DE10245142B4 - Miniaturized camera - Google Patents

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Abstract

Miniaturisierte Kamera mit einer in einem stab- oder rohrförmigen Gehäuse angeordneten fotosensitiven CCD-Matrix und einer integrierten Beleuchtungseinrichtung, insbesondere zum Einsatz oder zur Verwendung in einem zahn- oder hautärztlichen Diagnoseinstrument, wobei im Kopfende des stabförmigen Gehäuses eine Aussparung vorgesehen wird, in die eine optische Platte mit Blendenöffnung eingesetzt ist, lichteintrittsseitig hinter der Blendenöffnung ein Objektiv vorgesehen und in einem veränderbaren Fokusabstand zum Objektiv die CCD-Matrix angeordnet ist, wobei eine Kameraelektronik eine laufende Auswertung hochfrequenter Signalanteile des Bildsensors vornimmt, dadurch gekennzeichnet, dass
das zur Objektbeleuchtung erforderliche Licht über eine im Kameragehäuse befindliche Strahlteileranordnung in den Objektivstrahlengang koaxial eingekoppelt ist,
das Objektiv und/oder die CCD-Matrix als Bildsensor auf einem Aktor angeordnet oder mit diesem zum Erhalt einer Linearverschiebung im wesentlichen längs des Strahlengangs verbunden ist, und daß eine Steuerungseinrichtung für den Aktor vorgesehen ist, wobei die Steuerungseinrichtung die Linearverschiebung so vorgibt, dass ein maximaler hochfrequenter Signalanteil erhalten oder wieder hergestellt...Miniaturized camera with a photosensitive CCD matrix arranged in a rod or tubular housing and an integrated lighting device, in particular for use in a dental or dermatological diagnostic instrument, a recess being provided in the head end of the rod-shaped housing, into which an optical A plate with an aperture is inserted, a lens is provided on the light entry side behind the aperture and the CCD matrix is arranged at a variable focus distance from the lens, with camera electronics continuously evaluating high-frequency signal components of the image sensor, characterized in that
the light required for object illumination is coaxially coupled into the lens beam path via a beam splitter arrangement in the camera housing,
the lens and / or the CCD matrix is arranged as an image sensor on an actuator or is connected to it to obtain a linear displacement essentially along the beam path, and that a control device is provided for the actuator, the control device specifying the linear displacement such that a Maximum high-frequency signal component received or restored ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine miniaturisierte Kamera mit einer in einem stab- oder rohrförmigen Gehäuse angeordneten fotosensitiven CCD-Matrix und einer integrierten Beleuchtungseinrichtung, insbesondere zum Einsatz oder zur Verwendung in einem haut- oder zahnärztlichen Diagnoseinstrument, wobei im Kopfende des stabförmigen Gehäuses eine Aussparung vorgesehen wird, in die eine optische Platte mit Blendenöffnung eingesetzt ist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a miniaturized Camera with one in a stick or tubular casing arranged photosensitive CCD matrix and an integrated lighting device, especially for use in a skin or dental Diagnostic instrument, a recess being provided in the head end of the rod-shaped housing in which an optical disc with an aperture is inserted, according to the preamble of claim 1.

Aus der internationalen Patentanmeldung PCT-WO 99/06871 ist eine Kamera, insbesondere eine modulare Dentalkamera, vorbekannt, die ein Gehäuse umfasst, in dem ein optisches System zur Abbildung eines Objektfelds, ein Bildaufnehmer, der das Bild des Objektivs aufnimmt, und eine Beleuchtungseinheit angeordnet sind. Zur Umschaltung des Objektfelds zwischen kleinem Objektfeld und einem kleinem Aufnahmeabstand und einer Übersichtsaufnahme mit großem Aufnahmeabstand ist ein Funktionselement vorgesehen, das gleichzeitig die Fokussierung auf den jeweiligen Aufnahmeabstand und die Blende von einer kleinen Öffnung bei kleinem Aufnahmeabstand auf eine große Öffnung bei großem Aufnahmeabstand und umgekehrt schaltet.From the international patent application PCT-WO 99/06871 is a camera, in particular a modular dental camera, previously known which is a housing comprises in which an optical system for imaging an object field, an image sensor that takes the image of the lens, and one Lighting unit are arranged. For switching the object field between a small object field and a small recording distance and an overview with big Recording distance, a functional element is provided that simultaneously the focus on the respective shooting distance and the aperture from a small opening with a small shooting distance to a large opening with a large shooting distance and vice versa.

Mit Hilfe der Umschaltung soll insbesondere die Schärfentiefe dem jeweiligen Einsatzfall angepasst werden, um bei einer Dentalkamera mit ein und derselben Einrichtung eine Aufnahme eines Details der Zähne und anschließend eine Aufnahme des Kopfes des Patienten machen zu können.With the help of the switch in particular depth of field be adapted to the respective application in order to use a dental camera with one and the same device a shot of a detail of the Teeth and subsequently to be able to take a picture of the patient's head.

Die Fokussierung gemäß der vorbekannten Lösung erfolgt durch Verschieben des CCD-Bildaufnehmers oder durch Verschieben des Objektivs, bevorzugt jedoch durch Verschieben einer optischen Baugruppe des Objektivs selbst. Die Funktionselemente greifen auf eine Translations- oder Rotationsbewegung zurück und können auch elektrisch arbeiten. Dabei soll eine Sensortaste oder eine ähnliche Schalteinrichtung vorgesehen sein, damit der Benutzer die verschiedenen Betriebszustände in einfacher Weise einstellen kann. Weiterhin soll das Funktionselement einen Regelkreis aufweisen, der z.B. die Fokussierung über einen Sensor erfasst, so dass dann ein Autofokus-System realisiert werden kann.The focus is based on the previously known solution by moving the CCD imager or by moving it of the lens, but preferably by moving an optical assembly of the lens itself. The functional elements use a translational or rotational movement back and can also work electrically. A sensor button or a similar switching device should be used be provided so that the user the different operating conditions in a simple manner can adjust. Furthermore, the functional element is intended to be a control loop which e.g. the focus is detected by a sensor, so that an autofocus system can then be implemented.

Bei der vorbekannten Lösung ist es also zwingend notwendig, dass ein externer Sensor oder eine Taste vorhanden ist, über die die Umschaltfunktion ausgelöst wird. Für ein Autofokussystem wiederum ist ein weiterer Sensor notwendig, so dass insgesamt die Kosten für eine derartige Dentalkamera erhöht sind und eine Vielzahl von Funktionselementen mit naturgemäß höherer Ausfallwahrscheinlichkeit in das Kameragehäuse integriert werden muss.With the previously known solution So it is imperative that an external sensor or a button is present about which triggered the toggle function becomes. For an autofocus system in turn requires another sensor so the total cost of such a dental camera increases are and a multitude of functional elements with a naturally higher probability of failure into the camera body needs to be integrated.

Bei der auf die Anmelderin zurückgehenden Offenlegungsschrift DE 100 49 835 A1 wird von einer miniaturisierten Kamera mit einer in einem stab- oder rohrförmigen Gehäuse angeordneten fotosensitiven CCD-Matrix ausgegangen, wobei die Kamera eine integrierte Beleuchtungseinrichtung umfasst.In the case of the disclosure document that goes back to the applicant DE 100 49 835 A1 a miniaturized camera with a photosensitive CCD matrix arranged in a rod or tubular housing is assumed, the camera comprising an integrated lighting device.

Eine dort vorhandene optische Platte besitzt eine mindestens im sichtbaren Spektralbereich undurchlässige Beschichtung, bevorzugt eine Rückseitenbeschichtung, wobei diese Beschichtung für eine Blendenöffnung geringen Durchmessers sowie um die Blendenöffnung angeordnete größere Beleuchtungsöffnungen unterbrochen ist. Lichteintrittsseitig ist hinter der Blendenöffnung eine Linse, bevorzugt unmittelbar an der optischen Platte befestigt. In einem vorgegebenen Fokusabstand zur Linse befindet sich die CCD-Matrix. Unterhalb der vorerwähnten Beleuchtungsöffnungen sind als Strahlungsquellen lichtemittierende Dioden, bevorzugt Weißlichtdioden befestigt, wobei durch die Beschichtung der optischen Platte eine unerwünschte unmittelbare Einkopplung von Strahlung der lichtemittierenden Dioden in die Optik, beste hend aus Blendenöffnung und Linse, verhinderbar ist, so dass ein optisches Übersprechen vermieden werden kann.An optical disc there has a coating that is impermeable at least in the visible spectral range, preferably a back coating, this coating for an aperture of small diameter and larger lighting openings arranged around the aperture is interrupted. On the light entry side there is a behind the aperture Lens, preferably attached directly to the optical plate. The CCD matrix is located at a predetermined focus distance from the lens. Below the aforementioned lighting openings are light emitting diodes, preferably white light diodes, as radiation sources attached, one by coating the optical disc undesirable direct coupling of radiation from the light-emitting diodes optics, consisting of aperture and lens, preventable is, so that optical crosstalk is avoided can be.

In Weiterbildung der dortigen Erfindung besteht die Möglichkeit, zur Fokusveränderung im Raum zwischen Linse und CCD-Matrix ein oder mehrere optisch dichte Medien anzuordnen. Beispielsweise kann ein Saphirglas über einen beweglichen Schieber in den Zwischenraum verbracht werden. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit der stufenweisen Fokusveränderung. Der erwähnte bewegliche Schieber zum Lageverändern des im stabförmigen Gehäuse befindlichen optisch dichten Mediums kann mit einem elektromagnetischen, hydraulischen, pneumatischen, aber auch einem manuellen Handantrieb in Verbindung stehen. Grundsätzlich gilt es, mindestens den Kamerakopf so zu miniaturisieren, dass dieser im wesentlichen Abmessungen einnimmt, die denjenigen üblicher zahnärztlicher Instrumente, z.B. einem Winkelspiegel entsprechen, so dass alle möglicherweise kritischen Stellen im Mundraum eines Patienten in einfacher Weise betrachtet und damit diagnostiziert werden können.In further development of the invention there it is possible, to change focus one or more optically dense in the space between the lens and the CCD matrix Arrange media. For example, a sapphire crystal over a movable slide in the space. To this There is a possibility the gradual change in focus. The one mentioned movable slide for changing the position the rod-shaped casing located optically dense medium with an electromagnetic, hydraulic, pneumatic, but also a manual manual drive stay in contact. in principle It is important to at least miniaturize the camera head so that it essentially occupies dimensions more common dental Instruments, e.g. correspond to an angle mirror so that all possibly critical areas in a patient's mouth in a simple manner can be viewed and diagnosed.

Obwohl die ältere Lehre nach DE 100 49 835 A1 eine wesentliche Verbesserung des im Anmeldezeitpunkt bestehenden Standes der Technik darstellt, ist nach wie vor eine Betätigungsvorrichtung zur Auslösung einer Fokusänderung erforderlich, was dann, wenn es sich um einen externen Schieber handelt, zu Dichtproblemen innerhalb des Gehäuses führt oder im Fall eines separaten Tasters eben eine Bedienungshandlung erfordert.Although according to the older teaching DE 100 49 835 A1 A significant improvement of the state of the art at the time of registration still requires an actuating device to trigger a change in focus, which, if it is an external slide, leads to sealing problems within the housing or, in the case of a separate button, one Operation required.

Aus der DE 196 12 250 A1 ist eine Bildverarbeitungseinrichtung mit spezieller Objektbeleuchtung vorbekannt. Dort wird eine Lichtquelle so angeordnet, dass diese das zu untersuchende Objekt aus einer ersten Richtung bestrahlt, wobei die Kamera zur Aufnahme des Objektes von einer zweiten Richtung ausgeht, die nicht der ersten Richtung entspricht.From the DE 196 12 250 A1 an image processing device with special object lighting is already known. There, a light source is arranged so that it irradiates the object to be examined from a first direction, the camera for recording the object starting from a second direction that does not correspond to the first direction.

Bezüglich der JP-08313965 A ist festzuhalten, dass dort eine Blendenanordnung unter Schutz steht, die Blenden mit verschiedenen Durchmessern aufweist, welche in den Strahlengang eingebracht werden können. Bezüglich der Auswertung von Hochfrequenz-Komponenten eines Videosignals zur Focusregelung sei noch auf die DE 693 19 995 T2 verwiesen.Regarding the JP-08313965 A It should be noted that there is an aperture arrangement under protection which has apertures with different diameters which can be introduced into the beam path. With regard to the evaluation of high-frequency components of a video signal for focus control, reference is still made to the DE 693 19 995 T2 directed.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte miniaturisierte Kamera mit einer in einem stab- oder rohrförmigen Gehäuse angeordneten fotosensitiven CCD-Matrix und einer integrierten Beleuchtungseinrichtung, insbesondere zum Einsatz oder zur Verwendung in einem zahn- oder hautärztlichen Diagnoseinstrument anzugeben, welche eine wesentlich vereinfachte Bedienung ermöglicht und die es gestattet, ganz unterschiedliche Objekte entsprechend sicher aufgelöst zu erfassen, um auf diese Weise die Akzeptanz der Anwendung einer derartigen Kamera durch den behandelnden Arzt zu verbessern.It is from the foregoing, therefore Object of the invention, a further developed miniaturized camera with a photosensitive arranged in a rod or tubular housing CCD matrix and an integrated lighting device, in particular for use or for use in a dental or dermatological Specify diagnostic tool, which is a significantly simplified Operation enables and which allows very different objects accordingly safely resolved to capture in this way the acceptance of the application of such Improve camera by the attending doctor.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.The solution to the problem of the invention takes place through the combination of features according to the teaching of claim 1, the subclaims expedient configurations and training.

Demgemäß liegt der Grundgedanke der Erfindung darin, von einer an sich bekannten miniaturisierten Kamera, bevorzugt zur Anwendung im zahnärztlichen Bereich auszugehen, wobei das zur Objektbeleuchtung erforderliche Licht in den Objektivstrahlengang koaxial eingekoppelt wird. Diese Koaxialbeleuchtung reduziert das Problem des Auftretens unerwünschter Reflexionen am zu betrachtenden Objekt. Damit wird verhindert, dass durch eine Überbelichtung aufgrund von Reflexionserscheinungen bestimmte krankhafte Veränderungen, z.B. an einem Zahn oder dort vorhandene Mikrorisse, nicht oder nur unzureichend erkannt werden, so dass eine Diagnose unmöglich wird.Accordingly, the basic idea is Invention in a miniaturized camera known per se, preferred for use in dental Go out area, which is necessary for object lighting Light is coaxially coupled into the lens beam path. This Coaxial lighting reduces the problem of unwanted occurrence Reflections on the object to be viewed. This prevents through overexposure certain pathological changes due to reflection, e.g. microcracks on a tooth or there, not or only insufficiently be recognized, so that a diagnosis is impossible.

Weiterhin wird erfindungsgemäß das Objektiv oder eine Linse des Objektivs und/oder die CCD-Matrix als Bildsensor auf einem Aktor angeordnet oder mit diesem zum Erhalt einer Linearverschiebung längs des Strahlengangs verbunden.Furthermore, the lens according to the invention or a lens of the lens and / or the CCD matrix as an image sensor arranged on an actuator or with it to obtain a linear displacement along the Beam path connected.

Eine bevorzugt in das Kameragehäuse integrierte Kameraelektronik nimmt eine laufende Auswertung hochfrequenter Signalanteile des Bildsensors vor, wobei diese ermittelten hochfrequenten Signalanteile auf eine Steuerungseinrichtung für den Aktor führen. Die Steuerungseinrichtung gibt dann die Linearverschiebung über den Aktor derart vor, dass ein maximaler Hochfre quenz-Signalanteil im aufgenommenen Bild erhalten oder wieder hergestellt wird.One preferably integrated into the camera housing Camera electronics take an ongoing evaluation of high-frequency signal components of the image sensor, these ascertained high-frequency signal components on a control device for guide the actuator. The control device then outputs the linear displacement Actuator in such a way that a maximum Hochfre frequency signal portion in the recorded Image received or restored.

Durch die vorbeschriebene Lösung kann ein quasi passiver Autofokus über die Auswertung der hochfrequenten Bildanteile erfolgen. Die gefundene Fokusstellung entspricht dann im Regel dem Maximum der hochfrequenten Bildanteile. Mit Hilfe der ständig mitlaufenden Messung dieser hochfrequenten Bildanteile ist gewährleistet, dass bei definierter Abweichung vom Maximalwert eine neue Fokussuche und Einstellung automatisch beginnen kann und durchgeführt wird, ohne dass der Benutzer irgendwelche Funktionen auslösen muss oder mechanische Elemente zu betätigen hat. Die Fokuseinstellung wird über eine interne Lageveränderung des Bildsensors oder einer Linsengruppe im optischen System realisiert, wobei bevorzugt auf einen Piezoaktor zurückgegriffen werden kann.The solution described above can a quasi passive auto focus over the evaluation of the high-frequency parts of the image takes place. The focus position found then usually corresponds to the maximum of the high-frequency image components. With the help of constantly simultaneous measurement of these high-frequency image parts is guaranteed that if the deviation from the maximum value is defined, a new focus search and setting can start automatically and is carried out without the user having to trigger any functions or to operate mechanical elements Has. The focus setting is about an internal change of location the image sensor or a lens group in the optical system, a piezo actuator can preferably be used.

Ausgestaltend arbeitet der Autofokus in Verbindung mit einer elektrisch verstellbaren Blende bzw. Blendenöffnung. Die Hauptfunktion dieser Blende ist die Regelung der Beleuchtungsstärke mit dem Ziel, ein rauschfreies Bild zu erzeugen.The autofocus works on the design in connection with an electrically adjustable aperture or aperture. The main function of this aperture is to control the illuminance with with the goal of creating a noise-free image.

Als verstellbare Blende kommt beispielsweise eine Irisblende oder eine mechanische Wechselblende mit mehreren Öffnungen zum Einsatz. Die mechanische Wechselblende kann über ein Verschieben, Verdrehen oder Verschwenken verschiedene Blendenöffnungen in den Strahlengang bringen, um auf diese Weise die jeweils gewünschte Beleuchtungsstärke einzustellen.As an adjustable aperture comes for example an iris diaphragm or a mechanical interchangeable diaphragm with several openings for use. The mechanical interchangeable cover can be moved, twisted or pivoting different apertures in the beam path bring to set the desired illuminance in this way.

In Weiterbildung der Erfindung besteht zum Zweck größerer Linearverschiebebewegungen die Möglichkeit, als Aktor einen Schritt- oder Tauchspulenmotor oder einen ähnlichen Linearantrieb einzusetzen. Bei einer Aktorkombination, bestehend aus einem Schritt- oder Tauchspulenmotor zur Grobpositionierung über größere Verstellwege ist es möglich, einen zusätzlichen Piezoaktor zur Feinpositionierung vorzusehen.In a further development of the invention for the purpose of larger linear displacement movements the possibility, as an actuator a stepping or moving coil motor or similar Linear actuator. With an actuator combination, existing from a stepping or moving coil motor for rough positioning over larger adjustment paths is it possible to get one additional Provide piezo actuator for fine positioning.

Bevorzugt kann in diesem Fall die CCD-Matrix unmittelbar auf dem Piezoaktor, mit der optisch sensitiven Fläche senkrecht zur Bewegungsrichtung desselben, angeordnet werden.In this case, the CCD matrix directly on the piezo actuator, with the optically sensitive one area perpendicular to the direction of movement of the same.

Erfindungsgemäß besitzt die Kameraelektronik eine Differenzmesseinrichtung, welche den jeweiligen Abweichungswert von einem Maximalwert der Hochfrequenz-Signalanteile ermittelt, um hiernach die Steuerungseinrichtung für den Aktor zu betätigen.According to the invention, the camera electronics a differential measuring device, which the respective deviation value determined from a maximum value of the high-frequency signal components, to then operate the control device for the actuator.

Die Steuerungseinrichtung für den Aktor wird beim Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Abweichungswerts aktiviert, wobei die Größe des Abweichungswerts selbst je nach Anwendungsfall definierbar ist.The control device for the actuator is when reaching or exceeding a predetermined deviation value is activated, the size of the deviation value itself can be defined depending on the application.

Zur Umsetzung der vorgeschlagenen Koaxialbeleuchtung ist im Kameragehäuse eine Strahlteileranordnung befindlich, wobei der Strahlteileranordnung benachbart, d.h. mit dieser zusammen wirkend, eine Gruppe von internen Lichtquellen, insbesondere Weißlicht emittierenden Dioden vorgesehen wird.To implement the proposed Coaxial lighting is a beam splitter arrangement in the camera housing located with the beam splitter arrangement adjacent, i.e. With this interacting, a group of internal light sources, especially white light emitting diodes is provided.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass an der Strahlteileranordnung quasi lichteintrittsseitig eine Faseroptik endet, welche zum handstückseitigen Ende des Kameragehäuses in eine Koppelstelle mündet. Die Koppelstelle dient zum Anschluss an eine externe Lichtquelle, insbesondere eine Kaltlichtquelle.Furthermore, there is the possibility that a fiber optic ends at the beam splitter arrangement, so to speak, on the light entry side, which leads to a coupling point at the end of the camera housing on the handpiece side empties. The coupling point is used for connection to an external light source, in particular a cold light source.

Je nach Beleuchtungsaufgabe und örtlichen Beleuchtungsverhältnissen kann dann die interne und/oder die externe Lichtquelle eingeschaltet oder zugeschaltet werden.Depending on the lighting task and local lighting conditions can then turn on the internal and / or external light source or be switched on.

Um die beim Betrieb der internen Lichtquellen entstehende Wärme abzuführen, ist vorgeschlagen, die internen Strahlungsquellen auf einem wärmeleitenden Träger großer Fläche zu befestigen, wobei sich ein Teil des Trägers in das kopfferne Ende des stabförmigen Gehäuses erstreckt, um die Wärmeenergie von der CCD-Matrix fernzuhalten.In order to operate the internal Light sources generated heat dissipate, is proposed to use the internal radiation sources on a heat-conductive carrier greater area to attach, with part of the carrier in the distal end of the rod-shaped housing extends to the thermal energy keep away from the CCD matrix.

Zusammenfassend wird bei der vorliegenden Erfindung von einer Kombination einer an sich bekannten Koaxialbeleuchtung mit einer speziellen Autofokus regelung ausgegangen, um insbesondere ein Überblenden von reflektierenden Untersuchungsobjekten zu verhindern.In summary, the present Invention of a combination of a coaxial lighting known per se with a special autofocus control, especially to fade prevent reflective objects from being examined.

Über eine laufende Auswertung der hochfrequenten Signalanteile am Ausgang des Bildsensors mittels einer Kameraelektronik kann ein Optimum für die jeweilige Abbildung gefunden werden, ohne dass der Benutzer manuelle Einstelloperationen durchführen muss oder auszulösen hat.about an ongoing evaluation of the high-frequency signal components at the output of the image sensor by means of camera electronics can be an optimum for the respective image can be found without the user manual Carry out adjustment operations must or trigger Has.

Über die ergänzende Möglichkeit einer Beeinflussung oder Auswahl der Blendenöffnung und der Steuerung der Intensität der internen und/oder externen Strahlungsquellen können hochauflösende Sensoren eingesetzt werden, die unter dem Aspekt einer optimierten Diagnose vorteilhaft sind.about the complementary possibility influencing or selecting the aperture and controlling the intensity The internal and / or external radiation sources can be high-resolution sensors are used under the aspect of an optimized diagnosis are advantageous.

Ausgestaltend besteht die Möglichkeit, die in der älteren Anmeldung DE 100 49 835 A1 offenbarte Beleuchtungslösung mit der hier beschriebenen koaxialen Beleuchtung zu kombinieren. Bei einer solchen Kombinationslösung wird dann, wenn unerwünschte Reflexionen auftreten, die unmittelbare Beleuchtung nach DE 100 49 835 A1 abgeschaltet oder in ihrer Intensität heruntergeregelt und gleichzeitig die Koaxialbeleuchtung in Betrieb genommen oder deren Intensität erhöht.It is possible to design in the older registration DE 100 49 835 A1 to combine the disclosed lighting solution with the coaxial lighting described here. With such a combination solution, if there are unwanted reflections, the immediate lighting is on DE 100 49 835 A1 switched off or reduced in intensity and at the same time put the coaxial lighting into operation or increased its intensity.

Bei dieser Weiterbildung der Erfindung besitzt also die optische Platte nicht nur eine gegebenenfalls verstellbare Blendenöffnung, sondern um die Blendenöffnung gruppiert größere Beleuchtungsöffnungen. Unterhalb der Beleuchtungsöffnungen sind als Strahlungsquellen bevorzugt lichtemittierende Dioden, hier wiederum bevorzugt Weißlicht-Dioden befestigt. Durch eine Beschichtung der optischen Platte wird eine unerwünschte unmittelbare Einkopplung von Strahlung der lichtemittierenden Dioden in die Optik verhindert.In this development of the invention So the optical disc does not only have an adjustable one Aperture, but around the aperture groups larger lighting openings. Below are the lighting openings preferred light-emitting diodes as radiation sources, here again preferably white light diodes attached. By coating the optical disc, a undesirable direct coupling of radiation from the light-emitting diodes prevented in optics.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Anordnung aus optischer Platte mit Blendenöffnung, Objektiv und CCD-Matrix nicht entlang der Längsachse des stabförmigen Gehäuses, sondern ist unmittelbar im Kopf quer zur Längsrichtung beabstandet befindlich. In diesem Fall befindet sich die fotosensitive CCD-Matrix auf einem zungenartigen Trägerstreifen, welcher mit Hilfe eines Piezoaktors in eine erste und zweite Position verschwenkbar ist. Die Anschlagpositionen stellen einen Abbildungs-Fern- oder -Nahbereich dar, wobei die Auswahl der jeweiligen Position anhand der Größe der hochfrequenten Signalanteile erfolgt und der Betätigungsaktor mittels der Steuerungseinrichtung einer entsprechenden Aktivierung unterliegt.In a further embodiment of the Invention extends the arrangement of optical disc with Aperture, Objective and CCD matrix not along the longitudinal axis of the rod-shaped housing, but instead is directly in the head at a distance from the longitudinal direction. In this case, the photosensitive CCD matrix is on a tongue-like Carrier strip, which with the help of a piezo actuator in a first and second position is pivotable. The stop positions represent a far or near image area represents, the selection of the respective position based on the size of the high-frequency Signal components occur and the actuating actuator by means of the control device a corresponding activation is subject.

Auf das nachstehende Ausführungsbeispiel hierzu sowie die Figur sei verwiesen.To the following embodiment as well as the figure.

Bei der in der Figur dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird eine Fokuseinstellung durch Abstandsänderung zwischen Eingangsblende 6 bzw. der auf einem Deckglas 5 befindlichen Linse 4 und dem CCD-Sensor 3 bewirkt.In the embodiment of the invention shown in the figure, a focus setting is made by changing the distance between the input aperture 6 or on a coverslip 5 located lens 4 and the CCD sensor 3 causes.

Zum Erzeugen der gewünschten Relativbewegung ist auf einem Lagerbock 2 ein piezoelektrischer Bieger 1 befindlich.To generate the desired relative movement is on a pedestal 2 a piezoelectric bender 1 located.

Mit dem Anlegen einer elektrischen Spannung führt der Piezobieger 1 eine Bewegung aus, die zur gewünschten Abstandsänderung führt. Die Bewegung stellt sich als Verschwenken um den festen Verbindungspunkt zwischen Lagerbock 2 und Piezobieger 1 dar.The piezo bender leads when an electrical voltage is applied 1 a movement that leads to the desired change in distance. The movement presents itself as pivoting around the fixed connection point between the bearing block 2 and piezo bender 1 represents.

Bei der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der Lagerbock 2 über nahezu die gesamte Längsausdehnung der Anordnung, wobei eine Lichtdurchtrittsöffnung 7 am gemäß Figur rechtsseitigen Ende vorgesehen ist.In the embodiment shown, the bearing block extends 2 over almost the entire longitudinal extent of the arrangement, with a light passage opening 7 is provided on the right-hand end according to the figure.

Linse 4, Deckglas 5 und Blende 6 sind beispielsweise mit einem (nicht gezeigten) Gehäuseteil verbunden bzw. in eine Gehäuseaussparung eingelassen.lens 4 , Coverslip 5 and aperture 6 are connected, for example, to a housing part (not shown) or embedded in a housing recess.

11
Piezobiegerpiezobender
22
Lagerbockbearing block
33
CCD-Matrix bzw. CCD-SensorCCD matrix or CCD sensor
44
Linselens
55
Deckglascover glass
66
Blendecover
77
Öffnung im Bereich des Lagerbockes 2 Opening in the area of the pedestal 2

Claims (17)

Miniaturisierte Kamera mit einer in einem stab- oder rohrförmigen Gehäuse angeordneten fotosensitiven CCD-Matrix und einer integrierten Beleuchtungseinrichtung, insbesondere zum Einsatz oder zur Verwendung in einem zahn- oder hautärztlichen Diagnoseinstrument, wobei im Kopfende des stabförmigen Gehäuses eine Aussparung vorgesehen wird, in die eine optische Platte mit Blendenöffnung eingesetzt ist, lichteintrittsseitig hinter der Blendenöffnung ein Objektiv vorgesehen und in einem veränderbaren Fokusabstand zum Objektiv die CCD-Matrix angeordnet ist, wobei eine Kameraelektronik eine laufende Auswertung hochfrequenter Signalanteile des Bildsensors vornimmt, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Objektbeleuchtung erforderliche Licht über eine im Kameragehäuse befindliche Strahlteileranordnung in den Objektivstrahlengang koaxial eingekoppelt ist, das Objektiv und/oder die CCD-Matrix als Bildsensor auf einem Aktor angeordnet oder mit diesem zum Erhalt einer Linearverschiebung im wesentlichen längs des Strahlengangs verbunden ist, und daß eine Steuerungseinrichtung für den Aktor vorgesehen ist, wobei die Steuerungseinrichtung die Linearverschiebung so vorgibt, dass ein maximaler hochfrequenter Signalanteil erhalten oder wieder hergestellt wird.Miniaturized camera with a photosensitive CCD matrix arranged in a rod or tubular housing and an integrated lighting device, in particular for use in a dental or dermatological diagnostic instrument, a recess being provided in the head end of the rod-shaped housing, into which an optical Plate with aperture is inserted, a lens is provided on the light entry side behind the aperture and the CCD matrix is at a variable focus distance from the lens is arranged, with camera electronics continuously evaluating high-frequency signal components of the image sensor, characterized in that the light required for object illumination is coupled coaxially into the lens beam path via a beam splitter arrangement located in the camera housing, the lens and / or the CCD matrix as an image sensor on one Actuator arranged or connected to this to obtain a linear displacement substantially along the beam path, and that a control device for the actuator is provided, wherein the control device specifies the linear displacement so that a maximum high-frequency signal component is obtained or restored. Miniaturisierte Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Blendenöffnung veränderbar ist, wobei die Blendengröße mittels der Kameraelektronik zum Erhalt einer rauschfreien Abbildung ermittelt und vorgegeben wird.Miniaturized camera according to claim 1, characterized in that the size of the aperture is changeable is, with the aperture size using the camera electronics to obtain a noise-free image and is given. Miniaturisierte Kamera nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Irisblende oder eine mechanische Wechselblende mit mehreren Öffnungen unterschiedlicher Durchmesser.Miniaturized camera according to claim 2, characterized through an iris diaphragm or a mechanical interchangeable diaphragm with several openings different diameters. Miniaturisierte Kamera nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen piezoelektrischen Aktor.Miniaturized camera according to one of the previous ones Expectations, characterized by a piezoelectric actuator. Miniaturisierte Kamera nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei größeren Linearverschiebungsbewegungen ein Schritt- oder Tauchspulenmotor als Aktor eingesetzt ist.Miniaturized camera according to one of the previous ones Expectations, characterized in that for larger linear displacement movements Stepping or moving coil motor is used as an actuator. Miniaturisierte Kamera nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Aktorkombination aus einem Schritt- oder Tauchspulenmotor zur Grobpositionierung über größere Verstellwege und einen Piezoaktor zur Feinpositionierung.Miniaturized camera according to one of the previous ones Expectations, characterized by an actuator combination of a step or Voice coil motor for rough positioning over larger adjustment paths and one Piezo actuator for fine positioning. Miniaturisierte Kamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die CCD-Matrix unmittelbar auf den Piezoaktor mit der optisch sensitiven Fläche senkrecht zur Bewegungsrichtung desselben angeordnet ist.Miniaturized camera according to claim 6, characterized in that the CCD matrix is directly on the piezo actuator with the optical sensitive area is arranged perpendicular to the direction of movement thereof. Miniaturisierte Kamera nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraelektronik eine Differenzmeßeinrichtung umfasst, welche einen Abweichungswert von einem Maximalwert der hochfrequenten Signalanteile des Bildsensors ermittelt, um hiernach die Steuerungseinrichtung für den Aktor zu aktivieren.Miniaturized camera according to one of the previous ones Expectations, characterized in that the camera electronics have a differential measuring device which comprises a deviation value from a maximum value of high-frequency signal components of the image sensor determined in accordance with this the control device for to activate the actuator. Miniaturisierte Kamera nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung beim Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Abweichungswerts aktiviert wird.Miniaturized camera according to claim 8, characterized in that the control device when reaching or exceeding a predetermined deviation value is activated. Miniaturisierte Kamera nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fokusveränderung in den Abstand zwischen Objektiv und CCD-Matrix ein optisch dichteres Medium einbringbar, insbesondere einschwenkbar ist.Miniaturized camera according to one of the previous ones Expectations, characterized in that to change the focus in the distance between Objective and CCD matrix, an optically denser medium can be inserted, is particularly pivotable. Miniaturisierte Kamera nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als CCD-Matrix zur Verringerung des Bauraums ein Nacktchip oder ein Sensor in TAPE-Bauform eingesetzt ist.Miniaturized camera according to one of the previous ones Expectations, characterized in that as a CCD matrix to reduce the Space, a naked chip or a sensor in TAPE design is used is. Miniaturisierte Kamera nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kameragehäuse eine Strahlteileranordnung zur Koaxialbeleuchtung befindlich ist.Miniaturized camera according to one of the previous ones Expectations, characterized in that in the camera housing a beam splitter arrangement for Coaxial lighting is located. Miniaturisierte Kamera nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteileranordnung benachbart eine Gruppe von internen Lichtquellen, insbesondere Weißlicht emittierenden Dioden befindlich ist.Miniaturized camera according to claim 12, characterized characterized in that the beam splitter arrangement is adjacent to a group of internal light sources, in particular white light emitting diodes is located. Miniaturisierte Kamera nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Strahlteileranordnung eine Faseroptik endet, welche zum handstückseitigen Ende des Kameragehäuses in eine Koppelstelle mündet, um Strahlung von einer, auch externen. Lichtquelle, insbesondere Kaltlichtquelle, zuzuführen.Miniaturized camera according to claim 12 or 13, characterized in that on the beam splitter arrangement a fiber optic ends, which ends on the handpiece side End of the camera body in a coupling point opens, to radiation from one, also external. Light source, in particular Cold light source. Miniaturisierte Kamera nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Beobachtungsaufgabe und örtlichen Beleuchtungsverhältnissen die internen und/oder externen Lichtquellen umschalt- oder zuschaltbar sind.Miniaturized camera according to claims 12 to 14, characterized in that depending on the observation task and local lighting conditions the internal and / or external light sources can be switched over or switched on are. Miniaturisierte Kamera nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtemittierenden Dioden mit einer steuerbaren Konstantstromquelle verbunden sind, wobei die Leuchtstärke in Abhängigkeit von den Umgebungs-Lichtverhältnissen oder der Art des Objekts regelbar ist.Miniaturized camera according to one of claims 13 to 15, characterized in that the light emitting diodes with a controllable constant current source are connected, the luminosity dependent on of the ambient light conditions or the type of object can be regulated. Miniaturisierte Kamera nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die internen Strahlungsquellen auf einem wärmeleitenden Träger großer Fläche befestigt sind, wobei sich ein Teil des Trägers in das kopfferne Ende des stabförmigen Gehäuses der Kamera erstreckt.Miniaturized camera according to one of claims 13 to 16, characterized in that the internal radiation sources on a thermally conductive carrier greater area are attached, with a part of the carrier in the distal end of the rod-shaped housing the camera stretches.
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