DE19748795B4

DE19748795B4 - Endoskop

Info

Publication number: DE19748795B4
Application number: DE19748795A
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Hino Motoki; Yutaka Tachikawa Konomura
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2017-11-06
Also published as: DE19748795A1; US6036636A

Abstract

Ein Endoskop (2, 101) mit:
einem länglichen Einführungsbereich (11, 121);
einem Spitzenbereich (14, 124) auf der distalen Seite des Einführungsbereiches;
einem elastischen Element (20, 125, 181), das den distalen Endbereich des Einführungsbereiches und den proximalen Endbereich des Spitzenbereiches dergestalt miteinander verbindet, daß zwischen ihnen ein Abstandsbereich (15) mit gegebenem Intervall entsteht;
einem in einer von der Zentralachse des Abstandsbereiches abweichenden Position angeordneten Betätigungsdraht (19, 126), der sich zu einer proximalen Seite des Einführungsbereiches durch den Abstandsbereich erstreckt, wobei ein Ende des Betätigungsdrahtes an dem Spitzenbereich befestigt ist;
einem Krümmungsmechanismus (23, 28, 134), der mit einem proximalen Endbereich des Betätigungsdrahtes verbunden ist zum Wechseln der Richtung des Spitzenbereiches an dem Abstandsbereich, durch Vorschieben oder Zurückziehen des Betätigungsdrahtes;
mit weiterhin Beobachtungseinrichtungen (34, 127, 129), die sich von dem Spitzenbereich durch den Abstandsbereich bis zur proximalen Seite des Einführungsbereiches erstrecken; und
mit weiterhin einer Einrichtung zur...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop und spezifischer auf ein Endoskop mit einem Krümmungsmechanismus zum Krümmen eines gekrümmten Bereiches und mit Beobachtungseinrichtungen.
Bei einer zerstörungsfreien Inspektion von Kompressorschaufeln (im folgenden als Schaufeln bezeichnet) im Inneren eines Düsentriebwerkes mittels eines industriellen Endoskopes lassen sich Schäden, wie z. B. eine Scharte oder ein Riß in einer Schaufelkante, entdecken, die während des Betriebes des Düsentriebwerkes nach Ansaugen eines Vogels, eines Steines, eines Eisstückes od. dgl. entstehen können.
In solch einem Fall kann, wenn das Düsentriebwerk ohne Reparatur weiterbenutzt wird, selbst wenn der beschädigte Bereich klein ist, sich die Beanspruchung auf den beschädigten Teil konzentrieren, wodurch dieser beschädigte Bereich möglicherweise vergrößert wird. Wenn eine beschädigte Schaufel nicht mehr geeignet für den Gebrauch ist, ist das übliche Vorgehen, das Düsentriebwerk auseinanderzunehmen und zu reparieren.
Die beschädigte Schaufel wird aus dem Triebwerk entfernt und wird entweder ersetzt oder durch Schleifen in eine Form, daß keine Streßkonzentration mehr in dem beschädigten Bereich auftritt, repariert. Das Auseinandernehmen des Triebwerkes sowie das Ausführen des Schleifvorganges in jedem Fall, wenn ein kleiner beschädigter Bereich festgestellt wird, birgt jedoch das Problem, daß die Reparatur unnötige Zeit und Kosten verursacht.

In der Regel hat ein Düsentriebwerk für in etwa jede Schaufel ein Loch (im folgenden als Zugangsöffnung bezeichnet) zur Inspektion der Schaufel. Es wurden bereits unterschiedliche industrielle endoskopische Geräte vorgeschlagen, die mittels Schleifen einen beschädigten Bereich zur Vermeidung einer Streßkonzentration während des Betriebes reparieren können, ohne daß das Triebwerk auseinandergenommen werden müßte, dergestalt, daß eine an ihrer Spitze mit einem drehbaren Bearbeitungselement versehene Bearbeitungseinrichtung zusammen mit einem industriellen Endoskop in das Innere des Triebwerkes durch die Zugangsöffnung eingeführt wird, dann das an der Spitze vorgesehene drehbare Bearbeitungselement gegenüber der Schaufel durch Biegen des Spitzenbereiches der Bearbeitungseinrichtung angeordnet wird und schließlich das drehbare Betätigungselement rotiert wird.

Zwischen jeder Zugangsöffnung und der entsprechenden Schaufel besteht eine gewisse Entfernung, die von der Anordnung in dem Triebwerk und dessen Typ abhängt. Weiterhin muß, nachdem die Bearbeitungseinrichtung in das Triebwerk eingesetzt worden ist, das drehbare Bearbeitungselement in Kontakt mit der Schaufel durch Krümmen des Spitzenbereiches des endoskopischen Gerätes gebracht werden.

Üblicherweise, wie z. B. in US 5,251,611 A und US 5,522,788 A beschrieben, wird der Krümmungsmechanismus von üblichen Endoskopen eingesetzt, in denen zur Erzielung einer Krümmung ein Krümmungsbereich ausgebildet ist mit mehreren untereinander verbundenen Blockelementen. Hier kann es jedoch dazu kommen, daß aufgrund der Lücken zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Krümmungsblöcke des Krümmungsbereiches der sich vom Krümmungsbereich in Richtung der Spitze erstreckende Bereich infolge von rückwirkenden Kräften beim Schleifen leicht ins Flattern gerät, wodurch ein stabiler Betrieb unmöglich gemacht wird. Weiterhin ist im Hinblick darauf, daß der Krümmungsbereich eine bestimmte Krümmung aufweist, die Zugänglichkeit schlecht, wenn eine Schaufel in der Nähe der Zugangsöffnung geschliffen werden soll. US 5,522,788 A hat ein weiteres Problem darin, daß die Länge des Bereiches auf der Spitzenseite des Krümmungsbereiches, nicht beliebig gewechselt werden kann, wie es die Gelegenheit erfordert.

US 4,790,624 schlägt eine Stand-der-Technik-Einrichtung vor, die eine Krümmungskonstruktion aufweist, die mit einem sehr kleinen Krümmungsradius betätigt werden kann. Dies wird dergestalt erreicht, daß ein Biegungsbereich mit vorgegebenem Raum zwischen einem Spitzenelement und einem Einführungselement ausgebildet ist und ein Biegeelement, bestehend aus einer Mehrzahl von Form-Memory-Legierungselementen in dem Biegebereich vorgesehen ist. Die Biegung wird bewirkt durch gesteuertes Aufheizen der Memory-Legierungselemente des Biegeelementes.

US 4,790,624 birgt jedoch das Problem, daß es zur Erzielung einer Krümmung notwendig ist, die Memory-Legierungselemente kontinuierlich aufzuheizen und daß eine genaue Temperatureinstellung zur Krümmungssteuerung schwierig ist.

Im Hinblick auf obige Ausführungen hat der gegenwärtige Inhaber die japanische Patentanmeldung Hei. 8-109586 eingereicht. Die 1 und 2 zeigen ein entsprechendes Gerät.

Das Gerät weist einen Hauptkörper 301 einer Bearbeitungseinrichtung, ein drehbares Bearbeitungselement 302 und ein Endoskop 303 auf. Der Bearbeitungshauptkörper 301 besteht aus einem Einführungsbereich 304 und einem Spitzenelement 302. Ein Biegebereich 306 ist zwischen dem Einführungsbereich 304 und dem Spitzenelement 305 dergestalt ausgebildet, daß ein vorgegebener Abstand zwischen beiden entsteht. Wie in 2 gezeigt, wird der mit einem Schwenkmechanismus versehene Biegebereich 306 mittels eines Betätigungsdrahtes 309 verformt, der bei Drehung eines drehbaren Einstellungsknopfes 308 gezogen wird. Der Hauptkörper 301 der Bearbeitungseinrichtung führt das drehbare Bearbeitungselement 302 und das Endoskop 303 bis zu dem Spitzenelement 305 hin. Um der Tatsache Rechnung zu tragen, daß die Entfernung zwischen einer Zugangsöffnung und einer Schaufel von Fall zu Fall unterschiedlich ist; sind Adapter 310 für das Spitzenelement 305 mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Längen vorgesehen, um den Abstand zwischen dem Biegebereich 306 und dem drehbaren Bearbeitungselement 302 abzuändern.

Da jedoch der Biegebereich 306 die besagte Schwenkkonstruktion aufweist, hat obiger Aufbau das Problem, daß in dem Biegebereich 306 kein ausreichender Spielraum zur Aufnahme solcher inneren Komponenten wie der drehbaren Bearbeitungseinrichtung 302 und dem Endoskop 303 vorhanden ist. Um einen ausrei chenden räumlichen Spielraum bereitzustellen, muß der Durchmesser des Einführungsbereiches 304 einschließlich des Biegebereiches 306 notwendigerweise vergrößert werden. Auf der anderen Seite, um im Hinblick auf den nicht ausreichenden räumlichen Spielraum den Durchmesser gering zu halten, ist es erforderlich, einen drehbaren Schaft zur Rotation des drehbaren Bearbeitungselementes 302 bzw. einen Bild- und einen Lichtleiter in dem Endoskop 303 möglichst dünn auszubilden. Wird der Bildleiter dünner ausgebildet, so tritt das Problem auf, daß nicht mehr eine Abbildung mit einer ausreichenden Anzahl von Pixeln erzielt werden kann. Wird der Lichtleiter dünner gemacht, dann stellt sich das Problem, daß keine Beleuchtung mit ausreichender Helligkeit erzielt werden kann. Wird schließlich der drehbare Schaft dünner gemacht, so weist dieser keine ausreichende Stärke mehr auf.

Die Adapter 310 werden befestigt bzw. entfernt, um den Abstand zwischen dem Biegebereich 306 und dem drehbaren Bearbeitungselement 302 zu verändern. Dies ist jedoch mit Problemen behaftet, da der Vorgang der Befestigung bzw. Abnahme der Adapter 310 komplex ist und darüber hinaus die Bereitstellung einer Mehrzahl von Ersatzadaptern 310 mit unterschiedlichen Längen teuer ist.

Die DE 196 08 809 A1 zeigt ein abwinkelbares Instrument für die endoskopische Chirurgie. Das Instrument weist proximal eine Betätigungseinrichtung auf, distal sind mehrere Kippelemente hintereinander angeordnet, so daß bei Betätigung die Kippelemente gegeneinander verkippbar sind. Der Spitzenbereich des Instrumentes kann nur einseitig verschwenkt werden. Einen Abstandsbereich weist dieses Instrument nicht auf. Eine Änderung der Lange des Spitzenbereiches ist nicht vorgesehen.

Die DE 23 50 382 B2 zeigt ein Endoskop mit einem flexiblen Spitzenbereich. Das Endoskop weist eine Vorrichtung auf, mit der der Biegewinkel der Spitze mittels zweier Zugdrähte eingestellt werden kann. Eine Beobachtungseinrichtung und eine Änderung der Länge des Spitzenbereiches ist nicht vorgesehen. Weiterhin weist dieses Endoskop keinen Abstandsbereich auf.

Die US 5,398,670 A zeigt ein medizinisches Endoskop mit einem gegenüber der Instrumentenlängsachse verschwenkbaren distalen Endbereich. Das Endoskop weist auch einen Abstandsbereich auf. Eine Änderung der Länge des Spitzenbereiches ist nicht vorgesehen.

Die vorliegende Erfindung trägt obigen Umständen Rechnung. Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Endoskop zu schaffen, bei dem die Position des Krümmungs- oder Biegebereiches auf einfache Weise eingestellt werden kann, wenn es die Gelegenheit erfordert.

Eine weitere Aufgabe ist, ein Endoskop mit einem Krümmungsbereich oder einem Biegebereich zu schaffen, in dem ausreichend Raum für innere Komponenten vorgesehen ist und der auf stabile Weise einen Krümmungswinkel aufrechterhalten kann.

Speziell ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Endoskop zu schaffen, bei dem der Bereich auf der Spitzenseite von dem Krümmungs- oder Biegebereich aus gesehen nicht flattert.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Endoskop mit ausreichend Raum zu schaffen zur Aufnahme von Komponenten in dem Krümmungs- oder Biegebereich.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Endoskop zu schaffen, bei dem die Betätigung zur Steuerung der Krümmung oder Biegung auf einfache Weise vorgenommen werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Endoskop zu schaffen, das einen Krümmungsbereich aufweist, der sich in beliebiger Richtung krümmen läßt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist schließlich, ein Endoskop zu schaffen mit einer Wirbelstromprüfungssonde zur zerstörungsfreien Inspektion von Schäden in mechanischen Elementen.

Die Erfindung schafft ein Endoskop mit einem länglichen Einführungsbereich; einem Spitzenbereich auf der distalen Seite des Einführungsbereiches; einem elastischen Element, das einen distalen Endbereich des Einführungsbereiches und einen proximalen Endbereich des Spitzenbereiches dergestalt verbindet, daß zwischen beiden ein Abstandsbereich mit einem vorgegebenen Intervall ausgebildet wird; einem Betätigungsdraht, der in einer Position außerhalb der zentralen Achse des Abstandsbereiches angeordnet ist und sich bis zu einer proximalen Seite des Einführungsbereiches durch den Abstandsbereich erstreckt, wobei ein Ende des Betätigungsdrahtes an dem Spitzenbereich befestigt ist; einem Krümmungsmechanismus, der mit einem proximalen Endbereich des Betätigungsdrahtes verbunden ist, um die Richtung des Spitzenbereiches an dem Abstandsbereich durch Vorschub oder Zurückziehen des Betätigungsdrahtes zu verändern; mit weiterhin Beobachtungseinrichtungen, die sich von dem Spitzenbereich durch den Abstandsbereich bis zur proximalen Seite des Einführungsbereiches erstrecken; und mit weiterhin einer Einrichtung zur Änderung der Länge des Spitzenbereiches, die ein im Abstandsbereich angeordnetes Element aufweist, das mit dem proximalen Endbereich des Spitzenbereiches oder dem distalen Endbereich des Einführungsbereiches verbindbar ist.

Der Krümmungsbereich kann in einer gewünschten Position ausgebildet werden durch einfaches Verschieben des im Abstandsbereich angeordneten Elementes. Damit kann die Länge des Bereiches auf der Spitzenseite des Krümmungsbereiches in einfacher Weise zur Einstellung der Krümmungsposition verändert werden ohne Zufügen von neuen Elementen. Die Länge des Bereiches auf der Spitzenseite des Krümmungsbereiches kann in einfacher Weise durch eine einfache Bedienung verändert werden. Der Krümmungsbereich kann kostengünstig hergestellt werden, selbst wenn die Länge des Bereiches auf der Spitzenseite des Krümmungsbereiches variabel sein muß.

In dem erfindungsgemäßen Endoskop wird der Abstandsbereich durch ein elastisches Element zwischen dem distalen Endbereich des Einführungsbereiches und dem proximalen Endbereich des Spitzenbereiches ausgebildet, und der Abstandsbereich kann gekrümmt bzw. gebogen werden durch Vorschieben oder Zurückziehen des Betätigungsdrahtes mittels des Krümmungsmechanismus.

Auf diese Weise erhält man einen Krümmungsbereich, der ausreichend Platz für innere Komponenten bietet und einen Krümmungswinkel in stabiler Weise beibehält.

Kurzbeschreibung der Abbildungen

1 zeigt den Aufbau eines industriellen Endoskopgerätes, für das zuvor eine Anmeldung von dem gegenwärtigen Inhaber getätigt wurde;

2 ist eine Schnittansicht eines Biegemechanismus eines Hauptkörpers, der Bearbeitungseinrichtung aus 1;

3 zeigt den Aufbau eines ersten industriellen endoskopischen Gerätes;

4 ist eine Schnittansicht des Spitzenbereiches eines Betätigungsbereiches und des proximalen Endbereichs eines Einführungsbereiches in 3;

5 zeigt den Aufbau des Spitzenbereiches und des Krümmungsbereiches in 3;

6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 5;

7 illustriert, wie erste und zweite Drahtelemente in dem Krümmungsbereich in 3 befestigt sind;

8(a, b) illustrieren den Betrieb des Krümmungsbereiches durch Betätigung der ersten und zweiten Drahtelemente in 3;

9 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen industriellen endoskopischen Bearbeitungsgerätes;

10 zeigt den Aufbau des in 9 dargestellten Spitzen- und Krümmungsbereiches;

11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus 10;

12 illustriert die Form der Blöcke, die den in 9 dargestellten Krümmungsbereich ausbilden;

13 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 12;

14(a, b) und 15(a, b) zeigen den Betrieb des mit den in 12 gezeigten Blöcken versehenen Krümmungsbereichs;

16 zeigt eine Abwandlung der zweiten Ausführung mit Blöcken, die abweichend von den in 12 dargestellten Blöcken sind;

17 illustriert die Betätigung des Krümmungsbereiches, die mit den in 16 dargestellten Blöcken erzielt wird;

18 illustriert den generellen Aufbau eines weiteren endoskopischen Gerätes;

19 illustriert den generellen Aufbau eines in 18 dargestellten Trommelbereiches;

20 ist eine Perspektivansicht, die den spitzenseitigen Bereich eines in 18 gezeigten Einführungsbereiches darstellt;

21 ist eine Schnittansicht, die den spitzenseitigen Aufbau des Einführungsbereiches aus 18 darstellt;

22(a, b) illustrieren den Aufbau und die Betätigung eines Leitungshalters, der in einem in 21 dargestellten Spitzenadapter vorgesehen ist;

23 ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in 21;

24 illustriert die Verbindung zwischen dem in 18 dargestellten Trommelbereich mit Anschlußstücken und den Aufbau eines Stellantriebabschnitts, der in dem Trommelbereich vorgesehen ist;

25 zeigt einen spezifischen Aufbau des Stellantriebabschnitts in 24;

26 illustriert an einem speziellen Beispiel, auf welche Weise der Einführungsbereich an dem Trommelbereich befestigt werden kann (beide in 18 dargestellt);

27 ist ein Blockdiagramm, das den generellen Aufbau des endoskopischen Gerätes aus 18 wiedergibt;

28 illustriert einen Krümmungszustand des in 18 gezeigten Krümmungsbereiches;

29 ist eine Schnittansicht eines Krümmungsbereiches eines Endoskopes, das vier Betätigungsdrähte und einen, den Abstandsbereich begrenzenden Draht aufweist;

30 illustriert den Aufbau eines Verbindungsmechanismus, der einen Stellantriebschnitt des Endoskopes aus 29 ausbildet;

31 zeigt die Funktionsweise des Verbindungsmechanismus aus 30;

32 illustriert einen Krümmungszustand des Krümmungsbereiches der 29;

33 zeigt den Aufbau eines weiteren industriellen endoskopischen Bearbeitungsgerätes; und

34 zeigt den Aufbau eines in 33 dargestellten Spitzen- und Krümmungsbereiches.

Wie in 3 dargestellt, weist ein erstes industrielles endoskopisches Bearbeitungsgerät 1 folgende Komponenten auf. Ein industrielles Endoskop 2, das nach Einsetzen in z. B. das Innere eines Düsentriebwerkes, die Beobachtung eines zu schleifenden Körpers ermöglicht und mit dem dieser geschliffen werden kann. Eine CCD-Kamera 3 ist mittels Gewinde an einem proximalen Endbereich des industriellen Endoskopes 2 angeordnet. Eine Lichtquelleneinrichtung 6 ist mit einem Lichtquellenverbindungsstück 5 verbunden, das seinerseits an der Spitze eines Universalkabels 4 vorgesehen ist, das sich von einem proximalen Endbereich des industriellen Endoskopes 2 erstreckt. Ein LCD-Monitor 7 zur Wiedergabe einer Abbildung des zu schleifenden Körpers ist elektrisch mit der CCD-Kamera 3 über das Universalkabel 4 verbunden. Eine Stromquelle 8 ist elektrisch mit dem industriellen Endoskop 2, der CCD-Kamera 3 und dem LCD-Monitor 7 verbunden und versorgt diese Einrichtungen mit Strom.
Das industrielle Endoskop 2 weist einen länglichen Einführungsbereich 11 und einen kastenförmigen Betätigungsbereich 13 auf, der mit einem Trägerbereich 12 versehen und am proximalen Ende des Einführungsbereiches 11 vorgesehen ist. Das Universalkabel 4 erstreckt sich von dem Trägerbereich 12, und die CCD-Kamera 3 ist lösbar mit dem Trägerbereich 12 verbunden. Der Einführungsbereich 11 umfaßt von der Spitze aus gesehen einen Spitzenbereich 14, einen Krümmungsbereich 16 mit einer Mehrzahl von Drahtelementen (später beschrieben) und einem vorgegebenen Erstreckungsbereich 15 und ein starres längliches Einführungsrohr 17. Ein Schleifstein 18, der an einem (später beschriebenen) Drehkraftübertragungselement angeordnet ist und zum Schleifen eines vorgegebenen Körpers dient, steht über den Endbereich 14 vor.
Die Mehrzahl von Drahtelementen des Krümmungsbereiches 16 besteht aus zwei ersten Drahtelementen 19 und zwei zweiten Drahtelementen 20. Die ersten und zweiten Drahtelemente 19 und 20 sind Metalldrahtelemente, die gleichzeitig hochflexibel und mit einer hohen Neigung, sich gerade auszurichten, versehen sind, wie z. B. solche aus einer superelastischen Legierung, z. B. einer Ni-Ti-Legierung.
Obwohl in dieser Ausgestaltung die ersten Drahtelemente 19 und die zweiten Drahtelemente 20 jeweils ein Set von zwei Drahtelementen darstellen, können sie auch jeder ein einzelner Draht bzw. ein Set von drei und mehr Drahtelementen sein.
Wie später beschrieben, sind die ersten Drahtelemente 19 und die zweiten Drahtelemente 20 so vorgesehen, daß sie jeweils in. inneren und äußeren Positionen angeordnet werden, wenn der Krümmungsbereich 16 gekrümmt wird.
Wie in 4 dargestellt, ist die Stirnseite des Betätigungsbereiches 13 und das proximale Ende des Einführungsrohres 17 miteinander über eine Befestigungsschraube 21 verbunden. Der proximale Endbereich des Einführungsrohres 17 weist eine lange Rille 22 auf. Ein ringförmiger Justierring 23 (siehe 3) ist zwischen dem Betätigungsbereich 13 und einem Flanschbereich 24 des Einführungsrohres 17 so angeordnet, daß er umlaufend rotierbar ist.
Ein Gleitzylinder 26 ist in Gewindeeingriff mit inneren Gewinden 25 des Justierringes 23. Der Gleitzylinder 26 ist gleitend auf der äußeren Mantelfläche des Einführungsrohres 17 angeordnet und weist eine Bohrung 27 für einen Pin auf.
Ein Gleitelement 28 ist gleitend in die innere Oberfläche des Einführungsrohres 17 eingepaßt. Ein Gleitpin 29 ist an dem Gleitelement 28 befestigt. Der Gleitpin 29 ist weiterhin auch mit der Bohrung 27 für den Gleitpin durch die Rille 22 befestigt. Auf diese Weise verbindet der Gleitpin 29 den Gleitzylinder 26 und das Gleitelement 28.
Das Gleitelement 28 weist eine stufenartige Befestigungsöffnung 30 auf, in die die ersten Drahtelemente 19 eingesetzt sind. Die ersten Drahtelemente 19 sind in dem Gleitelement 28 mit einer Befestigungsschraube 31 in Längsrichtung befestigt. Auf diese Weise können die ersten Drahtelemente 19 in Längsrichtung bewegt (vorgeschoben/zurückgezogen) werden durch Verdrehen des Justierringes 23.
Auf der anderen Seite weist das Gleitelement 28 eine Einführungsöffnung 32 auf, die mit Spiel ein Einsetzen von inneren Komponenten erlaubt, wie z. B. einem Lichtleitfaserbündel (im folgenden als Lichtleiter bezeichnet) 33 zur Übertragung von Beleuchctungslicht von der Lichtquelle 6 zu dem Spitzenbereich 14, einem Bildleitfaserbündel (im folgenden als Bildleiter bezeichnet) 34 zur Übertragung einer Abbildung von einem zu schleifenden Körper zu dem Trägerbereich 12, der mit der CCD-Kamera 3 verbunden ist und einem flexiblen Drehkraftübertragungselement 35 zum Rotieren des Schleifsteines 18.
Obwohl in keiner Abbildung dargestellt, weist der Trägerbereich 12 ein optisches System auf zur Erzeugung eines Bildes, das von dem Bildleiter 34 auf die Bildoberfläche der CCD-Kamera 3 transportiert wird. Obwohl ebenfalls in keiner Abbildung dargestellt, sind ein Motor und ein Motorsteuerungsschaltkreis zur Steuerung der Drehung des Motors innerhalb des Betätigungsbereiches 13 vorgesehen. Das Drehkraftübertragungselement 35 ist mit dem Drehschaft des Motors verbunden.
Wie in 5 dargestellt, sind sowohl das Einführungsrohr 17 als auch der Endbereich 14 mit einer Mehrzahl von Einsetzöffnungen 36 ausgestattet, die das Einsetzen der inneren Komponenten erlauben. Genauer gesagt, durch die Einsetzöffnungen 36 werden der Lichtleiter 33, der Bildleiter 34 und das Drehkraftübertragungselement 35 mit Spiel das Einführungsrohr 17, den Krümmungsbereich 16 und den Spitzenbereich 14 eingesetzt. Wie in 6 dargestellt, sind der Bildleiter 34 und der Lichtleiter 33 (nicht in 6 zu erkennen) mit der Spitze des Spitzenbereiches 14 verbunden, und das Drehkraftübertragungselement 35 mit dem Schleifstein 18 an seinem distalen Ende ist an der Spitze des Spitzenbereiches 14 dergestalt befestigt, daß der Schleifstein 18 über die Stirnseite des Spitzenbereiches 14 übersteht. Die ersten Drahtelemente 19 verlaufen ebenfalls durch die Einführungsöffnungen 36 des Einführungsrohres 17 und sind mit dem proximalen Ende des Spitzenbereiches 14 verbunden.
Der Bildleiter 34 ist ein Bündel von optischen Fasern, das von einem Teflonrohr 37 beschichtet ist. Obwohl in keiner Abbildung dargestellt, ist der Lichtleiter 33 entsprechend aufgebaut, d.h. ein Bündel von optischen Fasern ist von einem Teflonrohr beschichtet. Die Beschichtung mit dem Teflonrohr 37 bewahrt die optischen Faserbündel vor Schäden.
In 5 sind der Lichtleiter 33, der Bildleiter 34 und das Drehkraftübertragungselement 35 nicht in dem Krümmungsbereich 16 und dem Spitzenbereich 14 dargestellt.
Kommt man nun auf 3 zurück, so ist ein drehbarer Justierknopf 41 auf der Rückseite des Betätigungsbereiches 13 vorgesehen.
Elektrisch verbunden mit dem Motorsteuerungsschaltkreis (nicht dargestellt) dient der Drehjustierknopf 41 zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Motors. Ein Schalter 42 an der Frontseite des Betätigungsbereiches 13 dient als An/Aus-Schalter für die Drehung des Motors über den Motorsteuerungsschaltkreis (nicht dargestellt).
Wie oben beschrieben, sind die proximalen Enden der ersten Drahtelemente 19 an dem Gleitelement 28 befestigt, das in axialer Richtung bewegt wird, wenn der Justierring 23 in Umfangsrichtung verdreht wird. Wie in 7 dargestellt, sind die Spitzen der ersten Drahtelemente 19 mittels Verkämmung an dem Spitzenbereich 14 befestigt. Das bedeutet, die ersten Drahtelemente 19 sind so montiert, daß sie in dem Einführungsrohr 17 bewegbar sind.
Die zweiten Drahtelemente 20 sind an dem proximalen Endbereich des Spitzenbereiches 14 und dem Spitzenbereich des Einführungsbereiches 11 befestigt. Die zweiten Drahtelemente 20 geben die Länge der Lücke 15, d.h. des vorgegebenen Intervalls zwischen dem Spitzenbereich 14 und des Einführungsbereiches 11 vor. Damit ist der Krümmungsbereich 16 durch die Lücke 15, die ersten Drahtelemente 19 und die zweiten Drahtelemente 20 gebildet. Mit anderen Worten, die zweiten Drahtelemente 20 überbrücken den Spitzenbereich 14 zu dem Einführungsbereich 11 mit einem gegebenen Abstand zwischen beiden.
Die zweiten Drahtelemente 20 müssen nicht immer notwendigerweise befestigt werden; es reicht aus, daß die Lücke 15 des Krümmungsbereiches 16 in ungekrümmtem Zustand ausgebildet wird. Zum Beispiel können die zweiten Drahtelemente 20 in taschenförmige Löcher (Sacklöcher) eingesetzt werden, die in dem Spitzenbereich 14 und dem Spitzenbereich des Einführungsrohres 17 ausgebildet sind und sich in Längsrichtung so tief erstrecken, daß die zweiten Drahtelemente 20 auch bei maximaler Krümmung nicht herausrutschen.
Im folgenden soll die Funktion des ersten industriellen endoskopischen Gerätes mit obigem Aufbau beschrieben werden.
Nach Anschluß der Stromquelle 8 und der Lichtquelle 6 an einer Steckdose werden der LCD-Monitor 7, das industrielle Endoskop 2 und die CCD-Kamera 3 über die Stromquelle 8 mit Elektrizität versorgt.
In dem industriellen Endoskop 2 wird in der Lichtquelleneinrichtung 6 Beleuchtungslicht erzeugt und über eine zugehörige Endfläche in dem Lichtquellenverbinder 5 zu dem Lichtleiter 33, mittels des Lichtleiters 33, der in das Universalkabel 4 und den Einführungsbereich 11 eingesetzt ist, zu dem Spitzenbereich 14 weitergeleitet und schließlich nach vorne von dem Spitzenbereich 14 abgestrahlt. Eine Abbildung eines inneren Bereiches eine mittels des Beleuchtungslichtes ausgeleuchteten Triebwerkes wird über den Bildleiter 34 zu dem Trägerbereich 12 geleitet, an dem die CCD-Kamera 3 befestigt ist. Damit wird das Bild von der CCD-Kamera 3 empfangen. Ein Videosignal wird von der CCD-Kamera 3 zu dem LCD-Monitor 7 weitergeleitet, wodurch die Abbildung des Innenbereiches des Triebwerkes geprüft und auf dem LCD-Monitor 7 beobachtet wird.
Unter Beobachtung des Innenbereiches des Triebwerkes auf dem LCD-Monitor 7 wird der Einführungsbereich 11 eingesetzt, und der Krümmungsbereich 16 durch Verdrehen des Justierringes 23 so verstellt, daß der Schleifstein 18 sich gegenüber eines zu schleifenden Teiles des Körpers befindet.
Dann wird der Schalter 42 umgelegt, um die Rotation des Motors in dem Betätigungsbereich 13 einzuschalten und dadurch den Schleifstein 18 via das Drehkraftübertragungselement 35, das mit dem Drehschaft des Motors verbunden ist, zu rotieren. Dann wird der zu schleifende Teil des anvisierten Körpers mit dem Schleifstein 18 geschliffen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Drehgeschwindigkeit des Motors durch Verdrehen des Drehjustierknopfes 41 verändert werden. Wenn der Schalter 42 ausgestellt wird, stoppt die Rotation des Motors und gleichzeitig die Rotation des Schleifsteines 18.
Die Krümmungsfunktion des Krümmungsbereiches 16 soll im folgenden unter Bezug auf die 8(a) und 8(b) beschrieben werden. Wird der Justierring 23z.B. in Richtung des Uhrzeigers in einer Position verdreht, in der der Krümmungsbereich 16 gerade ist (siehe 8(a)), so gleitet das Gleitelement 28 nach oben in proximaler Richtung und die ersten Drahtelemente 19 werden ebenfalls nach oben in proximaler Richtung dem Gleitelement 28 folgend gezogen. Da die Positionen beider Enden der zweiten Drahtelemente 20 unverändert bleiben, werden die Drahtelemente 20 dann gebogen. Auf diese Weise, wie in 8(b) dargestellt, läßt sich die gewünschte Krümmung in dem Krümmungsbereich 16 erhalten.
Da die ersten Drahtelemente 19 und die zweiten Drahtelemente 20 aus einer superelastischen Legierung bestehen, die gleichzeitig hochflexibel sind und mit hoher Neigung, sich in gerader Richtung auszurichten, versehen sind, wird der Krümmungsbereich 16 so gekrümmt, daß er in etwa eine L-Form, d.h. eine steile Form nahe eines rechten Winkels oder eine gebogene Form (siehe 8(b)) einnimmt.
Durch Verdrehen des Justierringes 23 wird die auf die ersten Drahtelemente 19 wirkende Zugkraft verändert, wodurch der Krümmungswinkel des Krümmungs bereiches 16 beliebig eingestellt werden kann. Durch die Verwendung von Metalldrahtelementen wird ausreichende Steifheit gewährleistet (ausreichende Stärke zur Beibehaltung eines gekrümmten Bereiches), die höher ist als bei Verwendung einer Spirale, Gummi, Harz od. dgl.
Um den nun gekrümmten Krümmungsbereich 16 wieder in den Ausgangszustand zurückzustellen, wird der Justierring 23 in Gegenrichtung verdreht. Als Reaktion bewegt sich das Gleitelement 28 in Richtung der Spitze, und die ersten Drahtelemente 19 bewegen sich ebenfalls dem Gleitelement 28 folgend in Richtung der Spitze. Als Resultat werden die ersten Drahtelemente 19, die in Richtung des proximalen Endes gezogen wurden, in Richtung der Spitze vorgeschoben, um die Krümmung des Krümmungsbereiches 16 aufzuheben. Da die ersten Drahtelemente 19 ihrerseits gleichzeitig hochflexibel sind und eine hohe Neigung aufweisen, sich in gerader Richtung auszurichten, kehren das Einführungsrohr 17, der Krümmungsbereich 16 und der Spitzenbereich 14 in einen gestreckten Zustand aufgrund der Rückstellungskraft der ersten Drahtelemente 19 zurück.
Wie oben beschrieben, wird ein industrielles Endoskop geschaffen, das folgende Vorteile aufweist. Selbst mit einfachem Aufbau, in dem die ersten Drahtelemente 19, bestehend aus einer superelastischen Legierung, mit dem Justierring 23 bewegt werden, kann der Krümmungsbereich 16 mit schmalem Krümmungsradius gekrümmt werden und ein stabiler Krümmungswinkel beibehalten werden. Weiterhin bietet der Krümmungsbereich 16 ausreichend Platz für innere Komponenten, da der Krümmungsmechanismus lediglich aus den ersten Drahtelementen 19 und den zweiten Drahtelementen 20 besteht.
Obwohl in dem ersten industriellen Endoskop der Krümmungsbereich 16 durch Ziehen der ersten Drahtelemente 19 gekrümmt wird, kann er auch in entgegengesetzter Weise, d.h. durch Vorschieben der ersten Drahtelemente 19 gekrümmt werden. Mit anderen Worten, wenn der Justierring 23 z. B. in einem Zustand, in dem der Krümmungsbereich 16 gerade ist, gegen den Uhrzeigersinn verdreht wird, so bewegt sich das Gleitelement 28 in Richtung auf die Spitze zu, und die ersten Drahtelemente 19 werden dem Gleitelement 28 folgend in Richtung der Spitze gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt, da die Positionen beider Enden der zweiten Drahtelemente 20 unverändert bleiben, werden die zweiten Drahtelemente gebogen. Damit wird die gewünschte Krümmung in dem Krümmungsbereich 16 erhalten.
Das Material der ersten Drahtelemente 19 und der zweiten Drahtelemente 20 ist nicht auf superelastische Legierungen beschränkt. Es kann jedes elastische Element aus einem Material, das gleichzeitig hochflexibel und eine hohe Neigung aufweist, sich in gerader Richtung zu erstrecken, eingesetzt werden. Wenn ein Material mit geringer Flexibilität eingesetzt wird, läßt sich ein ausreichend kleiner Krümmungsradius nicht mehr einstellen, und eine ausreichende Krümmung würde aufgrund des hohen Widerstandes gegen die Krümmung nicht mehr erzielt. Wenn ein Material mit geringer Neigung, sich wieder in gerade Form zu strecken, eingesetzt wird, würde der Krümmungsbereich 16 nicht in eine gerade erstreckte Form zurückkehren, wenn die Krümmung aufgehoben wird.
Obwohl in dem industriellen Endoskop 2 der Lichtleiter 33, der Bildleiter 34 und das Drehkraftübertragungselement 35 integriert sind, kann auch in getrennter Weise ein Endoskop mit einem nachgiebigen Einführungsbereich wie in der japanischen Patentanmeldung Hei. 8-109586 des vorliegenden Inhabers eingesetzt werden.
Die 9–17 beziehen sich auf ein zweites industrielles Endoskop. Die Teile dieses zweiten Endoskopes, die denen des ersten Endoskopes entsprechen, haben die gleichen Bezugszeichen, und auf eine detaillierte Beschreibung hierfür wird verzichtet.
Wie in 9 gezeigt, besteht ein Einführungsbereich 11 eines zweiten industriellen Endoskopes aus einem Einführungsrohr 17, einer Vielzahl von Blöcken 61, die an der Spitze des Einführungsrohres 17 aneinander hängend in Längsrichtung angeordnet sind, als Justierelemente zur Einstellung der Länge des Spitzenbereiches, und einem Spitzenbereich 14.
Wie in 10 dargestellt, ist jeder der aneinander hängenden Blöcke 61 mit einer Einführöffnung zur Einführung von inneren Komponenten ausgestattet. Die inneren Komponenten, d.h. der Lichtleiter 33, der Bildleiter 34, das Drehkraftübertragungselement 35, die ersten Drahtelemente 19 und die zweiten Drahtelemente 20 sind mit Spiel in die Einführöffnungen 62 eingesetzt.
Wie in 11 gezeigt, ist der Bildleiter 34 wie bei dem ersten industriellen Endoskop mit einem Teflonrohr 37 beschichtet. Obwohl nicht in 11 dargestellt, ist der Lichtleiter 33 ebenfalls mit einem Teflonrohr in gleicher Weise beschichtet. Zwischen den Einführöffnungen 62 und den inneren Komponenten ist jeweils ein Spiel vorgesehen. Da das Teflonrohr 37 gute Gleiteigenschaften aufweist, gehen die inneren Komponenten keinen engen Kontakt mit den Blöcken 61 ein, wenn diese bewegt werden. Daher ist es möglich, die Blöcke 61 frei zu bewegen, ohne Bedenken im Hinblick auf eine eventuelle Reibung mit den inneren Komponenten.
Jeder Block 61 hat eine Ausnehmung 63 und einen Vorsprung 64, die einen Paßbereich 65 ausbilden. Die Blöcke 61 werden dergestalt miteinander verbunden, daß eine Kopplung im entsprechenden Paßbereich 65 erfolgt. Die Paßbereiche 65 sind trennbar ausgebildet. Der Spitzenbereich 14 ist in die Spitze des Frontblockes 61 lösbar und daran hängend angesetzt.
Die zweiten Drahtelemente 20 definieren den Abstand zwischen dem Einführungsrohr 17 und dem Spitzenbereich 14 dergestalt, daß zwischen ihnen selbst dann eine Lücke ausgebildet ist, wenn alle Blöcke miteinander verbunden sind. Da die jeweiligen Blöcke 61 in Längsrichtung bewegbar sind, ist die Lücke 15 zwischen den Blöcken 61 ebenfalls beweglich. Die Lücke 15 und die frei verlaufenden ersten und zweiten Drahtelemente 19 und 20 stellen den Krümmungsbereich 16 dar. Damit ist auch der Krümmungsbereich 16 beweglich.
Wie in 12 dargestellt, werden aneinandergrenzende Blöcke 61 miteinander durch Einsetzen des Vorsprunges 64 in die Ausnehmung 63 verbunden. Paßöffnungen 66 zum Einführen der ersten und zweiten Drahtelemente 19 und 20 erstrecken sich durch jeden Block 61 in axialer Richtung. Bezüglich des Abstandes zwischen dem Spitzenbereich 14 und der Spitze des Einführungsrohres 17 begrenzen die zweiten Drahtelemente 20 die Lücke 15, so daß diese einen konstanten Wert ausbildet. Die Lücke 15 kann in einer beliebigen Position durch Verschieben eines Teils der Blöcke 61 positioniert werden.
Wie in 13 dargestellt, sind in jedem Block 61 der Lichtleiter 33 und der Bildleiter 34 mit Spiel in die Einführöffnungen 62 eingesetzt, die sich in axialer Richtung durch den Block 61 erstrecken. In ähnlicher Weise ist das Drehkraftübertragungselement 35 mit Spiel in die Einführöffnung 62 eingesetzt, die den Block 61 in axialer Richtung durchdringt.
Die anderen Strukturen entsprechen denen des ersten industriellen Endoskopes.
Im folgenden soll der Betrieb des zweiten industriellen Endoskopes mit obigem Aufbau beschrieben werden.
Wie in 14(a) gezeigt, wird die Lücke 15 in einer ersten Position ausgebildet durch Bewegen eines Teiles der Blöcke 61 entsprechend einem bekannten Abstand zwischen einer Zugangsöffnung und einer Schaufel. Dann wird der Einführungsbereich 11 mit dem Spitzenbereich 14 voran in die Zugangsöffnung eingeführt. Wie beim ersten industriellen Endoskop wird unter Beobachtung eine Krümmungsbetätigung ausgeführt, wie in 14(b) dargestellt, bei der der Schleifstein 18 gegenüber einem zu schleifenden Teil der Schaufel angeordnet und dann die tatsächliche Bearbeitung durchgeführt wird.
Dann, z. B. für den nächsten Vorgang, wird die Lücke 15 in einer zweiten Position durch Bewegen eines Teiles der Blöcke 61 entsprechend einer bekannten Entfernung zwischen einer weiteren Zugangsöffnung und einer Schaufel ausgebildet, wie in 15(a) dargestellt. Danach wird der Krümmungsbereich 16 durch Bewegen der ersten Drahtelemente 19, wie in 15(b) dargestellt, gekrümmt und dann die Bearbeitung durchgeführt.
Mit anderen Worten, der Schleifvorgang wird ausgeführt, nachdem eine Länge L zwischen dem Krümmungsbereich 15 zu der Spitze eingestellt ist durch Bewegung des Krümmungsbereiches 16 (Lücke 15) in Richtung der Spitze, wie in den 14(a)–14(b) und 15(a)–15(b) dargestellt.
Die weitere Bedienung entspricht dem ersten industriellen Endoskop.
Wie oben ausgeführt, kann in dem zweiten industriellen Endoskop der Krümmungsbereich in einer gewünschten Position ausgebildet werden durch einfaches Verschieben eines Teiles der beweglichen Blöcke 61; die Krümmungsposition kann in einfacher Weise festgesetzt werden lediglich durch Verschieben eines Teiles der Blöcke 61.
Damit schafft das zweite industrielle Endoskop folgende Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen des ersten industriellen Endoskopes:

(1) Die Länge des Bereiches auf der Spitzenseite des Krümmungsbereiches 1b kann in einfacher Weise zur Einstellung der Krümmungsposition verändert werden ohne Zufügen von neuen Elementen.
(2) Die Länge des Bereiches auf der Spitzenseite des Krümmungsbereiches 16 kann in einfacher Weise durch eine einfache Bedienung verändert werden.
(3) Der Krümmungsbereich 16 kann kostengünstig hergestellt werden, selbst wenn die Länge des Bereiches auf der Spitzenseite des Krümmungsbereiches 16 variabel sein muß.

Im zweiten industriellen Endoskop sind die Blöcke 61 untereinander dergestalt verbunden, daß der Vorsprung 64 jedes Blockes 61 in die Ausnehmung 63 des angrenzenden Blockes 61 paßt. Es ist eine Abwandlung möglich, in der unter den Blöcken 61 Blöcke 61a auf der Seite des Einführungsrohres 17 und Blöcke 61b auf der Seite des Spitzenbereiches 14 jeweils unterschiedliche axiale Längen h1 und h2 (h1 > h2) aufweisen, und der Krümmungsbereich 16 ab dem Block 61b ausgebildet ist, wo die Länge in axialer Richtung von h1 zu h2 wechselt.
In diesem Fall variieren die axialen Erstreckungen der Ausnehmungen 63 und des Vorsprunges 64 des Paßbereiches des Blockes 61 mit der axialen Erstreckung des Blockes 61. Die Paßlücke des Vorsprunges 64 des Blockes 61b mit der axialen Erstreckung h1 ist kürzer als die des Blockes 61a mit der axialen Erstreckung h2, wodurch der Block 61b in einfacher Weise eingesetzt und wieder entfernt werden kann.
Die Blöcke 61 können entweder mindestens ein Block oder eine Vielzahl von Blöcken sein, die mit dem proximalen Endbereich des Spitzenbereiches 14 oder der Spitze des Einführungsrohres 17 verbunden sind. Weiterhin können die Blöcke 61 mit unterschiedlich langer axialer Erstreckung eine Vielzahl von Blöcken sein, die regelmäßig oder unregelmäßig angeordnet sind.
In dieser Abwandlung des zweiten industriellen Endoskopes erfährt der Spitzenbereich 14 eine Kraft, die ihn in proximaler Richtung zieht, wenn eine Krümmung in derselben Weise wie beim ersten industriellen Endoskop hergestellt wird.
Wie in 17 gezeigt, drückt die Kraft zum Ziehen des Spitzenbereiches 14 die Blöcke 61 in die Lücken in den Paßbereichen, wodurch die Blöcke 61 sich von einer gerade erstreckten Form abweichend anordnen. Da mehrere Blöcke 61 miteinander verbunden sind, addieren sich Abweichungen in einer Mehrzahl von Positionen, wodurch der Bereich auf der Spitzenseite des Krümmungsbereiches 16 verzogen wird. Obwohl eine Verbiegung in beiden Bereichen auftritt, wo die axiale Erstreckung h1 und h2 ist, ist die Verbiegung in dem letztgenannten Bereich größer als in dem zuerst genannten Bereich wegen der kürzeren Paßlänge. Die Summe von beiden Verbiegungswinkeln addiert sich zu einem Winkel θ, der zu dem ursprünglichen Krümmungswinkel hinzugezählt wird.
Da die Verbiegung einen Winkel verursacht, der größer als der ursprüngliche, dem Krümmungsbereich 16 vorgegebene Winkel ist, vergrößert sich der Zugänglichkeitsbereich entsprechend. Da weiterhin der ursprüngliche Krümmungswinkel verkleinert werden kann, reduziert sich die Belastung, die durch die Krümmung auf jede innere in den Krümmungsbereich 16 eingesetzte Komponente ausgeübt wird.
Muß der Bereich auf der Spitzenseite des Krümmungsbereiches kurz sein, um eine Reparatur durch Schleifen im Inneren eines Düsentriebwerkes auszuführen, kann eine Turbinenschaufel nicht in bevorzugter Weise erreicht werden, wenn nicht feine Längenjustierungen möglich sind. Die Verwendung von kürzeren Blöcken 61b auf der Spitzenseite bietet sich daher an, da diese eine feinere Längenjustierung ermöglichen.
Die 18–28 beziehen sich auf ein drittes industrielles Endoskop.
Wie in 18 dargestellt, besteht ein endoskopische Gerät 101 aus folgenden Komponenten. Ein industrielles Endoskop 102 hat z. B. einen länglichen, flexiblen Einführungsbereich 121. Eine Trommeleinrichtung 103 hat einen Trommelbereich 132, der drehbar in einem Gestell 131 gelagert ist und auf den der Einführungsbereich 121 des industriellen Endoskopes (im folgenden als Endoskop bezeichnet) 102 gewickelt ist. Eine Regeleinrichtung 104 ist mit dem proximalen Ende eines verlängerten elektrischen Kabels 141 verbunden, das lösbar an der Trommeleinrichtung 103 angeordnet ist. Die Regeleinrichtung 104 hat eine Betätigungs- und eine Beobachtungseinrichtung.
Der Einführungsbereich 121 des Endoskopes 102 besteht aus den folgenden Komponenten. Der proximale Endbereich eines weichen, flexiblen Rohres 122 ist an dem Trommelbereich 132 befestigt. Ein Krümmungsbereich 123 (später beschrieben) ist angrenzend zu dem spitzenseitigen Bereich des flexiblen Rohres 122 vorgesehen und ist so ausgebildet, daß er in gewünschter Richtung gekrümmt werden kann. Ein harter Spitzenbereich 124 ist angrenzend zu dem spitzenseitigen Bereich des Krümmungsbereiches 123 vorgesehen und enthält eine Festkör perabbildungseinrichtung als optisches Beobachtungssystem, wie z. B. einen ladungsgekoppelten Speicher (im folgenden als CCD abgekürzt). Der harte Spitzenbereich 124 ist so konstruiert, daß mehrere, Arten (zwei in 18) von Spitzenadaptern 105a und 105b zur Einstellung des Blickwinkels oder der Blickrichtung daran lösbar montiert werden können. Diese Spitzenadapter 105a und 105b haben unterschiedliche Längen, das bedeutet unterschiedliche Hartbereichlängen.
Wie in 19 dargestellt, sind die folgenden Komponenten im Inneren des Trommelbereiches 132 vorgesehen. Eine Kamerasteuerungeinheit (im folgenden als CCU abgekürzt) 133 weist einen Bildverarbeitungsschaltkreis zur Erzeugung eines TV-Signals auf, ausgehend von einem von der CCD-Kamera empfangenen Bild, einen Zeitschaltkreis zur Erzeugung von Zeitsignalen zur Steuerung der CCD und andere Schaltkreise. Ein Schaltabschnitt 134 bildet die Krümmungseinrichtung aus. Ein Steuerungsschaltkreis 136 steuert den Krümmungszustand des Krümmungsbereiches 123, ausgehend von einem Instruktionssignal, das von der Regeleinrichtung 104 ausgegeben wird. Eine Batterie 136 dient als Stromversorgungsbereich für die CCD, den Schaltabschnitt 134 und den Steuerungsschaltkreis 135. Die CCU 133, der Schaltabschnitt 134, der Steuerungsschaltkreis 135 und die Batterie 136 sind so angeordnet, daß sie Gegengewichte darstellen zur Optimierung des Gewichtsausgleiches im Trommelbereich 132 im Hinblick auf dessen Drehgleichgewicht.
Der Spitzenbereich des elektrischen Kabels 141 der Regeleinrichtung 104 ist mit einem Verbindungsstück 142 versehen, das lösbar an einem Verbindungsbereich (später beschrieben) im Rotationszentrum des Trommelbereiches 132 vorgesehen ist. Die Regeleinrichtung 104 ist mit einem LCD-Monitor 143 ausgestattet, um eine endoskopische Abbildung wiederzugeben, die mittels der CCD-Kamera aufgenommen wird, und weist weiterhin einen Joystick 144 auf, der zur Krümmung des Krümmungsbereiches 123 in eine gewünschte Richtung betätigt wird.
Das Endoskop 102 soll zunächst beschrieben werden.
Wie in 20 dargestellt, ist z. B. der Spitzenadapter 105a mit der Stirnseite des harten Spitzenbereiches 124 verbunden und weist eine Beobachtungslinsenabdeckung 151 auf, die ein Beobachtungsfenster ausbildet, sowie Beleuchtungslinsenabdeckungen 152, die zwei Beleuchtungsfenster bilden. Ein flexibles Rohrfrontmundstück 106 ist zwischen dem flexiblen Rohr 122 und dem Krümmungsbereich 123 vorgesehen. Zwei Metallkontakte 106a sind auf der äußeren Umfangsfläche des flexiblen Rohrfrontmundstückes 106 vorgesehen.
Der spitzenseitige Aufbau des Einführungsbereiches 121 soll unten unter Bezug auf 21 beschrieben werden.
Das flexible Rohr 122 weist einen Dreilagenaufbau auf mit von außen gesehen einer imprägnierten Kunstharzschicht 122a, einer Metallgitterschicht 122b und einem Metallspiralrohr 122c (und ist damit flexibel).
Das generell röhrenförmige flexible Rohrfrontmundstück 106 ist an der Spitzenseite des flexiblen Rohres 122 vorgesehen. Die Metallkontakte 106a auf dem flexiblen Rohrfrontmundstück 106 sind ein kathodischer Metallkontakt 106n und ein anodischer Metallkontakt 106p. Die Metallkontakte 106n und 106p sind mit den Enden der elektrischen Kabel 106b entsprechend den Eigenschaften jeweils der Metallkontakte 106n und 106p verbunden. Die Metallkontakte 106n und 106p sind auf dem flexiblen Rohrfrontmundstück 106 durch nicht leitende Kragen 106c gehalten. Eine nicht leitende Schraubenfeder 106d ist auf der äußeren Umfangsfläche des flexiblen Rohrfrontmundstückes 106 vorgesehen, um die Metallkontakte 106n und 106p zu schützen.
Ein Endbereich einer Harzabdeckung, bestehend aus synthetischem Kautschuk, d.h. ein elastisches Element, das den Krümmungsbereich 123 ausbildet, bedeckt den Spitzenbereich des flexiblen Rohrfrontmundstückes 106, und der andere Endbereich der Harzabdeckung 125 überdeckt den proximalen Endbereich des harten Spitzenbereichs 124. Die Harzabdeckung 125 ist an dem flexiblen Rohrfrontmundstück 106 und dem harten Spitzenbereich 124 einstückig mittels (nicht dargestellten) gewindeförmig umlaufenden unlösbaren Verbindungsbereichen auf beiden Endbereichen der Harzabdeckung 125 verbunden. Damit überbrückt die Harzabdeckung 125 das flexible Rohrfrontmundstück 106 und den harten Spitzenbereich 124 mit einem gegebenen Abstand zwischen beiden. Anstelle der Harzabdeckung 125 kann auch ein rohrförmiges elastisches Element aus einem Material, das gleichzeitig hochflexibel ist und eine hohe Neigung besitzt, sich in gerader Richtung zu erstrecken, wie z. B. eine superelastische Legierung (Ni-Ti-Legierung), verwendet werden.
Die einen Endbereiche von Betätigungsdrähten 126, die als Drahtelemente zusammen mit der Harzabdeckung 125 den Krümmungsbereich 123 ausbilden, sind mit dem harten Spitzenbereich 124 verbunden. Die Betätigungsdrähte 126 sind Drahtelemente aus Ni-Ti-Typ-Legierungen, die superelastische Eigenschaften aufweisen und generell als superelastische Legierung bezeichnet werden. Die Betätigungsdrähte 126 erstrecken sich durch das flexible Rohrfrontmundstück 106 und das flexible Rohr 122, und die anderen Endbereiche der Betätigungsdrähte 126 sind mit dem Schaltabschnitt 134 verbunden, der als Krümmungseinrichtung zur Bewegung des Betätigungsdrahtes 126 in Längsrichtung (bezogen auf den Einführungsbereich 121) dient. Der Schaltabschnitt 134 ist in dem Trommelbereich 132 vorgesehen. In dem dritten industriellen Endoskop werden drei Betätigungsdrähte 126 eingesetzt, wie später unter Bezug auf 23 beschrieben werden soll.
Um die Krümmungsrichtung zu ermitteln, ist jeder der Betätigungsdrähte in dem Krümmungsbereich 123 mit einem Sensor 126a, wie z. B. einem Längungsmesser, versehen. Krümmungszustandssignale, die von den jeweiligen Sensoren 126a stammen, werden über Signalübertragungsleitungen 126b, die sich von den jeweiligen Sensoren 126a erstrecken, übertragen und dem Steuerschaltkreis 135 in dem Trommelbereich 132 zugeführt.
Der harte Spitzenbereich 124 ist mit einer CCD-Kamera 127 ausgerüstet, die ein optisches Beobachtungssystem bildet und mit Kontaktelektroden 128 als zweite elektrische Kontakte, die als kathodischer und anodischer Kontakt zur Leitung von Beleuchtungsstrom für z. B. eine LED-Einrichtung (im folgenden als LED bezeichnet) als lichtemittierendes Element dienen, wobei der LED ein optisches Beleuchtungssystem darstellt (später beschrieben).
Der CCD 127 hat einen Stellschaltkreis 127a für dessen Einstellung, einen Vorverstärker 127b zur Verstärkung eines elektrischen Signals erzeugt durch photoelektrische Konversion eines Bildes auf der Abbildungsoberfläche der CCD-Kamera 127 und andere Schaltkreise. Ein Signalkabel 129 zum Austausch von Signalen erstreckt sich von dem Stellschaltkreis 127a und dem Vorverstärker 127b zu dem Trommelbereich 132 durch das flexible Rohrfrontmundstück 106 und das flexible Rohr 122. Das proximale Ende des Signalkabels 129 ist mit der CCU 133 verbunden, die in dem Trommelbereich 132 vorgesehen ist.
Auf der anderen Seite sind die einen Enden der elektrischen Drähte 128a entsprechend der Eigenschaften der oben erwähnten Kontaktelektroden 128 mit diesen Elektroden jeweils verbunden. Die elektrischen Drähte 128a verlaufen durch den Einführungsbereich 121, und ihre anderen Enden der elektrischen Drähte 128a sind mit der Batterie 136 verbunden, die in dem Trommelbereich 132 vorgesehen ist.
Der Spitzenbereich des harten Spitzenbereichs 124 ist mit dem Spitzenadapter 105a ausgestattet, der eine Beobachtungslinsenabdeckung 151 und eine Objektivlinse 153 aufweist, die das optische Beobachtungssystem ausbilden, sowie mit einem LED 154, der das Beleuchtungslicht emittiert. Der Spitzenadapter 105a ist verbunden und befestigt an der Spitze des Einführungsbereiches 121 mittels eines Drehringes 150, dessen innere Umfangsfläche mit einem Gewinde ausgestattet ist, das in Eingriff gelangt mit einem Gewindebereich (nicht dargestellt) auf der äußeren Umfangsoberfläche des harten Spitzenbereiches 124. Der Drehring 150 ist mit einem wasserabweisenden Element (nicht dargestellt) ausgerüstet, um das Eindringen von Staub, Wasser od. dgl. in das Innere des Endoskopes 102 durch den Verbindungsbereich zwischen dem Spitzenadapter 105a und dem harten Spitzenbereich 124 zu verhindern.
Der LED 154, der in dem Spitzenadapter 105a vorgesehen ist, hat einen Kathodenpol 154n und einen Anodenpol 154p, die gegenüber von Kontaktelektroden 128 in dem harten Spitzenbereich 124 angeordnet sind. Die optische Achse des LED 154 stimmt mit der Blickrichtung des optischen Beobachtungssystems überein.
Der Spitzenadapter 105a ist mit einem Leitungshalter 107 aus isolierendem Material ausgestattet. Der Leitungshalter 107 weist Paßbohrungen 173 auf, in die leitende, spiralförmige Druckfedern 171 und Metallkugeln 172 zur elektrischen Leitung zwischen den Kontaktelektroden 128 und den kathodischen und anodischen Polen 154n und 154p des LED 154 eingesetzt sind.
Wie in 22(a) dargestellt, kontaktieren die kathodischen und anodischen Pole 154n und 154p die jeweiligen Stirnseiten der Druckfedern 171, wenn in die Paßbohrungen 173 die Metallkugeln 172 und die Druckfedern 171 eingesetzt sind.
Damit werden erste elektrische Kontakte ausgebildet. In einem Zustand, in dem der Spitzenadapter 105a nicht an dem harten Spitzenbereich 124 befestigt ist, veranlaßt die Kraft der Druckfedern 171 die Kugeln 172 (an dem proximalen Ende), über die proximale Stirnseite um einen Betrag a überzustehen.
Auf der anderen Seite, wie in 22(b) dargestellt, werden die Metallkugeln 17 in einem Zustand, in dem der Spitzenadapter 105a an dem harten Spitzenbereich 124 befestigt ist, durch die Druckfeder 171 in Kontakt mit den Stirnseiten der jeweiligen Kontaktelektroden 128 gebracht. Als Resultat wird der LED 154 eingeschaltet und wird durch die Batterie 136 mit Beleuchtungsstrom via die elektrischen Drähte 128a, die Kontaktelektroden 128, die Metallkugeln 172, die Druckfedern 171 und die kathodischen und anodischen Pole 154n und 154p versorgt. Da die Druckkraft der Druckfedern 171 die Metallkugeln 172 immer gegen die jeweiligen Stirnflächen der Kontaktelektroden 128 gepreßt hält, läßt sich eine zuverlässige Leitung erzielen unabhängig von der Bedienung des Endoskopes 102.
Wie in 23 dargestellt, sind die drei Betätigungsdrähte 126, die Teil des Krümmungsbereiches 123 sind, im Querschnitt gesehen auf den Spitzen eines gleichschenkligen Dreieckes angeordnet und an dem harten Spitzenbereich 124, um ausreichenden inneren Spielraum zu gewährleisten, in Positionen nahe zu seiner äußeren Umfangsfläche dergestalt befestigt, daß sie nicht die Kontaktelektroden 128 zur Weiterleitung von Strom zu dem LED 154 berühren.
Die drei Betätigungsdrähte 126, die an dem harten Spitzenbereich 124 befestigt sind und bis zu dem Trommelbereich 132 laufen, sind dergestalt angeordnet, daß mindestens eine von mehreren Ebenen durch ein beliebiges Paar der drei Betätigungsdrähte 126 nicht die Zentralachse des Einführungsbereiches 121 (Krümmungsbereich) einschließt.
Wenn mindestens einer der drei Betätigungsdrähte 126 von dem Schaltabschnitt 134 bewegt wird, setzt daher der verbleibende Betätigungsdraht (Drähte) 126, der nicht von dem Schaltabschnitt 134 bewegt wird, dem sich bewegenden Betätigungsdraht Widerstand entgegen und wird in Richtung auf dem sich bewegenden Betätigungsdraht 126 gekrümmt.
Im folgenden soll die Trommeleinrichtung 103 beschrieben werden.
Wie in 24 gezeigt, ist der proximale Endbereich des flexiblen Rohres 122, der Teil des Einführungsbereiches 121 ist, an einem Verbindungselement 132b angeordnet, das auf einer Wickeloberfläche 132a des Trommelbereiches 132 vorgesehen ist. Jeder Betätigungsdraht 126 verläuft durch den Krümmungsbereich 123, das flexible Rohrfrontmundstück 106 und das flexible Rohr 122 und erreicht dann das Innere des Trommelbereiches 132. Ein Endbereich jedes Betätigungsdrahtes 126 ist an einer Zahnstange 134b eines Zahnstangenritzelbereiches 134a befestigt, der den Stellabschnitt 134 bildet. Die Zahnstange 134b wird vorgeschoben oder zurückgezogen in Abhängigkeit von der Drehung eines Ritzels 134c, das mittels eines Motors 137 gedreht wird. Der Motor 137 ist im Inneren des Trommelbereiches 132 befestigt.
Wie in 25 gezeigt, sind drei Zahnstangenritzelbereiche 134a im Stellantriebabschnitt 134 vorgesehen entsprechend den drei jeweiligen Betätigungsdrähten 126, die in den Einführungsbereich 121 eingesetzt sind. Der Endbereich jedes Betätigungsdrahtes 126 ist mit der Zahnstange 134b jedes Zahnstangenritzelbereiches 134a verbunden.
Die Betätigungsdrähte 126 werden unabhängig voneinander vorgeschoben oder zurückgezogen in Abhängigkeit von der Betätigung der jeweiligen Zahnstangen ritzelbereiche 134a. Läßt man die jeweiligen Zahnstangenritzelbereiche 134a vorlaufen oder zurücklaufen durch entsprechende Ansteuerung, so werden die Betätigungsdrähte 126, die an den jeweiligen Zahnstangen 134b befestigt sind, entsprechend vorgeschoben oder zurückgezogen, wodurch der Krümmungsbereich 123 in einer gewünschten Richtung gekrümmt wird.
Eine alternative Ausgestaltung ist möglich, in der der Krümmungsbereich 123 durch Vorschieben mindestens eines der Betätigungsdrähte 126 aus der Ausgangsposition, in der die Krümmung aufgehoben ist, zu einer Krümmungsbereichposition vorgeschoben wird und in der die so erzeugte Krümmung durch Zurückziehen des Betätigungsdrahtes 126 in die Ausgangsposition wieder aufgehoben wird.
Wie in 24 gezeigt, sind die Endbereiche der Signalübertragungsleitungen 126b und das Signalkabel 129, das durch den Einführungsbereich 121 geht und das Innere des Trommelbereiches 132 erreicht, mit dem in dem Trommelbereich 132 vorgesehenen Steuerungsschaltkreis 135 und der CCU 133 jeweils verbunden.
Bezüglich der jeweiligen spezifischen Art und Weise, wie der Einführungsbereich 121 des Endoskopes 102 in dem Trommelbereich 132 befestigt ist, wird Bezug genommen auf 26. Wie in 26 dargestellt, kann das Verbindungselement 132b, an dem der proximale Endbereich des flexiblen Rohres 122 (Einführungsbereich 121) befestigt ist, seinerseits lösbar auf der Wickeloberfläche 132a des Trommelbereiches 132 mittels Klemmung befestigt sein.
Das Verbindungselement 132b ist mit einem Verbinder 132c ausgestattet, der elektrisch leitend verbunden ist mit der CCU 133 und dem Steuerschaltkreis 135 (sowie der Batterie 136), die in dem Trommelbereich 132 vorgesehen sind. Durch Verbindung des Steckers 132c des Verbindungselementes 132b mit einem entsprechenden Stecker in dem Trommelbereich 132 werden die Signalübertragungsleitungen 126b und das Signalkabel 129, die in den Einführungsbereich 121 eingesetzt sind, mit dem Steuerschaltkreis 135 und der CCU 133 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Einführungsbereich 121 und dem Trommelbereich 132 wird vervollständigt durch, Befestigung des Verbindungselementes 132b an der Wickeloberfläche 132a mit Schrauben, nachdem der Stecker 132c mit dem entsprechenden Stecker verbunden worden ist.
Um eine Drehgeschwindigkeit zu erhalten, die geringer ist als die Drehgeschwindigkeit des Motors 137, kann ein Getriebemechanismus mit reduzierter Übersetzung zwischen dem Drehschaft 137a des Motors 137 und dem Ritzel 134c vorgesehen werden.
Im folgenden soll die Verbindung zwischen der Regeleinrichtung 104 und dem Steuerschaltkreis 135 und der CCU 133 beschrieben werden.
Wie in 24 gezeigt, erstreckt sich eine Steckeraufnahme 131a mit einem Lagerbereich 131b von einer seitlichen Fläche des Gestells 131 der Trommeleinrichtung 103. Ein Schaftbereich 138, der sich von einem seitlichen Zentralbereich des Trommelbereichs 132 erstreckt und mehrere Kontaktbereiche auf der Bodenfläche eines Steckerverbindungsbereiches 139 aufweist, ist so an der Lagerfläche 131b der Steckeraufnahme 131a befestigt, daß er drehbar im Verhältnis zum Gestell 131 ist.
Die Bodenfläche des Steckerverbindungsbereiches 139 des Schaftbereiches 138, der sich von dem Trommelbereich 132 erstreckt, ist mit einer Videosignalkontaktelektrode 139a ausgerüstet, an die eine sich von der CCU 133 erstreckende Videosignalleitung 133a angeschlossen ist, und mit einer Erdungsklemme (oder GND), mit der eine Erdleitung 133b verbunden ist, sowie mit Kommunikationsphotodioden 139c und Kommunikations-LEDs 139d, die mit sich von dem Steuerschaltkreis 135 erstreckenden Schwachstromkabeln 135f zur bidirektionalen Kommunikation verbunden sind.
Die Videosignalkontaktelektrode 139a, an die die Videosignalleitung 133a angeschlossen ist, ist in einem nicht leitenden ersten Halter 175 vorgesehen, der auf der zentralen Drehachse des Trommelbereiches 132 angeordnet ist. Auf der anderen Seite ist die GND-Erde 139b, mit der die Erdleitung 133b verbunden ist, in einem nicht leitenden zweiten Halter 176 aufgenommen, der in einer beabstandeten Position zu der Videokontaktelektrode 139a und dicht zu der äußeren Umfangsoberfläche des Steckerverbindungsbereiches 139 positioniert ist. Die GND-Erde 139b wird immer in seitlicher Richtung und nach außen durch eine Druckfeder 171 gedrückt, die in dem zweiten Halter 176 vorgesehen ist. Streuscheiben 139e sind vor den Kommunikationsphotodioden 139c und den Kommunikations-LEDs 139d angeordnet.
Auf der anderen Seite ist die Stirnseite des Steckers 142, der in die Steckeraufnahme 131a eingesetzt und mit dem Steckerverbindungsbereich 139 verbunden ist, mit einem Videosignalverbindungspol 142a, einer GND-Kontaktelektrode 142b, Kommunikation-LEDs 142c und Kommunikationsphotodioden 142d, die jeweils gegenüber zu jeweils der Videosignalkontaktelektrode 139a, dem GND-Pol 139b und den Streuscheiben 139c ausgerichtet sind, die vor den Kommunikationsphotodioden 139c und den Kommunikation-LEDs 139d angeordnet sind.
Der Videosignalverbindungspol 142a ist in einem nicht leitenden dritten Halter 176a aufgenommen, der versiegelt ist und mit einem Füller od. dgl. im Zentrum des Steckers 142 befestigt ist. Der Videosignalverbindungspol 142a wird ständig nach seitlich und außen durch eine Druckfeder 171a gedrückt, die in dem dritten Halter 176a vorgesehen ist. Die Kommunikations-LEDs 142c und Kommunikationsphotodioden 142d sind versiegelt und mit einem Füller od. dgl. fixiert dergestalt, daß sie jeweils gegenüber zu den Kommunikationsphotodioden 139c und den Kommunikation-LEDs 139d ausgerichtet sind, die in dem Steckerverbindungsbereich 139 vorgesehen sind. Weiterhin ist die GND-Kontaktelektrode 142b in Form eines Ringes auf der Stirnseite des Steckers 142 ausgebildet dergestalt, daß eine verläßliche Leitungsverbindung mit dem GND-Pol 139b gewährleistet ist, der nahe der äußeren Umfangsfläche des Steckerverbindungsbereiches 139 angeordnet ist.
In dem oben beschriebenen Aufbau wird Licht, das von den Kommunikation-LEDs 142c aufgrund eines Krümmungsinstruktionssignals nach Betätigung des auf der Regeleinrichtung 104 vorgesehenen Joysticks 144 erzeugt wird, durch die Streuscheiben 139e des Steckerverbindungsbereiches 139 gestreut, erreicht die Photodioden 139c und wird schließlich via das Kommunikationskabel 135f zu dem Steuerschaltkreis 135 geleitet. Selbst wenn der Stecker 142 mit dem Steckerverbindungsbereich 139 in beliebigen relativen Umfangspositionen verbunden ist, wird emittiertes Licht als Krümmungsinstruktionssignal zu dem Steuerschaltkreis 135 auf zuverlässige Weise weitergeleitet infolge des Einsatzes mehrerer Kommunikation-LEDs 142c und dem Streueffekt der Streuscheiben 139e.
Da der Videosignalverbindungspol 142a zum Kontaktieren der Videosignalkontaktelektrode 139a, an die die sich von der CCU 133 erstreckende Videosignalleitung 133a angeschlossen ist, und der GND-Pol 139b zum Kontaktieren der GND-Kontaktelektrode 142b in dem Stecker 142 ständig aufgrund der Druckkraft der Druckfedern 171a und 171 dergestalt vorgeschoben werden, daß sie die Kontaktelektroden 139a und 142b jeweils kontaktieren, kann der Signalaustausch auf solche Weise erfolgen, daß eine zuverlässige Verbindung zwischen den Polen 139b und 142a und den Elektroden 139a und 142b gewährleistet ist.
Ein O-Ring 131c ist auf der inneren Umfangsfläche der Steckeraufnahme 131a auf deren Frontseite vorgesehen, um das Eindringen von Staub, Wasser od. dgl. in das Innere und ein Herausfallen des Steckers 142 aus der Steckeraufnahme 131a zu verhindern.
Der Betrieb des oben beschriebenen endoskopischen Gerätes 101 soll im folgenden unter Bezug auf das Blockdiagramm in 27 beschrieben werden.
Der harte Spitzenbereich 124 des Endoskopes 102 ist mit dem LED 154 versehen zur Ausleuchtung des zu beobachtenden Teiles, mit der CCD-Kamera 127 zur Abbildung des zu beobachtenden Teiles, der durch den LED 154 beleuchtet wird, mit dem Stellschaltkreis 127a zur Steuerung der CCD 127 und mit dem Vorverstärker 127b zur Verstärkung eines elektrischen Signals, das durch photoelektrische Konversion eines Bildes auf der Abbildungsoberfläche der CCD 127 erzeugt wird. Die Sensoren 126a zur Ermittlung des Krümmungszustandes der jeweiligen Betätigungsdrähte 126 sind in mittleren Positionen, in dem Krümmungsbereich 123, an den Betätigungsdrähten 126 vorgesehen, deren Enden an dem harten Spitzenbereich 124 befestigt sind und die sich bis zu dem Stellantriebabschnitt 134 erstrecken.
Der Trommelbereich 132 der Trommeleinrichtung 103 schließt die CCU 133 ein dem Bildverarbeitungsschaltkreis zur Erzeugung eines Videosignals aus einem elektrischen Signal von der CCD 127 und anderen Schaltkreisen, den Stellantriebabschnitt 134 zum Vorschieben oder Zurückziehen der Betätigungsdrähte 126, den Steuerschaltkreis 135 zur Steuerung, z. B. eines Krümmungszustands des Krümmungsbereiches 123 und die Batterie 136 als Stromversorgungsquelle.
Der LED 154 ist eingeschaltet und wird mit Strom von der Batterie 136 versorgt, wenn das flexible Rohr 122, das den Einführungsbereich 121 ausbildet, mit dem Trommelbereich 132 verbunden und daran fixiert ist.
Die Regeleinrichtung 104 weist den Joystick 144 als Betätigungsschalter, eine CPU 145 zur Umwandlung einer Bewegung des Joystickes 144 in ein Krümmungsinstruktionssignal, einen Kommunikationsschaltkreis 146 zur Weiterleitung der so erzeugten Krümmungsinstruktionssignale zu dem Steuerschaltkreis 135, einen TV-Signalempfangsschaltkreis 147 als Empfangsbereich für ein TV-Signal, das von der CCU 133 weitergeleitet wird, den LCD-Monitor 143 als TV-Monitor und einen Superimposer 148 auf, der den LCD-Monitor 143 zur Wiedergabe von Bild- und Textinformation veranlaßt.
Der CCD-Stellschaltkreis 127a, der in dem harten Spitzenbereich 124 vorgesehen ist, wird mit Stellsignalen bedient, die von einem Zeitsignalerzeugungsschaltkreis 161 erzeugt werden, der in der CCU 133 vorgesehen ist.
Ein elektrisches Signal, das nach Verstärkung durch den Vorverstärker 127b aus einem Signal erhalten wird, das, basierend auf einem Bild auf der Abbildungsoberfläche der CCD 127 erzeugt wird, wird zu einem Bildverarbeitungsschaltkreis der CCU 133 weitergeleitet. In dem Bildverarbeitungsschaltkreis wird das empfangene elektrische Signal einer bekannten Verarbeitung in einem Clampingschaltkreis 162 und einem Samplerschaltkreis 163 unterworfen, mittels eines Verstärkers (nicht dargestellt) verstärkt und dann A/D-konvertiert mittels eines A/D-Konvertierungsschaltkreises 164. Die Bilddaten aus der A/D-Konvertierung werden in einen Speicher 165 eingegeben. Auf Basis der Bilddaten erzeugt ein DSP (digitaler Signalprozessor) 167 ein Videosignal mit vorgegebenem Format entsprechend einem auf DSP ROM 166 gespeicherten Programm. Nach Durchlaufen durch einen ersten Rahmenspeicher 168a oder einen zweiten Rahmenspei cher 168b wird das Videosignal D/A-konvertiert mittels eines D/A-Konvertierungsschaltkreises 169 und dann in eine Kodiereinrichtung 170 eingespeist, die ein an das externe Gerät geleitetes TV-Signal erzeugt. Das TV-Signal wird zu dem TV-Signalempfangsschaltkreis 147 der Regeleinrichtung 104 über einen TV-Signaltransmissionsschaltkreis 170a weitergeleitet.
Zusammengefaßt wird ein Bild, das von der CCD 127 aufgenommen wird, in ein elektrisches Signal konvertiert, dieses durch den Vorverstärker 127b verstärkt und dann zu der CCU 133 weitergeleitet. Auf Basis des empfangenen elektrischen Signals produziert die CCU 133 ein TV-Signal, das an den TV-Signalempfangsschaltkreis 147 der Regeleinrichtung 104 über den TV-Signaltransmissionsschaltkreis 170a weitergeleitet wird. Das TV-Signal wird dann mittels des Superimposers 148 auf dem LCD-Monitor 143 wiedergegeben.
Wenn eine Krümmungsbetätigung an dem Krümmungsbereich 123 mittels Betätigung des Joysticks 144 der Regeleinrichtung 104 vorgenommen wird, so wird ein Krümmungsinstruktionssignal, das der Bewegung des Joysticks 144 entspricht, von dem Joystick 144 zu einer Steuer-CPU 135b via CPU 145, den Kommunikationsschaltkreis 146 und einen Kommunikationsschaltkreis 135a des Steuerschaltkreises 135 in dem Trommelbereich 132 geleitet.
Nach Empfang des Krümmungsinstruktionssignales steuert die Steuer-CPU 135b über einen Krümmungssteuerschaltkreis 135c, einen Krümmungsstellschaltkreis 135d dergestalt, daß der Krümmungsstellschaltkreis 135d ein Stellsignal an einen angeschlossenen Motor 137 der Stellantriebseinrichtung 134 weiterleitet, um den Motor 137 zu starten. Als Resultat wird das Ritzel 134c um einen spezifischen Betrag in eine spezifische Richtung rotiert und die Zahnstange 134 entsprechend und mit ihr der betreffende Betätigungsdraht 126 in die spezifische Richtung bewegt.
Im Ergebnis widersteht der verbleibende, d.h. nicht bewegte Manipulationsdraht (Drähte) 126 dem sich bewegenden Betätigungsdraht 126, um einen Zustand herzustellen, in dem der harte Spitzenbereich 124 in Richtung des flexiblen Rohrfrontmundstückes 106 gezogen wird. Auf diese Weise werden die Betätigungsdrähte 126 gebogen, und der Krümmungsbereich 123 wird in eine der durch Pfeile in 28 angegebenen Richtungen gekrümmt.
Wenn der Krümmungsbereich 123 sich zu krümmen beginnt, wie in 28 dargestellt, werden entsprechende Belastungen durch die Sensoren 126a ermittelt, die an den jeweiligen Betätigungsdrähten 126 vorgesehen sind, und Krümmungszustandsermittlungssignale, die den jeweiligen Belastungsbeträgen entsprechen, werden an einen Sensorsignalempfangsschaltkreis 135e des Steuerschaltkreises 135 weitergeleitet. Die empfangenden Krümmungszustandsermittlungssignale werden der Steuer-CPU 135b über den Krümmungssteuerschaltkreis 135c zugeleitet. Nachdem die Krümmungszustandsermittlungssignale mit dem vom Joystick 144 vorgegebenen Krümmungsinstruktionssignal verglichen worden sind, erzeugt, der Krümmungsstellschaltkreis 135d wiederum ein Stellsignal für den Stellantriebsabschnitt 134, der die jeweiligen Betätigungsdrähte 126 dergestalt vorschiebt oder zurückzieht, daß der Krümmungsbereich 123 in die Richtung entsprechend der mit dem Joystick 144 vorgegebenen Instruktion gekrümmt wird.
Wie oben beschrieben, wo die distalen Endbereiche der drei Betätigungsdrähte 126, die jeweils aus einer superelastischen Legierung bestehen, an dem harten Endbereich 124 befestigt sind, der an der Spitze des Einführungsbereiches 121 angeordnet ist, sind die drei Betätigungsdrähte 126 so angeordnet, daß mindestens eine der Ebenen, die durch willkürlich ausgesuchte zwei der drei Betätigungsdrähte 126 verläuft, nicht die zentrale Achse des harten Spitzenbereiches 124 und des Krümmungsbereiches 123, der den Einführungsbereich 121 darstellt, einschließt, und der Krümmungsmechanismus ist aufgebaut durch Verbindung der proximalen Enden der jeweiligen Betätigungsdrähte 126 mit den Zahnstangen-Ritzelbereichen 134a, die die jeweiligen Betätigungsdrähte 126 vorschieben oder zurückziehen. Daher kann durch genaues Justieren der Bewegungen der entsprechenden Betätigungsdrähte 126 in bezug auf die zugehörigen Zahnstangen-Ritzelbereiche 134a der Krümmungsbereich 123 in eine gewünschte Richtung gekrümmt werden.
Die Sensoren 126a zur Detektion des Krümmungszustands der drei Betätigungsdrähte 126 sind darauf in mittleren Positionen, im Krümmungsbereich 123 der jeweiligen Betätigungsdrähte 126 angeordnet und jeweils von den Sensoren 126a erzeugte Krümmungszustandsdetektionssignale werden zu dem Krümmungssteuerschaltkreis 135c des Steuerschaltkreises 135 weitergeleitet. Die Krümmungszustandsdetektionssignale werden mit dem von dem Joystick 144 vorgegebenen Krümmungsinstruktionssignal verglichen. Auf Basis der Vergleichsergebnisse wird ein erneutes Stellsignal zur Steuerung des Krümmungszustandes des Krümmungsbereiches 123 von dem Krümmungsstellschaltkreis 135d zu dem Stellantriebsabschnitt 134 geleitet, um den jeweiligen Betätigungsdraht 126 vorzuschieben oder zurückzuziehen. Damit läßt sich der Krümmungsbereich 123 in zuverlässiger Weise in jeweils die Richtung krümmen entsprechend der mittels des Joysticks 144 vorgegebenen Instruktionen.
Weiterhin steht im Hinblick auf die Tatsache, daß der Krümmungsbereich 123 und der Krümmungsmechanismus durch Einsatz der drei Betätigungsddrähte 126 gebildet werden, mehr Raum im Krümmungabschnitt 123 zur Verfügung als im konventionellen Krümmungsbereich, der aus einer Mehrzahl von Krümmungsblöcken und einem Betätigungsdraht besteht, der zur Krümmung des Krümmungsrohres dient, das durch die mehreren Krümmungsblöcke gebildet ist. Da ausreichend Raum zur Einfügung weiterer innerer Komponenten neben dem Krümmungsmechanismus zur Verfügung steht, ist es nicht mehr erforderlich, die Durchmesser der jeweiligen inneren Komponenten zu reduzieren, und es ist darüber hinaus sogar möglich, den Durchmesser des endoskopischen Einführungsbereiches zu verkleinern.
Der LED 154 ist in dem Spitzenadapter (105a) vorgesehen, und Beleuchtungslicht wird von dem LED 154 emittiert, der mit Strom von der Batterie 136 des Trommelbereiches 132 versorgt wird, wenn das flexible Rohr, das den proximalen Bereich des Einführungsbereiches 121 darstellt, mit dem Trommelbereich 132 verbunden ist. Auf diese Weise kann der zu inspizierende Teil ständig mit der notwendigen Menge an Licht beleuchtet werden. Auf diese Weise lassen sich Probleme mit optischen Verlusten vermeiden, die bei den üblicherweise als Beleuchtungseinrichtung eingesetzten lang erstreckten Lichtleitfasern auftreten, und man eliminiert die Verringerung oder nicht ausreichende Lichtmenge, die aufgrund eines optischen Verlustes an der Verbindungsfläche mit dem Spitzenadapter auftritt. Weiterhin ist es nicht mehr erforderlich, den Faserdurchmesser zu erhöhen oder kostenintensive Fasern mit hoher Transmissionsleistung zu verwenden, um in effizienter Weise Beleuchtungslicht von einer entfernten Lichtquelle zu einem zu beobachtenden Teil zu transportieren. Auf diese Weise erzielt man eine Verringerung des Querschnittes des Endoskopes und gleichzeitig einen kostengünstigen Aufbau.
Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Videosignalkontaktelektrode 139a, mit der die von der CCU 133 kommende Videosignalleitung 133a verbunden ist, und der Videosignalverbindungspol 142a, der in dem Stecker 142 vorgesehen ist, auf der zentralen Rotationsachse des Trommelbereiches 132 angeordnet sind, läßt sich eine Unterbrechung der Leitung zwischen der Videosignalkontaktelektrode 139a und dem Videosignalverbindungspol 142a infolge der Rotation des Trommelbereiches 132 auf zuverlässige Weise ausschließen.
Weiterhin werden die Metallkugeln 172, die in dem Spitzenadapter (105a) vorgesehen sind, ständig durch die Schubkraft der Kompressionsfedern 171 gegen die Stirnflächen der Kontaktelektroden 128 gedrückt, und der Videosignalverbindungspol 142a und der Massepol 139b sind ihrerseits jeweils gegen die Videosignalkontaktelektrode 139a und die Massekontaktelektrode 142b durch die Schubkraft jeweils der Kompressionsfedern 171a und 171 gehalten. Auf diese Weise läßt sich eine zuverlässige Leitung zwischen den Metallkugeln 172 und den Kontaktelektroden 128, zwischen dem Videosignalverbindungspol 142a und der Videosignalkontaktelektrode 139a und zwischen dem Massepol 139b und der Massekontaktelektrode 142b herstellen.
Obwohl im dritten industriellen Endoskop die LED 154 als Beleuchtungseinrichtung eingesetzt wird, läßt sich ein ähnlicher Aufbau auch erzielen, wenn der LED 154 durch eine Lampe ersetzt wird. Weiterhin kann wie im ersten industriellen Endoskp eine Schleifeinrichtung mit dem Schleifstein 18, dem Drehkraftübertragungselement 35 u. dgl. in dem Einführungsbereich 121 vorgesehen sein.
Die 29–32 beziehen sich auf ein viertes industrielles Endoskop.
Der Aufbau eines Endoskopes 102 soll zunächst beschrieben werden.
Wie in 29 gezeigt, sind in dem vierten industriellen Endoskop vier Betätigungsdrähte 126 eingesetzt, d.h. die Anzahl der Betätigungsdrähte 126 ist um eins erhöht im Vergleich zum dritten industriellen Endoskop. Die vier Betätigungsdrähte 126 sind an dem harten Spitzenbereich 124 in vier gleich beabstandeten Positionen in der Nähe zu dessen äußerer Umfangsfläche dergestalt ange ordnet, daß sie als Aufwärts-, Abwärts-, Links- und Rechts-Betätigungsdrähte 126U, 126D, 126R und 126L dienen können.
Ein Ende eines als Walzdraht ausgebildeten Intervallhaltedrahtes 181, der das Intervall des Krümmungsbereiches 123 mit einem bestimmten Wert aufrecht hält, ist an dem harten Spitzenbereich 124 in einer Position in etwa in dessen zentraler Achse befestigt. Das andere Ende des Intervallhaltedrahtes 181 ist an dem flexiblen Rohrfrontmundstück 106 in in etwa zentraler Position befestigt.
Weiterhin ist die Harzabdeckung 125, die im dritten industriellen Endoskop den Krümmungsbereich 123 abdeckt, durch ein Verbundrohr ersetzt, bestehend aus einem Metallgitterrohr 122b und einem Metallspiralrohr 122c, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. In dem Verbundrohr können entweder das Metallgitterrohr 122b oder das Metallspiralrohr 122c außen sein.
Im folgenden soll der Aufbau eines Stellantriebabschnitts 134 beschrieben werden.
Wie in 30 gezeigt, besteht der Stellantriebabschnitt 134 des vierten industriellen Endoskopes aus einem Verbindungsmechanismusbereich mit einem Auf/Abwärts-Verbindungsbalken 182, an dem die Aufwärts- und Abwärts-Betätigungsdrähte 126U und 126D befestigt sind, und einem Links/Rechts-Balken 183, an dem die Rechts- und Links-Betätigungsdrähte 126R und 126L befestigt sind, linearen Antriebselementen 184 vom Schrauben-Typ, die jeweils mit dem Aufwärts/Abwärts-Verbindungsbalken 182 und dem Rechts/Links-Verbindungs-balken 183 verbunden sind, und Motoren 185 zum Stellen der jeweiligen linearen Antriebselemente 184 vom Schrauben-Typ.
In 30 ist das lineare Antriebselement 184 vom Schrauben-Typ, das mit dem Rechts/Links-Verbindungsbalken 183 und dem Motor 185 zu dessen Antrieb verbunden ist, weggelassen.
Der Verbindungsbalken 182, der einen Aufwärts/Abwärts-Verbindungsmechanismusbereich darstellt, ist in axialer Richtung derart gehaltert, daß er um einen Schaft 186 rotierbar ist, der im Inneren des Trommelbereiches 132 befestigt ist.
Ein Ende des Verbindungsbalkens 182 ist mit einem Ende des linearen Antriebselementes 184 vom Schrauben-Typ verbunden, das durch den Motor 185 vorgeschoben oder zurückgezogen wird. Mit diesem Aufbau läßt sich z. B. durch Rotation des Motors 185 aufgrund eines Stellsignals aus dem Krümmungsantriebsschaltkreis 135d der Verbindungsbalken 182, der mit dem linearen Antriebselement 184 vom Schrauben-Typ verbunden ist, aus einer mit durchgezogenen Linien angegeben Position in eine mit durchbrochenen Linien bezeichnete Position verfahren. Als Resultat wird der Aufwärts-Betätigungsdraht 126U gezogen, während der Abwärts-Betätigungsdraht 126D vorgeschoben wird; das bedeutet ein Paar Manipulationsdrähte 126U und 126D werden gleichzeitig einer Vorschub/Zug-Betätigung unterworfen. Als Resultat wird der Krümmungsbereich 123 in Richtung des Aufwärts-Betätigungsdrahtes 126U, der gerade gezogen wird, gekrümmt.
Der Aufbau in bezug auf die Rechts/Links-Richtung ist nicht beschrieben, da er dem oben beschriebenen Aufbau in bezug auf die Aufwärts/Abwärts-Richtung entspricht. Die Aufwärts- und Abwärts-Betätigungsdrähte 126U und 126D sind an den Verbindungsbalken 182 in Positionen befestigt, die gleich beabstandet von dem als Haltepunkt dienenden Schaft 186 sind. In gleicher Weise sind die Rechts/Links-Betätigungsdrähte 126R und 126L an dem Verbindungsbalken 183 in Positionen befestigt, die gleich beabstandet von dem Schaft 186 sind. Da die weiteren Strukturen des vierten industriellen Endoskopes die gleichen sind wie die des dritten industriellen Endoskopes, wird hierfür auf eine Beschreibung verzichtet, und gleiche Teile und Komponenten haben die gleichen Bezugszeichen.
Im folgenden soll der Betrieb des endoskopischen Gerätes mit obigem Aufbau beschrieben werden.
Wie im Fall des dritten industriellen Endoskopes wird auch hier ein Krümmungsinstruktionssignal zu dem Steuer-CPU 135b durch Betätigung des Joysticks 144 erzeugt. Als Reaktion steuert die Steuer-CPU 135b via den Krümmungssteuerschaltkreis 135c, den Krümmungsantriebsschaltkreis 135d dergestalt, daß der Krümmungssteuerschaltkreis 135d Steuersignale zum Starten der Motoren 185 leitet, die jeweils in Aufwärts/Abwärts- und Rechts/Links-Richtungen zugeordnet sind. Als Resultat werden die linearen Antriebselemente 184 vom Schrauben-Typ in spezifischen Richtungen vorgeschoben oder zurückgezogen und die Verbindungsbalken 182 und 183, die mit den jeweiligen linearen Antriebselementen 184 vom Schrauben-Typ verbunden sind, verschwenken um die jeweiligen Schäfte 186. Als Resultat bewegen sich die Aufwärts- und Abwärts-Betätigungsdrähte 126U und 126D, die an dem Verbindungsbalken 182 befestigt sind und/oder die Rechts- und Links-Betätigungsdrähte 126R und 126L relativ zueinander, wodurch die Position des harten Spitzenbereiches 124 im Verhältnis zu dem flexiblen Rohrfrontmundstück 106 verändert wird. Auf diese Weise wird der Intervallhaltedraht 181 gebogen und der Krümmungsbereich 123 kann frei in einer gewünschten Richtung, wie in 32 dargestellt, gekrümmt werden.
Wie oben beschrieben, ist die Anzahl der Betätigungsdrähte erhöht und der Intervallhaltedraht 181, als Element zur Aufrechterhaltung des Intervalls des Krümmungsbereiches 123 mit einem gegebenen Wert, ist an dem harten Spitzenbereich 124 und dem flexiblen Rohrfrontmundstück 106 befestigt. Wenn die Betäti gungsdrähte 126 bewegt werden, wird der Intervallhaltedraht 181 gebogen, und der Krümmungsbereich 123 wird gekrümmt. Auf diese Weise kann eine Krümmungssteuerung mit hoher Genauigkeit vorgenommen werden.
Da weiterhin das Intervall des Krümmungsbereiches 123 mittels des Intervallhaltedrahtes 181 bei einem gegebenen Wert gehalten wird, läßt sich der Krümmungsbereich 123 mit schmalem Krümmungsradius einstellen, und ein Krümmungswinkel läßt sich auf stabile Weise aufrechterhalten.
Obwohl im vierten industriellen Endoskop die Anzahl der Betätigungsdrähte erhöht wurde, kann der Krümmungsbereich 123 auch nur aus dem Intervallhaltedraht 181 und zwei Betätigungsdrähten 126 gebildet werden. Selbst in diesem Fall ist es möglich, den Krümmungsbereich 123 in eine gewünschte Richtung zu verschwenken durch genaues Anordnen der Positionen des Intervallhaltedrahtes 181 und der Betätigungsdrähte 126. Es können auch mehrere Intervallhaltedrähte 181 vorgesehen werden. Weiterhin kann anstatt die Anzahl der Verbindungsmechanismen zusammen mit der Anzahl der Betätigungsdrähte 126 zu erhöhen, auch die Anzahl der Zahnstangen-Ritzelbereiche erhöht werden, wenn die Anzahl der Betätigungsdrähte 126 zunimmt. Weiterhin kann anstelle eines Verbundrohres mit einer Metallgitterschicht 122b und dem Metallspiralrohr 122c das, in dem zweiten industriellen Endoskop gezeigte, Spitzenbereichlängenjustierelement mit einer Mehrzahl von Blöcken 61, 61a und 61b vorgesehen werden.
Die 33 und 34 beziehen sich auf ein fünftes industrielles Endoskop.
Beim fünften industriellen Endoskop ist der Schleifstein 18 des ersten industriellen Endoskopes zum Schleifen eines zu behandelnden Körpers durch eine Wirbelstromprüfsonde zur nicht zerstörerischen Inspektion ersetzt ist. Gleiche Teile und Komponenten wie im ersten industriellen Endoskop haben die gleichen Bezugszeichen und auf Beschreibungen hierfür wird verzichtet.
Wie in 33 gezeigt, weist ein Einführungsbereich 11 eines fünften industriellen Endoskopes 2 von der Spitze gesehen einen Spitzenbereich 14, einen Krümmungsbereich 16 mit einer Mehrzahl von Drahtelementen und einer vorgegebenen Lücke 15, und ein starres längliches Einführungsrohr 17 auf. Ein Betätigungsbereich 13 ist mit einer seitlichen Öffnung 201 für einen Bearbeitungselementbetätigungsbereich vorgesehen zum Einsetzen von z. B. einer Lasersonde zur Reparatur einer Schaufel mittels Schweißen, einer Wirbelstromprüfsonde zur Detektion eines Fehlers in einer Schaufel oder einem Greifwerkzeug zur Aufnahme von in die Turbine gefallenen Dingen. Ein Bearbeitungsinstrumenteinsetzkanal 202 erstreckt sich von der seitlichen Öffnung 201 für den Bearbeitungselementbetätigungsbereich bis zu einer seitlichen Öffnung 203 für den Spitzenbereich eines Bearbeitungselementes.
Eine Wirbelstromprüfsonde 204 wird durch die Öffnung 201 für den Betätigungsbereich des Bearbeitungselementes eingeführt und aus der seitlichen Öffnung 203 für den Spitzenbereich des Bearbeitungselementes vorgeschoben. Der proximale Endbereich der Wirbelstromprüfsonde 204 ist via einen Stecker 205 mit einer externen Wirbelstrommeßeinrichtung 206 verbunden.
Eine Wirbelstromaufnahmewicklung 207, wie z. B. eine kreisförmige Wicklung zur Erzeugung von Wirbelstrom, ist in dem Spitzenbereich der Wirbelstromprüfsonde 204 vorgesehen. Eine Wirbelstromsignalleitung 208, die mit der Wirbelstromaufnahmewicklung 207 verbunden ist, erstreckt sich bis zu dem Stecker 205. Mit diesem Aufbau wird ein von der Wirbelstromaufnahmewicklung 207 erzeugtes Detektionssignal zu der externen Wirbelstrommeßeinrichtung 206 über die Wirbelstromsignalleitung 208 geleitet. Die Wirbelstromprüfsonde 204 hat einen Teflonschaft als Beschichtung.
Die weiteren Strukturen entsprechen denen des ersten oder zweiten industriellen Endoskopes. Weiterhin kann wie im dritten industriellen Endoskop vorgesehen sein, daß der Betätigungsdraht mittels eines Motors angetrieben wird, um die Krümmungssteuerung auszuführen.
Im folgenden soll die Bedienung des fünften industriellen Endoskopes mit obigem Aufbau beschrieben werden.
Der Einführungsbereich 11 wird von einer Zugangsöffnung bis hin zu der gewünschten Schaufel als zu behandelndem Körper eingeführt. Während auf dem LCD-Monitor 7 eine endoskopische Abbildung beobachtet wird, wird der Krümmungsbereich 16 durch Verdrehen des Justierringes 23 gekrümmt, und der Einführungsbereich 11 wird vorgeschoben oder zurückgezogen dergestalt, daß die Wirbelstromprüfsonde 204 in etwa senkrecht zu der Schaufel steht. Die Spitze der Wirbelstromprüfsonde 204 wird über die Wandoberfläche der Schaufel bewegt (es wird ein Scanvorgang durchgeführt). Fließt Strom durch die Wirbelstromaufnahmewicklung 205, so treten Wirbelströme auf der Schaufelwandoberfläche auf. Bei Bewegung der Wirbelstromaufnahmewicklung 205 verändert sich das magnetische Streufeld über der Schaufelwandoberfläche, wenn sich ein Riß in eine Richtung erstreckt, die einen Fließweg des Wirbelstromes kreuzt. Der Riß kann durch Feststellen einer Veränderung im magnetischen Streufeld mittels der Wirbelstromaufnahmewicklung 205 detektiert werden. Die Wirbelstrommeßeinrichtung 206 bildet auf dem Monitor 7 eine Wellenform ab. Da eine Welle auf dem Monitor 7 eine Abnormalität, wie z. B. einen Riß, darstellt, läßt sich ein Riß od. dgl. In einfacher Weise feststellen.
Die Wirbelstromaufnahmewicklung 205 ist nicht auf eine kreisförmige Wicklung beschränkt, es kann sich genauso gut um eine rechteckige Wicklung, eine Spule oder eine ringförmige Wicklung handeln.

Claims

Ein Endoskop (2, 101) mit: einem länglichen Einführungsbereich (11, 121); einem Spitzenbereich (14, 124) auf der distalen Seite des Einführungsbereiches; einem elastischen Element (20, 125, 181), das den distalen Endbereich des Einführungsbereiches und den proximalen Endbereich des Spitzenbereiches dergestalt miteinander verbindet, daß zwischen ihnen ein Abstandsbereich (15) mit gegebenem Intervall entsteht; einem in einer von der Zentralachse des Abstandsbereiches abweichenden Position angeordneten Betätigungsdraht (19, 126), der sich zu einer proximalen Seite des Einführungsbereiches durch den Abstandsbereich erstreckt, wobei ein Ende des Betätigungsdrahtes an dem Spitzenbereich befestigt ist; einem Krümmungsmechanismus (23, 28, 134), der mit einem proximalen Endbereich des Betätigungsdrahtes verbunden ist zum Wechseln der Richtung des Spitzenbereiches an dem Abstandsbereich, durch Vorschieben oder Zurückziehen des Betätigungsdrahtes; mit weiterhin Beobachtungseinrichtungen (34, 127, 129), die sich von dem Spitzenbereich durch den Abstandsbereich bis zur proximalen Seite des Einführungsbereiches erstrecken; und mit weiterhin einer Einrichtung zur Änderung der Länge des Spitzenbereiches, die ein im Abstandsbereich angeordnetes Element (61, 61a, 61b) aufweist, das mit dem proximalen Endbereich des Spitzenbereiches oder dem distalen Endbereich des Einführungsbereiches verbindbar ist.
Endoskop nach Anspruch 1, mit weiterhin einem Einführkanal für ein Betätigungselement (36, 202), der sich von dem Spitzenbereich durch den Abstandsbereich bis zu dem Einführungsbereich erstreckt und in dem Einführungsbereich ausgebildet ist.
Endoskop nach Anspruch 1, mit weiterhin: einem Drehkraftübertragungselement (35), das sich von dem Spitzenbereich durch den Abstandsbereich zur proximalen Seite des Einführungsbereiches erstreckt; und einem drehbaren Schleifelement (18), das auf der distalen Seite des Drehkraftübertragungselementes angeordnet ist, wobei das Drehkraftübertragungselement die Drehkraft eines Motors zu dem drehbaren Schleifelement überträgt.
Endoskop nach Anspruch 1, mit weiterhin: einem Bearbeitungselementeinführungskanal (202), der sich von dem Spitzenbereich durch den Abstandsbereich bis zu dem Einführungsbereich erstreckt und in dem Einführungsbereich ausgebildet ist; und einer Wirbelstromprüfsonde (204), die in den Bearbeitungselementeinführungskanal eingesetzt ist.
Endoskop nach Anspruch 1, bei dem der Spitzenbereich so aufgebaut ist, daß jeder von einer Mehrzahl von optischen Adaptern (105a, 105b) mit unterschiedlichen Hartbereichlängen daran lösbar montierbar ist.
Endoskop nach Anspruch 1, bei dem das elastische Element ein Draht aus einer superelastischen Legierung ist.
Endoskop nach Anspruch 1, bei dem der Betätigungsdraht ein Draht aus einer superelastischen Legierung ist.
Endoskop nach Anspruch 1, bei dem das elastische Element aus einer Mehrzahl von Drahtelementen besteht, die in Positionen abweichend zu der Zentralachse des Abstandsbereiches vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 1, bei dem der Betätigungsdraht eine Vielzahl von Betätigungsdrähten ist, die in Positionen abweichend von der Zentralachse des Abstandsbereiches angeordnet sind.
Endoskop nach Anspruch 1, bei dem das Element (61, 61a, 61b) zur Änderung der Länge des Spitzenbereiches eine Vielzahl von Blöcken aufweist, die untereinander verbunden werden können.
Endoskop nach Anspruch 10, bei dem die Blöcke (61) die gleiche axiale Erstreckung haben.
Endoskop nach Anspruch 10, bei dem die Blöcke Blöcke (61a, 61b) mit unterschiedlichen axialen Erstreckungen aufweisen.
Endoskop nach Anspruch 12, bei dem unter den Blöcken, in einem proximalen Bereich Blöcke (61a) vorgesehen sind, die eine längere axiale Erstreckung aufweisen als Blöcke (61b), die in einem distalen Bereich vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 1, bei dem eine innere Komponente (33, 34, 35, 128a, 129) in dem Spitzenbereich und dem Einführungsbereich in einer Position angeordnet ist, die näher zu der Zentralachse ist als die Positionen des elastischen Elementes und des Betätigungsdrahtes.
Endoskop nach Anspruch 1, bei dem der Krümmungsmechanismus eine Bewegungseinrichtung (23, 28) aufweist zum Bewegen des Betätigungselementes aus einer Referenzposition in distaler Richtung und eine Rückstelleinrichtung (19, 181) zur Rückstellung des Betätigungsdrahtes, der in distaler Richtung bewegt wurde, in die Referenzposition.
Endoskop nach Anspruch 1, bei dem der Krümmungsmechanismus eine Stelleinrichtung (134) zur Steuerung der Bewegung des Betätigungsdrahtes aufweist dergestalt, daß der Betätigungsdraht vorgeschoben und zurückgezogen werden kann.
Endoskop nach Anspruch 16, mit weiterhin: einem Sensor (126a) auf dem Betätigungsdraht zur Detektion eines Krümmungszustandes; und einem Steuerabschnitt (135) zur Steuerung des Stellantriebes in Abhängigkeit von dem Output des Sensors.
Endoskop nach Anspruch 2, bei dem das elastische Element ein Draht aus einer superelastischen Legierung ist.
Endoskop nach Anspruch 2, bei dem der Betätigungsdraht ein Draht aus superelastischer Legierung ist.
Endoskop nach Anspruch 2, bei dem das elastische Element mehrere Drahtelemente aufweist, die in Positionen abweichend von der Zentralachse des Abstandsbereiches angeordnet sind.
Endoskop nach Anspruch 2, bei dem der Betätigungsdraht mehrere Betätigungsdrähte aufweist, die in Positionen abweichend von der Zentralachse des Abstandsbereiches angeordnet sind.
Endoskop nach Anspruch 2, bei dem das Element zur Änderung der Länge des Spitzenbereiches mehrere Blöcke (61, 61a, 61b) aufweist, die untereinander verbindbar sind.
Endoskop nach Anspruch 22, bei dem die Blöcke (61) die gleiche axiale Erstreckung aufweisen.
Endoskop nach Anspruch 22, bei dem die Blöcke Blöcke (61a, 61b) einschließen mit unterschiedlichen axialen Erstreckungen.
Endoskop nach Anspruch 24, bei dem im proximalen Bereich vorgesehene Blöcke (61a) eine längere axiale Erstreckung aufweisen als Blöcke (61b), die in einem distalen Bereich vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 2, bei dem eine innere Komponente (33, 34, 35, 128a, 129) in dem Spitzenbereich und dem Einführungsbereich in einer Position vorgesehen ist, die näher zu der Zentralachse ist als die Positionen des elastischen Elementes und des Betätigungsdrahtes.
Endoskop nach Anspruch 2, bei dem der Krümmungsmechanismus eine Bewegungseinrichtung (23, 28) aufweist zum Bewegen des Betätigungselementes aus einer Referenzposition in distaler Richtung und eine Rückstelleinrichtung (19, 181) aufweist zum Zurückführen des Betätigungsdrahtes, der in distaler Richtung bewegt wurde, in die Referenzposition.
Endoskop nach Anspruch 2, bei dem der Krümmungsmechanismus einen Stellantrieb (134) aufweist zur Steuerung der Bewegung des Betätigungsdrahtes dergestalt, daß der Betätigungsdraht vorgeschoben und zurückgezogen werden kann.
Endoskop nach Anspruch 28, mit weiterhin: einem Sensor (126a) auf dem Betätigungsdraht zur Ermittlung eines Krümmungszustandes; und einem Steuerabschnitt (135) zur Steuerung des Stellantriebes, ausgehend von dem Output des Sensors.
Endoskop nach Anspruch 3, bei dem das elastische Element ein Draht aus einer superelastischen Legierung ist.
Endoskop nach Anspruch 3, bei dem der Betätigungsdraht ein Draht aus einer superelastischen Legierung ist.
Endoskop nach Anspruch 3, bei dem das elastische Element mehrere Drahtelemente aufweist, die in Positionen abweichend von der Zentralachse des Abstandsbereiches vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 3, bei dem der Betätigungsdraht mehrere Betätigungsdrähte aufweist, die in Positionen abweichend von der Zentralachse des Abstandsbereiches vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 3, bei dem das Element zur Änderung der Länge des Spitzenbereiches mehrere Blöcke (61, 61a, 61b) aufweist, die miteinander verbindbar sind.
Endoskop nach Anspruch 34, bei dem die mehreren Blöcke Blöcke (61) mit gleicher axialer Erstreckung beinhalten.
Endoskop nach Anspruch 34, bei dem die mehreren Blöcke Blöcke (61a, 61b) mit unterschiedlichen axialen Erstreckungen beinhalten.
Endoskop nach Anspruch 36, bei dem unter den mehreren Blöcken in einem proximalen Bereich Blöcke (61a) vorgesehen sind, die eine längere axiale Erstreckung aufweisen als Blöcke (61b), die in einem distalen Bereich vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 3, bei dem die innere Komponente (33, 34, 35) in dem Spitzenbereich und dem Einführungsbereich in einer Position vorgesehen ist, die näher an der zentralen Achse ist als die Positionen des elastischen Elementes und des Betätigungsdrahtes.
Endoskop nach Anspruch 3, bei dem der Krümmungsmechanismus eine Bewegungseinrichtung (23, 28) zur Bewegung des Betätigungselementes aus einer Referenzposition in distaler Richtung aufweist und eine Rückstelleinrichtung (19, 181) zum Zurückstellen des Betätigungsdrahtes, der in distaler Richtung bewegt wurde, in die Referenzposition.
Endoskop nach Anspruch 3, bei dem der Krümmungsmechanismus einen Stellantrieb (134) aufweist zur Steuerung einer Bewegung des Betätigungsdrahtes dergestalt, daß der Betätigungsdraht vorgeschoben und zurückgezogen werden kann.
Endoskop nach Anspruch 40 mit weiterhin: einem an dem Betätigungsdraht vorgesehenen Sensor (126a) zur Detektion eines Krümmungszustandes; und einem Steuerabschnitt (135) zur Steuerung des Stellantriebes auf Basis des Outputs des Sensors.
Endoskop nach Anspruch 4, bei dem das elastische Element ein Draht aus einer superelastischen Legierung ist.
Endoskop nach Anspruch 4, bei dem der Betätigungsdraht ein Draht aus einer elastischen Legierung ist.
Endoskop nach Anspruch 4, bei dem das elastische Element mehrere Drahtelemente aufweist, die in Positionen abweichend von der Zentralachse des Abstandsbereiches vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 4, bei dem der Betätigungsdraht mehrere Betätigungsdrähte aufweist, die in Positionen abweichend von der Zentralachse des Abstandsbereiches vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 4, bei dem das Element zur Änderung der Länge des Spitzenbereiches mehrere Blöcke (61, 61a, 61b) aufweist, die miteinander verbindbar sind.
Endoskop nach Anspruch 46, bei dem die mehreren Blöcke Blöcke (61) einschließen mit gleicher axialer Erstreckung.
Endoskop nach Anspruch 46, bei dem die mehreren Blöcke Blöcke (61a, 61b) mit unterschiedlichen axialen Erstreckungen einschließen.
Endoskop nach Anspruch 48, bei dem unter den mehreren Blöcken in einem proximalen Bereich Blöcke (61a) vorgesehen sind, die eine längere axiale Erstreckung aufweisen als Blöcke (61b), die in einem distalen Bereich vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 4, bei dem eine innere Komponente (33, 34, 35) in dem Spitzenbereich und dem Einführungsbereich in einer Position vorgesehen ist, die näher zu der Zentralachse liegt als die Positionen des elastischen Elementes und des Betätigungsdrahtes.
Endoskop nach Anspruch 4, bei dem der Krümmungsmechanismus eine Bewegungseinheit (23, 28) aufweist zur Bewegung des Betätigungselementes in distaler Richtung aus einer Referenzposition und eine Rückstelleinrichtung (19) zum Zurückstellen des Betätigungsdrahtes, der in distaler Richtung bewegt wurde, in die Referenzposition.
Endoskop nach Anspruch 4, bei dem der Krümmungsmechanismus einen Stellantrieb (134) aufweist zur Steuerung der Bewegung des Betätigungsdrahtes dergestalt, daß dieser vorgeschoben oder zurückgezogen werden kann.
Endoskop nach Anspruch 52 mit weiterhin: einem an dem Betätigungsdraht vorgesehenen Sensor (126a) zur Detektion eines Krümmungszustandes; und einem Steuerabschnitt (135) zur Steuerung des Stellantriebes, ausgehend von dem Output des Sensors.
Endoskop nach Anspruch 5, mit weiterhin: einem lichtemittierenden Element (154), das auf dem optischen Adapter vorgesehen ist; und einem elektrischen Kontakt (128, 171, 172) zwischen dem optischen Adapter und dem Spitzenbereich zur Versorgung des lichtemittierenden Elementes mit Strom.
Endoskop nach Anspruch 54, worin das Licht emittierende Element ein LED (154) ist.
Endoskop nach Anspruch 55, bei dem das elastische Element ein Draht aus einer superelastischen Legierung ist.
Endoskop nach Anspruch 55, bei dem der Betätigungsdraht ein Draht aus einer superelastischen Legierung ist.
Endoskop nach Anspruch 55, bei dem das elastische Element mehrere Drahtelemente aufweist, die in Positionen abweichend von der Zentralachse des Abstandsbereiches vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 55, bei dem der Betätigungsdraht mehrere Betätigungsdrähte aufweist, die in Positionen abweichend von der Zentralachse des Abstandsbereiches vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 55, bei dem das Element zur Änderung der Länge des Spitzenbereiches mehrere Blöcke (61, 61a, 61b) aufweist, die untereinander verbindbar sind.
Endoskop nach Anspruch 60, bei dem die mehreren Blöcke Blöcke (61) aufweisen, die die gleiche axiale Erstreckung besitzen.
Endoskop nach Anspruch 60, bei dem die mehreren Blöcke Blöcke (61a, 61b) mit unterschiedlichen axialen Erstreckungen aufweisen.
Endoskop nach Anspruch 62, bei dem unter den mehreren Blöcken in einem distalen Bereich Blöcke (61a) vorgesehen sind, die eine längere axiale Erstreckung aufweisen als Blöcke (61b), die in einem distalen Bereich vorgesehen sind.
Endoskop nach Anspruch 55, bei dem eine innere Komponente (128a, 129) in dem Spitzenbereich und dem Einführungsbereich in einer Position vorgesehen ist, die näher an der Zentralachse ist als die Positionen des elastischen Elementes und des Betätigungsdrahtes.
Endoskop nach Anspruch 55, bei dem der Krümmungsmechanismus eine Bewegungseinrichtung aufweist zur Bewegung des Betätigungselementes aus einer Referenzposition in distaler Richtung und eine Rückstelleinrichtung (181) zur Rückstellung des Betätigungsdrahtes, der in distaler Richtung bewegt wurde, in die Referenzposition.
Endoskop nach Anspruch 55, bei dem der Krümmungsmechanismus einen Stellantrieb (134) aufweist zur Steuerung der Bewegung des Betätigungsdrahtes dergestalt, daß dieser vorgeschoben und zurückgezogen werden kann.
Endoskop nach Anspruch 66, mit weiterhin: einem an dem Betätigungsdraht vorgesehenen Sensor (126a) zur Detektion des Krümmungszustandes; und einem Steuerabschnitt (135) zur Steuerung des Stellanstriebes, ausgehend von dem Output des Sensors.