SE439205B - En apparat for visuell undersokning - Google Patents

Description

7904919-5 2 När anordningen för visuell undersökning används sker bnlysningan med en ljuskälla som är anordnad vid den främre änden av fiberootiken. Vid denna metod blir ljusfñrdelningen vanligtvis ojämn så att klarneten på det be- lysta ämnet också blir ojämn. Um ämnet är en mänsklig kropp eller liknande blir ljuset väl utspritt och fördelat och det reflekta ljuset lyser upp andra delar av ämnet. På grund härav elimineras ojämnheten i klarheten på grund av ojämnheten i belysningen delvis. ßälle1 det vmellcrtld en ojern metallyta eller liknande blir kontrastförhållandet relativt stort på grund av den ojämna belysningen tillsammans med det förhållandet att reflekteringen från ytan varierar väsentligt med reflektionsriktningen. Det är därför omöj- ligt att få fram en klar bild på TV-monitorn med hjälp av TU~kameran kopplad till fiberoptiken, så att en tillfredsställande undersökning blir svår att genomföra.

Ett sätt att lösa detta problem består i att anordna ett större antal av ljuskällor vid framänden av fiberoptiken och på så vis belysa ämnet från olika håll så att klarheten blir jämnare. Eftersom emellertid fiberoptiken har formen av ett fint rör eller en tunn böjlig ledare och ljuskällorna inte kan spridas hur mycket som helst kan man inte uppnå någon större effekt på detta sätt. Dessutom kräver denna utformning mycket stor noggrannhet varför den blir dyr.

Föreliggande uppfinning avser en anordning för att vid kombinationen av fiberoptik och TV-kamera få jämn klarhet i bilden av ämnet och på så sätt få en klar och tydlig monitor-bild.

För detta ändamål består_en anordning enligt uppfinningen av en ljuskälla, en ljusledare för att leda ljus fram till belysning av ett ämne, en objektiv- lins som mottar reflekterat ljus från ämnet och för bildandet av en optisk bild, en ljusledare för denna bild, ett linssystem für att förstora denna bild, en TV-kamera för att ta upp den förstorade bilden samt ett optiskt filter insatt mellan nämnda linssystem och TV-kameral och vars transmissions- faktor är lägre i den centrala delen än i den yttre delen.

Uppfinningen skall för övrigt närmare beskrivas under hänvisning till bi- fogade rítning, där .

Fig 1 visar konstruktionen av en anordning enligt uppfinningen, Fig 2 visar hur infallande ljus reflekteras och spr'ds från en ojämn metallyta, s “F904919-3 Fig 3 visar ett diagram som visar fördelningen av kiafneten på en optisk bild av en svetsad, rostfri stâlyta, Fig 4 visar ett diagram som visar variationen hos trafsmissionrfaktorn i ett optiskt filter enligt uppfinningen, Fig 5 visar hur ljuset från en lins övergår till en optisk bila av ett ämne på en TV-kamera sedan ljuset har passerat ett optiskt filter och Fig b visar ett diagram som visar klarhetsfördelningen i bilden av stal- ytan såsom denna bild överförs till kameran.

Anordningen i fig 1 fungerar på följande sätt: Ljus från ljuskällan 11 leds genom ljusledaren 12 till änden av fiberopti- ken varifrån ljuset kastas mot ett ämne 2D. Ljuset sprids och reflekteras av ämnet och faller in mot en objektivlins 13. Denna l.ns formar en optisk bild på ändytan av en annan ljusledare 14. Denna bild passerar genom leda- ren 14 och leds till en TU-kamera 18 och visas i en monitor 19.

För att förklara klarhetsfördelningen i bilden av ämnet som bildas av objek- tivlinsen 15, visar fig 2 hur ljuset sprids och reflekteras från den ojämna metallytan 20. Där ljuset infaller vinkelrät mot ämnet sker fördelningen av det spridda och reflekterade ljuset enligt kurvan 2. och ljus av rela- tivt hög intensitet infaller mot dbjektivlinsan. Om däremot ljuset infaller snett mot ämnet sker spridningen och reflektionen enligt kurvan 22 och huvudparten följer riktningen för normal reflektion va för endast litet ljus kastas mot objektivlinsen. Följaktligen får den bild, .om objektivlinsen ger av ämnet, god klarhet i mitten (mitt emot ljusledaran 2) medan klarheten avtager mot kanten så att bilden kan bli otillåtligt mörk vid kanten. Det är uppenbart att klarheten i bilden av ämnet blir ytterligare ojämn på grund av ojämnheten i belysningen.

Som ett exempel betraktas bilden av ett ämne 2D som be.tår av en svetsad, rostfri stålyta. I fig 2 har det antagits att diametern av ljusledaren 12 är 2 mm, att avståndet mellan ljusledaren 12 och objektivlinsen 15 är 5 mm, att brännvidden av objektivlinsen är 2 mm, att ändytan av ljusledaren 14 är 2 mm x 2 mm och att avståndet mellan linsen 13 och ~tålytan är 10 mm.

När då bilden av stålytan upplyst av ljuset från ljusledaren 12 bildas på ändytan av den andra ljusledaren 14 av objektivlinsen 13, blir klarhets- fördelningen som visad på fig 3. Även om maximal klarhet uppträder något i riktning av ledaren 12 ser man att bilden är mycket Llar vid mitten och är mörk i de yttre delarna. 79n4919-3 6 Pâ detta sätt medför ojämnheten i klarheten i regel att bilden är otill- räckligt klar vid kanten. Enligt uppfinningen-överförs bilden därför av ledaren 14 till en okularlins 15 i ett förstorande lirssystem omfattande denna okularlins och en andra lins, adapterlinsen 16, varifrån bilden överförs till en upptagare, exempelvis en TV-kamera 18, genom ett optiskt filter 17.

Transmissionsfaktorn i detta filter visas i fig 4. Son framgår av denna figur har filtret 17 en sådan utformning att dess trarsmissionsfaktor är är låg i mitten och hög vid kanterna. Som tidigare visabshar bilden som förstorats av linserna 15 och 16 en klarhetsfördelning som visad i fig 3.

Enligt uppfinningen kommer denna fördelning att korrigeras av filtret 17.

Närmare bestämt kommer, som framgår av fig 5, en strålount 51, motsvarande den klara, mittre delen av bilden att gå genom mittpartiet av filtret där transmissionsfaktorn är låg, varvid klarheten dämpas. Däremot kommer strål- buntarna 52 och 53, som motsvarar de yttre delarna av bilden, att gå genom de yttre delarna av filtret där transmissionsfaktorn är hög varför klarheten inte påverkas. I fig 5 är som exempel, brännvidden av adapterlinsen 16 satt till 55 mm, avståndet mellan linsen 16 och TU-kameran 18 är 55 mm och av- ståndet mellan kameran och filtret 17 är 6 mm. I detta fall, där bilden har en klarhetsfördelning enligt fig 3 och går genom filtret 17, som har en transmissionsfaktor enligt fig 4, ändras klarhetsfördelningen enligt fig 6.

På så sätt kommer klarheten i den bild, som överförs till TV-kameran, att bli ganska jämn på grund av filtret 17, och resultatet blir en klar bild i monitorn. Idealet är fullkomligtlikartad klarhet över hela bilden både i mitten och vid kanterna, men även om man inte uppnår samma perfekta klarhet som i fig 6 kan man räkna med en tillfredsställande bild i TU-monitorn om kontrastförhållandet mellan bildens centrala och yttre delar håller sig omkring 3:1.

Enligt uppfinningen placeras upptagaren 18 lämpligen i det läge där bilden formas av linssystemet omfattande okularlinsen 15 och adapterlineen 16.

Placeringen måste dock inte strikt dikteras av brännvidden av adapterlinsen 16 såsom visat i fig 5. Filtret 17 placeras lämpligen mellan adapterlinsen 16 och den optiska bilden och så nära denna bild som möjligt. Placeringen är dock inte begränsad till den mellan linsen 16 och upptagaren 18 som visat.

Vidare omfattar exemplet i ritningen ett linssystem med en okularlins och en adapterlins, men uppfinningen är inte begränsad till en sådan utformning 79Ü4SP19-3 U! utan kan också tillämpas på andra konstruktioner. exempelvis dät okular- linsen 15 är utelämnad.

Filtret enligt uppfinningen kan exempelvis framställas :om beskrivits i det följande medelst en fotografisk metod.

Ett stort antal vita fläckar med en diameter av omkrir 1 mm ritas på ett ark svart papper med en storlek av omkring 2UU mm x 2( mm. Därvid fördelas fläckarna med en täthet över arket motsvarande diagran ft i fig 3. Därpå fotograferas det svarta papperet med de vita fläckarna på en morokromatisk film, varvid kamerans lins defokuseras så mycket att de vita fläckarna inte kan urskiljas på den negativa filmen. På så vis utjämnas den optiska tät- heten pâ filmen inom dess olika mindre områden, samtidigt som man uppnår en täthetsfördelning över hela filmen motsvarande fördelningen av de vita fläckarna. Denna monokromatiska negativa film kan därför utnyttjas som ett optiskt Filter enligt uppfinningen.

Uppfinningen avser alltså en apparat, där en TV-kamera är kopplad till en fiberoptik och kännetecknas därav att ett optiskt filter är placerat fram- för kameran varvid bilden av ämnet som överförs till kameran blir jämn på grund av filtret. Pâ så vis kommer bilden på monitorn att bli tydlig. Fel- aktig avläsning av bilden undvikes och precisionen i undersökningen ökas.

Tillförlitligheten av den visuella undersökningen blir därför större.

Claims (1)

1. .79o4919-3 ß PATENTKRAV En apparat För visuell undersökning omfattande en ljuskälla (11), en ljusledare (12) för att leda ljus från nämnda ljuskälla till ett ämne (20), en objektivlins (13) som mottager reflekterat ljus från nämnda ämne för att bilda en optisk bild därav, en andra ljusledare (14) för att överföra nämnda bild, ett linssystem (15,16) för att Förstora nämnda bild och en optisk upptagare (18) För att taga upp den förstorade bilden, k a n n e t t t k n a u därav, att ett nnttskt filter (17) är insatt mellan nämnda linesystem och upptagaren, vilket filter har en tranamissionsfaktor som är mindre vid filtrete centrala del än vid dess kanter. En apparat enligt patentkrav 1, k ä n n e t e o k n a d därav, att nämnda filter (17) är placerat mellan nämnda linssystem (15,16) ooh det ställe där den förstorade bilden uppträder och nära nämnda ställe där bilden uppträder. En apparat enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att åtminstone en avrnämnda ljusledare (12,14) är gjorda av optiska fibrer. En apparat enligt patantkrav 1 eller 2, k ä n n e t a c k n a d därav, att nämnda linssystem består av en okularlíns (15) och en adapterlins (16). En apparat enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda optiska filter (17) är placerat mellan adapterlinsen (16) och upptagaren (18). En apparat enligt patantkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda upptagare består av en TV-kamera (18) och en TV-monitor (19). En apparat enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda TU-kamera (18) är placerad i brännplanet för nämnda adapterlins (16).