DE4319502A1 - Optische Vorrichtung - Google Patents
Optische VorrichtungInfo
- Publication number
- DE4319502A1 DE4319502A1 DE4319502A DE4319502A DE4319502A1 DE 4319502 A1 DE4319502 A1 DE 4319502A1 DE 4319502 A DE4319502 A DE 4319502A DE 4319502 A DE4319502 A DE 4319502A DE 4319502 A1 DE4319502 A1 DE 4319502A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- image
- outer tube
- movement
- movable
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/2407—Optical details
- G02B23/2423—Optical details of the distal end
- G02B23/243—Objectives for endoscopes
- G02B23/2438—Zoom objectives
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung zur Ver
wendung als Endoskop oder Bohrungsinspektionsgerät für die
Besichtigung unzugänglicher Objekte.
Es ist wünschenswert, eine solche Vorrichtung mit veränder
licher Vergrößerung in der Form einer Zoomlinse zu verse
hen, welche im idealen Fall am entfernten Ende des Instru
mentes angebracht ist, und die Objektivlinse enthalten
kann. Endoskope und Bohrungsinspektionsgeräte haben jedoch
üblicherweise ein langes Rohr mit einem Durchmesser in der
Größeanordnung von 10 mm Durchmessern oder weniger. Daraus
folgt, daß jeder Mechanismus zur Schaffung unabhängiger Be
wegungen von Linsen innerhalb der Zoomlinse von sehr klei
nen Ausmaßen sein muß und durch einen Mechanismus betätigt
werden muß, der nicht wesentlich den verfügbaren Raum für
ein Beobachtungsmittel, wie etwa ein sich notwendigerweise
durch das Rohr erstreckendes optisches Relais, einschränkt.
Eine besondere Schwierigkeit, die bei der Einbindung sol
cher Zoomlinsen in solche Vorrichtungen auftritt, ist die
Schaffung einer Kompensation für die Bewegung der
Brennebene der Zoomlinse, wenn die Vergrößerung verändert
wird. Bei fehlender Kompensation kann das betrachtete Bild
nach jeder Verstellung der Vergrößerung vollständig defo
kussiert und ununterscheidbar sein, und es ist unerwünscht,
daß der Benutzer nach jeder derartigen Verstellung mehr als
nur eine kleine Nachfokussierung muß.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen zur
Benutzung als Endoskop oder Bohrungsinspektionsgerät für
die Betrachtung eines unzugänglichen Objektes mit einem
äußeren Rohr, das ein distales Ende, welches bei Benutzung
in einen unzugänglichen Ort einführbar ist, und ein proxi
males Ende, das dem Benutzer zugänglich ist, aufweist, eine
Zoomlinse, die innerhalb des äußeren Rohres und in unmit
telbarer Nähe des distalen Endes angeordnet und zur Fokus
sierung eines Bildes des Objektes mit veränderlicher Ver
größerung in eine Brennebene innerhalb des äußeren Rohres
betätigbar ist, wobei die Zoomlinse eine in Bezug auf das
äußere Rohr feststehende Objektivlinse und eine Anzahl un
abhängig bewegbarer Linsen enthält, wobei die Vorrichtung
außerdem ein langgestrecktes Beobachtungsmittel zur Be
trachtung des Bildes aufweist, das sich durch das äußere
Rohr von einem Ort in oder nahe der Brennebene zu einem Ort
nahe dem proximalen Ende erstreckt, und Stellmittel ent
hält, die betätigbar sind zur Bewegung der beweglichen Lin
sen, um die Vergrößerung zu ändern, und zur gleichzeitigen
Bewegung der Beobachtungsmittel in Bezug auf die Objektiv
linse zum Ausgleich der Bewegung der Brennebene.
Ein Vorteil einer solchen Vorrichtung ist, daß (vorausge
setzt der Abstand zum Objekt bleibt unverändert) es nicht
nötig ist, die Beobachtungsmittel zu refokussieren, nachdem
die Zoomlinse zum Verändern von Vergrößerung betätigt wur
den.
Vorzugsweise ist jede der beweglichen Linsen mit einem ent
sprechenden axialbeweglichen Steuerrohr, an welchem sie
fest angebracht ist, versehen, wobei die Steuerrohre sich
koaxial innerhalb des äußeren Rohres erstrecken und an ih
ren jeweiligen proximalen Endabschnitten von Stellmitteln
ergriffen werden.
Ein Vorteil einer solchen Anordnung ist, daß die Steuer
rohre eine widerstandsfähige Halterung für die beweglichen
Linsen auf eine einfache und platznutzende Art schaffen.
Vorzugsweise enthalten die Stellmittel eine Nockenanord
nung, die Bewegungen der beweglichen Linsen und der
Beobachtungsmittel als Antwort auf Bewegung eines Stell
gliedes bewirkt.
Zweckmäßigerweise enthält die Nockenanordnung ein zylindri
sches Element, das mit in Umfangrichtung verlaufenden Noc
kenschlitzen versehen ist, in die entsprechende radiale
Vorsprünge der Steuerrohre eingreifen, wobei die Nocken
schlitze so geformt sind, daß eine Drehung des zylindri
schen Elementes in Bezug auf das äußere Rohr axiale Bewe
gungen der jeweiligen beweglichen Linsen im Einklang mit
einer vorgegebenen Kennlinie verursacht.
Vorzugsweise ist das zylindrische Element mit einem zusätz
lichen Nockenschlitz versehen, in den ein Nockenfolger ein
gegreift, welcher an dem Beobachtungsmittel befestigt ist,
um eine axiale Bewegung des Beobachtungsmittels in Bezug
auf die Objektivlinse bei Drehung des zylindrischen Elemen
tes zu bewirken.
In einer vorgezogenen Ausführungsform enthält die Zoomlinse
zwei bewegliche Linsen.
Die Beobachtungsmittel können ein Gehäuse, das mit dem
Stellmittel zur Schaffung einer axialen, mit der Bewegung
der beweglichen Linsen synchronisierten Bewegung wirkmäßig
verbunden ist, eine bildübertragende Einrichtung zur Übertragung
eines Bildes von der Brennebene der Zoomlinse zu
dem Benutzer, und eine einstellbare Kupplung umfassen, die
das Gehäuse mit der bildübertragenden Einrichtung wirkmäßig
verbindet, um eine Einstellung der Brennweite zu bewirken,
die an eine Veränderung der Objektentfernung oder Augen
leistung des Benutzers zu bewirken.
Bei Fehlen einer solchen Einstellung ist die Vorrichtung
nur für einen einzigen interessierenden Objektsabstand fo
kussiert.
Ein Vorteil dieser besonderen Art der bildübertragenden
Einrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist es, daß keine
Einstellung der relativen Position der optischen Komponen
ten der bildübertragenden Einrichtung gemacht wird, sondern
statt dessen die gesamte bildübertragende Einrichtung in
Bezug auf die Zoomlinse bewegt wird. Ein solches "distales
Fokussieren" führt dazu, daß die Augenadaption für den Be
nutzer konstant bleibt, wodurch eine einfache und bequeme
Benutzung im gesamten Zoom- und Fokussierbereich der Vor
richtung erlaubt wird.
Zweckmäßigerweise enthält die bildübertragende Einrichtung
ein optisches Relais.
Die Vorrichtung kann außerdem einen Objektabstands-Sensor,
zur Erzeugung eines elektrischen Signales, welches dem Ab
stand des Objektes von der Objektivlinse zugeordnet ist,
und ein elektromechanisches Brennweitenstellglied, das in
Abhängigkeit von dem Signal die Fokussierung auf das Objekt
mittels Bewegung der bildübertragenden Einrichtung relativ
zum Gehäuse bewirkt.
Ausführungsformen der Erfindung werden als Beispiele und
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrie
ben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Teilschnitt in Draufsicht der erfindungsge
mäßen Vorrichtung,
Fig. 2 ein schematisches Diagramm der Zoomlinse der Vor
richtung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine die Arbeitsweise der Nockenanordnung der Vor
richtung gemäß Fig. 1 darstellende Skizze,
Fig. 4 einen Teilschnitt in Seitenansicht einer alternati
ven Ausführungsform,
Fig. 5 einen Querschnitt entlang V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen Querschnitt entlang VI-VI in Fig. 4, und
Fig. 7 einen schematisches Diagramm eines Systems zur
automatischen Steuerung des Brennpunktes.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 enthält ein optisches System
für ein Endoskop mit einem langgestreckten äußeren Rohr 2
mit einem distalen Endabschnitt 3, welches in einen unzu
gänglichen Raum zur Besichtigung eines Objektes (nicht ge
zeigt) einführbar ist.
Das äußere Rohr 2 hat einen proximalen Endabschnitt 4, wel
cher dem Benutzer zugänglich ist, und ist mit einer Fassung
5, mit einem Handgriff (nicht gezeigt) zur Handhabung der
Vorrichtung verbunden.
Das äußere Rohr 2 hat am distalen Endabschnitt 3 ein Fen
ster 6, das in rechtem Winkel zur Zylinderachse des äußeren
Rohres angebracht ist und in der Nähe des Fensters 6 eine
Objektivlinse 7 mit positiver Brennweite (Sammellinse), die
fest mit dem äußeren Rohr verbünden ist.
Eine erste bewegliche Linse 8 mit ersten und zweiten Lin
senelementen 10 und 11 ist innerhalb eines ersten Steuer
rohres 12 angebracht, welches axial innerhalb des äußeren
Rohres gleiten kann, um die Position der ersten beweglichen
Linse zu steuern.
Die ersten und zweiten Linsenelemente 10 und 11 sind fest
innerhalb des ersten Steuerrohres 12 angebracht und so
angeordnet, daß sie zusammenwirkend eine erste bewegliche
Linse 8 mit negativer Brennweite (Streulinse) schaffen.
Eine zweite bewegliche Linse 13, die dritte und vierte Lin
senelemente 14 und 15 enthält, ist fest in einem zweiten
Steuerrohr 16 angebracht, welches innerhalb des ersten
Steuerrohres 12 gleiten kann, um in der Lage zu sein, die
axiale Position der zweiten beweglichen Linse 13 zu steu
ern.
Die dritten und vierten Linsenelemente 14 und 15 sind fest
mit dem zweiten Steuerrohr 16 verbunden und schaffen zusam
menwirkend die zweite bewegliche Linse 13 mit positiver
Brennweite (Sammellinse).
Innerhalb des zweiten Steuerrohres 16 ist ein bildübertra
gendes Element 17 gleitfähig angebracht, das im allgemeinen
zylindrische äußere Form hat, so daß es sich zwischen einem
distalen Endabschnitt 18 in unmittelbarer Nähe zu der zwei
ten beweglichen Linse 13 und einem proximalen Endabschnitt
19 erstreckt, an welchem ein Okular angebracht ist.
Das bildübertragende Element 17 enthält ein optisches Re
lais aus einer Anzahl von in axialem Abstand zueinander
angeordneten Linsen (nicht gezeigt).
Die Vorrichtung 1 enthält eine Nockenanordnung 21, die nahe
dem proximalen Endabschnitt 4 des äußeren Rohres 2 ange
bracht ist und ein im allgemeinen zylindrisches Element 22
enthält, das koaxial mit dem äußeren Rohr angebracht ist,
so daß es in Bezug auf die Fassung 5 drehbar ist.
Das erste und zweite Steuerrohr 12 und 16 erstrecken sich
koaxial durch das zylindrische Element 22 und haben in un
mittelbarer Nähe ihrer proximalen Enden jeweils erste und
zweite Nockenfolgestifte 23 und 24, welche sich radial
durch jeweiligen Nockenschlitze 25 und 26 erstrecken, die
sich im allgemeinen in Umfangsrichtung des zylindrischen
Elementes 22 erstrecken.
Das erste Steuerrohr 12 ragt in das zylindrische Element 22
in einem kleineren Ausmaß hinein als das zweite Steuerrohr
16, so daß Zwischenraum zwischen des zweiten Nockenfolge
stift 24 und dem ersten Steuerrohr 12 geschaffen wird.
Das zweite Steuerrohr 16 erstreckt sich in das zylindrische
Element 22 bis etwa zu dessen Längsmitte. Ein dritter Noc
kenfolgestift 27 erstreckt sich radial, um in einem drit
ten, sich über den Umfang des zylindrischen Elementes 22
ausdehnenden Schlitz 28 einzugreifen, wobei der Nockenfol
gestift 27 in einer unten beschriebenen Art mit dem bild
übertragenden Element 17 zur Arbeit verbunden ist.
Ein ringförmiges Vergrößerungs-Steuerstellglied 29 springt
radial von dem zylindrischen Element 22 vor und kann von
Hand betätigt werden, so daß ein Benutzer das zylindrische
Element 22 mit der Hand drehen kann, um axiale Bewegung der
ersten, zweiten und dritten Nockefolgestifte 23, 24 und 27
in einer, von der Form des jeweiligen ersten, zweiten und
dritten Schlitzes 25, 26 und 28 abhängigen Art zu erzeugen.
Der dritte Nockenfolgestift 27 ist über ein sich longitudi
nal erstreckendes Verbindungselement 31 mit einem im allge
meinen zylindrischen Gehäuse 32 verbunden, welches in Bezug
auf die Fassung 5 axial gleiten kann.
Das bildübertragende Element 17 erstreckt sich koaxial
sowohl durch das zylindrische Verbindungselement 31 als
auch durch das Gehäuse 32, und ist mittels einer Schraub
kupplung 34 einstellbar an das Gehäuse gekoppelt. Das Ge
häuse 32 ist drehbar in Bezug auf die Fassung 5, so daß ein
Brennweitenstellglied, wie unten beschrieben, gebildet
wird.
Die Schraubkupplung 34 ist so ausgebildet, daß jede longi
tudinale Bewegung des Gehäuses 32 aufgrund der Bewegung des
Verbindungselementes 31 auf das bildübertragende Element
übertragen wird, so daß es sich im Einklang mit dem Ver
bindungselement 31 bewegt, und somit im Einklang mit dem
dritten Nockenfolgestift 27. Die Längsposition des bild
übertragenden Elementes 17 kann jedoch relativ zum
Verbindungselement 31 vom Benutzer eingestellt werden, in
dem dieses mit der Hand das Gehäuse 32 nach rechts oder
nach links dreht, welches dann als ein Brennweiten-Steuer
stellglied arbeitet. Das Gehäuse 32 ist um einen begrenzten
Winkelbereich beweglich, der durch Anschlag eines Stoppers
37, der mit dem Gehäuse 32 verbunden ist an, einer ersten
und zweiten Anschlagfläche 38 und 39, eines Brennweitenbe
grenzungsgliedes 40 begrenzt ist. Das Brennweitenbegren
zungsglied 40 ist teilweise ringförmige und fest mit der
Fassung 5 verbunden, so daß es statisch in einer Stellung
zwischen dem Gehäuse 32 und der Nockeneinrichtung 21 ver
bleibt.
Die erste und zweite Anschlagfläche 38 und 39 beschränken
die Winkelbeweglichkeit des Gehäuses 32 in einem Ausmaß,
welches von der Axialposition des Gehäuses 32 in Bezug auf
den Fassung 5 abhängt, wobei die ersten und zweiten An
schlagflächen 38 und 39 so ausgebildet sind, daß sie als
Nockenflächen dienen, an denen der Stopper 37 angreift.
Das bildübertragende Element 17 enthält einen sich radial
nach außen erstreckenden Vorsprung 41, der in einer axial
verlaufenden Vertiefung 42 der Fassung 5 aufgenommen wird,
wobei die Vertiefung und der Vorsprung zusammenwirken, um
relative axiale Bewegung zu ermöglichen, aber eine Rotation
des bildübertragenden Elementes in Bezug auf die Fassung 5
und in Bezug auf das äußere Rohr verhindern. Die ersten und
zweiten Steuerrohre 12 und 16 sind mit ähnlichen
Vorrichtungen (nicht gezeigt) ausgestattet, die dazu die
nen, einer Rotation in Bezug auf das äußere Rohr 2 zu vor
zubeugen.
Das bildübertragende Element 17, das Gehäuse 32 und das
Okular 20 bilden zusammen eine Beobachtungsvorrichtung 43,
die axial durch die Wirkung der Stellmittel 21 axial beweg
lich in Bezug auf das äußere Rohr 2 und deshalb in Bezug
auf die Objektivlinse 7 sind.
Die Arbeitsweise der Nockenanordnung 21 ist in Fig. 2 und
3 dargestellt. In Fig. 2 sind die Verschiebungen der ersten
und zweiten Linsen 18 und 13 in Bezug auf die feste Objek
tivlinse 7 durch die Abstände X1 und X2 dargestellt. Die
Verschiebung des distalen Endabschnittes 18 der bildüber
tragenden Einrichtung 17 in Bezug auf die feste Objektiv
linse 7 ist durch den Abstand X3 dargestellt. Ein Bild 44
wird in der Brennebene der Zoomlinse 45 gebildet, die zu
sammengesetzt ist aus der Kombination der Objektivlinse 7,
der ersten beweglichen Linse 8 und der zweiten beweglichen
Linse 13. Um die Vergrößerung und das Sichtfeld der Zoom
linse 45 zu verändern, werden die beweglichen Linsen 8 und
13 in einer vorgegebenen Art auf die auf die feststehende
Objektivlinse 7 zu oder von ihr weg bewegt, wie es in Fig.
3 gezeigt ist, in welcher Werte von Verschiebungen X gegen
verschiedene Sichtwerte F aufgetragen sind. Wie es auf dem
Gebiet der Konstruktion von Zoomlinsen gut bekannt ist, ist
es im allgemeinen wünschenswert, die Bewegung der
Brennebene der Zoomlinse auf irgendeine Art auszugleichen.
In der Vorrichtung 1 wird dieser Ausgleich durch Bewegung
des bildübertragenden Elementes 17 geschaffen, wie es in
Fig. 3 gezeigt ist.
Um die Vorrichtung 1 auf Gegenstände verschiedenen Ab
ständen von der Objektivlinse zu fokussieren, erzeugt eine
Drehung des Gehäuses 32 eine axiale Einstellung der Posi
tion des bildübertragenden Elementes 17, so daß X3 zur Be
trachtung eines entfernten Objektes verkleinert und zur
Betrachtung eines nahen Objektes vergrößert wird. Die obere
und untere Grenze dieser Einstellung sind durch die obere
und untere gestrichelte Linie 47 und 48 in Fig. 3 angedeu
tet. Der Brennweiteneinstellungsbereich für kleinere Sicht
felder ist notwendigerweise größer, als jener, der für
größere Sichtfelder benötigt wird. Durch Wirkung des Brenn
weitenbegrenzungsgliedes 40 in Zusammenarbeit mit der er
sten und zweiten Anschlagfläche 38 und 39 ist die Vorrich
tung 1 mit Mitteln versehen, welche den
Brennweiteneinstellbereich im Einklang mit der Vergröße
rung/Sichtfeldeinstellung der Zoomlinse 45 beschränken.
Dies schützt den Benutzer davor, unabsichtlich die Brenn
weite außerhalb des gewünschten Bereiches einzustellen, was
z. B. dazu führen kann, daß der Benutzer die Brennweite auf
Teile innerhalb des bildübertragenden Elementes 17 selbst
einstellt.
Das Brennweitenbegrenzungsglied 40 und die Anschlagflächen
38, 39 bilden zusammen eine brennweitenbeschränkende Vor
richtung 46, welche unter bestimmten Umständen auf eine
Einstellung der Vergrößerung bzw. des Sichtfeldes mit einer
automatischen Bewegung des bildübertragenden Elementes 17
in Bezug auf das Gehäuse 32 ansprechen wird, bis die
Brennweiteneinstellung innerhalb annehmbarer Grenzen ist.
Wenn z. B. das zylindrische Element 22 so eingestellt wurde,
daß das Sichtfeld am kleinsten ist (Entstehung maximaler
Bildgröße) und der betrachtete Objekt entweder in der nahe
sten Stellung oder in unendlicher Entfernung ist, so wird
das Gehäuse 32 vollständig gedreht worden sein, so daß der
Stopper 37 in Berührung mit einer der Anschlagflächen 38
oder 39 ist. Wenn das zylindrische Element 22 dann ver
stellt wird, um das Sichtfeld zu vergrößern, wird das Ge
häuse 32 axial verschoben durch die Wirkung des Verbin
dungselementes 31, das durch den dritten Nockenfolgestift
27 Nockenfolgestift 27 angetrieben wird, und diese axiale
Bewegung kann nur aufgenommen werden, wenn sie von einer
Rotation des Gehäuses aufgrund der Nockenwirkung zwischen
dem Stopper 37 und der Anschlagfläche 38 oder 39 begleitet
wird.
Eine alternative Vorrichtung 60 ist in den Fig. 4, 5 und
6 gezeigt, wobei gleiche Bezugszeichen wie den vorhergehen
den Figuren für einander entsprechende Elemente, soweit zu
treffend, benutzt werden.
Vorrichtung 60 enthält ein äußeres Rohr 2 mit einem dista
len Ende, das in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, aber
welches jenem der Vorrichtung 1 entspricht, indem es ein
abschließendes Fenster und eine Zoomlinse enthält. Äußere
Rohr 2 hat einen proximalen Endabschnitt 4, fest mit einem
Kragen 61 verbunden, welcher mit einer Fassung 5 verbunden
ist.
Die Handgriff 62 ist mit der Fassung 5 verbunden und ent
hält einen Lichtleiteranschluß 63, durch welchen Licht zur
Beleuchtung des Objektes über den distalen Endabschnitt 3
geleitet wird.
Die Vorrichtung 60 wird in Seitenansicht betrachtet, so daß
die Nockenfolgestifte 23, 24 und 27 vertikal durch das zy
lindrische Element 22 vorspringend gezeigt sind. Die Noc
kenfolgestifte 23 und 24 sind mit ihren jeweiligen Steuer
rohren 12 und 16 durch Bügel 72 und 73 verbunden.
Die Vorrichtung 60 funktioniert im wesentlichen in gleicher
Weise wie die Vorrichtung 1, aber sie unterscheidet sich in
einigen Konstruktionsdetails. Die Schraubenverbindung 34 in
Vorrichtung 1 ist in der Vorrichtung 60 durch einen sich
radial nach rechts außen erstreckenden, mit Gewinde verse
henen Gewindestift 64 ersetzt, welcher in ein im Gehäuse 32
ausgebildetes Schraubengewinde eingreift. Der Stift 64 ist
mit einer Okularanordnung 66 und mit dem bildübertragenden
Element 17 verbunden. Der Stift 64 erstreckt sich ebenfalls
durch einen axial verlaufenden Schlitz 67 in der Fassung 5.
Der Schlitz 67 verhindert, daß die Okularvorrichtung 66
sich relativ zum Fassung 5 dreht, erlaubt aber axiale Bewe
gungen.
Das Gehäuse 32 ist in Bezug auf die Fassung 5 mittels Hand
betätigung eines gerändelten Brennweiteneinstellrings 68
drehbar. Drehung des Brennweiteneinstellrings 68 bewirkt
axiale Bewegung des bildübertragenden Elementes 17, welche
dadurch ihrerseits näher zu oder weiter weg von der Zoom
linse (nicht gezeigt) bewegt wird.
Eine Kompensationsbewegung des bildübertragenden Elementes
17 während der Einstellung der Vergrößerung wird mittels
des zylindrischem Verbindungselementes 31 geschaffen, wel
ches in das Gehäuse 32 mit einem radial nach außen vor
springenden Stift 69 eingreift, der in einer durch das Ge
häuse 32 gebildeten ringförmigen Nut 70 aufgenommen wird.
Die ringförmige Nut 70 wirkt zusammen mit dem Stift 69, um
relative Rotationsbewegungen des Gehäuses zu ermöglichen,
während sie eine gemeinsame Axialbewegung des Verbindungs
elements 31 und des Gehäuses 32 erzwingt. Der Stift 69 er
streckt sich durch einen in der Fassung 5 gebildeten, axia
len länglichen Schlitz 74, der so wirkt, daß er eine Dre
hung des Verbindungselementes 31 verhindert.
Axiale Bewegung des Verbindungselementes 31 wird während
der Vergrößerungseinstellung mittels des dritten Nockenfol
gestifts 27 bewirkt, der in dem dritten, am zylindrischen
Element 22 angebrachten Nockenschlitz 38 eingreift. Das zy
lindrische Element 22 ist in Bezug auf die Fassung 5 durch
manuelle Betätigung eines die Vergrößerung einstellenden
Rändelrings 71, welcher fest mit dem zylindrischen Element
22 verbunden ist und die Stifte und Schlitze 23 bis 28
überlagert, drehbar.
Die Vorrichtung 1 ist mit einer fünffach verstellbaren Ver
größerung durch Bedienung der Zoomlinse 45 ausgerüstet, was
einer Veränderung des Sichtfeldes zwischen 10° und 50° ent
spricht.
Die Vorrichtung 1 kann alternativ mit einem automatischen
Zoomsteuer- und Fokussiersystem 50, wie es in Fig. 7 ge
zeigt ist, ausgestattet sein. In einer solchen alternativen
Ausführungsform ist die Vorrichtung mit einem elektro
mechanischen Brennweiteneinstellglied 53 ausgestattet, das
das bildübertragende System axial bewegt, um Ausgleich für
Bewegungen der Brennebene der Zoomlinse 45 während eines
Wechsels der Vergrößerung zu schaffen. Eine Handsteuerung
ist vorgesehen, um das benötigte Sichtfeld auszusuchen, und
ein Objektsensor 51 erzeugt ein elektrisches Signal, wel
ches der Entfernung zwischen dem Objekt und der Objek
tivlinse 7 zugeordnet ist. Das Ausgangssignal des Objekt
sensors ist Eingangssignal für einen die Betätigung des
elektromechanischen Brennweitenstellgliedes 53 steuernden
Rechners 52, welcher das bildübertragende Element 17 auf
den benötigten Abstandswert X3 von der Objektivlinse 7
bringt.
Ein Brennweitensensor 54 schafft Rückkoppelung zum Rechner
52 in Bezug auf die Position des bildübertragenden Elemen
tes 17.
Die Bewegung der beweglichen Linsen 8 und 13 der Zoomlinse
45 wird in ähnlicher Weise mittels elektromagnetischer
Stellglieder 55 und Sensoren 56, welche eine Rückkoppelung
zum Rechner in Bezug auf die Stellungen der Linsen 8 und 13
schaffen, gesteuert.
Das benötigte Sichtfeld wird in dem Rechner 52 über eine
Eingabeeinheit 57 eingegeben, und der Rechner bestimmt die
benötigten Werte X1, X2 und X3 mittels Vergleichs mit einer
Parametertabelle 58.
Ausgleich für temperaturabhängige Effekte schafft eine tem
peraturempfindliche Eingabe 59.
Vorrichtungen gemäß der Erfindung können wahlweise eine
Zoomlinse mit mehr als zwei beweglichen Linsen enthalten,
vorausgesetzt, daß zur Bewegung der beweglichen Linsen ent
sprechende Mittel vorgesehen sind.
Die Blickrichtung in Bezug auf das äußere Rohr kann mittels
der Einführung geeigneter Spiegel oder Linsen von der axia
len Richtung abgeändert werden. Die Objektivlinse kann z. B.
ein linsenartiges Prisma sein. Der Spiegel oder das Prisma
können beweglich angebracht sein, um ein Schwenken der
Blickrichtung zu ermöglichen. Auch kann bei einer Vorrich
tung mit einer anderen Blickrichtung als in der axialen
Richtung das äußere Rohr 2 zusammen mit der Zoomlinse 45
und dem bildübertragenden System 17 gemeinsam bis zu 370°
gedreht werden, um eine orbitale Abtastung des zu untersu
chenden Feldes zu erleichtern.
Das erste und zweite Steuerrohr 12 und 16 kann wahlweise
axial mittels anderen Stellgliedern als Nockenanordnungen
bewegt werden. Zum Beispiel können elektromagnetische
Stellglieder benutzt werden. Die Rohre können wahlweise
durch geeignete Kabel oder Steuerdrähte ersetzt werden.
Alternative Formen von bildübertragenden Elementen können
benutzt werden, wie optische Faserbündel oder eine elek
tronische Kameravorrichtung. Wenn eine elektronische Kame
ravorrichtung benutzt wird, kann die Vorrichtung automati
sche elektronische Fokussierungsvorrichtungen einer für Vi
deokameras bekannten Art enthalten.
Claims (9)
1. Vorrichtung (1) zur Verwendung als Endoskop oder Boh
rungsinspektionsvorrichtung für die Betrachtung eines
unzugänglichen Objektes, mit einem äußeren Rohr (2), das
ein distales Ende (3), das bei Benutzung in einen unzu
gänglichen Ort einführbar ist, und ein proximales Ende (4),
das dem Benutzer zugänglich ist, aufweist, einer Zoomlinse
(45), die innerhalb des äußeren Rohres (2) und in unmittel
barer Nähe des distalen Endes (3) angeordnet und zur Fokus
sierung eines Bildes des Objektes mit veränderlicher Ver
größerung in eine Brennebene innerhalb des äußeren Rohres
(2) betätigbar ist, wobei die Zoomlinse (45) eine in Bezug
auf das äußere Rohr (2) feststehende Objektivlinse (7), und
eine Anzahl unabhängig beweglicher Linsen (8, 13) enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
außerdem ein langgestrecktes Beobachtungsmittel (43) zur
Betrachtung des Bildes enthält, das sich durch das äußere
Rohr (2) von einem Ort in oder nahe der Brennebene zu einem
Ort nahe dem proximalen Ende (4) erstreckt, und Stellmittel
(29, 21) enthält, die betätigbar sind zur Bewegung der
beweglichen Linsen (8, 13), um die Vergrößerung zu ändern,
und zur gleichzeitigen Bewegung des Beobachtungsmittels
(43) relativ zur Objektivlinse (7) zum Ausgleich der Bewe
gung der Brennebene.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der beweg
lichen Linsen (8, 13) mit einem jeweiligen axial bewegli
chen Steuerrohr (12, 16) versehen ist, an dem sie fest an
gebracht ist, wobei die Steuerrohre (12, 16) sich koaxial
innerhalb des äußeren Rohres (2) erstrecken und an ihren
jeweiligen proximalen Endabschnitten (4) von den Stellmit
teln eingegriffen werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel
eine Nockenanordnung (21) enthalten, die die Bewegung der
beweglichen Linsen (8, 13) und des Beobachtungsmittels (43)
in Abhängigkeit von der Bewegung eines Stellmittels (29) be
wirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
in der die Nockenanordnung (21) ein zylindrisches Element
(22) enthalten, wobei das zylindrische Element (22) mit in
Umfangrichtung verlaufenden Nockenschlitzen (25, 26) verse
hen ist, in die entsprechende radiale nach außen erstrec
kenden Nockenfolgestifte (23, 24) der Steuerrohre (12, 16)
eingreifen, wobei die Nockenschlitze so geformt sind, daß
eine Drehung des zylindrischen Elementes (22) in Bezug auf
das äußere Rohr (2) axiale Bewegung der jeweiligen bewegli
chen Linsen (8, 13) gemäß einer vorgegebenen Kennlinie ver
ursacht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische
Element (22) mit einem weiteren Nockenschlitz (28) versehen
ist, in den ein Nockenfolgestift (27) eingreift, welcher an
den Beobachtungsmitteln (43 ) befestigt ist, um eine axiale
Bewegung des Beobachtungsmittels (48 ) relativ zur die Ob
jektivlinse (7) bei Drehung des zylindrischen Elementes
(22) zu ermöglichen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
in der die Zoomlinse (45) zwei bewegliche Linsen (8, 13)
enthält.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beobach
tungsmittel (43) ein Gehäuse (32) umfassen, das mit dem
Stellmittel zur Schaffung einer axialen, mit der Bewegung
der beweglichen Linsen (8, 13) synchronisierten Bewegung
wirkmäßig verbunden ist, mit einem bildübertragenden Ele
ment (17) zur Übertragung eines Bildes von der Brennebene
der Zoomlinse (45) zum Benutzer und einer einstellbaren
Kupplung (34), die das Gehäuse (32) mit dem bildübertragen
den Element (17) wirkmäßig verbindet, um eine die Verstel
lung der Brennweite berücksichtigende Veränderung des Ob
jektsabstandes durchzuführen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das bildübertra
gende Element (17) ein optisches Relais enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8,
mit einem Objektabstandssensor (51), der ein elektrisches
Signal erzeugt, welches dem Abstand des Objektes von der
Objektivlinse zugeordnet ist, und mit einem elektromechani
schen Brennweitenstellmittel (53), das in Abhängigkeit von
dem Signal die Fokussierung auf das Objekt mittels Bewegung
des bildübertragenden Elementes relativ zum Gehäuse be
wirkt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9212434A GB2267762B (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Optical endoscope having a zoom lens |
GB9212434 | 1992-06-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4319502A1 true DE4319502A1 (de) | 1993-12-16 |
DE4319502B4 DE4319502B4 (de) | 2006-11-30 |
Family
ID=10716949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4319502A Expired - Lifetime DE4319502B4 (de) | 1992-06-11 | 1993-06-11 | Endoskop |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5418645A (de) |
JP (1) | JP2989728B2 (de) |
DE (1) | DE4319502B4 (de) |
GB (1) | GB2267762B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU581049B2 (en) * | 1984-12-19 | 1989-02-09 | Fercad S.P.A. | Revolving grinding wheel device for sharpening chain saws |
DE19726877A1 (de) * | 1997-06-24 | 1999-01-07 | Fraunhofer Ges Forschung | Bildverarbeitungssystem und Verfahren zur Bildverarbeitung für Endoskope |
EP1645220A1 (de) | 2004-10-08 | 2006-04-12 | Fujinon Corporation | Endoskop |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5582576A (en) * | 1992-10-28 | 1996-12-10 | Oktas General Partnership | Electronic endoscope with zoom lens system |
EP0696751B1 (de) * | 1994-03-15 | 1999-03-17 | AMANO & ASSOCIATES INCORPORATED | Überwachungskamera |
US5777668A (en) * | 1994-08-25 | 1998-07-07 | Amano & Associates Incorporated | Furnace monitoring camera with pivoting zoom lens |
DE4433532C1 (de) * | 1994-09-20 | 1996-04-11 | Agfa Gevaert Ag | Vorrichtung für ein fotografisches Kopiergerät und fotografisches Kopiergerät |
US5633754A (en) | 1994-12-06 | 1997-05-27 | Hoogland; Jan | Integrated optical system for endoscopes and the like |
US6853485B2 (en) | 1994-12-06 | 2005-02-08 | Jan Hoogland | Integrated optical system for endoscopes and the like |
DE19530477C2 (de) * | 1995-08-18 | 2000-08-10 | Storz Karl Gmbh & Co Kg | Endoskop mit variabler Vergrößerung |
US5808813A (en) * | 1996-10-30 | 1998-09-15 | Smith & Nephew, Inc. | Optical coupler |
US6117071A (en) * | 1997-07-29 | 2000-09-12 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Endoscope with movable imaging unit for zooming or focusing |
US6113533A (en) * | 1997-12-10 | 2000-09-05 | Transamerica Technologies International | Endoscope video adapter with zoom |
WO1999030198A1 (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-17 | Transamerican Technologies International Doing Business As Tti Medical | Universal endoscope video adaptor with zoom |
US6478730B1 (en) | 1998-09-09 | 2002-11-12 | Visionscope, Inc. | Zoom laparoscope |
DE19859155C2 (de) * | 1998-12-21 | 2003-08-28 | Henke Sass Wolf Gmbh | Endoskop mit einer Koppeleinrichtung (Video-Coupler) zum Anschluß einer Video-Kamera |
DE19927129C1 (de) * | 1999-06-15 | 2001-01-04 | Wolf Gmbh Richard | Fokussier- und Brennweiteneinstellvorrichtung für eine Videokamera |
JP3573023B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2004-10-06 | 富士写真光機株式会社 | 対物レンズ移動機構付き内視鏡 |
JP3719100B2 (ja) * | 2000-05-22 | 2005-11-24 | フジノン株式会社 | 内視鏡の撮像装置 |
US6450949B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-09-17 | Inner Vision Imaging, Inc. | Endoscope |
US6530882B1 (en) * | 2000-06-30 | 2003-03-11 | Inner Vision Imaging, L.L.C. | Endoscope having microscopic and macroscopic magnification |
JP2002214510A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Asahi Optical Co Ltd | レンズ鏡筒のフォーカスリミッター機構 |
DE10256673A1 (de) * | 2002-12-04 | 2004-06-17 | Polydiagnost Gmbh | Endoskop-Okular |
US8982203B2 (en) | 2007-06-06 | 2015-03-17 | Karl Storz Gmbh & Co. Kg | Video system for viewing an object on a body |
US8054558B2 (en) * | 2009-02-11 | 2011-11-08 | Omniprobe, Inc. | Multiple magnification optical system with single objective lens |
US7961401B1 (en) | 2009-12-23 | 2011-06-14 | Ge Inspection Technologies, Lp | System for providing two position zoom-focus |
US8840543B2 (en) | 2011-12-07 | 2014-09-23 | Stryker Corporation | Parfocal coupler for endoscopic viewing system |
US9060674B2 (en) | 2012-10-11 | 2015-06-23 | Karl Storz Imaging, Inc. | Auto zoom for video camera |
US10001367B2 (en) * | 2013-05-24 | 2018-06-19 | The Boeing Company | Fiber optic position sensor and method for using |
CN108873275B (zh) * | 2018-06-11 | 2020-12-29 | 青岛奥美克医疗科技有限公司 | 变焦适配器光学***、变焦适配器及内窥镜*** |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5590928A (en) * | 1978-12-29 | 1980-07-10 | Olympus Optical Co Ltd | Endoscope objective lens which performs changing of magnification and focusing simultaneously |
US4704007A (en) * | 1980-03-25 | 1987-11-03 | Landre John K | Variable magnification endoscope |
JPS5846308A (ja) * | 1981-09-12 | 1983-03-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子を移動する内視鏡用ズ−ムレンズ |
US4448039A (en) * | 1982-09-17 | 1984-05-15 | Hutchins Robert D | Latent-heat heating and cooling system |
JPH01128031A (ja) * | 1987-11-13 | 1989-05-19 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像光学系 |
JP2804267B2 (ja) * | 1988-05-02 | 1998-09-24 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡対物レンズ |
JP3034557B2 (ja) * | 1990-04-27 | 2000-04-17 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡用ズーム撮像光学系 |
-
1992
- 1992-06-11 GB GB9212434A patent/GB2267762B/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-05-25 US US08/066,424 patent/US5418645A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-10 JP JP5138639A patent/JP2989728B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-11 DE DE4319502A patent/DE4319502B4/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU581049B2 (en) * | 1984-12-19 | 1989-02-09 | Fercad S.P.A. | Revolving grinding wheel device for sharpening chain saws |
DE19726877A1 (de) * | 1997-06-24 | 1999-01-07 | Fraunhofer Ges Forschung | Bildverarbeitungssystem und Verfahren zur Bildverarbeitung für Endoskope |
DE19726877C2 (de) * | 1997-06-24 | 2002-01-24 | Fraunhofer Ges Forschung | Bildverarbeitungssystem und Verfahren zur Bildverarbeitung für Endoskope |
EP1645220A1 (de) | 2004-10-08 | 2006-04-12 | Fujinon Corporation | Endoskop |
US7901352B2 (en) | 2004-10-08 | 2011-03-08 | Fujinon Corporation | Endoscope apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4319502B4 (de) | 2006-11-30 |
JPH0651213A (ja) | 1994-02-25 |
JP2989728B2 (ja) | 1999-12-13 |
US5418645A (en) | 1995-05-23 |
GB9212434D0 (en) | 1992-07-22 |
GB2267762B (en) | 1996-01-03 |
GB2267762A (en) | 1993-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4319502A1 (de) | Optische Vorrichtung | |
DE4010278C2 (de) | Zoomobjektiv | |
DE3306536C2 (de) | ||
DE2458893C2 (de) | Varioobjektiv | |
DE19681437B4 (de) | Endoskop | |
DE60021686T2 (de) | Lineargetriebeeninheit für ein Endoskop | |
EP1930759B1 (de) | Kameraadapter mit Kamerahalterung und Optikadapter | |
EP2574268B1 (de) | Endoskop mit einstellbarer Blickrichtung | |
DE102005038264A1 (de) | Vorrichtung zum Steuern von beweglichen Linsengruppen | |
EP3367155B1 (de) | Vorrichtung zur erfassung eines stereobilds | |
DE102007006356A1 (de) | Einfahrbares Aufnahmeobjektiv | |
DE3200548C2 (de) | ||
DE3002488C2 (de) | Binokular | |
DE60115185T2 (de) | Linearer Antrieb für Endoskop mit Drehanschlag | |
DE69227355T2 (de) | Vorrichtung für vergrösserte beobachtung | |
DE10331337A1 (de) | Zoomobjektivvorrichtung | |
DE4216137A1 (de) | Vorrichtung zum einstellen der dioptrien-einstellung eines sucheraufbaus | |
DE2263756C2 (de) | Varioobjektivanordnung | |
DE69731781T2 (de) | Optisches Gerät | |
DE2356405A1 (de) | Nahkorrektionseinrichtung in einem photographischen objektiv fuer nahaufnahmen unter verwendung eines zwischenringes | |
CH689405A5 (de) | Stereomikroskop mit einem Hauptobjektiv variabler Schnittweite | |
DE4122349A1 (de) | Justiermechanismus fuer ein fernglas | |
DE3207814C2 (de) | Objektiv | |
DE60023015T2 (de) | Adapter für eine Mikroskopkamera mit Steuerungsmotoren | |
DE102012009990B4 (de) | Binokulare fernoptische Einrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |