-
Die Erfindung betrifft ein Endoskop, bestehend aus einem mit einem
Okular versehenen Steuergehäuse, einem sich anschließenden flexiblen röhrenförmigen
Abschnitt und einem daran angesetzten vorderen Endstück mit einem Objektivlinsensystem,
wobei letzteres mit dem Okular optisch durch ein optisches Bildübertragungssystem
verbunden ist, sowie aus einer Einrichtung zur Ermittlung des Abstandes des zu untersuchenden
Objekts vom vorderen Endstück des Endoskops und damit der Abmessungen des Gesichtsfeldes
bzw. des Objektivmittels einer Projektionseinrichtung im vorderen Endstück des Endoskops
zur Emission eines auf das zu untersuchende Objekt gerichteten Lichtbündels.
-
Beim Gebrauch eines Endoskops ist es notwendig, hintereinander oder
in gewissen zeitlichen Abständen ein Objekt zu beobachten, wie z. B. einen Teil
eines Hohlraums des menschlichen Körpers, um festzustellen, wie sich der untersuchte
Teil mit fortschreitender Zeit verändert, indem die Ergebnisse früherer Untersuchungen
mit denen späterer Untersuchungen verglichen werden. Ein solcher Vergleich erfordert
die exakte Ermittlung des Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück
des Endoskops, um die tatsächlichen Abmessungen des Objektes oder des Gesichtsfeldes
zu bestimmen, so daß eine korrekte Beurteilung der Entwicklung des Objektes, welches
sich beispielsweise mit fortschreitender Zeit hinsichtlich seiner Größe verändert,
möglich wird.
-
Bei bekannten Systemen dieser Art wird die Größe der Verstellung
des Objektivlinsensystems des Endoskops für die Scharfeinstellung auf das Objekt
für eine Abschätzung des Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück
des Endoskops verwendet. Befindet sich jedoch im Endoskop ein Weitwinkelobjektiv,
welches eine größere Schärfentiefe hat, dann ist eine exakte Einstellung des Brennpunktes
sehr schwierig, wodurch die Genauigkeit der Untersuchung vermindert wird.
-
Bei einem anderen bekannten System wird ein Lichtbündel vorbestimmter
hoher Lichtstärke vom vorderen Endstück des Endoskops ausgesandt, um das Objekt
zu beleuchten, wobei das vom Objekt reflektierte Licht durch eine im vorderen Endstück
des Endoskops befindliche lichtempfindliche Einrichtung aufgenommen und im Maße
seiner Intensität in einen elektrischen Strom umgewandelt wird, mit dessen Hilfe
der Abstand zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops ermittelt
werden kann. Die Zuverlässigkeit dieser Methode zur Bestimmung des Abstandes zwischen
dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops ist jedoch relativ gering, da
sich der Winkel zwischen der opitschen Achse des Objektivlinsensystems und der Normalen
auf der Oberfläche des Objekts während der Untersuchung durch den Endoskop ständig
ändert, was in einer Änderung der auf die lichtempfindliche Einrichtung auftreffenden
Lichtmenge resultiert, die letztlich auch von der Anderung des Winkels zwischen
der optischen Achse und der Normalen abhängt.
-
Bei einem Endoskop mit einem Objektivlinsensystem konstanter Brennweite
ändert sich die vom Endoskop erfaßbare Größe des Gesichtsfeldes in Abhängigkeit
vom Abstand zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops, in dem
sich das Objektivlinsensystem befindet. Deshalb ist es bei einem solchen Endoskop
möglich, die tat-
sächlichen Abmessungen des Gesichtsfeldes einheitlich durch Messung
des Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops zu bestimmen.
-
Andererseits ändert sich die Abmessung des Gesichtsfeldes in einem
Endoskop, das ein Objektivlinsensystem mit veränderlicher Vergrößerung hat, nicht
nur durch die obenerwähnte Änderung des Abstandes, sondern auch durch die Anderung
der Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems.
-
Es ist deswegen nicht möglich, die tatsächlichen Abmessungen des Gesichtsfeldes
eines derartigen Endoskops lediglich durch Messung des Abstandes zwischen dem Objekt
und dem vorderen Endstück des Endoskops zu bestimmen. Es müssen vielmehr Kompensationseinrichtungen
geschaffen werden, die die Änderung der Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems
kompensieren, um eine korrekte Messung der tatsächlichen Dimension des Gesichtsfeldes
auf der Basis des obenerwähnten Abstandes zu ermöglichen.
-
Darüber hinaus ändert sich bei einem Endoskop mit einem Objektivlinsensystem
unveränderlicher Brennweite die scheinbare Größe des Bildes eines Objektes im Gesichtsfeld
des Endoskops im umgekehrten Verhältnis zur Änderung des Abstandes zwischen dem
Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops.
-
Deswegen ist es auch nicht möglich, die wahren Dimensionen des im
Gesichtsfeld des Endoskops befindlichen Objekts lediglich durch Messung der scheinbaren
Größe des Bildes des Objekts, so wie es im Gesichtsfeld des Endoskops erscheint,
zu ermitteln. Es sind Kompensationseinrichtungen notwendig, um die Änderung des
Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops zu kompensieren,
um so eine korrekte Feststellung der wahren Größe des Objektes auf der Basis der
Messung der scheinbaren Größe des Bildes des Objektes, wie es im Endoskop erscheint,
zu treffen.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die geschilderten
Nachteile der bekannten Endoskope zu vermeiden und eine Einrichtung zu schaffen,
die es ermöglicht, den Abstand zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des
Endoskops ebenso wie die wahren Dimensionen des durch das Endoskop erfaßbaren Gesichtsfeldes
bzw. die wahren Dimensionen des im Gesichtsfeld des Endoskops befindlichen Objekts
zu messen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die Projektionseinrichtung
in einem bestimmten seitlichen Abstand von dem Objektivlinsensystem bzw. dessen
Reflexionseinrichtung befindet und das Lichtbündel dünn ist und daß im Steuergehäuse
eine Ableseeinrichtung zur Ermittlung der Position des durch das dünne parallele
Lichtbündel auf dem zu untersuchenden Objekt erzeugten Lichtflecks innerhalb des
Gesichtsfeldes des optischen Systems vorgesehen sind.
-
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, den Abstand
zwischen einem Objekt und dem vorderen Endstück eines Endoskops, das geeignet ist,
in Hohlräume eines lebenden Körpers od. dgl. zum Zwecke von dessen Untersuchung
eingeführt zu werden, zu messen.
-
Es ist weiterhin möglich, die wahren Dimensionen des durch ein mit
einem Objektivlinsensystem veränderlicher
Vergrößerung ausgestatteten
Endoskops erfaßbaren Gesichtsfeldes ungeachtet der Änderung der Stärke der Vergrößerung
des Objektivlinsensystems zu bestimmen.
-
Schließlich ist es durch die Erfindung möglich, die wahren Dimensionen
eines durch das Gesichtsfeld eines Endoskops mit einem Objektivlinsensystem unveränderlicher
Brennweite erfaßbaren Objektes zu bestimmen, ungeachtet der Änderung des Abstandes
zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops.
-
Im Prinzip arbeitet die vorliegende Erfindung mit einem oder zwei
dünnen parallelen Lichtbündeln, die vom vorderen Endstück des Endoskops in Richtung
auf das Objekt ausgesandt werden. Der oder die auf diese Weise emittierten dünnen
parallelen Lichtbündel erzeugen auf der Oberfläche des Objektes helle Flecken, die
durch das Endoskop zusammen mit dem Bild des Objektes beobachtet werden, wobei sich
die Position der Lichtflecken innerhalb des durch das Endoskop erfaßbaren Gesichtsfeldes
in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops
ändert.
-
Gemäß der Erfindung wird also der Abstand zwischen dem Objekt und
dem vorderen Endstück des Endoskops auf der Basis der Positionen des oder der Lichtflecken
innerhalb des durch das Endoskop erfaßbaren Gesichtsfeldes bestimmt, wobei als Hilfsmittel
in der Brennebene des Okulars entweder eine Strichteilung oder eine bewegliche Ablesemarke
vorgesehen sind, die durch einen Stellmechanismus im Steuergehäuse eingestellt werden
können.
-
Gemäß einer anderen Ausbildung des Erfindungsgedankens kann die Richtung
des oder der dünnen parallelen Lichtbündel durch Betätigung eines im Steuergehäuse
des Endoskops eingebauten Mechanismus verändert werden. Das Steuergehäuse ist mit
dem vorderen Endstück des Endoskops durch eine langgestreckte flexible Röhre verbunden,
deren Biegung vorzugsweise mit Hilfe eines ebenfalls im Steuergehäuse untergebrachten
Steuermechanismus geregelt werden kann. Wenn die Richtung des oder der dünnen parallelen
Lichtbündel verändert wird, ändert sich auch die Position des oder der Lichtflecke,
die auf der Oberfläche des Objekts erzeugt werden. Somit läßt sich der Abstand zwischen
dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops auf der Basis der Größe der Verstellung
des Steuermechanismus bestimmen, wenn der Lichtstrahl auf eine stationäre Ablesemarke
in der Brennebene des Okulars oder irgendeiner anderen Brennebene des optischen
Beobachtungssystems des Endoskops einjustiert wird oder wenn die zwei Lichtflecken
gegeneinander oder in einer vorherbestimmten Relation zum Gesichtsfeld justiert
werden.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Messung der wahren Dimension
des Gesichtsfeldes bei einem Endoskop, das ein Objektivlinsensystem variabler Vergrößerung
besitzt, durch einen Differentialmechanismus erreicht, der bei gleichzeitiger Betätigung
der Einrichtung für die Anzeige der wahren Dimension des Gesichtsfeldes geeignet
ist, eine Differentialkopplung zwischen der Einrichtung zur Regelung der Brennweite
bzw. der Abstandsmeßeinrichtung und der Einrichtung zur Verstellung der Vergrößerung
des Objektivlinsensystems zu bilden. Dabei stellt die Größe der Verstellung der
Brennweiten-
reguliereinrichtung oder der Distanzmeßeinrichtung eine Anzeige für
den Abstand zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops dar, während
die Größe der Verstellung der Vergrößerungsreguliereinrichtung des Objektivlinsensystems
ein Maß für die Veränderung der Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems
darstellt.
-
Auf diese Weise wird der Effekt der Anderung der Stärke der Vergrößerung
des Objektivlinsensystems kompensiert, damit in der Anzeigeeinrichtung eine korrekte
Anzeige der wahren Dimensionen des Gesichtsfeldes des Endoskops ohne Rücksicht auf
die Veränderung der Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems erhalten werden
kann.
-
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist in einem Endoskop,
das ein Objektivlinsensystem unveränderlicher Brennweite besitzt, ein Differentialmechanismus
vorgesehen, der mit einer Anzeigeeinrichtung gekoppelt ist und der eine Differentialkopplung
zwischen der Brennpunktregulierung für das Objektivlinsensystem oder der Distanzmeßeinrichtung
zur Bestimmung des Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops
mit einer Größenmeßeinrichtung zur Bestimmung der scheinbaren Größe des Bildes des
Objektes bildet. Dabei bildet die Größe der Verstellung der Brennpunktsregulierung
oder der Abstandsmeßeinrichtung ein Maß für den Abstand zwischen dem Objekt und
dem vorderen Endstück, während es die Größenmeßeinrichtung erlaubt, die scheinbare
Größe desjenigen Bildes des Objektes zu bestimmen, welches im Gesichtsfeld innerhalb
der Brennebene des Okulars oder innerhalb irgendeiner anderen Brennebene innerhalb
des optischen Beobachtungssystems des Endoskops erzeugt wird. Die Differentialkopplung
gestattet, die Veränderung der scheinbaren Größe des Bildes des Objekts in der Brennebene,
welche durch eine Änderung des Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück
des Endoskops verursacht ist, zu kompensieren, so daß die wahren Dimensionen des
Objektes innerhalb des Gesichtsfeldes ohne Rücksicht auf die Veränderung des Abstandes
zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops mit Hilfe der Anzeigeeinrichtung
korrekt angegeben werden können.
-
Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die an Hand der in den Figuren
wiedergegebenen Ausführungsbeispiele schematisch erläutert werden. Dabei zeigt F
i g. 1 eine allgemeine Seitenansicht eines Endoskops mit einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 einen bruchstücksweisen Längsschnitt, bei dem
das vordere Endstück des in Fig. 1 gezeigten Endoskops zu sehen ist, Fig. 3 die
verschiedenen Positionen des im Gesichtsfeld des in F i g. 2 gezeigten Endoskops
erzeugten Lichtflecks, F i g. 4 bzw. 5 eine bewegliche Ablesemarke, die in der Brennebene
des Okulars des Endoskops vorgesehen ist und die dazu dient, den Abstand des Objektes
vom vorderen Endstück des Endoskops anzuzeigen, indem die Ablesemarke in bezug auf
den im Gesichtsfeld erscheinenden Lichtfleck justiert wird.
-
F i g. 6 einen bruchstücksweisen Längsschnitt, ähnlich dem in F i
g. 2 gezeigten, aber mit dem
Unterschied, daß gemäß einer weiteren
Ausbildung der Erfindung zwei Emissionseinrichtungen vorgesehen sind, Fig. 7 einen
bruchstücksweisen Längsschnitt des in F i g. 6 gezeigten Teils, und zwar in Richtung
der optischen Achse des optischen Beobachtungssystems gesehen, welche sich vom vorderen
Endstück gegen das Objekt erstreckt, F i g. 8 bis 12 verschiedene relative Positionen
der zwei Lichtflecken innerhalb des Gesichtsfeldes des in F i g. 6 gezeigten Endoskops,
Fig. 13 bis 16 verschiedene Konfigurationen der Lichtflecken, um eine Justierung
der beiden Lichtflecken aufeinander zu erleichtern, Fig. 17 einen bruchstücksweisen
Längsschnitt, ähnlich dem in F i g. 6 gezeigten, aber mit einer anderen Modifikation
der in F i g. 6 gezeigten Einrichtung, Fig. 18 bis 20 verschiedene Typen des Differentialmechanismus,
der im Endoskop gemäß der Erfindung eingebaut ist, Fig. 21 und 22 verschiedene Formen
des Endoskops, in das die in den Fig. 18 bis 20 gezeigten Einrichtung eingebaut
sind, und Fig. 23 bis 25 verschiedene Typen der Größenbestimmungseinrichtung, die
im Endoskop gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
-
Im einzelnen ist in den Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform der
Einrichtung gezeigt, die es erlaubt, den Abstand zwischen dem Objekt und dem vorderen
Endstück des Endoskops gemäß der vorliegenden Erfindung zu bestimmen.
-
In F i g. 1 umfaßt das gezeigte Endoskop ein vorderes Endstück 1,
das mit einem Steuergehäuse 2 durch eine langgestreckte flexible Röhre 3 verbunden
ist. Das Steuergehäuse 2 ist mit einer Brennpunktsregulierung 4, einem Okular 5,
einer Stromzuführung 6 und vorzugsweise Steuermitteln (nicht dargestellt) zur Regulierung
der Biegung der langgestreckten Röhre 3 ausgestattet.
-
Wie aus Fig.2 hervorgeht, erstreckt sich durch die langgestreckte
Röhre 3 ein optisches Bildübertragungssystem 7, wie z. B. ein optisches Fasersystem,
vom Steuergehäuse 2 zum vorderen Endstück 1 des Endoskops. Im vorderen Endstück
1 ist vor der vorderen Endfläche 7 a des optischen Bildübertragungssystems 7 längs
dessen optischer Achse ein Objektivlinsensystem 8 vorgesehen, vor welchem sich eine
Reflexionseinrichtung 9, wie z. B. ein Prisma, befindet, und zwar in Richtung der
optischen Achse zwischen dem Objektivlinsensystem 8 und der vorderen Endfläche des
bildübertragenden optischen Systems 7, so daß das Licht vom Objekt 10, welches auf
die Reflexionseinrichtung 9 durch ein Fenster 11, welches sich in der Wandung des
vorderen Endstücks 1 befindet, fällt, durch die Reflexionseinrichtung 9 in Richtung
auf und durch das Objektivlinsensystem 8 reflektiert wird, so daß es auf die vordere
Endfläche 7 a des bildübertragenden optischen Systems 7 fokussiert wird und dort
ein Bild des Objektes erzeugt. Das auf der vorderen Endfläche 7a erzeugte Bild wird
durch das optische Bildübertragungssystem7 auf dessen rückwärtige Endfläche übertragen.
Die rückwärtige Endfläche des optischen Bildübertragungssystems 7 befindet sich
im Steuergehäuse vor dem Okular 5, so daß es möglich ist, das übertragene Bild des
Objekts durch das Okular 5 zu betrachten. Die Scharfeinstellung des Objektiv-
linsensystems
erfolgt mit Hilfe der Brennpunktsreguliereinrichtung.
-
Im vorderen Endstück 1 befindet sich eine Lichtquelle 12, wie z.
B. eine Lampe, zur Erleuchtung des Objekts durch das Fenster 11, deren Stromversorgung
von einer äußeren Energiequelle her durch Leitungen erfolgt, die sich vom Steuergehäuse
2 durch die langgestreckte Röhre 3 erstrecken. Die Lichtquelle 12 kann aber auch
durch ein vom Steuergehäuse 2 zum vorderen Endstück 1 durch die langgestreckte Röhre
3 reichendes faseroptisches Lichtübertragungssystem ersetzt sein. In diesem Fall
wird das rückwärtige Ende des faseroptischen Lichtübertragungssystems, das sich
im oder in der Nähe des Steuergehäuses 2 befindet, von einer äußeren Lichtquelle
erleuchtet und das Licht durch das optische Fasersystem zu dessen vorderem Ende
übertragen und von dort aus in Richtung des Objektes emittiert.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zur Messung
des Abstandes zwischen dem Objekt 10 und dem vorderen Endstück 1 des Endoskops eine
Projektionseinrichtung verwendet.
-
Die Projektionseinrichtung besteht aus einem optischen Fasersystem
13, das vom Steuergehäuse 2 durch die verlängerte Röhre 3 zum vorderen Endstück
1 reicht, einem Kollimatorlinsensystem 14, das vor der vorderen Endfläche 13 a des
optischen Fasersystems 13 in Richtung von dessen optischer Achse angeordnet ist,
und einer Reflexionseinrichtung 15, wie z. B. einem Prisma, das vor dem Kollimatorlinsensystem
14 in Richtung von dessen optischer Achse angeordnet ist. Das rückwärtige Ende des
optischen Fasersystems 13, das sich in der Nähe oder im Steuergehäuse 2 befindet,
wird durch eine äußere Lichtquelle (nicht dargestellt) erleuchtet, so daß das Licht
durch das optische Fasersystem 13 zu dessen vorderem Ende 13 a übertragen und von
dort emittiert wird. Das von der vorderen Endflächel3a des optischen Fasersystems
13 emittierte Licht wird vom Kollimatorlinsensystem 14 zu einem dünnen parallelen
Lichtbündel gesammelt, das von der Refiexionseinrichtung 15 durch das Fenster 16,
das in der Wandung des vorderen Endstücks 1 vorgesehen ist und in einem gewissen
Abstand von der optischen Achse angeordnet ist, die sich von der Reflexionseinrichtung
9 des Objektivlinsensystems 8 zum Objekt 10 erstreckt, in Richtung auf das Objekt
10 reflektiert wird. Die Richtung des solchermaßen reflektierten parallelen Lichtbündels
ist so festgelegt, daß der Lichtstrahl innerhalb des durch das Objektivlinsensystem
8 überschaubaren Gesichtsfeldes auf das Objekt auftrifft und die optische Achse
zwischen der Reflexionseinrichtung 9 und dem Objekt 10 vorzugsweise in einem Winkel
t ; kreuzt. Wie in F i g. 2 gezeigt, wird der Winkel X vorzugsweise so groß wie
möglich gemacht.
-
Auf diese Weise erzeugt das dünne parallele Lichtbündel, das auf
das Objekt 10 auftrifft und von der Reflexionseinrichtung 15 herkommt, einen kleinen
Lichtfleck auf der Oberfläche des Objektes 10, der durch das optische Beobachtungssystem
betrachtet werden kann, das aus der Reflexionseinrichtung 9, dem Objektivlinsensystem
8, dem optischen Bildübertragungssystem 7 und dem Okular 5 zusammen mit dem durch
das Objektivlinsensystem 8 überschaubaren Gesichtsfeld besteht.
-
Wie in F i g. 3 gezeigt, ist in der Brennebene des Okulars 5 eine
Strichteilung 17 vorgesehen. Die
Strichteilung 17 ist in einer Ebene
angeordnet, die sowohl durch die optische Achse zwischen der Reflexionseinrichtung
9 und dem Objekt 10 als auch durch das dünne parallele Lichtbündel geht, das von
der Retlexionseinrichtung 15 auf das Objekt 10 reflektiert wird, wenn beide durch
das Okular 5 beobachtet werden.
-
Wenn daher der Abstand zwischen dem Objekt 10 und dem vorderen Endstück
1 des Endoskops verändert wird, z. B. wie in Fig. 2 gezeigt, von der Position A
nach B und C, dann ändert sich die Position des Lichtflecks, der durch das dünne
parallele Lichtbündel auf der Oberfläche des Objektes 10 erzeugt wird und durch
das Okular 5 beobachtet wird, innerhalb des durch das Objektivlinsensystem 8 erfaßbaren
Gesichtsfeldes, so wie es in F ; i g. 3 durch die Positionen A', B' und C' angedeutet
ist, so daß es möglich ist, die Positionen des Lichtfleckes mit Hilfe der Strichteilung
17 abzulesen. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen dem Objekt 10 und dem vorderen
Endstück 1 mit Hilfe der Strichteilung 17, die in der Brennebene des Okulars 5 vorgesehen
ist, bestimmt werden.
-
Alternativ kann in der Ebene der Strichteilung 17 eine bewegliche
Ablesemarke 18 vorgesehen sein, so daß entweder die Ablesemarke 18 oder deren durch
ein konventionelles optisches System erzeugtes Bild in der Brennebene des Okulars
5 mit Hilfe eines im Steuergehäuse 2 befindlichen Steuermechanismus (nicht dargesfellt)
bewegt werden kann. Die Bewegung der Ablesemarke 18 wird vom Steuermechanismus geregelt,
so daß die Ablesemarke 18 auf den Lichtfleck, so wie er in der Brennebene des Okulars
5 erscheint, justiert wird. Damit wird der Abstand des Objektes 10 vom vorderen
Endstück 1 auf der Basis der Größe der Verstellung des Steuermechanismus bestimmt,
die notwendig ist, um die Ablesemarke 18 auf den Lichtfleck einzujustieren. Zu diesem
Zweck kann im Steuergehäuse eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen werden, die die Größe
oder den Grad der Verstellung des Kontrollmechanismus sofort als Entfernung des
Objektes 10 vom vorderen Endstück 1 des Endoskops wiedergibt. In diesem Fall wird
die Form des Lichtflecks vorzugsweise als scharfe Spitze ausgebildet, die, wie in
Fi g. 5 gezeigt ist, gegen die Ablesemarke 18 gerichtet ist, was eine bequeme und
exakte Justierung der Ablesemarke 18 auf den Lichtfleck ermöglicht.
-
Entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann die Reflexionseinrichtung 15 drehbar angeordnet sein, wobei die Drehung durch
einen nicht dargestellten Steuermechanismus im Steuergehäuse 2 über eine Zugvorrichtung
bewirkt werden kann, die sich durch die langgestreckte Röhre3 erstreckt und deren
Betätigung zur Folge hat, daß die Richtung des durch die Reflexionseinrichtung 15
reflektierten dünnen parallelen Lichtbündels in einer durch die optische Achse zwischen
der Reflexionseinrichtung 9 und dem Objekt 10 gehenden Ebene geändert werden kann,
so daß der dadurch erzeugte Lichtfleck auf der Oberfläche des Objekts10, der in
der Brennebene des Okulars 5 betrachtet wird, auf eine feststehende Ablesemarke
einjustiert werden kann, die in ihrer Form der Ablesemarke 18 ähnelt und in der
Brennebene des Okulars 5 vorgesehen ist, während der Abstand des Objektes 10 vom
vorderen Endstück 1 verändert wird. Hierbei kann der Abstand zwischen dem Objekt
10
und dem vorderen Endstück 1 auf der Basis der Größe der Verstellung des Steuermechanismus
für die Einjustierung der stationären Ablesemarke auf den I,ichtfleck auf der Oberfläche
des Objektes 10 in der Brennebene des Okulars 5 bestimmt werden.
-
Auch hier ist, wie bereits oben beschrieben, im Steuergehäuse 2 eine
Anzeigeeinrichtung vorgesehen.
-
In den geschilderten Ausführungsformcn gehört hier zur Projektionseinrichtung
stets auch ein optisches Fasersystem 13. Es liegt jedoch audi im Rahmen der vorliegenden
Erfindung, das optische Fasersystem 13 durch cinc Lampc zu ersetzen, die im vorderen
Endstück 1 angeordnet ist und dcren Stromversorgung von einer äußere l. ncrgie (lucllc
durch Leitungen erfolgt, die sich vom Stcuergehäuse 2 durch die langgestreckte Röhre
3 ziehen. Bei einer solchen Anordnung kann die Reflexionseinriclltung 15 entfallen,
indem die lampe und das Kollimatorlinsensystem so angeordnet werden, daß ebenfalls
ein dünnes paralleles I.ichtbündel erzeugt wird.
-
Statt des in F i g. 2 gezeigten optischen Fascrsystems 7 kann auch
jede andere Art von optischem Bildübertragungssystem verwendet werden, beispielsweise
auch solchc, die in schon bekannten Endoskopen, wie z. B. osophagoskopen und Bronchoskopen,
verwendet werden.
-
Bei den gezeigten Ausführungsformen ist das Endoskop stets als Endoskop
für eine seitlichc Bctrachtungsweise, bei der das zu untersuchende Objekt sich seitlich
vom vorderen Endstück des Endoskops befindet, gezeigt. Es ist jedoch selbstverständlich,
daß die vorliegendc Erfindung auch für solche Endoskope Anwendung finden kann, die
für eine frontscitige Betrachtung eingerichtet sind, bei der sich das Objekt also
vor dem vorderen Endstiick des Endoskops befindet.
-
Weitcrhin kann das erfindungsgemäße Endoskop auch mit einer Fotografiereinrichtung
im vorderen Endstück ausgestattet sein, sei es mit oder ohne automatische Belichtungscinstellung.
-
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführtlngsform der vorliegenden
Erfindung.
-
Diese Ausführungsform ist ähnlich der in Fig. 2 gezeigten, nur mit
dem Unterschied, daß zusätzlich zum optischen Fasersystem 13, dem Kollimatorlinsensystem
14 und der Reflexionsei nrichtung 15 eine in Konstruktion, Anordnung und Funktion
ähnliche Projektionseinrichtung vorgesehen ist, die aus einem optischen Fasersysteml9,
einem Kollimatorlinsensystem 20 und einer Reflexionseinrichtung 21 besteht. Das
von der Reflexionseinrichtung 21 reflektierte, dünne parallele Lichtbündel wird
auf das Objekt 10 durch das Fenster 22 gerichtet, das in der Wandung des vorderen
Endstücks 1 vorgesehen ist, und zwar in einem gewissen Abstand von der optischen
Achse zwischen der Reflexionseinrichtung 9 und dem Objekt 10, auf deren anderer
Seite sich das Fenster 16 befindet. Auf diese Weise werden gleichzeitig zwei dünne
parallele Lichtbündel auf das Objekt 10 von den Reflexionseinrichtungen 15 und 21
gerichtet.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Richtung jeder
der beiden dünnen parallelen Lichtbündel so festgelegt, daß sie innerhalb des durch
das Objektivlinsensystem erfaßbaren Gesichtsfeldes auf das Objekt 10 gerichtet sind
und dabei einander in einem bestimmten Abstand vom vorderen Endstück 1 in einem
Winkel ß kreuzen. Der Winkel p
kann auch gleich Null gemacht werden,
d. h., die zwei Lichtbündel können auch parallel ausgerichtet werden.
-
Jedes der beiden dünnen parallelen Lichtbündel, die auf das Objekt
10 gerichtet werden, erzeugt auf dessen Oberfläche einen Lichtfleck. Wie in den
F i g. 8 bis 12 gezeigt, können sich die Positionen der beiden Lichtflecken relativ
zueinander innerhalb des Gesichtsfeldes des Endoskops, wie sie in der Brennebene
des Okulars 5 sichtbar werden, ändern, wenn sich der Abstand des Objektes 10 vom
vorderen Endstück 1 ändert, wenn der Winkel/-l auf einen bestimmten Wert eingestellt
ist. Damit kann der Abstand zwischen dem Objekt 10 und dem vorderen Endstück 1 auf
der Basis der relativen Positionen der zwei Lichtflecken innerhalb des Gesichtsfeldes
in der Brennebene des Okulars 5 in ähnlicher Weise bestimmt werden, wie es bereits
vorher beschrieben wurde. Wird der Winkel p gleich Null gemacht, dann erfolgt kein
Zusammenfallen der beiden Lichtflecken (s. Fig. 9 und 12), ebenso wie auch keine
Umkehrung der relativen Positionen der zwei Lichtflecken (s. Fig. 10) erfolgt, doch
ändert sich der Abstand zwischen den zwei Lichtflecken innerhalb des durch das Okular
5 beobachteten Gesichtsfeldes mit der Veränderung des Abstandes zwischen dem Objekt
10 und dem vorderen Endstück 1. Aus diesem Grunde ist es möglich, den Abstand des
Objektes 10 vom vorderen Endstückl auf der Basis des oben beschriebenen Abstandes
zwischen den zwei Lichtfiekken innerhalb des Gesichtsfeldes des Endoskops zu bestimmen.
-
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann entweder
eines oder beide der Reflexionseinrichtungen 15 und 21 drehbar angeordnet sein,
so daß entweder einer oder beide Lichtflecken, die auf der Oberfläche des Objektes
10 erzeugt werden, bewegt werden könnten, um beide Lichtflecken aufeinander einzujustieren.
Die Drehung der Reflexionseinrichtungen 15 bzw. 21 wird dabei durch einen im Steuergehäuse
2 befindlichen Steuermechanismus und mit Hilfe einer durch die langgestreckte Röhre
3 hindurchgehenden Zugvorrichtung bewerkstelligt. Die Größe der Verstellung des
Steuermechanismus für die Justierung der beiden Lichtflecken ändert sich dann in
dem Maße, in dem sich der Abstand zwischen dem Objekt 10 und dem vorderen Endstück
1 ändert. Deshalb kann der Abstand des Objektes 10 voll vom vorderen Endstück 1
direkt durch eine im Steuergehäuse angeordnete und mit dem Steuermechanismus gekoppelte
Anzeigevorriditung abgelesen werden, so daß die Größe der Verstellung direkt als
Abstand zwischen dem vorderen Endstück und dem Objektiv abgelesen werden kaml.
-
Zur Bestimmung des Abstandes zwischen dem Objekt 10 und dem vorderen
Endstück l durch Andcrung der Richtung der dünnen parallelen Lichtbündel ist cs
nicht notwendig, die zwei Lichtfiecken aufcinander einzujustieren. Vielmehr genügt
es, die beiden l ichtflecken auf vorher bestimmte relative Posidornen innerhalb
des Gesichtsfeldes in der Brennebene des Okulars 5 einzustellen.
-
Die Fig. 13 bis 16 zeigen bevorzugte Ausführungsformen der Lichtflecken,
die eine größere Genauigkqit bei der Einjustierung beider aufeinander gewährleisten.
-
F i OI 17 zeigt eine weitcre-Ausführungsform der Erfindung, wic sie
in den Fig. 6 und 7 dargestellt
ist. Diese Ausführungsform ist im wesentlichen der
in den F i g. 6 und 7 gezeigten ähnlich, nur mit dem Unterschied, daß die beiden
Projektionseinrichtungen, die aus zwei optischen Fasersystemenl3, 19, zwei Kollimatorlinsensystemen
14, 20 und zwei Reflexionseinrichtungen 15, 21 bestehen, durch eine Projektionseinrichtung
ersetzt sind, die aus einem einzigen optischen Fasersystem 19, einem einzigen Kollimatorlinsensystem
20, einem schiefwinklig vor dem Kollimatorlinsensystem 20 angeordneten, halb durchlässigen
Reflexionsspiegel 23 und einem schiefwinklig in der optischen Achse des Kollimatorlinsensystems
20 und in einem gewissen Abstand vom halbdurchlässigen Refiexionsspiegel 23 angeordneten,
vollständig reflektierenden Spiegel 24 besteht, so daß zwei dünne parallele Lichtbündel
von den Spiegeln 23, 24 auf das Objekt 10 geworfen werden. Die Positionen der Spiegel
23, 24 entsprechen jenen der Reflexionseinrichtungen 21, 15 in F i g. 6.
-
Da der Betrieb und die Wirkungsweise der in Fig. 17 gezeigten Ausführungsform
denen der in den F i g. 6 und 7 gezeigten ähnlich ist, erübrigt sich eine detaillierte
Beschreibung.
-
Gemäß einem weiteren bedeutenden Erfindungsgedanken ist für die Messung
der wahren Größe des Gesichtsfeldes, welches durch das Endoskop erfaßt wird, ein
Objektivlinsensystem variabler Vergrößerung vorgesehen.
-
Die wirklichen Abmessungen des Gesichtsfeldes, welches sich durch
ein Objektivlinsensystem festgelegter Brennweite erfassen läßt, ändern sich im Verhältnis
zum Abstand zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops.
-
Deshalb können die wirklichen Abmessungen des Gesichtsfeldes auf
der Basis des Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops
bestimmt werden, indem sie entweder aus der Brennpunktsregulierung oder aus der
Abstandsmeßeinrichtung abgeleitet werden, solange die Brennweite des Objektivlinsensystems
konstant gehalten wird. Da jedoch die Vergrößerung des in der Brennebene des Okulars
erhaltenen Bildes sich proportional zur Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems
ändert, wenn die Vergrößerungseinstellung des Endoskops betätigt wird, obgleich
der Abstand zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück konstant gehalten wird,
können die wahren Abmessungen des Gesichtsfeldes nicht lediglich durch Messung der
Größe des Bildes, das in der Brennebene des Okulars erscheint, bestimmt werden,
wenn die Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems veränderlich ist.
-
Die F i g. 18 bis 20 zeigen verschiedene Einrichtungen, die es ermöglichen,
die wahren Dimensionen des durch das Endoskop mit einem Objektivlinsensystem variabler
Vergrößerung erfaßbaren Gesichtsfeldes zu messen. Um die wahren Abmessungen des
Gesichtsfeldes während einer Veränderung der Vergrößerung des Objektivlinsensystems
direkt ablesen zu können, ist zwischen der Brennpunktsregulierung für das Objektivlinsensystem
oder der Abstandsmeßeinrichtung zur Bestimmung des Abstandes des Objektes vom vorderen
Endstück des Endoskops und der Einrichtung zur Verstellung der Vergrößerung für
das Objektivlinsensystem ein aifferentialmechanismus angebracht, der es ermöglicht,
die Einrichtung zur Brennpunktsregullerung oder zur Abstandsmessung mit der Einrichtung
zur Verstellung der Vergrößerung
zu koppeln, so daß die resultierende
Differentialbewegung auf die Anzeigevorrichtung über tragen wird, auf deren Basis
die tatsächlichen Abmessungen des Gesichtsfeldes bestimmt werden.
-
In Fig. 18 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Differentialmechanimus
dargestellt.
-
Die (nicht dargestellte) Anzeigevorrichtung ist auf einer Welle 25
montiert, an der sich ein Zahnrad 26 befindet. Das Zahnrad 26 greift in den als
Zahnstange ausgebildeten Teil der Schubstange 27 ein.
-
Dafür, daß sich die Schubstange 27 nur in ihrer Längsrichtung bewegen
kann, sorgen Langlöcher28, durch die im Steuergehäuse befestigte Führungsstifte
29 hindurchragen. Auf diese Weise wird die Anzeigeeinrichtung in Übereinstimmung
mit der Bewegung der Schubstange 27 gedreht. Ein Paar von Zahnstangen 30, 31 sind
an entgegengesetzten Seiten der Schubstange 27 parallel zueinander verschiebbar
angeordnet. In den Zahnstangen 30, 31 angeordnete Langlöcher32, 34 stehen in gleitender
Verbindung mit Führungsstiften 33, 35, die eine Bewegung der Zahnstangen 30, 31
längs ihrer Achsen und parallel zur Schubstange 27 gestatten. An der Schubstange
27 ist außerdem ein Zahnrad 36 drehbar befestigt.
-
Das Zahnrad 36 greift in jede der Zahnungen der Zahnstangen 30, 31
ein. Ein Zahnrad 37 ist auf einer Welle 38 befestigt, die drehbar im Steuergehäuse
gelagert ist. Das Zahnrad 37 greift in die andere Zahnung der Zahnstange 30 ein.
Die Welle 38 trägt außerdem einen Nocken 39, dessen Umfang die Form einer archimedischen
Spirale hat. Ein schwenkbarer Hebel 40, der bei 41 angelenkt ist, wird mit Hilfe
einer Feder 42 so gehalten, daß sie stets mit dem Umfang des Nockens 39 in Kontakt
steht. Außerdem ist am Hebel 40 bei 44 eine Stange 43 angelenkt, so daß, wenn ein
nicht dargestellter Knopf an der Welle 38 gedreht wird, die Zahiostange 30 über
das Zahnrad 37 verschoben werden kann, während die Stange 43 durch die Verbindung
zwischen dem Nocken 39 mit dem Hebel 40 verschoben wird.
-
In derselben Weise, wie soeben beschrieben, sind weiterhin eine Welle
46, ein Nocken 47, ein Zahnrad 48, ein Hebel 49 und eine Stange 52 angeordnet. Daher
wird die Zahnstange31, wenn ein nicht dargestellter Knopf an der Welle 46 gedreht
wird, über das Zahnrad 48 verschoben, während die Stange 52 durch das Zusammenwirken
des Nockens 47 mit dem Hebel 49 verschoben wird. Somit ist ersichtlich, daß die
verschiebbare Stange 27 durch den aus den Bewegungen der Zalinstangen 30 und 31
resultierenden Betrag bewegt wird, und zwar über das Zahnrad 36, das mit beiden
Zahnstangen 30, 3t in Verbindung steht. Die auf der Welle 25 befindliche Anzeigeeinrichtung
wird deshalb um den Betrag gedreht, der der Verschiebung der verschiebbaren Stange
27 entspricht. Gemäß der vorliegenden Erfindung steht die Stanze 43 iii Wirkverbindung
mit der Brennpunktsregulierung für das Ohjektivlinsensystem oder der Abstatldsmcßeinrichtung
für die Bestimmung des Abstandes des Objektes vom vorderen Endstück des Endoskops,
während die Stange 52 mit der Einrichtung zur Verstellung der Vergrößerung des Objektivlinsensystems
in Wirkverhindung steht.
-
Wenn somit bei Verwendung des Endoskops die Brennpunktsregulierung
oder die Einrichtung zur Messung des Abstandes und die Vergrößerung des Objektivlinsensystems
mit Hilfe der Vcrgrößerungscinstellvorrichtung auf einen bestimmten Wert ein-
gestellt
werden, dann wird die Anzeigeeinrichtung um einen Betrag gedreht, der der Bewegung
der verschiebbaren Stange 27 entspricht, die sich aus der differentiellen Verschiebung
der beiden Stangen 43 und 52 ergibt, so daß die tatsächlichen Dimensionen des Gesichtsfeldes
durch die Anzeigeeinrichtung mit Hilfe einer feststehenden Markierung (nicht dargestellt)
ermittelt werden können.
-
Fig. 19 zeigt eine weitere, unter Benutzung eines Plancienradgetriebes
arbeitende Ausführungsform des Differentialmechanismus der vorliegenden Erfindung.
-
In Fig. 19 ist die Stange 43, die bei 44 an den Hebel 40 angelenkt
ist, in Wirkverbindung mit der Brennpunktsregulierung oder der Abstandsmeßeinrichtung,
wobei der Hebel 40 an seinem einen Ende bei 41 angelenkt ist, während das andere
Ende mit Hilfe der Feder 42 in derselben Art, wie in Fig. 18 gezeigt, an den Nocken
39 angepreßt wird. Desgleichen steht die Stange 52 in Wirkverbindung mit der Einrichtung
zur Verstellung der Vergrößerung, und der schwenkbare Hebel49, an dem die Stange
52 angelenkt ist, wird mit Hilfe der Feder 51 an den Nokkein 47 angepreßt. Die Welle
38', an deren einem Ende der Nocken 39 befestigt ist, ist an ihrem anderen Ende
mit einem Planetenrad 54 versehen. Eine Vielzahl von Sternrädern 55 stehen mit dem
Planetenrad 54 in Verbindung. Die Differentialräder 55 greifen außerdem in die innere
Zahnung des drehbaren Zahnkranzes 56 ein. Die äußere Zahnung des drehbaren Zahnkranzes
56 greift in ein Planetenrad 57 ein, da an der Welle 46' befestigt ist, welche ihrer
seits an dem Nocken 47 fixiert ist. Die Stern räder 55 sind drehbar auf Wellen 58
gelagert, die an einer Anzeigescheibe 59 befestigt sind, die mit einer Strichteilung
zur Anzeige der Dimension des Gesichtsfeldes versehen ist. Wenn nun ein an der Welle
38' befestigter, nicht dargestellter Knopf gedreht wird, dann wird die Stange 43
durch die Verbindung des Nockens 39 mit dem Hebel40 bewegt, so daß die Brennpunktsregulierung
oder die Distanzmeßcinrichtung betätigt werden, während das Planeten rad 54 so gedreht
wird, daß die Sternräder 55 um das Planetenrad 54 bewegt werden, wenn der Zahnkranz
56 stationär gehalten wird. Deshalb wird die Anzeige scheibe 59 um einen Winkel
gedreht, der der Bewegung der Stange 43 entspricht, so daß der Betrag der Drehung
der Scheibe 59 ein Maß für den Abstand zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück
des Endoskops unter Berücksichtigung der Verstellung der Brennpunktsregulierung
oder der Abstandsmessung darstellt. Wenn andererseits ein an der Welle 46' befindlicher,
nicht dargestellter Knopf gedreht wird, um die Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems
durch Bewegung der Stange 52 durch Einwirken des Nockens 47 auf den Hebel 49 zu
verstellen, dann versetzt das Planetenrad 57, das ebenfalls an der Welle 46'befestigt
ist, den Zahnkranz 56 in Drehung, wodurch die Sternräder 55 um das Planetenrad 54
bewegt werden, so daß die Anzeigescheibe 59 zum Zwecke der Kompensition für die
Veränderung der Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems gedreht wird.
Damit zeigt die Anzeigescheibe ! 59 immer die wahre Dimension des Gesichtsfeldes
an einer an der Peripherie der Scheibe 59 angebrachten Strichteilung an, trotz der
Tatsache, daß die Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems verändert wird.
-
F i g. 20 zeigt eine weitere Form des Differentialmechanismus der
vorliegenden Erfindung ohne Planetenräder.
-
In F i g. 20 ist die Stange 43, die mit der Brennpunktsregulierung
oder der Distanzmeßeinrichtung in Wirkverbindung steht, bei 61 an einem Ende eines
Iiebels 60 angelenkt. Am Hebel 60 ist eine Rolle 62 drehbar angebracht, entweder
auf oder in der Nähe der Anlcnkung zwischen der Stange 43 und dem Hebel 60, so daß
sie mit dem Nocken 39 in Kontakt ist. Die mit der Vergrößerungsverstelleinrichtung
in Wirkverbindung stehende Stange 52 ist an den Hebel 60 mit Hilfe eines am Hebel
60 fixierten Stiftes 63 in dessen Nlitte angelenkt. Der Stift 63 trägt außerdem
ein Ende eines Winkelhebels 64, der bei 65 angelenkt ist. Das andere Ende des Winkelhebels
64 trägt drehbar eine Rolle66, die mit dem Nocken 47 an der Welle 46 in Kontakt
steht. Eine Feder67 die am Hebel 64 befestigt ist, sorgt dafür, daß die Rolle 66
gegen den Nocken 46 gedrückt wird. Das äußere Ende des Hebels 60 ist mit einem Langloch
68 versehen, in welches ein Führungsstift 69, der am E Hebel 70 befestigt ist, gleitend
eingreift. Der Hebel70 ist mit Langlöchern 71 verstehen, in welche Führungsstifte
72 gleitend eingreifen, die am Steuergehäuse befestigt sind und für eine begrenzte
Bewegung des Hebels 70 in dessen Längsrichtung sorgen. Das äußere Ende des Hebels
70 ist mit einem Schenkel 73 versehen, der einen Ablesezeiger 74 trägt, der es gestattet,
an der Strichteilung 75, die am Steuergehäuse angebracht ist, die wahren Dimensionen
des Gesichtsfeldes, das durch das mit einer variablen Vergrößerung versehene Objektivlinsensystem
erfaßt werden kann, abzulcsen.
-
Wenn ein an der Welle 38 befestigter, nicht dargestellter Knopf in
Drehung versetzt wird, so daß die Stange 43, die mit der Brennpunktseinstellung
oder der Distanzmeßeinrichtung gekoppelt ist, betätigt wird, schwenkt der Nocken
39 den Hebel 60 um den Führungsstift 63, so daß der Hebel 70 um einen Betrag verschoben
wird, der der Regulierung der Brennpunktseinstellung oder der Distanzmeßeinrichtung
durch das Zusammenwirken des Führungsstiftes 69 des Hebels 70 mit dem Langloch 68
entspricht, wodurch der Ablesezeiger 74 längs der Strichteilung 75 bewegt wird,
so daß die wahren Dimensionen des Gesichtsfeldes angezeigt werden, die sich mit
dem Abstand des Objektes von dem vorderen Endstück des Endoskops ändern. Wenn andererseits
die Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems durch Drehung eines nicht
dargestellten, an der Welle 46 befindlichen Knopfes verändert wird, indem der Winkelhebel
64 durch Einwirkung des Nockens 47 mit der Rolle 46 um den Anlenkpunkt 65 geschwenkt
wird, so daß die Stange 52 bewegt und somit die Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems
mit Hilfe der Anlenkverbindung des Winkelhebels 64 an der Stange 52 durch den Führungsstift
63 geregelt wird, dann bewegt der Führungsstift 63 außerdem den Hebel 60 um die
bei 61 angedeutete Anlenkverbindung, so daß die Bewegung des Hebels 70 kompensiert
wird und der Ablesezeiger 74 immer die wahren Dimensionen des Gesichtsfeldes anzeigt,
trotz der Tatsache, daß die Stärke der Vergrößerung des Objektivlinsensystems verändert
wird.
-
Die F i g. 21 und 22 zeigen Endoskope, in denen die erfindungsgemäßen
Vorrichtungen zur Messung der wahren Dimensionen des durch das mit einem
Objektivlinsensystem
variabler Vergrößerung ausgestattete Endoskop erfaßbaren Gesichtsfeldes eingebaut
sind. Fig. 21 zeigt das Endoskop, in welchem die in den F i g. 18 und 20 gezeigte
Vorrichtung eingebaut ist. Der Drehknopf 76 ist z. B. der an der Welle 38 der F
i g. 18 oder 20 befestigte Knopf, während der Drehknopf 77 derjenige ist, der an
der Welle 46 der Fig. 18 oder 20 angebracht ist. Die Anzeigevorrichtung 78 ist an
der Welle 25 der F i g. 18 angebradit. Die Anzeigevorrichtung 78 kann gleichermaßen
auch durch den Ablesezeiger 74 und die Strichteilung 75 der Fi g. 20 ersetzt werden.
-
Fig. 22 zeigt das Endoskop, in dem die in Fig. 19 gezeigte Vorrichtung
eingebaut ist. In diesem Falle sind die Drehknöpfe 79, 80, die sowohl für die Einstellung
der Brennpunktsregulierung oder der Abstandsmessung als auch für die Verstellung
der Veränderung der Vergrößerung des Objektivlinsensystems dienen, konzentrisch
zueinander mit einer Anzeigeeinrichtung 59 angeordnet, und zwar unter Verwendung
konventioneller Planetenradmittel, um die Bedienung der Vorrichtung zu erleichtern.
-
Die Fig. 23 bis 25 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung,
die in ein Endoskop eingebaut werden können, das mit einem Objektivlinsensystem
festgelegter Brennweite ausgestattet ist, und die es ermöglichen, die wahre Dimension
eines Objektes innerhalb des Gesichtsfeldes des Endoskops direkt abzulesen.
-
Bei der Beobachtung eines Objekts durch ein Endoskop ändert sich
die sclleinbare Größe des Bildes des zu untersuchenden Objektes innerhalb des Gesichtsfeldes,
welches in der Brennebene des Okulars des Endoskops erscheint, umgekehrt proportional
zum Abstand zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops, wenn sich
der Abstand ändert.
-
Wenn deshalb die scheinbare Größe des Bildes eines Objektes innerhalb
des in der Brennebene des Okulars befindlichen Gesichtsfeldes gemessen wird, um
die tatsächlichen Größen eines Objektes zu bestimmen, dann muß in der Brennebene
des Okulars eine Kompensationseinrichtung zwischen der Anzeigeeinrichtung und der
Einrichtung zur Messung der Größe des Objekts eingeschaltet werden, um die Änderung
der scheinbaren Größe des Objekts in der Brennebene des Okulars, die auf eine Änderung
des Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops zurückgeht,
zu kompensieren.
-
Dies wird erreicht, indem die Einrichtungen zur Bestimmung der scheinbaren
Größe des Bildes des Objektes in der Brennebene des Okulars mit den Einriclltungen
zur Regulierung des Brennpunktes oder zur Bestimmung der Distanz mit Hilfe eines
Differentialmechanismus verbunden werden, mit dem die Anzeigeeinrichtungen in Wirkverbindung
stehen.
-
Mit anderen Worten: Es genügt, die Größenmeßeinrichtung mit der Stange
52 des in den F i g. 18 bis 20 gezeigten Differentialmechanismus an Stelle der Einrichtung
zur Verstellung der Vergrößerung in Verbindung zu bringen, um die wahren Dimensionen
eines Objektes zu bestimmen, das sich im Gesichtsfeld eines Endoskops befindet,
das ein Objektivlinsensystem unveränderlicher Brennweite besitzt, indem die scheinbare
Größe des Bildes des Objekts in der Brennebene des Okulars gemessen wird, während
der
Abstand des Objektes vom vorderen Endstück des Endoskops variiert.
-
Auf diese Weise wird durch die Anzeigeeinrichtung immer die wahre
Dimension eines Objektes angezeigt, indem die Anderung der scheinbaren Größc des
Bildes des Objektes in der Brennebene des Okulars kompensiert wird.
-
Eine Ausführungsform der Größenbestimmungseinrichtung ist in Fig.23
gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Blenden 81 und 82 symmetrisch zueinander
an einem feststehenden Führungsstift 83 angelenkt. Die Blenden 81, 82 sind mit Ausschnitten
84, 85 versehen, die geeignet sind, den Umriß des in der Brennebene des Okulars
oder in irgendeiner anderen Brennebene, die im optischen System des Endoskops gebildet
wird, erscheinenden Bildes wiederzugeben.
-
Jede der Blenden 81, 82 ist außerdem mit einem Längsschlitz 86 oder
87 versehen, wobei die Schlitze 86, 87, wie in F i g. 23 gezeigt ist, gegeneinander
geneigt sind. Ein Führungsstift 88, der an einem Ende eines Winkelhebels 89 befestigt
ist, der seinerseits bei 90 angelenkt ist, greift in beide Längsschlitze 86, 87
ein. Ein Führungsstift 91, der am anderen Ende des Winkelhebels 89 angesetzt ist,
trägt angelenkt eine Stange 52'.
-
Wenn die Stange 52' bewegt wird, dann werden die Blenden 81, 82 auf
Grund der gleitenden Befestigung am Stift 88 mit den gegeneinander geneigten Schlitzen
86, 87 in entgegengesetzte Richtung geschwenkt, und zwar in Abhängigkeit von der
Bewegung der Stange 52' entweder gegeneinander oder voneinander weg.
-
Infolgedessen kann durch eine Bewegung der Stange 52' das Bild des
Objektes durch die Blenden 81, 82 hinsichtlich seiner Größe wiedergegeben werden.
Die Stange 52' ist mit dem in den Fig. 18, 19 oder 20 dargestellten Differentialmechanismus
an Stelle der Stange 52 verbunden. Aus diesem Grunde können die Anzeigeeinrichtungen
immer die wahre Dimension des Objektes anzeigen, ungeachtet der Tatsache, daß der
Abstand des Objektes vom vorderen Endstück des Endoskops mit Hilfe des Differentialmechanismus
verstellt wird, indem die Veränderung der scheinbaren Größe des Bildes des Objektes
in der Brennebene des optischen Beobachtungssystems des Endoskops, die sich aus
der Änderung des Abstandes zwischen dem Objekt und dem vorderen Endstück des Endoskops
ergibt, kompensiert wird.
-
F ; i g. 24 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der in F i g.
23 gezeigten Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform sind die Blenden 81, 82 der
F i g. 23 durch eine Irisblende ersetzt, die sich ihrerseits aus einer Vielzahl
von Blenden 92 zusammensetzt, die durch die Bewegung der Stange 52' betätigt werden
und so die Öffnung verändern. Die Stange 52' ist an dem Differentialmechanismus
in ähnlicher Weise befestigt wie im Falle der Ausführungsform der F i g. 23.
-
F i g. 25 zeigt eine weitere Abwandlung der Vorrichtung der Fig.
23. Bei dieser Ausführungsform ist die Stange 52' mit einem Paar in einem Abstand
angeordneten Stellmarken93 versehen, deren vordere Enden gegeneinander gerichtet
sind. Parallel zur Stange 52' ist eine andere Stange 94 angeordnet, an deren vorderem
Ende ein Paar von Stellmarken 95 angebracht sind, die ebenfalls gegeneinander gerichtet
sind. Die Stellmarken93, 95 sind geeignet, bei
Bewegung der Stangen 52' und 94 die
Größe des Bildes des Objektes wiederzugeben. Um die Stangen 52 und 94 gegeneinander
bewegen zu können, ist ein Planetenrad 96 drehbar auf einem Führungsstift 97 gelagert,
der sich zwischen den Stangen 52' und 94 befindet und in die in jede der Stangen
52', 94 angebrachten Zahnungen eingreift. Somit werden die Stangen 52', 94 gleichzeitig
in entgegengesetzten Richtungen bewegt, wenn das Planetenrad 97 eine Drehung erfährt.
Dabei ist die Stange 52' in der vorher beschriebenen Weise mit dem Differentialmechanismus
verbunden.
-
Die Betriebsweise der in den F i g. 23 bis 25 gezeigten Vorrichtungen
und Ausführungsformen braucht nicht näher geschildert zu werden, da sie sich für
den Fachmann aus der Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsformen als selbstverständlich
ergibt.