DE19820945A1 - Beleuchtungsanordnung für eine Miniaturkamera - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung für eine Miniaturkamera, deren Kamerakopf zum Prüfen von Hohlräumen und Rohrleitungen mittels eines Verbindungskabels in diese eingeführt wird, welche Beleuchtungsanordnung wenigstens eine Lichtquelle aufweist, die Licht in wenigstens einen Lichtleiter einspeist, dessen Lichtaustrittsfläche im Bereich des Kamerakopfes angeordnet ist. Zur Erzielung einer möglichst geringen radialen Abmessung ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Lichtquelle als Leuchtdiode ausgebildet ist, die mit Abstand hinter dem Kamerakopf im oder am Verbindungskabel angeordnet ist und das Licht dort in den Lichtleiter einspeist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung für eine Miniaturkamera, deren Kamerakopf zum Prüfen von Hohlräumen und Rohrleitungen mittels eines Verbindungskabels in diese eingeführt wird, welche Beleuchtungsanordnung wenigstens eine Lichtquelle aufweist, die Licht in wenigstens einen Lichtleiter speist, dessen Lichtaustrittsfläche im Bereich des Kamerakopfes angeordnet ist.

Solche Miniaturkameras werden zur Prüfung von Rohrleitungssystemen und anderen schwer zugänglichen Hohlräumen eingesetzt. Der Kamerakopf und das erforderliche Beleuchtungsmittel werden gemeinsam über ein Verbindungskabel in den Hohlraum eingeführt. Es ist offensichtlich, daß die Abmessungen des Kamerakopfes und auch des Beleuchtungsmittels möglichst klein gehalten werden müssen, um die heutigen Inspektionsaufgaben lösen zu können. Insbesondere besteht ein Problem darin, den Durchmesser des Kamerakopfes und des Beleuchtungsmittels möglichst klein zu halten, um auch Hohlräume mit geringen Abmessungen prüfen zu können.

Das Beleuchtungsmittel weist in der Regel kleinbauende Halogenlampen oder Leuchtdioden auf. Das Verbindungskabel umfaßt hierbei zum einen die elektrische Verbindung zu dem lichtempfindlichen Sensorchip der in der Regel verwendeten CCD-Kamera. Zum anderen umfaßt das Verbindungskabel die elektrischen Leitungen für das Beleuchtungsmittel, z. B. für die Halogenlampen oder die Leuchtdioden.

Auch ist es bekannt, das Licht über Lichtleiter zum Kamerakopf zu führen. Die Verwendung von Lichtleitern hat den Vorteil, daß diese sehr flexibel sind und im Vergleich zu am Kamerakopf angeordneten Leuchtdioden oder Halogenleuchten nur einen kleinen Bauraum erfordern. Hier umfaßt das Verbindungskabel zum Kamerakopf auch die Lichtleiter, die sich vom Kamerakopf bis zu einer externen Lichtquelle erstrecken, mit der das Licht in die Lichtleiter eingespeist wird. Die Entfernung der Lichtquelle zur Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters ist demnach im wesentlichen genauso lang wie die Länge des Verbindungskabels. Dies hat zum einen den Nachteil, daß bei großen Längen und bei einer Vielzahl von Umlenkungen die Dämpfung des Lichtleiters zunimmt, so daß die Lichtausbeute an der Lichtaustrittsfläche reduziert wird. Zum anderen werden lange Lichtleiter benötigt, wodurch relativ hohe Kosten entstehen. Ferner sind solche langen Lichtleiter relativ empfindlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungsanordnung für eine Miniaturkamera so zu verbessern, daß die eingangs geschilderten Nachteile vermieden werden können.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lichtquelle als Leuchtdiode ausgebildet ist, die in Kabelrichtung mit Abstand hinter dem Kamerakopf im oder am Verbindungskabel angeordnet ist und das Licht dort in den sich bis zur Leuchtdiode erstreckenden Lichtleiter einspeist. Dies hat den Vorteil, daß die Verwendung von langen Lichtleitern nicht mehr erforderlich ist. Vielmehr kann vorgesehen werden, daß der Abstand im Verhältnis zur gesamten Länge des Verbindungskabels klein ist, so daß nur relativ kurze Lichtleiterabschnitte benutzt zu werden brauchen. Die Leuchtdioden werden über elektrische Leitungen mit Energie versorgt, die am oder im Verbindungskabel verlaufen.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die äußeren Abmessungen des Kamerakopfes einschließlich der dort befestigten Lichtleiter nach wie vor sehr klein gehalten werden kann. Der Vorteil der Verwendung von Lichtleitern bleibt somit voll erhalten. Durch die Verwendung von nur kurzen Lichtleitern werden der Herstellungsaufwand und die Empfindlichkeit der Miniaturkamera gering gehalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Leuchtdioden vorgesehen, die Licht in jeweils zugeordnete Lichtleiter einspeisen und die in Kabelrichtung jeweils mit Abstand hintereinander im oder am Verbindungskabel angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß die ausgestrahlte Lichtmenge erhöht werden kann, ohne daß die relevanten radialen Abmessungen des Kamerakopfes erhöht werden. Die einzelnen Leuchtdioden reihen sich hintereinander entlang des Verbindungskabels in Form einer Kette auf. Dies ermöglicht zudem eine Biegsamkeit des Verbindungskabels auch in diesem Bereich, so daß auch engen Umlenkungen des zu inspizierenden Rohrsystems oder dergleichen gefolgt werden kann.

Es kann zweckmäßig sein, wenn die Lichtaustrittsflächen der Lichtleiter um den Kamerakopf herum zumindest abschnittsweise ringförmig angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß eine relativ gleichmäßige Beleuchtung beispielsweise einer Rohrinnenwandung bewirkt wird, so daß der lichtempfindliche CCD-Sensorchip gut belichtet werden kann.

Auf jeden Fall ist es zweckmäßig, wenn das äußere Maß der Leuchtdiode(n) senkrecht zur Längserstreckung des Verbindungskabels kleiner als das entsprechende Maß des Kamerakopfes einschließlich der an ihm angeordneten Lichtleiter ist. Insbesondere hierdurch kann erreicht werden, daß die äußeren Abmessungen des Kamerakopfes, also vor allem dessen Durchmesser, im wesentlichen von dem eingebauten Sensorchip und dem Objektiv abhängen. Eine bauliche Vergrößerung des Kamerakopfes durch die erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung tritt nicht auf.

Weiterhin kann vorgesehen werden, daß das Verbindungskabel für die Kamera und die Stromzuführung für die Leuchtdiode(n) in einer gemeinsamen Ummantelung geführt sind. Dadurch kann die Handhabung erleichtert werden. Ferner erhält das Verbindungskabel durch die mehreren notwendigen Stromadern eine gewisse Steifigkeit, so daß der zum Einführen der Miniaturkamera erforderliche Druck gut eingeleitet werden kann.

Hierbei kann es zudem zweckmäßig sein, wenn die Ummantelung die Leuchtdiode(n) umschließt. Dadurch wird in einfacher Weise ein Schutz der elektrischen Anschlußstelle und auch der Lichteinleitstelle bewirkt. Die Ummantelung kann aus einem flexiblen Kunststoffschlauch bestehen. Eine Beschädigung der Ummantelung während des Betriebs durch die Leuchtdioden selbst ist nicht zu befürchten, da diese keine oder nur kaum Wärme entwickeln.

Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Leuchtdiode(n) weißleuchtend ist bzw. sind. Hierdurch wird eine neutrale Beleuchtung z. B. für die Verwendung von Farbkameras erreicht. Selbstverständlich können auch farbiges Licht oder Infrarotlicht ausstrahlende Leuchtdioden eingesetzt werden. Wesentlich ist, daß diese Art Leuchtquellen keine oder nur eine äußerst geringe Wärmeentwicklung aufweisen, so daß eine Unterbringung im oder am Verbindungskabel ohne weiteres möglich ist.

Es ist offensichtlich, daß eine Miniaturkamera, die mit einer Beleuchtungsanordnung gemäß der oben erläuterten Art ausgestattet ist, insbesondere bezüglich des Durchmessers sehr klein baut. Es ist daher möglich, auch Rohre mit geringem Durchmesser, z. B. Kühlwasserrohre in Reaktoren oder im Hausbereich zu inspizieren. Solche Rohre weisen einen Durchmesser von lediglich 18-20 mm auf und konnten mit bisherigen Miniaturkameras nur mit hohem Aufwand geprüft werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Miniaturkamera mit einem Beleuchtungssystem gemäß der Erfindung und

Fig. 2 die Frontansicht der Miniaturkamera gemäß Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Miniaturkamera 11 weist einen Kamerakopf 12 auf, der mittels eines Verbindungskabels 13 in einen nicht dargestellten Hohlraum, beispielsweise eine Rohrleitung, eingeführt werden kann. Die Miniaturkamera ist in der Regel eine CCD-Kamera, deren lichtempfindlicher Sensorchip im Kamerakopf 12 angeordnet ist und über eine Signalleitung 14 mit einer Bildverarbeitungseinrichtung 15 verbunden ist. Die Bildverarbeitungseinrichtung befindet sich außerhalb des zu inspizierenden Hohlraumes.

Die Miniaturkamera ist mit einer Beleuchtungsanordnung versehen, die mehrere Lichtleiter 16 aufweist, die sich von dem Kamerakopf bis zu Leuchtdioden 19 erstrecken. Die Lichtaustrittsflächen 17 sind um den Kamerakopf herum ringförmig angeordnet. Die Lichteintrittsflächen der Lichtleiter stehen mit den Leuchtdioden 19 in Verbindung. Ein Lichtleiter kann dabei aus einer Vielzahl von Lichtleitfasern 18 bestehen. Die Leuchtdioden 19 befinden sich in einem relativ kurzen Abstand in Längserstreckung des Verbindungskabels 13 hinter dem Kamerakopf 12. Grundsätzlich ist der Abstand frei wählbar. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Abstand zwischen der dem Kamerakopf am nächsten liegenden Leuchtdiode und dem Kamerakopf so gewählt, daß eine Verschwenkung des Kamerakopfes ohne Berührung der zugewandten Stirnflächen möglich ist. Die Flexibilität des Verbindungskabels in diesem Bereich wird somit nicht beeinflußt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind drei Leuchtdioden vorgesehen, die jeweils mit einem Abstand hintereinander entlang dem Verbindungskabel angeordnet sind. Es können aber auch mehrere Leuchtdioden oder aber nur eine Leuchtdiode vorgesehen werden.

Die Lichtleiter sind zu Bündeln zusammengefaßt und jeweils einer Leuchtdiode zugeordnet. Die Lichteinleitstellen 23 befinden sich auf der dem Kamerakopf zugekehrten Stirnfläche der Leuchtdiode 19. Es kann vorgesehen werden, daß die Lichtleiter eines Kreisringabschnittes einer Leuchtdiode zugeordnet sind. Es kann aber auch eine beliebige Verteilung der einer Leuchtdiode zugeordneten Lichtleiter bzw. Lichtleitfasern entlang dem Umfang vorgesehen werden.

Die Leuchtdioden 19 werden über elektrische Leitungen 20 von einer Spannungsquelle 21 mit Energie versorgt. Der elektrische Anschluß 22 befindet sich dabei auf der dem Kamerakopf abgekehrten Seite der Leuchtdiode 19. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder Leuchtdiode eine elektrische Leitung zugeordnet. Es ist aber auch möglich, lediglich eine elektrische Leitung vorzusehen, die entsprechende Abzweigungen aufweist.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, weisen die Leuchtdioden einen Durchmesser auf, der kleiner als der Durchmesser des Kamerakopfes ist. Eine Vergrößerung des Kamerakopfes einschließlich des ihn umgebenden leuchtenden Ringes der Lichtleiter wird daher durch die dahinterliegenden Leuchtdioden 19 nicht verursacht. In Längserstreckung des Verbindungskabels weisen die einzelnen Leuchtdioden einen Abstand zueinander auf, so daß diese in Form einer Kette gegeneinander beweglich bleiben. Der Abstand entlang des Verbindungskabels ist hierbei so gewählt, daß die Leuchtdioden relativ zueinander ohne gegenseitige Berührung der einander zugewandten Stirnflächen verschwenkt werden können. Die Biegsamkeit des Verbindungskabels bleibt daher voll aufrechterhalten. Die axiale Abmessung der einzelnen Leuchtdioden ist hierbei in der Regel ebenfalls kleiner als die axiale Abmessung des Kamerakopfes, so daß eine Beeinträchtigung der Flexibilität nicht zu befürchten ist. Es kann somit auch engen Umlenkungen innerhalb des Hohlraumes gefolgt werden.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel werden die elektrischen Leitungen und auch die Leuchtdioden und deren zugeordnete Lichtleiterabschnitte 16 von einer Ummantelung 24 umhüllt. Die Ummantelung kann beispielsweise aus einem Kunststoffschlauch bestehen. Damit können Beschädigungen der Leuchtdioden und ein versehentliches Lösen der elektrischen Anschlüsse 22 sowie der Lichtleiter an den Lichteinleitstellen 23 vermieden werden. Die Miniaturkamera ist somit sehr robust und kann vielseitig eingesetzt werden.

Claims (11)

1. Beleuchtungsanordnung für eine Miniaturkamera, deren Kamerakopf (12) zum Prüfen von Hohlräumen und Rohrleitungen mittels eines Verbindungskabels (13) in diese einführbar ist, welche Beleuchtungsanordnung wenigstens eine Lichtquelle aufweist, die Licht in wenigstens einen Lichtleiter (16) einspeist, dessen Lichtaustrittsfläche (17) im Bereich des Kamerakopfes (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle als Leuchtdiode (19) ausgebildet ist, die in Kabelrichtung mit Abstand zum Kamerakopf (12) im oder am Verbindungskabel angeordnet ist und das Licht dort in den sich bis zu der Leuchtdiode erstreckenden Lichtleiter einspeist.

2. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zumindest so bemessen ist, daß der Kamerakopf relativ zur Leuchtdiode ohne Berührung der einander zugewandten Stirnflächen verschwenkt werden kann.

3. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand im Verhältnis zur gesamten Länge des Verbindungskabels klein ist.

4. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leuchtdioden vorgesehen sind, die Licht in jeweils zugeordnete Lichtleiter einspeisen und die jeweils mit Abstand hintereinander im oder am Verbindungskabel angeordnet sind.

5. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Leuchtdioden entlang dem Verbindungskabel zumindest so bemessen ist, daß die Leuchtdioden ohne gegenseitige Berührung der einander zugewandten Stirnflächen verschwenkt werden können.

6. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaustrittsflächen (17) der Lichtleiter um den Kamerakopf (12) herum zumindest abschnittsweise ringförmig angeordnet sind.

7. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Maß der Leuchtdiode(n) (19) senkrecht zur Längserstreckung des Verbindungskabels kleiner als das entsprechende Maß des Kamerakopfes (12) einschließlich der an ihm angeordneten Lichtleiter (16) ist.

8. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungskabel für die Kamera und die Stromzuführung für die Leuchtdiode(n) in einer gemeinsamen Ummantelung (24) geführt sind.

9. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (24) die Leuchtdiode(n) (19) umschließt.

10. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode(n) weißleuchtend ist bzw. sind.

11. Miniaturkamera mit einer Beleuchtungsanordnung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.