DE29520862U1

DE29520862U1 - Kamera zur Innenuntersuchung von Rohren

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Publication number: DE29520862U1
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Authority: DE
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Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2005-02-03

Description

37290 Meißner/Weidenhausen, Im Rothenbach 49b

Kamera zur Innenuntersuchung von Rohren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kamera zur Innenuntersuchung von Rohren, insbesondere von Abwasserleitungen, nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Bei der Innenuntersuchung von Rohren sollen die Rohrinnenoberflächen betrachtet werden. Hierzu wird eine Kamera durch das jeweilige Rohr hindurchgeschoben. Die optische Achse des Weitwinkelobjektivs der Kamera ist dabei etwa koaxial zu der Mittelachse des Rohrs ausgerichtet. So befindet sich die

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Rohrinnenwandung nicht im Zentrum, sondern in dem darumliegenden Randbereich des Beobachtungsbereichs des Weitwinkelobjektivs. Zur Ausleuchtung des Beobachtungsbereichs des Weitwinkelobjektivs sind die Lichtquellen vorgesehen, die eine scheinwerferartige Lichtverteilung aufweisen. Das heißt, sie strahlen Licht im wesentlichen in einen kegelförmigen Beleuchtungsbereich ab, dessen Symetrieachse hier als Beleuchtungsrichtung bezeichnet wird. Wie die scheinwerferartige Lichtverteilung erreicht wird, ist dabei von untergeordneter Bedeutung. So kann einer ansich punktförmigen Lichtquelle ein Reflektor zugeordnet sein. Es sind aber beispielsweise auch Leuchtdioden mit integriertem Reflektor bekannt.

Bei bekannten Kameras sind die optische Achse des Weitwinkelobjektivs und die Beleuchtungsrichtungen der Lichtquellen parallel zueinander ausgerichtet. Auf diese Weise wird eine gute Ausleuchtung im Zentrum des Beobachtungsbereichs des Weitwinkelobjektivs erzielt. In den Randbereichen des Beobachtungsbereichs ist jedoch eine ungleichmäßige Ausleuchtung gegeben. So finden sich dort zwar keine dunklen, d. h. nicht ausgeleuchteten Bereiche, die Beleuchtungsintensität schwankt aber sehr stark. Die Schwankungen der Beleuchtungsintensität beruhen darauf, daß einzelne Punkte des Beobachtungsbereichs in dem Randbereich von einem, zwei oder drei Beleuchtungsbereichen benachbarter Lichtquellen erfaßt werden, woraus unmittelbar eine entsprechende Abstufung der Beleuchtungsintensität resultiert. Durch die unterschiedlichen Beleuchtungsintensitäten wird das Betrachten der Rohrinnenwandungen erschwert, da Lichtreflexe auf der Rohrinnenwandung von der Rohrinnenwandung selbst zun Teil nur schwer zu unterscheiden sind.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kamera der eingangs beschriebenen Art derart weiterzuentwickeln, daß eine Betrachtung der Rohrinnenoberflächen ohne störende Lichtreflexe möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1 erreicht.

Durch die Neigung der Beleuchtungsrichtungen von der optischen Achse weg wird das Zentrum des Beobachtungsbereichs des Weitwinkelobjektivs vernachlässigt. Das heißt, hier können dunkle, nicht vollständig ausgeleuchtete Bereiche auftreten; insbesondere wenn der Abstand zu der Kamera gering ist. Dieser offensichtliche Nachteil macht sich aber bei der Innenuntersuchung von Rohren nicht nennenswert bemerkbar. Hier wiegt der Vorteil stärker, der durch die Neigung der Beleuchtungsrichtungen der Lichtquellen von der optischen Achse des Weitwinkelobjektivs weg erreichbar ist. Dieser Vorteil ist die gleichmäßige Ausleuchtung des Randbereichs des Beobachtungsbereichs des Weitwinkelobjektivs. Dort überschneidet sich bei der neuen Kamera immer eine Vielzahl von einzelnen Beleuchtungsbereichen, und der sternförmig auslaufende äußere Grenzbereich der miteinander überlagerten Beleuchtungsbereiche beginnt erst außerhalb des Beobachtungsbereichs.

Der Winkel zwischen der optischen Achse des Weitwinkelobjektivs und den Beleuchtungsrichtungen der Lichtquellen ist auf verschiedene Randbedingungen abzustimmen. Zum einen muß dem Öffnungswinkel des kegelförmigen Beobachtungsbereichs des Weitwinkelobjektivs und den Öffnungswinkeln der kegelförmigen Beleuchtungsbereiche der einzelnen Lichtquellen Rechnung getragen werden. Zum anderen ist der radiale Abstand der Lichtquellen von der optischen Achse des Weitwinkelobjektivs zu berücksichtigen. Weiterhin geht der mittlere Abstand der Rohrinnenwandung von der optischen Achse, d. h. letztlich der Rohrinnendurchmesser ein. Insgesamt ergibt sich ein bevorzugter Bereich von 10 bis 20 Grad für den Winkel zwischen der optischen Achse des Weitwinkelobjektivs und den Beleuchtungsrichtungen der einzelnen Lichtquellen.

Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel kann der Öffnungswinkel

des kegelförmigen Beobachtungsbereichs 80 bis 95°, vorzugsweise knapp 90°, betragen, wobei der Öffnungswinkel der kegelförmigen Beleuchtungsbereiche jeweils etwa 35° bis 45°, vorzugsweise ca. 40°, beträgt und wobei der Winkel zwischen der optischen Achse des Weitwinkelobjektivs und den Beleuchtungsrichtungen der Lichtquellen jeweils 12° bis 16°, vorzugsweise ca. 13,5°, beträgt. Hierbei ist zugrundegelegt, daß die virtuellen Anfangspunkte des kegelförmigen Beobachtungsbereichs und der kegelförmigen Beleuchtungsbereiche ungefähr auf gleicher Höhe, d. h. etwa in einer gemeinsamen Ebene hinter dem Beobachtungsbereich des Weitwinkelobjektivs liegen.

Für die gleichmäßige Ausleuchtung des Randbereichs des Beobachtungsbereichs des Weitwinkelobjektivs muß selbstverständlich eine ausreichende Anzahl von Lichtquellen um das Objektiv herum angeordnet sein. Dabei stellt die Zahl von acht Lichtquellen ein absolutes Minimum dar. Günstige Verhältnisse ergeben sich etwa bei 12 Lichtquellen. Oberhalb 16 Lichtquellen wird durch den zusätzlichen Aufwand keine nennenswerte Verbesserung der Ausleuchtung mehr erzielt.

Das Weitwinkelobjektiv und die Lichtquellen sind hinter einer gemeinsamen Abdeckscheibe angeordnet. Es versteht sich, daß diese Abdeckscheibe zumindest in dem Bereich vor dem Weitwinkelobjektiv vollständig klar sein muß, um keinen unnötigen Lichtverlust hervorzurufen. Ihre Funktion hat die Abdeckscheibe in einem Schutz des Weitwinkelobjektivs und der Lichtquellen, wobei gleichzeitig eine glatte äußere Oberfläche der Kamera geschaffen wird.

Die Lichtverteilung der einzelnen Lichtquellen tritt in dem Randbereich des Beobachtungsbereichs des Weitwinkelobjektivs zurück, weil die Abdeckscheibe in dem den Lichtquellen zugewandten Bereich umlaufende Axialnuten aufweist. Die

Axialnuten haben eine Streuwirkung auf das von den Lichtquellen abgestrahlte Licht.

Diese Streuwirkung wird noch erhöht, wenn die Oberfläche der Abdeckscheibe im Bereich der umlaufenden Axialnuten matt ist. Eine solche matte Oberfläche wird beispielsweise beim Eindrehen der Axialnuten in die Abdeckscheibe erreicht, wenn auf einen anschließenden Polierschritt verzichtet wird.

Als günstige Form der umlaufenden Axialnuten hat sich eine solche mit V-förmigem Querschnitt herausgestellt. V-förmige Axialnuten sind auf einfachste Weise in die Abdeckscheibe eindrehbar und weisen gleichzeitig günstige Streueigenschaften für das Licht der Lichtquellen auf.

Durch die umlaufenden Axialnuten besteht im verstärktem Maße die Gefahr, das Licht der Lichtquellen über die Abdeckscheibe seitlich in das Weitwinkelobjektiv eingestreut wird. Um dies zu verhindern, kann vorgesehen sein, daß in die Abdeckscheibe zwischen dem Weitwinkelobjektiv und den Lichtquellen von vorn und hinten ein Paar von sich teilweise überlappenden Radialblenden eingreift. Dabei bleibt die Abdeckscheibe als zusammenhängendes Ganzes bestehen. Die Lichtblenden können lichtdichte Ringe sein, die in entsprechende Ausnehmungen in die Abdeckscheibe eingesetzt sind.

Zur Befestigung und Abdichtung der Abdeckscheibe an einem Kameragehäuse kann die Abdeckscheibe eine umlaufende Radialnut zur Aufnahme eines elastischen Rings aufweisen. Mit Hilfe dieses elastischen Rings ist die Abdeckscheibe kraftschlüssig in eine kreisförmige Ausnehmung des Kameragehäuses einsetzbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben. Es zeigt

Figur 1 eine perspektivische Darstellung der Kamera und

Figur 2 das Objektiv und die Lichtquellen der Kamera gemäß Figur 1 im Querschnitt.

Die in Figur 1 dargestellte Kamera 1 dient zur Innenuntersuchung von Rohren, insbesondere von Abwasserleitungen. Hierzu weist die Kamera 1 ein Kameragehäuse 2 auf, dessen Querschnitt auf den üblicherweise runden freien Innenquerschnitt von Abwasserleitungen abgestimmt ist. An der Rückseite des Kameragehäuses 2 sind ein Anschluß 3 für eine Schiebestange und ein Anschluß 5 für eine Versorgungs- und Steuerleitung 6 vorgesehen. Zwischen zwei vorstehenden Tragarmen 7 weist das Kameragehäuse einen Schwenkkopf 8 auf. Der Schwenkkopf 8 ist über eine vertikale Schwenkachse 9 gegenüber dem restlichen Kameragehäuse 2 verschwenkbar. In dem Schwenkkopf 8 ist hinter einer Abdeckscheibe 10 ein Weitwinkelobjektiv 11 angeordnet, das von einer Mehrzahl von Lichtquellen 12 umgeben ist.

Die Anordnung des Weitwinkelobjektivs 11 der Lichtquellen 12 und der Abdeckscheibe 10 ist näher aus Figur 2 zu ersehen. Dort ist von dem Weitwinkelobjektiv 11 die vorderste Linse 13 wiedergegeben. Weiterhin sind die optische Achse 14 und in Form seiner Grenzen der Beobachtungsbereich 15 des Weitwinkelobjektivs 11 eingezeichnet. Von den Lichtquellen 12 sind zwei im Querschnitt wiedergegeben. Es handelt sich um Leuchtdioden, die einen integrierten Reflektor aufweisen. Zusätzlich sind die Leuchtdioden in sich reflektorartig erweiternde Bohrungen 16 in einem Haltering 17 mit polierter Oberfläche angeordnet. Insgesamt strahlen die Lichtquellen 12 Licht jeweils im wesentlichen in einen Beleuchtungsbereich 18 ab, der in Form seiner Grenzen in Figur 2 eingezeichnet sind. Der Beleuchtungsbereich 18 ist kegelförmig ausgebildet und rotationssymmetrisch um eine Beleuchtungsrichtung 19 herum angeordnet. Die elektrische Versorgung der Lichtquellen 12 erfolgt mittels einer Platine 20, die hinter dem Haltering 17 angeordnet ist.

Die Beleuchtungsrichtungen 19 der Lichtquellen 12 schließen mit

der optischen Achse 14 jeweils einen Winkel 21 von 13,5° ein. Der Öffnungswinkel 22 des Beobachtungsbereichs des Weitwinkelobjektivs 11 beträgt knapp 90 Grad, die Öffnungswinkel 23 der Beleuchtungsbereiche der Lichtquellen 12 betragen jeweils 40 Grad. Insgesamt wird die vor der Kamera 1 gemäß Figur 1 befindliche Rohrinnenwandung eines die Kamera l umgebenden Rohrs in dem Beobachtungsbereich 15 des Weitwinkelobjektivs 11 ohne störende Lichtreflexe ausgeleuchtet. Hierzu trägt wesentlich der Winkel 21 zwischen der optischen Achse 14 des Weitwinkelobjektivs 11 und den Beleuchtungsrichtungen 19 der Lichtquellen 12 bei. Hinzu kommt die ausreichende Anzahl von Lichtquellen 12, die ringförmig um das Objektiv 11 angeordnet sind. In der Ausführungsform der Kamera gemäß Figur 1 sind es insgesamt 12 Lichtquellen. Letztlich ist auch die Ausbildung der Abdeckscheibe 10 von Bedeutung. In ihr sind drei umlaufende und untereinander in radiaer Richtung beabstandete Axialnuten 24 oberhalb der Lichtquellen 12 vorgesehen. Der Querschnitt der Axialnuten 24 ist V-förmig. Die Axialnuten 24 sind in die Abdeckscheibe 10 eingedreht, wobei durch das Eindrehen eine matte Oberfläche der Abdeckscheibe 10 im "Bereich jeder Axialnut 24 entstanden ist. Durch die Axialnuten und ihre matte Oberfläche wird das von den Lichtquellen 12 kommende Licht gestreut, wodurch die Beleuchtungsbereiche der einzelnen Lichtquellen 12 stark verwischen. In Verbindung mit der Überlagerung der Beleuchtungsbereiche der einzelnen Lichtquellen ergibt sich eine homogene Ausleuchtung des gesamten interessierenden Teils des Beobachtungsbereichs 15 des Weitwinkelobjektivs 11. Zu dem interessierenden Bereich gehört nicht das Zentrum des Beobachtungsbereichs 15 um die optische Achse 14, da sich hier keine zu betrachtende Rohrwandung befindet.

In der Abdeckscheibe sind zwischen den Axialnuten 24 bzw. dem Bereich der Lichtquellen 12 und dem Bereich des Weitwinkelobjektivs 11 ist ein Paar von zwei umlaufenden, Radialblenden 25 und 26 vorgesehen. Die Radialblenden 25 und 26 überlappen

einander teilweise. Auf diese Weise wird ein seitlicher Übertritt von Licht von den Lichtquellen 12 zu dem Weitwinkelobjektiv 11 durch die Abdeckplatte 10 verhindert, obwohl die Abdeckplatte 10 einstückig und durchgängig ausgebildet ist. An ihrer Außenkante weist die Abdeckplatte 10 eine umlaufende Radialnut 27 auf, in der ein radial überstehender elastischer Ring 28 vorgesehen ist. Der elastische Ring 28 dient zur kraftschlüssigen Fixierung der Abdeckscheibe 10 in einer Vertiefung des Schwenkkopfs 8 des Kameragehäuses 2. Gleichzeitig dichtet der elastische Ring 28 den Schwenkkopf 8 in dem Übergangsbereich zu der Abdeckscheibe 10 ab.

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Kamera
2	Kameragehäuse
3	Anschluß
4	Schiebestange
5	Anschluß
6	Versorgungs- und Steuerleitung
7	Tragarm
8	Schwenkkopf
9	Schwenkachse
10	Abdeckscheibe
11	Weitwinkelobjektiv
12	Lichtquelle
13	Linse
14	optische Achse
15	Grenze
16	- Bohrung
17	Haltering
18	Grenze
19	Beleuchtungsrichtung
20	Platine
21	Winkel
22	Öffnungswinkel
23	Öffnungswinkel
24	Axialnut
25	Radialblende
26	Radialblende
27	Radialnut
28	Ring

Claims

SCHUTZANSPRUCHE :

1. Kamera zur Innenuntersuchung von Rohren, insbesondere von Abwasserleitungen, mit einem Weitwinkelobjektiv, das eine optische Achse und einen um die optische Achse herum angeordneten kegelförmigen Beobachtungsbereich aufweist, und mit einer Mehrzahl von ringförmig um das Weitwinkelobjektiv herum angeordneten Lichtquellen, die jeweils eine Beleuchtungsrichtung und einen um die Beleuchtungsrichtung herum angeordneten kegelförmigen Beleuchtungsbereich aufweisen, wobei die optische Achse des Weitwinkelobjektivs und die Beleuchtungsrichtungen der Lichtquellen jeweils einen Winkel größer als 5° einschließen und wobei das Weitwinkelobjektiv und die Lichtquellen hinter einer gemeinsamen Abdeckscheibe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (10) in dem den Lichtquellen (12) zugewandten Bereich umlaufende Axialnuten (24) aufweist.

2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Abdeckscheibe (10) im Bereich der umlaufenden Axialnuten (24) matt ist.

3. · Kamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Axialnuten (24) einen V-förmigen Querschnitt aufweisen.

4. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Abdeckscheibe (10) zwischen dem Weitwinkelobjektiv (11) und den Lichtquellen (12) von vorn und hinten ein Paar von sich teilweise überlappenden Radialblenden (25 und 26) eingreift.

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5. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (10) eine umlaufende Radialnut (27) zur Aufnahme eines elastischen Rings (28) aufweist, der als Befestigungs- und Abdichtelement für die Abdeckscheibe (10) in einer kreisförmigen Ausnehmung des Kameragehäuses (2) dient.