DE19513930A1 - Endoskopievorrichtung - Google Patents
EndoskopievorrichtungInfo
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- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Endoskopievor
richtung, welche in der Lage ist, eine dreidimensionale Un
tersuchung bzw. Darstellung eines bestimmten Bereiches ei
nes zu untersuchenden Gegenstandes durchzuführen.
Es gibt bislang verschiedene Vorrichtungen, welche ein
Endoskop verwenden, beispielsweise zur Rißuntersuchung an
Turbinenschaufeln von Strahltriebwerken oder dergleichen.
Beispielsweise wird in der Vorrichtung gemäß der US-Pa
tentanmeldung 4,820,043 einen Gegenstand mittels eines mit
einer Einteilung versehenen transparenten Schirmes in einem
optischen Beobachtungssystem gemessen.
Bei der Vorrichtung gemäß der Japanischen Patentanmel
dung KOKAI-Veröffentlichungsnummer 62-161337 wird der Ab
stand von einem Gegenstand auf der Grundlage des Zeitinter
valls berechnet, welches von dem Moment an, wo Licht vom
distalen Ende eines Endoskopes abgegeben wird bis zur Re
flektion von dem Gegenstand verstreicht und eine dreidimen
sionale Untersuchung des Gegenstandes wird abhängig von der
berechneten Distanz durchgeführt.
Bei einer Vorrichtung gemäß der US-Patentanmeldung Nr.
4,980,763 wird die Größe eines Gegenstandes anhand der Lage
eines Schattens in einem Bild gemessen, wobei der Schatten
auf den zu untersuchenden Gegenstand projiziert wird.
In einer Vorrichtung gemäß der US-Patentanmeldung Nr.
4,958,932 sind Vorrichtungen zum Ändern der Emissionsrich
tung eines konvergierenden Beleuchtungslichtes vorgesehen,
wodurch der Abstand zwischen zwei Punkten auf einem Gegen
stand dadurch gemessen werden kann, daß ein Strahlfleck auf
dem zu beobachtendem Gegenstand mittels des Beleuchtungs
lichtes mit einer Markierung in dem Beobachtungsfeld zur
Fluchtung gebracht wird.
In den US-Patentanmeldungen Nr. 4,737,624 und 4,191,468
werden optoelektrische Distanzmeßvorrichtungen beschrieben
mit einer optischen Meßsonde mit gemeinsamen Optiken und
einem Bereichsfinder-Fiberscope zum Messen der Distanz ei
nes Punktes im Raum zu einer Referenzebene. Die US-Patent
anmeldungen Nr. 4,078,864; 4,271,829, etc. befassen sich
ebenfalls mit dieser Technik.
Die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik gemäß obi
ger Beschreibung haben jedoch die nachfolgenden Nachteile:
Die Vorrichtung gemäß der US-Patentanmeldung Nr.
4,820,043, bei der der skalierte transparente Schirm in dem
optischen Beobachtungssystem vorhanden ist, hat den Nach
teil, daß Bilder auf dem Bildschirm nicht aufgezeichnet
werden können. Da diese Vorrichtung weiterhin notwendige
Informationen zur Untersuchung vorab nicht aufzeichnen
kann, können auch keine aufgezeichneten Bilder zur Untersu
chung bei nachträglichen Bestätigungen aufgerufen werden.
Die Vorrichtung in der Japanischen Patentanmeldung Nr.
62-161337 kann eine kurze Zeit für das Hin- und Herlaufen
von Licht nicht erkennen, wenn die zu messende Distanz kurz
ist.
Bei der Vorrichtung gemäß der US-Patentanmeldung Nr.
4,980,763 muß ein spezieller Mechanismus verwendet werden,
um den Schatten des zu untersuchenden Objektes zu projizie
ren und die Länge einer Referenzlinie als Bezugspunkt für
die Messung kann nicht geändert werden, so daß der meßbare
Abstand vom distalen Ende des Endoskopes aus gesehen inner
halb eines gewissen Bereiches beschränkt ist. Wenn daher
die Länge der Referenzlinie beschränkt ist, kann eine be
friedigende Meßgenauigkeit nur im Bereich nahe des distalen
Endes des Endoskopes erhalten werden. Die Vorrichtung gemäß
der US-Patentanmeldung Nr. 4,958,932 hat das gleiche Pro
blem aufgrund der Unveränderbarkeit der Länge der Referenz
linie. Auch in der Vorrichtung gemäß der US-Patentanmeldung
Nr. 4,271,829 muß das dortige Endoskop mit einem speziellen
Mechanismus zur Abgabe von Lichtstrahlen ausgestattet sein
und die Länge der Referenzlinie als Bezugspunkt für die
Messung kann nicht geändert werden.
Bei der Vorrichtung gemäß der US-PS 4,737,624 wird ein
Untersuchungsfehler durch den Winkel zwischen der Objekt
oberfläche und der Meßvorrichtung erzeugt, so daß die Un
tersuchung auf solche Objekte oder Gegenstände beschränkt
ist, welche ihre Gegenstandsoberflächenwinkel niemals än
dern.
In der Vorrichtung gemäß der US-Patentanmeldung
4,191,468 muß der distale Endabschnitt des Endoskopes mit
Spiegeln ausgestattet werden, so daß ein schlanker Untersu
chungskopf nicht herstellbar ist. Da die Vorrichtung gemäß
der US-Patentanmeldung Nr. 4,078,864 nicht mit irgendwel
chen Vorrichtungen zur Wiederholung der Untersuchung ausge
stattet ist, können Untersuchungsergebnisse nicht nachbe
stätigt werden.
Die wesentlichen Nachteile der oben erwähnten bisher
bekannten Vorrichtungen stellen sich somit wie folgt dar:
- 1) da ein spezieller Mechanismus am distalen Ende der Endoskopievorrichtung vorgesehen werden muß, benötigt die Vorrichtung den Einsatz eines speziellen Endoskopes;
- 2) das distale Ende der Endoskopievorrichtung kann nicht so schlank wie gewünscht gemacht werden;
- 3) da die Länge der Referenzlinie als Bezugspunkt für die Messung festgelegt ist oder nicht frei geändert werden kann, kann eine ausreichende oder befriedigende Meßgenauig keit manchmal nicht erhalten werden, wenn die Distanz vom distalen Ende des Endoskopes zu dem zu untersuchenden Ge genstand sich wesentlich ändert; und
- 4) Bilder und notwendige Untersuchungsdaten können für die nachträgliche Bestätigung der Untersuchungsergebnisse nicht aufgezeichnet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine
Endoskopievorrichtung für die dreidimensionale Untersuchung
zu schaffen, welche in der Lage ist, all die oben erwähnten
vier wesentlichen Nachteile gemäß des Standes der Technik
zu beseitigen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Es ist demnach eine Endoskopievorrichtung vorgesehen
mit:
einem Endoskop, welches in einem zu untersuchenden Ge genstand einführbar ist; einem Vorrichtungsgehäuse, das entfernbar an dem zu untersuchenden Gegenstand anbringbar ist, wobei das Gehäuse einen Befestigungsabschnitt zum Be festigen an dem Endoskop und einen Halteabschnitt zum Hal ten des Befestigungsabschnittes aufweist, wobei der Halte abschnitt Dreh-Hemmeinrichtungen zum Hemmen der Drehung des Befestigungsabschnittes und Bewegungseinrichtungen zum li nearen Bewegen des Befestigungsabschnittes aufweist; Bewe gungs-Erkennungseinrichtungen zum Erkennen der Bewegung des Befestigungsabschnittes; Videosignal-Wandlervorrichtungen zum Umwandeln eines Bildes eines Bereiches im zu untersu chenden Gegenstand, der mittels des Endoskopes untersucht wird in ein Videosignal; und einer Untersuchungsvorrichtung mit einem Videosignal-Empfangsabschnitt zum Empfangen des Videosignals von den Videosignal-Wandlervorrichtungen, Speichereinrichtungen zum Speichern von Videoinformationen von dem Videosignal-Empfangsabschnitt und Erkennungsinfor mationen von den Bewegungs-Erkennungsvorrichtungen und ei ner Berechnungsvorrichtung zur Durchführung einer dreidi mensionalen Bestimmung an dem untersuchten Bereich abhängig von der Videoinformation und der erkannten Information ei ner jeden Lage des Endoskops, welches zusammen mit dem Be festigungsabschnitt durch die Bewegungseinrichtungen bewegt wird.
einem Endoskop, welches in einem zu untersuchenden Ge genstand einführbar ist; einem Vorrichtungsgehäuse, das entfernbar an dem zu untersuchenden Gegenstand anbringbar ist, wobei das Gehäuse einen Befestigungsabschnitt zum Be festigen an dem Endoskop und einen Halteabschnitt zum Hal ten des Befestigungsabschnittes aufweist, wobei der Halte abschnitt Dreh-Hemmeinrichtungen zum Hemmen der Drehung des Befestigungsabschnittes und Bewegungseinrichtungen zum li nearen Bewegen des Befestigungsabschnittes aufweist; Bewe gungs-Erkennungseinrichtungen zum Erkennen der Bewegung des Befestigungsabschnittes; Videosignal-Wandlervorrichtungen zum Umwandeln eines Bildes eines Bereiches im zu untersu chenden Gegenstand, der mittels des Endoskopes untersucht wird in ein Videosignal; und einer Untersuchungsvorrichtung mit einem Videosignal-Empfangsabschnitt zum Empfangen des Videosignals von den Videosignal-Wandlervorrichtungen, Speichereinrichtungen zum Speichern von Videoinformationen von dem Videosignal-Empfangsabschnitt und Erkennungsinfor mationen von den Bewegungs-Erkennungsvorrichtungen und ei ner Berechnungsvorrichtung zur Durchführung einer dreidi mensionalen Bestimmung an dem untersuchten Bereich abhängig von der Videoinformation und der erkannten Information ei ner jeden Lage des Endoskops, welches zusammen mit dem Be festigungsabschnitt durch die Bewegungseinrichtungen bewegt wird.
Bei einer derart aufgebauten Endoskopievorrichtung be
steht keine Notwendigkeit, irgendeinen speziellen Mechanis
mus am distalten Ende vorzusehen, so daß ein Endoskop übli
cher Bauart für die Messung verwendet werden kann. Da das
distale Ende des Endoskopes keinen speziellen Mechanismus
aufweisen muß, kann weiterhin dieses distale Ende entspre
chend dünn ausgelegt werden.
Weiterhin kann die Länge einer Referenzlinie für die
dreidimensionale Untersuchung durch lineare Bewegung des
Endoskopes zusammen mit dem Befestigungsabschnitt mittels
der Bewegungseinrichtung geändert werden. Somit kann eine
zufriedenstellende Genauigkeit erhalten werden, obgleich
sich der Abstand vom distalen Ende des Endoskopes zu dem zu
messenden oder untersuchenden Gegenstand erheblich ändert.
Da weiterhin Bilder und notwendige Daten für die Unter
suchung in der Speichereinrichtung gespeichert werden kön
nen, kann eine Untersuchung jederzeit durch Wiedergabe der
Bilder wiederholt werden, um irgendwelche Untersuchungser
gebnisse nachträglich oder erneut zu bestätigen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen
stand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorlie
genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematisch vereinfachte Gesamtansicht ei
ner Endoskopievorrichtung gemäß einer ersten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch ein Endoskop und
ein Vorrichtungsgehäuse, welche die Endoskopievorrichtung
von Fig. 1 bilden;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang III-III in Fig.
2;
Fig. 4 die Ansicht von Befestigungsbeinen an dem Vor
richtungsgehäuse;
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Untersuchungsvorrich
tung in der Endoskopievorrichtung von Fig. 1;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung mit dem Endoskop in ei
ner ersten Position;
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung eines Ansichtsbe
reiches, wie er auf einem Bildschirm dargestellt wird, wenn
die Position oder Stellung von Fig. 6 eingehalten wird;
Fig. 8 eine Schnittdarstellung des Endoskopes in einer
zweiten Position oder Stellung;
Fig. 9 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 7 mit der Po
sition oder Lage des Endoskops gemäß Fig. 8;
Fig. 10 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der
Prinzipien der dreidimensionalen Untersuchung unter Verwen
dung der Endoskopievorrichtung von Fig. 1;
Fig. 11 eine Darstellung einer Anordnung im distalen
Endbereich eines Endoskops der Endoskopievorrichtung gemäß
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 12 eine schematische Gesamtansicht des Äußeren ei
ner Endoskopievorrichtung gemäß der zweiten Ausführungs
form;
Fig. 13 eine Schnittdarstellung eines Befestigungsab
schnittes der Endoskopievorrichtung von Fig. 12;
Fig. 14 eine Schnittdarstellung eines Zahnstangenab
schnittes in der Endoskopievorrichtung von Fig. 12;
Fig. 15 eine Schnittdarstellung des distalen Endberei
ches eines Endoskops in einer Endoskopievorrichtung gemäß
einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 16 eine schematische Außenansicht einer Untersu
chungsvorrichtung und Zubehörgeräten oder -teilen, welche
die Endoskopievorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform
bilden;
Fig. 17 eine Blockdarstellung einer Untersuchungsvor
richtung in der Endoskopievorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform;
Fig. 18 eine schematische Außenansicht einer Endosko
pievorrichtung mit Haltemitteln zum Halten des distalen
Endbereiches des Endoskopes;
Fig. 19 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig.
18; und
Fig. 20 eine Schnittdarstellung einer Abwandlung der
Befestigungsvorrichtung zwischen dem Gehäuse und dem Endo
skop der Endoskopievorrichtung.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
werden nun unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung be
schrieben. Die Fig. 1 bis 8 zeigen hierbei eine erste
Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Außenansicht der Endoskopievorrich
tung der ersten Ausführungsform. Gemäß Fig. 1 weist die En
doskopievorrichtung ein starres oder steifes Lateralsicht-
Endoskop 1 und ein Vorrichtungsgehäuse 5 auf, welches ent
fernbar an einem zu untersuchenden Gegenstand, beispiels
weise einer Flugzeugturbine 6 befestigbar ist.
Das Endoskop 1 ist mit einer TV-Kamera 2 zur Umwandlung
eines zu überwachenden Bildes eines Bereiches der Turbine 6
in ein Videosignal ausgestattet. Ein Lichtleiter (nicht
dargestellt), der sich von dem Endoskop 1 aus erstreckt
läuft durch einen Mehrfachleiter 3 und ist mit einer Licht
quelleneinheit 4 verbunden. Das Endoskop 1 wird mittels des
Gehäuses 5 mit einem Zugriffseinlaß 7 der Turbine 6 verbun
den.
Ein Signalkabel 8, das sich von dem Gehäuse 5 aus er
streckt, ist mit einer Untersuchungsvorrichtung 9 verbun
den. Die Vorrichtung 9 ist mit einem Signalkabel 10 von der
Kamera 2, einem Fußschalter 11 und einem Steuergerät, bei
spielsweise einer Maus 12 verbunden. Weiterhin ist die Vor
richtung 9 mit einem Anzeigeschirm 13 zur Bildbeobachtung
versehen.
Fig. 2 zeigt den genaueren Aufbau des Vorrichtungsge
häuses 5.
Gemäß Fig. 2 weist das Gehäuse 5 ein zylindrisches
Gleitteil 15 und einen Halteabschnitt 14 auf, der das Teil
15 hält und an der Turbine 6 befestigbar ist.
Der Halteabschnitt 14 umfaßt eine Befestigungsschraube
40, welche vom Gewinde her mit dem Einlaß 7 der Turbine 6
zusammenpaßt. Das Gehäuse 5 kann mit der Turbine 6 durch
Einschrauben der Schraube 40 in den Einlaß 7 befestigt wer
den. Der Halteabschnitt 14 weist weiterhin eine Durchgangs
bohrung 14a auf, in welche das Gleitteil 15 axial beweglich
eingeführt ist.
Das Gleitteil 15 besteht aus einem Abschnitt 15a gerin
gen Durchmessers an der distalen Seite, der in die Durch
gangsbohrung 14a des Halteabschnittes 14 einführbar ist,
sowie einen Abschnitt 15b größeren Durchmessers auf der
proximalen Seite. Eine sich axial erstreckende Zahnstange
16 ist in die äußere Oberfläche des Abschnittes 15a fest
eingebettet. Die Zahnstange 16 ist in Eingriff mit einem
Zahnrad 17 an dem Halteabschnitt 14. Somit bilden die Zahn
stange 16 und das Zahnrad 17 eine Bewegungseinrichtung zum
linearen Bewegen des Gleitteiles 15 (d. h. eines Befesti
gungsteils 20, welches nachfolgend noch beschrieben wird).
Eine Skala 18 eines Linearcodierers ist an dem Ab
schnitt 15a kleinen Durchmessers des Gleitteiles 15 in
axialer Richtung verlaufend angebracht. Ein Erkennungsab
schnitt 19 (Bewegungserkennungseinrichtung) des Linear
codierers ist an dem Halteabschnitt 14 befestigt und zwar
entsprechend dem Bewegungsbereich der Skala 18. Das Signal
kabel 8, welches mit der Untersuchungsvorrichtung 9 ver
bindbar ist, erstreckt sich von dem Erkennungsabschnitt 19
des Codierers aus.
Das zylindrische Befestigungsteil 20 ist drehbar in den
Abschnitt 15b großen Durchmessers des Gleitteiles 15 einge
führt. Ein Stift 22, der mit dem Abschnitt 15b großen
Durchmessers befestigt ist, ist in Eingriff mit einer Aus
nehmung 21, die sich an der Umfangsoberfläche des Befesti
gungsteiles 20 befindet, wodurch das Teil 20 daran gehin
dert wird, aus dem Gleitteil 15 herauszurutschen.
Das Gleitteil 15, das Befestigungsteil 20 und der Hal
teabschnitt 14 sind mit Endoskop-Durchgangsbohrungen 31,
20a und 14b versehen, durch welches das Endoskop 1 geführt
werden kann. Die proximale Seite des Befestigungsteiles 20
ist als Spannzange oder -hülse ausgebildet. Demzufolge kann
das Endoskop 1 an dem Teil 20 durch Aufklemmen eines Halte
ringes 23 auf die proximale Seite des Teiles 20 befestigt
werden. Wenn das Befestigungsteil 20 gedreht wird, wobei
das Endoskop 1 hieran befestigt ist, dreht sich das Endo
skop 1 zusammen mit dem Teil 20. Beine 24 und 25 sind
schwenkbeweglich an dem Halteabschnitt 14 mittels Stiften
26 bzw. 27 befestigt.
Fig. 3 zeigt den Aufbau im Eingriffsbereich zwischen
der Zahnstange 16 und dem Zahnrad 17.
Die Zahnstange 16 ist in einer Ausnehmung 28 (Dreh-
Hemmeinrichtung) des Halteabschnittes 14 eingesetzt, so daß
das Gleitteil 15 in dem Halteabschnitt 14 nur eine Gleitbe
wegung ausführen kann, sich jedoch nicht drehen kann. Wei
terhin ist das Zahnrad 17 an einer Welle 29 befestigt, wel
che fest mit einem Drehknopf 30 verbunden ist. Wenn somit
der Knopf 30 gedreht wird, dreht sich das Zahnrad 17, so
daß sich die Zahnstange 16 in axialer Richtung in dem Hal
teabschnitt 14 bewegt.
Fig. 4 zeigt den Aufbau der Beine 24 und 25 zum Festle
gen des Halteabschnittes 14 an den zu untersuchenden Gegen
stand, beispielsweise der Flugzeugturbine 6.
Jedes Bein 24 oder 25 besteht aus einem ersten Schenkel
24a oder 25a der schwenkbeweglich an dem Halteabschnitt 14
durch den Stift 26 oder 27 gelagert ist, sowie aus einem
zweiten Schenkel 24b bzw. 25b, der schwenkbeweglich am
freien Ende des ersten Schenkels 24a bzw. 25a durch einen
Verbindungsstift 33 bzw. 34 angeordnet ist, sowie aus einem
Kissen 33 bzw. 34, welches am freien Ende des zweiten
Schenkels 24b bzw. 25b mittels eines Stiftes 35 bzw. 36 ge
lagert ist. Eine Feder 37 bzw. 38 verläuft zwischen den er
sten und zweiten Schenkeln 24a und 25a bzw. 24b und 25b und
spannt diese beiden Schenkel aufeinander zu.
Fig. 5 zeigt den Aufbau der Untersuchungsvorrichtung 9.
Gemäß Fig. 5 ist die Untersuchungsvorrichtung 9 mit einer
CPU 51 als Steuer- und Verarbeitungseinrichtung versehen.
Die CPU 51 ist mit einem ROM 53 (Lesespeicher), einem RAM
54 (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) und einer Festplatte
55 als Speichereinrichtung mittels eines Busses 52 verbun
den. Weiterhin ist der Bus 52 mit einem Interface 56 für
den Linearcodierer, einem Schalterinterface 57, einem Maus
interface 58, einem Rahmenspeicher 59 und einem Anzeige
speicher 60 verbunden, welches Signale von dem Linearcodie
rer 19, dem Fußschalter 11, der Maus 12, der Kamera 2 und
dem Rahmenspeicher 59 erhalten. Der Monitor oder Schirm 13
ist mit dem Anzeigespeicher 60 verbunden.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der so aufgebauten
Endoskopievorrichtung näher erläutert.
Die einzelnen Komponenten werden miteinander in oder
Weise verbunden, wie in Fig. 1 dargestellt. Zunächst wird
der Haltering 23 des Befestigungsteiles 20 des Gehäuses 5
gedreht, um die Spannzange oder Spannhülse an der proxima
len Seite des Teiles 20 zu lockern und das Endoskop 1 wird
in die Durchgangsbohrung 20a des Teils 20 eingeführt. Das
Endoskop 1 wird weiter durch die Durchgangsbohrungen 31 und
14b des Gleitteiles 15 und des Halteabschnittes 14 geführt.
Wenn die distale Seite des Endoskopes 1 vom distalen Ende
des Halteabschnittes 14 um eine bestimmte Länge vorsteht,
so daß ein Bereich des zu untersuchenden Gegenstandes beob
achtet werden kann, wird der Haltering 23 entgegen der vor
herigen Drehrichtung gedreht, um die Spannzange oder Spann
hülse anzuziehen, so daß das Endoskop 1 in dem Halteteil 20
festgelegt wird. Nachfolgend wird die Kamera 2 an dem Endo
skop 1 angebracht.
Der Mehrfachleiter, der von dem Lichtleiter von dem En
doskop 1 her durchsetzt wird, wird mit der Lichtquelle 4
verbunden. Weiterhin werden die Signalkabel 10 und 8 von
der Kamera 2 und dem Linearcodierer 19, dem Fußschalter 11
und der Maus 12 separat mit der Untersuchungsvorrichtung 9
verbunden.
Dann wird die Befestigungsschraube 40 des Halteab
schnittes 14 mit dem Einlaß 7 der Turbine 6 durch Ein
schrauben verbunden. Sodann werden die Lagen der oberen und
unteren Beine 24 und 25 von der Lage gemäß der oberen Hälf
te von Fig. 4 in die Lage gemäß der unteren Hälfte von Fig.
4 verschwenkt. Hierdurch wird das Gehäuse 5 in einen Zu
stand gebracht, wo die Beine 24 und 25 fest aufstehen, wie
in Fig. 1 gezeigt, wobei weiterhin eine feste Verbindung
mit dem Einlaß 7 der Turbine 6 aufgrund der Schraubverbin
dung besteht. Fig. 6 zeigt das Innere der Turbine 6 in die
sem Zustand.
Gemäß Fig. 6 ist der Sichtbereich des Endoskopes 1 auf
eine Fehlerstelle 72, beispielsweise einen Riß oder der
gleichen einer Turbinenschaufel 71 gerichtet. Ein endosko
pisches Bild wird auf Monitor 13 dargestellt, wie in Fig. 7
gezeigt, was mittels der Kamera 2 und dem Rahmenspeicher 59
erfolgt. Die Bilder vom Rahmenspeicher 59 werden auf der
Festplatte 55 durch Betätigung des Fußschalters 11 aufge
zeichnet. Zur gleichen Zeit wird ein Positionssignal von
dem Linearcodierer 19 der Untersuchungsvorrichtung 9 durch
das Interface 56 zugeführt und auf der Festplatte 55 aufge
zeichnet.
Nachfolgend wird der Knopf 30 gedreht, um durch Drehung
des Zahnrades 17 das Gleitteil 15 in axialer Richtung zu
bewegen, wodurch das Endoskop 1 in die Lage gemäß Fig. 8
gebracht wird. Fig. 9 zeigt das Endoskopiebild, das zu die
ser Zeit erhalten wird. In diesem Zustand wird der Fuß
schalter 11 erneut betätigt, um das endoskopische Bild auf
der Festplatte 55 aufzuzeichnen. Zur gleichen Zeit wird das
Positionssignal von dem Linearcodierer 19 auf der Fest
platte 55 aufgezeichnet. Falls notwendig, werden auch noch
andere Daten aufgezeichnet. Zu Beginn einer Messung nach
dem Beenden der Aufzeichnung wird das zuerst aufgezeichnete
Bild (das Bild von Fig. 7) von der Festplatte 55 ausgelesen
und auf dem Monitor 13 dargestellt. Ein zu messender Punkt,
z. B. der Ausgangspunkt der Fehlerstelle 72 wird mittels der
Maus 12 in dem Bild auf dem Monitor 13 festgelegt. Dieser
Punkt ist in Fig. 7 mit S1 bezeichnet. Sodann wird der End
punkt der Fehlerstelle 72 auf ähnliche Weise mittels der
Maus 12 festgelegt. Dieser Punkt ist in Fig. 7 mit E1 be
zeichnet.
Nachfolgend wird das andere Bild (Fig. 9), welches nach
der Verschiebung des Endoskopes 1 erhalten wurde von der
Festplatte 55 aus gelesen und auf dem Monitor 13 dargestellt
und die Punkte S2 und E2 entsprechen den Punkten S1 und E1
werden mittels der Maus 12 festgelegt (vgl. Fig. 9).
Die Länge des Gegenstandes, d. h. der Fehlerstelle 72 im
Raum wird auf der Grundlage der beiden Sätze von Punkten
(S1, E1, S2, E2) berechnet.
Fig. 10 stellt das Prinzip der Festlegung der Länge des
Gegenstandes, d. h. der Fehlerstelle 72 dar. Die Punkte A
und B entsprechen dem Mittelpunkt einer Objektivlinse des
Endoskopes 1. Da zwei Punkte, an welchen das Bild erhalten
wurde, bei A und B liegen, ist eine Parallaxe als Referenz
für die Bestimmung gleich einer Länge L zwischen den Punk
ten A und B. Die Länge L wird erhalten durch Berechnung der
Differenz zwischen den Aufzeichnungswerten für den Linear
codierer, welche bislang auf der Festplatte 55 aufgezeich
net wurden. Wenn der Abstand von einem Objektpunkt (C . . . S1,
E1, S2, E2) gleich Z ist, ergeben sich die nachfolgenden
drei Gleichungen:
Z = a·tan(Θa),
Z = b·tan(Θb), und
a = L + b.
Z = b·tan(Θb), und
a = L + b.
Hierbei sind Θa und Θb abhängig von dem Abstand zwi
schen dem Objektpunkt C zum Mittelpunkt des Bildes und der
Bilderzeugungsformel für jede Linse erhaltbar. Da die Pa
rallaxe L als Meßreferenzwert bereits bekannt ist, kann
der Abstand Z vom Objektpunkt C aus den obigen drei Glei
chungen erhalten werden.
Dieses Verfahren zum Erhalten von dreidimensionalen Ko
ordinaten für den Objektpunkt C ist beispielsweise in der
Japanischen Patentanmeldung Nr. 2-28108 (Jpn. Offenlegung
KOKAI Nr. 3-231622), der Japanischen Patentanmeldung Nr. 5-
171786 (Jpn. Offenlegung KOKAI Nr. 7-27519), der Japani
schen Patentanmeldung Nr. 6-22579 (US-PS 371 979) etc. be
schrieben.
Da die dreidimensionalen Koordinaten für die Punkte S
(S1, S2) und E (E1, E2) auf diese Weise erhalten werden
können, können die Längen der Segmente, welche die Punkte S
und E im Raum untereinander verbinden, bestimmt werden. Mit
anderen Worten, die Länge der Fehlerstelle 72 auf der Tur
binenschaufel 71 kann gemessen werden.
Da die Endoskopievorrichtung gemäß dieser Ausführungs
form die Anwendung irgendwelcher speziellen Mechanismen am
distalen Ende des Endoskopes nicht benötigt, kann ein Endo
skop üblicher Bauart für die Messung verwendet werden und
das distale Ende des Endoskops kann im Durchmesser verrin
gert werden.
Bei der Endoskopievorrichtung der vorliegenden Erfin
dung kann weiterhin die Referenzlänge L für die Messung
durch Ändern des Drehwinkels des Knopfes 30 geändert wer
den. Obgleich der Abstand vom distalen Ende des Endoskopes
1 zum zu untersuchenden Gegenstand sich erheblich ändert,
kann trotzdem eine ausreichende Genauigkeit der Messung er
halten werden.
Da die Endoskopievorrichtung der vorliegenden Erfindung
Bilder und notwendige Untersuchungsdaten aufzeichnen und
wiedergeben kann, kann die Untersuchung jederzeit durch
Wiedergabe der Bilder wiederholt werden, um irgendwelche
Untersuchungsergebnisse nochmals abzurufen oder zu bestäti
gen.
Die Fig. 11 bis 14 zeigen eine zweite Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung. In der ersten Ausführungs
form wurde ein steifes Lateral- oder Seitensicht-Endoskop 1
verwendet. Bei der zweiten Ausführungsform wird ein steifes
Endoskop 1a mit variablem Sichtfeld verwendet, so daß die
Sichtrichtung geändert werden kann.
Fig. 11 zeigt den Aufbau eines distalen Endbereiches
81a dieses Endoskopes 1a. Der distale Endabschnitt oder
Endbereich 81 ist mit einem Lichtleiter 82 versehen. Das
distale Ende des Lichtleiters 82 ist gebogen, so daß seine
Endfläche einer Beleuchtungslinse 83 gegenüberliegt. Eine
Objektivlinseneinrichtung besteht aus einer festen Objek
tivlinse 84 und einer drehbaren Objektivlinse 85. Hinter
der festen Linse 84 ist eine Bildleiteinrichtung, bei
spielsweise eine Übertragungslinse 86 angeordnet. Die Über
tragungslinse 86 kann ein von der Objektivlinseneinrichtung
erzeugtes Bild einem nicht dargestellten Okular oder der
gleichen zugeführen.
Zwischen der festen Linse 84 und der drehbeweglichen
Linse 85 ist ein Prisma 87 angeordnet. Das Prisma 87 kann
die Sichtrichtung ändern. Die drehbare Objektivlinse 85 und
das Prisma 87 sind auf einem Drehteller 89 mit einer Welle
88 angeordnet. Mit dem Drehteller 89 ist ein Betätigungs
draht 90 verbunden und durch Schieben oder Ziehen am Draht
90 kann der Drehteller 89 um die Welle 88 verschwenkt wer
den.
Vorderhalb des Drehtellers 89 ist eine Glasabdeckung 91
angeordnet. Der Drehteller 89 ist mit einer Skala 92 eines
Drehcodierers versehen. Ein Erkennungsabschnitt 93 des
Drehcodierers, der am distalen Endbereich 81 angeordnet ist
erkennt den Drehwinkel des Drehtellers 89 aufgrund der
Skala 92 auf dem Drehteller 89.
Fig. 12 zeigt eine Außenansicht einer Endoskopievor
richtung dieser Ausführungsform. Gemäß Fig. 12 ist ein Ge
häuse 5a mit drei festen Beinen 102 versehen. Der distale
Endbereich einer dieser Beine 102 bildet einen Hakenbereich
103. Dieser Hakenbereich 103 kann mit einer Leitung 104 und
einem anderen Bauteil der Turbine 6 in Verbindung gebracht
werden. Die Länge des Hakenbereiches 103 ist einstellbar.
Eine Signalleitung 105, welche von dem Drehcodierer 93
des Endoskopes 1a aus verläuft ist mit der Untersuchungs
vorrichtung 9 verbunden. Bei dieser Ausführungsform sind
die Untersuchungsvorrichtung 9 und der Monitor 13 separate
Komponenten. Ein nicht dargestelltes Interface, welches ein
Signal von dem Drehcodierer 93 empfängt, ist in der Unter
suchungsvorrichtung 9 angeordnet, wie es bei der ersten
Ausführungsform für den linearen Codierer 19 der Fall war.
Gemäß Fig. 13 ist im Gegensatz zur ersten Ausführungs
form der Halteabschnitt 14 des Endoskopgehäuses 5a dieser
Ausführungsform nicht mit dem Einlaß 7 durch eine Schraub
verbindung verbunden, sondern dadurch, daß ein sich verjün
gender Abschnitt 109 mit dem Einlaß 7 verankert ist.
Fig. 14 zeigt eine Ansicht des Halteabschnittes 14 die
ser zweiten Ausführungsform. Gemäß Fig. 14 ist eine Kegel
radverzahnung 114 zwischen einer Welle 29b des Drehknopfes
30 zur linearen Bewegung des Endoskopes 1a und einer Welle
29b des Zahnrades 17 vorhanden, so daß die Welle 29b des
Knopfes 30 sich in die gleiche Richtung wie die Längsachse
des Endoskopes 1a erstreckt. Andere Elemente der zweiten
Ausführungsform sind auf gleiche Weise wir ihre entspre
chenden Gegenstücke der ersten Ausführungsform angeordnet.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Endoskopievor
richtung gemäß der zweiten Ausführungsform näher erläutert.
Zunächst wird der Hakenbereich 103 des Beines 102 an dem
Gehäuse 5a mit einer geeigneten Röhre oder Leitung 104 oder
dergleichen der Turbine 6 verankert. Nachfolgend wird die
Länge des Hakenbereiches 103 eingestellt, um das Gehäuse 5a
in eine korrekte Stellung zu bringen.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der
ersten Ausführungsform dahingehend, daß das Signal von dem
Drehcodierer 93 ebenfalls der Untersuchungsvorrichtung 9
zugeführt wird. Zur Abstandsberechnung werden daher Winkel
änderungen von dem Codierer 93 mit in Betracht gezogen.
Obgleich die Länge der Referenzlinie für die Messung
wie in der ersten Ausführungsform L ist, ergibt sich eine
Referenzlinienlänge L′ für die Messung bei der zweiten Aus
führungsform durch L′ = L·cos(α), wobei α der Neigungswin
kel der Sichtrichtung zur Senkrechten ist. Die Untersuchung
wird somit auf der Grundlage dieser Referenzlinienlänge L′
auf gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform durch
geführt.
Gemäß obiger Beschreibung kann die Endoskopievorrich
tung der zweiten Ausführungsform die gleichen Funktionen
und Wirkungsweisen wie in der ersten Ausführungsform durch
führen und ist weiterhin so ausgelegt, daß das Gehäuse 5a
ohne Verwendung eines Schraubenabschnittes in dem Einlaß 7
festgelegt werden kann. Somit kann der Innendurchmesser des
Teiles des Halteabschnittes 14, der an der Befestigungsboh
rung oder dem Einlaß 7 angebracht wird (oder der Durchmes
ser der Endoskopdurchgangsbohrung 14b) vergrößert werden.
Somit kann das Endoskop bei der zweiten Ausführungsform
dicker als dasjenige bei der ersten Ausführungsform sein.
Da der Knopf 30 zur Bewegung des Endoskopes nicht an
der Seite der Vorrichtung vorgesehen sein muß, wird weniger
Platz benötigt und eine leichtere Bedienung ist möglich.
Weiterhin kann die Verwendung des Endoskopes 1a mit varia
blen Sichtfeld die Beobachtung eines interessierenden Be
reiches leichter als in der ersten Ausführungsform machen.
Bei dieser Ausführungsform wird der Schwenkwinkel des
Prismas 87 im distalen Endbereich 81 des Endoskopes 1a
(oder der Drehwinkel des Drehtellers 89) mittels des Codie
rers 93 erfaßt. Alternativ hierzu können Einrichtungen zur
Überwachung der Bewegung des Drahtes 90 vorgesehen sein, so
daß der Drehwinkel des Prismas 87 bzw. des Drehtellers 89
von der erkannten Drahtbewegung her erhalten werden kann.
In diesem Fall ist die Erkennungseinrichtung am distalen
Endabschnitt des Endoskopes 1a oder in einem Steuerab
schnitt am proximalen Ende des Endoskopes 1a, insbesondere
im Nahbereich der Steuerhebel am Steuerabschnitt angeord
net.
Endoskope mit variablen Gesichtsfeld sind beispielswei
se in den Japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichungen KO-
KOKU Nr. 30-8794, 47-30235, 51-43665, 52-1758, 49-32484,
der Japanischen Offenlegung KOKOKU, Nr. 55-38134, den US-
Patentanmeldungen Nr. 4,697,557; 3,856,000 und 3,262,364
und der Deutschen Patentanmeldung Nr. 12 44 440 beschrie
ben. Bei diesen Endoskopen wird die Referenzlinienlänge,
welche ein Referenzwert für die Messung ist, geändert, wenn
die Beobachtungsrichtung geändert wird, so daß es notwendig
ist, den Grad der Änderung der Beobachtungsrichtung zu er
kennen. Im Falle der zweiten Ausführungsform ist daher der
Drehcodierer 93 notwendigerweise vorgesehen, der als Erken
nungsvorrichtung für die Beobachtungsrichtung dient.
Bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung gemäß nachfolgender Beschreibung wird eine Endosko
pievorrichtung geschaffen, bei der Änderungen der Sicht-
oder Beobachtungsrichtung bei der Untersuchung ihren ent
sprechenden Niederschlag finden, ohne das irgendwelche Mit
tel zur Erkennung der Sichtrichtung verwendet werden.
Die Fig. 15 bis 17 zeigen diese dritte Ausführungs
form. Die Endoskopievorrichtung gemäß der dritten Ausfüh
rungsform verwendet wie diejenige der zweiten Ausführungs
form ein Endoskop 1b mit variablem Gesichtsfeld. Die dritte
Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der zweiten
Ausführungsform dahingehend, daß der Drehcodierer 93 zur
Erkennung der Beobachtungsrichtung fehlt.
Fig. 15 zeigt eine Ansicht des distalen Endbereiches
121 des Endoskops 1b. Gemäß Fig. 15 ist der distale Endbe
reich 121 mit einer transparenten Abdeckung 122 versehen.
Ein Bildleiter 124 und Objektivlinsen 125 sind in einem di
stalen Endgehäuse 123 angeordnet, welches den distalen End
bereich 121 bildet.
Vorderhalb der Objektivlinsen 125 ist ein Prisma 126 an
einem Drehteller 127 gehalten. Der Drehteller 127 kann um
eine Welle 128 drehen, welche im distalen Endbereich 121
befestigt ist. Der Drehteller 127 ist mit einem Befesti
gungsabschnitt 129 versehen, der wiederum mit einem Betäti
gungsdraht 130 verbunden ist. Eine Druckfeder 132 ist in
einer Bohrung in der Basis des Drehtellers 127 angeordnet
und trägt eine Kugel 131. Die Kugel 131 wird von der Feder
132 nach außen vorgespannt, so daß sie fortlaufend auf ein
Kugelaufnahmeteil 133 gedrückt wird, welches an dem Bereich
des distalen Endbereiches 121 angeordnet ist, der dem Dreh
teller 127 gegenüberliegt. Die äußere Oberfläche des Auf
nahmeteiles 133 ist mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen
133a versehen (im dargestellten Ausführungsbeispiel drei
Stück), welche die Kugel 131 aufnehmen können.
Gemäß Fig. 16 ist ein Schaltergehäuse 134 mit der Un
tersuchungsvorrichtung 9 verbunden. Das Schaltergehäuse 134
weist vier Schalter auf und kann daher vier Arten von Si
gnalen an die. Vorrichtung 9 liefern. Wie in Fig. 17 ge
zeigt, ist die Untersuchungsvorrichtung 9 auf gleiche Weise
wie in der ersten Ausführungsform aufgebaut, mit der Aus
nahme, daß noch ein Interface 136 zur Aufnahme der Signale
vom Schaltergehäuse 134 vorhanden ist.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Endoskopievor
richtung dieser Ausführungsform näher erläutert.
Wenn der Betätigungsdraht 130 durch Schwenken bei
spielsweise eines Hebels am Steuerabschnitt der proximalen
Seite des Endoskopes 1b geschoben oder gezogen wird, dreht
sich der Drehteller 127 um die Welle 128, so daß die Kugel
131 in eine der Ausnehmungen 133a des Aufnahmeteiles 133
gedrückt wird und somit der Drehteller 127 lagefixiert ist.
Wenn der Betätigungsdraht 130 weiter betätigt wird, wobei
der Druck der Feder 132 überwunden wird, dreht sich der
Drehteller 127 weiter, so daß die Kugel 131 in eine der an
deren Ausnehmungen 133a fällt. Somit kann der Drehteller
127 nur in denjenigen Stellungen fixiert werden, in denen
die Kugel 131 in einer der Ausnehmungen 133a ist, so daß
der Drehwinkel des Prismas 126 in bestimmte Intervalle un
terteilt ist. Beispielsweise ist in Fig. 15 der Drehwinkel
des Prismas 126 in drei einzelne Stellungen unterteilt.
Bei der Endoskopievorrichtung gemäß dieser Ausführungs
form kann somit das Prisma 126 für die Beobachtungsrich
tungsänderung in bestimmte Drehwinkel gesetzt werden, indem
die Kugel 131 in einer der Ausnehmungen 133a zu liegen
kommt, so daß die Beobachtungs- oder Sichtrichtung des En
doskopes 1b problemlos ohne einen Drehcodierer erkannt wer
den kann.
Auf diese Weise kann eine dreidimensionale Untersuchung
zu jeder Zeit wiederholt werden, indem nur die Beobach
tungsrichtung des Endoskopes 1b bzw. der Drehwinkel des
Prismas 126 vorab in der Untersuchungsvorrichtung 9 gespei
chert werden, indem einer der Schalter am Schaltergehäuse
134 während der Bildaufzeichnung auf der Festplatte 55 ge
drückt wird.
Bei der soeben beschriebenen Ausführungsform wird eine
Art Rastervorrichtung mit der Kugel 131 verwendet, um den
Drehwinkel des Prismas 126 bzw. des Drehtellers 127 in be
stimmten Positionen festzulegen. Es versteht sich, daß für
diesen Zweck auch andere Anordnungen möglich sind, bei
spielsweise Rastervorrichtungen mit Magneten, eine Kombina
tion einer Blattfeder mit einem Vorsprung und Rastbohrun
gen, einer Rastervorrichtung seitens des Betätigungsdrahtes
130 usw.
Die Fig. 18 und 19 zeigen ein Beispiel, wie der Hal
teabschnitt 14 mit einem Befestigungsteil zum Festlegen ei
nes Endoskopes ausgestattet ist. Gemäß Fig. 18 ist ein Vi
deoendoskop 1c mit einer CCD in das Gehäuse 5b eingeführt
und hier befestigt. Das Endoskop 1c und das Gehäuse 5b sind
wie ihre entsprechenden Gegenstücke in der ersten Ausfüh
rungsform ausgelegt. Zwei Steuerwellen 163 und 164 (nur die
Welle 164 ist dargestellt) verlaufen drehbeweglich durch
den Halteabschnitt 14. Die Wellen 163 und 164 sind beide im
wesentlichen symmetrisch bezüglich der Mittenachse des Hal
teabschnittes 14 angeordnet (vgl. Fig. 19). Parallel zu dem
Endoskop 1c verlaufend erstrecken sich die Wellen 163 und
164 durch den Halteabschnitt 14, so daß ihre jeweiligen di
stalen Endabschnitte vom distalen Ende des Abschnittes 14
vorstehen. Schaufeln oder Klingen 160 und 161 sind an den
distalen Enden der Steuerwelle 163 und 164, welche vom di
stalen Ende des Halteabschnittes 14 vorstehen, ausgebildet.
Die proximalen Bereiche der Wellen 163 und 164 sind um un
gefähr 90° gebogen und bilden Steuerhebel 157 und 158.
Ein Steuerabschnitt 151 des Endoskops 1c ist mit einem
Steuerknopf 171 versehen. Eine (nicht dargestellte) Unter
suchungsvorrichtung kann durch Betätigung des Steuerknopfes
171 in Betrieb gesetzt werden. Somit hat der Steuerknopf
171 die gleiche Funktion wie der Fußschalter 11 in der er
sten Ausführungsform.
Das Endoskop 1c ist wie ein übliches Endoskop mit der
Lichtquelle 4 und einer Kamera-Steuereinheit 170 verbunden.
Die entsprechenden Ausgänge dieser Einheiten sind mit der
Untersuchungsvorrichtung 9 verbunden.
Bei dieser Anordnung kann der distale Endbereich 150
des Endoskops 1c durch Drehen der Steuerhebel 157 und 158
zum Verschwenken der Klingen 160 und 161 in die Richtungen
der Pfeile in Fig. 19 festgelegt werden, so daß der distale
Endbereich 150 zwischen den Klingen 160 und 161 gehalten
ist. Hierdurch kann verhindert werden, daß der distale End
bereich 150 des Endoskops 1c sich unerwartet bewegt und
hierdurch die Meßgenauigkeit abnimmt.
Obgleich die Spannzange oder Spannhülse verwendet wird,
in jeder der beschriebenen Ausführungsformen das Endoskop
festzulegen, kann das Endoskop mittels einer Schraube fest
geklemmt werden. Fig. 20 zeigt diese Anordnung. Wie in Fig.
20 gezeigt, ist das Endoskop 1 mit dem Befestigungsteil 20
durch Einschrauben einer Befestigungsschraube 142 in das
Teil 20 festgelegt, wobei das distale Ende der Schraube 142
auf der äußeren Umfangsoberfläche des Endoskopes 1 auf
sitzt.
Obgleich in den beschriebenen Ausführungsformen ein
steifes oder starres Endoskop verwendet wurde, kann es
durch ein flexibles Endoskop, ein sogenanntes Fiberscope,
ein Video-Endoskop mit einer CCD oder dergleichen ersetzt
werden.
Obgleich weiterhin ein Linearcodierer als Erkennungs
vorrichtung für die Bewegung des Endoskops verwendet wurde,
kann dieser durch einen Drehcodierer zur Erkennung der Dre
hung einer Welle oder dergleichen ersetzt werden. In jeder
der dargestellten Ausführungsformen ist das Gleitteil 15 so
ausgelegt, daß es in jeder gewünschten Position angehalten
werden kann. Alternativ hierzu kann das Gleitteil 15 mit
einem Raster-Stoppmechanismus versehen werden, der ähnlich
wie in der dritten Ausführungsform aufgebaut sein kann, so
daß das Bauteil 15 in einer Mehrzahl von festgelegten Posi
tionen durch Rastung angehalten werden kann. In diesem
Falle ist das Schaltergehäuse so ausgelegt, daß es die Un
tersuchungsvorrichtung 9 mit der Position des angehaltenen
Gleitteiles 15 versorgen kann. Weiterhin kann alternativ
eine Maus, eine Tastatur oder ein sonstiges Dateneingabege
rät verwendet werden, um die Position des Gleitteiles 15 in
einem Bild festzusetzen.
Bei der ersten Ausführungsform wurde der Fußschalter
als Schalter für die Speicherung von Bildern verwendet. Es
versteht sich, daß die Daten auch durch Drücken eines Knop
fes am Endoskop gespeichert werden können.
Die Maus zur Festlegung der Position der Fehlerstelle
72 in dem Bild kann durch eine Tastatur, einen Lichtgrif
fel, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, einen soge
nannten Trackball oder dergleichen ersetzt werden. Anstelle
der Darstellung von Bildern nacheinander können auch inter
essierende Bereiche von beiden Bildern gleichzeitig neben
einander dargestellt werden.
Weitere Abwandlungen und Modifikationen der vorliegen
den Erfindung ergeben sich für den Durchschnittsfachmann
und liegen im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Claims (19)
1. Eine Endoskopievorrichtung mit:
einem Endoskop (1), welches in einen zu untersuchenden Gegenstand einführbar ist;
einem Vorrichtungsgehäuse (5), das entfernbar an dem zu untersuchenden Gegenstand anbringbar ist, wobei das Ge häuse (5) einen Befestigungsabschnitt (15) zum Befestigen an dem Endoskop (1) und einen Halteabschnitt (14) zum Hal ten des Befestigungsabschnittes (15) aufweist, wobei der Halteabschnitt (14) Dreh-Hemmeinrichtungen zum Hemmen der Drehung des Befestigungsabschnittes (15) und Bewegungsein richtungen zum linearen Bewegen des Befestigungsabschnittes (15) aufweist;
Bewegungs-Erkennungseinrichtungen zum Erkennen der Be wegung des Befestigungsabschnittes (15);
Videosignal-Wandlervorrichtungen zum Umwandeln eines Bildes eines Bereiches im zu untersuchenden Gegenstand, der mittels des Endoskopes (1) untersucht wird in ein Videosi gnal; und
einer Untersuchungsvorrichtung (9) mit:
einem Videosignal-Empfangsabschnitt (59) zum Empfangen des Videosignals von den Videosignal-Wandlervorrichtungen (2), Speichereinrichtungen (53, 54, 55) zum Speichern von Videoinformationen von dem Videosignal-Empfangsabschnitt (59) und Erkennungsinformationen von den Bewegungs-Erken nungseinrichtungen und einer Berechnungsvorrichtung (51) zur Durchführung einer dreidimensionalen Bestimmung an dem untersuchten Bereich abhängig von der Videoinformation und der erkannten Information einer jeden Lage des Endoskops (1), welches zusammen mit dem Befestigungsabschnitt (15) durch die Bewegungseinrichtungen bewegt wird.
einem Endoskop (1), welches in einen zu untersuchenden Gegenstand einführbar ist;
einem Vorrichtungsgehäuse (5), das entfernbar an dem zu untersuchenden Gegenstand anbringbar ist, wobei das Ge häuse (5) einen Befestigungsabschnitt (15) zum Befestigen an dem Endoskop (1) und einen Halteabschnitt (14) zum Hal ten des Befestigungsabschnittes (15) aufweist, wobei der Halteabschnitt (14) Dreh-Hemmeinrichtungen zum Hemmen der Drehung des Befestigungsabschnittes (15) und Bewegungsein richtungen zum linearen Bewegen des Befestigungsabschnittes (15) aufweist;
Bewegungs-Erkennungseinrichtungen zum Erkennen der Be wegung des Befestigungsabschnittes (15);
Videosignal-Wandlervorrichtungen zum Umwandeln eines Bildes eines Bereiches im zu untersuchenden Gegenstand, der mittels des Endoskopes (1) untersucht wird in ein Videosi gnal; und
einer Untersuchungsvorrichtung (9) mit:
einem Videosignal-Empfangsabschnitt (59) zum Empfangen des Videosignals von den Videosignal-Wandlervorrichtungen (2), Speichereinrichtungen (53, 54, 55) zum Speichern von Videoinformationen von dem Videosignal-Empfangsabschnitt (59) und Erkennungsinformationen von den Bewegungs-Erken nungseinrichtungen und einer Berechnungsvorrichtung (51) zur Durchführung einer dreidimensionalen Bestimmung an dem untersuchten Bereich abhängig von der Videoinformation und der erkannten Information einer jeden Lage des Endoskops (1), welches zusammen mit dem Befestigungsabschnitt (15) durch die Bewegungseinrichtungen bewegt wird.
2. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (15) ein Gleit
teil (15a, 15b), welches mittels des Halteabschnittes (14)
gehalten wird und in der Lage ist, durch die Bewegungsein
richtungen linear bewegt zu werden, sowie ein Befestigungs
teil (20) aufweist, welches Verbindungseinrichtungen auf
weist, die drehbeweglich an dem Gleitteil (15) angeordnet
und mit dem Endoskop (1) verbunden sind.
3. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen durch eine
Spannhülse gebildet werden.
4. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen ein Schrau
benbauteil (142) aufweisen, welches gegen die äußere Um
fangsoberfläche des Endoskopes (1) gedrückt wird.
5. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (15) eine Zahn
stange (16) umfaßt und daß die Bewegungseinrichtungen des
Halteabschnittes (14) ein Zahnrad (17) in Eingriff mit der
Zahnstange (16) und Dreheinrichtungen (29, 30) zum Drehen
des Zahnrades (17) beinhalten.
6. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (15) einen
Vorsprung (16) aufweist und daß die Dreh-Hemmeinrichtungen
in Form einer Ausnehmung (28) ausgebildet sind, die in dem
Halteabschnitt (14) ausgebildet ist und den Vorsprung (16)
des Befestigungsabschnittes (15) aufnimmt.
7. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bewegungs-Erkennungseinrichtungen ei
ne Skala (18) beinhalten, die an dem Befestigungsabschnitt
(15) angebracht ist, sowie einen Erkennungsabschnitt (19)
zum Lesen der Skala (18).
8. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Gehäuse (5) eine Durchgangsbohrung
(14b, 20a, 31) aufweist, durch welche das Endoskop (1) ge
führt werden kann.
9. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin
gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Ändern der Beobach
tungsrichtung in einem optischen Objektivsystem des Endo
skopes (1) zur Änderung der Beobachtungsrichtung des Endo
skops (1).
10. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Ändern der Beobach
tungsrichtung ein Prisma (87) zur Änderung der Beobach
tungsrichtung durch reflektiertes Licht, ein Drehteil (89)
zum Halten des Prismas (87) und einen Betätigungsdraht (90)
zum Betätigen des Drehteils (89) aufweisen.
11. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, ge
kennzeichnet durch Erkennungseinrichtungen zum Erkennen der
Beobachtungsrichtung des Endoskops (1).
12. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtungen einen Er
kennungsabschnitt (93) zum Erkennen des Drehwinkels des
Drehteils (89) aufweisen.
13. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtungen Haltemittel
zum Halten des Drehteils (127) in einer Mehrzahl von Posi
tionen entsprechend vorher bestimmten Drehwinkeln und Ein
gabevorrichtungen zum Angeben des Drehwinkels der Lage des
Drehteils (27) an die Untersuchungsvorrichtung aufweisen.
14. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Haltemittel ein Eingriffsteil (131)
an dem Drehteil (127), einen Halter (133) gegenüber dem
Drehteil (127) und eine Mehrzahl von Ausnehmungen (133a) in
der äußeren Oberfläche des Halters (133) zur Aufnahme des
Eingriffsteils (133) aufweisen.
15. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Halteabschnitt (14) ein Außengewinde
(40) derart aufweist, daß das Gehäuse (5) mit dem zu unter
suchenden Gegenstand durch Einschrauben des Gewindes (40)
in ein Innengewinde an der inneren Umfangsoberfläche eines
Einlasses (7) befestigbar ist.
16. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Halteabschnitt (14) einen Eingriffs
bereich (109) am distalen Ende hiervon derart aufweist, daß
das Gehäuse (5) mit dem zu untersuchenden Gegenstand durch
Verankern des Eingriffsbereichs (109) mit der Endkante des
Einlasses (7) an dem zu untersuchenden Gegenstand festleg
bar ist.
17. Endoskopievorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Endoskop (1) ein
steifes Seitensicht-Endoskop ist.
18. Endoskopievorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Endoskop (1) ein
flexibles Endoskop ist.
19. Endoskopievorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin
gekennzeichnet durch ein Paar von Halteteilen (160, 161) an
dem Gehäuse (5) zum Einklemmen des distalen Endes des Endo
skops (1), wodurch die Beobachtungsrichtung des Endoskops
(1) festlegbar ist.
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