proximalen, als Griff ausgebildeten Ende eine Beleuchtungseinrichtung, eine Mustererzeugungseinrichtung (optisches Streifengit ter), einen Strahlteiler sowie einen Sensor umfaßt, wobei die Mustererzeugungseinrichtung mittels eines piezoelektri schen Elements verlagerbar ist. Die Mustererzeugungseinrichtung kann auch eine Flüssigkristall-Einheit sein. Die Zahnsonde nach der US 4,837,732 arbeitet mit dreidimensio naler Datenerfassung.From US 4,837,732 a tooth probe is known, the egg a window and one associated with the window at the distal end nete deflection device and in a proximal, end formed as a handle, a lighting device, a pattern generator (optical stripe git ter), a beam splitter and a sensor, wherein the pattern generator by means of a piezoelectric element is shiftable. The pattern generator can also be a liquid crystal unit. The Tooth probe according to US 4,837,732 works with three dimensions data acquisition.

Aus der DE-OS 25 10 537 ist eine Vorrichtung zur Abstands messung eines Objektes von einer Bezugsebene bekannt, die einen Lasersender umfaßt, dessen emittiertes Licht über ei nen Umlenkspiegel auf eine zu vermessende Oberfläche umge lenkt wird. Von der Oberfläche reflektiertes Laserlicht wird über einen von dem ersten Umlenkspiegel beabstandet angeordneten zweiten Umlenkspiegel über eine Abbildungsop tik auf einen Detektor gelenkt. Die Komponenten der Vor richtung sind in einem rohrförmigen Gehäuse angeordnet, das zur Durchführung einer Vermessung um seine Längsachse ro tierend translatorisch bewegt wird.From DE-OS 25 10 537 is a device for distance measurement of an object known from a reference plane, the comprises a laser transmitter, the emitted light via ei to a surface to be measured is steered. Laser light reflected from the surface is spaced apart from the first deflecting mirror arranged second deflection mirror via an imaging op tic directed to a detector. The components of the pre direction are arranged in a tubular housing, the to carry out a measurement around its longitudinal axis ro is moved translationally.

Die Verwendung einer DMD-Einrichtung zur Mustererzeugung und als Spiegel ist aus der DE 196 08 632 A1 bekannt, die eine Vorrichtung zur optischen Abtastung von Oberflächen beschreibt.The use of a DMD facility for pattern generation and as a mirror is known from DE 196 08 632 A1, the a device for optical scanning of surfaces describes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere für industrielle Anwendungen vorgesehenes Endoskop zu schaffen, das eine alternative dreidimensionale Erfassung von Objekten bzw. Objekträumen auch an unzugänglichen Stel len ermöglicht.The invention has for its object, a particular endoscope intended for industrial applications create an alternative three-dimensional capture of objects or object spaces even in inaccessible places len enables.

Diese Aufgabe wird durch ein Endoskop mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This task is performed by an endoscope with the characteristics of the Claim 1 solved.

Mit dem erfindungsgemäßen Endoskop wird es ermöglicht, mit Hilfe bestimmter bekannter optischer Verfahren, beispiels weise dem Phasenshift-Verfahren dreidimensionale Daten des Objektes zu bestimmen. Es ist ein Gehäuse mit einer sehr geringen Querschnittsfläche realisierbar, das auch eine Prüfung von schwer zugänglichen Stellen, beispielsweise Bohrungen in Gehäusen, ermöglicht. Durch die dreidimensio nale Erfassung der Oberfläche des Objektes wird eine Prü fung mit hoher Qualität ermöglicht. Hierbei kann einerseits die Oberfläche des Objektes dreidimensional nachgebildet werden, um eine visuelle Beurteilung zu ermöglichen. Dar über hinaus können Abstandsmessungen und Dimensionsmessun gen ausgeführt werden. With the endoscope according to the invention it is possible to With the help of certain known optical methods, for example assign three-dimensional data to the phase shift method To determine the object. It is a case with a very small cross-sectional area feasible, which is also a Checking hard-to-reach places, for example Bores in housings. Through the three dimensions nal detection of the surface of the object is a test high quality. Here, on the one hand reproduced the surface of the object three-dimensionally to allow a visual assessment. Dar In addition, distance measurements and dimension measurements can conditions.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zu mindest die Mustererzeugungseinrichtung oder die Umlenkein richtung verlagerbar angeordnet.In an advantageous development of the invention, at least the pattern generator or the deflector direction shiftable.

Die Verlagerbarkeit der Mustererzeugungseinrichtung hat den Vorteil, daß das sogenannte Phasenshift-Verfahren, bei dem mehrere Aufnahmen mit verschobenem Streifenmuster gemacht werden, angewendet werden kann.The relocability of the pattern generator has the Advantage that the so-called phase shift process in which several pictures with shifted stripe pattern can be applied.

In zusätzlicher Weiterbildung dieser Ausführung ist ein Piezo antrieb zur Verlagerung der Mustererzeugungseinrichtung oder der Umlenkeinrichtung vorgesehen.In a further development of this version is a piezo drive to relocate the pattern generator or the deflection device is provided.

Die Verwendung eines Piezoantriebs hat den Vorteil, daß mit hoher Präzision auch sehr kleine Verlagerungswege möglich werden, wie dies bei dem Phasenshift-Verfahren notwendig ist. Die komplizierte Anordnung von mechanischen Antrieben wird so mit vermieden.The use of a piezo drive has the advantage that with high precision even very small displacement paths possible as is necessary in the phase shift process. The complicated arrangement of mechanical drives is so with avoided.

Die Verlagerbarkeit der Umlenkeinrichtung hat den Vorteil, daß sich jener Bereich, auf den das Muster projiziert wird, aus dehnen läßt, ohne die Vorrichtung selbst bewegen zu müssen.The displaceability of the deflection device has the advantage that the area onto which the pattern is projected can stretch without having to move the device itself.

Besonders flexibel läßt sich das System dann einsetzen, wenn die Umlenkflächen der Umlenkeinrichtung zusätzlich kippbar oder verschwenkbar angeordnet sind, wobei auch in diesem Fall ein Piezoantrieb zum Einsatz kommen kann.The system can be used particularly flexibly if the deflecting surfaces of the deflecting device can additionally be tilted or are arranged pivotably, also in this case Piezo drive can be used.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Mustererzeugungseinrichtung ein optisches Streifengitter, vorzugsweise, ein binäres Streifengitter, auf. In an advantageous development of the invention, the Pattern generating device, an optical strip grating, preferably a binary strip grid, on.

Mit Hilfe eines Gitters, insbesondere eines binären Gitters, läßt sich ein Muster mit sinusförmigem Grauwertverlauf senk recht zu den Linien erzeugen, was sich als vorteilhaft für die Bildauswertung herausgestellt hat.With the help of a grid, especially a binary grid, a pattern with a sinusoidal gray value curve can be lowered right to generate the lines, which is beneficial for the Image evaluation has highlighted.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Mustererzeugungseinrichtung eine Flüssigkristall-Einheit auf.In an advantageous development of the invention, the Pattern generating device a liquid crystal unit on.

Mittels einer solchen Flüssigkristall-Einheit (LCD-Ein heit) lassen sich in einfacher Art und Weise unterschiedliche Muster erzeugen.With such a liquid crystal unit (LCD-Ein unit) can be different in a simple manner Create patterns.

Der Vorteil liegt somit darin, daß die Flexibilität und die Er fassungsqualität des erfindungsgemäßen Endoskops verbessert werden.The advantage is that the flexibility and the Er improved quality of the endoscope according to the invention become.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Beleuchtungseinrichtung eine Leuchtdiode, einen Reflektor und einen Kondensor auf.In an advantageous development of the invention, the Lighting device a light emitting diode, a reflector and a condenser.

Dies hat den Vorteil, daß bei geringem Energiebedarf ein hoher Beleuchtungsgrad erzielbar ist, wobei die Beleuchtungseinrich tung dennoch sehr klein baut.This has the advantage that a high one with a low energy requirement Degree of illumination can be achieved, the illuminating device tion is still very small.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Aufnahmeeinheit einen CCD-Sensor auf.In an advantageous development of the invention, the Recording unit on a CCD sensor.

Dies hat den Vorteil, daß eine sehr kleine Baueinheit reali sierbar ist, die in das Endoskop integriert werden kann, so daß Qualitätseinbußen, die etwa durch Kopplung mit einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Kamera über Lichtwellenleiter auf treten, vermieden werden.This has the advantage that a very small unit reali is able to be integrated into the endoscope, so that Loss of quality, for example by coupling with an outside the camera arranged on fiber optic cables kick, be avoided.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das op tische Fenster als Ausnehmung in der Gehäusewandung ausge bildet, wobei die Ausnehmung mittels einer lichtdurchlässigen Platte, vorzugsweise einer Glasscheibe, abgedeckt ist, die gegenüber der Gehäusewandung nach innen versetzt ist.In an advantageous development of the invention, the op table windows as a recess in the housing wall forms, the recess by means of a translucent Plate, preferably a sheet of glass, which is covered is offset inwards relative to the housing wall.

Hiermit erzielt man den Vorteil, daß einerseits die empfind liche Umlenkeinrichtung sowie die Optik und die Aufnahmeein richtung gegen ein Eindringen von Schmutzpartikeln geschützt werden. Andererseits wird durch die nach innen versetzte Anord nung verhindert, daß die lichtdurchlässige Platte, bspw. beim Einbringen der Vorrichtung in einen schwer zugänglichen Hohl raum, an Kanten verkratzt wird, was eine deutliche Beeinträch tigung der optischen Erfassung zur Folge hätte.This gives the advantage that the sens deflection device as well as the optics and the mounting direction protected against the ingress of dirt particles become. On the other hand, due to the inward arrangement tion prevents the translucent plate, for example Inserting the device into a cavity that is difficult to access space, is scratched on edges, which is a clear adverse effect would result in optical detection.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Ge häuse einen distalen Abschnitt und einen proximalen Abschnitt auf, die lösbar miteinander verbunden sind, wobei zwischen bei den Abschnitten Kontaktelemente zur elektrischen Verbindung vorgesehen sind.According to a further embodiment of the invention, the Ge housing a distal section and a proximal section on, which are releasably connected to each other, between at the sections contact elements for electrical connection are provided.

Der zweiteilige Aufbau des Gehäuses hat den Vorteil, daß das Endoskop sehr einfach umgebaut werden kann, so daß die Flexibi lität steigt. The two-part construction of the housing has the advantage that Endoscope can be converted very easily, so that the Flexibi lity increases.

Dabei ist der distale Abschnitt vorzugsweise starr ausgebildet.The distal section is preferably rigid.

Hierdurch wird ein sicherer Schutz der in distalen Abschnitten aufgenommenen empfindlichen Einrichtungen, nämlich der Auf nahmeeinheit, der Umlenkeinrichtung, der Mustererzeugungs einrichtung und der Beleuchtungseinrichtung, gewährleistet. Der proximale Abschnitt kann dagegen je nach gewünschtem An wendungsfall flexibel oder starr ausgebildet sein.This ensures reliable protection of the distal sections recorded sensitive devices, namely the Auf acquisition unit, the deflection device, the pattern generation device and the lighting device, guaranteed. The proximal section can, however, depending on the desired An application case be flexible or rigid.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuerungseinrichtung zur Verlagerung zumindest der Muster erzeugungseinrichtung oder der Umlenkeinrichtung nach einem ausgewählten Meßverfahren vorgesehen.According to a further embodiment of the invention Control device for shifting at least the pattern generating device or the deflection device according to one selected measurement method provided.

Dies hat den Vorteil, daß je nach Anwendungsfall das passende Verfahren eingesetzt werden kann, wobei die Handhabung sehr einfach bleibt.This has the advantage that, depending on the application, the right one Process can be used, handling very remains simple.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die Mustererzeugungseinrichtung und die zweite Umlenkfläche zu einer einzigen Einheit zusammengefaßt, die von einem Digital Mirror Device (DMD) mit einer Vielzahl von auf einem Halb leiterchip angeordneten Einzelspiegeln gebildet ist, wobei die Einzelspiegel jeweils durch Anlegen einer Steuerspannung ver kippbar sind.According to a further embodiment of the invention, the Pattern generating device and the second deflection surface combined in a single unit by a digital Mirror Device (DMD) with a variety of on one half conductor chip arranged individual mirrors is formed, the Single mirror ver by applying a control voltage are tiltable.

Durch diese Maßnahme wird der Aufbau des Endoskops erheblich vereinfacht, da die Funktion der Mustererzeugungseinrichtung und der zweiten Umlenkfläche von einer einzigen Einheit über nommen wird, die lediglich von einer Elektronik entsprechend angesteuert werden muß. This measure makes the structure of the endoscope significant simplified because the function of the pattern generator and the second deflection surface of a single unit which is taken only by electronics accordingly must be controlled.

Somit können mechanische Einheiten zur Verschiebung entweder der Mustererzeugungseinrichtung oder der zweiten Umlenkfläche vollständig vermieden werden.Thus, mechanical units can either be used for displacement the pattern generator or the second deflection surface be completely avoided.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung der Flüssigkristall einheit oder des Digital Mirror Device (DMD) zur Erzeugung eines Musters, das aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Mustern auswählbar ist, ausgebildet.According to a further embodiment of the invention Control device for controlling the liquid crystal unit or the digital mirror device (DMD) for generation of a pattern made up of a variety of different Patterns can be selected, trained.

Hiermit erreicht man den Vorteil, daß speziell an das zu er fassende Objekt angepaßte Muster verwendbar sind, ohne Ein griffe an der Mustererzeugungseinrichtung vornehmen zu müssen. Mithin ist eine Verbesserung der Erfassungsqualität möglich.This gives the advantage that he specifically matching object patterns can be used without On handles on the pattern generator. It is therefore possible to improve the recording quality.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der, Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the accompanying drawing.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the following standing features to be explained not only in each specified combination, but also in other combinations or can be used alone, without the scope of to leave the present invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs beispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on an embodiment example explained in more detail with reference to the drawing. there demonstrate:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 1 is a schematic representation of a device according to the invention,

Fig. 2a-d unterschiedliche Aufnahmen eines auf das zu ver messende Objekt projizierten Streifenmusters, Fig. 2a-d different images of an image projected on the measuring object to ver stripe pattern,

Fig. 3 ein aus den aufgenommenen Streifenmustern gemäß Fig. 2 erstelltes Phasenbild, und Fig. 3 a from the recorded fringe patterns shown in FIG. 2 phase created image, and

Fig. 4 eine dreidimensionale Flächendarstellung des aufge nommenen Objekts. Fig. 4 is a three-dimensional surface representation of the object taken.

In Fig. 1 ist ein Endoskop, das zur optischen dreidimensionalen Erfassung von Objekten bzw. deren Oberflächen dient, insgesamt mit der Ziffer 2 bezeichnet.In Fig. 1, an endoscope, which is used for the optical three-dimensional detection of objects or their surfaces, is generally designated by the number 2 .

Das Endoskop 2 umfaßt ein längliches Gehäuse 9, das einen distalen Abschnitt 10 und einen proximalen Abschnitt 11 auf weist, die mittels eines Befestigungselements 7 lösbar mitein ander verbunden sind. Im distalen Abschnitt 10 ist ein Sensor kopf 3 aufgenommen, während der proximale Abschnitt 11 als Griffteil 5 ausgebildet ist.The endoscope 2 comprises an elongated housing 9 which has a distal section 10 and a proximal section 11 which are detachably connected to one another by means of a fastening element 7 . In the distal section 10 , a sensor head 3 is received, while the proximal section 11 is designed as a grip part 5 .

Der distale Abschnitt 10 des Gehäuses 9 ist rohrförmig ausge bildet, mit einem vorzugsweise viereckigen oder kreisrunden Querschnitt. Der distale Abschnitt 10 des Gehäuses 9 ist starr ausgebildet und vorzugsweise aus Metall gefertigt.The distal portion 10 of the housing 9 is tubular, with a preferably square or circular cross section. The distal section 10 of the housing 9 is rigid and is preferably made of metal.

Der proximale Abschnitt 11 des Gehäuses 9, der als Griffteil 5 ausgebildet ist, weist einen dem distalen Abschnitt angepaßten Querschnitt auf, wobei die Querschnittsflächen nicht not wendigerweise übereinstimmen müssen. Der proximale Abschnitt 11, der das Griffteil 5 bildet, ist je nach Anwendungsfall starr oder flexibel und biegsam in Form eines Schlauchs ausge bildet.The proximal section 11 of the housing 9 , which is designed as a grip part 5 , has a cross section adapted to the distal section, the cross-sectional areas not necessarily having to match. The proximal section 11 , which forms the handle part 5 , is rigid or flexible and flexible in the form of a tube, depending on the application.

Der distale Abschnitt 10 nimmt eine Aufnahmeeinheit 13, eine Umlenkeinrichtung 15 sowie eine Projektionseinrichtung 17 auf. Die Aufnahmeeinheit 13 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel am proximalen Ende 19 des Sensorkopfs 3 angeordnet, während die Projektionseinrichtung 17 am gegenüberliegenden distalen Ende 21 liegt. Zwischen der Aufnahmeeinheit 13 und der Projektions einrichtung 17 ist die Umlenkeinrichtung 15 vorgesehen.The distal section 10 receives a receiving unit 13 , a deflection device 15 and a projection device 17 . In the present exemplary embodiment, the receiving unit 13 is arranged at the proximal end 19 of the sensor head 3 , while the projection device 17 is located at the opposite distal end 21 . The deflection device 15 is provided between the recording unit 13 and the projection device 17 .

Die Aufnahmeeinheit 13 weist ein Objektiv 23 und einen Licht sensor 25 in Form eines CCD-Sensors auf. Das Objektiv 23 und der CCD-Sensor 25 liegen innerhalb des distalen Abschnittes 10 in Längsrichtung gesehen hintereinander, wobei das Objektiv 23 der Umlenkeinrichtung 15 zugewandt ist.The recording unit 13 has a lens 23 and a light sensor 25 in the form of a CCD sensor. The objective 23 and the CCD sensor 25 lie one behind the other within the distal section 10, as seen in the longitudinal direction, the objective 23 facing the deflection device 15 .

Die Umlenkeinrichtung 15 weist zwei Spiegeleinheiten 27a und 27b auf, die auf einer Trägerplatte 29 angeordnet sind. Die Spiegeleinheit 27a weist eine ebene Spiegelfläche 31a auf, die in einem Winkel von 45° zu der Längsachse 33 des Sensorkopfs 3 liegt und dem Objektiv 23 zugewandt ist. Die Spiegeleinheit 27b weist ebenfalls eine ebene Spiegelfläche 31b auf, die mit der Längsachse 33 einen Winkel von 30° einschließt und der Projektionseinrichtung 17 zugewandt ist. Zumindest die Spiegeleinheit 27b ist mittels eines Antriebs in Längsrichtung verlagerbar. Als Antrieb wird vorzugsweise ein Piezoantrieb 79 verwendet, der beispielsweise an die Trägerplatte 29 gekoppelt sein könnte, die dann zweigeteilt mit einem festen, der Aufnahmeeinheit 13 zugewandten Teil und einem beweglichen Teil zum Antrieb der Spiegeleinheit 27b ausgebildet ist.The deflection device 15 has two mirror units 27 a and 27 b, which are arranged on a carrier plate 29 . The mirror unit 27 a has a flat mirror surface 31 a, which lies at an angle of 45 ° to the longitudinal axis 33 of the sensor head 3 and faces the lens 23 . The mirror unit 27 b also has a flat mirror surface 31 b, which encloses an angle of 30 ° with the longitudinal axis 33 and faces the projection device 17 . At least the mirror unit 27 b can be displaced in the longitudinal direction by means of a drive. A piezo drive 79 is preferably used as the drive, which could for example be coupled to the carrier plate 29 , which is then formed in two parts with a fixed part facing the receiving unit 13 and a movable part for driving the mirror unit 27 b.

In einem den beiden Spiegelflächen 31a, 31b zugewandten Längs abschnitt 35 des distalen Abschnittes 10 des Gehäuses 9 ist ein optisches Fenster 37 vorgesehen. Dieses optische Fenster 37 ist als Durchbruch in der Wandung des Gehäuses 9 ausgebildet, wobei ein lichtdurchlässiges Element 39 die Ausnehmung abdeckt. Fig. 1 läßt deutlich erkennen, daß das lichtdurchlässige Element gegenüber der Wandung des Gehäuses nach innen, d. h. zur Längs achse 33 hin versetzt angeordnet ist. Bei dem lichtdurch lässigen Element handelt es sich vorzugsweise um eine Glasplatte, die an die Form des Gehäuses angepaßt ist. Das optische Fenster 37 wird so groß gewählt, daß es im gesamten Projektionsbereich der beiden Spiegelflächen 31a, 31b liegt.In one of the two mirror surfaces 31 a, 31 b facing longitudinal section 35 of the distal section 10 of the housing 9 , an optical window 37 is provided. This optical window 37 is designed as an opening in the wall of the housing 9 , a transparent element 39 covering the recess. Fig. 1 clearly shows that the translucent element with respect to the wall of the housing inwards, ie to the longitudinal axis 33 is arranged offset. The translucent element is preferably a glass plate which is adapted to the shape of the housing. The optical window 37 is chosen so large that it lies in the entire projection range of the two mirror surfaces 31 a, 31 b.

Die Projektionseinrichtung 17 umfaßt eine aus zumindest einer optischen Linse bestehende Optik 41, die mittels einer Halterung 42 beabstandet zu der Innenwandung des Gehäuses 9 symmetrisch zur Längsachse 33 gehalten wird. Des weiteren um faßt die Projektionseinrichtung 17 ein senkrecht zur Längsachse 33 angeordnetes optisches Gitter sowie eine Beleuchtungseinheit 45. Optik 41, optisches Gitter 43 und Beleuchtungseinheit 45 sind in Längsrichtung gesehen hintereinander angeordnet, wobei die Optik 41 der Umlenkeinrichtung 15 und dort der zweiten Spiegeleinheit 27b zugewandt ist.The projection device 17 comprises an optic 41 consisting of at least one optical lens, which is held at a distance from the inner wall of the housing 9 symmetrically to the longitudinal axis 33 by means of a holder 42 . Furthermore, the projection device 17 includes an optical grating arranged perpendicular to the longitudinal axis 33 and an illumination unit 45 . Optics 41 , optical grating 43 and lighting unit 45 are arranged one behind the other as seen in the longitudinal direction, the optics 41 facing the deflection device 15 and there the second mirror unit 27 b.

Die Beleuchtungseinheit 45 weist eine LED, vorzugsweise eine Power-LED 47, einen Kondensor 49 sowie einen Reflektor 51 auf. Der Reflektor 51 dient gleichzeitig als Halterung für die Power-LED 47 und den Kondensor 49, wobei beide Elemente symmetrisch zur Längsachse 33 gehalten sind. Die reflektierende Fläche des Reflektors 51 ist zu der Umlenkeinrichtung 15 ausge richtet, so daß die von der Power-LED ausgehende Strahlung im wesentlichen in Richtung der Spiegeleinheit 27b verläuft.The lighting unit 45 has an LED, preferably a power LED 47 , a condenser 49 and a reflector 51 . The reflector 51 also serves as a holder for the power LED 47 and the condenser 49 , both elements being held symmetrically to the longitudinal axis 33 . The reflecting surface of the reflector 51 is directed out to the deflection device 15 , so that the radiation emanating from the power LED runs essentially in the direction of the mirror unit 27 b.

Das optische Gitter 43 weist ein binäres Streifenmuster mit einem Gitterabstand d auf. Dieses binäre Gitter ist senkrecht zur Längsachse 33 vorzugsweise mittels eines Piezoantriebs schrittweise verlagerbar, wobei die Schrittweite einem Bruch teil des Gitterabstands d, beispielsweise einem Viertel (d/4) entspricht.The optical grating 43 has a binary stripe pattern with a grating spacing d. This binary grating can be shifted in steps perpendicular to the longitudinal axis 33, preferably by means of a piezo drive, the step width corresponding to a fraction of the grating spacing d, for example a quarter (d / 4).

Das optische Gitter 43 kann in einer bevorzugten Ausführungsform als LCD-Einheit ausgebildet sein. Mit einer solchen LCD-Einheit lassen sich die unterschiedlichsten Muster, d. h. neben binären Streifenmustern auch kreisförmige oder andersförmige Muster erzeugen. Die Verschiebung senkrecht zur Längsachse 33 des Musters läßt sich bei einer LCD-Einheit ohne Verlagerung derselben erreichen, indem einfach ein neues Muster generiert wird, das um die gewünschte Schrittweite gegenüber dem vorhergehenden Muster verschoben ist.In a preferred embodiment, the optical grating 43 can be designed as an LCD unit. Such an LCD unit can be used to produce a wide variety of patterns, ie circular or differently shaped patterns in addition to binary stripe patterns. The displacement perpendicular to the longitudinal axis 33 of the pattern can be achieved with an LCD unit without displacement by simply generating a new pattern which is shifted by the desired step size compared to the previous pattern.

Der distale Abschnitt 10 des rohrförmigen Gehäuses 9 des Sensorkopfs 3 ist an seinem dem Griffteil 5 abgewandten Ende 21 mittels eines Deckels 53 verschlossen, der vorzugsweise abnehm bar ist. Der Deckel 53 soll das Eindringen von Schmutz oder anderen zu einer Beschädigung der Projektionseinrichtung 17 führenden Körpern verhindern. Am gegenüberliegenden proximalen Ende 19 des distalen Abschnitts 10 ist eine ebenfalls abnehm bare Abdeckung 55 vorgesehen. In diese Abdeckung 55 ist ein Kontaktelement 57 integriert, das eine Vielzahl von - in Fig. 1 nur schematisch dargestellten - weiblichen Kontakten 59 auf weist. Mit einzelnen dieser weiblichen Kontakte 59 sind die elektrischen Einheiten, d. h. die Aufnahmeeinheit 13, die Umlenkeinrichtung 15, das optische Gitter 43 sowie die Power-LED 47 über elektrische Leitungen 61 verbunden. Die elek trischen Leitungen 61 verlaufen innerhalb des Gehäuses 9 dicht an der Gehäusewandung. Sie dienen einerseits zur Versorgung der elektrischen Verbraucher mit Energie und andererseits zur Über tragung von Steuer- und Datensignalen.The distal section 10 of the tubular housing 9 of the sensor head 3 is closed at its end 21 facing away from the handle part 5 by means of a cover 53 , which is preferably removable. The cover 53 is intended to prevent the ingress of dirt or other bodies leading to damage to the projection device 17 . At the opposite proximal end 19 of the distal portion 10 , a removable cover 55 is also provided. In this cover 55 , a contact element 57 is integrated, which has a plurality of female contacts 59 , which are only shown schematically in FIG. 1. The electrical units, that is to say the receiving unit 13 , the deflection device 15 , the optical grating 43 and the power LED 47 are connected to individual female contacts 59 via electrical lines 61 . The electrical lines 61 run within the housing 9 close to the housing wall. They serve on the one hand to supply electrical consumers with energy and on the other hand to transmit control and data signals.

An dem dem proximalen Ende 19 des Sensorkopfs 3 gegenüber liegenden distalen Ende 63 des Griffteils 5 ist ein Kontakt element 65 vorgesehen, das eine Vielzahl von männlichen Kontak ten 67 aufweist. An diesen Kontakten 67 sind elektrische Leitungen 69 angeschlossen, die durch das Griffteil 5 nach außen geführt sind. Selbstverständlich ist es auch denkbar, an dem proximalen Ende des Griffteils 5 ebenfalls ein Kontakt element vorzusehen, so daß die elektrische Verbindung von außen über ein Steckkontaktelement erfolgen kann.At the proximal end 19 of the sensor head 3 opposite distal end 63 of the handle part 5 , a contact element 65 is provided which has a plurality of male contacts 67 th. Electrical lines 69 are connected to these contacts 67 and are led through the handle part 5 to the outside. Of course, it is also conceivable to also provide a contact element at the proximal end of the handle part 5 , so that the electrical connection can be made from the outside via a plug contact element.

Die Leitungen 69 sind mit einer Steuereinheit 71 verbunden, die ihrerseits mittels einer Leitung 73 mit einer Bild verarbeitungseinheit 75 verbunden ist. An dieser Bild verarbeitungseinheit 75 ist ein Monitor 77 angeschlossen. Vor zugsweise sind Steuereinheit 71, Bildverarbeitungseinheit 75 und Monitor 77 in Form eines Computers zusammengefaßt.The lines 69 are connected to a control unit 71 , which in turn is connected to an image processing unit 75 by means of a line 73 . A monitor 77 is connected to this image processing unit 75. Before preferably control unit 71 , image processing unit 75 and monitor 77 are summarized in the form of a computer.

Eine Verbindung der Leitung 69 im Griffteil 5 mit den Leitungen 61 im Sensorkopf 3 wird über die beiden Kontakt elemente 57, 65 erreicht, wenn Sensorkopf 3 und Griffteil 5 zusammengesteckt werden. Die Fixierung der beiden Teile 3, 5 er folgt dann über das Befestigungselement 7.A connection of the line 69 in the handle part 5 with the lines 61 in the sensor head 3 is achieved via the two contact elements 57 , 65 when the sensor head 3 and handle part 5 are plugged together. The fixation of the two parts 3 , 5 then follows via the fastening element 7 .

Zur optischen Erfassung eines Objekts wird das Endoskop 2 wie folgt betrieben:The endoscope 2 is operated as follows for the optical detection of an object:

Zunächst wird das Endoskop 2 positioniert, wobei das optische Fenster 37 im Bereich der aufzunehmenden Fläche liegen muß. Mit Hilfe der Aufnahmeeinheit 13 ist über die Spiegelfläche 31a der Umlenkeinrichtung 15 der außerhalb des Gehäuses 9 liegende Be reich über den Monitor 77 darstellbar, so daß eine Positionie rung erleichtert und des weiteren auch dann möglich ist, wenn der Benutzer keinen Sichtkontakt hat. Sofern das vorhandenen Licht nicht ausreicht, läßt sich beispielsweise über die Steuereinheit 71 die Power-LED 47 einschalten, die das von der Aufnahmeeinheit 13 erfaßte Gebiet über die Spiegelfläche 31b ausleuchtet. Sofern das optische Gitter 43 als LCD-Einheit aus gebildet ist, läßt sich die Projektion eines Streifenmusters vermeiden, so daß die Darstellung am Monitor 77 hiermit nicht beeinträchtigt wird. Über die Steuereinheit 71 ist die LCD-Einheit entsprechend ansteuerbar.First, the endoscope 2 is positioned, the optical window 37 must lie in the area of the area to be recorded. With the help of the receiving unit 13 is beyond the mirror surface 31 a of the deflection device 15 lying outside the housing 9 Be rich on the monitor 77 , so that positioning is facilitated and is also possible if the user has no visual contact. If the available light is not sufficient, the power LED 47 can be switched on, for example, via the control unit 71 and illuminates the area detected by the recording unit 13 via the mirror surface 31 b. If the optical grating 43 is formed as an LCD unit, the projection of a stripe pattern can be avoided, so that the display on the monitor 77 is not affected thereby. The LCD unit can be controlled accordingly via the control unit 71 .

Ist die richtige Position erreicht, wird über die Steuereinheit 71 der optische Erfassungsvorgang gestartet. Dieser Meßvorgang hängt im wesentlichen von dem gewählten Meßverfahren ab, wobei im folgenden beispielhaft das Phasenshift-Verfahren benutzt wird. Grundsätzlich sind auch andere bekannte Verfahren zur Er stellung dreidimensionaler Messungen an Objekten verwendbar.Once the correct position has been reached, the optical detection process is started via the control unit 71 . This measurement process essentially depends on the measurement method selected, the phase shift method being used as an example below. In principle, other known methods for the provision of three-dimensional measurements on objects can also be used.

Beim Phasenshift-Verfahren wird auf das zu erfassende Objekt ein Streifenmuster projiziert, das einen sinusförmigen Lichtintensitätsverlauf senkrecht zu den projizierten Streifen auf weist. Das Streifenmuster wird mit Hilfe der Power-LED 47 und dem optischen Gitter 43 erzeugt, wobei die Spiegelfläche 31b das durch die Optik 41 gebündelte Licht zum Objekt hin ablenkt. Über die Steuereinheit 71 läßt sich die Spiegeleinheit 27b in Längsrichtung verlagern, so daß hiermit eine nachträgliche Feinpositionierung möglich ist, ohne das Endoskop 2 selbst zu bewegen.In the phase shift method, a stripe pattern is projected onto the object to be detected, which has a sinusoidal light intensity curve perpendicular to the projected stripes. The stripe pattern is generated with the aid of the power LED 47 and the optical grating 43 , the mirror surface 31 b deflecting the light bundled by the optics 41 toward the object. The control unit 71 allows the mirror unit 27 b to be displaced in the longitudinal direction, so that subsequent fine positioning is possible without moving the endoscope 2 itself.

Wie bereits erwähnt, ist das optische Gitter 43 entweder als binäres Gitter oder als LCD-Einheit ausgebildet. Im Falle des binären Gitters wird der sinusförmige Lichtintensitätsverlauf beispielsweise durch ein Tiefpaß-Filter oder durch ein "Unscharfstellen" der Optik 41 erreicht. Je nach Ausführungs form der LCD-Einheit ist mit dieser direkt ein sinusförmiger Lichtintensitätsverlauf zu erzielen. Die notwendigen Steuer signale zur Generierung des Musters in der LCD-Einheit liefert die Steuereinheit 71, die beispielsweise einen Speicher umfaßt, in dem unterschiedliche Muster abgelegt sind.As already mentioned, the optical grating 43 is designed either as a binary grating or as an LCD unit. In the case of the binary grating, the sinusoidal light intensity curve is achieved, for example, by a low-pass filter or by “unsharping” of the optics 41 . Depending on the design of the LCD unit, a sinusoidal light intensity curve can be achieved directly with it. The necessary control signals for generating the pattern in the LCD unit are supplied by the control unit 71 , which includes, for example, a memory in which different patterns are stored.

Das auf das Objekt projizierte Streifenmuster wird vom CCD-Sensor 25 über die Spiegelfläche 31a erfaßt und als elek trisches Signal über die Leitung 69 an die Steuereinheit 71 übertragen. Diese leitet das Bildsignal an die Bild verarbeitungseinheit 75 weiter, wo die entsprechenden Bild informationen gespeichert werden. In Fig. 2a ist beispielsweise ein von der Aufnahmeeinheit 13 aufgenommenes Bild dargestellt. Deutlich zu erkennen ist der ungleichmäßige Verlauf des Streifenmusters, was auf unterschiedliche Tiefen, bzw. Höhen der Oberfläche schließen läßt. The stripe pattern projected onto the object is detected by the CCD sensor 25 via the mirror surface 31 a and transmitted as an electrical signal via line 69 to the control unit 71 . This forwards the image signal to the image processing unit 75, where the corresponding image information is stored. In Fig. 2a an image taken by the image pickup unit 13 is shown, for example. The uneven course of the stripe pattern can be clearly seen, which suggests different depths or heights of the surface.

Da mittels einer Aufnahme noch keine Berechnung eindeutiger Höhen- bzw. Tiefenwerte möglich ist, werden weitere Aufnahmen gemacht, wobei das Streifenmuster jeweils um einen bestimmten Wert senkrecht zur Streifenrichtung verschoben wird. Dieses Verschieben des Streifenmusters erfolgt entweder durch Ver lagern des optischen Gitters 43 über den Piezoantrieb oder durch Verlagern der Spiegelfläche 31b, was ebenfalls über einen Piezoantrieb möglich ist. Der Wert der Verlagerungsstrecke ent spricht dem Quotienten aus dem Gitterabstand π und der Anzahl der Aufnahmen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden ins gesamt vier Aufnahmen gemacht, so daß die Verlagerungsstrecke π/4 beträgt.Since it is not yet possible to calculate clear height or depth values by means of a recording, further recordings are made, the strip pattern being shifted by a specific value perpendicular to the strip direction. This shifting of the stripe pattern is done either by storing the optical grating 43 via the piezo drive or by moving the mirror surface 31 b, which is also possible via a piezo drive. The value of the displacement distance corresponds to the quotient of the grid spacing π and the number of exposures. In the present exemplary embodiment, a total of four recordings are made, so that the displacement distance is π / 4.

Im Falle einer LCD-Einheit als optisches Gitter ist keine mechanische Verlagerung notwendig; vielmehr wird lediglich ein neues Streifenmuster erzeugt, das gegenüber dem vorhergehenden Streifenmuster um π/4 verschoben ist. Die Steuerung dieses Vor gangs erfolgt automatisch über die Steuereinheit 71.In the case of an LCD unit as an optical grating, no mechanical displacement is necessary; rather, only a new stripe pattern is generated, which is shifted by π / 4 compared to the previous stripe pattern. This process is controlled automatically via the control unit 71 .

In den Fig. 2b-d sind die weiteren drei Aufnahmen mit je weils verschobenem Streifenmuster dargestellt.In Figs. 2b-d the other three images are shown, each with weils shifted fringe patterns.

Mit Hilfe von bestimmten Algorithmen, auf die an dieser Stelle nicht näher eingegangenen werden soll, da sie grundsätzlich be kannt sind, wird aus diesen vier Aufnahmen ein sogenanntes Phasenbild berechnet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Bei einem solchen Phasenbild treten bei ebenen Flächen senkrecht zu den Linienstrukturen linear ansteigende oder abfallende Grau wertverläufe mit Unstetigkeitsstellen im Abstand der Ort frequenz, d. h. des Gitterabstands der Linienstruktur, auf. With the help of certain algorithms, which will not be dealt with in more detail at this point, since they are known in principle, a so-called phase image is calculated from these four recordings, as shown in FIG. 3. With such a phase image, linearly increasing or decreasing gray value gradients with discontinuities in the spacing of the spatial frequency, ie the grid spacing of the line structure, occur on flat surfaces perpendicular to the line structures.

Dieses Phasenbild wird anschließend demoduliert. Darunter ver steht man das Auffinden von Phasensprüngen und das Zusammen setzen der Grauwertverläufe des Phasenbildes zu einem kontinu ierlichen, stetigen Ergebnisbild. Dieses Ergebnisbild ent spricht dann einem schräg im Raum liegenden nicht kalibrierten helligkeitscodierten Tiefenbild.This phase image is then demodulated. Including ver you find the phase jumps and the together set the gray value gradients of the phase image to a continuous animal-like, steady result picture. This result picture ent then speaks to a non-calibrated person lying diagonally in the room brightness-coded depth image.

Dieses demodulierte Bild wird dann mit einem demodulierten Bild einer Referenzebene in Beziehung gesetzt und mit einem Skalier faktor multipliziert. Als Ergebnis wird ein helligkeits codiertes Tiefenbild des erfaßten Objekts erzielt. In dieser Darstellung sind Punkte, die in der gleichen Ebene liegen, mit dem gleichen Grauwert dargestellt.This demodulated image is then combined with a demodulated image related to a reference plane and with a scaling factor multiplied. As a result, a brightness encoded depth image of the detected object achieved. In this Representation are points that are in the same plane with displayed the same gray value.

Zur besseren Darstellung wird dieses helligkeitscodierte Tiefenbild in eine pseudo-dreidimensionale Flächendarstellung umgesetzt und entsprechend Fig. 4 auf dem Monitor 77 angezeigt. Die vorgenannten Bildverarbeitungsschritte werden dabei voll ständig von der Bildverarbeitungseinheit 75 ausgeführt.For a better representation, this brightness-coded depth image is converted into a pseudo-three-dimensional surface representation and displayed on the monitor 77 in accordance with FIG. 4. The aforementioned image processing steps are carried out continuously by the image processing unit 75 .

Gemäß einer Variante der Erfindung sind das binäre Gitter und die zweite Umlenkfläche der Umlenkeinrichtung durch ein soge nanntes Digital Mirror Device (DMD) ersetzt.According to a variant of the invention, these are binary grids and the second deflection surface of the deflection device by a so-called named Digital Mirror Device (DMD) replaced.

Ein solches DMD, das von Texas Instruments hergestellt und ver trieben wird, umfaßt eine Vielzahl von auf einem Halbleiterchip (SRAM-Chip) angeordneten Einzelspiegeln, die jeweils durch An legen einer Steuerspannung in eine definierte Kipplage verkipp bar sind. Auf einem solchen DMD mit einer Fläche von 13 × 15 mm² sind beispielsweise 848 × 600 Speicherzellen vorgesehen, so daß sich etwa eine halbe Million beweglicher Spiegel auf dem DMD befindet. Die Spiegel sind individuell adressierbar, so daß sich bei einer geeigneten Ansteuerung beliebige gewünschte Muster erzeugen und in zeitlicher Folge verändern lassen.Such a DMD, which is manufactured and sold by Texas Instruments, comprises a plurality of individual mirrors arranged on a semiconductor chip (SRAM chip), each of which can be tilted to a defined tilt position by applying a control voltage. On such a DMD with an area of 13 × 15 mm ² , for example 848 × 600 memory cells are provided, so that there are about half a million movable mirrors on the DMD. The mirrors are individually addressable, so that any desired pattern can be generated with a suitable control and changed in chronological order.

Damit übernimmt das DMD die Funktion des binären Gitters und der zweiten Umlenkfläche bzw. die Funktion einer LCD-Einheit in Kombination mit der zweiten Umlenkfläche.The DMD thus takes over the function of the binary grid and the second deflection surface or the function of an LCD unit in Combination with the second deflection surface.

Im übrigen entspricht die Funktionsweise vollständig der zuvor beschriebenen Ausführung. Das DMD könnte anstelle der zweiten Umlenkfläche 31b mit dem optischen Fenster 37 ausgerichtet an geordnet sein.Otherwise, the mode of operation corresponds entirely to the previously described embodiment. The DMD could be aligned with the optical window 37 instead of the second deflection surface 31 b.

Das beschriebene Endoskop 2 ist in vielen technischen Gebieten einsetzbar, wobei es vornehmlich zur Prüfung von Oberflächen benutzt wird, die für den Benutzer nur schwer oder gar nicht direkt sichtbar sind. Insbesondere können mit dem beschriebenen Endoskop 2 Hohlräume untersucht werden.The described endoscope 2 can be used in many technical fields, whereby it is primarily used for checking surfaces that are difficult or not directly visible to the user. In particular, 2 cavities can be examined with the endoscope described.

Die Ausbildung und besondere Anordnung von Aufnahmeeinheit 13, Umlenkeinrichtung 15 und Projektionseinrichtung 17 läßt die Unterbringung in einem sehr kleinen rohrförmigen Gehäuse 9 (vorzugsweise mit einem Außendurchmesser von etwa 6-7 mm) zu. Darüber hinaus ergibt sich durch die Verlagerbarkeit der Um lenkeinrichtung 15 der Vorteil, daß beispielsweise auf einen aufwendigen Antrieb zur Verlagerung des optischen Gitters 43 verzichtet werden kann. Darüber hinaus läßt sich das Streifen muster exakt auf der gewünschten Stelle positionieren.The design and special arrangement of the receiving unit 13 , the deflection device 15 and the projection device 17 allow it to be accommodated in a very small tubular housing 9 (preferably with an outside diameter of about 6-7 mm). In addition, the fact that the steering device 15 can be moved has the advantage that, for example, an expensive drive for moving the optical grating 43 can be dispensed with. In addition, the stripe pattern can be positioned exactly on the desired location.

Mit Hilfe des Endoskops 2 lassen sich selbstverständlich auch Abstandsmessungen durchführen, die mittels des Triangulationsverfahrens berechnet werden können. Das beschriebene Phasen shift-Verfahren ist nur als Beispiel angegeben; selbstverständ lich sind auch andere optische Meßverfahren einsetzbar. Es ist beispielsweise denkbar, das Objekt durch Bewegen des Endoskops aus unterschiedlichen Positionen aufzunehmen und aus diesen Aufnahmen ein dreidimensionales Bild zu berechnen. Eine Ver lagerung des Gitters ist dann nicht notwendig. Insbesondere die Benutzung einer LCD-Einheit führt zu einem Endoskop 2, das mit unterschiedlichen optischen Meßverfahren betrieben werden kann.With the help of the endoscope 2 it is of course also possible to carry out distance measurements which can be calculated using the triangulation method. The phase shift method described is only given as an example; Of course, other optical measuring methods can also be used. For example, it is conceivable to record the object from different positions by moving the endoscope and to calculate a three-dimensional image from these recordings. A displacement of the grid is then not necessary. In particular, the use of an LCD unit leads to an endoscope 2 , which can be operated with different optical measuring methods.

Claims

1. endoscope with an optical window ( 37 ) having elongated housing ( 9 ), a window ( 37 ) associated Umlenkeinrich device ( 15 ), a lighting device ( 45 ) for illuminating an object ( 1 ), a pattern generating device ( 43 ) for projecting an optical pattern onto the object and a recording device ( 13 ) for optical detection of the object by recording light reflected from the object, the recording device ( 13 ), the deflecting device ( 15 ), the pattern generating device ( 43 ) and the illuminating device ( 45 ) is received in a distal section ( 10 ) of the housing ( 9 ) and the deflecting device ( 15 ) has a first deflecting surface ( 31 b), via which the optical pattern is projected onto the object ( 1 ), and a second deflection surface ( 31 a), via which the light reflected by the object ( 1 ) is deflected onto the receiving device ( 13 ).

2. Endoscope according to claim 1, characterized in that at least the pattern generating device ( 43 ) or the deflection device ( 16 ) in the housing ( 9 ) are arranged displaceably.

3. Endoscope according to claim 2, characterized by a piezo drive ( 79 ) for moving the pattern generating device ( 43 ) or the deflection device ( 15 ).

4. Endoscope according to one of the preceding claims, characterized in that the pattern generating device ( 43 ) comprises an optical strip grating, preferably a binary strip grating.

5. Endoscope according to claim 1 or 2, characterized in that the pattern generating device ( 43 ) comprises a liquid crystal unit which allows the display of different patterns.

6. Endoscope according to one of the preceding claims, characterized in that the lighting device ( 45 ) comprises a light-emitting diode ( 47 ), a reflector ( 51 ) and a condenser ( 49 ).

7. Endoscope according to one of the preceding claims, characterized in that the recording unit ( 13 ) comprises a CCD sensor ( 25 ).

8. Endoscope according to one of the preceding claims, characterized in that the optical window ( 37 ) is formed in the housing wall ( 9 ), the recess being covered by means of a translucent plate ( 39 ), preferably a glass pane, which is opposite the Housing wall is offset inwards.

9. Endoscope according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 9 ) comprises a distal section ( 10 ) and a proximal section ( 11 ) which are detachably connected to one another, contact elements ( 57 , 65 ) between the two sections. are provided for electrical connection.

10. Endoscope according to one of the preceding claims, characterized in that the distal section ( 10 ) is rigid.

11. Endoscope according to one of the preceding claims, characterized in that a control device ( 71 ) for shifting to at least the pattern generating device ( 43 ) or the Umlenkeinrich device ( 15 ) is provided according to a selected measuring method.

12. Endoscope according to one of claims 1, 2 or 6 to 11, characterized in that the pattern generating device and the second deflection surface ( 31 a) are formed by a digital mirror device (DMD) with a plurality of individual mirrors arranged on a semiconductor chip, the individual mirrors can each be tilted by applying a control voltage.

13. Endoscope according to claim 11 or 12, characterized in that the control device ( 71 ) for controlling the liquid crystal unit ( 43 ) or the digital mirror device (DMD) for generating a pattern which can be selected from a large number of different patterns, is trained.