DE3105297C2

DE3105297C2 - Laser-Messer

Info

Publication number: DE3105297C2
Application number: DE3105297A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Fukuoka Saitama Itoh; Hironobu Fukuoka Saitama Nagashima; Yuzo Kawagoe Saitama Noguchi; Teruo Warabi Saitama Sakai
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1985-07-04
Also published as: DE3105297A1; JPS56116452A; JPS6115688B2; US4378492A

Abstract

Bei einer Laserausgang-Meßvorrichtung für ein Laser-Messer mit einem flexiblen Manipulator wird die Ausgangsleistung am Arbeitsende des Manipulators genau zu allen Zeitpunkten dargestellt, und zwar unabhängig von Änderungen in der Übertragungseigenschaft des Manipulators. In einem Gehäuse (2) ist ein Meßloch-Teil (20) angeordnet, in welchem Gehäuse ein Laseroszillator (1), eine Blendenvorrichtung (4) und eine Leistungsdetektorvorrichtung (16) angeordnet sind. Wenn das Ende des Manipulators in das Meßlochteil (20) eingeführt wird, so wird die Blendeneinrichtung (4) so in Lage gebracht, daß der Ausgangslaserstrahl auf die Leistungsdetektoreinheit (16) gelenkt wird, während dann, wenn das Ende des Manipulators frei ist, die Position der Blendenvorrichtung (4) durch einen Fußschalter bestimmt wird, so daß der Laserausgangsstrahl vom Laseroszillator (1) entweder in den Manipulator oder auf die Leistungsdetektoreinheit (16) gerichtet werden kann. Eine arithmetische Schaltung (31) mißt die Ausgangsleistung am Ende des Manipulators, wenn das Ende des Manipulators in dem Meßlochteil (20) angeordnet ist, und sie ändert maßstäblich die gemessene Ausgangsleistung, wenn das Ende des Manipulators frei ist und der Ausgangsstrahl des Laseroszillators (1) durch die Blendenvorrichtung (4) auf die Leistungsdetektoreinheit (16) gerichtet wird, so daß die gemessene Leistung immer genau der Ausgangsleistung am Ende des Manipulators entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laser-Messer mit einem in einem Gehäuse vorgesehenen Laser-Oszillator und einem eine optisch leitende bewegliche Vorrichtung aufweisenden rs.it dem Gehäuse verbundenen Manipulator und mit einer Laserausgangs-Meßvorrichtung.

Ein derartiges Laser-Messer ist aus der Literaturstelle »I.n<.er Medical Science«, Seile 111. bekannt, wobei als Laser ein CO2-Lascr verwendet wird. Im incieraiiven Betriebszustand werden die Laserstrahlen auf eine Kühlkörper umgelenkt.

Bei den meisten herkömmlichen Laser-Messern ist ein Leistungs- oder Energiemeßgerät im Gehäuse des Laserosz;llators vorgesehen, so daß die Laserausgangsgröße am Hilfsanschluß des Laseroszillators durch das Leistungs- oder Energiemeßgerät gemessen wird und mit einem Anzeigegerät an einem Bedienungspult dargestellt werden kann.

Allgemein wird ein Laserstrahl dem Ende des Arbeitsabschnitts eines Laser-Messer zugeführt und zwar der Handhabe, was über eine bewegliche optisch leitende Vorrichtung erfolgt, welche als Manipulator bezeichnet wird, wobei der Laserstrahl in Form eines winzigen optischen Punktes auf den Teil des Körpers gerichtet wird, der bearbeitet werden soll. Allgemein sind sieben Reflexionsspiegel im Gelcnkabschniit eines Manipulators vorgesehef und in der Handhabe ist eine Fokussierungslinse angeordnet. Die Energie des Laserstrahls wird jedoch durch diese Reflexionsspiegel entsprechend ihren Reflektionskräflen und durch die Fokussierungslinse entsprechend ihrem Übertragungsfaktor gedämpft. Beispielsweise wird für den Fall, bei dem die Reflektionskrsft und der Übertragungs.aktor 97% betragen, eine Laserleistung von 30 W am Hilfsanschluß des Laseroszillators auf 23,5 W am Hilfsanschluß der Handhabe vermindert

Die das Laser-Messer bedienende Person sollte die Laser-Leistung vor einer chirurgischen Operation kennen. Die Laser-Leistung, die von der betreffenden Person festgestellt wird, entspricht jedoch nicht derjenigen am Hilfsanschluß des Laseroszillators, sondern derjenigen am Lndabschnitt des Manipulators. Das Laser-Messer ist gewöhnlich so ausgeführt, daß die das Messer bedienende Person unmittelbar die Laser-Leistung erhöhen oder vermindern kann und auch die Laserstrahlungs/eit abhängig von den Bedingungen des Körperabschnitls. der operiert wird; bei der herkömmlichen Lascr-Leisiungsmcßiechnik ist es jedoch für die betreffende Person unmöglich, direkt die Laxerslrahlungsleistung in Erfahrung zu bringen.

I⁷Jn Nachteil, welcher dem herkömmlichen Laser-Lcislungsmcüvcrfahren anhaftet besteht darin, daß die Reflektionskräftc der zuvor erläuterten Reflexionsspiegel nicht einheitlich sind und sich darüber hinaus auch mit der Zeit ändern. Demzufolge ist das Verhältnis der Laser-Leistung an dem genannten Anschluß des Laseroszillators zur Laser-Leistung am Endabschnitt des Manipulators nicht immer konstant. Der Grund warum sich die Reflektionskräfte mit der Zeit ändern besteht darin, daß der sich auf die Reflexionsspiegel niedersetzende Staub fest an den durch Vakuum-Aufdampfung hergestellten Filmen der Spiegelflächen durch den Laserstrahl festsetzt, wodurch deren Reflektionskräfte vermindert werden. Andererseits wird auch der Übertragungsfaktor der Fokussierungslinse aus dem gleichen Grund vermindert und nicht zuletzt auch aufgrund einer Verschmutzung durch verkohltes Gewebe, welches während der Operationen erzeugt wird.

Es ist weiter auf dem vorliegenden Gebiet gut bekannt. daß sich eine Laser-Schwingungsbetriebsart von einer einzelnen Betriebsart in eine Vielfach-Betriebsart durch thermische oder mechanische Deformation des Laseroszillators ändern kann, und daß das Verhältnis der Laser-Leistung am Ausgangsanschluß des Laseroszillators zur Laser-Leistung am Ausgapsjsanschluß des Manipulators die Tendenz einer Andern is hat.

Hersteller von Laser-Messern verwenden gewöhnlich im Handel erhältliche tragbare Laser-Leistungsmeßgeräte. um die Laser-Leistung am Ende des IVianipulators während der Herstellung und während der Tests zu messen. Aus technischen und aus Sicherheitsgründen ist es jedoch für den Abnehmer nicht vorteilhaft derartige Messungen während eines chirurgischen Eingriffs vorzunehmen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin ein Laser-Messer der eingangs genannten Art zu schaffen, welches dem Operateur vor der Durchführung eines chirurgischen Eingriffs als auch während der Durchführung eines chirurgischen Eingriffs ermöglicht, diejenige Laser-Leistung in einer Anzeigevorrichtung angezeigt zu erhalten, die tatsächlich aus der Austrittsöffnung des Manipulators austritt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichniingsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemaüe Ausbildung des Laser-Messe s ergibt sich der Vorteil, daß vor der Durchführung eines chirurgischen Eingriffs der bewegliche Manipulator ausgenutzt wird, um die Laser-Leistung durch eine Gehäuseöffnung (Aufnahmeöffnung) der Leisiungsdetektoreinheit zuzuführen, die das empfangene Laser-Leistungssignal in einer Speicherschaltung festhält. Die Ausblendvorrichtung befindet sich dabei nicht im Strahlengang des Laserstrahls (erste Stellung). Die Anzeigeeinrichtung zeigt dem Operateur in dieser ersten Meßphase die tatsächliche Laser-Leistung an, die aus der Austrittsöffnung des Manipulators herausgelangt.

Bei Gebrauch des Manipulators für einen chirurgischen Eingriff wird der Manipulator aus der Öffnung des Gehäuses herausgenommen. In diesem Fall wird durch den Fühler einerseits veranlaßt, daß die Ausblendvomchtung in den Strahlengang des Laserstrahls bewegt wird (zweite Stellung), wodurch die Laser-Leistung an der Austnttsrläche des Laser-Oszillators direkt

bO der LeistungsocteXoreinheit zugeführt wird. Mit Hilfe der Rechenschaltung wird nun unter Ausnutzung des gespeicherten Wertes die Laser-Leistung :n der Rcchenschaltung in einen Lcistungswcrl umgewandelt, der demjenigen an der Austriüsöffnung des Endbereichs

h5 des Manipulators entspricht. Dieser umgewandelte Wert wird dann durch die Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht.

Für die eigentliche Durchführung eines operativen

VJ U Δ.ΌΙ

Eingriffes muß die Abblendvorrichtung durch eine zusätzliche Einrichtung wieder in die erste Stellung überführt werden, damit der Laserstrahl in den Manipulator gelangen kann.

Der Operateur kann nicht nur vor der Durchführung einer Operation, sondern auch während der Operation selbst die Laser-Leistung an der Austrittsöffnung des Manipulators überprüfen und so den gespeicherten Wert an die tatsächlichen Verhältnisse anpassen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildüngen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspriiehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen naher erläutert. Es zeigt

Fig 1 eine erläuternde schematischc Darstellung der Anordnung verschiedener Komponenten eines Laser-Messers:

F i g 2 eine erläuternde Darstellung eines Meßaufnäiiiiicicilcb uiiu cinei Ausüiendvorrichiung der Fig. i im Detail:

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Ausblendvorrichtung in der Ansicht entlang der Achse des Laserstrahls.

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung;

F i g. 5 ein detaillierter schematischer Schaltplan der elektronischen Schaltung der F i g. 4.

F i g. 1 zeigt eine erläuternde Darstellung der Anordnung verschiedener Komponenten eines Laser-Messers und veranschaulic ein Verfahren zur Messung der Laser-Leistung mit Hilfe eines Meßgeräts. Ein Laseroszillator 1. eine Blendenplatte 4. ein erster Spiegel 5 und eine Leistungsdetcktoreinheit 16 sind in einem Gehäuse angeordnet, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Manipulator. der aus Gclenkteilen 6, 7, U, 12, 25 und 27 und Armen 9, 10, 14 und 15 besteht, wobei diese Arme die

der Betätigung des Laser-Messers wird die Blendenplatte 4 an die Stelle gemäß 4' in Lage gebracht, um den Laserausgangsstrahl 3 auf den ersten Spiegel 5 zu lenken, während die Arme 10 und 14 des Manipulators entsprechend den Bezugszeichen 10' und 14' angeordnet sind. Das heißt die Arme sind im wesentlichen jeweils horizontal und vertikal verlaufend angeordnet, so daß der Operateur die Handhabe (nicht gezeigt) am Ende des Manipulators für die Operation halten kann.

Vor der Messung der Laserausgangsgröße am Ende des Manipulators wird der Endabschnitt 15 in eine Aufnahmeöffnung eingeführt, welche im Gehäuse 2 gemäß F 1 g. 1 vorgesehen ist. In diesem Fall sind der horizontale Arm 10 und der vertikale Arm 14 des Manipulators entsprechend den ausgezogenen Linien in Fig. I angeordnet, so daß der Laserausgangsstrahl 3 in der Folge A. B. C. D. F. Fund fläufi. um die Leistungsdetcktoreinheit v> 16 zu erreichen. Wenn der Endabschnitt 15 des Manipulators aus der Aufnahmeöffnung entfernt wird, schließt sich die Blendenplatte 4. so daß der Laserausgangsstrahl 3 entlang der optischen Bahn A-B-P verlaufen kann, um die Leistungsdetektoreinheit 16 zu erreichen. In der Praxis kann die Leistungsdetektoreinheit 16 beispielsweise ein Detektor vom Thermokopplungstyp sein.

Fig. 2 ist eine erläuternde Darstellung des Meßaufnahmeteiles und der Ausblendvornchtung mehr detailliert. F 1 g. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Ausbleridvorrn.hiurig. gesehen entlang der optischen Achse des Laserstrahls. Der Endabschnitt 15 des Manipulators wird, nachdem er in die Aufnahmeöffnung 20 eingeführt wurde, welche fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, in der Aufnahmeöffnung 20 durch Anziehen einer Mutter 22 befestigt. In F i g. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 21 ein Festhalteteil, welches verhindert, daß sich die Mutter 22 lösen kann. In der eingeschobenen Stellung, wird eine Schaltvorrichtung 24a eines optischen Fühlers 24, der in der Aufnahmeöffnung 20 vorgesehen ist, betätigt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, von dem abhängig die Blcndenplattc 4 der Ausblendvorrichtung geöffnet wird, so daß der Laserstrahl 3' vom Manipulator-Endabschnitt 15 auf die Lcistungsdciektorcinheii 16 Fallen kann.

Die Betriebsweise der Ausblendvorrichiung ist in Fig. J veranschaulicht. Ein Dreh Solenoid 18 ist fest an einem Halter 17 montiert, der am Gehäuse 2 bcfesiigt ist und die Blendenplallc 4 ist an di:m Ende einer Welle 19 des Dreh-Solenoids 18 befestigt. Wenn der Drch-Solenoid 18 entregt wird, so gelangt die Blendenplntte 4 in die Lage gemäß dem Bezugszeichen 4, um den Laserausgangssirahi 3 zu unterbrechen. Wenn der Fühler 24 in der zuvor erläuterten Weise betätigt wird, wird die Blendenplatte 4 in eine Stellung gemäß 4' in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal gedreht, so daß der Laserstrahl 3 den Manipulator erreichen kann. Die Blendenplatte 4 ist aus Leichtmetall hergestellt. Der Abschnitt der Blendenplatte 4, der von dem Laserstrahl beaufschlagt wird, ist mit einem total reflektierenden Film aus Gold oder einem ähnlichen Material durch Vakuum-Aufdaisipfung beschichtet, so daß nahezu der gesamte Laserstrahl durch den total reflektierenden Abschnitt der Blendenplatte 4 reflektiert wird. Daher wird die Temperatur des beschichteten Abschnitts durch den Laserstrahl stark erhöht.

Gemäß Fig. 2 wird die Mutter 22 dazu verwendet, den Endabschnitt des Manipulators fest in Lage zu halten. Es kann jedoch auch eine Endbcfestigungstechnik unter Verwendung eines Bayonetverschlußes zur An-

1 1 j r- i-i 1 :»* A ίΛ : i_

vTciiuuilg gelangen, um UCIl i-iiuaLK»~liiliii u« iviait!}julators an dem Meßaufnahmeteil durch einen sogenannten »einmal Berührungs-Arbeitsgang« zu befestigen.

In Verbindung mit der Betriebsweise der Blende sollen im folgenden nun die Sicherheitsmaßnahmen in Verbindung mit dem Laserstrahl erläutert werden. Eine gewöhnliche chirurgische Operation und eine Leistungsmessung sollen im folgenden als »Strahlungsbetrieb« und »Meßbetrieb« jeweils bezeichnet werden. Aus Sicherheitsgründen ist ein Schalter vorgesehen, um zwischen diesen zwei Betriebsarten umschalten zu können, und zwar am Frontpult des Laserquellengehäuses. In der Strahlungsbetriebsart wird gewöhnlich das Laserstrahl-Kommando durch Betätigung eines Fußsr' alters ausgelöst. Wenn der Laserstrahl nicht erzeugt wird, bleibt die Blcndenplattc 4 geschlossen. Es wird jedoch die Blendenplatte 4 durch das Fußschalter-Bctätigungssignal geöffnet. Wenn von der .Strahlungsbetriebsart in die Meßbetriebsart durch Betätigung des Schalters umgeschaltet wird, wird das Strahlungssignal vom Fußschalter unwirksam. Das heißt, die Blendenplatte 4 wird durch das Kommando vom Fühler 24 geöffnet. Somit kann der Laserstrahl nicht erzeugt werden ohne den Endabschnitt 15 des Manipulators an dem Meßaufnahmeteil fest anzubringen.

F i g. 4 zeigt eine elektronische Schaltung für das Laser-Leistungsmeßgerät. Entsprechend der zuvor erläuterten Betriebsweise wird eine Laserausgangsgröße P\ an dem Endabschnitt des Manipulators durch die Leistungsdetektoreinheit 16 festgestellt und gelangt über eine Rechenschaltung 3i zu einem Speicher 32, in dem

sie gespeichert wird. Dann wird über die Rechenschaltung 31 eine Laserausgangsgröße P₂ am Hilfsanschluß des Laseroszillators zu einem Differenzverstärker 33 übertragen, indem <*ie zwei Laserausgangsgrößen P\ und Pt einem Vergleich unterworfen werden und eine Differenzausgangsgröße erzeugt wird. Ein Motor 34 wird mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die durch die GröPi der Differenzausgangsgröße bestimmt ist. Ein Drehpotcntiometer 35 ist an den Motor 34 gekoppelt. Der Schleifer des Potentiometer 35 wird in Abhängigkeit von der Differenzausgangsgröße bewegt, um die Verstärkung der Rechenschaltimg 31 /u steuern. Somit wird die l.ascrausgnngsleislung nm Ijidabschnill des Manipulators an der Anzeigeeinheit 36 /ur Λη/eige gebracht.

In Verbindung mn I' i g. 4 soll die elektronische Schaltung mit Ausnahme der l.eisiungsdetekloreinheit 16 und der Anzcigecinheit 36 im folgenden als üatenprozessor bezeichnet werden.

Während einer Operation kann die Laserausgangsleistung am Endabschnitt des Manipulators dadurch festgestellt werden, indem eine Leistungsmeßtaste am vorderen Pult des Laserquellengehäuses gedruckt wird. In diesem Fall oszilliert der Laserstrahl bei geschlossen gehaltener Blendenplatte 4, wobei die Laserausgangsgröße Pt am Hilfsanschluß des Laseroszillators durch die Leistungsdetektoreinheit 16 festgestellt wird. Durch die zuvor erläuterte Betriebsweise des Datenprozessors wird der Wert von Pi mit der Dimension einer Leistung am Endabschnitt des Manipulators an der Anzeigeeinheit 36 a gezeigt.

Um die Lascrausgangsgrößc am Endabschnitt des Manipulators festzustellen, wird die Leistungsdetektor· einheit in dem I.ascrgchäusc verwendet.

Ks werden die zwei Laserausgangsgrößen durch eine einzige l.cistungsdetcktorcinheit erfaßt, wobei die Bewegbarkeil des Manipulators ausgenutzt wird.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgehl, kann bei einem Laser-Messer der Lascrausgang am Hilfsanschluß des Laseroszillators und der Laserausgang am Endabschnitt des Manipulators unmittelbar durch die gemeinsame Leistungsdetektoreinheit vor einem chirurgischen Eingriff geeicht werden. Selbst während eines chirurgischen Eingriffs kann die Laserausgangsgröße am Endabschnitt des Manipulators zu jeder Zeit abgelesen werden. Darüber hinaus kann die Laserausgangsgröße am Endabschnitt des Manipulators unmittelbar unter Berücksichtigung der Verschmutzung der Reflektionsspiegel des Manipulators und der zeitlichen Veränderungen der Laserschwingungsart geeicht werden.

Das Laserleistungsmeßgerät kann nicht nur bei einem Laser-Messer mit einem CO^-Laser verwendet werden, sondern auch bei Laser-Messern, bei denen andere Lasertypen verwendet werden.

F i g. 5 zeigt ein spezifisches Beispiel von Schaltungen der F i g. 4. In F i g. 5 sind Operationsverstärker mit Q\. Q₂. Qs. Qi und Q-i bezeichnet, während Widerslände mit R₁. R₂. Ri. Ri. R-i, Rb. Ri und Rh bezeichnet sind. Ci ist ein Kondensator und SW, und SW.· sind Kontakle des Fühlers 24. T, ist ein Ausschall-Zeitgeber, bei dem dann, wenn der Kentakt SW2 geschlossen wird, ein Kontakt 51Vj gleichzeitig schließt und nach öffnen des Kontaktes SW₂ der Kontakt SWi nach einer bestimmten Zeitperiode öffnet. Wenn der Endabschnitt des Manipulators in die Aufnahmeöffnung 20 eingesetzt wird, werden die Kontakte SWi und SW₇ des Fühlers 24 geschlossen. Zur gleichen Zeit fällt die Laserausgangsgröße Pi an dem Endabschnitt des Manipulators auf die Leistungsdetektorcinheil 16. Eine Ausgangsspannung proportional zum Laserausgang P\ wird dem Operationsverstärker Q\ zugeführt, wird in diesem verstärkt und gelangt dann über den Kontakt SW\ und den Widerstand R₁ zum Operationsverstärker Qj. Bei Rj = Ri ist die Ausgangsgröße des Operationsverstärkers Ci lediglich durch den Operationsverstärker Q₂ invertiert. Sie gelangt dann zum Widerstand R-,. Die vom Operationsver-

lü stärker Q₂ erhaltene Ausgangsgröße gelangt über den Widerstand R-i und wird in der Kapazität G gespeichert. Eine Spannung n. die gleich ist der gcspcichcricn Spannung un der Kapazität (Ί gelangt über den Widerstand Ru zum Operationsverstärker Qa.

I¹S Wenn der Hndabschntll des Manipulators aus der Aufnahmeöffnung 20 entfernt wird, werden die Kontakte SW, und SW₂ des Fühlers 24 geöffnet, /u diesem Zeitpunkt fällt die Laserausgangsgröße P₂ am Hillsanschluß des Laseroszillaiors auf die Leistungsdetektoreinheit 16. Eine Ausgangsspannung proportional dem Laserausgang P₂ gelangt zum Operationsverstärker Qu wird in diesem verstärkt und gelangt dann zum Drehpotentiometer 35. Demzufolge wird eine Ausgangsspannung e₂, die durch den Widerstand des Potentiometers 35 geteilt wird, über den Widerstand R7 zum Operationsverstärker Qi geschickt. Die von dem Operationsverstärker Qa erhaltene Ausgangsgröße (e\ + C₂) ■ R/ Rs gelangt über den Kontakt SW₁ des Ausschalt-Zeitgebers 7Ί zum Motor 34. Wenn jedoch R₀ = Ri = R, so wird das Potentiometer 35 so eingestellt, daß die Beziehung von C₂ = —ei aufrecht erhalten wird, so daß dann, wenn die Ausgangsgröße des Operationsverstärkers Q, positiv ist, die Ausgangsspannung t\> vermindert wird, und wenn die Ausgangsgröße desselben negativ ist. die

J5 Ausgangsspannung e· erhöhl wird und /war durch den Motor 34. Der so eingestellte Wert wird über den Operationsverstärker Q^ an einem Strom-Meßgerät M angezeigt. Es besteht die Möglichkeit, eine Anzeige am Strom-Meßgerät M zu erzeugen, indem der Laserausgang P₂ am Hilfsanschluß des Laseroszillators so eingestellt wird, daß er gleich ist dem Laserausgang Λ am Endabschnitt des Manipulators. Nachdem eine gegebene Zeitperiode verstrichen ist, nach Korrektur der Ausgangsgröße des Strom-Meßgeräts M und nachdem der Endabschnitt des Manipulators aus der Aufnahmeöffnung 20 entfernt wurde, wird der Ausschalt-Zeitgeber Ti betätigt, wodurch der Kontakt SW₃ geschlossen wird, wodurch der Motor 34 stillgesetzt wird. Nach Korrektur der Ausgangsgröße, die am Strom-Meßgerät M angezeigt wird, wird das Potentiometer 35 auf eine bestimmte Stellung eingestellt, und es kann demzufolge die korrigierte Ausgangsgröße immer zur Anzeige gebracht werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Laser-Messer mit einem in einem Gehäuse vorgesehenen Laser-Oszillator und einem eine optisch leitende bewegliche Vorrichtung aufweisenden mit dem Gehäuse verbundenen Manipulator und mit einer Laserausgangs-Meßvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausblendvorrichtung (4) vorgesehen ist, die aus einer ersten Stellung, in der sie den Laserausgangsstrahl (3) in den Manipulator (6 bis 15, 25 bis 27) durchläßt, in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße eines Fühlers (24) in eine zweite Stellung überführbar ist, in der der Laserausgangsstrahl (3) von der Laseraustrittsöffnung ii (A) des Laser-Oszillators (1) durch die Ausblendvorrichtung (4) zu einer im Gehäuse (2) vorgesehenen Leistungsdetektoreinheit (16) abgelenkt wird, daß der Fühler (24) im Bereich einer Aufnahmeöffnung (20) zur Aufnahme des Endabschnitts (15) des Manipulators (6 eis 15, 25 bis 27) vorgesehen ist, daß der Fühler (24) und die Ausbiendvorrichtung (4) derart angeordnet und bei auf Meßbetrieb geschaltetem Laser-Messer derart geschaltet sind, daß bei in die Aufnahmeöffnung (20) eingeführtem Endabschnitt (15) des Manipulators (6 bis 15, 25 bis 27) sich die Ausblendvorrichtung (4) in der ersten Stellung befindet und der Laserstrahl von der Austrittsöffnung des Manipulators zur Leistungsdetektoreinheit (16) geleitet wird, während bei aus der Aufnahmeöffnung (20) herausgenommenem Endabschnitt (15) des Manipulators (6 jis 15, 25 bis 27) sich die Ausblendvorrichtung (4) in der zwe^:ten Stc".ung befindet, daß die Leistungsdetektoreinhei' (16) mit einer eine Rechenschaltung (31) aufweisenden \' ßschaltung (31, 32, 33) verbunden ist. daß bei in die Aufnahmeöffnung (20) eingeführtem Endabschnitt (15) des Manipulators (6 bis 15, 25 bis 27) ein der Laserleistung an der Austrittsöffnung des Endabschnitts (15) des Manipulators (6 bis 15, 25 bis 27) entsprechendes Signal (e 1) durch eine Speicherschaltung (32) der Meßschaltung gespeichert wird, daß bei aus der Aufnahmeöffnung herausgenommenem Endabschnitt (15) des Manipulators (6 bis 15, 25 bis 27). ausgelöst vom Fühler (24).

in der Rechenschaltung (31) Schaltmaßnahmen durchgeführt werden, derart, daß das der Laserleistung an der Austrittsöffnung (A)des Laser-Oszillators (1) entsprechende Signal in der Rechenschaltung (31) unter Verwendung des in der Speicherschaltung (32) gespeicherten Signals (e 1) in ein der μ Laserleistung. die an der Austrittsöffnung des Kndabschitts (15) des. Manipulators (6 bis 15, 25 bis 27) austritt, entsprechendes Signal umgewandelt wird und daß der Rechenschaltung (31) eine Anzeigevor richtung (36) nachgeschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekenn zeichnet, daß die Abblendvorrichtung (4) einen Drehsolenoid (18) und eine Blendenplatte umfaßt, die auf einer Ausgangswelle (19) des Drehsolenoids (18) angeordnet ist. wobei der Drehsolenoid (18) die BlendenpliUte zwischen der ersten und der /.weiten Stellung der Ausblendvorrichtung (4) verschwenkt, wobei der Fühler (24) so angekoppelt ist, daß der Drehsolenoid (18) zur Drehung der Blcndenplattc in die erste Stellung aklivierbar ist, wenn der Endab- b5 schnitt (15) des Manipulators in der Aufnahmeöffnung (20) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiegel (5) zur Lenkung des Laserausgangsstrahls des Laseroszillators (1) in den Manipulator entsprechend der Ausblendvorrichtung (4) in der zweiten Stellung vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (36) ein elektrisches Strom-Meßgerät (M) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (20) eine Befestigungsmutter (22) und ein Festhalteteil (21) zur Drehsicherung der Befestigungsmutter (22) am Gehäuse (2) umfaßt

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blondenplatte aus Leichtmetall besteht und daß wenigstens ein Abschnitt derselben mit einem total reflektierenden Film beschichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (31) einen ersten Operationsverstärker (Qi) mit einem nichi invertierenden Eingangsanschluß aufweist, der mit einem Ausgang der Leistungsdetektoreinheit (16) gekoppelt ist, weiter einen ersten Schalter (SW₁) mit einem ersten Anschluß der an einem Ausgang des ersten Operationsverstärkers (Q\) gekoppelt ist. wobei der erste Schalter (SVA) betriebsmäßig so angeschlossen ist, daß er von dem Fühler (24) betätigbar ist und der erste Schalter (SW₁) geschlossen wird, wenn der Endabschnitt des Manipulators in der Aufnahmeöffnung (20) angeordnet ist, einen zweiten Operationsverstärker (Qi) mit einem invertierenden Eingangsanschluß enthäit. der mit einem zweiten Anschluß des ersten Schalters (SWt) gekoppelt ist. weiter einen Kondensator (Ci), der an den Ausgang des zu, eiten Operationsverstärkers (Qt) gekoppelt ist. um einen Spannungswert desselben zu speichern, einen dritten Operationsverstärker (Qj) mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluß, der an den Kondensator (C\) gekoppelt ist, um die in dem Kondensator gespeicherte Spannung zu verstärken, einen vierten Operationsverstärker (Qt) mit einem invertierenden Eingangsanschluß, dpr über einen Widerstand (Rb) mit einem Ausgang des dritten Operationsverstärkers (Q^) gekoppelt ist. ein Potentiometer (35) mit einem ersten Endanschluß, der mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers (Q\) gekoppelt ist, und mit einem zweiten Endarischluß, der an einen Masse- oder Erdanschluß gekoppelt ist. und mit einem Schleifer-Anschluß, der über einen Widerstand (R;) mit d .'m nicht invertierenden Eingangsanschluß des vierten Operationsverstärkers (Qt) gekoppelt ist. einen zweiten J₁.halter (SWj). der mit dem Fühler (24) gekoppelt ist und durch diesen betätigbar ist. wobei der /weite Schalter (SW₂) geschlossen wird, wenn der Endabschnitt des Manipulators in der Aufnahmeöffnung (20) angeordnet ist. einen dritten Schalter (SW,) mit einem ersten Anschluß, der mit einem Ausgang des vierten Operationsverstärkers (Qt) gekoppeli ist. eine Zeitgebereinrichtung (Τ·.), die in Abhängigkeit von dem zweiten Schalter (SWi) arbeitet, um den dritten Schalter (SW_S) eine bestimmte Zeil nach Schließen des zweiten Schalters (SWi) zu schließen, und einen Motor (34) enthält, der an den drillen Schalter (SW_t) gekoppelt ist, wobei der Motor (34) in Drehung versetzt wird, wenn der dritte Schalter (SW)) geschlossen wird und wobei der Motor (34) mechanisch an den Schleifkontakt des Potentiometers (35) gekuppelt ist, um das Potentiometer (35) auf eine Stellung einzustellen, die

durch die Ausgangsgröße des vierten Operationsverstärkers (Q^) bestimmt ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (36) einen fünften Operationsverstärker (Q%) mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluß umfaßt, der mit dem Schleifkontakt des Potentiometers (35) gekoppelt ist, wobei das elektrische Strom-Meßgerät (M) an den Ausgang des fünften Operationsverstärkers (Qi) gekoppelt ist.