DE10031530A1 - Endoskopsystem und Beleuchtungsvorrichtung hierfür - Google Patents

Abstract

Eine Beleuchtungsvorrichtung (2) für ein Endoskopsystem (1000) sendet Licht auf eine Lichteintrittsfläche eines Lichtwellenleiters (15b). Das auf die Lichteintrittsfläche treffende Licht tritt aus einer Lichtaustrittsfläche des Lichtwellenleiters (15b) aus und beleuchtet ein Objekt. Die Beleuchtungsvorrichtung (2) hat mehrere Lichtabgabeelemente (21), die jeweils einen gerichteten monochromatischen Lichtstrahl aussenden. Die Lichtstrahlen treffen so auf die Lichteintrittsfläche des Lichtwellenleiters (15b), daß sie innerhalb eines Öffnungswinkels der Lichteintrittsfläche liegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Endoskopsystem und eine in diesem verwendbare Be­ leuchtungsvorrichtung.

Es ist bekannt, daß menschliches Gewebe fluoresziert, wenn es mit Anregungs­ licht bestrahlt wird. Die Wellenlänge des Anregungslichtes liegt dabei in einem Bereich von 380 bis 480 nm, während die Wellenlänge des von dem Gewebe ausgesendeten Fluoreszenzlichtes in einem Bereich von 480 bis 600 nm liegt. Bei Bestrahlung mit vorgegebenem Anregungslicht hat das Fluoreszenzlicht, das von erkranktem Gewebe, z. B. Krebsgewebe, ausgesendet wird, eine geringere Inten­ sität als das Fluoreszenzlicht, das von normalem Gewebe stammt. Es sind des­ halb Fluoreszenz-Endoskopsysteme entwickelt worden, die von vorstehend er­ läutertem Prinzip Gebrauch machen. Eine solches in Fig. 4 dargestelltes Endo­ skopsystem hat ein Lichtleitersystem 1, eine an das Lichtleitersystem 1 ange­ schlossene Beleuchtungsvorrichtung 8 und eine Bildaufnahmevorrichtung 3.

Das Lichtleitersystem 1 enthält einen in eine menschliche Körperhöhle einführba­ ren Einführteil 11, eine mit diesem verbundene Bedieneinheit 12 und ein Verbin­ dungsrohr 13, das wiederum mit der Bedieneinheit 12 verbunden ist. An der di­ stalen Endfläche des Einführteils 11 sind drei Durchgangsöffnungen ausgebildet, von denen eine als Instrumentenausgang 14a ausgebildet ist, während in den an­ deren beiden eine Beleuchtungslinse 15a bzw. eine Objektivlinse 16a unterge­ bracht sind.

Ein Ende der Bedieneinheit 12 ist mit dem proximalen Ende des Einführteils 11 verbunden. In der Bedieneinheit 12 ist ein optisches Okularsystem 16c unterge­ bracht. In den Einführteil 11 und der Bedieneinheit 12 ist ein Lichtwellenleiter-Fa­ serbündel 16b eingesetzt, das im folgenden auch als Bildleiter bezeichnet wird. Der Bildleiter 16b ist so angeordnet, daß seine an der Spitze ausgebildete End­ fläche der Objektivlinse 16a und seine proximale Endfläche dem Okularsystem 16c zugewandt ist.

Das Verbindungsrohr 13 ist mit einem Ende an eine Seitenfläche der Bedienein­ heit 12 und mit seinem anderen Ende an die Beleuchtungsvorrichtung 8 ange­ schlossen. In den Einführteil 11, die Bedieneinheit 12 und das Verbindungsrohr 13 ist ein weiteres Lichtwellenleiter-Faserbündel 15b eingesetzt, das im folgenden als Lichtleiter bezeichnet wird.

Die Beleuchtungsvorrichtung 8 hat eine Xenonlampe 81, einen Reflektor 82, ein Infrarotsperrfilter 83 und ein Lichtquellen-Seitenbandfilter 84. Die Xenonlampe 81 strahlt weißes Licht mit vergleichsweise hoher Intensität aus. Der Reflektor 82 ist so ausgebildet, daß er das weiße Licht der Xenonlampe 81 als gebündeltes Licht auf eine Lichteintrittsfläche des Lichtleiters 15b aussendet. Zwischen der Xe­ nonlampe 81 und der Lichteintrittsfläche des Lichtleiters 15b befindet sich das In­ frarotsperrfilter 83, das eine Wärmeabstrahlung verhindert, indem es die Infrarot­ komponente aus dem weißen Licht entfernt. Weiterhin befindet sich zwischen der Xenonlampe 81 und der Lichteintrittsfläche des Lichtleiters 15b das Bandpaßfilter 84, das Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich, z. B. von 400 nm bis 450 nm, durchläßt. Dieser Wellenlängenbereich entspricht dem des Anregungs­ lichtes.

Das von der Xenonlampe 81 ausgesendete und an dem Reflektor 82 reflektierte Licht tritt in den Lichtleiter 15b ein, wobei die Infrarotkomponente von dem Infra­ rotsperrfilter 83 entfernt wird, während die Komponenten, die nicht aus dem Anre­ gungslicht stammen, von dem Bandpaßfilter 84 beseitigt werden.

Das in dem Lichtleiter 15b geführte Licht tritt an einer Lichtaustrittsfläche aus. Das aus dem Lichtleiter 15b austretende Licht fällt dann auf die Beleuchtungslinse 15a und tritt aus diesem als divergentes Anregungslicht aus. Das Anregungslicht be­ strahlt die Wand der Körperhöhle, wodurch der bestrahlte Teil der Körperhöhle zur Fluoreszenz angeregt wird und Fluoreszenzlicht ausstrahlt. Sowohl das von der Körperhöhle abgestrahlte Fluoreszenzlicht als auch das an der Körperhöhle reflektierte Anregungslicht treffen auf die Objektivlinse 16a. Die Objektivlinse 16a bündelt das in sie eintretende Licht auf die Lichteintrittsfläche des Bildleiters 16b und erzeugt so ein Bild des bestrahlten Teils, das über den Bildleiter 16b an das Okularsystem 16c übertragen wird.

In der Bildaufnahmevorrichtung 3 ist ein Strahlengang festgelegt, entlang dem das von dem Okularsystem 16c austretende Licht verläuft. Die Bildaufnahmevor­ richtung 3 enthält entlang diesem Strahlengang ein Bandpaßfilter 31, eine Kon­ densorlinse 32, einen Bildverstärker 33, ein optisches Abbildungssystem 34 und einen Kamerakopf 35.

Das Bandpaßfilter 31 sperrt die reflektierte Anregungslichtkomponente, so daß nur die Fluoreszenzlichtkomponente durch das Bandpaßfilter 31 hindurchtritt. Die Kondensorlinse 32 sammelt das durch das Bandpaßfilter 31 tretende Licht und bündelt es auf den Bildverstärker 33. Dieser verstärkt das auftreffende Licht. Das Abbildungssystem 34 bündelt dann das verstärkte Licht und erzeugt so auf einer Bildempfangsfläche des Kamerakopfs 35 ein Bild. Der Kamerakopf 35 wandelt das an der Bildempfangsfläche erzeugte Bild in ein elektrisches Signal um und überträgt dieses an eine Kamerasteuereinheit 4. Die Kamerasteuereinheit 4 wan­ delt das von dem Kamerakopf 35 empfangene elektrische Signal in ein Bildsignal um und zeigt das mit dem elektrischen Signal transportierte Bild auf einem Moni­ tor 5 an.

Das bekannte Fluoreszenz-Endoskopsystem enthält weiterhin einen Polychro­ mator 6 und einen Personalcomputer 7, der an dem Polychromator 6 angeschlos­ sen ist. Der Polychromator 6 enthält eine Lichtleitersonde 6a. Der Polychromator 6 erfaßt die auf die Spitze der Lichtleitersonde 6a treffende Lichtintensität in Ab­ hängigkeit der Wellenlänge.

Die Lichtleitersonde 6a wird von einem in der Bedieneinheit 12 ausgebildeten In­ strumenteneingang aus durch das Lichtleitersystem 1 geführt, wobei die Spitze der Lichtleitersonde 6a aus dem Instrumentenausgang 14a des Einführteils 11 heraussteht.

Der Polychromator 6 erfaßt die Intensität des von der Lichtleitersonde 6a geführ­ ten Fluoreszenzlichtes in Abhängigkeit der Wellenlänge, wandelt dieses in elek­ trische Signale um und gibt letztere an den Personalcomputer 7 aus. Der Perso­ nalcomputer 7 zeigt einen Graphen an, der die Intensitätsverteilung des Fluores­ zenzlichtes in Abhängigkeit der Wellenlänge darstellt.

Bei dem bekannten Fluoreszenz-Endoskopsystem ist die Beleuchtungsvorrich­ tung 8 so ausgebildet, daß das weiße Licht zur Erzeugung des Anregungslichtes auf das Bandpaßfilter 84 trifft. Es ist jedoch unmöglich, die Komponenten, die nicht von dem Anregungslicht stammen, mit dem Bandpaßfilter 84 vollständig aus dem weißen Licht zu entfernen. Deshalb beeinflussen bei dem bekannten Fluo­ reszenz-Endoskopsystem auch Lichtkomponenten, die nicht von dem Anre­ gungslicht stammen, das zu beobachtende Bild.

Alternativ zu der vorstehend erläuterten Beleuchtungsvorrichtung 8 kann auch eine Beleuchtungsvorrichtung eingesetzt werden, die eine Laserlichtquelle ver­ wendet. Da ein Laser im Hinblick auf die Einfarbigkeit seines Lichtes anderen Lichtquellen überlegen ist, ist das Bandpaßfilter 84 oder dergleichen überflüssig.

Um jedoch für eine ausreichende Intensität des Anregungslichtes zu sorgen, muß die Laserlichtquelle eine vergleichsweise groß bemessene Vorrichtung sein, wie sie beispielsweise eine Gaslaservorrichtung darstellt. Darüber hinaus benötigt eine solche Laservorrichtung eine vergleichsweise lange Leerlaufzeit, bevor sie mit der Lichtabstrahlung beginnen kann, so daß sie schon im Vorfeld in Bereit­ schaft versetzt werden sollte. Dies ist vergleichsweise mühsam. Außerdem ist eine Gaslaservorrichtung vergleichsweise teuer, so daß sowohl die Anschaffungs- als auch die Instandhaltungskosten relativ hoch sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Endoskopsy­ stem anzugeben, die im Hinblick auf ihre monochromatischen Eigenschaften ver­ bessert sowie einfach und schnell zu bedienen ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Da die Erfindung mehrere Lichtabgabeelemente vorsieht, die gerichtete und mo­ nochromatische Lichtstrahlen aussenden, hat das in der Lichteintrittsfläche des Lichtwellenleiters gesammelte Licht ausreichende Intensität, selbst wenn die von den einzelnen Lichtabgabeelementen ausgesendeten Lichtstrahlen nur ver­ gleichsweise geringe Intensität haben. Auf diese Weise erhält man mit einem re­ lativ kompakten Aufbau einen monochromatischen Lichtstrahl ausreichender In­ tensität.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Endoskopsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgesehen.

Bei der vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 3 bzw. Anspruch 10 ist der Strahlengang für das jeweilige Lichtabgabeelement in einfacher Weise einstell­ bar.

Die Wellenlänge der von den Lichtabgabeelementen ausgesendeten Lichtstrah­ len liegt gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 6 bzw. Anspruch 13 in einem Bereich von 380 bis 480 nm, vorzugsweise gemäß Anspruch 7 bzw. Anspruch 14 in einem Bereich von 400 bis 450 nm. In diesem Fall wird das ausgesendete Licht als Anregungslicht verwendet. Trifft das Anregungslicht auf menschliches Ge­ webe, so wird dieses zum Fluoreszieren angeregt.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Un­ teransprüche sowie der folgenden Beschreibung.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zei­ gen:

Fig. 1 den Aufbau eines Fluoreszenz-Endoskopsystems gemäß einem er­ sten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine in dem Endoskopsystem nach Fig. 1 verwendete Beleuchtungs­ vorrichtung,

Fig. 3 den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels des Fluoreszenz- Endoskopsystems, und

Fig. 4 den Aufbau eines herkömmlichen Fluoreszenz-Endoskopsystems.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt ein Fluoreszenz-Endoskopsystems 1000 als erstes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung.

Das Fluoreszenz-Endoskopsystems 1000 enthält einen Lichtleiterteil 1, eine Be­ leuchtungsvorrichtung 2 und eine Bildaufnahmevorrichtung 3, die an den Licht­ leiterteil 1 angeschlossen ist.

Der Lichtleiterteil 1 hat einen in die Körperhöhle einführbaren Einführteil 11. Eine Bedieneinheit 12 ist mit dem Einführteil 11 verbunden, und ein Verbindungsrohr 13 ist wiederum an die Bedieneinheit 12 angeschlossen.

Der Einführteil 11 ist ein langgestrecktes, flexibles Rohrs, dessen distales Ende mit einer scheibenähnlichen Endfläche abgeschlossen ist. In dieser Endfläche des Einführteils 11 sind mindestens drei Öffnungen ausgebildet. Eine dieser Öff­ nungen wird als Instrumentenausgang 14a verwendet. In den beiden anderen Öffnungen sind eine Beleuchtungslinse 15a bzw. eine Objektivlinse 16a unterge­ bracht.

Ein Ende der Bedieneinheit 12 ist mit dem proximalen Ende des Einführteils 11 verbunden, wobei in der Bedieneinheit 12 ein mit dem Einführteil 11 in Verbin­ dung stehender Raum ausgebildet ist. In der Bedieneinheit 12 ist an deren ande­ rem Ende ein optisches Okularsystem 16 untergebracht. An der Oberfläche der Bedieneinheit 12 sind verschiedene, nicht dargestellte Schalter angebracht, um an dem Endoskopsystem Einstellungen und Operationen vorzunehmen.

Durch den Einführteil 11 und die Bedieneinheit 12 ist ein Bildleiter 16b eingeführt. Der Bildleiter 16b ist so angeordnet, daß seine an der Spitze ausgebildete End­ fläche der Objektivlinse 16a und seine andere, d. h. proximale Endfläche dem Okularsystem 16 zugewandt ist.

Die Objektivlinse 16a empfängt von einem Objektabschnitt Licht und bündelt die­ ses auf die Endfläche der Spitze des Bildleiters 16b, um so ein Bild des Objektab­ schnittes zu erzeugen. Das auf die Endfläche des Bildleiters 16b gebündelte Licht wird in dem Lichtleiter 16 gerichtet und tritt aus der proximalen Endfläche in Richtung des Okularsystems 16c aus. Letzteres vergrößert dann zum Zwecke der Beobachtung das Bild des Objektabschnittes.

An einer Seitenfläche des distalen Endes der Bedieneinheit 12 ist eine Öffnung 14b als Instrumenteneingang ausgebildet. Der Instrumenteneingang 16b und der Instrumentenausgang 14a sind über ein nicht dargestelltes Rohrelement mitein­ ander verbunden, das einen Instrumentenkanal bildet. Durch den Instrumenten­ kanal können Instrumente, Behandlungszubehör, Sonden und dergleichen ein­ geführt und aus dem Instrumentenausgang 14a herausgeschoben werden.

Das Verbindungsrohr 13 ist als flexibles Rohr ausgebildet, dessen eines Ende an die Seitenfläche der Bedieneinheit 12 und dessen anderes Ende an die Beleuch­ tungsvorrichtung 2 angeschlossen ist. Ein im folgenden als Lichtleiter bezeichne­ tes Lichtwellenleiter-Faserbündel 15b ist durch den Einführteil 11, die Bedienein­ heit 12 und das Verbindungsrohr 13 eingeführt. Der Lichtleiter 15b besteht aus mehreren dicht gebündelten Multimode-Lichtwellenleitern. Die Endflächen des Lichtleiters 15b sind als Lichteintrittsfläche und als Lichtaustrittsfläche ausgebil­ det. Der Lichtleiter 15b ist mit seiner Lichtaustrittsfläche der Beleuchtungslinse 15a zugewandt und mit seiner Lichteintrittsfläche in die Beleuchtungsvorrichtung 2 eingeführt.

Die Beleuchtungsvorrichtung 2 sendet Anregungslicht mit einer vorbestimmten Wellenlänge im Bereich von 400 bis 450 nm aus, das menschliches Gewebe zur Fluoreszenz anregt. Das in den Lichtleiter 15b eingeführte Anregungslicht tritt an dessen Lichtaustrittsfläche aus, durch die Beleuchtungslinse 15a hindurch und trifft dann auf die Wand der Körperhöhle, um dann als divergentes Licht beob­ achtet zu werden.

Im folgenden wird die Bildaufnahmevorrichtung 3 erläutert. Die Bildaufnahmevor­ richtung 3 ist so an die Bedieneinheit 12 angeschlossen, daß das durch das Okularsystem 16c tretende Licht in sie eintritt. Die Bildaufnahmevorrichtung 3 enthält längs des Strahlenganges des eintretenden Lichtes ein Bandpaßfilter 31, eine Kondensorlinse 32, einen Bildverstärker 33, ein optisches Abbildungssystem 34 und einen Kamerakopf 35.

Das Bandpaßfilter 31 läßt nur von dem Gewebe ausgesendetes Fluoreszenzlicht durch und hindert das reflektierte Anregungslicht am Durchtritt. Die Kondensor­ linse 32 sammelt das durch das Bandpaßfilter 31 tretende Licht und richtet es auf den Bildverstärker 33. Letzterer verstärkt die Intensität des auftreffenden Licht­ strahls und sendet so den Lichtstrahl mit verstärkter Intensität wieder aus. Das Abbildungssystem 34 bündelt den von dem Bildverstärker ausgegebenen Licht­ strahl auf die Bildempfangsfläche des Kamerakopfes 35, um auf diesem ein Ob­ jektbild zu erzeugen.

Der Kamerakopf 35 der Bildaufnahmevorrichtung 3 ist an eine Kamerasteuerein­ heit 4 angeschlossen. Die Kamerasteuereinheit 4 ist mit einer Monitorvorrichtung 5 verbunden. Der Kamerakopf 35 der Bildaufnahmevorrichtung 3 wandelt das empfangene Bild in ein elektrisches Signal und überträgt dieses an die Kamera­ steuereinheit 4. Dieses stellt gemäß dem aus dem Kamerakopf 35 übertragenen elektrischen Signal ein Objektbild dar.

Die Bildaufnahmevorrichtung 3 hat eine Empfindlichkeitssteuereinheit 36, die an der Außenfläche ihres Gehäuses angeordnet ist. Die Empfindlichkeitssteuerein­ heit 36 ist über ein Kabel mit der Kamerasteuereinheit 4 verbunden. Der Benutzer kann die Helligkeit und/oder den Kontrast des an der Monitorvorrichtung 5 darge­ stellten Bildes einstellen, indem er die Empfindlichkeitssteuereinheit 36 betätigt, worauf die Kamerasteuereinheit 4 angesteuert wird.

Ist der Lichtleiterteil 1 nicht an die Bildaufnahmevorrichtung 3 angeschlossen, so kann der Benutzer über das Okularsystem 16c ein vergrößertes Bild des Objektes betrachten, wobei das zu beobachtende Objekt mit weißem Licht beleuchtet wird.

In dem erläuterten Ausführungsbeispiel ist jedoch der Lichtleiterteil 1 mit der Bild­ aufnahmevorrichtung 3 verbunden, so daß das Okularsystem 16c dem Bandpaß­ filter 31 der Bildaufnahmevorrichtung 3 zugewandt ist. Das Okularsystem 16c des Lichtleiterteils 1 sorgt so im Zusammenwirken mit der Kondensorlinse 32 und dem Abbildungssystem 34 für eine Zwischenabbildung (Umkehrabbildung) des Objekt­ bildes auf dem Kamerakopf 35.

Im weiteren wird die Beleuchtungsvorrichtung 2 erläutert. Die Beleuchtungsvor­ richtung 2 hat mehrere Lichtabgabeelemente 21, eine Fassung 22 zum Befestigen der Lichtabgabeelemente 21 und eine Stromquelle 23.

In Fig. 2 ist die Anordnung der Lichtabgabeelemente 21, der Fassung 22 und des Lichtleiters 15b schematisch dargestellt. Die Lichtabgabeelemente 21 sind Leuchtdioden, kurz LEDs, die monochromatische Lichtstrahlen aussenden, deren Wellenlänge 450 nm oder kleiner ist. Der Wellenlängenbereich der Lichtstrahlen beträgt etwa 400 bis 450 nm, so daß die Lichtstrahlen blaues Licht darstellen. Die Lichtabgabeelemente 21 sind jeweils so ausgerichtet, daß der von ihnen aus­ gesendete Lichtstrahl in eine vorbestimmte Richtung läuft. Die von den Lichtaus­ sendeelementen 21 ausgesendeten Lichtstrahlen dienen als Anregungslicht. Die verwendeten Lichtabgabeelemente 21 sind nicht auf die Abstrahlung von blauem Licht beschränkt. Es können auch andere Elemente eingesetzt werden, so lange sie Licht aussenden, dessen Wellenlänge im Bereich des das menschliche Ge­ webe zur Fluoreszenz veranlassenden Anregungslichtes liegt. Dieser Wellenlän­ genbereich beträgt demnach etwa 400 bis 450 nm.

Die Fassung 22 hat eine im wesentlichen sphärische, konkave Fläche 22a. Die Fassung 22 ist so ausgebildet, daß die Mittelachse der konkaven Fläche 22a mit der Mittelachse des Lichtleiters 15b auf der Lichteintrittsseite zusammenfällt, wo­ bei die konkave Fläche 22a der Lichteintrittsfläche J des Lichtleiters 15b zuge­ wandt ist.

Stellt man sich einen Kegel vor, dessen Spitze im Mittelpunkt der Lichteintrittsflä­ che J des Lichtleiters 15b angeordnet ist und der sich zur konkaven Fläche 22a hin konisch aufweitet, so fällt die Mittelachse dieses Kegels mit der Mittelachse der konkaven Fläche 22a zusammen, wobei der von der Mittelachse des Kegels und dessen Erzeugenden eingeschlossene Winkel θ die Hälfte des Öffnungswin­ kels des Lichtleiters 15b beträgt. Die numerische Apertur NA des Lichtleiters 15b ist demnach gleich sin θ. Die Lichtabgabeelemente 21 sind an der konkaven Flä­ che 22a der Fassung 22 so angeordnet, daß die von ihnen ausgesendeten Licht­ strahlen jeweils in diesem imaginären Kegel verlaufen und auf die Lichteintrittsflä­ che J des Lichtleiters 15b treffen.

Die konkave Fläche 22a und die Lichtabgabeelemente 21 sind in den Fig. 1 und 2 lediglich schematisch dargestellt. In Wirklichkeit sind die Lichtabgabeelemente 21 in vorbestimmten Abständen voneinander über die gesamte Fläche 22a verteilt.

Die Lichtabgabeelemente 21 sind jeweils mit der Stromquelle 23 verbunden. Letztere versorgt die Lichtabgabeelemente 21 einzeln mit elektrischem Strom, um sie ein- und auszuschalten. Die von den Lichtabgabeelementen 21 abgegebenen Anregungslichtstrahlen treffen in vorstehend erläuterter Weise im Bereich des Öffnungswinkels des Lichtleiters 15b auf dessen Lichteintrittsfläche J.

Mit dem eben erläuterten Aufbau ist es möglich, ein Fluoreszenzlichtbild des Ob­ jektes zu erhalten. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jedoch zusätz­ lich ein Polychromator 6 eingesetzt. Das Endoskopsystem 1000 enthält also zu­ sätzlich den Polychromator 6 und einen an ihn angeschlossenen Personalcom­ puter 7. Der Polychromator 6 hat eine Lichtleitersonde 6a und erfaßt so die Inten­ sität eines Lichtstrahls, der auf die Spitze der Lichtleitersonde 6a trifft.

Die Lichtleitersonde 6a ist über einen Instrumenteneingang 14b des Lichtleiter­ teils 1 eingeführt und erstreckt sich durch den im Inneren des Lichtleiterteils 1 an­ geordneten Instrumentenkanal. Die Spitze der Lichtleitersonde 6a steht aus ei­ nem Instrumentenausgang 14a heraus. Das auf die Spitze der Lichtleitersonde 6a treffende Fluoreszenzlicht wird dem Polychromator 6 zugeführt. Dieser erfaßt die Intensität des auf die Spitze der Lichtleitersonde 6a treffenden Fluoreszenzlichtes für jede Wellenlänge, wandelt diese in elektrische Signale um und überträgt diese Signale an den Personalcomputer 7. Der Personalcomputer 7 verarbeitet die empfangenen Signale und zeigt an einem Monitor 7a einen Graphen an, der die Intensitätsverteilung des Fluoreszenzlichtes gegenüber der Wellenlänge darstellt.

Im folgenden wird die Funktionsweise des Fluoreszenz-Endoskopsystems 1000 erläutert. Schaltet der Benutzer eine nicht dargestellte Hauptenergieversorgung ein, so führt die Stromquelle 23 der Beleuchtungsvorrichtung 2 jedem Lichtabga­ beelement 21 elektrischen Strom zu. Die Lichtabgabeelemente 21 beginnen dann mit der Aussendung der Anregungslichtstrahlen. Die Anregungslichtstrahlen tref­ fen innerhalb des Öffnungswinkels des Lichtleiters 15b auf dessen Lichteintritts­ fläche J, werden dort geführt und treten dann an der Lichtaustrittsfläche P aus. Die aus der Lichtaustrittsfläche P austretenden Lichtstrahlen treffen auf die Be­ leuchtungslinse 15a.

In diesem Stadium kann der Benutzer den Einführteil 11 des Lichtleiterteils 1 in die Körperhöhle einführen. Dann richtet er den Einführteil 11 so aus, daß dessen an der Spitze ausgebildete Endfläche dem Objekt oder dem zu beobachtenden Abschnitt der Körperhöhlenwand zugewandt ist. In diesem Stadium beleuchten die aus der Beleuchtungslinse 15a austretenden Anregungslichtstrahlen das Ob­ jekt. Dann fluoresziert das Gewebe des bestrahlten Objektes. Die Fluoreszenz­ lichtstrahlen und die reflektierten Anregungslichtstrahlen treten dann in die Ob­ jektivlinse 16a ein. Letztere bündelt die eintretenden Lichtstrahlen und erzeugt so an der an der Spitze des Lichtleiters 16b ausgebildeten Endfläche ein Objektbild. Der Bildleiter 16b leitet die Fluoreszenzlichtstrahlen und die reflektierten Anre­ gungslichtstrahlen, und damit das optische Bild, weiter, worauf diese aus einer proximalen Endfläche des Bildleiters 16b austreten. Das Okularsystem 16c emp­ fängt das von dem Lichtleiter 16b ausgesendete Licht und läßt dieses auf das Bandpaßfilter 31 der Bildaufnahmevorrichtung 3 treffen.

Das Bandpaßfilter 31 läßt das Anregungslicht nicht durch, sondern nur das Fluo­ reszenzlicht. Auf diese Weise trifft nur das Fluoreszenzlicht auf den Bildverstärker 33. Der Bildverstärker 33 verstärkt die Intensität des auftreffenden Fluoreszenz­ lichtes und gibt letzteres an das Abbildungssystem 34 aus. Dieses bündelt das verstärkte Licht auf die Lichtempfangsfläche des Kamerakopfes 35 und erzeugt darauf das Fluoreszenzobjektbild. Der Kamerakopf 35 wandelt die empfangenen optischen Signale in ein elektrisches Signal und überträgt dieses an die Kamera­ steuereinheit 4. Die Kamerasteuereinheit 4 erzeugt auf Grundlage des empfange­ nen Signals ein Videosignal und leitet dieses an den Monitor 5 weiter. Auf dem Monitor 5 wird schließlich das Fluoreszenzobjektbild dargestellt.

Der Benutzer kann den Zustand der Körperhöhlenwand erkennen, indem er das auf dem Monitor 5 dargestellte Fluoreszenzbild betrachtet. Er kann also diagnosti­ zieren, daß der Teil des Fluoreszenzbildes, der dunkler als die anderen Teile ist, einen Gewebeabschnitt darstellt, der möglicherweise erkrankt ist. Zu diesem Zweck kann er die von dem Polychromator 6 erfaßte und auf dem Monitor 5 dar­ gestellte spektrale Intensitätsverteilung des Fluoreszenzlichtes verwenden.

Wie vorstehend erläutert, ist bei der Beleuchtungsvorrichtung 2 des Fluoreszenz- Endoskopsystems 1000 ein Filter, das das Licht mit Ausnahme des Anregungs­ lichtes abschirmt, nicht erforderlich, da die Lichtabgabeelemente 21 monochro­ matisches Licht aussenden, das die Wellenlänge des Anregungslichtes hat. Da das Anregungslicht, was seine monochromatischen Eigenschaften, d. h. seine Einfarbigkeit betrifft, in seiner Qualität verbessert ist, ist dafür gesorgt, daß Licht mit einer bestimmten Wellenlänge, das die Beobachtung des Objektes stören könnte, nicht aus der Beleuchtungslinse 15a austritt. Der Benutzer kann so das Fluoreszenzobjektbild stets in einem guten Zustand betrachten, wodurch die Ge­ nauigkeit der Diagnose besser wird. Da die Lichtaussendeelemente 21 ver­ gleichsweise klein sind, kann darüber hinaus die Beleuchtungsvorrichtung 2 kom­ pakt gehalten werden.

Obgleich die von einem einzelnen Lichtabgabeelement 21 ausgesendete Licht­ menge vergleichsweise klein ist, steht ausreichend Lichtmenge zur Verfügung, da die Lichtabgabeelemente 21 so angesteuert werden, daß sie die Lichtstrahlen gleichzeitig aussenden. Da alle Anregungslichtstrahlen auf den Lichtleiter 15b in­ nerhalb dessen Öffnungswinkels auftreffen, kann diese ausreichende Lichtmenge in effizienter Weise bereitgestellt werden.

Die Lichtabgabeelemente 21 senden die Lichtstrahlen in stabiler Weise aus, so­ bald sie eingeschaltet werden. Für den Betrieb der Lichtabgabeelemente 21 ist deshalb keine Leerlaufzeit erforderlich, so daß die Abläufe für die Vorbereitung und die Instandhaltung deutlich verkürzt werden können.

Zweites Ausführungsbeispiel

Im folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel des Fluoreszenz-Endoskopsy­ stems beschrieben. Fig. 3 zeigt ein Fluoreszenz-Endoskopsystem 2000, das ein elektronisches Endoskop 100, ein an dieses Endoskop 100 angeschlossenes ex­ ternes Gerät 300, eine Beleuchtungsvorrichtung 2M zum Aussenden des Anre­ gungslichtes sowie einen Monitor 5 enthält.

Das elektronische Endoskop 100 hat einen Einführteil 101, eine mit dem Einführ­ teil 101 verbundene Bedieneinheit 102 und eine Verbindungseinheit 103, die an die Bedieneinheit 102 angeschlossen ist. Der Einführteil 101 ist als langge­ strecktes, flexibles Rohr ausgebildet, dessen distales Ende mit einer scheiben­ ähnlichen Endfläche abgeschlossen ist. An dieser Endfläche des Einführteils 101 sind drei Öffnungen ausgebildet. Eine dieser Öffnungen dient als Instrumenten­ ausgang 104a. In den beiden anderen Öffnungen sind eine Beleuchtungslinse 105a bzw. eine Objektivlinse 106a untergebracht.

Die Bedieneinheit 102 ist mit einem Ende an das proximale Ende des Einführteils 101 angeschlossen. An der Außenfläche der Bedieneinheit 102 befinden sich mehrere Schalter, mit denen das Endoskopsystem 2000 betätigt und eingestellt werden kann. Die Bedieneinheit 102 hat an ihrer Seitenfläche im Bereich ihres ei­ nen Endes einen Instrumenteneingang 104b. Der Instrumenteneingang 104b und der Instrumentenausgang 104a sind über einen Instrumentenkanal miteinander verbunden. Ein über den Instrumenteneingang 104b eingeführtes Behandlungsin­ strument erstreckt sich durch den Instrumentenkanal und steht aus dem Instru­ mentenausgang 104 hervor.

Die Verbindungseinheit 103 ist an das externe Gerät 300 sowie über ein flexibles Verbindungsrohr 103a an die Bedieneinheit 102 angeschlossen. Ein Lichtwellen­ leiter-Faserbündel 105b, das im folgenden als Lichtleiter bezeichnet wird, ist durch den Einführteil 101, die Bedieneinheit 102 und die Verbindungseinheit 103 eingeführt. Der Lichtleiter 105b besteht aus mehreren dicht gebündelten Multi­ mode-Lichtwellenleitern. Die Enden des Lichtleiters 105b bilden eine Lichtein­ trittsfläche und eine Lichtaustrittsfläche. Die Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters 105b ist der Beleuchtungslinse 105a zugewandt, und der die Lichteintrittsfläche enthaltende Abschnitt des Lichtleiters 105b ist in das externe Gerät 300 einge­ führt. In Fig. 3 ist der Lichtleiter 105b lediglich schematisch als einzelne Linie dargestellt. In Wirklichkeit besteht der Lichtleiter 105b aus einem Bündel von Lichtwellenleitern und besitzt über seine gesamte Länge einen bestimmten Durchmesser.

Der Einführteil 101 enthält in einem Teil nahe seinem distalen Ende ein Band­ paßfilter 106b und ein Bildempfangselement 106c, die der Objektivlinse 106a zu­ gewandt sind. Im Inneren des Einführteils 101, der Bedieneinheit 102 und der Verbindungseinheit 103 verläuft eine Signalleitung 106d. Die Signalleitung 106d ist mit ihrem einen Ende an das Bildempfangselement 106c angeschlossen und mit ihrem anderen Ende in das externe Gerät 300 eingeführt.

Das Bandpaßfilter 106b ist so ausgebildet, daß es das aus dem menschlichen Gewebe stammende Fluoreszenzlicht durchläßt und das Anregungslicht sperrt. Das Bildempfangselement 106c besteht aus einem ladungsgekoppelten Element, kurz CCD, die das auf ihr erzeugte optische Bild in ein Bildsignal wandelt. Das Bildempfangselement 106c ist so ausgebildet, daß ihre Bildempfangsfläche im wesentlichen mit der Bildebene der Objektivlinse 106a zusammenfällt. Das Bild­ empfangselement 106c führt innerhalb einer vorbestimmten Bilderzeugungsperi­ ode eine fotoelektrische Wandlung aus und gibt das so gewandelte, elektrische Signal, d. h. das Bildsignal innerhalb einer nachfolgenden Übertragungsperiode an die Signalleitung 106d aus. Bilderzeugungsperiode und Übertragungsperiode wiederholen sich, so daß auch Bilderzeugung und Signalübertragung wiederholt ausgeführt werden.

Im folgenden wird das externe Gerät 300 beschrieben.

Das externe Gerät 300 enthält eine Lichtquelleneinheit 310 für Normallicht, eine Verarbeitungseinheit 320, eine Systemsteuereinheit 330 und eine Stromquelle 340. Die Stromquelle 340 ist mit der Lichtquelleneinheit 310, der Verarbeitungs­ einheit 320 und der Systemsteuereinheit 330 verbunden und führt diesen Kompo­ nenten elektrische Energie zu.

Die Lichtquelleneinheit 310 hat eine Lichtquelle 311, die weißes Licht aussendet. Die Lichtquelleneinheit 310 enthält weiterhin, in dem Strahlengang des von der Lichtquelle 311 ausgesendeten Lichtes, ein Infrarotsperrfilter 312, eine Sammel­ linse 313, eine Blende 314a und ein drehbares Filter 315a.

Das Infrarotsperrfilter 312 beseitigt die Infrarotkomponente aus dem Licht, so daß eine Wärmeabstrahlung aus der Lichtquelleneinheit 310 vermieden wird.

Die Sammellinse 313 bündelt das aus dem Infrarotsperrfilter 312 austretende Licht auf die Lichteintrittsfläche des Lichtleiters 105b.

Die Blende 314a und das drehbare Filter 315a sind in einem Strahlengang zwi­ schen der Sammellinse 313 und der Lichteintrittsfläche des Lichtleiters 105b an­ geordnet. Die Blende 314a ist an einen Blendensteuermechanismus 314b ange­ schlossen, welche die Blendengröße verändert und so die Lichtmenge kontrolliert.

Das drehbare Filter 315a ist ein scheibenähnliches Drehelement, das aus fä­ cherförmig angeordneten Filtern (RGB-Filter; R: Rot, G: Grün, B: Blau) besteht, die in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet sind. Die Teile des Drehelementes, die nicht den Farbfiltern zugeordnet sind, sind opak ausgebildet und deshalb lichtundurchlässig. Das Filter 315a ist an einen Filterantriebsmotor 315b gekoppelt. Durch Antreiben des Filterantriebsmotors 315b können das Rot-, das Grün- und das Blau-Filter in der genannten Reihenfolge in den Strahlengang eingeführt werden. Der Filterantriebsmotor 315b kann auch den opaken Abschnitt des Filters 315a in dem Strahlengang plazieren.

Die Verarbeitungseinheit 320 enthält eine primäre Signalverarbeitungsschaltung 321, eine Steuerschaltung 322 und eine Bildsignalverarbeitungsschaltung. Die primäre Signalverarbeitungsschaltung 321 ist über die Signalleitung 106d mit dem Bildempfangselement 106c verbunden und ausgebildet, das Signal mit einer vor­ bestimmten zeitlichen Festlegung, d. h. einem vorbestimmten Timing aufzuneh­ men. Die primäre Signalverarbeitungsschaltung führt weiterhin verschiedene Si­ gnalverarbeitungsoperationen wie Verstärkung, Einstellung des Weißabgleichs, Gamma-Korrektur, A/D-Wandlung etc. durch und führt dann das verarbeitete Si­ gnal der Steuerschaltung 322 zu.

Die Steuerschaltung 322 hat einen nicht gezeigten RGB-Speicher und eine Zeitsteuerung. Der RGB-Speicher der Steuerschaltung 322 hat einen B-Bereich, einen G-Bereich und einen R-Bereich. Der RGB-Speicher ist ausgebildet, Daten entsprechend einem Schirmbild des Monitors 5 zu speichern, wobei in dem R-, dem G- bzw. dem B-Bereich die R-, die G- bzw. die B-Komponente gespeichert wird. Die Zeitsteuerung der Steuerschaltung 322 erzeugt verschiedene Referenz­ signale. Die von der Verarbeitungseinheit 320 durchgeführten Signalverarbei­ tungsoperationen werden über die von der Zeitsteuerung erzeugten Referenzsi­ gnale gesteuert.

Die Steuerschaltung 322 schreibt das von der primären Signalverarbeitungs­ schaltung 321 ausgegebene Signal in den RGB-Speicher, und zwar gemäß einem von der Zeitsteuerung ausgegebenen Referenzsignal.

Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 322 ist mit dem Monitor 5 verbunden und erhält mit einer vorbestimmten zeitlichen Festlegung die in dem RGB-Speicher der Steuerschaltung 322 gespeicherten Daten. Die Bildsignalverarbeitungsschal­ tung 322 führt dann verschiedenen Verarbeitungsoperationen wie eine D/A- Wandlung und eine auf ein vorbestimmtes TV-Format bezogene Codierung aus. Der Monitor 5 empfängt das verarbeitete Videosignal und stellt das mit diesem transportierte Bild dar.

Die Verarbeitungseinheit 320 enthält eine erste an die Steuerschaltung 322 an­ geschlossene Treiberschaltung 324. Die erste Treiberschaltung 324 ist mit dem Filterantriebsmotor 315b der Lichtquelleneinheit 310 verbunden. Die Steuer­ schaltung 322 steuert den Filterantriebsmotor 315b über die Treiberschaltung 324 so an, daß das Filter 315a mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit rotiert. Die Steuerschaltung 322 ist auch an den Blendensteuermechanismus 314b der Lichtquelleneinheit 310 angeschlossen. Die Steuerschaltung 322 steuert die Blende 314 über den Blendensteuermechanismus 314b so an, daß die Licht­ menge eingestellt wird.

Die Systemsteuereinheit 330 ist über eine Signalübertragungsleitung mit der pri­ mären Signalverarbeitungsschaltung 321, der Steuerschaltung 322 und der Bild­ signalverarbeitungsschaltung 323 verbunden. Weiterhin ist die Systemsteuerein­ heit 330 über eine nicht dargestellte Signalleitung mit der Bedieneinheit 102 des elektronischen Endoskops 100 und der Beleuchtungsvorrichtung 2M verbunden. Die Systemsteuereinheit 330 steuert das gesamte Endoskopsystem.

Im folgenden wird die zum Aussenden des Anregungslichtes bestimmte Beleuch­ tungsvorrichtung 2M erläutert.

Die Beleuchtungsvorrichtung 2M enthält die Lichtabgabeelemente 21, die Fas­ sung 22 und die Stromquelle 23. Die eben genannten Komponenten entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels. Weiterhin enthält die Beleuchtungsvor­ richtung 2M eine rotierende Blende 25a, einen Blendenantriebsmotor 25b, eine zweite Treiberschaltung 25c und eine Lichtleitersonde 26.

Die Lichtleitersonde 26 hat ein langgestrecktes, dünnes, flexibles Rohr und ein darin angeordnetes Lichtwellenleiter-Faserbündel. Letzteres besteht aus mehre­ ren Multimode-Lichtwellenleitern, die dicht gebündelt sind. Ein Ende der Lichtlei­ tersonde 26 ist als Lichteintrittsfläche und das andere Ende als Lichtaustrittsflä­ che ausgebildet. In Fig. 3 ist die Lichtleitersonde 26 lediglich schematisch als ein­ zelne Linie dargestellt. In Wirklichkeit hat die Lichtleitersonde 26 über ihre ge­ samte Länge einen bestimmten Durchmesser.

Der Lichteintrittsteil der Lichtleitersonde 26 ist in die Beleuchtungsvorrichtung 2M eingeführt. Die Lichteintrittsfläche der Lichtleitersonde 26 ist an einer Stelle an­ geordnet, die der Stelle entspricht, an der die Lichteintrittsfläche des Lichtleiters 15b des ersten Ausführungsbeispiels angeordnet ist. Der Lichtaustrittsteil der Lichtleitersonde 26 ist durch den Instrumenteneingang 104b eingeführt und steht aus dem Instrumentenausgang 104a heraus.

Die rotierende Blende 25a ist ein scheibenähnliches Drehelement, in dem eine nicht dargestellte Öffnung ausgebildet ist. Die rotierende Blende 25a ist in den Strahlengang eingeführt, der zwischen den Lichtabgabeelementen 21 und der Lichteintrittsfläche der Lichtleitersonde 26 verläuft. Befindet sich die vorstehend genannte Öffnung in dem Strahlengang, so treten die von den Lichtabgabeele­ menten 21 ausgesendeten Anregungslichtstrahlen durch die Öffnung und treffen auf die Lichteintrittsfläche der Lichtleitersonde 26. Befindet sich dagegen der opake Teil der rotierenden Blende 25a, d. h. der Teil, der nicht durch die Öffnung gegeben ist, in dem Strahlengang, so werden die Anregungslichtstrahlen von der rotierenden Blende 25a abgeschirmt.

Wie vorstehend erläutert, ist die rotierende Blende 25a an den Blendenantriebs­ motor 25b angeschlossen, der über die Signalleitung mit der zweiten Treiber­ schaltung 25c verbunden ist. Die zweite Treiberschaltung 25c steuert den Blen­ denantriebsmotor 25b so an, daß er die rotierende Blende 25a mit vorbestimmter Geschwindigkeit dreht. Rotiert die Blende 25a mit dieser Geschwindigkeit, so läßt sie die Anregungslichtstrahlen intermittierend, d. h. mit Unterbrechungen, durch die Öffnung treten und auf die Lichteintrittsfläche der Lichtleitersonde 26 treffen. Alternativ ist es auch möglich, die Lichtabgabeelemente 21 direkt so anzusteuern, daß sie mit der Stromquelle 23 intermittierend eingeschaltet werden.

Die zweite Treiberschaltung 25c ist mit der ersten Treiberschaltung 324 der Ver­ arbeitungseinheit 320 verbunden. Die Steuerschaltung 322 der Verarbeitungsein­ heit 320 kann so über die erste Treiberschaltung 324 die zweite Treiberschaltung 25c der Beleuchtungsvorrichtung 2M ansteuern.

Im folgenden wird die Funktionsweise des eben erläuterten Fluoreszenz-Endo­ skopsystems beschrieben. Schaltet der Benutzer die nicht dargestellte Haupt­ energieversorgung des Endoskopsystems 2000 ein, so führt die Stromquelle 340 der Lichtquelleneinheit 310 des externen Gerätes 300 der Lichtquelle 311, die zum Aussenden von weißem Licht bestimmt ist, elektrischen Strom zu. Die erste Treiberschaltung 324 steuert den Filterantriebsmotor 315b so an, daß das Filter 315a mit konstanter Geschwindigkeit rotiert. Im Anfangsstadium sind die Licht­ abgabeelemente der Beleuchtungsvorrichtung 12M ausgeschaltet, und die Blende 25a rotiert nicht.

Das von der Lichtquelle 311 ausgesendete weiße Licht tritt durch das die Infrarot­ komponente beseitigende Filter 312 und die die Lichtmenge einstellende Blende 314a. Dann wird das Licht auf das Filter 315a gerichtet. Das Filter 315a rotiert, so daß die Farbfilter nacheinander in den Strahlengang gelangen und somit nach­ einander blaues, grünes und rotes Licht ausgesendet wird. Das blaue, grüne und rote Licht wird nacheinander auf die Lichteintrittsfläche des Lichtleiters 105b ge­ bündelt. Das in dem Lichtleiter 105b geführte Licht tritt aus dessen Lichtaustritts­ fläche aus und wird dann durch die Beleuchtungslinse 105a zerstreut.

Die Steuerschaltung 322 der Verarbeitungseinheit 320 steuert die erste Treiber­ schaltung 324 so an, daß diese synchron mit den Bilderzeugungs- und Übertra­ gungsperioden des Bildempfangselementes 106c des elektronischen Endoskops 100 betrieben wird. Die erste Treiberschaltung 324 steuert also die Drehge­ schwindigkeit des Filters 315a über den Filterantriebsmotor 315b in der Weise an, daß

• - ein vorbestimmter Zeitabschnitt, während dessen das blaue Licht von der Be­ leuchtungslinse 105a ausgesendet wird, der Bilderzeugungsperiode des Bild­ empfangselementes 106c entspricht und die Signalübertragung beendet ist, bevor das grüne Licht ausgesendet wird,
• - bei Aussenden des grünen Lichtes Bilderzeugung und Übertragung für das grüne Bild abgeschlossen sind,
• - und bei Aussendung des roten Lichtes Bilderzeugung und Übertragung für das rote Bild abgeschlossen sind.

In diesem Stadium führt der Benutzer den Einführteil 101 des elektronischen En­ doskops 100 in die Körperhöhle ein und richtet die an der Spitze ausgebildete Endfläche des Einführteils 101 auf das Objekt oder den Teil der Körperhöhlen­ wand, der betrachtet werden soll. Das blaue, das grüne und das rote Licht werden nacheinander von der Beleuchtungslinse 105a ausgesendet und beleuchten die Körperhöhlenwand. Das an der Körperhöhlenwand reflektierte Licht tritt in die Objektivlinse 106a ein, tritt durch das Bandpaßfilter 106b und wird auf die Bild­ empfangsfläche des Bildempfangselementes 106c gebündelt. Auf der Bildemp­ fangsfläche des Bildempfangselementes 106c werden somit nacheinander die blaue Komponente, die grüne Komponente und die rote Komponente des Objekt­ bildes erzeugt. Das Bildempfangselement 106c führt innerhalb der Bilderzeu­ gungsperiode eine fotoelektrische Wandlung durch und überträgt das gewandelte Signal innerhalb der Übertragungsperiode auf die Signalleitung 106d.

Die primäre Signalverarbeitungsschaltung 321 der Verarbeitungseinheit 320 des externen Gerätes 300 empfängt über die Signalleitung 106c das von dem Bild­ empfangselement erzeugte Signal. Die primäre Signalverarbeitungsschaltung 321 verstärkt das empfangene Signal, führt verschiedene Signalverarbeitungsopera­ tionen wie eine A/D-Wandlung aus und speichert dann das Signal als Bilddaten in dem RGB-Speicher der Steuerschaltung 322. Das bei Aussendung des blauen Lichtes erhaltene Signal wird in dem B-Bereich, das bei Aussendung des grünen Lichtes empfangene Signal in dem G-Bereich und das bei Aussendung des roten Lichtes erhaltene Signal in dem R-Bereich des RGB-Speichers gespeichert.

Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 323 empfängt die in dem RGB-Speicher der Steuerschaltung 322 gespeicherten Daten mit einer vorbestimmten zeitlichen Festlegung, also einem bestimmten Timing, führt eine D/A-Wandlung aus, codiert das Signal entsprechend dem vorliegenden TV-System und stellt dann das Ob­ jektbild auf dem Monitor 5 dar. Der Benutzer kann eine normale Objektbeobach­ tung durchführen, indem er das auf dem Monitor 5 dargestellte Bild betrachtet.

Der Benutzer kann weiterhin das Fluoreszenzbild des Objektes betrachten. Letz­ teres kann dadurch dargestellt werden, indem ein an der Bedieneinheit 102 vor­ gesehener, nicht dargestellter Schalter betätigt wird.

Wird dieser Schalter der Bedieneinheit 102 betätigt, so stellt die Systemsteuer­ einheit 330 fest, daß der Benutzer die Fluoreszenzbildbeobachtung gewählt hat. Die Systemsteuereinheit 330 steuert über die erste Treiberschaltung 324 und den Filterantriebsmotor 315b das drehbare Filter 315a so an, daß dessen opaker Teil in den Strahlengang eingeführt wird. Bei einem solchen Steuerablauf wird das von der Lichtquelle 311 ausgesendete weiße Licht durch den opaken Teil des Filters 315a abgeschirmt und trifft so nicht auf den Lichtleiter 105b.

Zur gleichen Zeit steuert die Systemsteuereinheit 330 die Stromquelle 23 der Be­ leuchtungsvorrichtung 2M so an, daß die Lichtabgabeelemente 21 Licht aussen­ den und die Blende 25a über die zweite Treiberschaltung 25c und den Blenden­ antriebsmotor 25b gedreht wird.

Die Steuerschaltung 322 der Verarbeitungseinheit 320 steuert die zweite Treiber­ schaltung 25c der Beleuchtungsvorrichtung 2M so an, daß letztere synchron mit den Bilderzeugungs- und Übertragungsperioden des Bildempfangselementes 106c betrieben wird. Die zweite Treiberschaltung 25c steuert also über den Blen­ denantriebsmotor 25b die Drehgeschwindigkeit der rotierenden Blende 25a so, daß die Zeit, während der sich die Öffnung der rotierenden Blende 25a in dem Strahlengang befindet, der Bilderzeugungsperiode des Bildempfangselementes 106c entspricht, und die Zeit, während der sich die Öffnung der rotierenden Blende 25a außerhalb des Strahlenganges befindet, der Übertragungsperiode des Bildempfangselementes 106c entspricht.

Das von den Lichtabgabeelementen 21 ausgesendete Anregungslicht trifft so in­ termittierend auf die Lichteintrittsfläche der Lichtleitersonde 26. Das in der Licht­ leitersonde 26 geführte Anregungslicht trifft auf die Körperhöhlenwand. Auf diese Weise wird die Körperhöhlenwand intermittierend mit dem Anregungslicht be­ leuchtet.

Bei Beleuchtung mit dem Anregungslicht fluoresziert die Körperhöhlenwand. Die Objektivlinse 106a sammelt sowohl das Fluoreszenzlicht als auch das reflektierte Anregungslicht. Das Bandpaßfilter 106b läßt das Fluoreszenzlicht durch, das re­ flektierte Anregungslicht jedoch nicht. Das durch das Bandpaßfilter 106b tretende Licht wird auf die Bildempfangsfläche des Bildempfangselementes 106c gebün­ delt und erzeugt so das Fluoreszenzobjektbild.

Wenn das Fluoreszenzobjektbild auf dem Bildempfangselement 106c erzeugt wird, arbeitet letzteres in der Bilderzeugungsperiode. Auf diese Weise wird das optische Bild in das elektrische Bildsignal gewandelt. Ist die Bilderzeugungsperi­ ode abgeschlossen und beginnt die Übertragungsperiode, so schirmt die rotie­ rende Blende 25a das Anregungslicht ab. Während der Übertragungsperiode des Bildempfangselementes 106c tritt somit kein Anregungslicht aus der Beleuch­ tungslinse 105a aus. Während der Übertragungsperiode gibt das Bildempfangs­ element 106c das dem Fluoreszenzlichtbild entsprechende Bildsignal auf die Si­ gnalleitung 106d aus.

Die primäre Signalverarbeitungsschaltung 321 empfängt über die Signalleitung 106d das von dem Bildempfangselement 106c übertragene Signal. Dann verstärkt die primäre Signalverarbeitungsschaltung 321 dieses Signal und führt verschie­ dene Signalverarbeitungsoperationen sowie eine A/D-Wandlung aus. Die primäre Signalverarbeitungsschaltung 321 speichert dann die so erhaltenen Daten in dem RGB-Speicher der Steuerschaltung 322.

Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 322 empfängt die in dem RGB-Speicher der Steuerschaltung 322 gespeicherten Daten mit einer vorbestimmten Zeitfestle­ gung, führt eine D/A-Wandlung sowie eine auf das TV-System ausgelegte Codie­ rung aus und stellt schließlich das Fluoreszenzbild auf dem Monitor 5 dar. Das Fluoreszenzbild kann dabei zu einem Bild modifiziert werden, dessen Farbe der Intensität des Fluoreszenzlichtes entspricht.

Indem der Benutzer das auf dem Monitor 5 dargestellte Bild betrachtet, kann er den Zustand des Objektes feststellen. Ist beispielsweise ein Abschnitt vorhanden, dessen Helligkeit geringer ist als die der übrigen Abschnitte, so kann er diesen Abschnitt als erkrankt diagnostizieren.

Durch Betätigen eines an der Bedieneinheit 102 vorgesehenen Schalters kann das Endoskopsystem 2000 in einen Anfangszustand versetzt werden, in dem die normale Beobachtung durchgeführt wird. Bei Erfassung einer solchen Betätigung des Schalters dreht die Systemsteuereinheit 330 das rotierende Filter 315a über die erste Treiberschaltung 324 und den Filterantriebsmotor 315b mit konstanter Geschwindigkeit. Zur gleichen Zeit steuert die Systemsteuereinheit 330 die Stromquelle 23 der Beleuchtungsvorrichtung 2M so an, daß die Lichtabgabeele­ mente 21 ausgeschaltet werden. Wie vorstehend erläutert, kann der Benutzer zwischen der normalen Bildbeobachtung und der Fluoreszenzbildbeobachtung nach Belieben umschalten.

Der Wellenlängenbereich des Anregungslichtes beträgt 380 bis 480 nm, vor­ zugsweise 400 bis 450 nm.

Claims (14)

1. Beleuchtungsvorrichtung (2) für ein Endoskopsystem (1000), die Licht auf eine Lichteintrittsfläche eines in dem Endoskopsystem (1000) vorgesehenen Lichtwellenleiters (15b) aussendet, aus dessen Austrittsfläche das Licht auf ein zu beleuchtendes Objekt fällt, gekennzeichnet durch mehrere Licht­ abgabeelemente (21), die jeweils einen monochromatischen Lichtstrahl so auf die Eintrittsfläche des Lichtwellenleiters (15b) richten, daß der Lichtstrahl innerhalb eines Öffnungswinkels der Lichteintrittsfläche liegt.

2. Beleuchtungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabgabeelemente (21) auf einer im wesentlichen sphärisch kon­ kaven Fläche (22a) angeordnet sind, deren Mittelpunkt auf der Mittelachse der Lichteintrittsfläche des Lichtwellenleiters (15b) liegt.

3. Beleuchtungsvorrichtung (2) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Haltevorrichtung (22) mit einer im wesentlichen sphärisch konkaven Halte­ fläche (22a), die der Lichteintrittsfläche des Lichtwellenleiters (15b) zuge­ wandt ist und an der die Lichtabgabeelemente (21) angebracht sind.

4. Beleuchtungsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabgabeelemente (21) lichtaussen­ dende Dioden sind.

5. Beleuchtungsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabgabeelemente (21) Laserdioden sind.

6. Beleuchtungsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabgabeelemente (21) Lichtstrahlen aussenden, deren Wellenlänge in einem Bereich von 380 bis 480 nm liegt.

7. Beleuchtungsvorrichtung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der Lichtstrahlen in einem Bereich von 400 bis 450 nm liegt.

8. Endoskopsystem (1000) mit einer Beleuchtungsvorrichtung (2), einem Endo­ skop, einem durch das Endoskop geführten Lichtwellenleiter (15b) mit einer Lichteintrittsfläche und einer Lichtaustrittsfläche sowie einer an einem di­ stalen Ende des Endoskops vorgesehenen Beleuchtungsoptik (15a), wobei der Lichtwellenleiter (15b) mit seiner Lichteintrittsfläche der Beleuchtungs­ vorrichtung (2) und mit seiner Lichtaustrittsfläche der Beleuchtungsoptik (15a) zugewandt ist und die Beleuchtungsoptik (15a) das ihr von der Licht­ austrittsfläche des Lichtwellenleiters (15b) zugeführte Licht auf ein Objekt richtet, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung (2) meh­ rere Lichtabgabeelemente (21) hat, die jeweils einen monochromatischen Lichtstrahl so auf die Lichteintrittsfläche des Lichtwellenleiters (15b) richten, daß der Lichtstrahl innerhalb eines Öffnungswinkels der Lichteintrittsfläche liegt.

9. Endoskopsystem (1000) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabgabeelemente (21) auf einer im wesentlichen sphärisch konkaven Fläche (22a) angeordnet sind, deren Mittelpunkt auf der Mittelachse der Lichteintrittsfläche des Lichtwellenleiters (15b) liegt.

10. Endoskopsystem (1000) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung (2) eine Haltevorrichtung (22) mit einer im we­ sentlichen sphärisch konkaven Haltefläche (22a) hat, die der Lichteintritts­ fläche des Lichtwellenleiters (15b) zugewandt ist und an der die Lichtabga­ beelemente (21) angebracht sind.

11. Endoskopsystem (1000) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lichtabgabeelemente (21) lichtaussendende Dioden sind.

12. Endoskopsystem (1000) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lichtabgabeelemente (21) Laserdioden sind.

13. Endoskopsystem (1000) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lichtabgabeelemente (21) Lichtstrahlen aussenden, deren Wellenlänge in einem Bereich von 380 bis 480 nm liegt.

14. Endoskopsystem (1000) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabgabeelemente (21) Lichtstrahlen aussenden, deren Wellenlänge in einem Bereich von 400 bis 450 nm liegt.