DE1766853C - Vorrichtung zur Bestimmung der Ent fernung zwischen einem Endoskop und einem mit diesem zu beobachtendenObjekt - Google Patents
Vorrichtung zur Bestimmung der Ent fernung zwischen einem Endoskop und einem mit diesem zu beobachtendenObjektInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Entfernung zwischen einem Endoskop und
einem mit diesem zu beobachtenden Objekt, wobei das Endoskop eine Lichtquelle einer bestimmten Intensität
sowie ein Fotoelement aufweist, welches das vom Objekt reflektierte Licht aufnimmt und ein Signal
erzeugt, das von der Entfernung zwischen dem Endoskop und dem Objekt abhängt.
Es ist bereits ein Endoskop vorgeschlagen worden (deutsche Patentschrift 1 766 327), das eine Schwächungsvorrichtung
aufweist, die von einer automatischen Belichtungssteuerungsvorrichtung betätigbar
ist, und bei dem in der zugehörigen elektrischen Schaltung ein Relais vorgesehen ist, das entsprechend der
Änderung der Objektentfernung anspricht. Die Messung einer Entfernung wurde hiermit nicht vorgenommen.
Auch sonst sind keine Vorrichtungen bekannt, mit denen die Entfernung eines Objekts von einem Endoskop
gemessen werden kann. Die Entfernung eines auf einen Film aufgenommenen Objekts konnte bisher
erst nach Beendigung der Aufnahme näherungsweise bestimmt werden, indem auf der Aufnahme der zu untersuchende
Teil mit den übrigen abgebildeten Teilen verglichen wurde, oder dadurch, daß sich die Bedienungsperson
auf die Erfahrung stützte, die sie im Laufe
der Zeit bei Verwendung des Endoskops gewonnen hatte. Mit solchen Methoden ist es jedoch sehr schwierig,
die Entfernung eines fotografierten oder beobachteten Objekts vom Endoskop exakt zu bestimmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur genauen Bestimmung der Entfernung
eines Objekts von einem Endoskop zu schaffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erzeugte
Signal einer in Entfernungsangaben geeichten Registrier- oder Anzeigevorrichtung zugeführt ist.
Die Erfindung verwendet die Tatsache, daß das Reflexionsvermögen eines Objekts, beispielsweise der inneren
Wand eines hohlen Teils eines lebenden Körpers, im wesentlichen über den gesamten zu beobachtenden
Bereich gleich bleibt. Wenn Licht einer bestimmten Intensität oder Gesamtmenge von einem
Endoskop auf ein Objekt mit gleichbleibendem Ueflexionsvei»lögen abgestrahlt wird, ist die vom Objekt
reflektierte und vom Endoskop aufgenommene Lichtintensität oder Gesamtlichtmenge eine Funktion
der Entfernung zwischen dem Objekt und dem Endoskop. Wenn daher das vom Objekt reflektierte Licht
auf ein im Endoskop vorgesehenes fotoelektrisches Element fällt, erzeugt dieses ein elektrisches Signal,
das der Intensität oder der Gesamtmenge des vun ihm aufgenommenen Lichts entspricht, die ihrerseits eine
Funktion der Entfernung zwischen Endoskop und Objekt ist. Durch Verwendung des so erzeugten elektrischen
Signals, das während des Arbeitens des Endoskops aufgezeichnet worden ist, kann die Entfernung
bestimmt werden, nachdem der Einsatz des Endoskopbeendet
ist.
Gemäß einem weiteren vorzugsweise angewendeten Merkmals der Erfindung wird zur Bestimmung der
Entfernung eine Lichtquelle mit einer solchen spektralen Charakteristik, beispielsweise im nahen Infrarot,
verwendet, daß ihr Licht nicht auf den im Endoskop enthaltenen Film für die Fotografie des Objekts
einwirkt. Hierdurch kann die Bestimmung der Entfernung des Objekts auch während der Betätigung des
Endoskops durchgeführt werden. Für die fotografische Aufnahme des Objekts wird dann eine andere im
Endoskop angeordnete Lichtquelle verwendet, deren spektrale Charakteristik der Empfindlichkeit des
Films entspricht.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Intensität des Lichts, das für die Bestimmung
der Entfernung verwendet wird, verändert werden, um eine bessere Beobachtung des Objekts durch ein
optisches Betrachtungssystem, das im Endoskop vorgesehen ist, zu ermöglichen. Um trotzdem eine genaue
Bestimmung der Entfernung zu ermöglichen, wird dann das vom fotoelektrischen Element erzeugte elektrische
Signal im umgekehrten Verhältnis zur Veränderung der Intensität des vom Endoskop zur Beleuchtung
des Objekts ausgesandten Lichts verändert.
An Hand der in der Zeichnung dargestellten schematischen Ausführungsbeispiele soll der Gegenstand
der Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Schemas der vorliegenden
Erfindung,
Fig.2 die Belichtungszeit, wie sie von dem in F i g. 1 dargestellten Detektor aufgezeichnet wird,
F i g. 3 einen Längsschnitt durch den vorderen Endteil eines Endoskops mit einer Vorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung,
Fig.4 die spektroskopischen Charakteristiken verschiedener
Elemente, wie sie bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ι
F i g. 5 ein Blockdiagramm des Schemas der Wirkungsweise
der Vorrichtung von F i g. 3,
Fig. 6 eine schematische, perspektivische Ansicht,
die das Schema einer anderen Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
F i g. 7 eine teilweise perspektivische Ansicht einer
F i g. 7 eine teilweise perspektivische Ansicht einer
ίο erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung des
vom Endoskop ausgesandten Lichts für eine bessere Beobachtung des Objekts und zur Aussendung intensiven
Lichts bei der fotografischen Aufnahme des Objekts,
Ftg. 8 eine Ansicht einer Abwandlung der Vorrichtung
nach F i g. 4.
F i g. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in ein Endoskop
eingesetzt werden kann, welches ein vorderes Endge-
häuse mit Fotografiervorrichtungen aufweist und das geeignet ist, in den hohlen Teil eines 1 benden Körpers
od. dgl. eingeführt zu werden, um dessen Inneres zu fotografieren. Ein solches Endoskop besitzt ferner
ein Sk-uergehäuse, das mit dem vorderen Endteil
a5 durch eine langgestreckte, flexible Röhre verbunden
ist. Die Konstruktion eines solchen Endoskops ist bekannt. Aus diesem Grunde erübrigt sich eine detaillierte
Beschreibung desselben.
Im vorderen Endteil des Endoskops ist ein (nicht
gezeichnetes) Fotoelement 1 vorgesehen in einer Stellung nahe der Fotolampe 2, die der Beleuchtung des
zu fotografierenden Objekts dient. Die lichtempfangende Fläche des Fotoelements 1 ist zum Objekt hin
gerichtet. Das Fotoelement 1 ist vorzugsweise ein
Silizium-Fotoelement, das eine kompakte Form aufweist, betriebssicher ist und schnell anspricht. Ein
Gleichstromverstärker 3, der im Steuergehäuse oder außerhalb desselben angeordnet ist, ist mit dem Fotoelement
1 durch die langgestreckte, flexible Röhre verbunden. Ein mit dem Gleichstromverstärker 3 verbundener
Einstellkreis 4 ist an einen Schaltkreis 5 angeschlossen, der ebenfalls im Steuergehäuse oder
außerhalb desselben angebracht und mit diesem verbunden ist. Ein Detektor 6, der im Steuergehäuse oder
außerhalb desselben untergebracht und mit diesem verbunden ist, ist zwischen dem Schaltkreis 5 und der
Fotolampe 2 abgezweigt. Der Einstellkreis 4 ist so aufgebaut, daß er als Folge eines elektrischen Signals
vom Fotoelement 1 ein Einstellsignal liefert, das eine genaue Belichtungszeit für das mit der Fotolampe zu
beleuchtende Objekt erzeugt. Das Fotoelement erhält das vom Objekt reflektierte Licht und erzeugt ein
elektrisches Signal, welches der Intensität des empfangenen Lichts entspricht. Dieses Signal wird durch den
Gleichstromverstärker 3 verstärkt. Der Schaltkreis 5 ist so konstruiert, daß er nach Ablauf der genauen Belichtungszeit
die Energieversorgung der Fotolampe 2 durch ein Einstellsignal, das vom Einstellkreis 4
kommt, beendet. Die Fotolampe hat die Aufgabe, Licht einer bestimmten konstanten Intensität auszustrahlen,
solange sie betätigt wird. Der Detektor 6 ist so aufgebaut, daß er ein Signal vom Schaltkreis 5 erhält
und die Belichtungszeit der Fotolanvpe2 in Form
von Impulsen auf Aufzeichnungsmitteln, beispielsweise einem Memmoriskop, einem Oszillographen mit
Aufzeichnungsfeder, einem elektromagnetischen Oszillographen od. dgl., aufzeichnet. Fig. 2 zeigt die so
aufgezeichnete Belichtungszeit T.
In Betrieb wird der vordere Endteil des Endoskops
in den zu beobachtenden hohlen Teil eines lebenden Körpers eingeführt, und die Fotolampe 2 wird durch
Betätigung eines Steuermechanismus im St.euergchäuse mit Energie versorgt. Da das Reflexionsvermögen
der inneren Wand des hohlen Teils des lebenden Körpers, der mit dem Endoskop beobachtet werden
soll, als im wesentlichen gleichartig über die gesamte Fläche betrachtet werden kann, verändert sich die Intensität
oder die gesamte Lichlmenge, die von der Fotolampe 2 ausgestrahlt und von der Wand zurückgeworfen
wird, im wesentlichen in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen dieser Wand und dem vorderen
Endteil des Endoskops, wenn das von der Fotolampe ausgesandte Licht auf konstanter Intensität gehalten
wird. Daher erzeugt das fotoclcktrische Element 1 ein elektiischus Signal, das der Intensität des vom Objekt
reflektierten und von ihm aufgenommenen Lichts entspricht. Das elektrische Signal ist damit eine Funktion
der Entfernung zwischen Objekt und dem vorderen Endteil des Endoskops.
Das so erzeugte elektrische Signal wird von dem Gleichstromverstärker 3 verstärkt und auf den Einstellkreis
gegeben. Dieser erzeugt ein Signal, das die genaue Belichtungszeit des Objekts anzeigt, welches
infolge des vom Gleichstromverstärker 3 abgegebenen elektrischen Signals durch die Fololampc 2 beleuchtet
wird. Das Einstellsignal wird einem Schaltkreis S zugeführt, der betätigt wird, wenn mit dem Endoskop
eine fotografische Aufnahme des Objekts gemacht wird. Die Schaltelemente dieses Kreises werden dann
in elektrisch leitendem Zustand gehalten, und die Fotolampe 2 bleibt angeschaltet. Das Schaltclement 5
wird jedoch abgeschaltet, wenn es das Einstellsignal vom Einstellkreis 4 erhält. Die Schaltelemente werden
hierdurch in den elektrisch nichtleitenden Zustand zurückgeführt, und die Fotolampe 2 wird abgeschaltet,
nachdem die vom Einstellkreis 4 festgelegte genaue Belichtungszeit abgelaufen ist. Der Detektor 6 liefert
die Aufzeichnung der Belichtungszeil T, wie dies im vorstehenden beschrieben worden ist.
Zur Bestimmung des Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endteil des Objekts wird die
Belichtungszeit T verglichen mit einer Tabelle, die die Beziehung zwischen der Entfernung und der genauen
Belichtungszeil anzeigt. Diese wird vorher hergestellt durch Fotografieren eines ähnlichen Objekts wie des
Hohlraums eines lebenden Körpers aus verschiedenen Entfernungen und unter verschiedenen Belichtungszeiten bei Bedingungen, die ähnlich denen in
dem hohlen Teil des lebenden Körpers sind. Hierdurch wird eine genaue Beziehung zwischen der Entfernung und der genauen Belichtungszeit erhalten.
Die Entfernung zwischen dem Objekt und dem vorderen Endteil des Endoskops, mit dem das Objekt fotografiert wird, entspricht dem Wert der Belichtungszeit T in der Tabelle. In der vorbeschriebenen Vorrichtung ist die Fot&lampe als Metallfadenlampe dargestellt. An Stelle der Lampe kann jedoch auch ein
optisches Glasfasersystem verwendet werden, das sich von dem vorderen Endteil durch die langgestreckte,
flexible Röhre hindurch bis zum Steuergehäuse erstreckt. In diesem Fall ist das vordere Ende des lichtkitenden Glasfasersystems am vorderen Ende des
End« «kops s<) angeordnet, daß es Licht zum Objekt
abstrahlt, während das hintere Ende dieses Systems dutch cine äußere Lichtquelle beleuchtet wird. Das
Licht wird durch das Glasfasersystem hindurch zum vorderen Ende geleitet. Wenn ein solches Glasfasersystem
verwendet wird, muli die äußere Lichtquelle wegen des relativ geringen Wirkungsgrades des Lichtlcitungssystems
eine größere Lichtstärke aufweisen. Aus diesem Grunde werden bevorzugt Blenden zwischen
dem hinteren Ende des optischen Lichllcitcrsystcms und der äußeren Lichtquelle angebracht, die durch die
Steuervorrichtung betätigt werden, um entweder das hintere Ende des Lichtleitersystems zu beleuchten
ίο oder dessen Beleuchtung ?u unterbrechen, um eine genaue
Belichtung des Objekts zu erhalten. Hierdurch wird vermieden, daß beim An- und Abschalten der
äußeren Lichtquelle eine Verzögerung auftritt, bis die maximale Helligkeit der Lichtquelle nach dem Einschalten
derselben erreicht wird. Zur Steuerung der Blende können in üblicher Weise Spulen verwendet
werden. Als äußere Lichtquelle wird vorzugsweise eine Jodlampc verwendet, da deren Veränderung
während des Betriebes sehr gering ist.
ao Die F i g. 3 bis 5 zeigen eine zweite Ausbildung der vorliegenden Erfindung, durch die während des Einsatzes
des Endoskops die Entfernung zwischen dessen vorderem Endteil und dem Objekt vor oder während
des Fotografierens des Objekts bestimmt werden kann.
In Fig. 3 ist der vordere Endteil 7 mit der langgestreckten,
flexiblen Röhre 8 verbunden, die ihrerseits an einem Steuergehäuse (nicht gezeigt) befestigt ist.
Im vorderen Endteil 7 ist ein Filmmagazin 9 unlergebracht. Ein in diesem Magazin 9 aufgerollter Film 10
wird mit Hilfe eines Steuermechanismus jedesmal, wenn das Endoskop betätigt wird, zur Belichtung des
Objekts durch einen Filmrahmen weitergezogen. Ein Objektivlinsensystem II ist entgegengesetzt zu der
Seite, auf der der HIm transportiert wird, in der Wand des vorderen Endteils 7 angebracht. Er bildet ein Bild
des Objekts auf dem Film ab, wenn der Belichtungsvorgang des Endoskops ausgelöst wird.
Im vorderen Endteil ist hinter dem Film in Ausrichtung auf das Objektiv linsensystem eine Andrückplatte
12 angeordnet, um den dort befindlichen Teil des Films 10 nachzuhalten. Zur Beleuchtung des Objekts,
welches fotografiert werden soll, ist im vorderen Endteil 7 nahe dem Objektivlinsensystem 11 eine Lampe
13 vorgesehen, deren Licht durch ein Fenster 14 fällt. Die Lampe 13 wird jedesmal, wenn mit dem Endoskop
eine Belichtung durchgeführt werden soll, durch Leitungsdrähte, welche sich durch die langgestreckte,
flexible Röhre 8 erstrecken, von einer äußeren elektri- sehen Stromquelle mit Strom versorgt. Die genaue Belichtungszeit kann in ähnlicher Weise festgelegt wer
den wie dies in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist, die in den F i g. 1
und 2 dargestellt ist.
Die Lampe 13 ist eine Glühfadenlampe. Aus diesem Grunde wird bei diesem Endoskop ein Farbfilm
für Glühfadenlampen 10 verwendet. Die spektrale Empfindlichkeit dieses Farbfilms 10 ist in Fig.4
durch die Kurve A dargestellt. Wie hieraus zu sehen
ist, ist die Empfindlichkeit des Farbfilms für Glühfadenlampen 10 höher im Bereich kürzerer Wellenlänge, während die Empfindlichkeit zu längeren Wellenlängen hin relativ steil abfällt. Der Film 10 ist daher nicht empfindlich für Strahlung im nahen Infrarot
oder für Licht, das Wellenlängen hat, die langer als das nahe Infrarot sind.
Gemäß einem wesentlichen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine I ichtqucllc2, beispielsweise
In der Nahe de» Objekt vlnstnsysttms Il is ι ein io
^elektrisches lik-meni 1. bcisp.clswc s= c hzium-Fotoelement
oder ein geeignete R UMranMsUr angeordnet,
der geeignet ist zum IimPfdn8 ^.JJ " dL'
Arscn-Gallium-Leuehtd.odc>?»^£η £?£X_
zur Erzeugung eines elektrischen S gnals,das; de In
tensität des empfangenen Lichts entepncht. JF^
ist cn Fotoe lernen da rgestU t da J d« Wj*tv
linsensystem 11 umgib . Die snckIrak 1-mplmü,u
nicht nur bestimmt werden, nachdem die Belichtung
abgeschlossen ist, sondern auch während
de Π π μ Undosk Dics ist möglich durch
de. fc fc o[]cr aufgczcichnctcn Aus.
„an|s dcs lotoclemcnts nach der Verstä.kung durch
^Gleichstromverstärker mil einer Tabelle, die die ezidl zwisc|ien der Entfernung des Objekts vom
^ fotoc,cktri8chen HIcmcnts nach der
VcrstUrlfung im ülcichstromvcrstärkcr zeigt, in ähnli-
der Kurve/) entsprich,. ^ .^ ^^Z^-
wcrdcn kann, wird das von der ^uchtd.ode ausge
sandte und der Kurve« ent P^he"^ L«htvondcm
Silizium-l-otoclcmcnl und dem Fototrans so wjk
sam aufgenommen, deren spckt.alc Empf.ndl.chkcU
durch die Kurve ß "^^^^" V
mit der der Kurve A
Zum Vcrglucli ist aie ^κλ
von der Sonne emittierten Lichts durch d.e Kurve L F 'wie ^Senden besehrieben, kann das RdIcxionsvcrmögcn
der inneren Wand1 des^hoh er, Te.ls
eines lebenden Korpers, n fn J^^JÄS
Beobachtung eingeführt ist als i
übe;^den ganzer,zu beobach end™
wcrden^Wenn daher de "J1™^
körper! ausgesandten Lichts
haltcn
die vom Objekt
des End»sU,ps
durch
45
Mit anderen Worten: Die ; des vom fotoelektri-Lichts
ist bestimmt dem Objekt und dem
Ϊ1Ι Ufa L.llUUd»U|/u.
S zeigi das Schema der vorliegenden Erfini
Blockdiagramm. Ein lichtaussendendes EIebeispielsweise der Leuchtkörper2 in Fig.3,
emittiert Licht in Richtung eines Objekts 18, beispielsweise der inneren Wand des hohlen Ί eils eines
lebenden Körpers. Das vom Objekt 18 reflektierte Licht fällt auf ein lichtempfangendes, fotoelektrisches
Element 1, das wie das fotoelektrische Element 1 in F i g. 3 ausgebildet sein kann. Das lichtempfangende,
"otoelektrische Element 1 ist mit einem Gleichstrom-3 verbunden, der dem Gleichstromvern
F i g. 1 entspricht Der Gleichstromvertat
mit einem Anzeige-oder R egistrierinstru-21, beispielsweise einem Galvanometer oder
elektromagnetischen Oszillographen, verbun-F i g. 1 und 21
Alternativ kann die Skala des Anzeige- oder Rcgistrierinstrumcnls
ersetzt werden durch eine Skala, die die Entfernung anzeigt, indem die Werte des Ausgangs
des Verstärkers direkt in Entfernungsangaben umgeicciinci sind. In diesem Fall kann die Ln.lcniuiiji
direkt von der Skala abgelesen werden.
Bei der vorbeschriebenen Anordnung kann an Stelle des Leuchtkörpers 2 eine Glühfadcplampe mit
einem roten Filter verwendet werden, obgleich dann bei der Beleuchtung des Objekts bis zu einem gewissen
Grade Veränderungen nicht vermieden werden können.
Die F i g. 6 bis 8 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Sie kann in einem
verwendet werden, welches ein optisches aufweist und ein optisches Bildübertragungssystem,
beispielsweise ein optisches Giasiasersystcm, das mcIi durch die langgesireckic
Röhre des Endoskops zwischen Steuergehäuse und vorderem Endteil erstreckt.
Wie in F i g. 6 dargestellt, ist im vorderen Endteil 7 ein Prisma 22 vorgesehen, durch welches das von
einem Objekt reflektierte und durch ein in der Wand des vorderen Endteils 7 befindlichen Beobachtungsfenster
24 eintretende Licht zu einem Objektivlinsensystem 25 hin reflektiert wird. Das vordere Ende 26 a
eines optischen Bildübertragungssystems 26. beispielsweise eines Glasfasersystems, ist hinter dem
Objektivlinsensystem 25 angeordnet, so daß ein Bild des Objekts auf das vordere Ende 26 a des optischen
Bildübertragungssystems 26 fokussiert wird. Das optische Bildübertragungssystem 26 erstreckt sich durch
die langgestreckte, flexible Röhre, die mit ihrem vorderen Ende am vorderen Endteil 7 und mit ihrem hinteren
Ende am Steuergehause (nicht gezeichnet) befestigt ist. Das hintere Ende des optischen Bildübertragungssystems
26 endet in dem Steuergehäuse. Im Steuergehäuse ist hinter dem hinteren Ende des Bildübertragungssystems
26 in geeigneter Entfernung und in Ausrichtung darauf ein Okular angeordnet, durch
das das Bild des Objekts, das durch das optische Bild-
9 10
übertragungssystem 26 zum hinteren Ende desselben toelcment 1 durch das liclitauinehmcnde Fenster 30
übertragen wird, betrachtet werden kann. aufgenommen, das aus einer Kondensorlinse besteht,
Ein lichtleitendes, optisches System 27, bcispiels- die dazu dient, das reflektierte Licht vom mittleren
weise ein Glasfasersystem, erstreckt sich durch die Teil des Objekts zum Fotoelement 1 zu lenken, um die
langgestreckte, flexible Röhre. Das vordere Ende 27« 5 Genauigkeit der Messung der Intensität des Lichts
dieses Systems ist auf ein Belcuchtungsfenster 28 ge- durch das Fotoelement I zu erhöhen,
richtet, das in der Wand des vorderen Endteils 7 an- Da das Reflexionsvermögen der inneren Wand des
geordnet ist. Dadurch beleuchtet eins vom vorderen hohlen Teils eines lebenden Körpers — wie im vorste-
Ende 27« des Lichtleitersystems ausgehende Licht henden beschrieben—als gleichförmig über den ge-
das Objekt durch das Beleuchtungsfeiistcr 28. Das in samten Bereich angesehen werden kann, ist die Inten-
hintere Ende des optischen Liehlleitersystems 27 en- sität oder die Gesamtmenge des vom Fotoelement I
det an einer Stelle im Kontrollgehäuse oder außerhalb empfangenen Lichts eine Funktion der Entfernung
desselben. Das hintere Ende des optischen Lichtleiter- zwischen dem Objekt und dem vorderen Endteil des
systems 27 ist mit einer Lichtquelle 2, beispielsweise Endoskops, von dem das Licht ausgesandt wird, wenn
einer Lampe, verbunden. Das Licht von der Licht- 15 die Intensität des ausgesandten Lichts konstant gchal-
quel)e2, das vom hinteren Ende des Lichtleitersy- ten wird. Das im Fotoelement I infolge der Intensität
stem; 27 durch dieses hindurch zum vorderen Ende oder der Gesamtmenge des von diesem aufgcnommc
27« übertragen worden ist, wird von diesem ausge- nen Lichts erzeugte elektrische Signal wird angezeigt
strahlt, und das Objekt wird beleuchtet. Die Intensität oder registriert in dem Anzeige- oder Registrierinstru-
des vom vorderen Ende 27 « des optischen Lichtleiter- 20 ment 21 über den Gleichstromverstärker 3 und den
systems ausgesandten Lichts kann auf einen vorbe- Ausgangskompensator 33. Daher kann die Enlfer-
stimmten Wert eingestellt werden. nung zwischen dem Objekt und dem vorderen Endteil
Ein lichtempfangendes Fenster 30, bestehend aus des Endoskops von der Anzeige oder der Aufzeich-
cincr Kondcnsorlinse, ist in der Wand des vorderen nung des Anzeige- oder Registrierinstruments 21 ab-
Endteils 7 nahe dem Beleuchtungsfenster 28 ange- 25 gelesen werden, nicht nur nachdem die Beobachtung
bracht, und hinter dem lichtempfangenden Fenster 30 beendet ist, sondern auch während derselben,
ist ein Fotoelement 1 angeordnet. Im folgenden soll nun die Wirkungsweise des Aus-
Das vom vorderen Ende 27« des optischen Licht- gangskompensators 33 und der Einstellmittel 34 be-
leitersystems 27 ausgesandte und vom Objekt reflek- schrieben werden. Während der Beobachtung der in-
tierte Licht wird durch das lichtaufnehmende Fenster 30 neren Wand des hohlen Teils eines lebenden Körpers
30 vom Fotoelement 1 aufgenommen. Das Fotoele- durch ein in einem Endoskop enthaltenes optisches
ment 1 erzeugt ein elektrisches Signal, das der Inten- Beobachtungssystem ist es oft erwünscht, zur besseren
sität des von ihm aufgenommen Lichts entspricht. Mit Beobachtung des Objekts die Intensität des Lichts,
dem fotoelektrischen Element 1 ist .ein Gleichstrom- das das Objekt beleuchtet, in Abhängigkeit von der
verstärker 3 verbunden. Dieser verstärkt das ihm vom 35 Entfernung zwischen dem Objekt und dem vorderen
Fotoelement I zugeführte Signal. Endteil des Endoskops zu verändern. In diesem Fall
Der Gleichstromverstärker 3 ist an einen Ausgangs- wird aber die Intensität oder die Gesamtmenge des
kompensator 33 angeschlossen. Mechanische Ein- vom Fotoelement 1 empfangenen Lichts notwendiger-
stellmittel 34 sind mit dem Ausgangskompensator 33 weise verändert, auch wenn die Entfernung konstant
und mit Blenden 35 verbunden, die bei der Licht- 40 gehalten wird. Das elektrische Signal, das von dem fo-
quelle 2 angeordnet sind. Mit dem Ausgangskompen- toelektrischen Element 1 und dem Anzeige- oder Auf-
sator 33 ist ein Anzeige- und Registrierinstrument 21 zeichnungsinstrument 21 durch den Gleichstromver-
verbunden. Ein elektrisches Signal oder ein Impuls, stärker 3 und den Ausgangskompensator 33 zugeführt
der vom Komensator 33 geliefert wird und der wird, muli jedoch auf demselben Wert gehalten wer-
dem elektrischen Signal entspricht, welches vom 45 den, wenn die Entfernung zwischen dem Objekt und
Fotoelement 1 erhalten wird, wird vom Anzeige- dem vorderen Endteil des Endoskops nicht verändert
oder Registrierinstrument 21 angezeigt. Wie im vor- wird.
stehenden beschrieben, kann die Skala des Anzeige- Dies wird gemäß einem weiteren wesentlichen
oder Registrierinstruments 21 durch Umrechnung des Merkmal der vorliegenden Erfindung erreicht, indem
vom Ausgangskompensator 33 erhaltenen elektri- 50 der Ausgangskompensator 33 mit den Einstellmitteln
sehen Signals in Entfernungswerte gleich in Entfer- 34 in solcher Weise gekoppelt wird, daß der Ausgang,
nungen geeicht sein, wenn die Intensität der Licht- der dem Anzeige- oder Aufzeichnungsinstrument 21
quelle 2 konstant gehalten wird. Das vom fotoelektri- vom Ausgangskompensator 33 zugeführt wird, im umsehen Element 1 entsprechend der Intensität des von gekehrten Verhältnis zur Veränderung der Intensität
diesem aufgenommenen Lichts erzeugte elektrische 55 oder Gesamtmenge des von der Lichtquelle 2 ausge-Signal ist dann eine Funktion der Entfernung zwi- sandten Lichts verändert wird. Wenn daher die
sehen dem Objekt und dem vorderen Ende des Endo- Blende 35 durch manuelle Betätigung der Einstellmitskops. tel 34 eingestellt wird, um die Intensität oder Gesamt-
Die Wirkungsweise des Ausgangskompensators 33 menge der von der Lichtquelle 2 durch sie hindurch
und der Einstellmittel 34 wird an späterer Stelle be- 60 zum optischen Lichtleitersystem 27 gehenden Lichtschrieben, menge zu verändern, wird der Ausgang, der dem An-
Im Betrieb wird die Beleuchtungsquelle 2 durch zeige- oder Aufzeichnungsinstrument 21 vom Ass-Betätigung des Steuermechanismus im Steuergehäuse gangskompensator 33 zugeführt wird, im umgekehr
des Endoskops mit Strom versorgt, während der vor- ten Verhältnis zur Veränderung der Intensität oder
dere Endteil in den hohlen Teil eines lebenden KSr- 65 Gesamtmenge des vom vorderen Endteil 7 ausgesandpers od. dgl, der beobachtet werden solL eingeführt tea Lichts verändert Hierdurch wird am Ausgang des
ist Das Liebt, das von der Lichtquelle 2 ausgesandt Ausgangskompensators 33 in der Weise eine Kom-
und vom Objekt reflektiert worden ist, wird vom Fo- pensation erreicht, daß die Veränderung der intensität
11 12
oder Gesamtmenge des vom vorderen nudteil7 aus- Schlitz 47 versehen, in den der Teil 48 der Welle 45,
gesandten Lichts ausgeglichen wird. Die Anzeige oder der im Querschnitt abgflacht ist, verschiebbar einAufzeichnung
im Anzeige- oder Aufzcichnungsinstru- greift. Hierdurch kann die Platte 42 lediglich parallel
ment 21 zeigt dann genau die Entfernung zwischen zur Platte 41 verschoben werden, so daß die Intensität
dem Objekt und dem vorderen Endteil des Endoskops 5 des Lichts, das durch die Schlitze 43 und 44 in den
an, auch wenn die Intensität oder Gesamtmenge des Platten 41 und 42 fällt, in Abhängigkeit von der
vom vorderen Endteil ausgesandten Lichts verändert Größe der relativen Bewegung der Platten 41 und 42
wird, um eine bessere Beobachtung des Objekts /u er- verändert wird. An einer Seite der Blendenplatte 42 ist
möglichen. eine Zahnstange 49 angeformt. Auf das eine Ende der
Im vorderen Endteil des Endoskops kann an Stelle io Welle Sl ist ein Zahnrad 50 montiert, das mit der
des vorbeschriebenen optischen Bclcuchtungssystcms Zahnstange 49 in Eingriff steht. Am anderen Ende der
auch eine Lampe angeordnet werden. In diesem Falle Welle ist ein Einstellknopf 52 angebracht. Durch Drewird
die Intensität des Lichts mit Hilfe der Einstell- hung des Knopfes 52 kann die Platte 42 relativ zur
mittel 34, die den Eingang der Lampe einstellen, ver- Platte 41 verschoben werden. Der Knopf 52 bildet die
ändert, während der \usgangskompensator 33 in ahn- 15 Einstellmittel 34 in F i g. 6. Auf der Welle 51 ist ein
Sicher Weise, wie dies im vorstehenden beschrieben Kontaktarm 53 montiert mit einem Kontakt 54 an seiworden
ist, betätigt wird. ncm äußeren Ende. Der Kontakt 54 ist so ausgebildet.
Das vorbeschriebene Endoskop kann mit fotogra- daß er gleitend in Kontakt mit einem kreisbogcnför-
fischcn Mitteln versehen sein, die ein Objektivlinsen- migen Widerstand 55 steht, der den Ausgangskom-
system 1 i umfassen, das im vorderen Endteil 7 unter- 20 pensator 33 in F i g. 6 bildet. Der Leitungsdraht 56 ist
gebracht ist, und ein Magazin 9, das eine Filmrolle mit seinem einen Ende mit dem Arm 53, der Leitungs-
enlhält. Der Film 10 wird jedesmal, wenn das Endo- draht 57 mit dem Widerstand 55 verbunden, während
skop eine fotografische Aufnahme des Objekts ma- die anderen Enden mit dem Gleichstromverstärker 33
chen soll, in der langgestreckten Röhre aus dem Ma- bzw. dem Anzeige- oder Aufzeichnungsinstrument 21
gazin 9 weiter herausgezogen, in ähnlicher Weise, wie 25 in F i g. 6 verbunden sind. Wenn daher durch Drehung
dies im vorstehenden beschrieben worden ist. des Knopfes 52 die Platte 42 relativ zur Platte 41 vcr-
In dem Endoskop, das ein optisches System und schoben wird, ändert sich die Intensität des durch die
fotografische Mittel der vorbeschriebenen Art auf- Schlitze 43 und 44 hindurchgehenden Lichts, und der
weist, muß die Intensität des vom vorderen Endteil Widerstand zwischen dem Gleichstromverstärker 32
des Endoskops ausgesandten Lichts zur Erzielung der 30 und dem Anzeige- oder Aufzeichnungsinstrument 2i
richtiiien Belichtung des Films jedesmal vergrößert kann in umgekehrtem Verhältnis wie die Veränderung
werden, wenn das Objekt fotografiert werden soll, der Intensität des durch die Schlitze 43 und 44 hin-
währcnd die Lichtintensität bei der Beobachtung des durchtretenden Lichts verändert werden.
Objekts zur besseren Beobachtung desselben vcrän- Wenn das Endoskop betätigt wird, um eine foto-
dcrbar gemacht werden muß. Die genaue Belichtungs- 35 grafische Aufnahme von einem Objekt zu machen,
zeit kann in derselben Weise eingestellt werden, wie wird die Drehspule 46 erregt und dreht die Welle 45.
dies im vorstehenden beschrieben worden ist. Um zu Hierdurch werden die Blendenplatten 4t und 42 aus
verhindern, daß das während der Beobachtung des der optischen Achse zwischen der Lichtquelle 29 und
Objekts ausgesandte Licht auf den Film 10 einwirkt, dem hinteren Ende des lichtleitenden Glasfasersy-
können Blenden im vorderen Enteil im optischen Weg 40 stems 27 herausgedreht, so daß das für die fotografi-
des Objektivlinsensystems 11 vor dem Film 10 vorge- sehe Aufnahme des Objekts benötigte intensive Licht
sehen werden, die mit dem Steuermechanismus im ausgesandt werden kann.
Steuergehäuse gekoppelt sind und jedesmal, wenn das Ein alternatives Beispiel für eine Vorrichtung, wie
Objekt fotografiert werden soll, geöffnet werden, sie in F i g. 7 gezeigt ist, ist in F i g. 8 dargestellt, in
wenn die Intensität des Lichts anwächst. 45 diesem Beispiel sind zwei Blätter 58 und 59 um einen
Ein Beispiel einer Vorrichtung für die Einstellung Stift 60 entgegengesetzt schwenkbar, der an einem
der Intensität des Lichts zur besseren Beobachtung Ende eines Hebels 61 vorgesehen ist, welcher um
des Objekts wie auch für die Verstärkung der Lichtin- einen festen Stift 62 drehbar ist. Ein Stift 63, der am
tensität zur Durchführung der richtigen Belichtung anderen Ende des Hebels 61 vorgesehen ist, ist mit
des Films ist in F i g. 7 dargestellt. 50 einer Spule 64 betätigbar, wenn mit dem Endoskop
In dieser Figur sind eine Kondensorlinse 40 und eine fotografische Aufnahme gemacht werden soll,
zwei parallele Blendenplatten 41 und 42 zwischen der Eine Feder 65 drückt normalerweise den Hebel 61 in
Lichtquelle 29 und dem hinteren Ende des lichtleiten- die von der Spule 64 abgewandte Stellung. Der An
den Glasfasersystems 27 angeordnet. Die Blenden- schlagstift 66 dient dazu, die Stellung des Stiftes 60 zu
platte 41 ist mit einer Reihe langgestreckter Schlitze 55 halten, so daß die Blätter 58 und 59 mit Hilfe der
43 versehen, deren Richtung im wesentiichsn senk- nachstehend beschriebenen Einstellmittel eingestellt
recht zur Richtung der Schlitzreihe verläuft. Die Blen- werden können.
denplatte 42 ist mit einer entsprechenden Anzahl und Im Blatt 58 ist ein diagonal verlaufender langge-
relative Bewegung der Platten 41 und 42 in Richtung langgestreckter Schlitz 68 vorgesehen ist, wobei sich
der Schlitzreihen die Intensität oder die Gesamtmenge die beiden Schlitze 67 und 68 schneiden. Ein auf
des durch die Schlitze 43 und 44 fallenden Lichts ver- einem Arm des schwenkbaren Hebels 70 anj,eordne-
ändert Die Blendenplatte 41 ist fest auf einer drehba- ter Stift greift gleitend in beide Schlitze CT y;id 68 ein.
ren Welle 45 einer Drehspule 46 befestigt, die jedes- 65 Der Hebel 70 ist um einen festen Stift 71 drehbar,
mal, wenn mit dem Endoskop eine fotografische Auf- während der andere Ann des drehbaren Hebels 70 mit
nähme des Objekts gemacht werden soll, betätigt einer Nockenscheibe 72 in Eingriff steht, die fest auf
wird. Die Blende 42 ist mit einem langgestreckten der Welle 51 des Einstellnrittrls angebracht ist. Der
Kontaktarm 53 und der bogenförmige Widerstand 55 mit den Anschlußdrähten SC und 57 sind in derselben
Weise wie bei der in Fi g. 7 dargestellten Vorrichtung vorhanden. Eine Feder 73 dient dazu, den vorbeschriebenen
anderen Arm des schwenkbaren Hebels 70 in Eingriff mit der Nockenscheibe 72 zu halten.
Die beiden Blätter 58 und 59 bilden eine zwischen sich einstellbare Öffnung im optischen Weg zwischen
der Lichtquelle und dem hinteren Ende des lichtleitenden Glasfasersystems, so daß die Intensität des
durch sie hindurchtretenden Lichts zur besseren Beobachtung eingestellt werden kann. Die Größe der
öffnung wird gesteuert durch Drehung der Welle 51. Dabei wird der Hebel 70 durch Zusammenwirken mit
dere Nockenscheibe 72 geschwenkt, und der auf dem einen Arm dieses Hebels sitzende Stift 69 gleitet in
den entgegengesetzt geneigten Schlitzen 67 und 68 in den Blättern 58 und 59. Hierdurch werden diese in
entgegengesetzter Richtung bewegt, und die öffnung
zwischen beiden wird eingestellt. Wenn das Endoskop zum Fotografieren eines Objekts eingesetzt wird, wird
die Spule 64 betätigt und dreht den Hebel 61 gegen die Wirkung der Feder 65. Hierdurch wird der bewegbare
Stift 60, der die Blätter 58 und 59 unterstützt, zum Stift 67 hin bewegt. Dadurch werden die Blätter 58
und 59 aus dem optischen Weg geschwenkt, so daß das intensive Licht auf das lichtleilende Glasfasersystem
fällt und das Objekt fotografiert werden kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Bestimmung der Entfernung zwischen einem Endoskop und einem mit diesem
zu beobachtenden Objekt, wobei das Endoskop eine Lichtquelle einer bestimmen Intensität sowie
ein Fotoelement aufweist, welches das vom Objekt reflektierte Licht aufnimmt und ein Signal erzeugt,
das von der Entfernung zwischen Endoskop und Objekt abhängt, dadurch gekennzeichnet,
daß das Signal einer in Entfernuiigsangaben geeichten Registrier- oder Anzeigevorrichtung
(21) zugeführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Fotoelement (1) erzeugte
elektrische Signal einem Gleichstromverstärker (3) zugeführt und das von diesem verstärkte
Signal einem Einstellkreis (4) zugeführt ist, der einen Schaltkreis (5) betätigt, welcher die Beleuchtung
des Objekts beendet, wenn diese dem vom Einstellkreis (4) festgelegten Wert entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (2) verwendet
wird, deren Licht in einem Bereich liegt, in dem das für die fotografische Aufnahme verwendete
Filmmaterial (10) nicht empfindlich ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle (2) eine
Galliumarsenid-Leuchtdiode verwendet wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichtquelle (2) und das auf das Objekt gerichtete Fotoelement (1) und ein Objektivlinsensystem
(11) im vorderen Endteil (7) des Endoskops angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, rückbezogen auf Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtquelle (2) eine Quelle für nahe Infrarotstrahlung ist und daß im vorderen Endteil
(7) des Endoskops eine weitere Lichtquelle (13) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen
(34) zur Veränderung der Intensität des Lichts vorgesehen sind und daß zu deren Kompensation außerdem Vorrichtungen (33) vorgesehen
sind, die eine Veränderung des vom Fotoelement (I) erzeugten elektrischen Signals in entgegengesetzter
Richtung hervorrufen.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fotoelement
(1) ringförmig um das Objektivlinsensystem (11) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
oder/und gegebenenfalls eine weitere Lichtquelle (2, gegebenenfalls 13) sich in einem Steuergehäuse
befindet und dort den Beginn eines Glasfasersystems (27, gegebenenfalls 26) beleuchtet, das sich
durch das Endoskop hindurch bis zu einer Endfläche (27 a, gegebenenfalls 26 a) im vorderen
Endteil (7) des Endoskops erstreckt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Lichtquelle (2) und Glasfasersystem (27) eine einstellbare Blendenvorrichtung
(35) angeordnet ist.
H. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Blendenvorrichtung (35;
aus zwei mit parallelen Schlitzen (43,44) versehenen Blendenplatten (41, 42) besteht, die senkrecht
zu den Schlitzen gegeneinander verschiebbar sind
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß beide Blendenplatten (41, 42) mittels einer Drehspule (46) gemeinsam aus dei
optischen Achse zwischen Lichtquelle (2) und Glasfasersystem (27) bringbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blendenvorrichtung (35) aus zwei um einen auf einem Winkelhebel (61) angebrachten
Stift (60) schwenkbaren, V-förmigen Blättern (58, 59) besteht, die mittels eines auf
einem weiteren Winkelhebel (70) angebrachten Stifts (69), welcher in zwei in den Blättern (58,59)
befindlichen, sich kreuzenden Schlitzen (68, 69) verschiebbar ist, gegeneinander verschwenkbar
sind, wobei der zweite Winkelhebel durch eine Feder (73) gegen eine spiralförmige Kurvenscheibe
(72) gedrückt ist, die von Hand drehbar ist, und wobei der erste Winkelhebel (61) gegen eine Feder
(65) von einer Spule (64) bewegbar ist und die Blendenvorrichtung aus der optischen Achse zwischen
Lichtquelle (2) und Glasfasersystem (27) schwenkt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche K) bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenvorrichtung
(35) mit einem Drehwiderstand (53. 55) in dem Sinne gekoppelt ist, daß bei Verringerung
der Blendenöffnung der Widerstand vergrößert wird.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4868667 | 1967-07-29 | ||
JP4868667 | 1967-07-29 | ||
JP8132767 | 1967-12-19 | ||
JP8132767 | 1967-12-19 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1766853A1 DE1766853A1 (de) | 1972-03-23 |
DE1766853B2 DE1766853B2 (de) | 1972-09-28 |
DE1766853C true DE1766853C (de) | 1973-04-19 |
Family
ID=
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