DE19512772A1 - Vorrichtung zur Aufzeichnung von flächigen Objekten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die es ermöglicht mit einer mobilen, handgehaltenen Kamera (6), insbesondere einer Videokamera, stark vergrößerte Aufnahmen von flächigen, auch flexiblen oder weichen Objekten, insbesondere von Haut, zu machen.

Die bisher gebräuchliche Methode zur Untersuchung von Hautpartien der hier betrachteten Ausdehnung im Bereich Millimeter bis Zentimeter ist die direkte visuelle Beobachtung mit einem handgehaltenen, in einem Tubus montierten, Aufsetzmikroskop ("Dermatoskop"), wobei ein besonderer Nachteil der Bedienung darin liegt, daß der Beobachter sich mit Auge und Gesicht sehr nahe an die, häufig erkrankte, Hautpartie des Patienten begeben muß; auch ist eine Aufzeichnung der Bilder hier nicht vorgesehen. Videokameras werden bisher nur für vergleichsweise geringe Vergrößerungen unter Verwendung der eingebauten Optik eingesetzt oder sind auf Tischmikroskope montiert denen wiederum die Mobilität mangelt.

Bei bisher verwendeten abbildenden optischen Geräten ist eine Kopplung von unabhängig und universell verwendbaren Komponenten durch den in der hier beschriebenen Vorrichtung hergestellten und zur Kopplung genutzten Bereich parallel verlaufender Strahlenbündel nicht bekannt. Der besondere Vorteil der hier beschriebenen Anordnung besteht darin, daß das Linsensystem (2) in seiner Verwendbarkeit, abgesehen von seinem Durchmesser, völlig unabhängig ist von den optischen Eigenschaften der Kameraoptik. Das Linsensystem kann also mit jeder Camera, die einen ähnlichen Objektivdurchmesser besitzt und auf unendliche Entfernung eingestellt werden kann, verwendet werden. Die Verwendbarkeit ist auch unabhängig von der Aufzeichnungsart der Kamera, sei sie fotografisch oder digital. Das Linsensystem (2) besteht in der Regel aus mehreren Linsen, um Abbildungsfehler zu vermeiden bzw. zu korrigieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anschließend beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt eine Zusammenstellungszeichnung der Aufnahmevorrichtung.

Fig. 2 illustriert den Strahlengang (5) zwischen Objekt (4) und Objektiv der Videokamera.

Fig. 3 zeigt die Aufnahmevorrichtung eingebunden in ein Darstellungs- und Auswertesystem.

Die hier als Ausführungsbeispiel beschriebene Vorrichtung beinhaltet als Linsensystem (2) ein um 180 Grad gewendet eingebautes lichtstarkes Normalobjektiv mit einer Brennweite von 52 Millimetern und einer Öffnung von f/2.0. Als Kamera (1) wird eine Videokamera mit Zoom Optik und kontrast-gesteuerter Schärfeneinstellung verwendet.

Die Abstandsvorrichtung (3) ist als Glaskolben ausgeführt, der am Ort des aufzunehmenden Objektes durch eine schwach sphärisch nach außen gewölbtes Glas geschlossen ist. Da sich das Objekt hier in der konstruktiven Bildebene des Objektives befindet, ist die sphärische Wölbung des Glases, welche beim Aufsetzen auf die zu untersuchende Hautpartie diese ihrer Form anpaßt, geeignet eine nicht vollständig korrigierte restliche Bildfeldwölbung des Linsensystems zu kompensieren und so die nutzbare Schärfentiefe zu vergrößern.

Die Verwendung einer Videokamera mit Zoom Optik erlaubt die Vergrößerung über einen weiten Bereich zu variieren. So kann in der Anordnung des Ausführungsbeispiels ein Hautbereich mit einem Durchmesser zwischen 5 und 12 Millimetern bildschirmfüllend dargestellt werden. Dies ergibt die für die detaillierte Untersuchung von z. B. Muttermalen sehr günstige Vergrößerung um Faktoren zwischen 30 und 70. Es ist dabei von Vorteil, daß als Folge der speziellen Optik die Abstände zwischen Linsensystem (2), Kamera (1) und Objekt unabhängig von der über Zoom eingestellten Vergrößerung annähernd konstant bleiben. Geringfügige Abweichungen werden bei Benutzung des kontrast­ gesteuerten Entfernungseinstellmechanismus der Videokamera ohne Nachteile automatisch kompensiert.

Die Ausführung der Abstandsvorrichtung (3) aus Glas hat mehrere Vorteile:
Einmal kann der Benutzer das Aufsetzen der Kamera auf die richtige Stelle visuell durch den Glaskolben beobachten; dies ist wichtig weil das Objekt erst dann scharf auf dem Monitor (10) erscheint wenn die Vorrichtung aufgesetzt ist und weil ein Verschieben nach dem Aufsetzen aus medizinischen Gründen unerwünscht ist.
Weiter kann, dank der lichtstarken Optik und der hohen Empfindlichkeit von Videokameras, in vielen Anwendungsfällen ohne Zusatzbeleuchtung nur mit dem seitlich durch den Glaskolben auf das Objekt einfallenden Licht gearbeitet werden.
Letztlich lassen sich mit dem Glaskolben die hygienischen Anforderungen bei medizinischem Einsatz sehr gut erfüllen.

In anderen Anwendungsfällen kann eine spezielle Beleuchtung erforderlich sein um z. B. Farbtreue sicherzustellen. Hier kann eine Zusatzbeleuchtung in das Linsensystem (2) und/oder die Abstandsvorrichtung (3) eingebaut werden; hierfür sind verschiedene Ausführungsformen bekannt. Es kann dann auch vorteilhaft sein, die Abstandsvorrichtung geschlossen auszuführen um das Umgebungslicht fernzuhalten.

Die Aufzeichnungsvorrichtung ist eingebunden in ein System bestehend aus Prozessor (8), Massenspeicher (7), Bildschirm (10), Auslöser (9) für die Standbildauswahl und Drucker (11). Dieses System ermöglicht die Darstellung der von der Videokamera "live" gelieferten Bilder, die Auswahl und Fixierung einzelner Videobilder als Standbilder, deren Bearbeitung, die Eingabe zusätzlicher Informationen und die Abspeicherung der Bilder. Des weiteren können Bilder vermessen werden oder das aktuelle "Livebild" oder ein Standbild einem aus dem Archiv geladenen Bild vergleichend gegenübergestellt werden.

Gegenüber der Aufzeichnung und Archivierung mit fotografischen Mitteln hat die Verwendung digitaler Kameras den Vorteil, daß Entwicklung und Vergrößerung und die damit verbundene Verzögerung entfällt. Digitale (Video) Bilder sind sofort verfügbar und auch ohne Verzögerung aus einem Archiv aufrufbar; es wird kein Material verbraucht und die Umweltbelastung ist minimiert. An Stelle von Videokameras können auch digitale Standbildkameras verwendet werden.

Der Einsatz des vorgeschalteten Linsensystems ist nicht beschränkt auf mobile Kameras, er ist analog auch bei fest montierten Aufnahmeeinrichtungen vorsehbar.

Das Linsensystem (2) mit Abstandseinrichtung (3) könnte durch Füllen mit einer Immersionsflüssigkeit auch als Immersionsoptik eingesetzt werden, mit entsprechender Erhöhung des Vergrößerungsfaktors, aber gleichzeitiger Verringerung des Abstandes zwischen Objekt und Linsensystem.

Es können nicht nur Flächen sondern auch dreidimensionale Objekte aufgezeichnet werden; hierbei ist die Tiefenausdehnung des Objekts, die scharf abgebildet wird, begrenzt durch die Schärfentiefe des optischen Systems, bestehend aus Kamera (1) und vorgeschaltetem Linsensystem (2).

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur fotografischen oder digitalen Aufzeichnung von flächigen Objekten, insbesondere zur Untersuchung von Haut, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Kamera (1) mit einem Objektiv und ein vorgeschaltetes zusätzliches Linsensystem (2) umfaßt, wobei das Linsensystem derart beschaffen ist, daß die von jedem Punkt des Objekts (4) ausgehenden Lichtbündel (5) zwischen dem Linsensystem und dem Objektiv der Kamera annähernd parallel verlaufen, wobei das Objekt in der dingseitigen Fokalebene des Linsensystems angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem (2) mit einer Abstandsvorrichtung (3) in Verbindung steht, die auf das Objekt aufgesetzt wird, so daß der für scharfe Abbildung erforderliche Abstand zwischen Objekt und Linsensystem eingehalten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsvorrichtung (3) aus durchsichtigem Material, z. B. Glas, besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsvorrichtung (3) ein Hohlprofil ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Objektseite die Abstandsvorrichtung (3) durch eine plane durchsichtige Platte abgeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Objektseite die Abstandsvorrichtung (3) durch eine gewölbte durchsichtige Platte abgeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als Linsensystem (2) ein Kameraobjektiv verwendet wird, wobei die Einbaurichtung um 180 Grad gedreht ist, so daß die ursprünglich bildseitige Fokalebene in die Objektebene zu liegen kommt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß in das Linsensystem (2) und/oder die Abstandsvorrichtung (3) eine Objektbeleuchtung integriert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem (2) und Abstandsvorrichtung (3) mit einer Immersionsflüssigkeit gefüllt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Linsensystem (2) und Kamera (1) lösbar ist.

11. System zur digitalen Bildaufzeichnungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10 beinhaltet ist, daß eine Vorrichtung zum Betrachten der Bilder (10) vorgesehen ist, und/oder daß Vorrichtungen zum Hinzufügen von Information, und/oder daß Vorrichtungen zum Vergleichen und/oder Vermessen und/oder Bearbeiten von Bildern (7), und/oder daß Vorrichtungen zur Speicherung (8, 9) einzelner Bilder oder Bildsequenzen, und/oder daß Vorrichtungen zur Ausgabe von Bildern (11), z. B. Drucker, beinhaltet sind.

12. Verfahren bei welchem eine Vorrichtung nach Anspruch 2-10 verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsvorrichtung (3) auf das Objekt aufgesetzt wird und so ein scharfes Bild erhalten wird.

13. Verfahren bei welchem eine Vorrichtung nach Anspruch 2-10 verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsetzen der Vorrichtung auf das Objekt visuell durch die durchsichtige Abstandsvorrichtung (3) kontrolliert wird.

14. Verfahren bei welchem eine Vorrichtung nach Anspruch 2-10 verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt durch die Seite der durchsichtigen Abstandsvorrichtung (3) beleuchtet wird.

15. Verfahren bei welchem ein System nach Anspruch 11 verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgezeichneten Bilder auf einem Bildschirm (10) dargestellt werden, und/oder daß einzelne Bilder oder Bildsequenzen über einen Auslöser (9) selektiert und abgespeichert (8) werden, und/oder daß Information hinzugefügt wird, und/oder daß einzelne ausgewählte "Standbilder" aus dem Speicher (Archiv) geladenen Bildern vergleichend gegenübergestellt werden und/oder daß Standbilder bearbeitet und/oder vermessen werden (7), und/oder daß Bilder ausgedruckt werden.