DE1766853C - Vorrichtung zur Bestimmung der Ent fernung zwischen einem Endoskop und einem mit diesem zu beobachtendenObjekt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Entfernung zwischen einem Endoskop und einem mit diesem zu beobachtenden Objekt, wobei das Endoskop eine Lichtquelle einer bestimmten Intensität sowie ein Fotoelement aufweist, welches das vom Objekt reflektierte Licht aufnimmt und ein Signal erzeugt, das von der Entfernung zwischen dem Endoskop und dem Objekt abhängt.

Es ist bereits ein Endoskop vorgeschlagen worden (deutsche Patentschrift 1 766 327), das eine Schwächungsvorrichtung aufweist, die von einer automatischen Belichtungssteuerungsvorrichtung betätigbar ist, und bei dem in der zugehörigen elektrischen Schaltung ein Relais vorgesehen ist, das entsprechend der Änderung der Objektentfernung anspricht. Die Messung einer Entfernung wurde hiermit nicht vorgenommen.

Auch sonst sind keine Vorrichtungen bekannt, mit denen die Entfernung eines Objekts von einem Endoskop gemessen werden kann. Die Entfernung eines auf einen Film aufgenommenen Objekts konnte bisher erst nach Beendigung der Aufnahme näherungsweise bestimmt werden, indem auf der Aufnahme der zu untersuchende Teil mit den übrigen abgebildeten Teilen verglichen wurde, oder dadurch, daß sich die Bedienungsperson auf die Erfahrung stützte, die sie im Laufe

der Zeit bei Verwendung des Endoskops gewonnen hatte. Mit solchen Methoden ist es jedoch sehr schwierig, die Entfernung eines fotografierten oder beobachteten Objekts vom Endoskop exakt zu bestimmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur genauen Bestimmung der Entfernung eines Objekts von einem Endoskop zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erzeugte Signal einer in Entfernungsangaben geeichten Registrier- oder Anzeigevorrichtung zugeführt ist.

Die Erfindung verwendet die Tatsache, daß das Reflexionsvermögen eines Objekts, beispielsweise der inneren Wand eines hohlen Teils eines lebenden Körpers, im wesentlichen über den gesamten zu beobachtenden Bereich gleich bleibt. Wenn Licht einer bestimmten Intensität oder Gesamtmenge von einem Endoskop auf ein Objekt mit gleichbleibendem Ueflexionsvei»lögen abgestrahlt wird, ist die vom Objekt reflektierte und vom Endoskop aufgenommene Lichtintensität oder Gesamtlichtmenge eine Funktion der Entfernung zwischen dem Objekt und dem Endoskop. Wenn daher das vom Objekt reflektierte Licht auf ein im Endoskop vorgesehenes fotoelektrisches Element fällt, erzeugt dieses ein elektrisches Signal, das der Intensität oder der Gesamtmenge des vun ihm aufgenommenen Lichts entspricht, die ihrerseits eine Funktion der Entfernung zwischen Endoskop und Objekt ist. Durch Verwendung des so erzeugten elektrischen Signals, das während des Arbeitens des Endoskops aufgezeichnet worden ist, kann die Entfernung bestimmt werden, nachdem der Einsatz des Endoskopbeendet ist.

Gemäß einem weiteren vorzugsweise angewendeten Merkmals der Erfindung wird zur Bestimmung der Entfernung eine Lichtquelle mit einer solchen spektralen Charakteristik, beispielsweise im nahen Infrarot, verwendet, daß ihr Licht nicht auf den im Endoskop enthaltenen Film für die Fotografie des Objekts einwirkt. Hierdurch kann die Bestimmung der Entfernung des Objekts auch während der Betätigung des Endoskops durchgeführt werden. Für die fotografische Aufnahme des Objekts wird dann eine andere im Endoskop angeordnete Lichtquelle verwendet, deren spektrale Charakteristik der Empfindlichkeit des Films entspricht.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Intensität des Lichts, das für die Bestimmung der Entfernung verwendet wird, verändert werden, um eine bessere Beobachtung des Objekts durch ein optisches Betrachtungssystem, das im Endoskop vorgesehen ist, zu ermöglichen. Um trotzdem eine genaue Bestimmung der Entfernung zu ermöglichen, wird dann das vom fotoelektrischen Element erzeugte elektrische Signal im umgekehrten Verhältnis zur Veränderung der Intensität des vom Endoskop zur Beleuchtung des Objekts ausgesandten Lichts verändert.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten schematischen Ausführungsbeispiele soll der Gegenstand der Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Schemas der vorliegenden Erfindung,

Fig.2 die Belichtungszeit, wie sie von dem in F i g. 1 dargestellten Detektor aufgezeichnet wird,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch den vorderen Endteil eines Endoskops mit einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung,

Fig.4 die spektroskopischen Charakteristiken verschiedener Elemente, wie sie bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ι

F i g. 5 ein Blockdiagramm des Schemas der Wirkungsweise der Vorrichtung von F i g. 3,

Fig. 6 eine schematische, perspektivische Ansicht, die das Schema einer anderen Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
F i g. 7 eine teilweise perspektivische Ansicht einer

ίο erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung des vom Endoskop ausgesandten Lichts für eine bessere Beobachtung des Objekts und zur Aussendung intensiven Lichts bei der fotografischen Aufnahme des Objekts,

Ftg. 8 eine Ansicht einer Abwandlung der Vorrichtung nach F i g. 4.

F i g. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in ein Endoskop eingesetzt werden kann, welches ein vorderes Endge-

häuse mit Fotografiervorrichtungen aufweist und das geeignet ist, in den hohlen Teil eines 1 benden Körpers od. dgl. eingeführt zu werden, um dessen Inneres zu fotografieren. Ein solches Endoskop besitzt ferner ein Sk-uergehäuse, das mit dem vorderen Endteil

a₅ durch eine langgestreckte, flexible Röhre verbunden ist. Die Konstruktion eines solchen Endoskops ist bekannt. Aus diesem Grunde erübrigt sich eine detaillierte Beschreibung desselben.

Im vorderen Endteil des Endoskops ist ein (nicht

gezeichnetes) Fotoelement 1 vorgesehen in einer Stellung nahe der Fotolampe 2, die der Beleuchtung des zu fotografierenden Objekts dient. Die lichtempfangende Fläche des Fotoelements 1 ist zum Objekt hin gerichtet. Das Fotoelement 1 ist vorzugsweise ein

Silizium-Fotoelement, das eine kompakte Form aufweist, betriebssicher ist und schnell anspricht. Ein Gleichstromverstärker 3, der im Steuergehäuse oder außerhalb desselben angeordnet ist, ist mit dem Fotoelement 1 durch die langgestreckte, flexible Röhre verbunden. Ein mit dem Gleichstromverstärker 3 verbundener Einstellkreis 4 ist an einen Schaltkreis 5 angeschlossen, der ebenfalls im Steuergehäuse oder außerhalb desselben angebracht und mit diesem verbunden ist. Ein Detektor 6, der im Steuergehäuse oder außerhalb desselben untergebracht und mit diesem verbunden ist, ist zwischen dem Schaltkreis 5 und der Fotolampe 2 abgezweigt. Der Einstellkreis 4 ist so aufgebaut, daß er als Folge eines elektrischen Signals vom Fotoelement 1 ein Einstellsignal liefert, das eine genaue Belichtungszeit für das mit der Fotolampe zu beleuchtende Objekt erzeugt. Das Fotoelement erhält das vom Objekt reflektierte Licht und erzeugt ein elektrisches Signal, welches der Intensität des empfangenen Lichts entspricht. Dieses Signal wird durch den Gleichstromverstärker 3 verstärkt. Der Schaltkreis 5 ist so konstruiert, daß er nach Ablauf der genauen Belichtungszeit die Energieversorgung der Fotolampe 2 durch ein Einstellsignal, das vom Einstellkreis 4 kommt, beendet. Die Fotolampe hat die Aufgabe, Licht einer bestimmten konstanten Intensität auszustrahlen, solange sie betätigt wird. Der Detektor 6 ist so aufgebaut, daß er ein Signal vom Schaltkreis 5 erhält und die Belichtungszeit der Fotolanvpe2 in Form von Impulsen auf Aufzeichnungsmitteln, beispielsweise einem Memmoriskop, einem Oszillographen mit Aufzeichnungsfeder, einem elektromagnetischen Oszillographen od. dgl., aufzeichnet. Fig. 2 zeigt die so aufgezeichnete Belichtungszeit T.

In Betrieb wird der vordere Endteil des Endoskops in den zu beobachtenden hohlen Teil eines lebenden Körpers eingeführt, und die Fotolampe 2 wird durch Betätigung eines Steuermechanismus im St.euergchäuse mit Energie versorgt. Da das Reflexionsvermögen der inneren Wand des hohlen Teils des lebenden Körpers, der mit dem Endoskop beobachtet werden soll, als im wesentlichen gleichartig über die gesamte Fläche betrachtet werden kann, verändert sich die Intensität oder die gesamte Lichlmenge, die von der Fotolampe 2 ausgestrahlt und von der Wand zurückgeworfen wird, im wesentlichen in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen dieser Wand und dem vorderen Endteil des Endoskops, wenn das von der Fotolampe ausgesandte Licht auf konstanter Intensität gehalten wird. Daher erzeugt das fotoclcktrische Element 1 ein elektiischus Signal, das der Intensität des vom Objekt reflektierten und von ihm aufgenommenen Lichts entspricht. Das elektrische Signal ist damit eine Funktion der Entfernung zwischen Objekt und dem vorderen Endteil des Endoskops.

Das so erzeugte elektrische Signal wird von dem Gleichstromverstärker 3 verstärkt und auf den Einstellkreis gegeben. Dieser erzeugt ein Signal, das die genaue Belichtungszeit des Objekts anzeigt, welches infolge des vom Gleichstromverstärker 3 abgegebenen elektrischen Signals durch die Fololampc 2 beleuchtet wird. Das Einstellsignal wird einem Schaltkreis S zugeführt, der betätigt wird, wenn mit dem Endoskop eine fotografische Aufnahme des Objekts gemacht wird. Die Schaltelemente dieses Kreises werden dann in elektrisch leitendem Zustand gehalten, und die Fotolampe 2 bleibt angeschaltet. Das Schaltclement 5 wird jedoch abgeschaltet, wenn es das Einstellsignal vom Einstellkreis 4 erhält. Die Schaltelemente werden hierdurch in den elektrisch nichtleitenden Zustand zurückgeführt, und die Fotolampe 2 wird abgeschaltet, nachdem die vom Einstellkreis 4 festgelegte genaue Belichtungszeit abgelaufen ist. Der Detektor 6 liefert die Aufzeichnung der Belichtungszeil T, wie dies im vorstehenden beschrieben worden ist.

Zur Bestimmung des Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endteil des Objekts wird die Belichtungszeit T verglichen mit einer Tabelle, die die Beziehung zwischen der Entfernung und der genauen Belichtungszeil anzeigt. Diese wird vorher hergestellt durch Fotografieren eines ähnlichen Objekts wie des Hohlraums eines lebenden Körpers aus verschiedenen Entfernungen und unter verschiedenen Belichtungszeiten bei Bedingungen, die ähnlich denen in dem hohlen Teil des lebenden Körpers sind. Hierdurch wird eine genaue Beziehung zwischen der Entfernung und der genauen Belichtungszeit erhalten. Die Entfernung zwischen dem Objekt und dem vorderen Endteil des Endoskops, mit dem das Objekt fotografiert wird, entspricht dem Wert der Belichtungszeit T in der Tabelle. In der vorbeschriebenen Vorrichtung ist die Fot&lampe als Metallfadenlampe dargestellt. An Stelle der Lampe kann jedoch auch ein optisches Glasfasersystem verwendet werden, das sich von dem vorderen Endteil durch die langgestreckte, flexible Röhre hindurch bis zum Steuergehäuse erstreckt. In diesem Fall ist das vordere Ende des lichtkitenden Glasfasersystems am vorderen Ende des End« «kops s<) angeordnet, daß es Licht zum Objekt abstrahlt, während das hintere Ende dieses Systems dutch cine äußere Lichtquelle beleuchtet wird. Das Licht wird durch das Glasfasersystem hindurch zum vorderen Ende geleitet. Wenn ein solches Glasfasersystem verwendet wird, muli die äußere Lichtquelle wegen des relativ geringen Wirkungsgrades des Lichtlcitungssystems eine größere Lichtstärke aufweisen. Aus diesem Grunde werden bevorzugt Blenden zwischen dem hinteren Ende des optischen Lichllcitcrsystcms und der äußeren Lichtquelle angebracht, die durch die Steuervorrichtung betätigt werden, um entweder das hintere Ende des Lichtleitersystems zu beleuchten

ίο oder dessen Beleuchtung ?u unterbrechen, um eine genaue Belichtung des Objekts zu erhalten. Hierdurch wird vermieden, daß beim An- und Abschalten der äußeren Lichtquelle eine Verzögerung auftritt, bis die maximale Helligkeit der Lichtquelle nach dem Einschalten derselben erreicht wird. Zur Steuerung der Blende können in üblicher Weise Spulen verwendet werden. Als äußere Lichtquelle wird vorzugsweise eine Jodlampc verwendet, da deren Veränderung während des Betriebes sehr gering ist.

ao Die F i g. 3 bis 5 zeigen eine zweite Ausbildung der vorliegenden Erfindung, durch die während des Einsatzes des Endoskops die Entfernung zwischen dessen vorderem Endteil und dem Objekt vor oder während des Fotografierens des Objekts bestimmt werden kann.

In Fig. 3 ist der vordere Endteil 7 mit der langgestreckten, flexiblen Röhre 8 verbunden, die ihrerseits an einem Steuergehäuse (nicht gezeigt) befestigt ist. Im vorderen Endteil 7 ist ein Filmmagazin 9 unlergebracht. Ein in diesem Magazin 9 aufgerollter Film 10 wird mit Hilfe eines Steuermechanismus jedesmal, wenn das Endoskop betätigt wird, zur Belichtung des Objekts durch einen Filmrahmen weitergezogen. Ein Objektivlinsensystem II ist entgegengesetzt zu der Seite, auf der der HIm transportiert wird, in der Wand des vorderen Endteils 7 angebracht. Er bildet ein Bild des Objekts auf dem Film ab, wenn der Belichtungsvorgang des Endoskops ausgelöst wird.

Im vorderen Endteil ist hinter dem Film in Ausrichtung auf das Objektiv linsensystem eine Andrückplatte 12 angeordnet, um den dort befindlichen Teil des Films 10 nachzuhalten. Zur Beleuchtung des Objekts, welches fotografiert werden soll, ist im vorderen Endteil 7 nahe dem Objektivlinsensystem 11 eine Lampe 13 vorgesehen, deren Licht durch ein Fenster 14 fällt. Die Lampe 13 wird jedesmal, wenn mit dem Endoskop eine Belichtung durchgeführt werden soll, durch Leitungsdrähte, welche sich durch die langgestreckte, flexible Röhre 8 erstrecken, von einer äußeren elektri- sehen Stromquelle mit Strom versorgt. Die genaue Belichtungszeit kann in ähnlicher Weise festgelegt wer den wie dies in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist, die in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist.

Die Lampe 13 ist eine Glühfadenlampe. Aus diesem Grunde wird bei diesem Endoskop ein Farbfilm für Glühfadenlampen 10 verwendet. Die spektrale Empfindlichkeit dieses Farbfilms 10 ist in Fig.4 durch die Kurve A dargestellt. Wie hieraus zu sehen ist, ist die Empfindlichkeit des Farbfilms für Glühfadenlampen 10 höher im Bereich kürzerer Wellenlänge, während die Empfindlichkeit zu längeren Wellenlängen hin relativ steil abfällt. Der Film 10 ist daher nicht empfindlich für Strahlung im nahen Infrarot oder für Licht, das Wellenlängen hat, die langer als das nahe Infrarot sind.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine I ichtqucllc2, beispielsweise

In der Nahe de» Objekt vlnstnsysttms Il is ι ein io ^elektrisches lik-meni 1. bcisp.clswc s= c hzium-Fotoelement oder ein geeignete R UMranMsUr angeordnet, der geeignet ist zum ^IimP^fdn8 ^.JJ " ^dL' Arscn-Gallium-Leuehtd.odc>?»^£^η £?£X_ zur Erzeugung eines elektrischen S gnals,das; de In tensität des empfangenen Lichts entepncht. JF^ ist cn Fotoe lernen da rgestU t da J d« Wj*tv linsensystem 11 umgib . Die snckIrak 1-mplmü,u nicht nur bestimmt werden, nachdem die Belichtung

abgeschlossen ist, sondern auch während

de Π π μ _{Undosk Dics ist möglich durch}

de. fc fc _o[_{]cr aufgczcichnctcn Aus}.

„_an|_{s dcs} lotoclemcnts nach der Verstä.kung durch

^Gleichstromverstärker mil einer Tabelle, die die _{ezidl zwisc}|_ien der Entfernung des Objekts vom

^ _fotoc,_{cktri8chen HIcmcnts nach der VcrstUrl}f_{ung im} ülcichstromvcrstärkcr zeigt, in ähnli-

der Kurve/) entsprich,. ^ .^ ^^Z^- wcrdcn kann, wird das von der ^uchtd.ode ausge sandte und der Kurve« ent P^he"^ L«htvondcm Silizium-l-otoclcmcnl und dem Fototrans so wjk sam aufgenommen, deren spckt.alc Empf.ndl.chkcU

durch die Kurve ß "^^^^" V mit der der Kurve A

Zum Vcrglucli ist aie ^κλ

von der Sonne emittierten Lichts durch d.e Kurve L ^F 'wie ^Senden besehrieben, kann das RdIcxionsvcrmögcn der inneren Wand1 des^hoh er, Te.ls eines lebenden Korpers, ⁿ fⁿ J^^JÄS Beobachtung eingeführt ist als i übe;^den ganzer,zu beobach end™ wcrden^Wenn daher de "J¹™^ körper! ausgesandten Lichts

_haltcn

die vom Objekt

des End»^sU,ps

durch

₄₅

Mit anderen Worten: Die ; _{des vom} fotoelektri-Lichts ist bestimmt dem Objekt und dem

Ϊ1Ι Ufa L.llUUd»U|/u.

S zeigi das Schema der vorliegenden Erfini Blockdiagramm. Ein lichtaussendendes EIebeispielsweise der Leuchtkörper2 in Fig.3, emittiert Licht in Richtung eines Objekts 18, beispielsweise der inneren Wand des hohlen Ί eils eines lebenden Körpers. Das vom Objekt 18 reflektierte Licht fällt auf ein lichtempfangendes, fotoelektrisches Element 1, das wie das fotoelektrische Element 1 in F i g. 3 ausgebildet sein kann. Das lichtempfangende, "otoelektrische Element 1 ist mit einem Gleichstrom-3 verbunden, der dem Gleichstromvern F i g. 1 entspricht Der Gleichstromvertat mit einem Anzeige-oder R egistrierinstru-21, beispielsweise einem Galvanometer oder elektromagnetischen Oszillographen, verbun-F i g. 1 und 21

Alternativ kann die Skala des Anzeige- oder Rcgistrierinstrumcnls ersetzt werden durch eine Skala, die die Entfernung anzeigt, indem die Werte des Ausgangs des Verstärkers direkt in Entfernungsangaben umgeicciinci sind. In diesem Fall kann die Ln.lcniuiiji direkt von der Skala abgelesen werden.

Bei der vorbeschriebenen Anordnung kann an Stelle des Leuchtkörpers 2 eine Glühfadcplampe mit einem roten Filter verwendet werden, obgleich dann bei der Beleuchtung des Objekts bis zu einem gewissen Grade Veränderungen nicht vermieden werden können.

Die F i g. 6 bis 8 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Sie kann in einem verwendet werden, welches ein optisches aufweist und ein optisches Bildübertragungssystem, beispielsweise ein optisches Giasiasersystcm, das mcIi durch die langgesireckic Röhre des Endoskops zwischen Steuergehäuse und vorderem Endteil erstreckt.

Wie in F i g. 6 dargestellt, ist im vorderen Endteil 7 ein Prisma 22 vorgesehen, durch welches das von einem Objekt reflektierte und durch ein in der Wand des vorderen Endteils 7 befindlichen Beobachtungsfenster 24 eintretende Licht zu einem Objektivlinsensystem 25 hin reflektiert wird. Das vordere Ende 26 a eines optischen Bildübertragungssystems 26. beispielsweise eines Glasfasersystems, ist hinter dem Objektivlinsensystem 25 angeordnet, so daß ein Bild des Objekts auf das vordere Ende 26 a des optischen Bildübertragungssystems 26 fokussiert wird. Das optische Bildübertragungssystem 26 erstreckt sich durch die langgestreckte, flexible Röhre, die mit ihrem vorderen Ende am vorderen Endteil 7 und mit ihrem hinteren Ende am Steuergehause (nicht gezeichnet) befestigt ist. Das hintere Ende des optischen Bildübertragungssystems 26 endet in dem Steuergehäuse. Im Steuergehäuse ist hinter dem hinteren Ende des Bildübertragungssystems 26 in geeigneter Entfernung und in Ausrichtung darauf ein Okular angeordnet, durch das das Bild des Objekts, das durch das optische Bild-

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übertragungssystem 26 zum hinteren Ende desselben toelcment 1 durch das liclitauinehmcnde Fenster 30

übertragen wird, betrachtet werden kann. aufgenommen, das aus einer Kondensorlinse besteht,

Ein lichtleitendes, optisches System 27, bcispiels- die dazu dient, das reflektierte Licht vom mittleren

weise ein Glasfasersystem, erstreckt sich durch die Teil des Objekts zum Fotoelement 1 zu lenken, um die

langgestreckte, flexible Röhre. Das vordere Ende 27« 5 Genauigkeit der Messung der Intensität des Lichts

dieses Systems ist auf ein Belcuchtungsfenster 28 ge- durch das Fotoelement I zu erhöhen,

richtet, das in der Wand des vorderen Endteils 7 an- Da das Reflexionsvermögen der inneren Wand des

geordnet ist. Dadurch beleuchtet eins vom vorderen hohlen Teils eines lebenden Körpers — wie im vorste-

Ende 27« des Lichtleitersystems ausgehende Licht henden beschrieben—als gleichförmig über den ge-

das Objekt durch das Beleuchtungsfeiistcr 28. Das in samten Bereich angesehen werden kann, ist die Inten-

hintere Ende des optischen Liehlleitersystems 27 en- sität oder die Gesamtmenge des vom Fotoelement I

det an einer Stelle im Kontrollgehäuse oder außerhalb empfangenen Lichts eine Funktion der Entfernung

desselben. Das hintere Ende des optischen Lichtleiter- zwischen dem Objekt und dem vorderen Endteil des

systems 27 ist mit einer Lichtquelle 2, beispielsweise Endoskops, von dem das Licht ausgesandt wird, wenn

einer Lampe, verbunden. Das Licht von der Licht- 15 die Intensität des ausgesandten Lichts konstant gchal-

quel)e2, das vom hinteren Ende des Lichtleitersy- ten wird. Das im Fotoelement I infolge der Intensität

stem; 27 durch dieses hindurch zum vorderen Ende oder der Gesamtmenge des von diesem aufgcnommc

27« übertragen worden ist, wird von diesem ausge- nen Lichts erzeugte elektrische Signal wird angezeigt

strahlt, und das Objekt wird beleuchtet. Die Intensität oder registriert in dem Anzeige- oder Registrierinstru-

des vom vorderen Ende 27 « des optischen Lichtleiter- 20 ment 21 über den Gleichstromverstärker 3 und den

systems ausgesandten Lichts kann auf einen vorbe- Ausgangskompensator 33. Daher kann die Enlfer-

stimmten Wert eingestellt werden. nung zwischen dem Objekt und dem vorderen Endteil

Ein lichtempfangendes Fenster 30, bestehend aus des Endoskops von der Anzeige oder der Aufzeich-

cincr Kondcnsorlinse, ist in der Wand des vorderen nung des Anzeige- oder Registrierinstruments 21 ab-

Endteils 7 nahe dem Beleuchtungsfenster 28 ange- 25 gelesen werden, nicht nur nachdem die Beobachtung

bracht, und hinter dem lichtempfangenden Fenster 30 beendet ist, sondern auch während derselben,

ist ein Fotoelement 1 angeordnet. Im folgenden soll nun die Wirkungsweise des Aus-

Das vom vorderen Ende 27« des optischen Licht- gangskompensators 33 und der Einstellmittel 34 be-

leitersystems 27 ausgesandte und vom Objekt reflek- schrieben werden. Während der Beobachtung der in-

tierte Licht wird durch das lichtaufnehmende Fenster 30 neren Wand des hohlen Teils eines lebenden Körpers

30 vom Fotoelement 1 aufgenommen. Das Fotoele- durch ein in einem Endoskop enthaltenes optisches

ment 1 erzeugt ein elektrisches Signal, das der Inten- Beobachtungssystem ist es oft erwünscht, zur besseren

sität des von ihm aufgenommen Lichts entspricht. Mit Beobachtung des Objekts die Intensität des Lichts,

dem fotoelektrischen Element 1 ist .ein Gleichstrom- das das Objekt beleuchtet, in Abhängigkeit von der

verstärker 3 verbunden. Dieser verstärkt das ihm vom 35 Entfernung zwischen dem Objekt und dem vorderen

Fotoelement I zugeführte Signal. Endteil des Endoskops zu verändern. In diesem Fall

Der Gleichstromverstärker 3 ist an einen Ausgangs- wird aber die Intensität oder die Gesamtmenge des

kompensator 33 angeschlossen. Mechanische Ein- vom Fotoelement 1 empfangenen Lichts notwendiger-

stellmittel 34 sind mit dem Ausgangskompensator 33 weise verändert, auch wenn die Entfernung konstant

und mit Blenden 35 verbunden, die bei der Licht- 40 gehalten wird. Das elektrische Signal, das von dem fo-

quelle 2 angeordnet sind. Mit dem Ausgangskompen- toelektrischen Element 1 und dem Anzeige- oder Auf-

sator 33 ist ein Anzeige- und Registrierinstrument 21 zeichnungsinstrument 21 durch den Gleichstromver-

verbunden. Ein elektrisches Signal oder ein Impuls, stärker 3 und den Ausgangskompensator 33 zugeführt

der vom Komensator 33 geliefert wird und der wird, muli jedoch auf demselben Wert gehalten wer-

dem elektrischen Signal entspricht, welches vom 45 den, wenn die Entfernung zwischen dem Objekt und

Fotoelement 1 erhalten wird, wird vom Anzeige- dem vorderen Endteil des Endoskops nicht verändert

oder Registrierinstrument 21 angezeigt. Wie im vor- wird.

stehenden beschrieben, kann die Skala des Anzeige- Dies wird gemäß einem weiteren wesentlichen oder Registrierinstruments 21 durch Umrechnung des Merkmal der vorliegenden Erfindung erreicht, indem vom Ausgangskompensator 33 erhaltenen elektri- 50 der Ausgangskompensator 33 mit den Einstellmitteln sehen Signals in Entfernungswerte gleich in Entfer- 34 in solcher Weise gekoppelt wird, daß der Ausgang, nungen geeicht sein, wenn die Intensität der Licht- der dem Anzeige- oder Aufzeichnungsinstrument 21 quelle 2 konstant gehalten wird. Das vom fotoelektri- vom Ausgangskompensator 33 zugeführt wird, im umsehen Element 1 entsprechend der Intensität des von gekehrten Verhältnis zur Veränderung der Intensität diesem aufgenommenen Lichts erzeugte elektrische 55 oder Gesamtmenge des von der Lichtquelle 2 ausge-Signal ist dann eine Funktion der Entfernung zwi- sandten Lichts verändert wird. Wenn daher die sehen dem Objekt und dem vorderen Ende des Endo- Blende 35 durch manuelle Betätigung der Einstellmitskops. tel 34 eingestellt wird, um die Intensität oder Gesamt-

Die Wirkungsweise des Ausgangskompensators 33 menge der von der Lichtquelle 2 durch sie hindurch und der Einstellmittel 34 wird an späterer Stelle be- 60 zum optischen Lichtleitersystem 27 gehenden Lichtschrieben, menge zu verändern, wird der Ausgang, der dem An-

Im Betrieb wird die Beleuchtungsquelle 2 durch zeige- oder Aufzeichnungsinstrument 21 vom Ass-Betätigung des Steuermechanismus im Steuergehäuse gangskompensator 33 zugeführt wird, im umgekehr des Endoskops mit Strom versorgt, während der vor- ten Verhältnis zur Veränderung der Intensität oder dere Endteil in den hohlen Teil eines lebenden KSr- 65 Gesamtmenge des vom vorderen Endteil 7 ausgesandpers od. dgl, der beobachtet werden solL eingeführt tea Lichts verändert Hierdurch wird am Ausgang des ist Das Liebt, das von der Lichtquelle 2 ausgesandt Ausgangskompensators 33 in der Weise eine Kom- und vom Objekt reflektiert worden ist, wird vom Fo- pensation erreicht, daß die Veränderung der intensität

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oder Gesamtmenge des vom vorderen nudteil7 aus- Schlitz 47 versehen, in den der Teil 48 der Welle 45, gesandten Lichts ausgeglichen wird. Die Anzeige oder der im Querschnitt abgflacht ist, verschiebbar einAufzeichnung im Anzeige- oder Aufzcichnungsinstru- greift. Hierdurch kann die Platte 42 lediglich parallel ment 21 zeigt dann genau die Entfernung zwischen zur Platte 41 verschoben werden, so daß die Intensität dem Objekt und dem vorderen Endteil des Endoskops 5 des Lichts, das durch die Schlitze 43 und 44 in den an, auch wenn die Intensität oder Gesamtmenge des Platten 41 und 42 fällt, in Abhängigkeit von der vom vorderen Endteil ausgesandten Lichts verändert Größe der relativen Bewegung der Platten 41 und 42 wird, um eine bessere Beobachtung des Objekts /u er- verändert wird. An einer Seite der Blendenplatte 42 ist möglichen. eine Zahnstange 49 angeformt. Auf das eine Ende der

Im vorderen Endteil des Endoskops kann an Stelle io Welle Sl ist ein Zahnrad 50 montiert, das mit der des vorbeschriebenen optischen Bclcuchtungssystcms Zahnstange 49 in Eingriff steht. Am anderen Ende der auch eine Lampe angeordnet werden. In diesem Falle Welle ist ein Einstellknopf 52 angebracht. Durch Drewird die Intensität des Lichts mit Hilfe der Einstell- hung des Knopfes 52 kann die Platte 42 relativ zur mittel 34, die den Eingang der Lampe einstellen, ver- Platte 41 verschoben werden. Der Knopf 52 bildet die ändert, während der \usgangskompensator 33 in ahn- 15 Einstellmittel 34 in F i g. 6. Auf der Welle 51 ist ein Sicher Weise, wie dies im vorstehenden beschrieben Kontaktarm 53 montiert mit einem Kontakt 54 an seiworden ist, betätigt wird. ncm äußeren Ende. Der Kontakt 54 ist so ausgebildet.

Das vorbeschriebene Endoskop kann mit fotogra- daß er gleitend in Kontakt mit einem kreisbogcnför-

fischcn Mitteln versehen sein, die ein Objektivlinsen- migen Widerstand 55 steht, der den Ausgangskom-

system 1 i umfassen, das im vorderen Endteil 7 unter- 20 pensator 33 in F i g. 6 bildet. Der Leitungsdraht 56 ist

gebracht ist, und ein Magazin 9, das eine Filmrolle mit seinem einen Ende mit dem Arm 53, der Leitungs-

enlhält. Der Film 10 wird jedesmal, wenn das Endo- draht 57 mit dem Widerstand 55 verbunden, während

skop eine fotografische Aufnahme des Objekts ma- die anderen Enden mit dem Gleichstromverstärker 33

chen soll, in der langgestreckten Röhre aus dem Ma- bzw. dem Anzeige- oder Aufzeichnungsinstrument 21

gazin 9 weiter herausgezogen, in ähnlicher Weise, wie 25 in F i g. 6 verbunden sind. Wenn daher durch Drehung

dies im vorstehenden beschrieben worden ist. des Knopfes 52 die Platte 42 relativ zur Platte 41 vcr-

In dem Endoskop, das ein optisches System und schoben wird, ändert sich die Intensität des durch die

fotografische Mittel der vorbeschriebenen Art auf- Schlitze 43 und 44 hindurchgehenden Lichts, und der

weist, muß die Intensität des vom vorderen Endteil Widerstand zwischen dem Gleichstromverstärker 32

des Endoskops ausgesandten Lichts zur Erzielung der 30 und dem Anzeige- oder Aufzeichnungsinstrument 2i

richtiiien Belichtung des Films jedesmal vergrößert kann in umgekehrtem Verhältnis wie die Veränderung

werden, wenn das Objekt fotografiert werden soll, der Intensität des durch die Schlitze 43 und 44 hin-

währcnd die Lichtintensität bei der Beobachtung des durchtretenden Lichts verändert werden.

Objekts zur besseren Beobachtung desselben vcrän- Wenn das Endoskop betätigt wird, um eine foto-

dcrbar gemacht werden muß. Die genaue Belichtungs- 35 grafische Aufnahme von einem Objekt zu machen,

zeit kann in derselben Weise eingestellt werden, wie wird die Drehspule 46 erregt und dreht die Welle 45.

dies im vorstehenden beschrieben worden ist. Um zu Hierdurch werden die Blendenplatten 4t und 42 aus

verhindern, daß das während der Beobachtung des der optischen Achse zwischen der Lichtquelle 29 und

Objekts ausgesandte Licht auf den Film 10 einwirkt, dem hinteren Ende des lichtleitenden Glasfasersy-

können Blenden im vorderen Enteil im optischen Weg 40 stems 27 herausgedreht, so daß das für die fotografi-

des Objektivlinsensystems 11 vor dem Film 10 vorge- sehe Aufnahme des Objekts benötigte intensive Licht

sehen werden, die mit dem Steuermechanismus im ausgesandt werden kann.

Steuergehäuse gekoppelt sind und jedesmal, wenn das Ein alternatives Beispiel für eine Vorrichtung, wie

Objekt fotografiert werden soll, geöffnet werden, sie in F i g. 7 gezeigt ist, ist in F i g. 8 dargestellt, in

wenn die Intensität des Lichts anwächst. 45 diesem Beispiel sind zwei Blätter 58 und 59 um einen

Ein Beispiel einer Vorrichtung für die Einstellung Stift 60 entgegengesetzt schwenkbar, der an einem

der Intensität des Lichts zur besseren Beobachtung Ende eines Hebels 61 vorgesehen ist, welcher um

des Objekts wie auch für die Verstärkung der Lichtin- einen festen Stift 62 drehbar ist. Ein Stift 63, der am

tensität zur Durchführung der richtigen Belichtung anderen Ende des Hebels 61 vorgesehen ist, ist mit

des Films ist in F i g. 7 dargestellt. 50 einer Spule 64 betätigbar, wenn mit dem Endoskop

In dieser Figur sind eine Kondensorlinse 40 und eine fotografische Aufnahme gemacht werden soll, zwei parallele Blendenplatten 41 und 42 zwischen der Eine Feder 65 drückt normalerweise den Hebel 61 in Lichtquelle 29 und dem hinteren Ende des lichtleiten- die von der Spule 64 abgewandte Stellung. Der An den Glasfasersystems 27 angeordnet. Die Blenden- schlagstift 66 dient dazu, die Stellung des Stiftes 60 zu platte 41 ist mit einer Reihe langgestreckter Schlitze 55 halten, so daß die Blätter 58 und 59 mit Hilfe der 43 versehen, deren Richtung im wesentiichsn senk- nachstehend beschriebenen Einstellmittel eingestellt recht zur Richtung der Schlitzreihe verläuft. Die Blen- werden können.

denplatte 42 ist mit einer entsprechenden Anzahl und Im Blatt 58 ist ein diagonal verlaufender langge-

Größe von Schlitzen 44 versehen, die in derselben streckter Schlitz 67 vorgesehen, während im Blatt 59 Weise wie die Schlitze 43 angeordnet sind, so da3 die 60 ein entgegengesetzt geneigter, diagonal verlaufender

relative Bewegung der Platten 41 und 42 in Richtung langgestreckter Schlitz 68 vorgesehen ist, wobei sich

der Schlitzreihen die Intensität oder die Gesamtmenge die beiden Schlitze 67 und 68 schneiden. Ein auf

des durch die Schlitze 43 und 44 fallenden Lichts ver- einem Arm des schwenkbaren Hebels 70 anj,eordne-

ändert Die Blendenplatte 41 ist fest auf einer drehba- ter Stift greift gleitend in beide Schlitze CT y;id 68 ein.

ren Welle 45 einer Drehspule 46 befestigt, die jedes- 65 Der Hebel 70 ist um einen festen Stift 71 drehbar,

mal, wenn mit dem Endoskop eine fotografische Auf- während der andere Ann des drehbaren Hebels 70 mit

nähme des Objekts gemacht werden soll, betätigt einer Nockenscheibe 72 in Eingriff steht, die fest auf

wird. Die Blende 42 ist mit einem langgestreckten der Welle 51 des Einstellnrittrls angebracht ist. Der

Kontaktarm 53 und der bogenförmige Widerstand 55 mit den Anschlußdrähten SC und 57 sind in derselben Weise wie bei der in Fi g. 7 dargestellten Vorrichtung vorhanden. Eine Feder 73 dient dazu, den vorbeschriebenen anderen Arm des schwenkbaren Hebels 70 in Eingriff mit der Nockenscheibe 72 zu halten.

Die beiden Blätter 58 und 59 bilden eine zwischen sich einstellbare Öffnung im optischen Weg zwischen der Lichtquelle und dem hinteren Ende des lichtleitenden Glasfasersystems, so daß die Intensität des durch sie hindurchtretenden Lichts zur besseren Beobachtung eingestellt werden kann. Die Größe der öffnung wird gesteuert durch Drehung der Welle 51. Dabei wird der Hebel 70 durch Zusammenwirken mit

dere Nockenscheibe 72 geschwenkt, und der auf dem einen Arm dieses Hebels sitzende Stift 69 gleitet in den entgegengesetzt geneigten Schlitzen 67 und 68 in den Blättern 58 und 59. Hierdurch werden diese in entgegengesetzter Richtung bewegt, und die öffnung zwischen beiden wird eingestellt. Wenn das Endoskop zum Fotografieren eines Objekts eingesetzt wird, wird die Spule 64 betätigt und dreht den Hebel 61 gegen die Wirkung der Feder 65. Hierdurch wird der bewegbare Stift 60, der die Blätter 58 und 59 unterstützt, zum Stift 67 hin bewegt. Dadurch werden die Blätter 58 und 59 aus dem optischen Weg geschwenkt, so daß das intensive Licht auf das lichtleilende Glasfasersystem fällt und das Objekt fotografiert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Entfernung zwischen einem Endoskop und einem mit diesem zu beobachtenden Objekt, wobei das Endoskop eine Lichtquelle einer bestimmen Intensität sowie ein Fotoelement aufweist, welches das vom Objekt reflektierte Licht aufnimmt und ein Signal erzeugt, das von der Entfernung zwischen Endoskop und Objekt abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal einer in Entfernuiigsangaben geeichten Registrier- oder Anzeigevorrichtung (21) zugeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Fotoelement (1) erzeugte elektrische Signal einem Gleichstromverstärker (3) zugeführt und das von diesem verstärkte Signal einem Einstellkreis (4) zugeführt ist, der einen Schaltkreis (5) betätigt, welcher die Beleuchtung des Objekts beendet, wenn diese dem vom Einstellkreis (4) festgelegten Wert entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (2) verwendet wird, deren Licht in einem Bereich liegt, in dem das für die fotografische Aufnahme verwendete Filmmaterial (10) nicht empfindlich ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle (2) eine Galliumarsenid-Leuchtdiode verwendet wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) und das auf das Objekt gerichtete Fotoelement (1) und ein Objektivlinsensystem (11) im vorderen Endteil (7) des Endoskops angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, rückbezogen auf Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) eine Quelle für nahe Infrarotstrahlung ist und daß im vorderen Endteil (7) des Endoskops eine weitere Lichtquelle (13) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen (34) zur Veränderung der Intensität des Lichts vorgesehen sind und daß zu deren Kompensation außerdem Vorrichtungen (33) vorgesehen sind, die eine Veränderung des vom Fotoelement (I) erzeugten elektrischen Signals in entgegengesetzter Richtung hervorrufen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fotoelement (1) ringförmig um das Objektivlinsensystem (11) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder/und gegebenenfalls eine weitere Lichtquelle (2, gegebenenfalls 13) sich in einem Steuergehäuse befindet und dort den Beginn eines Glasfasersystems (27, gegebenenfalls 26) beleuchtet, das sich durch das Endoskop hindurch bis zu einer Endfläche (27 a, gegebenenfalls 26 a) im vorderen Endteil (7) des Endoskops erstreckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lichtquelle (2) und Glasfasersystem (27) eine einstellbare Blendenvorrichtung (35) angeordnet ist.

H. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Blendenvorrichtung (35; aus zwei mit parallelen Schlitzen (43,44) versehenen Blendenplatten (41, 42) besteht, die senkrecht zu den Schlitzen gegeneinander verschiebbar sind

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beide Blendenplatten (41, 42) mittels einer Drehspule (46) gemeinsam aus dei optischen Achse zwischen Lichtquelle (2) und Glasfasersystem (27) bringbar sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenvorrichtung (35) aus zwei um einen auf einem Winkelhebel (61) angebrachten Stift (60) schwenkbaren, V-förmigen Blättern (58, 59) besteht, die mittels eines auf einem weiteren Winkelhebel (70) angebrachten Stifts (69), welcher in zwei in den Blättern (58,59) befindlichen, sich kreuzenden Schlitzen (68, 69) verschiebbar ist, gegeneinander verschwenkbar sind, wobei der zweite Winkelhebel durch eine Feder (73) gegen eine spiralförmige Kurvenscheibe (72) gedrückt ist, die von Hand drehbar ist, und wobei der erste Winkelhebel (61) gegen eine Feder (65) von einer Spule (64) bewegbar ist und die Blendenvorrichtung aus der optischen Achse zwischen Lichtquelle (2) und Glasfasersystem (27) schwenkt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche K) bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenvorrichtung (35) mit einem Drehwiderstand (53. 55) in dem Sinne gekoppelt ist, daß bei Verringerung der Blendenöffnung der Widerstand vergrößert wird.