DE1959719U

DE1959719U - Kamera mit radialsicht zur untersuchung von bohrloechern und sonstigen hohlraeumen.

Info

Publication number: DE1959719U
Application number: DE1965J0013474
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-01-29
Filing date: 1965-01-29
Publication date: 1967-05-03

Description

Firma IEAK Helmut Hunger, Kiel, Fischereihafen Geb.

Kamera mit Radialsicht zur Untersuchung von Bohrlöchern und sonstigen Hohlräumen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kamera mit Mitteln zur Radialsicht durch Sichtumlenkung für die Untersuchung von Hohlräumenj insbesondere der Innen» wandungen von Bohrlöchern, Brunnen und Rohrleitungen, bei der sich die optischen Mittel zur Sichtumlenkung in einer geschlossenen Kammer mit zylindrischem Abschlußfenster befinden.

Die bekannten Kameras dieser Art haben den Nachteil, daß durch das Abschlußfenster Unscharfe durch Astigmatismus verursacht wird. Außerdem treten durch Strahlenbrechung an den zylindrischen Grenzflächen des Abschlußfensters und des umgebenden Mediums linearitätsfehler auf, die eine beobachtete Kreisfläche als Ellipse erscheinen lassen.

Es sind zwar Fernsehkameras bekannt, bei denen diese Mängel dadurch vermieden werden, daß nur die Kamera

in ein Schutzgehäuse eingebaut ist, wahrend die Umlenkoptik für die Badialsicht auf der Außenseite eines das Gehäuse abschließenden planen Glasfensters angeordnet ist. Eine solche Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Umlenkoptik und ihr Antrieb im Außenmedium liegen und der Gefahr der Verschmutzung ausgesetzt sind. (vgl. deutsche Patentschrift 1 111 006) Es ist ferner bekannt, den Antriebsmotor für die Umlenkoptik zusammen mit der Kamera in einem Schutzgehäuse unterzubringen; dabei muß jedoch die Antriebswelle durch die Vorderseite des Gehäuses mit Hilfe einer Wellenabdichtung nach außen geführt werden (vgl. VDI-Zeitschrift Band.105» 1963, Kr. 12, Seite 489 - 4-92). Diese Anordnung ist mit einem sehr hohen mechanischen Aufwand verbunden, um eine wirksame Dichtung bei niedrigen Reibungskräften zu gewährleisten· Insbesondere bei der Untersuchung von wassergefüllten Bohrlöchern oder Brunnen großer Tiefe muß die Dichtung der Antriebswelle einem großen Außendruck standhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kamera mit Badialsicht zu schaffen, bei der die Unscharfe durch Astigmatismus vermieden und eine möglichst Yerzerrungsfreie Abbildung gewährleistet wird und bei der gleichwohl die Umlenkoptik einer Verschmutzung entzogen ist· Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden,

daß mehrer© Zylinderlinsen eingeschaltet sind, welche die als Folge des S.trahlenüberganges an den zylindrischen Grenzflächen des Abschlußferisters auf-

tretenden optischen Fehler wie Astigmatismus und Verzeichnung beseitigen. .

Man kann eine zylindrische Kompensationslinse nach der Erfindung in den Strahlengang zwischen Umlenkoptik und Abschlußfenster oder Objektiv und Umlenkoptik einschalten*

Vorteilhaft sind zur Anpassung an den jeweiligen Brechungsindex des umgebenden Mediums mehrer© in den Strahlengang einbringbare zylindrische Kompensationslinsen vorgesehen, "

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung näher veranschaulicht·

• Fig» 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Bohrlochfernsehkamera nach der Erfindung in einem Axial schnitt nach der Linie X-I der Flg. 2, .

Fig. 2 leil einer Fernsehkamera nach der Erfindung in einem Radialschnitt nach der Linie H-II der Fig· 1 mit umschaltbaren Kompensationslinsen.

Die in der Zeichnung dargestellten Bohrlochfernsehkameras bestehen aus einer !Fernsehkamera 1, die

koaxial in ein zylindrisches wasserdichtes Schutzgehäuse 2 eingebaut ist und einer Umlenkoptik in Form eines vor dem Objektiv 3 der Kamera um eine Achse 4 drehbar angeordneten Prismas 5·

Die Umlenkoptik mit ihrem Antrieb 6 ist zusammen mit der Kamera 1 im Gehäuse 2 untergebracht. Das Gehäuse hat ein zylindrisches Fenster 7» vor dessen Innenseite die Umlenkoptik 5 umläuft.

Zwischen das Umlenkprisma 5 "^nd das Zylinderfenster 7 ist eine zylindrische Kompensationslinse 8 eingeschaltet, deren Achse parallel zur Achse des Zylinderfensters 7 verläuft. Die Linse 8 läuft mit dem Umlenkprisma 5 um· Bei Beobachtung im Wasser wird eine andere Kompensation benötigt als bei Beobachtung in Luft. Die im Oberteil der Fig. 2 dargestellte Kompensationslinse 8a kompensiert nur die Streuwirkung des zylindrischen Abschlußfensters 7» während die im unteren Seil dargestellte Kompensationslinse 8b die Streuwirkung sowohl des zylindrischen Fensters 7 als auch zusätzlich die Streuwirkung an der Grenzfläche zwischen Abschlußfenster und Wasser ausgleicht.

Zur Anpassung an verschiedene Medien können mehrere

Kompensationslinsen, wie in der Zeichnung dargestellt ist, parallel zur Gehäuseachse an Führungen 9 verschiebbar angeordnet sein, so daß s*ie' in Anpassung an das Außenmedium nach Bedarf in den Strahlengang eingeschaltet werden können.

Mit der beschriebenen Anordnung läßt sich der durch das Zylinderfenster oder den zylindrischen Übergang in ein abweichendes äußeres Medium auftretende Astigmatismus vermeiden. Dadurch ist es möglich, das zu beobachtende · Objekt scharf abzubilden. · ■

Im Rahmen der Erfindung sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich·

Die als Beispiel dargestellte Ausführung weist bei Unterwasserbeobachtung nach wie vor die bekannte, durch Strahlenbrechung an einer planen tJbergangsflache zwischen Luft und Wasser bedingte Bildfeldeinengung auf.

Wenn die verwendeten Objektive in an sich bekannter Weise für Unterwasseraufnahmen korrogiert sind, läßt sich mit der beschriebenen Anordnung zwar die Linearität erhalten, nicht aber die Bildfeldeinengung durch Strahlenbrechung vermeiden. Wird dagegen mit normalen, d» h. für die Aufnahme in Luft korrigierten Objektiven gearbeitet und werden

mit solchen Objektiven Unterwasseraufnahmen durchgeführt, so entstellt auch bei einer planen tjbergangsfläche zwischen Luft und Wasser durch die Strahlenbrechung außer einer Einengung des Bildwinkels auch noch eine kissenförmige Verzeichnung. Diese Verzeichnung und die beim Planübergang durch Strahlenbrechung eintretende Bildfeldeinengung können für Uhterwasserbeobachtung bei einer ähnlichen Anordnung nach der Erfindung dadurch vermieden werden, daß zusätzlich zu den zylindrischen Kompensationslinsen eine den Brechungsverhältnissen entsprechende rotationssymmetrische Zerstreuungslinse in den Strahlengang eingeschaltet wird»

Anstelle einer rotationssymmetrischen Zerstreu^ungslinse könnte auch eine zerstreuende Zylinderlinse verwendet werden, deren Achse um 90° gegen die Achse.der vorhandenen konvexen zylindrischen Kompensationssammellinse verdreht ist· Dabei müßte die vorhandene konvexe zylindrische Kompensationslinse entsprechend schwächer bemessen werden.

Die konvexe zylindrische Kompensationslinse mit Sammelwirkung könnte auch mit der zusätzlichen zerstreuenden rotationssymmetrischen Linse bzw· der zylindrischen Zerstreuungslinse zu einer torischen bzw. Sattellinse kombiniert werden. .

Durch, derartige Linsenkombination oder torischen "bzw. Sattellinsen kann somit "bei Unterwassarbeobachtungen durch Zylinderfenster ein Astigmatismus vermieden und die Strahlenbrechung beim Übergang von Luft in Wasser völlig kompensiert und damit auch die bei luftkorrigierten Objektiven auftretende kissenartige Verzeichnung der Unterwasserobjekte vermieden werden.

Anstatt für die beschriebenen Zwecke getrennte Kompensationslinsen anzuordnen, kann auch die Umlenkoptik selbst, z. B. das Umlenkprisma, auf der Sin- und/oder Austrittsseite bzw. seine Reflexionsfläche so geformt sein, daß sie auch als auch als Kompensationslinse wirkt.

Claims

P.A.635 809*-5.1Z66 t Schutzansprüche

1. Kamera mit Mitteln zur Radialsicht durch Sichtumlenkung für die Untersuchung von Hohlräumen, insbesondere der Innenwandungen von Bohrlöchern, Brunnen und Rohrleitungen, bei der sich die optischen Mittel zur Sichtumlenkung in einer geschlossenen Kammer mit zylindrischem Abschlußfenster befinden,· dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengang eine oder mehrere Zylinderlinsen (8) eingeschaltet sind, welche die als Folge des Strahlenüberganges an den zylindrischen Grenzflächen (7a, 7b) des Abschlußfensters (7) auftretenden optischen Fehler wie Astigmatismus und lineare Verzeichnung beseitigen.

2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kompensationslinse zwischen Umlenkoptik (5) und Abschlußfenster (7) eingeschaltet ist»

5· Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Kompensationslinse in den Strahlengang zwischen Objektiv (5) und ümlenkoptik (5) eingeschaltet ist· ;

4. Kamera nach Anspruch Λ bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung, an den jeweiligen Brechungsindex des

Mediums mehrere in den Strahlengang einbringbare zylindrische Kompensationslinsen (8a, 8b) vorgesehen sind. * ' -

5. Kamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zylindrische Kompensationslinsen verschiedener Brechungsindizes gegeneinander austauschbar sind.

6. Kamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zylindrische Kompensationslinsen vorgesehen sind, die gleichzeitig oder einzeln in den Strahlengang einbringbar sind,

7· Kamera nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Vermeidung des Astigmatismus und der Kompensation der Verzeichnung durch den Strahlenübergang an den zylindrischen Grenzflächen des Abschlußfensters Mittel zur rotationssymmetrischen Zerstreuung oder Sammlung vorgesehen sind.

8. Kamera nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch Kombination einer zylindrischen Kompensationslinse und einer rotationssymmetrischen Zerstreuung- öder Sammellinse.

9.' Kamera nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch eine torisohe oder sattelförmige Linse,

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10. Kamera nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch die Kombination von um 90° gegeneinander versetzten Zylinderlinsen. ♦ ·

11. Kamera nach Anspruch 1 "bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß .die Umlenkoptik durch entsprechende formgebung ihrer Ein- und/oder Austrittsflächen bzw. ihrer Reflexionsfläche gleichzeitig als Kompensationslinse und/oder Zerstreuungslinse oder Sammellinse wirkt.