DE10240826B3 - Method of operating an endoscope - Google Patents

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David Dipl.-Ing. Hradetzky
Claas Dr. Müller
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Abstract

Ein Verfahren dient zum Betreiben eines Endoskops (1), das ein Objektiv (2), einen Übertragungskanal (4) zur Übertragung eines Bildes (17) eines vor dem Objektiv (2) befindlichen Objektes (100) zu einer Bildaufnahmeeinheit (6) als Detektionseinheit aufweist. Dabei werden innerhalb des gesamten auf die Bildaufnahmeeinheit (6) projizierten Bildes die Signale von beliebigen Teilbereichen (19a, 19b, 19c, 19d, 22a, 22b, 23a, 23b) mit beliebiger Lage auf der Bildaufnahmeeinheit (6) ausgelesen. Die ausgelesenen Signale der Teilbereiche (19a, 19b, 19c, 19d, 22a, 22b, 23a, 23b) werden auf einem Sichtgerät (16) in Teilen oder als Ganzes dargestellt.A method is used to operate an endoscope (1), which has a lens (2), a transmission channel (4) for transmitting an image (17) of an object (100) located in front of the lens (2) to an image recording unit (6) as a detection unit having. The signals from any partial areas (19a, 19b, 19c, 19d, 22a, 22b, 23a, 23b) with any position on the image recording unit (6) are read out within the entire image projected onto the image recording unit (6). The read out signals of the partial areas (19a, 19b, 19c, 19d, 22a, 22b, 23a, 23b) are displayed on a display device (16) in part or as a whole.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Endoskops, das ein Objektiv, einen Übertragungskanal zur Übertragung eines Bildes eines vor dem Objektiv befindlichen Objektes zu einer Bildaufnahmeeinheit als Detektionseinheit aufweist.The invention relates to a Method for operating an endoscope, which is a lens, a transmission channel for transmission an image of an object in front of the lens to a Has image recording unit as a detection unit.

Derartige Endoskope sowie Verfahren, bei denen solche Endoskope eingesetzt werden, sind in vielfältigen Ausführungen und für verschiedenste Verwendungszwecke bekannt. Dabei weisen die bekannten Endoskope eine starre Blickrichtung mit überwiegend zweidimensionaler Bildbetrachtung auf. Das durch das Objektiv aufgenommene Bild wird meist über eine elektrooptische Bildaufnahmeeinheit, vorzugsweise CCD-Chips, aufgenommen und auf Sichtgeräten, z.B. auf Videomonitoren oder LCD-Displays, angezeigt.Such endoscopes and methods in which such endoscopes are used, are in many versions and for various uses are known. The known Endoscopes a rigid viewing direction with predominantly two-dimensional Image viewing on. The image captured by the lens is usually over a electro-optical image recording unit, preferably CCD chips, recorded and on display devices, e.g. on video monitors or LCD displays.

Die elektrooptische Bildaufnahmeeinheit, die einen Chip mit einer Matrix aus lichtempfindlichen Elementen aufweist und beispielsweise in der US 5 452 004 und der US 4 942 473 beschrieben ist, ist entweder am proximalen Ende anstatt eines Okulars oder auf einem Okular aufgesetzt oder am distalen Ende des Endoskops nahe dem Objektiv angeordnet. Die Anordnung am distalen Ende erlaubt zwar ein einfaches optisches System zur Übertragung des Bildes, eine Miniaturisierung der Bauform des Endoskops ist aber durch die Größe des Chips der Bildaufnahmeeinheit begrenzt. Endoskope mit einer elektrooptischen Bildaufnahmeeinheit am proximalen Ende benötigen einen optischen Übertragungskanal zur Übertragung der Bildinformation vom Objektiv zur Bildaufnahmeeinheit. Der Übertragungskanal kann aus lichtleitenden Fasern bestehen, womit kleine Bauformen möglich sind, die Bildqualität jedoch nur gering ist, oder aus einem Linsensystem, das eine hohe Übertragungsqualität aufweist.The electro-optical image recording unit, which has a chip with a matrix of light-sensitive elements and, for example, in the US 5,452,004 and the US 4,942,473 is either placed on the proximal end instead of an eyepiece or on an eyepiece or arranged on the distal end of the endoscope near the objective. The arrangement at the distal end allows a simple optical system for transmitting the image, but miniaturization of the design of the endoscope is limited by the size of the chip of the image recording unit. Endoscopes with an electro-optical image acquisition unit at the proximal end require an optical transmission channel to transmit the image information from the objective to the image acquisition unit. The transmission channel can consist of light-conducting fibers, which makes small designs possible, but the image quality is only low, or a lens system that has a high transmission quality.

Auch bei der elektrooptischen Bildaufnahmeeinheit wird eine Miniaturisierung angestrebt, wie dies in der US 6 211 904 B1 am Beispiel eines CMOS-Sensor-Chips an chirurgischen Geräten oder Apparaturen wie beispielsweise Endoskopen beschrieben ist.Miniaturization is also sought in the electro-optical image recording unit, as is the case in the US 6 211 904 B1 using the example of a CMOS sensor chip on surgical devices or apparatus such as endoscopes.

Diese US 6 211 904 B1 weist ein Endoskop mit elektronischen Bildaufnehmern auf, wobei eine wahlfreie Zugriffsmöglichkeit auf beliebige Pixel vorhanden ist, um die elektronische Qualität der Signale zu verbessern und insbesondere auch den Rauschpegel zu reduzieren. Außer dem Zugriff auf einzelne Pixel kann auch der gesamte Bildinhalt ausgelesen werden.This US 6 211 904 B1 has an endoscope with electronic image recorders, with an optional access to any pixel being available in order to improve the electronic quality of the signals and in particular also to reduce the noise level. In addition to accessing individual pixels, the entire image content can also be read out.

Zur Verbesserung der bisherigen zweidimensionalen Darstellung des Operationsfeldes vor dem Objektiv des Endoskops sind dreidimensional darstellende Systeme bekannt. Für diese Darstellungsart wird eine stereoskopische Basis benötigt, vergleichbar mit dem Augenabstand des Menschen, um aus der Überlagerung zweier Bilder unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen räumlichen Eindruck vom Operationsfeld zu erhalten.To improve the previous two-dimensional Representation of the surgical field in front of the lens of the endoscope three-dimensional systems are known. For this A stereoscopic basis is required, comparable with the human eye to get out of the overlay of two images different viewing angles give a spatial impression of the surgical field to obtain.

Die stereoskopischen Bilder werden in der Regel von zwei getrennten Kameras erzeugt, die jeweils das Bild eines optischen Übertragungskanals eines Stereo-Endoskops aufnehmen, wie dies zum Beispiel in der US 5 428 386 beschrieben ist. In der US 5 381 784 ist ein Stereo-Endoskop beschrieben, welches am distalen Ende zwei elektrooptische Bildaufnahmeeinheiten (CCDs) aufweist, die jeweils ein stereoskopisches Halbbild aufnehmen und die durch den Abstand der CCDs die stereoskopische Basis bereitstellen. Dabei gibt es Systeme, die die Trennung entweder nahe dem Objektiv ( DE 42 19 851 A1 ) oder aber nahe dem Okular ( DE 197 01 199 A1 ) vollziehen. Bei dieser Trennung entstehen zwei unabhängige Bildteile, die, vom Betrachter gemeinsam wahrgenommen, einen stereoskopischen Eindruck hervorrufen. Verschiedenste optische Ansätze zur Generierung von stereoskopischen Halbbildern sind auch in DE 692 29 778 T2 dargelegt.The stereoscopic images are usually generated by two separate cameras, each of which records the image of an optical transmission channel of a stereo endoscope, as is the case, for example, in the US 5,428,386 is described. In the US 5,381,784 describes a stereo endoscope which has two electro-optical image recording units (CCDs) at the distal end, each of which records a stereoscopic field and which provide the stereoscopic base due to the distance between the CCDs. There are systems that either close the lens ( DE 42 19 851 A1 ) or near the eyepiece ( DE 197 01 199 A1 ). This separation creates two independent parts of the picture that, when viewed by the viewer together, create a stereoscopic impression. Various optical approaches for generating stereoscopic fields are also in DE 692 29 778 T2 explained.

Es sind aber auch Anordnungen bekannt, die mit einer Kamera auskommen, wie z.B. in DE 44 24 114 C1 oder JP 02237531 A beschrieben, und durch den Einsatz von Shuttern zwei räumlich überlagerte Halbbilder über eine Synchronisation der Kamerabilder mit der Transparenz des Shutters sequentiell trennen. Die Bildausgabe erfolgt sequentiell auf einem Monitor, wobei auch hier eine Synchronisation der Halbbilder mit dem entsprechenden Auge erforderlich ist.However, there are also known arrangements that make do with a camera, such as in DE 44 24 114 C1 or JP 02237531 A described, and by using shutters separate two spatially superimposed fields by synchronizing the camera images with the transparency of the shutter sequentially. The image is output sequentially on a monitor, with the fields also having to be synchronized with the corresponding eye.

Auch in der DE 197 01 199 A1 wird das Erzeugen stereoskopisch korrelierter Doppelbilder mit Hilfe einer Blendeneinrichtung (Shutter-Blende) im Strahlengang vom Objektiv zum Okular beschrieben. Dabei werden Teile eines aus einem einachsigen Okular kommenden Lichtstrahlenbündels mittels einer Blendeneinrichtung wechselweise ausgeblendet, wodurch sich der optische Schwerpunkt der verbleibenden Strahlen entsprechend verschiebt und ein stereoskopisches Doppelbild entsteht.Also in the DE 197 01 199 A1 the generation of stereoscopically correlated double images is described with the aid of an aperture device (shutter aperture) in the beam path from the objective to the eyepiece. Parts of a beam of light coming from a uniaxial eyepiece are alternately blanked out by means of a diaphragm device, as a result of which the optical center of gravity of the remaining beams is shifted accordingly and a stereoscopic double image is produced.

Die DE 42 19 851 A1 beschreibt eine Stereokamera mit einer optischen Linsenanordnung, mit der von einem Objekt zwei Bilder erzeugt werden können. Deren Lage auf einem Bildsensor wird durch die Anordnung und Ausrichtung der optischen Elemente bestimmt. Die Bildaufnahme erfolgt über eine einzelne Objektivlinse und das Bild wird im nachfolgenden Strahlenverlauf mittels eines Zwillingsprismas in zwei divergierende Bilder aufgespaltet, die dann einer gemeinsamen oder auch zwei getrennten lichtempfindlichen Bildvorrichtungen (fotografischer Film oder elektronischer Bildsensor) zugeführt werden. Durch die Strahlenführung und die Auftrennung des vom Objektiv aufgenommenen Gesamtbildes vor der Bildaufnahmeeinheit sinkt die optische Abbildungsqualität auf der Bildaufnahmeeinheit. Außerdem ist eine nachträgliche Justage oder Anpassung der Positionen der beiden Teilbereiche zueinander, beispielsweise für eine Anpassung an verschiedene Sichtgeräte und/oder Benutzer, nur schwierig und umständlich oder gar nicht möglich, weil diese Positionen durch den Aufbau der Anordnung fest vorgegeben sind.The DE 42 19 851 A1 describes a stereo camera with an optical lens arrangement with which two images of an object can be generated. Their position on an image sensor is determined by the arrangement and alignment of the optical elements. The image is captured by a single objective lens and the image is split into two diverging images in the subsequent beam path using a twin prism, which are then fed to a common or two separate light-sensitive image devices (photographic film or electronic image sensor). Due to the beam guidance and the separation of the overall image taken by the lens in front of the image recording unit, the optical imaging quality on the image recording unit drops. Except Subsequent adjustment or adjustment of the positions of the two partial areas to one another, for example for adjustment to different viewing devices and / or users, is difficult and cumbersome or not possible at all, because these positions are predetermined by the structure of the arrangement.

Eine räumliche Trennung der Bilder durch Auslesen zweier Teilbereiche auf einem Chip oder auf zwei Chips einer Bildaufnahmeeinheit ist in DE 38 06 190 C2 beschrieben. Dieses System stellt beide Halbbilder räumlich getrennt auf einem Monitor dar, die Zuordnung der Halbbilder zum entsprechenden Auge erfolgt über eine Polarisationsanordnung.A spatial separation of the images by reading out two partial areas on one chip or on two chips of an image recording unit is shown in DE 38 06 190 C2 described. This system displays both fields spatially separated on a monitor, the fields are assigned to the corresponding eye using a polarization arrangement.

Eine Änderung der Position der beiden Halbbilder zueinander ist auf elektronischem Wege nicht möglich, sodass eine exakte, mit entsprechendem Aufwand verbundene, optische Justage des Systems vorgenommen werden muss, um aus den Halbbildern eine Überlagerung und somit ein stereoskopisches Bild zu erhalten. Weitere Nachteile dieses Systems sind die durch das Endoskop hindurch zu dessen distalen Ende hin verlaufende elektrischen und hochfrequenten Signalleitungen. Die Größe dieses Endoskops wird im wesentlichen durch den eingesetzten Bildempfänger bestimmt, was eine Miniaturisierung des Gerätes nur in Grenzen gestattet.A change in the position of the two Fields to each other are not possible electronically, so an exact, optical adjustment associated with corresponding effort of the system must be made to overlay the fields and thus get a stereoscopic image. Other disadvantages of this system are those through the endoscope to its distal end End-to-end electrical and high-frequency signal lines. The size of this endoscope is essentially determined by the image receiver used, which only allows miniaturization of the device to a limited extent.

Eine andere Art der Verbesserung der Darstellung des Operationsraumes vor dem Objektiv des Endoskops stellt die Möglichkeit dar, die Blickrichtung zu variieren oder Bereiche des Operationsfeldes zu vergrößern (Zoom).Another kind of improvement the representation of the operating room in front of the lens of the endoscope represents the possibility is to vary the direction of view or areas of the surgical field enlarge (zoom).

Die US 5 196 928 beschreibt eine Bildverarbeitungseinheit, die mehrere Bilder von unabhängigen Endoskopen auf einem Monitor darstellt. Es handelt sich dabei um eine Technik, wie sie auch von Fernsehapparaten mit "Bild-in-Bild" Funktion bekannt sind.The US 5,196,928 describes an image processing unit that displays several images from independent endoscopes on a monitor. It is a technique that is also known from television sets with "picture-in-picture" function.

Auch eine Transformation von Bildern, die mit Hilfe einer Rundumsicht-Optik (Fischaugenoptik) aufgenommen wurden und entsprechend verzerrt sind, in eine weitgehend ebene, entzerrte Darstellung, wie in DE 198 06 279 A1 beschrieben ist, ist möglich, wobei es bei der Transformation jedoch zu einem Verlust von Bildinformation kommen kann.Also a transformation of images that were taken with the help of all-round vision optics (fisheye optics) and are correspondingly distorted into a largely flat, rectified representation, as in DE 198 06 279 A1 is possible, but there may be a loss of image information during the transformation.

Variable Blickrichtungen sind in heutigen Endoskopsystemen dem technischen Bereich (Boreskope) vorbehalten. Hier existieren Reflexions-Schwenkprismen-Systeme verschiedener Hersteller, wie sie in WO 01/22865 A1 oder US 6 066 090 beschrieben sind.In today's endoscope systems, variable viewing directions are reserved for the technical area (borescopes). Here there are reflection pivot prism systems from different manufacturers, as described in WO 01/22865 A1 or US 6 066 090 are described.

Neben der Verstellung von Prismen, wie sie auch in DE 299 07 430 U1 und DE 198 39 188 A1 beschrieben ist, gibt es noch andere Möglichkeiten, eine Blickrichtungsänderungen zu realisieren. So beschreibt DE 199 03 437 C1 mechanische Lösungen zum Bewegen des distalen Endes von Endoskopen.In addition to the adjustment of prisms, as also in DE 299 07 430 U1 and DE 198 39 188 A1 there are other ways of realizing a change in viewing direction. So describes DE 199 03 437 C1 mechanical solutions for moving the distal end of endoscopes.

In US 6 110 105 wird mittels einer Weitwinkeloptik, einem longitudinal verschiebbaren Spiegel und einem zu einer Übertragungsoptik starrem Spiegel eine Umlenkung eines Teilbereiches des Bildes in das Übertragungssystem erreicht. Durch eine Verschiebung des ersten Spiegels kann ein anderer Bereich des Bildes in das Übertragungssystem gelangen, was einer Änderung der Blickrichtung entspricht. Wegen der aufwendigen mechanischen Bewegungen am distalen Ende des Endoskops, die vom proximalen Ende des Endoskops her mit Hilfe einer entsprechenden Ansteuermechanik durchgeführt werden, ist eine Miniaturisierung solcher Systeme nur begrenzt möglich. Außerdem ist die Mechanik solcher Systeme fehleranfällig und bedarf einer Wartung, um die Funktionsfähigkeit zu gewährleisten.In US 6 110 105 deflection of a partial area of the image into the transmission system is achieved by means of wide-angle optics, a longitudinally displaceable mirror and a mirror which is rigid with respect to transmission optics. By shifting the first mirror, another area of the image can enter the transmission system, which corresponds to a change in the viewing direction. Because of the complex mechanical movements at the distal end of the endoscope, which are carried out from the proximal end of the endoscope with the aid of an appropriate control mechanism, miniaturization of such systems is only possible to a limited extent. In addition, the mechanics of such systems are prone to errors and require maintenance to ensure their functionality.

DE 43 04 422 C1 stellt die Änderung des Gesichtsfeldes durch ein Zoom-Endoskop dar. Die Zoom-Funktion ist dabei mechanisch ausgeführt, was wegen der vorbeschriebenen Merkmale mechanischer Systeme nachteilig ist, und dabei so ausgelegt, dass bei kleinster Vergrößerung das Bild den gesamten Chip bedeckt, während bei größerer Vergrößerung nur ein Teil des Bildes den gesamten Chip bedeckt. Durch das parallele Verschieben des CCD-Chips als Bildaufnahmeeinheit kann ein anderer Teilbereich des Gesichtsfeldes erfasst und somit eine andere Blickrichtung gewählt werden. DE 43 04 422 C1 represents the change in the field of view by means of a zoom endoscope. The zoom function is carried out mechanically, which is disadvantageous because of the features of mechanical systems described above, and is designed so that the image covers the entire chip at the smallest magnification, while at the larger one Magnification only part of the image covers the entire chip. By moving the CCD chip in parallel as an image recording unit, a different partial area of the visual field can be captured and a different viewing direction can thus be selected.

Ein ähnlicher Ansatz wird auch im Schlussbericht der Sektion für Minimalinvasive Chirurgie, Chirurgischen Klinik der Eberhard-Karls-Universität Tübingen im BMBF Verbundprojekt 1995-1999 "Sichtsysteme für die minimal-invasive Chirurgie 'SIMIC'" dargelegt, wo der Bildempfänger (mechanisch) relativ zum Bild verschoben wird, um eine Änderung der Blickrichtung zu realisieren.A similar approach is also used in Final report of the section for Minimally invasive surgery, surgical clinic of the Eberhard-Karls-University Tübingen in BMBF joint project 1995-1999 "Vision systems for minimally invasive Surgery 'SIMIC' "spelled out where the image receiver (mechanical) relative is moved to the image to change the direction of view realize.

Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zum Betreiben eines Endoskops zu entwickeln, welches mechanisch einfach aufgebaut ist, wobei die für die Steuerung des Endoskops notwendigen mechanischen Bewegungen im oder am Endoskop möglichst gering sein sollen und welches sich für unterschiedliche Betrachtungssituationen im Operationsbereich einsetzen lässt und dabei auch auf einfache Weise und mit wenig konstruktivem Aufwand die Erzeugung eines dreidimensionalen Effektes vom Operationsfeld ermöglicht.There is therefore the task of a Develop a method for operating an endoscope, which is mechanical is simply constructed, the one used to control the endoscope necessary mechanical movements in or on the endoscope if possible should be low and which is suitable for different viewing situations can be used in the operating area and also in a simple manner and with little design effort the creation of a three-dimensional effect from the operating field allows.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung im Wesentlichen ein Verfahren vor, welches vor allem dadurch gekennzeichnet ist, dass zwei stereoskopische Halbbilder direkt einer Bildaufnahmeeinheit zugeführt werden, dass innerhalb des gesamten auf die Bildaufnahmeeinheit projizierten Bildes die Signale von beliebigen ausgelesenen Teilbereichen mit beliebiger Lage auf der Bildaufnahmeeinheit ausgelesen werden und dass die Positionen der ausgelesenen, jeweils ein stereoskopisches Halbbild bildenden Teilbereiche zur Erzielung einer dreidimensionalen Darstellung auf einem zweikanaligen Sichtgerät zueinander ausgerichtet werden.The invention proposes to achieve this object essentially a process that is characterized primarily by this is that two stereoscopic fields directly from an image acquisition unit supplied be that within the entire on the imaging unit projected image the signals from any selected partial areas can be read out at any position on the image acquisition unit and that the positions of the read, each a stereoscopic Field-forming partial areas to achieve a three-dimensional representation on a two-channel display device aligned with each other.

Somit werden zwei Teilbereiche eines einzigen Bildsensors zur Aufnahme von Stereobildpaaren genutzt.Thus two sub-areas become one only image sensor used to record stereo image pairs.

Auf diese Weise ist es möglich, praktisch jedes System, welches stereoskopische Halbbilder liefert, für dieses Verfahren zu verwenden und damit einen dreidimensionalen Effekt beim Betrachten des Operationsfeldes zu erreichen. Dies betrifft neben bekannten Stereoendoskopen beispielsweise auch Stereo-Mikroskope. Die Justage der beiden stereoskopischen Halbbilder kann dabei rein elektronisch erfolgen, so dass die Montage einer solchen Anordnung wesentlich vereinfacht ist.In this way it is possible to be practical any system that provides stereoscopic fields for this Use method and thus a three-dimensional effect to achieve when looking at the operating field. this concerns In addition to known stereo endoscopes, for example, stereo microscopes. The adjustment the two stereoscopic fields can be purely electronic take place, so that the assembly of such an arrangement is essential is simplified.

Werden die Teilbereiche in der Größe verändert und weiterhin auf dem Sichtgerät formatfüllend dargestellt, entspricht dies einer Zoom-Funktion.Are the sections changed in size and still on the display device shown in full format, this corresponds to a zoom function.

Wenn der Teilbereich größer ist als das Ausgabeformat des Sichtgerätes, wenn also die Pixelanzahl der ausgelesenen Teilbereiche größer ist als die Pixelanzahl des Ausgabeformates des Sichtgerätes bei in etwa gleichem Seitenverhältnis, wird das Bild vor der Darstellung auf dem Sichtgerät verkleinert und an das Ausgabeformat des Sichtgerätes angepasst. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Seitenverhältnis der ausgelesenen Teilbereiche mit dem Seitenverhältnis des Ausgabeformates übereinstimmt.If the section is larger than the output format of the display device, if the number of pixels the partial areas read out is larger than the number of pixels in the output format of the display device in approximately the same aspect ratio, the image is reduced in size before being displayed on the display unit and adapted to the output format of the display device. It is advantageous if the aspect ratio of the read out sub-areas matches the aspect ratio of the output format.

Wenn der ausgelesene Teilbereich kleiner ist als das Ausgabeformat des Sichtgerätes, wenn also die Pixelanzahl der ausgelesenen Teilbereiche kleiner ist als die Pixelanzahl des Ausgabeformates des Sichtgerätes bei in etwa gleichem Seitenverhältnis, wird das Bild vor der Darstellung auf dem Sichtgerät vergrößert und an das Ausgabeformat des Sichtgerätes angepasst. Die zur Anzeige nötigen zusätzlichen Pixel werden über Interpolation zwischen den Pixeln aus dem ausgelesenen Teilbereich erzeugt. Auch hier ist es vorteilhaft, wenn das Seitenverhältnis der ausgelesenen Teilbereiche mit dem Seitenverhältnis des Ausgabeformates übereinstimmt.If the selected section is smaller than the output format of the display device, i.e. if the number of pixels of the partial areas read out is smaller than the number of pixels of the Output format of the display device with approximately the same aspect ratio the image is enlarged before being displayed on the display unit and to the output format of the display device customized. The ones necessary for the display additional pixels are about Interpolation between the pixels from the selected area generated. It is also advantageous here if the aspect ratio of the read out Subareas with the aspect ratio of Output format matches.

Eine solche Zoom-Funktion ist somit ohne mechanische Bewegung rein elektronisch möglich und sehr flexibel einsetzbar. Der nutzbare Zoom-Bereich ist nur durch die Auflösung der eingesetzten Bildaufnahmeeinheit, durch die Auflösung des eingesetztem Sichtgerätes und durch die Qualität des zum Einsatz kommenden Interpolationsalgorithmus vorgegeben.Such a zoom function is thus Purely electronically possible without mechanical movement and very flexible to use. The usable zoom range is only due to the resolution of the image acquisition unit used, through the dissolution of the display device used and by the quality of the interpolation algorithm used.

Die Erzielung eines dreidimensionalen Eindrucks vom Operationsfeld ist auch dann möglich, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung, für die selbstständiger Schutz beansprucht wird, das Bild eines Objektes von einem einzigen Objektiv aufgenommen und über einen einzigen Übertragungskanal zur Bildaufnahmeeinheit übertragen wird, wenn die Signale zweier horizontal zueinander versetzt liegender Teilbereiche auf der Bildaufnahmeeinheit ausgelesen werden und wenn die ausgelesenen Signale der beiden Teilbereiche auf den beiden Kanälen eines zweikanaligen Sichtgerätes zur Erzielung eines dreidimensionalen Eindrucks dargestellt werden.Achieving a three-dimensional An impression of the surgical field is also possible if after an arrangement of the invention, for the more self-employed Protection is claimed, the image of an object by a single Objectively recorded and over a single transmission channel for Transfer image acquisition unit becomes when the signals of two horizontally offset Partial areas can be read out on the image recording unit and if the read signals of the two sections on the two channels of a two-channel display device are shown to achieve a three-dimensional impression.

Auf diese Weise kann mit bekannten einkanaligen Endoskopen ein räumlicher Eindruck des Operationsfeldes erzeugt werden, ohne dass dafür zusätzlicher mechanischer Aufwand nötig ist. Dabei kann zwar mit diesem Verfahren nicht ganz der starke räumliche Eindruck des Verfahrens, welches auf zwei stereoskopischen Halbbildern basiert, die von zwei getrennten Objektiven aufgenommen wurden, erreicht werden, jedoch besteht der Vorteil dieses Verfahrens vor allem darin, mit einem herkömmlichen Endoskop, welches nur einen Übertragungskanal aufweist, trotzdem einen räumlichen, dreidimensionalen Eindruck vom Operationsfeld zu erhalten.This way you can use known ones single-channel endoscopes a spatial Impression of the surgical field can be generated without additional mechanical effort required is. This method is not quite the strong one spatial Impression of the procedure, which is shown on two stereoscopic fields based, which were captured by two separate lenses the main advantage of this method is that with a conventional endoscope, which has only one transmission channel, nevertheless a spatial, to get a three-dimensional impression of the operating field.

Aus der DE 42 19 851 A1 ist zwar eine Stereokamera bekannt, bei der der Übertragungskanal ein einziges Objektiv aufweist. Im weiteren Verlauf des Übertragungskanals erfolgt dann jedoch eine Aufspaltung der Lichtstrahlen zur Erzeugung zweier Bilder, die auf einer gemeinsamen Bildvorrichtung oder auf zwei separaten Bildvorrichtungen gebildet werden.From the DE 42 19 851 A1 a stereo camera is known in which the transmission channel has a single lens. In the further course of the transmission channel, however, the light beams are split to produce two images which are formed on a common image device or on two separate image devices.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verläuft dagegen die einkanalige Bildübertragung bis zur Bildaufnahmeeinheit und erst dort erfolgt elektronisch die Aufspaltung in zwei Bilder, die dann auf einfache Weise in ihrer Lage relativ zueinander und in ihrer Größe veränderbar sind.In the method according to the invention extends in contrast, single-channel image transmission to the image acquisition unit and only there is the electronically Splitting into two pictures, which are then easy in their Location relative to each other and their size can be changed.

Der mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbare, dreidimensionale Effekt kann auch mit einer Blickrichtungsänderung kombiniert werden. Dabei ist vorgesehen, dass für eine Blickrichtungsänderung im Bereich der beiden auf die Bildaufnahmeeinheit projizierten getrennten Bilder jeweils die Signale eines Teilbereichs an verschiedenen Positionen auf der Bildaufnahmeeinheit ausgelesen werden, wobei die ausgelesenen Teilbereiche im Gesamtbereich eines stereoskopischen Halbbildes beliebig, die beiden einander entsprechenden Teilbereiche relativ zueinander aber gleich positioniert sind. Eine Änderung der Blickrichtung kann dabei in horizontaler und/oder vertikaler Richtung ausgeführt werden.The means of the inventive method Achievable, three-dimensional effect can also be achieved by changing the viewing direction be combined. It is provided that for a change of viewing direction in the area of the two separate ones projected onto the image recording unit Images of the signals of a sub-area at different positions can be read out on the image recording unit, the read out ones Sub-areas in the overall area of a stereoscopic field arbitrary, the two corresponding partial areas relative are positioned equally to each other. A change in the viewing direction can be carried out in the horizontal and / or vertical direction.

Auch der vorbeschriebene dreidimensionale Eindruck kann mit einer Blickrichtungsänderung kombiniert werden. Dabei ist es vorgesehen, dass für eine Blickrichtungsänderung im Bereich des gesamten auf die Bildaufnahmeeinheit projizierten Bildes jeweils die Signale zweier horizontal zueinander versetzt liegender Teilbereiche mit beliebiger, relativ zueinander aber gleicher Lage auf der Bildaufnahmeeinheit ausgelesen werden. Auch hierbei kann eine Änderung der Blickrichtung in horizontaler und/oder vertikaler Richtung ausgeführt werden.Even the three-dimensional impression described above can be combined with a change of viewing direction become. It is provided that for a change in viewing direction in the area of the entire projected onto the image recording unit Images of the signals of two horizontally offset from each other lying partial areas with any, but relative to each other the same Position on the image acquisition unit can be read out. Here too can be a change the viewing direction in the horizontal and / or vertical direction.

Ebenso ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, beispielsweise die Bilder mehrerer Endoskope auf eine Bildaufnahmeeinheit zu projizieren. Dafür ist es zweckmäßig, wenn zur gleichzeitigen Darstellung mehrerer Teilbereiche eines Operationsfeldes oder mehrerer Operationsfelder die Bilder mehrerer unabhängiger Übertragungskanäle auf die Bildaufnahmeeinheit projiziert werden und wenn die Signale dieser Bilder auf einem Sichtgerät in Teilen oder als Ganzes dargestellt werden. Beispielsweise kann damit ein Operationsbereich aus zwei verschiedenen Richtungen aufgenommen werden und diese beiden Bilder dann auf zwei Sichtgeräten gleichzeitig ausgegeben werden. Damit kann das Operationsfeld durch die größere Menge an Bildinformation besser beobachtet und die Operationszeit verkürzt werden.It is also possible with the method according to the invention, for example, to project the images of several endoscopes onto an image recording unit. For this purpose, it is expedient if the images of a plurality of independent transmission channels are projected onto the image recording unit for the simultaneous display of a plurality of subareas of an operation field or a plurality of operation fields and if Signals of these images can be displayed on a display device in part or as a whole. For example, an operation area can be recorded from two different directions and these two images can then be output simultaneously on two viewing devices. The larger amount of image information enables the operating field to be better observed and the operating time to be shortened.

Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenen Maßnahmen ergibt sich ein Verfahren, welches flexibel für unterschiedliche Zwecke auf dem Gebiet der Endoskopie eingesetzt werden kann. Dabei können vorhandene Endoskope auf einfache Art und Weise umgerüstet werden, um für dieses Verfahren einsetzbar zu sein. Ein mechanischer Zusatzaufwand entsteht beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht. Die Miniaturisierung der einsetzbaren Endoskope ist also nur durch deren optische und grundlegende mechanische Parameter (z.B. nötige Abbildungsqualität oder nötige Festigkeit) begrenzt.Especially when combining individual or one or more of the measures described above results in a procedure which is flexible for different purposes in the field of endoscopy can be. You can existing endoscopes can be easily converted, um for this method can be used. A mechanical additional effort does not arise when using the method according to the invention. Miniaturization The endoscopes that can be used are therefore only optical and basic mechanical parameters (e.g. necessary image quality or required strength) limited.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelteilen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:Below is the invention with its essential parts explained in more detail with reference to the drawing. It shows in a partially schematic representation:

1 einen Längsschnitt durch ein Endoskop mit zwei verschiedenen Blickrichtungen als Strahlengänge, 1 a longitudinal section through an endoscope with two different viewing directions as beam paths,

2 eine Frontalansicht der Bildaufnahmeeinheit und darauf vollständig projiziertem Bild, 2 2 shows a front view of the image recording unit and the image completely projected onto it,

3 eine Frontalansicht der Bildaufnahmeeinheit und darauf überlappend projiziertem Bild, 3 2 shows a front view of the image recording unit and the image projected overlapping it,

4 eine Frontalansicht der Bildaufnahmeeinheit mit einem ausgelesenen Teilbereich des Bildes, 4 2 shows a frontal view of the image recording unit with a read-out partial area of the image,

5 eine Frontalansicht der Bildaufnahmeeinheit mit einer Darstellung der Verschiebung eines Teilbereiches, 5 1 shows a front view of the image recording unit with a representation of the displacement of a partial area,

6 eine Frontalansicht der Bildaufnahmeeinheit mit einer Darstellung der Verkleinerung eines Teilbereiches, 6 1 shows a frontal view of the image recording unit with a representation of the reduction of a partial area,

7 eine Frontalansicht der Bildaufnahmeeinheit mit einer Darstellung der Vergrößerung eines Teilbereiches, 7 1 shows a frontal view of the image recording unit with a representation of the enlargement of a partial area,

8 eine Frontalansicht der Bildaufnahmeeinheit mit zwei darauf vollständig projizierten stereoskopischen Bildern, 8th 2 shows a frontal view of the image recording unit with two stereoscopic images completely projected onto it,

9 eine Frontalansicht der Bildaufnahmeeinheit mit zwei auf die Bildaufnahmeeinheit überlappend projizierten stereoskopischen Bildern, 9 2 shows a front view of the image recording unit with two stereoscopic images projected overlapping onto the image recording unit,

10 eine Frontalansicht der Bildaufnahmeeinheit mit zwei ausgelesenen Teilbereichen, 10 2 shows a frontal view of the image recording unit with two partial areas read out,

11 eine Frontalansicht der Bildaufnahmeeinheit mit einer Darstellung der parallelen Verschiebung zweier Teilbereiche sowie 11 a frontal view of the image recording unit with a representation of the parallel displacement of two sections and

12 eine Funktionsblock-Darstellung eines Endoskops mit elektronischer Bildauswertung. 12 a functional block representation of an endoscope with electronic image evaluation.

Ein im Ganzen mit 1 bezeichnetes und in 1 im Längsschnitt dargestelltes Endoskop weist ein Objektiv 2, einen Übertragungskanal 4 und ein abbildendes System 40 zur Übertragung eines Bildes 17 (2, 3) eines vor dem Objektiv 2 befindlichen Objektes 100 zu einer Bildaufnahmeeinheit 6 als Detektionseinheit auf. Außerdem zeigt 1 zwei verschiedene Blickrichtungen 18a und 18b im gesamten Gesichtsfeld des Endoskops 1 als Strahlengänge, die von einem distalen Ende des Endoskops 1 mit dem Objektiv 2 über den Übertragungskanal 4 und dem abbildenden System 40 zu der an einem proximalen Ende 3 befindlichen Bildaufnahmeeinheit 6 verlaufen. Mit diesem Endoskop 1 können innerhalb des gesamten auf die Bildaufnahmeeinheit 6 projizierten Bildes 17 die Signale von beliebigen Teilbereichen 19a, 19b, 19c, 19d, 22a, 22b, 23a, 23b mit beliebiger Lage auf der Bildaufnahmeeinheit 6 ausgelesen werden, wobei die ausgelesenen Signale der Teilbereiche 19a, 19b, 19c, 19d, 22a, 22b, 23a, 23b auf einem Sichtgerät 16 in Teilen oder als Ganzes dargestellt werden (vgl. dazu auch 4, 5, 6, 7, 10, 11),A whole with 1 designated and in 1 The endoscope shown in longitudinal section has a lens 2 , a transmission channel 4 and an imaging system 40 to transfer an image 17 ( 2 . 3 ) one in front of the lens 2 located object 100 to an image acquisition unit 6 as a detection unit. Also shows 1 two different perspectives 18a and 18b in the entire field of view of the endoscope 1 as beam paths from a distal end of the endoscope 1 with the lens 2 over the transmission channel 4 and the imaging system 40 to that at a proximal end 3 located image acquisition unit 6 run. With this endoscope 1 can within the entire on the imaging unit 6 projected image 17 the signals from any section 19a . 19b . 19c . 19d . 22a . 22b . 23a . 23b with any position on the image acquisition unit 6 be read out, the read out signals of the partial areas 19a . 19b . 19c . 19d . 22a . 22b . 23a . 23b on a viewing device 16 presented in part or as a whole (see also 4 . 5 . 6 . 7 . 10 . 11 )

4 zeigt die Positionierung eines Teilbereiches 19a mit den Abmessungen WX WY und der Position X, Y auf der Bildaufnahmeeinheit 6, die die Abmessungen NX, NY hat. Die Abmessungen NX und NY und die daraus resultierende Pixelanzahl der Bildaufnahmeeinheit 6 sind dabei größer als die Abmessungen WX, WY und die daraus resultierende Pixelanzahl des Teilbereiches 19a. 4 shows the positioning of a section 19a with the dimensions W X W Y and the position X, Y on the image acquisition unit 6 which has the dimensions N X , N Y. The dimensions N X and N Y and the resulting number of pixels of the image recording unit 6 are larger than the dimensions W X , W Y and the resulting number of pixels of the partial area 19a ,

2 und 3 zeigen zwei Möglichkeiten der Projektion des gesamten vom Objektiv 2 aufgenommenen Bildes 17 auf der Bildaufnahmeeinheit 6. Dabei ist in 2 das Bild 17 vollständig auf die Bildaufnahmeeinheit projiziert, sodass keine Informationen verloren gehen, jedoch wird die Fläche der Bildaufnahmeeinheit 6 nicht völlig ausgenutzt. In 3 überlappt das aufgenommene Bild 17 die Bildaufnahmeeinheit 6, sodass zwar Informationen am Rand des Bildes 17 verloren gehen, jedoch die gesamte Fläche der Bildaufnahmeeinheit 6 ausgenutzt wird. Um die Vorteile beider Projektionsmöglichkeiten zu nutzen und gleichzeitig die Nachteile zu minimieren, kann in einer nicht dargestellten Variante das Bild 17 derart auf die Bildaufnahmeeinheit projiziert werden, dass einerseits möglichst wenig Information verloren geht, d.h. die Überlappung gering ist bei gleichzeitig möglichst guter Ausnutzung der Fläche der Bildaufnahmeeinheit 6. 2 and 3 show two ways of projecting the whole of the lens 2 captured image 17 on the image acquisition unit 6 , Here is in 2 the picture 17 completely projected onto the image acquisition unit so that no information is lost, however the area of the image acquisition unit 6 not fully exploited. In 3 overlaps the captured image 17 the image acquisition unit 6 , so information at the edge of the picture 17 lost, but the entire area of the image recording unit 6 is exploited. In order to take advantage of both projection options and at the same time minimize the disadvantages, the image can be shown in a variant that is not shown 17 are projected onto the image recording unit in such a way that on the one hand as little information as possible is lost, ie the overlap is small while at the same time the surface of the image recording unit is used as well as possible 6 ,

6 zeigt einen auf der Bildaufnahmeeinheit 6 ausgelesenen Teilbereich 19a, der nach der Positionierung in seinen Abmessungen verkleinert wird, wobei die Position des Zentrums des Teilbereichs gleich bleibt. Wenn die Pixelanzahl des Teilbereichs 19a mit der Pixelanzahl des Ausgabeformates eines Sichtgerätes 16 in etwa übereinstimmt, dann wird der kleinere neue Teilbereich 19c bei einer formatfüllenden Anzeige auf dem Sichtgerät 16 vergrößert dargestellt. 6 shows one on the image pickup unit 6 selected section 19a , which is reduced in size after positioning, the position of the center of the partial area remaining the same. If the number of pixels of the partial area 19a with the number of pixels of the output format of a display device 16 roughly matches, then the smaller new section 19c with a format-filling display on the display device 16 shown enlarged.

7 zeigt den in 6 dargestellten Vorgang in umgekehrter Richtung. Der Teilbereich 19a mit einer Pixelanzahl, die in etwa mit der Pixelanzahl des Ausgabeformates eines Sichtgerätes 16 übereinstimmt, wird nach der Positionierung in seinen Abmessungen vergrößert, wobei die Position des Zentrums des Teilbereichs gleich bleibt. Eine formatfüllende Darstellung des größeren Teilbereichs 19d erfolgt dann auf dem Sichtgerät 16 verkleinert. 7 shows the in 6 process shown in reverse. The subarea 19a with a number of pixels that roughly corresponds to the number of pixels of the output format of a display device 16 matches, the dimensions are increased after the positioning, the position of the center of the partial area remaining the same. A format-filling representation of the larger section 19d then takes place on the display device 16 reduced.

Die 8 und 9 zeigen vergleichbar mit 2 und 3 die Möglichkeiten der Projektion von Bildern auf die Bildaufnahmeeinheit 6 am Beispiel stereoskopischer Halbbilder 20 und 21. Dabei sind die Positionen der beiden stereoskopischen Halbbilder 20 und 21 zur Erzielung einer dreidimensionalen Darstellung auf einem zweikanaligen Sichtgerät 16 auf der Bildaufnahmeeinheit 6 zueinander ausgerichtet. Für die Projektion in 9 wurden die beiden stereoskopischen Halbbilder 20 und 21 durch eine Blende gegeneinander abgeschirmt, um eine gegenseitige Überlappung zu vermeiden.The 8th and 9 show comparable to 2 and 3 the possibilities of projecting images onto the image acquisition unit 6 using the example of stereoscopic fields 20 and 21 , Here are the positions of the two stereoscopic fields 20 and 21 to achieve a three-dimensional display on a two-channel display device 16 on the image acquisition unit 6 aligned with each other. For projection in 9 were the two stereoscopic fields 20 and 21 shielded from each other by a panel to avoid mutual overlap.

5 zeigt die Verschiebung des Teilbereiches 19a auf der Bildaufnahmeeinheit 6 zu einer anderen Position. Der neue Teilbereich 19b bleibt dabei im Vergleich zum ursprünglichen Teilbereich 19a in der Größe unverändert. Diese Verschiebung eines Teilbereiches entspricht damit einer Blickrichtungsänderung. 5 shows the displacement of the partial area 19a on the image acquisition unit 6 to another position. The new section 19b remains in comparison to the original section 19a unchanged in size. This shift of a partial area corresponds to a change in the direction of view.

Eine Blickrichtungsänderung durch die Verschiebung von Teilbereichen auf der Bildaufnahmeeinheit 6 ist auch bei stereoskopischen Halbbildern möglich, wie 10 und 11 zeigen. 10 stellt dabei einen Anfangszustand der beiden ausgelesenen Teilbereiche 22a und 23a der stereoskopischen Halbbilder 20 und 21 (siehe 8 und 9) dar. Die beiden Teilbereiche 22a und 23a sind dabei zueinander auf der Bildaufnahmeeinheit 6 ausgerichtet, um eine dreidimensionale Darstellung auf dem Sichtgerät 16 zu erreichen. Für eine Blickrichtungsänderung und gleichzeitiger dreidimensionaler Darstellung auf dem Sichtgerät 16 werden die beiden Teilbereiche 22a und 23a im Gesamtbereich der stereoskopischen Halbbilder 20 und 21 auf der Bildaufnahmeeinheit 6 beliebig, in diesem Fall nach oben, verschoben. Relativ zueinander bleibt die Position der beiden Teilbereiche 22a und 23a aber gleich.A change in viewing direction due to the shifting of partial areas on the image acquisition unit 6 is also possible with stereoscopic fields, such as 10 and 11 demonstrate. 10 represents an initial state of the two partial areas read out 22a and 23a of the stereoscopic fields 20 and 21 (please refer 8th and 9 ). The two sections 22a and 23a are each other on the image acquisition unit 6 aligned to a three-dimensional representation on the display device 16 to reach. For a change of viewing direction and simultaneous three-dimensional display on the viewing device 16 become the two subsections 22a and 23a in the entire range of stereoscopic fields 20 and 21 on the image acquisition unit 6 arbitrarily, in this case moved upwards. The position of the two sections remains relative to each other 22a and 23a but the same.

12 zeigt eine Funktionsblock-Darstellung mit den Funktionsgruppen eines elektronischen Endoskops 1, wie es zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens verwendet werden kann. Erkennbar ist, dass ein Bild 17 eines Objektes (100) über einen Übertragungskanal 4 einer Kamera 5 zugeführt wird. Die Kamera 5 verarbeitet diese Bildinformation über eine Bildaufnahmeeinheit 6 zu einem elektronischen Signal. Die Bildaufnahmeeinheit 6 kann dabei einen Sensor-Chip zur Gewinnung von monochromatischen oder farbigen Bildern oder drei Chips zur Gewinnung von Farbbildern aufweisen. Jeder einzelne Sensor-Chip eines solchen Aufbaus mit drei Sensor-Chips verarbeitet dabei einen bestimmten Spektralbereich des Lichtes. Die zusammengesetzten Signale aller Sensor-Chips können dann ein Farbbild und damit eine wirklichkeitsnahe Abbildung der Objekte 100 vor dem Objektiv 2 des Endoskops 1 bei gleich hoher Auflösung wie bei einem einzelnen Sensor-Chip ergeben. 12 shows a functional block representation with the functional groups of an electronic endoscope 1 how it can be used to carry out the method described above. It can be seen that an image 17 an object ( 100 ) via a transmission channel 4 a camera 5 is fed. The camera 5 processes this image information via an image recording unit 6 to an electronic signal. The image acquisition unit 6 can have a sensor chip for obtaining monochromatic or colored images or three chips for obtaining color images. Each individual sensor chip of such a construction with three sensor chips processes a certain spectral range of the light. The composite signals of all sensor chips can then be a color image and thus a realistic representation of the objects 100 in front of the lens 2 of the endoscope 1 with the same high resolution as with a single sensor chip.

Eine zentrale Kamera-Steuereinheit 7 zur Steuerung der Bildaufnahmeeinheit 6 sowie ein Kamera-Interface 8 zur Übertragung der Bildinformation an eine zentrale I/O-Einheit 9 bereiten die Signale der Bildaufnahmeeinheit 6 derart auf, dass die zentrale I/O-Einheit 9 diese Signale weiterverarbeiten kann. Dabei ist die zentrale Kamera-Steuereinheit 7 mit einer zentralen I/O-Steuereinheit 11 verbunden. Ein Framegrabber 10 wandelt die elektronische Signale der Kamera 5 in aufeinanderfolgende, getrennte Einzelbilder um, die mit einer Bildbearbeitungseinheit 14 nachbearbeitet werden können, beispielsweise um Farbkorrekturen vorzunehmen, und danach in einem Bildspeicher 13, beispielsweise einer Festplatte, abgelegt werden können und/oder um auf einem Sichtgerät 16 dargestellt zu werden. Weisen die Einzelbilder aus dem Framegrabber 10 eine andere Auflösung als das Ausgabeformat des Sichtgerätes 16 auf, findet eine Anpassung der Auflösung der Einzelbilder an das Ausgabeformat des Sichtgerätes 16 mit Hilfe einer Auflösungsadaptionseinheit 12 statt.A central camera control unit 7 to control the image acquisition unit 6 as well as a camera interface 8th for transferring the image information to a central I / O unit 9 prepare the signals of the image acquisition unit 6 such that the central I / O unit 9 can further process these signals. Here is the central camera control unit 7 with a central I / O control unit 11 connected. A frame grabber 10 converts the camera's electronic signals 5 into successive, separate individual images with an image processing unit 14 can be post-processed, for example to make color corrections, and then in an image memory 13 , for example a hard disk, can be stored and / or in order on a display device 16 to be represented. Assign the frames from the frame grabber 10 a different resolution than the output format of the display device 16 , the resolution of the individual images is adapted to the output format of the display device 16 with the help of a resolution adaptation unit 12 instead of.

Für eine hochauflösende Darstellung des Operationsfeldes ist es vorteilhaft, wenn die Bildaufnahmeeinheit 6 eine höhere Auflösung aufweist als die zur Bildausgabe verwendeten Sichtgeräte 16. Dadurch kann ein Teilbereich 19a, 19b, 19c, 19d, 22a, 22b, 23a, 23b, dessen Auflösung in etwa der Auflösung des Sichtgerätes 16 entspricht, auf der Bildaufnahmeeinheit 6 verschoben werden. Damit kann eine gute Darstellung auf dem Sichtgerät 16 erreicht werden, ohne dass ein Informationsverlust zwischen dem Teilbereich 19a, 19b, 19c, 19d, 22a, 22b, 23a, 23b auf der Bildaufnahmeeinheit 6 und der Darstellung auf dem Sichtgerät 16 auftritt.For a high-resolution display of the operating field, it is advantageous if the image recording unit 6 has a higher resolution than the display devices used for image output 16 , This allows a sub-area 19a . 19b . 19c . 19d . 22a . 22b . 23a . 23b whose resolution is roughly the same as the resolution of the display device 16 corresponds on the image acquisition unit 6 be moved. This allows a good display on the display device 16 can be achieved without a loss of information between the sub-areas 19a . 19b . 19c . 19d . 22a . 22b . 23a . 23b on the image acquisition unit 6 and the display on the display device 16 occurs.

Über eine externe Steuerung 15 kann der auf dem Sichtgerät 16 angezeigte Teilbereich aus dem Gesamtbereich der Einzelbilder gewählt werden. Die externe Steuerung 15 kann dabei eine Maus, ein Joystick, eine Tastatur oder eine Sprachsteuerung sein. Das zur Anzeige verwendete Sichtgerät 16 kann eine Computer- oder Video-Monitor-Anordnung, ein head-mounted Display oder ein Projektionssystem sein.Via an external control 15 can on the display device 16 displayed partial area can be selected from the total area of the individual images. The external control 15 can be a mouse, joystick, keyboard or voice control. The display device used for the display 16 can be a computer or video monitor arrangement, a head-mounted display or a projection system.

Kurz zusammengefasst dient das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Endoskops 1, das ein Objektiv 2, einen Übertragungskanal 4 zur Übertragung eines Bildes 17 eines vor dem Objektiv 2 befindlichen Objektes 100 zu einer Bildaufnahmeeinheit 6 als Detektionseinheit aufweist, wobei innerhalb des gesamten auf die Bildaufnahmeeinheit 6 projizierten Bildes die Signale von beliebigen Teilbereichen 19a, 19b, 19c, 19d, 22a, 22b, 23a, 23b mit beliebiger Lage auf der Bildaufnahmeeinheit 6 ausgelesen werden können. Die ausgelesenen Signale der Teilbereiche 19a, 19b, 19c, 19d, 22a, 22b, 23a, 23b werden auf einem Sichtgerät 16 in Teilen oder als Ganzes dargestellt.In short, the method according to the invention is used to operate an endoscope 1 that is a lens 2 , a transmission channel 4 to transfer an image 17 one in front of the lens 2 located object 100 to an image acquisition unit 6 has as a detection unit, being within the entire on the image recording unit 6 projected image the signals from any part 19a . 19b . 19c . 19d . 22a . 22b . 23a . 23b with any position on the image acquisition unit 6 can be read out. The read signals of the subareas 19a . 19b . 19c . 19d . 22a . 22b . 23a . 23b are on a display device 16 represented in parts or as a whole.

Claims (7)

Verfahren zum Betreiben eines Endoskops (1), das ein Objektiv (2), einen Übertragungskanal (4) zur Übertragung eines Bildes (17) eines vor dem Objektiv (2) befindlichen Objektes (100) zu einer Bildaufnahmeeinheit (6) als Detektionseinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale zweier stereoskopischer Halbbilder (20, 21) direkt einer Bildaufnahmeeinheit (6) zugeführt werden, dass innerhalb des gesamten auf die Bildaufnahmeeinheit (6) projizierten Bildes (17) die Signale von beliebigen Teilbereichen (22a, 22b, 23a, 23b) mit beliebiger Lage auf der Bildaufnahmeeinheit (6) ausgelesen werden und dass die Positionen der ausgelesenen, jeweils ein stereoskopisches Halbbild bildenden Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) zur Erzielung einer dreidimensionalen Darstellung auf einem zweikanaligen Sichtgerät (16) zueinander ausgerichtet werden.Method for operating an endoscope ( 1 ) which is a lens ( 2 ), a transmission channel ( 4 ) to transfer an image ( 17 ) one in front of the lens ( 2 ) located object ( 100 ) to an image acquisition unit ( 6 ) as a detection unit, characterized in that the signals of two stereoscopic fields ( 20 . 21 ) directly to an image acquisition unit ( 6 ) that are supplied to the image acquisition unit ( 6 ) projected image ( 17 ) the signals from any sub-areas ( 22a . 22b . 23a . 23b ) with any position on the image acquisition unit ( 6 ) are read out and that the positions of the read out sections, each forming a stereoscopic field ( 22a . 22b . 23a . 23b ) to achieve a three-dimensional display on a two-channel display device ( 16 ) are aligned with each other. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Blickrichtungsänderung im Bereich der beiden auf die Bildaufnahmeeinheit (6) projizierten getrennten Bilder (20, 21) jeweils die Signale eines Teilbereichs (22a, 22b, 23a, 23b) an verschiedenen Positionen auf der Bildaufnahmeeinheit (6) ausgelesen werden, wobei die ausgelesenen Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) im Gesamtbereich eines stereoskopischen Halbbildes (20, 21) beliebig, die beiden einander entsprechenden Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) relativ zueinander aber gleich positioniert sind.Method according to Claim 1, characterized in that for a change in the direction of view in the region of the two onto the image recording unit ( 6 ) projected separate images ( 20 . 21 ) the signals of a sub-area ( 22a . 22b . 23a . 23b ) at different positions on the image acquisition unit ( 6 ) can be read out, whereby the selected partial areas ( 22a . 22b . 23a . 23b ) in the entire area of a stereoscopic field ( 20 . 21 ) any, the two corresponding sub-areas ( 22a . 22b . 23a . 23b ) are positioned equally to each other. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgelesenen Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) in ihrer Größe veränderbar sind, dass die Pixelanzahl der ausgelesenen Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) größer ist als die Pixelanzahl des Ausgabeformates des Sichtgerätes (16) bei in etwa gleichem Seitenverhältnis und dass die ausgelesenen Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) an einem Sichtgerät (16) vorzugsweise formatfüllend dargestellt werden.A method according to claim 1, characterized in that the partial areas ( 22a . 22b . 23a . 23b ) can be changed in size so that the number of pixels of the partial areas read out ( 22a . 22b . 23a . 23b ) is greater than the number of pixels in the output format of the display device ( 16 ) with approximately the same aspect ratio and that the partial areas read out ( 22a . 22b . 23a . 23b ) on a display device ( 16 ) are preferably displayed in full format. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgelesenen Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) in ihrer Größe veränderbar sind, dass die Pixelanzahl der ausgelesenen Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) kleiner ist als die Pixelanzahl des Ausgabeformates des Sichtgerätes (16) bei in etwa gleichem Seitenverhältnis und dass die ausgelesenen Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) an einem Sichtgerät (16) vorzugsweise formatfüllend dargestellt werden.A method according to claim 1, characterized in that the partial areas ( 22a . 22b . 23a . 23b ) can be changed in size so that the number of pixels of the partial areas read out ( 22a . 22b . 23a . 23b ) is smaller than the number of pixels of the output format of the display device ( 16 ) with approximately the same aspect ratio and that the partial areas read out ( 22a . 22b . 23a . 23b ) on a display device ( 16 ) are preferably displayed in full format. Verfahren zum Betreiben eines Endoskops (1), das ein Objektiv (2), einen Übertragungskanal (4) zur Übertragung eines Bildes (17) eines vor dem Objektiv (2) befindlichen Objektes (100) zu einer Bildaufnahmeeinheit (6) als Detektionseinheit aufweist, wobei das Bild (17) eines Objektes (100) von einem einzigen Objektiv (2) aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild (17) über einen einzigen Übertragungskanal (4) bis zur Bildaufnahmeeinheit (6) übertragen wird und die Signale zweier horizontal zueinander versetzt liegender Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) des Bildes auf der Bildaufnahmeeinheit (6) ausgelesen werden und dass die ausgelesenen Signale der beiden Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) auf den beiden Kanälen eines zweikanaligen Sichtgerätes (16) zur Erzielung eines dreidimensionalen Eindrucks dargestellt werden.Method for operating an endoscope ( 1 ) which is a lens ( 2 ), a transmission channel ( 4 ) to transfer an image ( 17 ) one in front of the lens ( 2 ) located object ( 100 ) to an image acquisition unit ( 6 ) as a detection unit, the image ( 17 ) of an object ( 100 ) from a single lens ( 2 ) is recorded, characterized in that the image ( 17 ) over a single transmission channel ( 4 ) to the image acquisition unit ( 6 ) is transmitted and the signals of two horizontally offset partial areas ( 22a . 22b . 23a . 23b ) of the image on the image acquisition unit ( 6 ) are read out and that the read signals of the two sub-areas ( 22a . 22b . 23a . 23b ) on the two channels of a two-channel display device ( 16 ) are displayed to achieve a three-dimensional impression. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Blickrichtungsänderung im Bereich des gesamten auf die Bildaufnahmeeinheit (6) projizierten Bildes (17) jeweils die Signale zweier horizontal zueinander versetzt liegender Teilbereiche (22a, 22b, 23a, 23b) mit beliebiger, relativ zueinander aber gleicher Lage auf der Bildaufnahmeeinheit (6) ausgelesen werden.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that for a change in the direction of view in the area of the entire image recording unit ( 6 ) projected image ( 17 ) each the signals of two horizontally offset partial areas ( 22a . 22b . 23a . 23b ) with any position on the image acquisition unit that is the same but relative to each other ( 6 ) can be read out. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichzeitigen Darstellung mehrerer Teilbereiche (19a, 19b, 19c, 19d) eines Operationsfeldes oder mehrerer Operationsfelder die Bilder (17) mehrerer unabhängiger Übertragungskanäle (4) auf die Bildaufnahmeeinheit (6) projiziert werden und dass die Signale dieser Bilder (17) auf einem Sichtgerät (16) in Teilen oder als Ganzes dargestellt werden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that for the simultaneous display of several partial areas ( 19a . 19b . 19c . 19d ) of an operating field or several operating fields the images ( 17 ) of several independent transmission channels ( 4 ) on the image acquisition unit ( 6 ) are projected and that the signals of these images ( 17 ) on a display device ( 16 ) are shown in parts or as a whole.
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