DE2719118C2 - Gerät zum Ausmessen der Abstände verschiedener beliebig wählbarer Punkte bei einer Bildanzeige auf einem Bildschirm, insbesondere bei der Bilddarstellung von Schnittbildern nach dem Ultraschall- Schnittbildverfahren - Google Patents

Description

einen Gitterraster, an der Bildschirminnenseite anzubringen, so daß der Raster praktisch in der gleichen Ebene wie die Bildschirmdarstellung zu liegen kommt Der dauernd sichtbare Raster stört, ebenso wie die schon erwähnten, von außen handhabbaren Meßhilfen, die Beobachtung der tatsächlichen Bildschirmanzeige. Eine Entfernungsbestimmung zwischen zwei Punkten ist nur genau möglich, wenn eine feste Beziehung zwischen Darstellungsmaßstab und Rastermaßstab besteht und wenn zufällig die Punkte, deren Abstand auszumessen ist, tatsächlich auf einer Rasterlinie liegen. Es hanaelt sich hier eher um eine Entfernungsbestimmung durch Schätzung, wenn die erwähnten Sonderbedingungen nicht auftreten.

Eine relativ einfache Entfernungsbestimmung durch is Laufzeitmessung ist bisher nur in Sonderfällen bei Radar-, Sonar- und Sonderfällen der Ultraschalluntersuchung möglich, wenn der Ursprung der Bilddarstellung mit dem einen Meßpunkt zusammenfällt und der Abstand dieses Meßpunktes von einem anderen Punkt bestimmt werden soll. Hier wird, vom Ursprung aus gesehen, der Elektronenstrahl analog zu jener Richtung ausgelenkt, in der auch die zur Bildschirmanzeige führenden Sendesignale vom Sender (Radarantenne oder Schallkopf) abgestrahlt werden. Die Sendesignal-Echolaufzeit vom Sender zu einem bestimmten Punkt und zurück ist ein direktes Maß für die Entfernung und man kann daher durch Einblendung von Zeitmarken oder Zeitrastern, die auf den Ursprung bezogen sind, starre Entferungsskalen oder Entferungsraster am zo Bildschirm darstellen und die Lage bzw. Entfernung eines beliebigen Meßpunktes vom Ursprung festlegen. Bei Radardarstellungen werden vorzugsweise bei Rundumabtastungen kreisförmig auf den Ursprung bezogene Entfernungsmarken oder auch Kreisscharen eingeblendet. Bezogen auf die Ultraschall-Diagnostik könnte man mit solchen Verfahren den Abstand einer bestimmten Reflexionsschicht von der Aufsetzstelle des Schallkopfes feststellen. Es ist aber nicht möglich, die Abstände beliebig wählbarer Punkte innerhalb eines dargestellten Schnittbildes, also von Punkten, die beide nicht der Ursprung sind bzw. nicht in einer Erzeugenden des Schnittbildes liegen, zu ermitteln.

Bei einer Navigations-Radareinrichtung für Schiffe ist es schon bekannt, aus mehreren, in zeitlichem Abstand erfolgenden Anpeilungen andere Schiffe und deren Lageveränderung relativ zum eigenen Schiff festzustellen und die sich durch Verbindung der Peilpunkte ergebenden Kurslinien mit elektronischen Mitteln zu verlängern und diese Linien am Bildschirm darzustellen, so daß man einen Überblick darüber gewinnt, ob dieses Schiff einen Kollisionskurs zum eigenen Schiff fährt. In den dargestellten Kurslinien kann man auch die Geschwindigkeit durch eingeblendete Lichtmarken berücksichtigen. Für die Darstellung der Kursliiiien sind eigene Simulatoren, die über Motoren anzutreiben sind, und aufwendige elektronische Einrichtungen notwendig. Die gesamte Darstellung bleibt auf den durch den Standpunkt des eigener. Radars gegebenen Ursprung der Bilddarstellung bezogen.

Das einzige bisher bekannte Verfahren zum verhältnismäßig genauen Ausmessen der Abstände beliebig wählbarer Punkte in einer Bildanzeige auf einem Bildschirm besteht darin, auf dem Bildschirm zwei für sich der Höhe und Seite nach verstellbare Meßpunkte ω anzuzeigen, welche Punkte bei einer Messung mit je einem der auszumessenden Punkte zur Deckung gebracht werden müssen, jeder dieser Punkte ist über eigene Regeleinrichtungen verstellbar. Die für die Verschiebung der einzelnen Punkte erforderlichen Ablenkspannungen in *- und y-Richtung sind ein Maß für die Koordinaten der Punkte. Aus diesen Koordinatenwerten kann der unmittelbare Abstand der Punkte berechnet werden. Man führt zu diesem Zweck die Ablenkspannungen einem Computer zu. Für den Abgleich ist eine Betätigung von vier Reglern, und zwar je eines Höhen- und Seitenreglers, für jeden Punkt erforderlich, wobei man Präzisionsregler benötigt, da alle vier Spannungen a!s die !Meßwerte ergebende Parameter benötigt werden. Bei dargestellten, beweglichen Vorgängen ist es wieder äußerst schwierig bzw. fast unmöglich, beide Meßpunkte unter dauernder Nachregelung mit den angezeigten Lichtpunkten zur Deckung zu bringen.

Die gleichen Nachteile weist ein anderes bekanntes Verfahren auf, bei dem ein elektronisch gezeichneter linearer Maßstab auf den Bildschirm eingeblendet wird, welcher Maßstab durch Regler am Bildschirm beliebig verschoben und gedreht werden kann und bei der Messung mit Hilfe dieser Regler in eine Stellung zu bringen ist, in der er durch die beiden auszumessenden Punkte läuft, so daß der Abstand der beiden Punkte aus den Meßmarken direkt bestimmt werden kann. Es ergibt sich ein beträchtlicher elektronischer Aufwand und es ist insbesondere bei bewegten Punkten schwierig und zeitraubend, den Maßstab auf die richtige Lage einzustellen, wobei meist eine schrittweise Einstellung erfolgt und das Abgleichverfahren oft mehrmals wiederholt werden muß, ehe sich die Maßstablinie tatsächlich mit beiden Punkten deckt. Erfolgt dann bei bewegten Punkten nicht sofort die Ablesung, wird eine neue Nachregelung notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Gerätes, das mit einfacheren Mitteln als bisher üblich eine genaue Abstandbestimmung beliebig wählbarer Punkte am Bildschirm ermöglicht, wobei Parallaxenfehler und Fehler durch sich ändernde bzw. verschiedene Maßstäbe vermieden werden und wobei die Verfolgung bewegter Punkte vereinfacht wird.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Anzeigemarken wenigstens ein Kreis bzw. Kreisbogen und dessen Mittelpunkt einblendbar ist, der Kreismittclpunkt auf den einen Punkt einstellbar und dann der Kreis in seinem Radius stufig oder kontinuierlich bis zur Näherung bzw. Deckung auf den anderen Punkt einstellbar ist, wobei der den Abstand der Punkte angebende Kreisradius aus den zu seiner Einstellung erforderlichen Regelverstellungen ermittelt und gegebenenfalls unmittelbar angezeigt wird, und daß zur Einstellung des Kreismittelpunktes und zur Veränderung des Kreisradius eine Einknopfbedienung vorgesehen ist.

Unter »Kreis« ist die geometrische Definition dieses Begriffes zu verstehen. Die eingezeichnete Kurve gibt also jene Punkte an,'die vom eingeblendeten Mittelpunkt gleichen Abstand haben. Bei verschiedenen Maßstäben in x- und y-Richtung würde der »Kreis« als Ellipse sichtbar. Wenn der eine Meßpunkt im Randbereich des Bildschirmes liegt, kann es vorkommen, daß statt einem vollen Kreis nur ein Kreisbogen dargestellt wird. Mittelpunkteinstellung und Radiusänderung des Meßkreises erfolgen unabhängig voneinander, so daß die Änderung eines Parameters die Größe des anderen Parameters nicht beeinflußt.

Das erfindungsgemäße Gerät ermöglicht mit einfachsten Mitteln eine genaue Entfernungsbestimmung,

wobei auch die Abstände bewegter Punkte am Bildschirm festgestellt werden können, wobei man im wesentlichen mit dem Kreismittelpunkt den einen Punkt verfolgt und bei Deckung des Kreises mit dem anderen Punkt schon die gewünschte Meßgröße erhält. Zur Anzeige des Radius kann man ein zur Einstellung des angezeigten Kreises dienendes Regelorgan, z. B. einen Spannungsregler, mit dem gleich in Längeneinheiten geeichten Anzeigegerät koppeln. Man kann auch die Ablenkspannung zur Erzeugung des Kreises messen und im Bedarfsfall gleich digital am Bildschirm anzeigen. Der Kreismittelpunkt kann als Fadenkreuz, nämlich als Schnittpunkt des als Linie dargestellten senkrechten und horizontalen Kreisdurclimessers angezeigt werden, wobei gegebenenfalls auch diese Fadenlinien Maßstabmarken zeigen.

Zusätzlich zu dem Meßkreis können, wie dies bei den auf einen festen Ursprung bezogenen Entfernungskreisen auf Radarbildschirmen bekannt ist, weitere konzentrische Hilfskreise in vorbestimmten Abständen zum Meßkreis dargestellt werden, wobei der Meßkreis in einer sich von den Hilfskreisen abhebenden Darstellungsart angezeigt wird. Man kann hier auch eine stufige Verstellung des Meßkreises vorsehen und zwischen Meßkreis und den Hilfskreisen bei der Ablesung interpolieren. Auch bei stufenlos verstellbarem Meßkreis können die Hilfskreise die Gesamtauswertung erleichtern, wenn z. B. die Dicke einer einen Meßpunkt umgebenden Schicht angegeben werden soll.

Es ist ein Sinusspannungsgenerator vorgesehen, dessen Ausgangsspannung auf zwei Leitungen liegt, in deren einer ein Phasendrehglied zur Phasenverschiebung um 90° angeordnet ist, jede der Leitungen ein Summierungsglied enthält, in welchem der Sinus- bzw. Kosinusspannung eine Gleichspannung hinzugefügt ■ wird, die über Regler unabhängig von der Additionsspannung im anderen Leitungszweig einstellbar ist, wobei die erhaltenen Summenspannungen gemeinsam mit der zugehörigen, eingestellten Gleichspannung einem elektronischen Umschalter zuführbar sind, der -4 wechselweise eine der Gleichspannungen und eine der beiden Summenspannungen, die andere Gleich- und Summenspannungen und beide Summenspannungen an das Anzeigegerät legt. Bei diesem Gerät wird ein Kreis Bildschirmes vor und nach dem Abgleich,

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Gerätes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 4 eine Ausführungsvariante zu F i g. 3, wobei nur ■ die geänderten Teile dargestellt sind und

F i g. 5 schematisiert einen Regler mit Einknopfbedienung.

Auf dem Bildschirm 1 in den Fig. 1 und 2 sind zwei Punkte 2 und 3 ersichtlich, die z. B. interessante ι Bildpunkie eines Schnittbildes sind, deren Abstand ermittelt werden soll. Nach Betätigung eines Einschalters wird am Bildschirm 1 ein Kreis 4 mit einem Achsenkreuz dargestellt. Beim Ausmeßvorgang wird zunächst der Kreismittelpunkt, der durch den Schnittpunkt der beiden Achsen des Achsenkreuzes definiert ist, mit dem einen der auszumessen.der. Punkte, beispielsweise dem Punkt 3, durch Betätigung von Einstellreglern zur Deckung gebracht. Anschließend wird mittels eines weiteren Reglers der Radius des Kreises 4 kontinuierlich verändert, bis der Kreisbogen durch den anderen Punkt, beim Ausführungsbeispiel den Punkt 2, läuft, wie dies in F i g. 2 veranschaulicht wurde. Der Vorteil gegenüber den bekannten Methoden liegt darin, daß zunächst nur drei und nicht vier Abgleiche durchgeführt werden müssen. Es ist einfacher und schneller möglich, den Kreisradius so einzustellen, daß der Kreis durch den Punkt 2 verläuft, als einen einzelnen Meßpunkt oder eine auch gegenüber dem Punkt 3 verstellbare Linie der Höhe und Seite nach so zu verschieben, daß er bzw. sie mit dem Punkt zur Deckung kommt, da der Kreisbogen im Laufe der Änderung des Kreisradius auf alle Fälle einmal durch den Punkt 2 laufen muß, wogegen es beim Abgleich eines Punktes notwendig sein kann, daß man mehrmals die x- und y-Werte ändern muß, bis die Deckung erreicht ist. Außerdem ist es, wie später noch beschrieben wird, beim Erfindungsgegenstand möglich, daß alle erforderlichen Abgleichvorgänge mit einem einzigen Regelknopf durchgeführt werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß zur Erfassung des Abstandes nur mehr eine einzige elektrische Größe, nämlich die den Kreisradius bestimmende Spannung genau bekannt sein muß, da die für die Lage des Kreismittelpunktes maßgebenden Werte in die Messung nicht eingehen und

mit Fadenkreuz angezeigt. Der Umschalter kann gleich -ti die Kenntnis ihrer Größe daher nicht notwendig ist. vom Sinusgenerator getriggert werden. Dies vereinfacht den elektronischen Aufwand sehr

Eine besonders einfache Einstellung von Kreismittel- erheblich.

punkt und Durchmesser wird dadurch ermöglicht daß F i g. 3 stellt das Blockschaltbild einer Anordnung zur

zur Einstellung der beiden Gleichspannungen und der Durchführung dieses Verfahrens dar. Ein Sinus-Genera-Wechselspannung ein Regler mit Einknopfbedienung 50 tor 5 gibt über die Leitung 6 die erzeugte Sinus-Spanvorgesehen ist, wobei eine für sich drehbare und einen nung an ein Potentiometer 7 ab. Eine am Potentiometer Regler fiir Hip Wprhcpicnnnniino ctpiiprnHg RpHjpnnnos- abgegriffene Teils^snnun'*, die entsprechend verliert welle mit dem Regler an einer kardanischen Aufhängung angreifen, an deren beide senkrecht aufeinanderstellende Achsen Drehregler für die beiden Gleichspannungen anschließen, die durch Verschwenken der Welle
verstellbar sind. Durch Verschwenken der Welle erfolgt
die Einstellung auf den Kreismittelpunkt und durch
Änderung der Höhe der Wechselspannung die Einstellung des Kreisradius. Die zu messende Entfernung 60 bekannte Relation zur Eingangsspannung herstellt, so entspricht der Wechselspannung und es ist daher nur daß man die abgegriffene Teilspannung allein auf Grund

der Einstellung des Potentiometers genau kennt In diesem Fall könnten die entsprechenden Werte an einer mit dem Abgriff des Potentiometers in Verbindung stehenden Skala abgelesen werden. Maßgebend ist nur, daß der abgegriffene Spannungswert genau bekannt ist Da dieser Wert wie später gezeigt den Radius des Kreises und damit den auszumessenden Abstand

g p

werden kann, wird über die Leitungen 8 weitergeführt Zunächst wird ihr Spitzenwert mit Hilfe eines Voltmeters 9 gemessen und angezeigt Dieses Voltmeter kann jedoch entfallen, wenn die vom Generator 5 abgegebene Spannung entsprechend konstant ist, und es sich bei dem Potentiometer 7 um ein Präzisionspotentiometer handelt dessen Einstellung eine genau

diese zu messen, so daß auch nur für die Wechselspannung ein Präzisionsregler bzw. -meßgerät benötigt wird. Über die Einknopfbedienung wird eine Verfolgung auch bewegter Punkte leicht möglich.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:

Fig 1 und 2 schematisch das Schirmbild eines

bestimmt, ist es zweckmäßig, die Skala des Meßinstrumentes oder des Potentiometers so zu beschriften, daß man auf ihr sofort den Kreisradius ablesen kann. Die abgegriffene Sinus-Spannung wird in zwei Zweigen 8a, Sb der Leitung 8 weitergeführt. In einem Phasendrehglied 10 im Zweig 8a wird die Phase der Sinusspannung um 90° gedreht, so daß in einer anschließenden Leitung 11 eine Cosinusspannung verläuft, die einem Summationsglied 13 zugeführt wird. Diesem Glied wird über eine Leitung 12 noch eine regelbare Gleichspannung xo zugeleitet und zur vorhandenen Cosinusspanriung addiert. Der zweite Leitungszug 8b mündet direkt in ein Summationsglied 17, dem über eine Leitung 18 noch eine regelbare Gleichspannung y<, zugeführt wird, die es zu der Sinusspannung addiert. Auf diese Weise entstehen an. den Ausgängen der beiden Summationsglieder 13 und 17 die Spannungen

10

15

bei 13: Af= X₀+ r ■
bei i7:y-yo + r ■

cos (a
sin(a ■

I)
0

20

Bei diesen Spannungen sind die Größen x_D und y₀ unabhängig voneinander durch zwei in der Schaltung nicht gezeigte Regelorgane einstellbar. Die Größe r kann am Potentiometer 7 eingestellt werden: a ist die Kreisfrequenz der vom Generator 5 erzeugten Sinusspannung. Würde man diese Spannungen an die x- und /-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre legen, so erschiene am Bildschirm ein Kreis mit einem der Größe r proportionalen Radius, dessen Mittelpunkt durch die Spannungen xa und y₀ bestimmt wird. Um jedoch, wie gefordert, auch noch ein Achsenkreuz zu erhalten, werden die Ausgänge der Summationsglieder 13 und 17 einem elektronischen Umschalter 15 zugeführt, dem auch noch die Spannungen ,Y₀ und y_a über die Leitungen 12 und 18 direkt zugeführt werden. Dieser Umschalter hat drei Stellungen. In der obersten Stellung erscheinen an seinen Ausgängen 16 und 19 die Spannungen:

X=XO

y=yo+r ■ sin (a ■ t)

Dadurch wird auf dem Bildschirm eine gerade Linie in der Höhe von xq mit der Länge von 2 · r gezeichnet. In der mittleren Stellung des Umschalters 15 treten an den Ausgängen 16 und 19 folgende Spannungen auf:

x=xo + r ■ cos (a ■ t) y=yo+r ■ sm(a ■ t)

Es wird jetzt am Bildschirm ein Kreis mit dem Radius r und dem Mittelpunkt x₀ und y₀ dargestellt. In der letzten (unteren) Schaltstellung des Umschalters 15 treten die Spannungen:

45

50

cos (a ■ t)

y=yo

auf, wodurch eine zur ersten Linie senkrechte Linie der Länge 2 ■ r entsteht, die ebenfalls durch den Kreismittelpunkt geht Im Laufe eines Umschaltzyklus werden also der Kreis und zwei zueinander senkrecht siehende Durchmesser gezeichnet Bei genügend raschem Umschalten sieht man alle drei Linien infolge der Nachleuchtdauer des Bildschirmes und der Trägheit des Auges gleichzeitig. Der Umschalter 15 kann an und für sich frei laufend sein, wenn man seine Umschaltfrequenz viel größer oder viel kleiner als die Frequenz der vom Generator 5 erzeugten Sinusspannung wählt Bei annähernd gleicher Frequenz kann es zu stroboskopischen Effekten kommen, bei denen z. B. nur ein Teil des Kreisringes gezeichnet wird, der langsam umläuft Um diesen unerwünschten Effekt auszuschalten, kann der Umschalter 15 über eine Leitung 14 vom Sinusgenerator her so getriggert werden, daß er jeweils nach einer vollen Periode der Sinusspannung in den nächsten Schaltzustand übergeht. Da der Meßkreis gleichzeitig mit dem auszuwertenden Bild am Bildschirm sichtbar sein soll, werden die bei 16 und 17 abgegebenen Spannungen nicht direkt dem Anzeigegerät zugeführt, sondern einem weiteren elektronischen Umschalter zugeleitet, der das Anzeigegerät abwechselnd mit der Meßeinrichtung und dem Gerät zur Erzeugung des auszumessenden Bildes verbindet. Da derartige Vorrichtungen zum Einblenden von Bildern bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung sind, werden sie nicht weiter besprochen und sind auch nicht in das Blockschaltbild aufgenommen.

Bei der Abwandlung nach Fig.4 sind an Stelle des kontinuierlich verstellbaren Potentiometers 7 eine Reihe von Festwiderständen 7a, Tb, Tc... usw. getreten, die so abgeglichen sind, daß der Spannungsabfall an den einzelnen Teilwiderständen gleich groß ist, und einer leicht erfaßbaren Änderung des Kreisradius, also etwa 5 oder 10 mm entspricht. Durch einen Umschalter 22 werden nun mehrere, an aneinander grenzenden Widerständen auftretende Spannungsabfälle abgegriffen, ein elektronischer Umschalter 20 tastet die einzelnen abgegriffenen Spannungen periodisch ab und führt sie in die Leitung 8, von wo an der weitere Verlauf analog zu F i g. 3 ist. Der elektronische Umschalter 20 wird wieder über die Leitung 14 vom Sinusgenerator 5 her getriggert. Da der Umschalter 15 jetzt jedoch nicht bei jeder Periode des Sinusgenerators in einen anderen Schaltzustand übergehen kann, sondern erst dann, wenn der Umschalter 20 alle Schaltstellungen durchlaufen hat, ist in die Leitung 14 noch ein Impulsuntersetzer 21 eingeschaltet, so daß nur jeder n-te Schaltimpuls den Umschalter 15 betätigt. Wie hoch die Untersetzung sein muß, hängt, wie noch beschrieben wird, von der Funktion des Umschalters 20 ab. Durch die beschriebene Schaltungsänderung wird zweierlei erreicht. Der Radius des Meßkreises kann nicht mehr kontinuierlich verändert werden, sondern nur schrittweise. Auf dem Bildschirm erscheint aber jetzt nicht ein Kreis, sondern mehrere konzentrische Kreise — bei einer Ausführung entsprechend der gezeichneten Schaltung entstehen drei Kreise — deren gegenseitiger Abstand einer genau bekannten Strecke entspricht. Man stellt nun den Umschalter 22 so ein, daß der auszumessende Punkt innerhalb des Kreisringes liegt Er muß jedoch nicht von einem der drei Kreise geschnitten werden.

Der Radius des mittleren Kreises wird wieder durch das Instrument 9 oder durch eine Skala am Umschalter 22 angezeigt Die Abweichung des auszumessenden Punktes von diesem Wert läßt sich dann an Hand seiner Lage zwischen den Ringen mit einer für die meisten Fälle ausreichenden Genauigkeit abschätzen. Bezeichnet man die drei Schaltsiellungen des Umschalters 2 mit

a, b, cund würde dieser Umschalter in der Reihenfolge a,

b, c, a, b, c, a, b, c ... usw, d.h. zyklisch schalten, so würden alle drei Kreise gleich hell erscheinen und der Untersetzer 21 dürfte nur jeden dritten Schaltimpuls durchlassen. Legt man jedoch den Umschalter 20 so aus, daß er pendelnd schaltet, also a,b,cb,a,b,c,b,a... usw, so würde der mittlere Kreis, also jener Kreis, für den die Entfernung angegeben wird, heller erscheinen, da er öfters in der Zeiteinheit gezeichnet wird, als der äußere und innere Kreis, wodurch ein gewisses Hervorheben eintritt, das eine Erleichterung bei der Messung darstellt.

Der Untersetzer 21 dürfte jetzt nur jeden vierten Schaltimpuls zum Umschalter 15 weiterleiten.

Es wurde bereits erwähnt, daß es möglich ist, alle erforderlichen Einstellungen für die Messung mit einem einzigen Regelknopf durchzuführen. Eine mögliche ■> Ausführung zur Realisierung dieser Forderung zeigt F i g. 5. Ein Bügel 23 ist fest mit dem Gerät verbunden. Ein Schenkel dieses Bügels trägt ein Potentiometer 24, das gleichzeitig als Lager dient, der andere Schenkel ein Lager 25. Beide Lager führen Achsstummeln 26, die in y-Richtung liegen und einen Rahmen 27 tragen bzw. mit ihm fest verbunden sind. Am Rahmen 27 ist ein zweites Potentiometer 28 befestigt und ihm gegenüber, ebenfalls am Rahmen 27, ein Lager 29. Eine durch diese beiden Bauteile geführte Achse 30 liegt in x-Richtung. In der Mitte der Achse 30 ist ein drittes Potentiometer 7 (entsprechend Schaitteü 7 in Fig.3) befestigt. Die Achse 31 dieses Potentiometers 7 weist in Ruhestellung in z-Richtung. Sie ist mit einem Einstellknopf 32 verbunden. Bewegt man den Einstellknopf 32 in der yz-Ebene, so wird die Achse 30 gedreht und damit die Einstellung des Potentiometers 28 geändert. Bei einer Bewegung des Knopfes 32 in der xz-Ebene wird zunächst der Rahmen 27 und damit die mit ihm fest verbundenen Achsen 26 verdreht, wodurch die Einstellung des Potentiometers 24 geändert wird. Eine Drehung des Knopfes 32 um seine eigene Achse betätigt schließlich über die Achse 31 das Potentiometer 7. An den Potentiometern 24 und 28 werden die Spannungen Xo und yo abgegriffen, mit denen die Lage des Mittelpunktes des Meßkreises verschoben werden kann. Am Potentiometer 7 entsteht die für die Größe des Kreisradius maßgebende Spannung. Man wird die Montage dieser Einrichtung zweckmäßigerweise so wählen, daß die Bewegung des Kreismittelpunktes analog zur Bewegung des Drehknopfes 32 erfolgt, also z. B. ein Hochschieben des Knopfes den Kreismittelpunkt nach oben verschiebt, eine Rechtsverschiebung des Knopfes eine Rechtsverschiebung des Kreismittelpunktes nach sich zieht usw.. Diese Vorrichtung ist natürlich auch für die in F i g. 4 dargestellte Schaltvariante anwendbar. An Stelle des Potentiometers 7 tritt lediglich ein entsprechender Vielfachschalter.

Selbstverständlich ist es bei der beschriebenen Vorrichtung möglich, zwei oder drei Bewegungen des Drehknopfes gleichzeitig auszuführen, wodurch besonders der Abgleich des Kreismittelpunktes auf einen der beiden auszumessenden Punkte besonders einfach wird und sich schnell durchführen läßt. Man kann ferner z. B. eine durch Ziehen oder Drücken des Knopfes 32 betätigbare Verriegelung für die durch die Achsen 26,30 gebildete kardanische Aufhängung vorsehen, um eine zufällige Verstellung des Kreismittelpunktes während der Einstellung des Kreisdurchmessers zu verhindern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

schwenken der Welle verstellbar sind. Patentansprüche:

1. Gerät zum Ausmessen der Abstände verschiedener, beliebig wählbarer Punkte bei einer Bildanzeige auf einem Bildschirm, insbesondere bei der Bilddarstellung von Schnittbildern nach dem Ultraschall-SchniUbildverfahren durch Einblendung von bis zur Näherung bzw. Deckung auf die Punkte einstellbaren Anzeigemarken, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigemarken wenigstens ein Kreis (4) bzw. Kreisbogen und dessen Mittelpunkt einblendbar ist, der Kreismittelpunkt auf den einen Punkt (3) einstellbar und dann der Kreis in seinem Radius stufig oder kontinuierlich bis zur Näherung bzw. Deckung auf den anderen Punkt (2) einstellbar ist, wobei der dtn Abstand der Punkte (2, 3) angebende Kreisradius aus den zu seiner Einstellung erforderlichen Regelverstellungen ermittelt und gegebenenfalls unmittelbar angezeigt wird, und daß zur Einstellung des Kreismittelpunktes und zur Veränderung des Kreisradius eine Einknopfbedienung vorgesehen ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreismittelpunkt durch ein Fadenkreuz, vorzugsweise durch den Schnittpunkt des als Linie dargestellten senkrechten und horizontalen Kreisdurchmessers angezeigt wird, wobei gegebenenfalls diese Fadenlinien Maßstabmarken zeigen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Meßkreis (4) weitere konzentrische Hilfskreise in vorbestimmten Abständen vom Meßkreis dargestellt werden, wobei vorzugsweise der Meßkreis in einer sich von den Hilfskreisen abhebenden Darstellungsart angezeigt wird.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sinusspannungsgenerator (5) vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung auf zwei Leitungen (Leitungszweige 8a, 8b) liegt, in deren einer ein Phasendrehglied (10) zur Phasenverschiebung um 90° angeordnet ist, jede der Leitungen ein Summierungsglied (13,17) enthält, in welchem der Sinus- bzw. Cosinusspannung eine Gleichspannung hinzugefügt wird, die über Regler unabhängig von der Additionsspannung im anderen Leitungszweig einstellbar ist, wobei die erhaltenen Summenspannungen gemeinsam mit der zugehörigen eingestellten Gleichspannung einem elektronischen Umschalter (15) zuführbar sind, der wechselweise eine der Gleichspannungen und eine der beiden Summenspannungen, die andere Gleich- und Summenspannung und beide Summenspannungen an das Anzeigegerät (Ablenkanschlüsse x.j^legt.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (15) vom Sinusgenerator (5) getriggert ist.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der beiden Gleichspannungen (xo) und (yo) und der Wechselspannung ein Regler vorgesehen ist, wobei vorzugsweise eine für sich mit einem Knopf (32) od. dgl. drehbare und einen Regler (7) für die Wechselspannung steuernde Bedienungswelle (31) mit dem Regler an einer kardanischen Aufhängung angreifen, an deren beide senkrecht aufeinanderstehende Achsen (26, 30) Drehregler (24, 28) für die beiden Gleichspannungen anschließen, die durch VerGerät zum Ausmessen der Abstände verschiedener,

beliebig wählbarer Punkte bei einer Bildanzeige auf einem Bildschirm, insbesondere bei der Bilddarstellung von Schnittbildern nach dem Ultraschall-Schnittbildverfahren.

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Ausmessen der Abstände verschiedener, beliebig wählbarer Punkte bei einer Bildanzeige auf einem Bildschirm, insbesondere bei der Bilddarstellung von Schnittbildern nach dem UUraschall-Schnittbildverfahren durch Einblendung von bis zur Näherung bzw. Deckung auf die Punkte einstellbaren Anzeigemarken.

Für das Ausmessen der Abstände verschiedener Punkte bei einer Bildanzeige sind bisher grundsätzlich drei verschiedene Möglichkeiten bekannt.

Nach der ersten Möglichkeit wird der Abstand der Punkte mit von außen an den Bildschirm angelegten Maßstäben oder Meßhilfen, die eigene Werkzeuge darstallen und gegenüber dem Bildschirm frei beweglich sind, ermittelt. Als Meßhilfen sind hier an den Bildschirm anlegbare Maßstäbe oder auch einstellbare Meßhilfen bekannt Ferner ist es auch bekannt, außen am Bildschirm einen Gitterraster mit eingetragenen Maßstäben anzuhalten. Dieses Meßverfahren ist umständlich und schon wegen des Parallaxenfehlers ungenau. Es versagt dann überhaupt, wenn sich der Darstellungsmaßstab am Bildschirm ändert, beispielsweise in x- und /-Richtung verschiedene, vielfach nicht einmal konstante Werte aufweist, wie dies u. a. bei Schnittbilddarstellungen mit Ultraschall der Fall sein kann. Auch bei gleichbleibendem Maßstab der Darstellung müssen die einzelnen Meßhilfen tatsächlich auf den jeweiligen Maßstab abgestellt sein. Bei der Darstellung von bewegten Vorgängen am Bildschirm ist es äußerst schwierig, den Maßstab bzw. die Meßhilfe gleichzeitig auf zwei verschiedene bewegte Punkte einzustellen bzw. mit diesen Punkten zur Deckung zu bringen. Bei vielen Vorgängen ist überdies die Bedienungsperson zusätzlich mit anderen Arbeiten beschäftigt. Bei der schon erwähnten Durchführung von Untersuchungen nach dem Ultraschall-Schnittbildverfahren hat der untersuchende Arzt den Patienten zu beobachten, das Untersuchungsgerät (Schallkopf) zu führen und sollte nun überdies die Meßhilfen unter Beobachtung des Bildschirmes handhaben, um z. B. die Ausdehnung eines dargestellten Organes oder Tumores bei medizinischen Untersuchungen feststellen zu können, wobei sich die Bildschirmanzeige einerseits durch Veränderung der Ausetzstelle des Schallkopfes und andererseits durch das Pulsieren bei Herz- oder Schlagaderuntersuchungen bzw. durch die Atmung dauernd und in kurzen Zeitabständen ändert.

Es sei erwähnt, daß es für die Entfernungsbestimmung

auf Landkarten an und für sich bekannt ist, Meßzirkel oder schießscheibenartige, mit konzentrischen Kreisen versehene, sonst aber transparente Meßhilfen zu verwenden.

Die Verwendung solcher Meßhilfen bei Bildanzeigen auf Bildschirmen ist zwar, mit den eingangs erwähnten Beschränkungen, denkbar, führt aber nicht zur Beseitigung der aufgezeigten Nachteile bzw. Schwierigkeiten. Zur Vermeidung des Parallaxenfehlers bei der Ablesung ist es auch bekannt, einen Meßraster, meist