DE3005387A1

DE3005387A1 - Fotografische apparatur fuer ein endoskop

Info

Publication number: DE3005387A1
Application number: DE19803005387
Authority: DE
Inventors: Yuji Ikuno
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1979-02-14
Filing date: 1980-02-13
Publication date: 1980-09-18
Also published as: US4284338A; GB2043278A; JPS55108644A; DE3005387C2; GB2043278B

Description

"Fotografische Apparatur für ein Endoskop"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kamera mit automatischer Belichtungsregelung in Kombination mit einem Endoskop und einer Beleuchtungsvorrichtung.

Bei einer konventionellen fotografischen Apparatur für ein Endoskop sind eine Energiequelle und ein Belichtungsmeßkreis in der Beleuchtungsvorrichtung und ein lichtempfindliches Element im Endoskop vorgesehen. Die Energiequelle ist mit einem in der Kamera angeordneten Filmtransportmotor über Anschlußklemmen verbunden. Das lichtempfindliche Element ist über weitere Anschlußklemmen mit dem Belichtungsmeßkreis verbunden. Ein Auslöseschalter der Kamera ist schließlich über

Konten: Deutsche Bank Mannhelm 9S/O9 53O ■ Stadtsparhasse Mannhelm 7496 696 Prlvatanschrlft: 694Ο Welnhelm . HolbelnstraBe 8 - Fernsprecher CO 62 O1) 7 3212

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weitere Anschlußklemmen mit dem Belichtungsmeßkreis verbunden. Diese bekannte fotografische Apparatur benötigt also eine relativ große Anzahl von Anschlußklemmen zur elektrischen Verbindung zwischen der Beleuchtungsvorrichtung, dem Endoskop und der Kamera. Je mehr Anschlußklemmen vorhanden sind, desto schlechter und störanfälliger ist der elektrische Kontakt zwischen den einzelnen Bauteilen der fotografischen Apparatur. Darüberhinaus wird der Aufbau mit wachsender Anzahl der Anschlußklemmen komplizierter und die Säuberung der Anschlußklemmen mühsamer.

Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine fotografische Apparatur der eingangs beschriebenen Art für ein Endoskop so zu verbessern, daß die Anzahl der Anschlußklemmen reduziert wird und die Genauigkeit der automatischen Belichtung gesteigert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kamera ein lichtempfindliches Element zur Erzeugung eines Lichtstromsignales, einen Übertragerkreis zur Übermittlung eines durch die Betätigung eines Auslöseschalters erzeugten Freigabesignales und eines mit dem Lichtstromsignal modulierten Signales und einen Überlagerungskreis zur Überlagerung des modulierten Signales auf die Einspeisungsleitung eines Filmtransportmotors und die Beleuchtungsvorrichtung einen Demodulationskreis zur Demodulation des modulierten Signales und einen Belichtungsmeßkreis zur Messung einer optimalen Belichtung mit Hilfe des modulierten Signales aufweisen.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispieles der'Erfindung;

Fig. 2 Signalwellendiagramme zur Erläuterung der Betriebsweise des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Kombination der Schaltkreise für die Beleuchtungsvorrichtung und die Kamera;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kombination entsprechend Fig. 3;

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Kamera mit einer Lichtkoppelung;

Fig. 6 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles, bei dem der Motorschaltkreis während des Fotografierens abgeschaltet ist;

Fig. 7 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles mit einem Zeitschaltwerk als Modifikation des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 6 und

Fig. 8 ein Schaltbild der Kamera mit einem binären Speicher.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist eine Beleuchtungsvorrichtung 11 mit einem Demodulationskreis 12, einem Belichtungsmeßkreis 13, einer Energiequelle 14 und einer Lampe 15 auf. Die Ausgangsklemme des Belichtungsmeßkreises 13 ist mit einer Magnetwicklung 16 eines fotografischen Verschlußes 17 verbunden. Die Energiequelle 14 speist einerseits die Lampe 15 und andererseits den Demodulationskreis 12, der mit weiteren Ausgangsklemmen des Belichtungsmeßkreises 13 verbunden ist. Die Anschlüsse des Demodulationskreises 12, an denen die Energiequelle 14 liegt, sind mit den Ausgangsklemmen eines Überlagerungskreises 19 verbunden, der in einer Kamera 18.

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angeordnet ist. Die Eingangsklemmen des Überlagerungskreises 19 sind mit den Ausgangsklemmen eines Übertragerkreises 20 verbunden. Ein Filmtransportmotor 21 liegt elektrisch über dem Überlagerungskreis 19 an der Energiequelle 14. Hinter' einer Objektivlinse 22 der Kamera 18 ist ein Prisma 23 ange·*· ordnet, das den hindurchtretenden Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen aufteilt. Im Strahlengang eines dieser beiden Teilstrahlen liegt ein lichtempfindliches Element 24, dessen Ausgangsklemmen mit dem Übertragerkreis 20 verbunden sind. Der. übertragerkreis 20 ist ferner mit einem Auslöseschalter 25 verbunden. Ein Endoskop 26 ist mit zwei Lichtwellenleitern 27 und 28 ausgestattet. Der Lichtwellenleiter 27 steht mit seiner einen Endfläche - getrennt durch den Verschluß 17 vor der Lampe 15» während der Lichtwellenleiter 28 mit seiner einen Endfläche vor der Objektivlinse 22 steht. Die anderen Endflächen der beiden Lichtwellenleiter 27 und 28 zeigen zum zu fotografierenden Objekt.

Venn die Energiequelle 14 angeschaltet wird, leuchtet die Lampe 15 auf. In diesem Stadium wird ein Freigabesignal S_R erzeugt, wenn der Auslöseschalter 25 der Kamera 18 geschlossen ist. Die Zeitdauer, während der das Freigabesignal S_R andauert, ist kürzer als diejenige, die für die Betätigung eines in der Zeichnung nicht dargestellten, in der Kamera 18 vorgesehenen Spiegels zum Anheben benötigt /und der Film wird belichtet. Im Übertragerkreis 20 wird eine in Fig. 2 dargestellte Trägerwelle S_c mit dem Freigabesignal S_R moduliert und das modulierte Signal S_RC wird vom Übertragerkreis 20 zum Überlagerungskreis 19 übermittelt. Der Überlagerungskreis 19 überträgt das modulierte Signal S_RC au£ eine Einspeisungsleitung L, die zum Filmtransportmotor 21 führt. Das modulierte Signal S_RC wird außerdem dem Demodulationskreis

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zugeführt, in welchem es demoduliert an den Belichtungsmeßkreis 13 weitergegeben wird. Dieser steuert entsprechend dem Freigabesignal S„ den Magnet 16 des Verschlusses 17. Infolgedessen baut der Verschluß einen optischen Weg auf, der von der Lampe 15 zum Lichtwellenleiter 27 reicht, so daß das Licht durch diesen Lichtwellenleiter geleitet wird und das zu fotografierende Objekt 29 anstrahlt. Das vom Objekt 29 reflektierte Licht tritt in den Lichtwellenleiter 28 ein, passiert die Objektivlinse 22 und das Prisma 23 und belichtet schließlich den Film. Ein Teil des reflektierten Lichtes wird durch das Prisma 23 polarisiert und trifft .auf das lichtempfindliche Element 24. Dabei erzeugt das lichtempfindliche Element 24 ein Lichtstromsignal S^, das dem Übertragerkreis 20 zugeführt wird, wo es die Trägerwelle S_c moduliert. Das modulierte Signal Sjvq wird durch den Überlagerungskreis 19 auf die Einspeisungsleitung L gegeben und im Demodulationskreis 12 demoduliert. Von dort wird es dem Belichtungsmeßkreis 13 zugeführt, wo die Belichtungszeit beispielsweise durch einen Integrator gemessen wird. Wenn die Belichtungszeit einen geeigneten Wert erreicht, gibt der Belichtungsmeßkreis 13 ein Signal zur Entregung der Magnetspule 16. Als Antwort hierauf schließt der Verschluß 17, so daß auf den Lichtwellenleiter 27 kein Licht mehr fällt. Dann fällt der Spiegel in der Kamera 18 und deckt den Film ab, so daß der Verschluß 17 erneut zur Beobachtung des Objektes 29 freigegeben werden kann. Zu jedem Zeitpunkt, an welchem der Spiegel fällt, wird die Energiequelle 14 mit dem Filmtransportmotor 21 verbunden, wodurch der Film um ein Bild weitertransportiert wird. Bei Beendigung des Filmtransportes wird die Energiequelle vom Filmtransportmotor getrennt, so daß dieser stoppt und für die nächste Fotografie bereit ist.

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Fig. 3 zeigt ein Schaltbild, bei dem der Überlagerungskreis 19 als ein Koppelungstransformator 19a ausgebildet ist. Vom Übertragerkreis 20 wird der Primärwicklung des Kopplungstransformatori19a ein moduliertes Signal zugeführt, das in der Sekundärwicklung ein moduliertes Signal induziert, das über die Einspeisungsleitung L den Kopplungstransformator 12 a der Beleuchtungsvorrichtung 11 und von dort den Demodulationskreis 12 erreicht, wo es demoduliert wird.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird als Energiequelle 14 eine Wechselstromquelle verwendet. In diesem Fall ist im Motorkreis der Kamera 18 ein Gleichrichterkreis 30 vorgesehen und der Filmtransportmotor 21 wird durch das gleichgerichtete Ausgangssignal angetrieben. Durch die Verwendung eines Wechselstromes, insbesondere eines Wechselstromes mit hoher Frequenz, ist es möglich, das Auftreten eines elektrischen Schlages durch einen Leckstrom in der Kamera oder im Endoskop zu verhindern.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 wird als Überlagerungskreis 19 ein Lichtkoppler verwendet.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist ein Relais 32 mit einem Ende mit einer Leitung L 1 und mit dem anderen Ende mit einer Leitung L 2 über einen normalerweise offenen Kontakt 32a verbunden. Der normalerweise offene Kontakt 32 a liegt parallel zu einem Endschalter 33 für den Filmtransport. In Reihe mit dem Filmtransportmotor 21 liegt ein normalerweise geschlossener Kontakt 32 b des Relais 32. Der Stromquellenanschluß des Übertragerkreises 20 ist über einen normalerweise offenen Kontakt 32 c mit den Leitungen L 1 und L 2 verbunden. Innerhalb der Beleuchtungsvorrichtung 11 liegt ein

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Verschlußendkontakt 34 über einem Widerstand 35 zwischen den Leitungen L1 und L2.

Zu der Zeit, in der der Film transportiert wird, ist der Endschalter 32 geschlossen und somit das Relais 32 erregt. Dadurch ist der normalerweise geschlossene Kontakt 32b geöffnet, während die normalerweise geöffneten Kontakte 32a und 32c geschlossen sind. Unter dieser Bedingung wird, wenn der Auslöseschalter 25 geschlossen wird, eine Fotografie mit automatischer Belichtung erstellt. Nach dem Fotografieren wird der Verschluß 17 (Fig. 1) geschlossen. Zu dieser Zeit ist der Kontakt 34 ebenfalls geschlossen. Durch das Schließen des Kontaktes 34 fällt die an dem Relais 32 anliegende Spannung auf einen Wert, der durch den inneren Widerstand der Spannungsquelle 14 und die Werte der Widerstände 35 und 37 bestimmt ist. Die Werte dieser Widerstände 35 und 37 sind so gewählt, daß der Spannungsabfall geringer als die Haltespannung des Relais 32 ist. Infolgedessen wird das Relais 32 entregt, der normalerweise geschlossene Kontakt 32b geschlossen und die normalerweise offenen Kontakte 32a und 32c geöffnet. Durch diese Aufeinanderfolge wird dem Filmtransportmotor 21 elektrische Energie zugeführt, so daß dieser zu rotieren und den Film zu transportieren beginnt. Auf der anderen Seite wird die Stromzufuhr zum Übertragerkreis 20 unterbrochen. Nachdem das Relais 32 entregt ist, wird der Kontakt 34 aus seiner Selbsthaltung entlassen. Der Endschalter 33 wird freigegeben, wenn der Verschluß 17 geschlossen wird.¹ Sobald der Film um ein bestimmtes Stück durch den'Filmtransportmotor 21 transportiert ist, schließt der Endschalter 33 wieder und erregt das Relais 32. Infolgedessen ist die fotografische Apparatur für die nächste Aufnahme mit automatischer

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Belichtung bereit. Dann wird die Stromzufuhr zu dem Filmtransportmotor 21 abgeschaltet. Dadurch wird erreicht, daß die Genauigkeit der automatischen Belichtung niemals durch das Motorengeräusch während der Aufnahme beeinträchtigt wird.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 weist eine Reihenschaltung aus einem Zeitschaltwerk 37 und einem Spiegelschalter zwischen den Leitungen L1 und L2 auf. Ein Zeitschalter 37a des Zeitschaltwerkes 37 liegt in Reihe mit einem Parallelschaltkreis aus einem normalerweise geöffneten Relaiskontakt 32a und dem Endschalter 33. Venn der in der Zeichnung nicht dargestellte Spiegel nach Beendigung des Fotografierens in die Beobachtungsstellung zurückkehrt, schließt der Spiegelschalter 38, so daß das Zeitschaltwerk 37 angetrieben und der Zeitschalter 37a freigegeben wird. Infolgedessen wird das Relais 32 entregt und der Kontakt 32b geschlossen, so daß der Filmtransportmotor 21 zu rotieren beginnt. Nach der durch das Zeitschaltwerk 37 gesetzten Zeitdauer, wenn der Zeitschalter 37a geschlossen wird, sind der Kontakt 32a und der Erschallter 33 offen. Infolgedessen bleibt das Relais 32 in seinem entregten Zustand. Danach, wenn der Filmtransport beendet ist, schließt der Endschalter 33 und das Relais 32 wird erneut betätigt. Infolgedessen ist die fotografische Apparatur für das nächste Bild bereit. Lediglich während der durch das Zeitschaltwerk 37 gesetzten Zeitdauer ist eine Rotation des Filmtransportmotors erlaubt, so daß auch bei diesem Ausführungsbeispiel kein Einfluß des Motorengeräusches während des Fotografierens zu befürchten ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist ein aus dem Zeitschaltwerk 37 und einem Zeitschalter 24a gebildeter Reihen-

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schaltkreis zwischen den Leitungen L1 und L2 vorgesehen. Das Relais 32 ist mit einem binären Speicher 39 verbunden. Der binäre Speicher 39 wird durch Schließen des Zeitschalters 37a am Ende des Zeitschaltwerkbetriebes gesetzt und durch Schliessen des Endschalters 33 gelöscht. Durch Drücken des Auslöseknopfes wird der Zeitschalter 24a geschlossen und setzt das Zeitschaltwerk 37 in Gang. Das Zeitschaltwerk 37 ist auf die maximale Belichtungszeit eingestellt. Infolgedessen, wenn alle Belichtungsoperationen abgeschlossen sind, schließt der Zeitschalter 37a. Dadurch wird der binäre Speicher 39 eingeschaltet und zur gleichen Zeit das Relais 32 erregt« Infolgedessen schließt der Kontakt 32a und treibt den Filmtransportmotor 21 an. Nach dem Weitertransport des Filmes um ein bestimmtes Stück schließt der Endschalter 3 und stellt den Speicher 39 zurück. Infolgedessen wird das Relais 32 entregt und der Kontakt 32a fällt ab, so daß der Filmtransportmotor 21 stoppt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird das fotografische Bild innerhalb der Zeitdauer gemacht, die durch das Zeitschaltwerk 37 bestimmt wird. Deshalb ist auch hier ein Einfluß durch das Motorengeräusch ausgeschlossen.

Wie oben beschrieben, werden das Freigabesignal und das Belichtungsinformationssignal auf die Einspeisungsleitung gegeben, die zur Zuführung der elektrischen Energie zum FiImtransportmotor verwendet wird. Dadurch werden keine anderen Signalleitungen zur Übermittlung derartiger Signale benötigt und der Fortfall derartiger zusätzlicher Signalleitungen verringert die Anzahl der elektrischen Anschlüsse an der Beleuchtungsvorrichtung, dem Endoskop und der Kamera. Das Auftreten von Wackelkontakten oder verschmutzten oder oxydierten Kontakten ist dadurch auf ein Minimum beschränkt und die

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Konstruktion der Verbindungsanschlüsse vereinfacht. Darüberhinaus wird die Genauigkeit der automatischen Belichtung nicht beeinträchtigt, da der Filmtransportmotor während des Fotografierens abgeschaltet wird.

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Claims

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1. ) Kamera mit automatischer Belichtungsregelung in Kombination mit einem Endoskop und einer Beleuchtungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (18) ein lichtempfindliches Element (24) zur Erzeugung eines Lichtstrpmsignales (Sp), einen Übertragerkreis (20) zur Übermittlung eines durch die Betätigung eines Auslöseschalters (25) erzeugten Freigabesignales (Sd) und eines mit dem Lichtstromsignal modulierten Signales (S_DC) und einen Überlagerungskreis (19) zur Überlagerung des modulierten Signales auf die Einspeisungsleitung (L) eines Filmtransportmotors (21) und die Beleuchtungsvorrichtung (11) einen Demodulationskreis (12) zur Demodulation des modulierten Signales und einen Belichtungsmeßkreis (13) zur Messung einer optimalen Belichtung mit Hilfe des modulierten Signales aufweisen.

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2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (18) ein mit der Einspeisungsleitung (L) verbundenes Zeitschaltwerk (37), einen mit dem Zeitschaltwerk verbundenen Antriebsmechanismus, der synchron mit dem Auslöseschalter (25) arbeitet, und einen Binärspeicher (39) aufweist, der durch ein Ausschaltsignal des Zeitschaltwerkes setzbar und durch ein Filmtransport-Stoppsignal zurückstellbar ist.

3. Kamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung (11) eine Wechselstromquelle (14) und die Kamera (18) einen mit der Wechselstromquelle verbundenen Gleichrichterkreis (30) aufweisen und daß der Filmtransportmotor (21) durch einen vom Gleichrichterkreis erhaltenen Gleichstrom antreibbar ist.

4. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragerkreis (20) in Abhängigkeit von der Stellung eines Schalters (32c) arbeitet, der komplementär zu einem in Reihe mit dem Filmtransportmotor (21) geschalteten Relaiskontaktes (32b) schaltet.

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5. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlagerungskreis (19) eine in Gleichstromtechnik isolierte Transformatorkopplung (19a) ist.

6. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlagerungskreis (19) eine in Gleichstromtechnik isolierte Lichtkopplung (3.1) ist.

7. Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (18) einen bei der Beendigung des Filmtransportes schließenden Endschalter (33) aufweist und daß eine Spannungsabfallanordnung einen im Normalbetrieb offenen, parallel zum Endschalter liegenden Kontakt (32a), einen im Normalbetrieb geschlossenen, in Reihe zum Filmtransportmotor (21) liegenden Kontakt (32b) und ein in Reihe zu einem aus dem Endschalter und dem normalerweise offenen Kontakt gebildeten Parallelschaltkreis liegendes Antriebsrelais (32) aufweist, so daß eine an den Filmtransportmotor angelegte Spannung bei Beendigung des Filmtransportes so eingestellt ist, daß sie klei:
spannung des Antriebsrelais ist.

so eingestellt ist, daß sie kleiner als die Halte-

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