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Die
Erfindung betrifft das Verringern von Verzeichnungen im Bereich
der Mitte einer Abtast-Spiralbahn eines Abtastendoskops, das ein
Objekt mit Beleuchtungslicht längs der Spiralbahn abtastet.
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Es
ist bereits ein Abtastendoskop bekannt, das ein optisches Bild eines
Betrachtungsbereichs aufnimmt oder filmt, der mit Licht abgetastet
wird, das auf einen winzigen Bereichspunkt gerichtet, an dem beleuchteten
Punkt reflektiert und dann aufgenommen wird. Bei einem üblichen
Abtastendoskop wird das Beleuchtungslicht über einen optischen
Faserlichtleiter von einem stationären Eintrittsende zu
einem beweglichen Austrittsende übertragen, und das Abtasten
erfolgt durch abtastendes Bewegen des Austrittsendes des Faserlichtleiters.
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Zum
schnellen und stabilen Abtasten wird, wie das
japanische Patent 3 943 927 beschreibt,
das Austrittsende des Faserlichtleiters längs einer Spiralbahn
bewegt. Es ist möglich, ein Bild mit geringer Verzeichnung
zu reproduzieren, indem das Austrittsende spiralförmig
so bewegt wird, dass der Abstand von der Mitte der Spiralbahn bis
zu der jeweiligen Position des Austrittssendes des Faserlichtleiters
proportional der Zeit zunimmt, die mit dem Start der Bewegung des
Austrittsendes an der Mitte der Spiralbahn beginnt.
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Es
ist möglich, das Austrittsende längs der Spiralbahn
stabil zu bewegen, wenn der Abstand des Austrittsendes von der Mitte
der Spiralbahn hierzu ausreicht. Es ist aber schwierig, das Austrittsende kreisförmig
zu bewegen und dabei den Bewegungsradius zu vergrößern,
wenn sich das Austrittsende nahe der Mitte der Spiralbahn befindet.
Es tritt daher eine Bildverzeichnung nahe dem Punkt eines Bildes auf,
welcher der Mitte der Spiralbahn entspricht liegt.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Abtastendoskop anzugeben, das
einen Betrachtungsbereich längs einer Spiralbahn mit Beleuchtungslicht abtastet
und dabei den Grad der Verzeichnung verringert, die in einem reproduzierten
Bild nahe dem Punkt auftritt, der der Mitte der Spiralbahn entspricht.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Abtastendoskop nach
Anspruch 1 oder einen Abtastendoskop-Prozessor nach Anspruch 11
oder ein Abtastendoskopiegerät nach Anspruch 15. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sin in Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß der
Erfindung ist ein Abtastendoskop mit einem ersten Sender, einem
Antrieb, einem ersten Spiegel und einem zweiten Spiegel vorgesehen. Der
Sender gibt an einem Austrittsende einen Lichtstrahl ab. Der Lichtstrahl
ist auf einen Betrachtungsbereich gerichtet. Der Antrieb bewegt
das Austrittsende ausgehend von einem vorbestimmten Standard- Punkt
längs einer Spiralbahn. Der erste Spiegel ist gegenüber
dem an dem Standardpunkt positionierten Austrittsende in einer ersten
Richtung angeordnet. Der Lichtstrahl tritt mit der ersten Richtung
aus dem Austrittsende aus, wenn sich dieses auf dem Standardpunkt
befindet. Der erste Spiegel hat eine erste Reflexionsfläche,
die eine Linie der ersten Richtung umgibt. Der Abstand zwischen
einer ersten Position auf einer ersten Linie zu jeder zweiten Position
auf der ersten Reflexionsfläche nimmt zu, wenn die erste
Position in der ersten Richtung bewegt wird. Der Standardpunkt liegt
auf der ersten Linie. Die erste Linie ist parallel zu der ersten
Richtung. Die erste Reflexionsfläche reflektiert den Lichtstrahl des
ersten Senders. Eine die erste und die zweite Position verbindende
Linie liegt rechtwinklig zu der ersten Linie. Der zweite Spiegel
umgibt die erste Reflexionsfläche. Seine Reflexionsfläche
reflektiert den an dem ersten Spiegel reflektierten Lichtstrahl
in eine Richtung, die die erste Richtung als positiven Vektor enthält,
zu jedem Punkt auf der ersten Linie.
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Gemäß der
Erfindung ist ein Abtastendoskop-Prozessor vorgesehen, der eine
Lichtquelle, einen Lichtempfänger, einen Bildprozessor
und eine erste Steuerung enthält. Die Lichtquelle liefert
einen Lichtstrahl an den ersten Sender des Abtastendoskops. Der
Lichtempfänger erfasst verschiedene Mengen an dem mit dem
Lichtstrahl beleuchteten Betrachtungsbereich reflektierten Lichtes.
Der Bildprozessor erzeugt ein Bild des Betrachtungsbereiches aus
den Lichtmengen des mit dem Lichtempfänger erfassten reflektierten
Lichtes. Eine erste Steuerung verzögert die Bilderzeugung
mit dem Bildprozessor, wenn sich das Austrittsende des ersten Senders
in einem ersten Bereich befindet, dessen Mitte der Standardpunkt
ist und dessen Radius eine erste Länge hat. Die erste Steuerung
gibt an den Bildprozessor einen Befehl zur Bilderzeugung ab, wenn
das Austrittsende sich außerhalb des ersten Bereichs befindet.
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Die
Erfindung sieht auch ein Abtastendoskopiegerät vor, welches
das Abtastendoskop und den Abtastendoskop-Prozessor enthält.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert. Darin zeigen:
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1 schematisch
den Aufbau eines Abtastendoskopiegeräts mit einem Abtastendoskop
und einen Abtastendoskop-Prozessor als erstes und zweites Ausführungsbeispiel,
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2 das
Blockdiagramm des Abtastendoskop-Prozessors des ersten Ausführungsbeispiels,
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3 das
Blockdiagramm einer Lichtquelleneinheit des ersten Ausführungsbeispiels,
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4 das
Blockdiagramm des Abtastendoskops des ersten Ausführungsbeispiels,
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5 eine
Schnittansicht eines Rohrs und einer optischen Einheit in Achsrichtung
eines Beleuchtungslichtleiters in dem ersten Ausführungsbeispiel,
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6 eine
Schnittansicht eines Lichtleiterantriebs in Achsrichtung des Beleuchtungslichtleiters bei
dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel,
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7 eine
Vorderansicht des Lichtleiterantriebs bei dem ersten und dem zweiten
Ausführungsbeispiel, vom Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters
her gesehen,
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8 eine
perspektivische Darstellung des Lichtleiterantriebs des ersten und
des zweiten Ausführungsbeispiels,
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9 eine
graphische Darstellung der Positionsänderung des Austrittsendes
bei Bewegung von einem Standardpunkt längs einer ersten
und einer zweiten Biegerichtung bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel,
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10 eine
Spiralbahn, längs der das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters
durch den Lichtleiterantrieb bewegt wird,
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11 eine
perspektivische Darstellung eines zweiten Spiegels bei dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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12 eine
perspektivische Darstellung eines ersten Spiegels bei dem ersten
und dem zweiten Ausführungsbeispiel,
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13 einen
mit einem Weißlicht-Laserstrahl beleuchteten Punkt auf
dem ersten Spiegel, wenn das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters längs
eines ersten Umfangs bewegt wird,
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14 die
Ortskurve des Weißlicht-Laserstrahls zur Erläuterung
der Bedingungen für die Formen des ersten und des zweiten
Spiegels,
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15 den
aus einer Kondensorlinse austretenden Weißlicht-Laserstrahl,
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16 das
Blockdiagramm des Abtastendoskop-Prozessors des zweiten Ausführungsbeispiels,
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17 das
Blockdiagramm der Lichtquelleneinheit des zweiten Ausführungsbeispiels,
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18 das
Blockdiagramm des Abtastendoskops des zweiten Ausführungsbeispiels,
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19 eine
perspektivische Ansicht der zweiten Spiegeleinheit des zweiten Ausführungsbeispiels,
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20 eine
perspektivische Ansicht des zweiten Spiegels des zweiten Ausführungsbeispiels, und
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21 das
Blockdiagramm einer Positionseinheit des zweiten Ausführungsbeispiels.
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Wie 1 zeigt,
enthält das Abtastendoskopiegerät 10 einen
Abtastendoskop-Prozessor 20, ein Abtastendoskop 50 und
einen Monitor 11. Der Abtastendoskop-Prozessor 20 ist
mit dem Abtastendoskop 50 und dem Monitor 11 verbunden.
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Ein
Austrittsende eines Beleuchtungslichtleiters (in 1 nicht
dargestellt) und Eintrittsenden von Bildlichtleitern (in 1 nicht
dargestellt) sind in dem distalen Ende eines Einführrohres 51 des
Abtastendoskops 50 befestigt. Außerdem sind ein
Eintrittsende des Beleuchtungslichtleiters und Austrittsenden der
Bildlichtleichter in einem Steckverbinder 52 befestigt,
der eine Verbindung zu dem Abtastendoskop-Prozessor 20 herstellt.
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Der
Abtastendoskop-Prozessor 20 liefert Licht, das auf einen
Betrachtungsbereich OA gerichtet wird. Das von dem Abtastendoskop-Prozessor 20 abgegebene
Licht wird dem distalen Ende des Einführrohres 51 über
den Beleuchtungslichtleiter (erster Sender) zugeführt und
auf einen Punkt in dem Betrachtungsbereich OA gerichtet. Das an
dem beleuchteten Punkt reflektierte Licht wird am distalen Ende
des Einführrohrs 51 aufgenommen und dem Abtastendoskop-Prozessor 20 zugeführt.
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Die
Richtung des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters wird durch
einen Lichtleiterantrieb (in 1 nicht
dargestellt) verändert. Durch die Richtungsänderung
wird der Betrachtungsbereich mit dem von dem Beleuchtungslichtleiter
abgegebenen Licht abgetastet. Der Lichtleiterantrieb wird durch
den Abtastendoskop-Prozessor 20 gesteuert.
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Der
Abtastendoskop-Prozessor 20 empfängt reflektiertes
Licht, das an dem beleuchteten Punkt gestreut wird, und erzeugt
ein Pixelsignal entsprechend der Menge des empfangenen Lichtes.
Ein Feld aus Bildsignalen wird durch die erzeugten Pixelsignale
aufgebaut, die sich aus den über den Betrachtungsbereich
OA verteilten beleuchteten Punkten ergeben. Die Bildsignale werden
dem Monitor 11 zugeführt, wo ein Bild aus den
empfangenen Bildsignalen dargestellt wird.
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Wie 2 zeigt,
enthält der Abtastendoskop-Prozessor 20 eine Lichtquelleneinheit 30,
eine Lichtaufnahmeeinheit 21, einen Abtasttreiber 22,
einen Bildprozessor 23, eine Zeitsteuerung 24,
eine Systemsteuerung 25 und andere Komponenten.
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Wie
noch beschrieben wird, liefert die Lichtquelleneinheit 30 an
den Beleuchtungslichtleiter 53 weißes Licht (Lichtstrahl)
zum Beleuchten eines Punktes in dem Betrachtungsbereich OA (1). Der
Abtasttreiber 22 steuert den Lichtleiterantrieb 54 zum
Bewegen des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53.
Das an dem beleuchteten Punkt reflektierte Licht wird durch das
Abtastendoskop 50 dem Abtastendoskop-Prozessor 20 zugeführt.
Es trifft dann auf die Lichtaufnahmeeinheit 21.
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Die
Lichtaufnahmeeinheit 21 erzeugt ein Pixelsignal entsprechend
der Menge des reflektierten Lichtes. Das Pixelsignal wird dem Bildprozessor 23 zugeführt,
der es in den Bildspeicher 26 einschreibt. Wenn die Pixelsignale
der beleuchteten Punkte des Betrachtungsbereichs OA (1)
gespeichert sind, führt der Bildprozessor 23 eine
vorbestimmte Bildbearbeitung durch, und dann wird ein Feld aus Bildsignalen
dem Monitor 11 über einen Codierer 27 zugeführt.
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Durch
Verbinden des Abtastendoskops 50 mit dem Abtastendoskop-Prozessor 20 werden
optische Verbindungen zwischen der Lichtquelleneinheit 30 und
dem Beleuchtungslichtleiter 53 in dem Abtastendoskop 50 sowie
zwischen der Lichtaufnahmeeinheit 21 und den Bildlichtleitern 55 hergestellt.
Ferner wird durch die Verbindung des Abtastendoskops 50 mit
dem Abtastendoskop-Prozessor 20 der Lichtleiterantrieb 54 in
dem Abtastendoskop 50 elektrisch mit dem Abtasttreiber 22 verbunden.
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Der
Betriebsablauf der Lichtquelleneinheit 30, der Lichtaufnahmeeinheit 21,
des Bildprozessors 23, des Abtasttreibers 22 und
des Codierers 27 wird durch die Zeitsteuerung 24 gesteuert.
Ferner werden die Zeitsteue rung 24 und andere Komponenten
des Endoskopiegeräts 10 durch die Systemsteuerung 25 gesteuert.
Ein Benutzer kann einige Befehle über einen Eingabeblock 28 eingeben,
der ein Bedienfeld (nicht dargestellt) und andere Mechanismen enthält.
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Die
in 3 gezeigte Lichtquelleneinheit 30 enthält
einen Rotlichtlaser 31r, einen Grünlichtlaser 31g,
einen Blaulichtlaser 31b, drei Filter 32a, 32b und 32c,
eine Kondensorlinse 33, einen Lasertreiber 34 und
andere Komponenten.
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Die
Laser 31r, 31g und 31b geben Rotlicht-, Grünlicht-
und Blaulichtstrahlen ab.
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Das
erste Filter 32a reflektiert das Blaulicht des Blaulichtlasers 31b und überträgt
anderes Licht. Das zweite Filter 32b reflektiert das Grünlicht
des Grünlichtlasers 31g und überträgt
anderes Licht. Das dritte Filter 32c reflektiert das Rotlicht
des Rotlichtlasers 31r und überträgt
anderes Licht.
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Die
Kondensorlinse 33, das erste Filter 32a, das zweite
Filter 32b und das dritte Filter 32c sind in Eintrittsrichtung
des Eintrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53 angeordnet,
der mit der Lichtquelleneinheit 30 verbunden ist. Die drei
Filter 32a, 32b und 32c sind so eingerichtet,
dass ihre Oberflächen unter einen Winkel von 45° gegenüber
der Achsrichtung des Beleuchtungslichtleiters 53 geneigt
sind.
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Der
Blaulichtlaser 31b ist so angeordnet, dass das von ihm
abgegebene Blaulicht an dem ersten Filter 32a reflektiert
wird und auf das Eintrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 trifft.
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Der
Grünlichtlaser 31g ist so angeordnet, dass das
von ihm abgegebene Grünlicht an dem zweiten Filter 32b reflektiert
wird, von dem ersten Filter 32a übertragen wird
und dann auf das Eintrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 trifft.
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Der
Rotlichtlaser 31r ist so angeordnet, dass das von ihm abgegebene
Rotlicht an dem dritten Filter 32c reflektiert, durch das
erste und das zweite Filter 32a und 32b übertragen
wird und dann auf das Eintrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 trifft.
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Der
Blaulicht-, der Grünlicht- und der Rotlicht-Laserstrahl
werden mit der Kondensorlinse 33 kondensiert, bevor sie
auf das Eintrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 treffen.
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Beim
Betrachten eines Realzeitbildes im Umfangsbereich des Einführrohrs 51 werden
der Rotlicht-, der Grünlicht- und der Blaulichtstrahl zu
einem Weißlicht-Laserstrahl gemischt, der dem Beleuchtungslichtleiter 53 zugeführt
wird.
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Der
Lasertreiber 34 steuert den Rotlicht-, den Grünlicht-
und den Blaulichtlaser 31r, 31g und 31b an.
Außerdem steuert er, abhängig von der Zeitsteuerung 24,
die Einschalt- und Ausschaltzeiten der Laser 31r, 31g und 31b.
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Nun
wird der Aufbau des Abtastendoskops 50 erläutert.
Wie 4 zeigt, enthält das Abtastendoskop 50 den
Beleuchtungslichtleiter 53, den Lichtleiterantrieb 54,
die Bildlichtleiter 55, eine optische Einheit 60,
eine Haube 56 (Führung) und andere Komponenten.
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Der
Beleuchtungslichtleiter 53 und die Bildlichtleiter 55 erstrecken
sich in dem Abtastendoskop 50 von dem Steckverbinder 52 bis
zum distalen Ende des Einführrohres 51. Wie vorstehend
beschrieben, trifft der von der Lichtquelleneinheit 30 abgegebene Weißlicht-Laserstrahl
auf das Eintrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 und
wird zu dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 übertragen.
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Ein
starres Rohr 57 ist am distalen Ende des Einführrohres 51 befestigt
(5). Das Rohr 57 ist so angeordnet, dass
die Achsrichtungen des distalen Endes des Einführrohres 51 und
des Rohrs 57 parallel sind.
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Wie 5 zeigt,
ist der Beleuchtungslichtleiter 53 in dem Rohr 57 mit
dem Lichtleiterantrieb 54 gehalten. Der Beleuchtungslichtleiter 53 ist
in dem Rohr 57 so angeordnet, dass die Achsrichtung des Rohrs 57 parallel
zur Achsrichtung des Einführrohrs 51 liegt, das
von dem Lichtleiterantrieb 54 bewegt wird.
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Wie 6 zeigt,
hat der Lichtleiterantrieb 54 einen Halteblock 54s und
einen zylindrischen Biegeblock 54b. Der Beleuchtungslichtleiter 53 ist
durch den zylindrischen Biegeblock 54 hindurchgeführt.
Er ist an dem vorderen Ende des Biegeblocks 54b nahe dem
distalen Ende des Einführrohrs 51 durch den Halteblock 54s gehalten.
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Wie 7 zeigt,
sind an dem Biegeblock 54b ein erstes und ein zweites Biegeelement 54b1 und 54b2 befestigt.
Diese sind jeweils ein Paar aus zwei piezoelektrischen Elementen.
Die Biegeelemente 54b1 und 54b2 werden jeweils
abhängig von einem Lichtleiter-Antriebssignal des Abtasttreibers 22 in
Achsrichtung des zylindrischen Biegeblocks 54b gedehnt
und zusammengezogen.
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Die
zwei piezoelektrischen Elemente des ersten Biegeelements 54b1 sind
an der Außenfläche des zylindrischen Biegeblocks 54b so
befestigt, dass dessen Achse zwischen den piezoelektrischen Elementen
liegt. Die zwei piezoelektrischen Elemente des zweiten Biegeelements 54b2 sind
an der Außenseite des zylindrischen Biegeblocks 54b unter
einen Winkel von 90° in Umfangsrichtung gegenüber
den ersten Biegeelementen 54b1 versetzt befestigt.
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Wie 8 zeigt,
biegt sich der Biegeblock 54b in einer ersten Biegerichtung
durch Dehnen eines der piezoelektrischen Elemente des ersten Biegeelements 54b1 und
durch gleichzeitiges Zusammenziehen des anderen Elements. Die piezoelektrischen
Elemente des ersten Biegeelements 54b1 sind in der ersten
Biegerichtung angeordnet.
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Ferner
biegt sich der Biegeblock 54b in einer zweiten Biegerichtung
durch Dehnen eines der piezoelektrischen Elemente des zweiten Biegeelements 54b2 und
durch gleichzeitiges Zusammenziehen des anderen Biegelements. Die
piezoelektrischen Elemente des zweiten Biegeelements 54b2 sind
in der zweiten Biegerichtung angeordnet.
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Die
Seite des Beleuchtungslichtleiters 53 wird durch den Biegeblock 54b über
den Halteblock 54s in der ersten und/oder der zweiten Biegerichtung gedrückt,
und der Beleuchtungslichtleiter 53 biegt sich zur ersten
und/oder der zweiten Biegerichtung hin, die rechtwinklig zu der
Achsrichtung des Beleuchtungslichtleiters 53 liegt. Das
Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 wird durch
dessen Biegen bewegt.
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Gemäß 9 wird
das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 so bewegt,
dass es in der ersten und der zweiten Biegerichtung mit einer Amplitude
vibriert, die jeweils wiederholt zunimmt und abnimmt. Die Frequenzen
der Vibration in der ersten und der zweiten Biegerichtung sind übereinstimmend eingestellt.
Außerdem sind die Perioden der Zunahme und Abnahme der
Amplituden der Vibration in der ersten und der zweiten Biegerichtung
synchronisiert. Ferner sind die Phasen der Vibration der ersten
und der zweiten Biegerichtung um 90° gegeneinander verschoben.
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Durch
Vibration des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53 in
der ersten und der zweiten Biegerichtung in beschriebener Weise
bewegt es sich auf der in 10 gezeigten
Spiralbahn, und der Betrachtungsbereich OA (1) wird
mit dem Weißlicht-Laserstrahl entsprechend abgetastet.
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Die
Position des Austrittsendes des nicht gebogenen Beleuchtungslichtleiters 53 ist
als Standardpunkt definiert. Wie noch zu beschreiben ist, wird der Betrachtungsbereich
OA (1) mit dem Weißlicht-Laserstrahl ausgeleuchtet,
und es werden Pixelsignale erzeugt, während das Austrittsende
ausgehend von der Zirkulation an einem vorbestimmten Umfang in eine
Schwingung mit zunehmender Amplitude versetzt wird (siehe Abtastperiode
in 9).
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Wenn
die Amplitude ein Maximum in dem vorbestimmten Bereich erreicht,
endet eine Abtastoperation der Bilderzeugung. Danach wird das Austrittsende
des Beleuchtungslichtleiters 53 längs des vorbestimmten
Umfangs zurückgeführt, indem es während
einer Bremsperiode in erster und zweiter Biegerichtung mit abnehmender
Amplitude in Schwingung versetzt wird, wie es 9 zeigt.
Wenn das Austrittsende längs des vorbestimmten Umfanges
bewegt wird, ist dies der Beginn einer Abtastoperation zum Erzeugen
eines weiteren Bildes.
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Die
optische Einheit 60 ist in Achsrichtung an dem Ende des
Rohrs 57 befestigt, aus dem das Beleuchtungslicht austritt,
wenn das Austrittsende auf den Standardpunkt gerichtet ist. Die
optische Einheit 60 enthält einen ersten und einen
zweiten Spiegel 61 und 62 und eine Halteplatte 63 (5).
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Gemäß 11 ist
der zweite Spiegel 62 ringförmig und hat eine
konische Innenseite. Der Innendurchmesser dieses Rings nimmt in
Achsrichtung zu. Die Innenfläche dieses zweiten Spiegels 62 ist
eine zweite Reflexionsfläche, die den Weißlicht-Laserstrahl
aus der Lichtquelleneinheit 30 reflektiert.
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Die
Halteplatte 63 ist an dem zweiten Spiegel 62 auf
der Seite mit größerem Innendurchmesser befestigt
(5). Sie besteht aus farblosem, transparentem Material
und lässt den Weißlicht-Laserstrahl aus der Lichtquelleneinheit 30 durch.
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Wie 12 zeigt,
hat der erste Spiegel 61 eine konische Form. Seine Außenseite
ist eine erste Reflexionsfläche 61r, die den Weißlicht-Laserstrahl aus
der Lichtquelleneinheit 30 reflektiert. Außerdem ist
nahe der Spitze des Konus an der Außenseite des ersten
Spiegels 61 eine Dämpfungsfläche 61a vorgesehen,
die den Weißlicht-Laserstrahl dämpft.
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Der
erste Spiegel 61 ist an der Halteplatte 63 mit
einem Verbindungsglied 64 so gehalten, dass seine Konusachse
rechtwinklig zur Oberfläche der Halteplatte 63 liegt.
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Die
optische Einheit 60 ist an dem Rohr 57 so befestigt,
dass das Ende mit kleinerem Innendurchmesser dem Austrittsende des
Beleuchtungslichtleiters 53 gegenüberliegt (5).
Außerdem ist die optische Einheit 60 so positioniert,
dass die Konusachse des ersten Spiegels 61 auf eine erste
gerade Linie (L1 in 5) ausgerichtet ist, die durch
den Standardpunkt läuft und parallel zur Achsrichtung des
Rohrs 57 liegt.
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Der
Weißlicht-Laserstrahl aus dem Beleuchtungslichtleiter 53 wird
an der ersten Reflexionsfläche 61r des ersten
Spiegels 61 reflektiert und erreicht die zweite Reflexionsfläche
des zweiten Spiegels 62. Der Weißlicht-Laserstrahl
wird an der zweiten Reflexionsfläche zu der Halteplatte 63 reflektiert.
Er durchläuft dann die Halteplatte 63 und trifft
auf den Betrachtungsbereich OA (1).
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Wie
bereits beschrieben, ist eine stabile kreisförmige oder
spiralförmige Bewegung des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53 in
einem kreisrunden Bereich mit bestimmtem Radius und dem Standardpunkt
als Mittelpunkt schwierig. Ein minimaler Radius, der ein stabiles
Zirkulieren des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53 ermöglicht,
wird gemessen und als erster Radius (erste Länge) definiert.
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Gemäß 13 erreicht
der aus dem Austrittsende austretende Weißlicht-Laserstrahl
bei der Bewegung längs eines ersten Umfangens c1 eines Kreismusters
mit dem Standardpunkt sp als Mittelpunkt und dem ersten Radius r1
einen zweiten Umfang c2 auf dem ersten Spiegel 61. Der
zweite Umfang ist eine Ortskurve, die sich aus der Bewegung eines
Punktes auf der konischen Oberfläche des ersten Spiegels 61 bei
konstantem Abstand zu der Spitze ergibt.
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Die
Dämpfungsfläche 61a (schraffierter Bereich)
ist auf der konischen Oberfläche durch die Spitze und den
zweiten Umfang begrenzt. Die erste Reflexionsfläche 61r ist
die teilkonische Fläche, die durch den zweiten Umfang und
den Umfang an der Basis des konischen ersten Spiegels 61 begrenzt
ist.
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Der
erste und der zweite Spiegel 61 und 62 sind so
ausgebildet, dass die folgenden Formeln (1) und (2) erfüllt
sind: f1(θ1, θ2, θ3)
= 2·θ1 – θ2 – θ3 < π/2 (1) f2(θ1, θ2, θ3) = 2·(θ1 – θ2) – θ3 > 0 (2)
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θ1
ist ein erster Winkel zwischen der ersten Linie L1 in 14 und
der Mantellinie des konischen ersten Spiegels 61. θ2
ist ein zweiter Winkel zwischen der ersten Linie L1 und der Mantellinie
der konischen Oberfläche an der Innenseite des zweiten Spiegels 62. θ3
ist ein dritter Winkel zwischen der ersten Linie L1 und der Austrittsrichtung
des Weißlicht-Laserstrahls aus dem Austrittsende, das längs des
ersten Umfanges bewegt wird.
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Gemäß 14 ist
f1(θ1, θ2, θ3) ein Winkel zwischen der
Vorwärtsrichtung des Weißlicht-Laserstrahls nach
Reflexion an dem zweiten Spiegel 62 und der Matellinie
der konischen Oberfläche an der Innenseite des zweiten
Spiegels 62, wenn der Weißlicht-Laserstrahl an
dem längs des ersten Umfanges bewegten Austrittsende austritt.
Durch Erfüllen der Formel (1) kann der Weißlicht-Laserstrahl
bei Erreichen des zweiten Spiegels 62 nach dem ersten Spiegel 61 zu
der Halteplatte 63 reflektiert werden, d. h. in einer Richtung,
die die erste Richtung als Vektor einer positiven Richtung enthält.
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Ferner
ist f2(θ1, θ2, θ3) der Winkel zwischen der
Vorwärtsrichtung des Weißlicht-Laserstrahls nach
Reflexion an dem zweiten Spiegel 62 und der ersten Linie
L1, wenn der Weißlicht-Laserstrahl aus dem längs
des ersten Umfanges bewegten Austrittsende austritt. Durch Erfüllen
der Formel (2) kann der den zweiten Spiegel 62 nach dem
ersten Spiegel 61 erreichende Weißlicht-Laserstrahl
zu einem ersten Punkt p1 in 14 auf
der ersten Linie L1 reflektiert werden, wenn er während
der Bewegung des Austrittsendes längs des ersten Umfanges
aus diesem austritt. Der Weißlicht-Laserstrahl kann also
den gesamten Bereich hinter dem ersten Spiegel 61 und auf
der dem Beleuchtungslichtleiter 53 abgewandten Seite ausleuchten.
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Der
gesamte Betrachtungsbereich OA (1) kann
aber nur dann betrachtet werden, wenn er einen vorbestimmten Abstand
zu einem zweiten Punkt p2 hat. Dies ist der Schnittpunkt der ersten
Linie L1 und der Austrittsrichtung des Weißlicht-Laserstrahls
aus dem längs des ersten Umfangs c1 bewegten Austrittsende.
Der vorbestimmte Abstand ist der Abstand zwischen dem ersten Punkt
p1 und dem zweiten Punkt p2.
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Die
Haube 56 ist rohrförmig und hält das
distale Ende des Einführrohrs 51. Die Länge
der Haube 56 ist so festgelegt, dass der Ort des Betrachtungsbereichs
mit dem ersten Punkt p1 übereinstimmt. Mit der Haube 56 einer
auf diese Weise bestimmten Länge kann ein Bild guter Qualität durch
Abtasten des Betrachtungsbereichs OA (1) mit dem
Weißlicht-Laserstrahl erzeugt werden, während
sie an den Betrachtungsbereich gedrückt wird.
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Wird
gemäß 15 der
Weißlicht-Laserstrahl aus dem Beleuchtungslichtleiter 53 auf
einen individuellen Punkt in dem Betrachtungsbereich OA gerichtet,
wird das reflektierte Licht an diesem Punkt gestreut. Das gestreute
und reflektierte Licht fällt dann auf die Kopfenden der
Bildlichtleiter 55.
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Mehrere
Bildlichtleiter 55 sind in dem Abtastendoskop 50 vorhanden.
Die Eintrittsenden der Bildlichtleiter 55 sind um die optische
Einheit 60 herum angeordnet. Das an dem Punkt in dem Betrachtungsbereich
OA gestreute und reflektierte Licht fällt auf alle Bildlichtleiter 55.
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Das
auf die Eintrittsenden der Bildlichtleiter 55 fallende
reflektierte Licht wird zu den Austrittsenden der Bildlichtleiter 55 übertragen.
Wie beschrieben, sind die Austrittsenden der Bildlichtleiter 55 mit der
Lichtaufnahmeeinheit 21 optisch verbunden. Das zu den Austrittsenden übertragene
Licht fällt auf die Lichtaufnahmeeinheit 21.
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Die
Lichtaufnahmeeinheit 21 erfasst die Rotlicht-, die Grünlicht-
und die Blaulichtkomponente in dem reflektierten Licht und erzeugt
Pixelsignale entsprechend der jeweiligen Lichtmenge. Die Pixelsignale
werden zu dem Bildprozessor 23 übertragen.
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Der
Bildprozessor 23 schätzt die Punkte, an denen
der Weißlicht-Laserstrahl auftrifft, aus den Signalen,
die den Abtasttreiber 22 steuern. Außerdem speichert
der Bildprozessor 23 die empfangenen Pixelsignale unter
den Adressen des Bildspeichers 26, die den geschätzten
Punkten entsprechen.
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Wie
beschrieben, wird der Betrachtungsbereich OA mit dem Weißlicht-Laserstrahl
abgetastet, werden Pixelsignale aus dem an den jeweiligen Punkten
reflektierten Licht erzeugt, und diese Pixelsignale werden unter
den Adressen entsprechend diesen Punkten gespeichert. Das dem Betrachtungsbereich
OA entsprechende Bildsignal enthält die Pixelsignale entsprechend
den Punkten von dem Abtast-Startpunkt bis zum Abtast-Endpunkt. Wie
oben beschrieben, führt der Bildprozessor 23 eine
vorbestimmte Signalverarbeitung mit dem Bildsignal durch. Nach dieser
Signalverarbeitung wird das Bildsignal zu dem Monitor 11 übertragen.
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Außer
den Punkten, an denen der Laserstrahl auftrifft, wird auch die Position
des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53 durch
den Bildprozessor 23 aus den Signalen geschätzt,
die den Abtasttreiber 22 steuern. Während das
Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 längs
des ersten Umfanges bewegt wird, sind die Abgabe des Weißlicht-Laserstrahls
aus der Lichtquelleneinheit 30, die Erzeugung der Pixelsignale
an der Lichtaufnahmeeinheit 21 und die Bilderzeugung mit
dem Bildprozessor 23 unterbrochen.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel kann ein Bild des gesamten
Betrachtungsbereichs OA ohne Nutzung des Weißlicht-Laserstrahls
bei Bewegung des Austrittsendes nahe der Mitte der Spiralbahn erzeugt
werden. Wenn der Weißlicht-Laserstrahl an dieser Stelle
nicht genutzt wird, kann die Verzeichnung in dem erzeugten Bild
reduziert werden.
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Es
werden nun ein Abtastendoskop und ein Abtastendoskop-Prozessor als
zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Der Hauptunterschied
zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Struktur des
zweiten Spiegels. Außerdem wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
die Position des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters aus
den optischen Informationen geschätzt, die dem Abtastendoskop
zugeführt werden. Das zweite Ausführungsbeispiel
wird nur für Merkmale beschrieben, die gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel unterschiedlich sind. Es
werden übereinstimmende Bezugszeichen für solche
Elemente verwendet, die auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel
vorhanden sind.
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Wie 16 zeigt,
enthält der Abtastendoskop-Prozessor 200 wie bei
dem ersten Ausführungsbeispiel eine Lichtquelleneinheit 300,
eine Lichtaufnahmeeinheit 21, einen Abtasttreiber 22,
einen Bildprozessor 23, eine Zeitsteuerung 24,
eine Systemsteuerung 25 und andere Komponenten. Ferner
enthält der Abtastendoskop-Prozessor 22 eine Positionsschätzeinheit 40.
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Die
Lichtquelleneinheit 300 versorgt wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
den Beleuchtungslichtleiter 53 mit Weißlicht für
den Betrachtungsbereich. Sie liefert aber auch Ultraviolettlicht,
das zum Schätzen der Position des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53 dient.
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Wie
noch beschrieben wird, tritt das Ultraviolettlicht aus dem Austrittsende
des Beleuchtungslichtleiters 53 aus und wird über
einen Positionslichtleiter 58 zu der Positionsschätzeinheit 40 übertragen. Diese
schätzt die Position des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53.
Ein der geschätzten Position entsprechendes Positionssignal
wird dann an den Ab tasttreiber 22 abgegeben.
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Der
Abtasttreiber 22 steuert den Lichtleiterantrieb 54 zum
Bewegen des Beleuchtungslichtleiters 53 abhängig
von dem Positionssignal und einem von der Positionsschätzeinheit 40 abgegebenen Steuersignal
sowie von der Zeitsteuerung 24.
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Wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird das an dem mit
dem Weißlicht-Laserstrahl beleuchteten Punkt reflektierte
Licht über das Abtastendoskop (in 16 nicht
dargestellt) zu dem Abtastendoskop-Prozessor 200 übertragen.
Es trifft dann auf die Lichtaufnahmeeinheit 21. Diese erzeugt
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel das Bildsignal und
speichert es in dem Bildspeicher 26. Das gespeicherte Bildsignal
wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel über
den Codierer 27 zu dem Monitor 11 übertragen.
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Durch
Verbinden des Abtastendoskops mit dem Abtastendoskop-Prozessor 200 werden
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zwei optische Verbindungen
erzeugt: Die eine zwischen der Lichtquelleneinheit 300 und
dem Beleuchtungslichtleiter 53, die andere zwischen der
Lichtaufnahmeeinheit 21 und den Bildlichtleitern 55.
Ferner wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der
Lichtleiterantrieb 54 durch Verbinden des Abtastendoskops
mit dem Abtastendoskop-Prozessor 200 elektrisch mit dem
Abtasttreiber 22 verbunden. Durch Verbinden des Abtastendoskops
mit dem Abtastendoskop-Prozessor 200 wird die Positionsschätzeinheit 40 optisch
mit den Positionslichtleitern 58 in dem Abtastendoskop verbunden.
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Gemäß 17 enthält
die Lichtquelleneinheit 300 wie das erste Ausführungsbeispiel
einen Rotlichtlaser 31r, einen Grünlichtlaser 31g,
einen Blaulichtlaser 31b, drei Filter 32a, 32b, 32c,
eine Kondensorlinse 33 und einen Lasertreiber 34.
Außerdem enthält die Lichtquelleneinheit 300 einen
Ultraviolettlaser 31uv und ein viertes Filter 32d.
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Die
Strukturen und Funktionen des Rotlichtlasers 31r, des Grünlichtlasers 31g,
des Blaulichtlasers 31b, der drei Filter 32a bis 32c,
der Kondensorlinse 33 und des Lasertreibers 34 stimmen
mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels überein.
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Der
Ultraviolettlaser 31uv gibt einen Ultraviolett-Laserstrahl
mit einer Wellenlänge in einem breiten Bereich ab, der
sich von dem Band sichtbaren Lichtes unterscheidet. Das vierte Filter 32d reflektiert das
Ultraviolettlicht und überträgt das übrige
Licht. Das vierte Filter 32d ist zwischen der Kondensorlinse 33 und
dem ersten Filter 32a angeordnet.
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Das
vierte Filter 32d ist unter einem Winkel von 45° gegenüber
der Achsrichtung des Beleuchtungslichtleiters 53 geneigt.
Der Ultraviolettlaser 31uv ist so angeordnet, dass der
von ihm abgegebene Laserstrahl an den vierten Filter 32d reflektiert wird
und auf das Eintrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 trifft,
nachdem es durch die Kondensorlinse 33 kondensiert wurde.
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Bei
Betrachten eines Realzeitbildes im Umfangsbereich des Einführrohrs 51 werden
der rote, der grüne und der blaue Laserlichtstrahl wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel zu einem weißen
Laserlichtstrahl gemischt und dieser dem Beleuchtungslichtleiter 53 zugeführt.
Außerdem wird das Ultraviolettlicht dem Beleuchtungslichtleiter 53 zugeführt.
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Wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel steuert der Lasertreiber 34 den
Rotlicht-, den Grünlicht- und den Blaulichtlaser 31r, 31g und 31b.
Zusätzlich steuert er den Ultraviolettlaser 31uv.
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Wie 18 zeigt,
enthält das Abtastendoskop 500 wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel den Beleuchtungslichtleiter 53,
den Lichtleiterantrieb 54, die Bildlichtleiter 55,
eine optische Einheit 600 und eine Haube 56. Zusätzlich
enthält das Abtastendoskop 500 einen Positionslichtleiter 58.
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Der
Beleuchtungslichtleiter 53 und die Bildlichtleiter 55 sind
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel in dem Abtastendoskop 500 von
dem Steckverbinder 52 bis zum distalen Ende des Einführrohres 51 angeordnet.
Außerdem erstreckt sich der Positionslichtleiter 58 in
dem Abtastendoskop 500 von dem Steckverbinder 52 bis
zum distalen Ende des Einführrohres 51.
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Wie
bereits beschrieben, werden der Weißlicht-Laserstrahl und
der Ultraviolettlicht-Laserstrahl aus der Lichtquelleneinheit 300 auf
das Eintrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 gerichtet
und zu dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 übertragen.
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Ein
Rohr 57 ist am distalen Ende des Einführrohrs 51 wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel (5) befestigt.
Der Beleuchtungslichtleiter 53 ist in dem Rohr 57 durch
den Lichtleiterantrieb 54 gehalten. Die Haltung des Rohrs 57 am
Einführrohr 51 und die Haltung des Beleuchtungslichtleiters 53 im
Rohr 57 stimmen mit dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels überein.
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Der
Aufbau und die Funktion des Lichtleiterantriebs 54 entsprechen
dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 wird
abhängig von einem Lichtleiterantriebssignal längs
der Spiralbahn bewegt, das der Abtasttreiber 22 wie bei
dem ersten Ausführungsbeispiel abgibt.
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Die
optische Einheit 600 ist in Austrittsrichtung des Lichtes
aus dem Austrittsende angeordnet, wenn dieses wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel an dem Standardpunkt angeordnet ist.
Die optische Einheit 600 enthält wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel einen ersten Spiegel 61, einen
zweiten Spiegel 620 (19) und
eine Halteplatte 63.
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Gemäß 19 bilden
bei diesem Ausführungsbeispiel mehrere zweite Spiegel 620 eine
zweite Spiegeleinheit 62u. Die Form der zweiten Spiegeleinheit 62u stimmt
mit derjenigen des zweiten Spiegels 62 des ersten Ausführungsbeispiels überein. Entsprechend
hat die zweite Spiegeleinheit 62u eine Rohrform, deren
Innenseite konisch ist, und der Innendurchmesser des Rohres nimmt
in Achsrichtung zu. Die konische Innenseite der zweiten Spiegeleinheit 62u bildet
eine zweite Reflexionsfläche, die den Weißlicht-Laserstrahl
reflektiert, der sichtbares Licht ist, und das ultraviolette Licht überträgt.
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Der
zweite Spiegel 620 ist durch gleichmäßiges
Unterteilen der zweiten Spiegeleinheit 62u an Ebenen gebildet,
die die Achse ax (20) der rohrförmigen
zweiten Spiegeleinheit 62u enthalten.
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Der
zweite Spiegel 620 ist mit dem Positionslichtleiter 58 verbunden.
Das ultraviolette Licht, welches die Innenseite des zweiten Spiegels 620 er reicht,
fällt auf den Positionslichtleiter 58 und wird
zu der Positionsschätzeinheit 40 übertragen.
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Anders
als die zweite Reflexionsfläche reflektieren die anderen
Flächen des zweiten Spiegels 620 Licht aller Wellenlängen.
Entsprechend wird das den zweiten Spiegel 620 erreichende
ultraviolette Licht wiederholt an diesen Flächen mit Ausnahme der
zweiten Reflexionsfläche reflektiert und fällt
auf den Positionslichtleiter 58. Außerdem sind
mehrere Positionslichtleiter 58 jeweils mit einem der zweiten Spiegel 620 verbunden.
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Die
Halteplatte 63 ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
an dem Ende größeren Innendurchmessers der zweiten
Spiegeleinheit 62u befestigt. Aufbau, Funktionen und Anordnungen
der Halteplatte 63 und des ersten Spiegels 61 stimmen
mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels überein. Die
optische Einheit 600 ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
an dem Rohr 57 so befestigt, dass das Ende kleineren Innendurchmessers
dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 gegenübersteht.
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Ein
Winkel (zweiter Winkel) θ2 ist zwischen der ersten Linie
L1 und der Mantellinie der konischen Fläche in der zweiten
Spiegeleinheit 62u gebildet. Die Definitionen von θ1
und θ3 entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel.
Mit einer solchen Definition sind der erste Spiegel 61 und
die zweite Spiegeleinheit 62u so angeordnet, dass wie bei
dem ersten Ausführungsbeispiel die obigen Formeln (1) und
(2) gelten.
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Der
Aufbau und die Funktionen der Haube 56 und der Bildlichtleiter 55 entsprechen
dem ersten Ausführungsbeispiel. Das an einem feinen, durch den
Weißlicht-Laserstrahl beleuchteten Punkt reflektierte Licht
fällt auf die Eintrittsenden der Bildlichtleiter 55 und
wird zu deren Austrittsenden übertragen.
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Wie
oben beschrieben, wird das den zweiten Spiegel 620 erreichende
ultraviolette Licht durch den Positionslichtleiter 58 zu
der Positionsschätzeinheit 40 übertragen.
Außerdem wird das den Betrachtungsbereich beleuchtende
Licht des Weißlicht-Laserstrahls reflektiert und über
die Bildlichtleiter 54 zu der Lichtaufnahmeeinheit 21 übertragen.
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Wie 21 zeigt,
enthält die Positionsschätzeinheit 40 mehrere
Ultraviolett-Lichtdetektoren 41 und eine Bremssteuerung 42.
Jeder Lichtdetektor 41 ist optisch mit jeweils einem Positionslichtleiter 58 verbunden.
Wenn die Aufnahme ultravioletten Lichtes erfasst wird, gibt der
Lichtdetektor 41 ein Erfassungssignal an den Bildprozessor 23 und
an die Bremssteuerung 42 ab.
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Das
von dem Beleuchtungslichtleiter 53 abgegebene ultraviolette
Licht trifft auf einen der zweiten Spiegel 620, die die
zweite Spiegeleinheit 62u bilden. Entsprechend wird das
ultraviolette Licht durch nur einen der Lichtdetektoren 41 erfasst.
Die Neigungsrichtung des Beleuchtungslichtleiters 53 kann daher
mit dem Ultraviolett-Lichtdetektor 51 bestimmt werden,
der das Erfassungssignal abgibt.
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Die
Bremssteuerung 42 erzeugt ein Bremssignal in der Bremsperiode
aus dem Erfassungssignal des Lichtdetektors 41 und überträgt
es zu dem Abtasttreiber 22. Das Bremssignal unterstützt
die Rückführung des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53 längs
des ersten Umfanges. Der Abtasttreiber 22 erzeugt das Lichtleiterantriebssignal
aus dem Bremssignal und überträgt dieses zu dem
ersten und dem zweiten Biegeelement 54b1 und 54b2.
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Die
Lichtaufnahmeeinheit 21 erzeugt die Pixelsignale entsprechend
den Mengen reflektierten Lichtes wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Pixelsignale werden zu dem Bildprozessor 23 übertragen.
Dieser schätzt die Punkte, an denen der Weißlicht-Laserstrahl
auftritt, aus dem Erfassungssignal und den zum Steuern des Abtasttreibers 22 verwendeten
Signalen. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel speichert
der Bildprozessor 23 die empfangenen Pixelsignale unter
den Adressen des Bildspeichers 26, die den geschätzten
Punkten entsprechen.
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Der
Betrachtungsbereich OA wird mit dem Weißlicht-Laserstrahl
abgetastet, und es werden Pixelsignale aus dem an den jeweiligen,
mit dem Weißlicht-Laserstrahl beleuchteten Punkten reflektierten Licht
erzeugt. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden
diese Pixelsignale unter den Adressen dieser Punkte gespeichert.
Das dem Betrachtungsbereich OA entsprechende Bildsignal enthält
die Pixelsignale der Punkte von dem Abtast-Startpunkt bis zum Abtast-Endpunkt.
Das Bildsignal wird wie in dem ersten Ausführungsbeispiel
zu dem Monitor 11 übertragen, nachdem der Bildprozessor 23 die
vorbestimmte Signalverarbeitung vorgenommen hat.
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Während
das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 innerhalb
des ersten Umfangs bewegt wird, sind die Abgabe des Weißlicht-Laserstrahls
aus der Lichtquelleneinheit 30, das Erzeugen der Pixelsignale
mit der Lichtaufnahmeeinheit 21 und das Erzeugen eines
Bildes mit dem Bildprozessor 23 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
unterbrochen.
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Bei
dem hier beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel kann
ein Bild des gesamten Betrachtungsbereichs OA ohne Nutzung des aus
dem nahe der Mitte der Spiralbahn bewegten Austrittsende austretenden
Weißlicht-Laserstrahls erzeugt werden. Dadurch wird die
Verzeichnung in dem erzeugten Bild reduziert.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es ferner möglich,
die Richtungen, in denen das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 geneigt
ist, zu erfassen. Entsprechend kann die mit dem Start der Bremsperiode
beginnende Zeit zum Rückführen des Austrittsendes
des Beleuchtungslichtleiters 53 zu dem ersten Umfang verkürzt
werden.
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Zusätzlich
wird die Genauigkeit der Schätzung der Punkte, an denen
der Weißlicht-Laserstrahl auftrifft, verbessert, weil der
jeweilige Punkt unter Verwendung der Richtung, in die das Austrittsende des
Beleuchtungslichtleiters 53 geneigt ist, geschätzt wird.
Es ist möglich, den Einfluss der Verzeichnung in dem dargestellten
Bild durch Verbessern der Schätzgenauigkeit zu reduzieren.
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Der
erste Spiegel 61 bildet bei dem ersten und dem zweiten
Ausführungsbeispiel einen Konus. Die Form des ersten Spiegels 61 ist
hierauf jedoch nicht beschränkt. Andere Formen können
realisiert werden, solange der Abstand von der ersten Position auf
der ersten geraden Linie zu jeder zweiten Position auf der ersten
Reflexionsfläche mit dem Abstand zwischen der ersten Position
und dem Beleuchtungslichtleiter 53 zunimmt. Die die erste
und die zweite Position verbindende Linie liegt rechtwinklig zu
der ersten geraden Linie. Mit anderen Worten: es kann eine andere
Form angewendet werden, solange der Abstand von der ersten Position
zu jeder zweiten Position zunimmt, wenn die erste Position in der
ersten Richtung bewegt wird. Beispielsweise können Schalen-
und Glockenformen angewendet werden.
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Die
Innenseite des Rohrs des zweiten Spiegels 62 und 620 ist
bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel konisch.
Die Form der Innenseite der zweiten Spiegel 62 und 620 ist
jedoch nicht auf die konische Form beschränkt. Derselbe
Effekt kann erreicht werden, solange der zweite Spiegel 62 und 620 so
ausgebildet ist, dass das an dem ersten Spiegel 61 reflektierte
Licht die Richtung hat, die die erste Richtung als positiven Vektor
einschließt, und auf jeden Punkt auf der ersten Linie gerichtet
ist.
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Das
Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 wird bei
dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel durch dessen
Neigen bewegt. Das Austrittsende kann aber auch ohne Neigen des
Beleuchtungslichtleiters 53 bewegt werden. Hierbei ist die
Richtung des Austritts des Weißlicht-Laserstrahls parallel
zu der ersten Richtung. In diesem Fall kann derselbe Effekt wie
bei den obigen Ausführungsbeispielen erreicht werden, indem
der erste Spiegel 61 und der zweite Spiegel 62 und 620 so
ausgebildet sind, dass der erste Winkel größer
als der zweite Winkel ist.
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Der
zweite Spiegel 62 und 620 umgibt bei dem ersten
und dem zweiten Ausführungsbeispiel insgesamt die erste
Reflexionsfläche des ersten Spiegels 61. Die erste
Reflexionsfläche muss jedoch nicht vollständig
umgeben sein. Der Betrachtungsbereich OA kann auch dann mit dem
Weißlicht-Laserstrahl abgetastet werden.
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Das
distale Ende des Einführrohrs 51 wird bei dem
ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel durch die Haube 56 gehalten.
Der Betrachtungsbereich OA kann aber auch ohne die Haube 56 betrachtet
werden. Der Benutzer kann dann ein genaues Bild durch Einstellen
des Abstandes von dem distalen Ende des Einführrohrs 51 zu
dem Betrachtungsbereich OA erzeugen.
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Der
erste Spiegel 61 hat bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel
eine Dämpfungsfläche 61a. Diese ist jedoch
nicht unbedingt erforderlich. Der Betrachtungsbereich OA wird dann
mit dem Weißlicht-Laserstrahl aus dem Austrittsende abgetastet,
welches längs des ersten Umfanges instabil bewegt wird.
Trotzdem kann ein genaues Bild erzeugt werden, weil die Bilderzeugung
unterbrochen ist, während das Austrittsende längs
des ersten Umfangs bewegt wird. Wegen der Dämpfungsfläche 61a in
den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird das Beleuchten
des Betrachtungsbereichs OA mit dem Weißlicht-Laserstrahl
verhindert, da er hierzu nicht erforderlich ist.
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Bei
dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die
Abgabe des Weißlicht-Laserstrahls aus der Lichtquelleneinheit 30 bzw. 300 unterbrochen,
wenn das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 längs
des ersten Umfanges bewegt wird. Dies ist jedoch nicht unbedingt
erforderlich. Wie oben beschrieben, kann ein genaues Bild auch dann erzeugt
werden, wenn die Lichtabgabe nicht unterbrochen ist, da die Bilderzeugung
unterbrochen ist, während das Austrittsende längs
des ersten Umfangs bewegt wird. Durch Unterbrechung der Lichtabgabe
kann wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen der
Stromverbrauch reduziert werden.
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Das
Erzeugen der Pixelsignale durch die Lichtaufnahmeeinheit 21 wird
bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel unterbrochen, wenn
das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 längs
des ersten Umfangs bewegt wird. Diese Unterbrechung ist jedoch nicht
unbedingt erfor derlich. Wie oben beschrieben, werden die Pixelsignale, auch
wenn sie bei der Bewegung des Austrittsendes längs des
ersten Umfangs erzeugt werden, nicht zum Erzeugen des Bildsignals
verwendet, da die Bilderzeugung dann unterbrochen ist. Entsprechend
kann ein genaues Bild auch dann erzeugt werden, wenn die Erzeugung
der Pixelsignale nicht unterbrochen ist. Durch das Unterbrechen
der Erzeugung der Pixelsignale wie bei den obigen Ausführungsbeispielen kann
der Stromverbrauch reduziert werden.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel liegt das erste Licht in
einem Wellenlängenbereich für ultraviolettes Licht.
Das erste Licht kann auch in einem Wellenlängenbereich
für infrarotes Licht liegen. Ferner kann das erste Licht
in einem Wellenlängenbereich liegen, der die Wellenlängen
für Rotlicht, Grünlicht und Blaulicht nicht enthält,
welches von dem Rotlicht-, dem Grünlicht- und dem Blaulichtlaser 31r, 31g und 31b abgegeben
wird und durch den zweiten Spiegel 620 hindurchtritt.
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Das
von dem Ultraviolett-Lichtdetektor 41 abgegebene Erfassungssignal
dient bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zum Schätzen
der Punkte des Betrachtungsbereichs OA, auf die der Weißlicht-Laserstrahl
trifft. Das Erfassungssignal muss hierzu aber nicht verwendet werden.
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Zur
Abgabe roten, grünen und blauen Lichtes werden bei dem
ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel Laser verwendet.
Es können jedoch auch andere Lichtquellen verwendet werden.
Ein Laser wird aber bei den obigen Ausführungsbeispielen vorzugsweise
als Lichtquelle eingesetzt, da das Beleuchtungslicht auf einen winzigen
Punkt in einem Betrachtungsbereich des Abtastendoskops gerichtet wird
und Laserlicht eine starke Richtwirkung hat.
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Obwohl
die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend
unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert wurden, sind
dem Fachmann zahlreiche Weiterbildungen und Änderungen
ohne Abweichen von dem Erfindungsbereich möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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