WO2003101089A1 - Miniaturised camera - Google Patents
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- WO2003101089A1 WO2003101089A1 PCT/EP2003/005428 EP0305428W WO03101089A1 WO 2003101089 A1 WO2003101089 A1 WO 2003101089A1 EP 0305428 W EP0305428 W EP 0305428W WO 03101089 A1 WO03101089 A1 WO 03101089A1
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Definitions
- the invention relates to a miniaturized camera with a photosensitive CCD matrix arranged in a rod or tubular housing and an integrated lighting device, in particular for use in a skin or dental diagnostic instrument, a recess being provided in the head end of the rod-shaped housing. into which an optical plate with an aperture is inserted, according to the preamble of claim 1.
- a camera in particular a modular dental camera, which comprises a housing in which an optical system for imaging an object field, an image sensor that records the image of the lens, and an illumination unit are arranged are.
- an optical system for imaging an object field an image sensor that records the image of the lens
- an illumination unit an illumination unit
- a functional element is provided which simultaneously focuses on the respective recording distance and the diaphragm from a small opening with a small recording distance to a large opening with a large recording distance and reversed switches.
- the depth of field should be adapted to the particular application, in order to be able to take a detail of the teeth and then take a picture of the patient's head in a dental camera with one and the same device.
- the focusing according to the known solution is carried out by moving the CCD image sensor or by moving the lens, but preferably by moving an optical assembly of the lens itself.
- the functional elements rely on a translation or rotation movement and can also work electrically.
- a sensor button should or a similar switching device can be provided so that the user can easily set the various operating states.
- the functional element should have a control loop that detects, for example, the focusing via a sensor, so that an autofocus system can then be implemented.
- An optical disc present there has a coating which is impermeable at least in the visible spectral range, preferably a rear-side coating, this coating being interrupted for a diaphragm opening of small diameter and larger lighting openings arranged around the diaphragm opening.
- a lens is attached behind the aperture, preferably directly on the optical plate.
- the CCD matrix is located at a predetermined focus distance from the lens.
- light-emitting diodes preferably white light-emitting diodes, are attached as radiation sources, the coating of the optical plate preventing the direct coupling of radiation from the light-emitting diodes into the optics, consisting of the aperture and lens, so that optical crosstalk is avoided can be avoided.
- one or more optically dense media in the space between the lens and the CCD matrix for changing the focus.
- a sapphire crystal can be brought into the space via a movable slide.
- the aforementioned movable slide for changing the position of the optically dense medium located in the rod-shaped housing can be connected to an electromagnetic, hydraulic, pneumatic, but also a manual manual drive.
- the basic principle is to miniaturize the camera head so that it essentially takes up dimensions that correspond to those of conventional dental instruments, for example an angle mirror, so that all potentially critical points in a patient's mouth can be viewed and thus diagnosed in a simple manner ,
- the basic idea of the invention is to start from a miniaturized camera known per se, preferably for use in the dental field, the required for object illumination Light is coaxially coupled into the lens beam path.
- This coaxial illumination reduces the problem of unwanted reflections on the object to be viewed. This prevents an overexposure due to reflection phenomena that certain pathological changes, for example on a tooth or microcracks present there, are not recognized or only insufficiently, so that a diagnosis is impossible.
- the objective or a lens of the objective and / or the CCD matrix is arranged as an image sensor on an actuator or connected to it to obtain a linear displacement along the beam path.
- Camera electronics which are preferably integrated into the camera housing, carry out a continuous evaluation of high-frequency signal components of the image sensor, these high-frequency signal components determined leading to a control device for the actuator.
- the control device specifies the linear displacement via the actuator in such a way that a maximum high-frequency signal component in the recorded image is obtained or restored.
- the solution described above enables quasi-passive autofocus to be carried out by evaluating the high-frequency image components.
- the focus position found then generally corresponds to the maximum of the high-frequency image components.
- the focus setting is implemented via an internal change in position of the image sensor or a lens group in the optical system, it being possible preferably to use a piezo actuator.
- the auto focus works in conjunction with an electrically adjustable aperture or aperture.
- the main function of this aperture is the regulation of the illuminance with the aim of producing a noise-free image.
- an iris diaphragm or a mechanical interchangeable diaphragm with several openings is used as the adjustable diaphragm.
- the mechanical interchangeable diaphragm can bring different diaphragm openings into the beam path by moving, twisting or pivoting, in order to set the desired illuminance in this way.
- the CCD matrix can preferably be arranged directly on the piezo actuator, with the optically sensitive surface perpendicular to the direction of movement thereof.
- the camera electronics have a differential measuring device which determines the respective deviation value from a maximum value of the high-frequency signal components in order to then actuate the control device for the actuator.
- the control device for the actuator is activated when a predetermined deviation value is reached or exceeded, the size of the deviation value itself being definable depending on the application.
- a beam splitter arrangement is located in the camera housing, a group of internal light sources, in particular white light-emitting diodes, being provided adjacent to the beam splitter arrangement, ie, interacting with the latter. Furthermore, there is the possibility that a fiber optic ends on the beam splitter arrangement on the light entry side, which opens into a coupling point at the handpiece end of the camera housing. The coupling point is used for connection to an external light source, in particular a cold light source. Depending on the lighting task and local lighting conditions, the internal and / or external light source can then be switched on or on.
- the present invention assumes a combination of a coaxial illumination known per se with a special autofocus control, in particular to prevent crossfading of reflective examination objects.
- high-resolution sensors Due to the additional possibility of influencing or selecting the aperture and controlling the intensity of the internal and / or external radiation sources, high-resolution sensors can be used, which are advantageous in terms of an optimized diagnosis.
- the optical plate therefore not only has an optionally adjustable aperture, but rather larger illumination openings grouped around the aperture. Below the illumination openings, light-emitting diodes are preferably attached as radiation sources, here again preferably white-light diodes. A coating of the optical plate prevents undesirable direct coupling of radiation from the light-emitting diodes into the optics.
- the arrangement of an optical plate with an aperture, lens and CCD matrix does not extend along the longitudinal axis of the rod-shaped housing, but is located directly in the head at a distance transversely to the longitudinal direction.
- the photosensitive CCD matrix is located on a tongue-like carrier strip, which can be pivoted into a first and second position with the aid of a piezo actuator.
- the stop positions represent a long-range or near-range image, the respective position being selected on the basis of the size of the high-frequency signal components and the actuating actuator being subjected to a corresponding activation by means of the control device.
- a focus adjustment is effected by changing the distance between the input aperture 6 or the lens 4 located on a cover glass 5 and the CCD sensor 3.
- a piezoelectric bender 1 is located on a pedestal 2 to generate the desired relative movement.
- the piezo bender 1 executes a movement which leads to the desired change in distance.
- the movement is represented as pivoting around the fixed connection point between the bearing block 2 and the piezo bender 1.
- the bearing block 2 extends over almost the entire longitudinal extent of the arrangement, a light passage opening 7 being provided at the end on the right-hand side according to the figure.
- Lens 4 cover glass 5 and aperture 6 are connected, for example, to a housing part (not shown) or embedded in a housing recess.
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Abstract
Description
Miniaturisierte Kamera Miniaturized camera
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine miniaturisierte Kamera mit einer in einem stab- oder rohrförmigen Gehäuse angeordneten fotosensitiven CCD-Matrix und einer integrierten Beleuchtungseinrichtung, insbesondere zum Einsatz oder zur Verwendung in einem haut- oder zahnärztlichen Diagnoseinstrument, wobei im Kopfende des stabförmigen Gehäuses eine Aussparung vorgesehen wird, in die eine optische Platte mit Blendenöffnung eingesetzt ist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a miniaturized camera with a photosensitive CCD matrix arranged in a rod or tubular housing and an integrated lighting device, in particular for use in a skin or dental diagnostic instrument, a recess being provided in the head end of the rod-shaped housing. into which an optical plate with an aperture is inserted, according to the preamble of claim 1.
Aus der internationalen Patentanmeldung PCT-WO 99/06871 ist eine Kamera, insbesondere eine modulare Dentalkamera, vorbekannt, die ein Gehäuse umfasst, in dem ein optisches System zur Abbildung eines Objektfelds, ein Bildaufnehmer, der das Bild des Objektivs aufnimmt, und eine Beleuchtungseinheit angeordnet sind. Zur Umschaltung des Objektfelds zwischen kleinem Objektfeld und einem kleinem Aufnahmeabstand und einer Übersichtsauf- nähme mit großem Aufnahmeabstand ist ein Funktionselement vorgesehen, das gleichzeitig die Fokussierung auf den jeweiligen Aufnahmeabstand und die Blende von einer kleinen Öffnung bei kleinem Aufnahmeabstand auf eine große Öffnung bei großem Aufnahmeabstand und umgekehrt schaltet.From the international patent application PCT-WO 99/06871, a camera, in particular a modular dental camera, is known, which comprises a housing in which an optical system for imaging an object field, an image sensor that records the image of the lens, and an illumination unit are arranged are. To switch the object field between a small object field and a small recording distance and an overview recording with a large recording distance, a functional element is provided which simultaneously focuses on the respective recording distance and the diaphragm from a small opening with a small recording distance to a large opening with a large recording distance and reversed switches.
Mit Hilfe der Umschaltung soll insbesondere die Schärfentiefe dem jeweiligen Einsatzfall angepasst werden, um bei einer Dentalkamera mit ein und derselben Einrichtung eine Aufnahme eines Details der Zähne und anschließend eine Aufnahme des Kopfes des Patienten machen zu können.With the aid of the switchover, in particular the depth of field should be adapted to the particular application, in order to be able to take a detail of the teeth and then take a picture of the patient's head in a dental camera with one and the same device.
Die Fokussierung gemäß der vorbekannten Lösung erfolgt durch Verschieben des CCD-Bildaufnehmers oder durch Verschieben des Objektivs, bevorzugt jedoch durch Verschieben einer optischen Baugruppe des Objektivs selbst. Die Funktionselemente greifen auf eine Translations- oder Rotationsbewegung zurück und können auch elektrisch arbeiten. Dabei soll eine Sensortaste oder eine ähnliche Schalteinrichtung vorgesehen sein, damit der Benutzer die verschiedenen Betriebszustände in einfacher Weise einstellen kann. Weiterhin soll das Funktionselement einen Regelkreis aufweisen, der z.B. die Fokussierung über einen Sensor erfasst, so dass dann ein Autofokus-System reali- siert werden kann.The focusing according to the known solution is carried out by moving the CCD image sensor or by moving the lens, but preferably by moving an optical assembly of the lens itself. The functional elements rely on a translation or rotation movement and can also work electrically. A sensor button should or a similar switching device can be provided so that the user can easily set the various operating states. Furthermore, the functional element should have a control loop that detects, for example, the focusing via a sensor, so that an autofocus system can then be implemented.
Bei der vorbekannten Lösung ist es also zwingend notwendig, dass ein externer Sensor oder eine Taste vorhanden ist, über die die Umschaltfunktion ausgelöst wird. Für ein Autofokussystem wiederum ist ein weiterer Sensor notwendig, so dass insgesamt die Kosten für eine derartige Dentalkamera erhöht sind und eine Vielzahl von Funktionselementen mit naturgemäß höherer Ausfallwahrscheinlichkeit in das Kameragehäuse integriert werden muss.With the previously known solution, it is therefore imperative that an external sensor or a button is available, via which the switchover function is triggered. For an autofocus system, in turn, a further sensor is necessary, so that overall the costs for such a dental camera are increased and a large number of functional elements with a naturally higher probability of failure have to be integrated into the camera housing.
Bei der auf die Anmelderin zurückgehenden Offenlegungsschrift DE 100 49 835 AI wird von einer miniaturisierten Kamera mit einer in einem Stab- oder rohrförmigen Gehäuse angeordneten fotosensitiven CCD-Matrix ausgegangen, wobei die Kamera eine integrierte Beleuchtungseinrichtung umfasst.In the published patent application DE 100 49 835 AI, a miniaturized camera with a photosensitive CCD matrix arranged in a rod or tubular housing is assumed, the camera comprising an integrated lighting device.
Eine dort vorhandene optische Platte besitzt eine mindestens im sichtbaren Spektralbereich undurchlässige Beschichtung, bevorzugt eine Rückseitenbe- schichtung, wobei diese Beschichtung für eine Blendenöffnung geringen Durchmessers sowie um die Blendenöffnung angeordnete größere Beleuchtungsöffnungen unterbrochen ist. Lichteintrittsseitig ist hinter der Blendenöffnung eine Linse, bevorzugt unmittelbar an der optischen Platte befestigt. In einem vorgegebenen Fokusabstand zur Linse befindet sich die CCD-Matrix. Unterhalb der vorerwähnten Beleuchtungsöffnungen sind als Strahlungsquellen lichtemittierende Dioden, bevorzugt Weißlichtdioden befestigt, wobei durch die Beschichtung der optischen Platte eine unerwünschte unmittelbare Einkopplung von Strahlung der lichtemittierenden Dioden in die Optik, beste- hend aus Blendenöffnung und Linse, verhinderbar ist, so dass ein optisches Übersprechen vermieden werden kann.An optical disc present there has a coating which is impermeable at least in the visible spectral range, preferably a rear-side coating, this coating being interrupted for a diaphragm opening of small diameter and larger lighting openings arranged around the diaphragm opening. On the light entry side, a lens is attached behind the aperture, preferably directly on the optical plate. The CCD matrix is located at a predetermined focus distance from the lens. Below the aforementioned lighting openings, light-emitting diodes, preferably white light-emitting diodes, are attached as radiation sources, the coating of the optical plate preventing the direct coupling of radiation from the light-emitting diodes into the optics, consisting of the aperture and lens, so that optical crosstalk is avoided can be avoided.
In Weiterbildung der dortigen Erfindung besteht die Möglichkeit, zur Fokusveränderung im Raum zwischen Linse und CCD-Matrix ein oder mehrere optisch dichte Medien anzuordnen. Beispielsweise kann ein Saphirglas über ei- nen beweglichen Schieber in den Zwischenraum verbracht werden. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit der stufenweisen Fokusveränderung. Der erwähnte bewegliche Schieber zum Lageverändern des im stabförmigen Gehäuse befindlichen optisch dichten Mediums kann mit einem elektromagnetischen, hydraulischen, pneumatischen, aber auch einem manuellen Handan- trieb in Verbindung stehen. Grundsätzlich gilt es, mindestens den Kamerakopf so zu miniaturisieren, dass dieser im wesentlichen Abmessungen einnimmt, die denjenigen üblicher zahnärztlicher Instrumente, z.B. einem Winkelspiegel entsprechen, so dass alle möglicherweise kritischen Stellen im Mundraum eines Patienten in einfacher Weise betrachtet und damit diagnos- tiziert werden können.In a further development of the invention there, it is possible to arrange one or more optically dense media in the space between the lens and the CCD matrix for changing the focus. For example, a sapphire crystal can be brought into the space via a movable slide. To this In this way there is the possibility of gradually changing the focus. The aforementioned movable slide for changing the position of the optically dense medium located in the rod-shaped housing can be connected to an electromagnetic, hydraulic, pneumatic, but also a manual manual drive. The basic principle is to miniaturize the camera head so that it essentially takes up dimensions that correspond to those of conventional dental instruments, for example an angle mirror, so that all potentially critical points in a patient's mouth can be viewed and thus diagnosed in a simple manner ,
Obwohl die ältere Lehre nach DE 100 49 835 AI eine wesentliche Verbesserung des im Anmeldezeitpunkt bestehenden Standes der Technik darstellt, ist nach wie vor eine Betätigungsvorrichtung zur Auslösung einer Fokusänderung erforderlich, was dann, wenn es sich um einen externen Schieber handelt, zu Dichtproblemen innerhalb des Gehäuses führt oder im Fall eines separaten Tasters eben eine Bedienungshandlung erfordert.Although the older teaching according to DE 100 49 835 AI represents a significant improvement in the state of the art at the time of registration, an actuating device for triggering a change in focus is still required, which, if it is an external slide, leads to sealing problems within the Housing leads or requires an operation in the case of a separate button.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterent- wickelte miniaturisierte Kamera mit einer in einem stab- oder rohrförmigen Gehäuse angeordneten fotosensitiven CCD-Matrix und einer integrierten Beleuchtungseinrichtung, insbesondere zum Einsatz oder zur Verwendung in einem zahn- oder hautärztlichen Diagnoseinstrument anzugeben, welche eine wesentlich vereinfachte Bedienung ermöglicht und die es gestattet, ganz unterschiedliche Objekte entsprechend sicher aufgelöst zu erfassen, um auf diese Weise die Akzeptanz der Anwendung einer derartigen Kamera durch den behandelnden Arzt zu verbessern.It is therefore an object of the present invention to provide a further developed miniaturized camera with a photosensitive CCD matrix arranged in a rod or tubular housing and an integrated lighting device, in particular for use in a dental or dermatological diagnostic instrument, which enables a considerably simplified operation and which allows very different objects to be detected in a correspondingly resolved manner, in order in this way to improve the acceptance of the use of such a camera by the attending physician.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.The object of the invention is achieved by the combination of features according to the teaching of patent claim 1, the subclaims comprising at least expedient refinements and developments.
Demgemäß liegt der Grundgedanke der Erfindung darin, von einer an sich bekannten miniaturisierten Kamera, bevorzugt zur Anwendung im zahnärztli- chen Bereich auszugehen, wobei das zur Objektbeleuchtung erforderliche Licht in den Objektivstrahlengang koaxial eingekoppelt wird. Diese Koaxialbeleuchtung reduziert das Problem des Auftretens unerwünschter Reflexionen am zu betrachtenden Objekt. Damit wird verhindert, dass durch eine Überbelichtung aufgrund von Reflexionserscheinungen bestimmte krankhafte Verän- derungen, z.B. an einem Zahn oder dort vorhandene Mikrorisse, nicht oder nur unzureichend erkannt werden, so dass eine Diagnose unmöglich wird.Accordingly, the basic idea of the invention is to start from a miniaturized camera known per se, preferably for use in the dental field, the required for object illumination Light is coaxially coupled into the lens beam path. This coaxial illumination reduces the problem of unwanted reflections on the object to be viewed. This prevents an overexposure due to reflection phenomena that certain pathological changes, for example on a tooth or microcracks present there, are not recognized or only insufficiently, so that a diagnosis is impossible.
Weiterhin wird erfindungsgemäß das Objektiv oder eine Linse des Objektivs und/oder die CCD-Matrix als Bildsensor auf einem Aktor angeordnet oder mit diesem zum Erhalt einer Linearverschiebung längs des Strahlengangs verbunden.Furthermore, according to the invention, the objective or a lens of the objective and / or the CCD matrix is arranged as an image sensor on an actuator or connected to it to obtain a linear displacement along the beam path.
Eine bevorzugt in das Kameragehäuse integrierte Kameraelektronik nimmt eine laufende Auswertung hochfrequenter Signalanteile des Bildsensors vor, wobei diese ermittelten hochfrequenten Signalanteile auf eine Steuerungseinrichtung für den Aktor führen. Die Steuerungseinrichtung gibt dann die Linearverschiebung über den Aktor derart vor, dass ein maximaler Hochfrequenz-Signalanteil im aufgenommenen Bild erhalten oder wieder hergestellt wird.Camera electronics, which are preferably integrated into the camera housing, carry out a continuous evaluation of high-frequency signal components of the image sensor, these high-frequency signal components determined leading to a control device for the actuator. The control device then specifies the linear displacement via the actuator in such a way that a maximum high-frequency signal component in the recorded image is obtained or restored.
Durch die vorbeschriebene Lösung kann ein quasi passiver Autofokus über die Auswertung der hochfrequenten Bildanteile erfolgen. Die gefundene Fokusstellung entspricht dann im Regel dem Maximum der hochfrequenten Bildanteile. Mit Hilfe der ständig mitlaufenden Messung dieser hochfrequenten Bildanteile ist gewährleistet, dass bei definierter Abweichung vom Maximalwert eine neue Fokussuche und Einstellung automatisch beginnen kann und durchgeführt wird, ohne dass der Benutzer irgendwelche Funktionen auslösen muss oder mechanische Elemente zu betätigen hat. Die Fokuseinstellung wird über eine interne Lageveränderung des Bildsensors oder einer Linsengruppe im optischen System realisiert, wobei bevorzugt auf einen Piezoaktor zurückgegriffen werden kann.The solution described above enables quasi-passive autofocus to be carried out by evaluating the high-frequency image components. The focus position found then generally corresponds to the maximum of the high-frequency image components. With the help of the continuous monitoring of these high-frequency image components, it is ensured that if the deviation from the maximum value is defined, a new focus search and setting can begin and be carried out automatically without the user having to trigger any functions or having to actuate mechanical elements. The focus setting is implemented via an internal change in position of the image sensor or a lens group in the optical system, it being possible preferably to use a piezo actuator.
Ausgestaltend arbeitet der Autofokus in Verbindung mit einer elektrisch verstellbaren Blende bzw. Blendenöffnung. Die Hauptfunktion dieser Blende ist die Regelung der Beleuchtungsstärke mit dem Ziel, ein rauschfreies Bild zu erzeugen.The auto focus works in conjunction with an electrically adjustable aperture or aperture. The main function of this aperture is the regulation of the illuminance with the aim of producing a noise-free image.
Als verstellbare Blende kommt beispielsweise eine Irisblende oder eine me- chanische Wechselblende mit mehreren Öffnungen zum Einsatz. Die mechani sehe Wechselblende kann über ein Verschieben, Verdrehen oder Verschwenken verschiedene Blendenöffnungen in den Strahlengang bringen, um auf diese Weise die jeweils gewünschte Beleuchtungsstärke einzustellen.For example, an iris diaphragm or a mechanical interchangeable diaphragm with several openings is used as the adjustable diaphragm. The mechanical interchangeable diaphragm can bring different diaphragm openings into the beam path by moving, twisting or pivoting, in order to set the desired illuminance in this way.
In Weiterbildung der Erfindung besteht zum Zweck größerer Linearverschie- bebewegungen die Möglichkeit, als Aktor einen Schritt- oder Tauchspulenmotor oder einen ähnlichen Linearantrieb einzusetzen. Bei einer Aktorkombination, bestehend aus einem Schritt- oder Tauchspulenmotor zur Grobpositionierung über größere Verstellwege ist es möglich, einen zusätzlichen Pie- zoaktor zur Feinpositionierung vorzusehen.In a further development of the invention, for the purpose of larger linear displacement movements, it is possible to use a stepping or moving coil motor or a similar linear drive as the actuator. In the case of an actuator combination consisting of a stepping or moving coil motor for rough positioning over larger adjustment ranges, it is possible to provide an additional piezo actuator for fine positioning.
Bevorzugt kann in diesem Fall die CCD-Matrix unmittelbar auf dem Piezoaktor, mit der optisch sensitiven Fläche senkrecht zur Bewegungsrichtung desselben, angeordnet werden.In this case, the CCD matrix can preferably be arranged directly on the piezo actuator, with the optically sensitive surface perpendicular to the direction of movement thereof.
Erfindungsgemäß besitzt die Kameraelektronik eine Differenzmesseinrichtung, welche den jeweiligen Abweichungswert von einem Maximalwert der Hochfrequenz-Signalanteile ermittelt, um hiernach die Steuerungseinrichtung für den Aktor zu betätigen.According to the invention, the camera electronics have a differential measuring device which determines the respective deviation value from a maximum value of the high-frequency signal components in order to then actuate the control device for the actuator.
Die Steuerungseinrichtung für den Aktor wird beim Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Abweichungswerts aktiviert, wobei die Größe des Abweichungswerts selbst je nach Anwendungsfall definierbar ist.The control device for the actuator is activated when a predetermined deviation value is reached or exceeded, the size of the deviation value itself being definable depending on the application.
Zur Umsetzung der vorgeschlagenen Koaxialbeleuchtung ist im Kameragehäuse eine Strahlteileranordnung befindlich, wobei der Strahlteileranordnung benachbart, d.h. mit dieser zusammen wirkend, eine Gruppe von internen Lichtquellen, insbesondere Weißlicht emittierenden Dioden vorgesehen wird. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass an der Strahlteileranordnung quasi lichteintrittsseitig eine Faseroptik endet, welche zum handstückseitigen Ende des Kameragehäuses in eine Koppelstelle mündet. Die Koppelstelle dient zum Anschluss an eine externe Lichtquelle, insbesondere eine Kaltlichtquelle. Je nach Beleuchtungsaufgabe und örtlichen Beleuchtungsverhältnissen kann dann die interne und/oder die externe Lichtquelle eingeschaltet oder zugeschaltet werden.In order to implement the proposed coaxial lighting, a beam splitter arrangement is located in the camera housing, a group of internal light sources, in particular white light-emitting diodes, being provided adjacent to the beam splitter arrangement, ie, interacting with the latter. Furthermore, there is the possibility that a fiber optic ends on the beam splitter arrangement on the light entry side, which opens into a coupling point at the handpiece end of the camera housing. The coupling point is used for connection to an external light source, in particular a cold light source. Depending on the lighting task and local lighting conditions, the internal and / or external light source can then be switched on or on.
Um die beim Betrieb der internen Lichtquellen entstehende Wärme abzufüh- ren, ist vorgeschlagen, die internen Strahlungsquellen auf einem wärmeleitenden Träger großer Fläche zu befestigen, wobei sich ein Teil des Trägers in das kopfferne Ende des stabförmigen Gehäuses erstreckt, um die Wärmeenergie von der CCD-Matrix fernzuhalten.In order to dissipate the heat generated during operation of the internal light sources, it is proposed to mount the internal radiation sources on a heat-conducting carrier of a large area, with part of the carrier extending into the end of the rod-shaped housing that is remote from the head in order to remove the thermal energy from the CCD. Keep the matrix away.
Zusammenfassend wird bei der vorliegenden Erfindung von einer Kombination einer an sich bekannten Koaxialbeleuchtung mit einer speziellen Autofokusregelung ausgegangen, um insbesondere ein Überblenden von reflektierenden Untersuchungsobjekten zu verhindern. Über eine laufende Auswertung der hochfrequenten Signalanteile am Ausgang des Bildsensors mittels einer Kameraelektronik kann ein Optimum für die jeweilige Abbildung gefunden werden, ohne dass der Benutzer manuelle Einstelloperationen durchführen muss oder auszulösen hat.In summary, the present invention assumes a combination of a coaxial illumination known per se with a special autofocus control, in particular to prevent crossfading of reflective examination objects. By continuously evaluating the high-frequency signal components at the output of the image sensor by means of camera electronics, an optimum can be found for the respective image without the user having to carry out or have to trigger manual setting operations.
Über die ergänzende Möglichkeit einer Beeinflussung oder Auswahl der Blen- denöffnung und der Steuerung der Intensität der internen und/oder externen Strahlungsquellen können hochauflösende Sensoren eingesetzt werden, die unter dem Aspekt einer optimierten Diagnose vorteilhaft sind.Due to the additional possibility of influencing or selecting the aperture and controlling the intensity of the internal and / or external radiation sources, high-resolution sensors can be used, which are advantageous in terms of an optimized diagnosis.
Ausgestaltend besteht die Möglichkeit, die in der älteren Anmeldung DE 100 49 835 AI offenbarte Beleuchtungslösung mit der hier beschriebenen koaxialen Beleuchtung zu kombinieren. Bei einer solchen Kombinationslösung wird dann, wenn unerwünschte Reflexionen auftreten, die unmittelbare Beleuchtung nach DE 100 49 835 AI abgeschaltet oder in ihrer Intensität heruntergeregelt und gleichzeitig die Koaxialbeleuchtung in Betrieb genommen oder deren Intensität erhöht. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung besitzt also die optische Platte nicht nur eine gegebenenfalls verstellbare Blendenöffnung, sondern um die Blendenöffnung gruppiert größere Beleuchtungsöffnungen. Unterhalb der Beleuchtungsöffnungen sind als Strahlungsquellen bevorzugt lichtemittierende Dioden, hier wiederum bevorzugt Weißlicht-Dioden befestigt. Durch eine Beschichtung der optischen Platte wird eine unerwünschte unmittelbare Ein- kopplung von Strahlung der lichtemittierenden Dioden in die Optik verhindert.It is possible to combine the lighting solution disclosed in the earlier application DE 100 49 835 AI with the coaxial lighting described here. With such a combination solution, if unwanted reflections occur, the immediate lighting according to DE 100 49 835 AI is switched off or its intensity is reduced and at the same time the coaxial lighting is put into operation or its intensity is increased. In this development of the invention, the optical plate therefore not only has an optionally adjustable aperture, but rather larger illumination openings grouped around the aperture. Below the illumination openings, light-emitting diodes are preferably attached as radiation sources, here again preferably white-light diodes. A coating of the optical plate prevents undesirable direct coupling of radiation from the light-emitting diodes into the optics.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Anordnung aus optischer Platte mit Blendenöffnung, Objektiv und CCD-Matrix nicht entlang der Längsachse des stabförmigen Gehäuses, sondern ist unmittelbar im Kopf quer zur Längsrichtung beabstandet befindlich. In diesem Fall befindet sich die fotosensitive CCD-Matrix auf einem zungenartigen Trägerstreifen, welcher mit Hilfe eines Piezoaktors in eine erste und zweite Position verschwenkbar ist. Die Anschlagpositionen stellen einen Abbildungs-Fern- oder -Nahbereich dar, wobei die Auswahl der jeweiligen Position anhand der Größe der hochfrequenten Signalanteile erfolgt und der Betätigungsaktor mittels der Steuerungseinrichtung einer entsprechenden Aktivierung unter- liegt.In a further embodiment of the invention, the arrangement of an optical plate with an aperture, lens and CCD matrix does not extend along the longitudinal axis of the rod-shaped housing, but is located directly in the head at a distance transversely to the longitudinal direction. In this case, the photosensitive CCD matrix is located on a tongue-like carrier strip, which can be pivoted into a first and second position with the aid of a piezo actuator. The stop positions represent a long-range or near-range image, the respective position being selected on the basis of the size of the high-frequency signal components and the actuating actuator being subjected to a corresponding activation by means of the control device.
Auf das nachstehende Ausführungsbeispiel hierzu sowie die Figur sei verwiesen.Reference is made to the following exemplary embodiment and the figure.
Bei der in der Figur dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird eine Fokuseinstellung durch Abstandsänderung zwischen Eingangsblende 6 bzw. der auf einem Deckglas 5 befindlichen Linse 4 und dem CCD-Sensor 3 bewirkt. Zum Erzeugen der gewünschten Relativbewegung ist auf einem Lagerbock 2 ein piezoelektrischer Bieger 1 befindlich.In the embodiment of the invention shown in the figure, a focus adjustment is effected by changing the distance between the input aperture 6 or the lens 4 located on a cover glass 5 and the CCD sensor 3. A piezoelectric bender 1 is located on a pedestal 2 to generate the desired relative movement.
Mit dem Anlegen einer elektrischen Spannung führt der Piezobieger 1 eine Bewegung aus, die zur gewünschten Abstandsänderung führt. Die Bewegung stellt sich als Verschwenken um den festen Verbindungspunkt zwischen La- gerbock 2 und Piezobieger 1 dar. Bei der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der Lagerbock 2 über nahezu die gesamte Längsausdehnung der Anordnung, wobei eine Lichtdurch- trittsöffnung 7 am gemäß Figur rechtsseitigen Ende vorgesehen ist.When an electrical voltage is applied, the piezo bender 1 executes a movement which leads to the desired change in distance. The movement is represented as pivoting around the fixed connection point between the bearing block 2 and the piezo bender 1. In the embodiment shown, the bearing block 2 extends over almost the entire longitudinal extent of the arrangement, a light passage opening 7 being provided at the end on the right-hand side according to the figure.
Linse 4, Deckglas 5 und Blende 6 sind beispielsweise mit einem (nicht gezeigten) Gehäuseteil verbunden bzw. in eine Gehäuseaussparung eingelassen.Lens 4, cover glass 5 and aperture 6 are connected, for example, to a housing part (not shown) or embedded in a housing recess.
BezugszeichenaufstellungREFERENCE NUMBERS
1 Piezobieger1 piezo bender
2 Lagerbock2 bearing block
3 CCD-Matrix bzw. CCD-Sensor 4 Linse3 CCD matrix or CCD sensor 4 lens
5 Deckglas5 coverslip
6 Blende6 aperture
7 Öffnung im Bereich des Lagerbockes 2 7 Opening in the area of the pedestal 2
Claims
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|---|---|---|---|
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| WO2010121723A1 (en) * | 2009-04-20 | 2010-10-28 | DüRR DENTAL AG | Dental or medical camera |
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- 2003-05-23 AU AU2003273159A patent/AU2003273159A1/en not_active Abandoned
- 2003-05-23 WO PCT/EP2003/005428 patent/WO2003101089A1/en not_active Ceased
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003273159A1 (en) | 2003-12-12 |
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