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Die
Erfindung betrifft eine für ein Endoskopsystem bestimmte
Lichtquellenvorrichtung, die die Intensität des von einer
Lichtquelle ausgesendeten Lichtes einstellt.
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Ein
Endoskopsystem mit einem elektronischen Endoskop, das einen Bildsensor
enthält, ist bekannt.
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Die
JP 2006-006832 offenbart
ein Endoskopsystem, das die Intensität des Lichtes einstellt,
das von einer Lichtquellenvorrichtung ausgesendet wird, die eine
Lichtquelleneinheit, z. B. eine Lampe, sowie mechanische Teile,
z. B. eine Blende, aufweist. In diesem Endoskopsystem wird die Intensität
des von der Lichtquellenvorrichtung abgegebenen Lichtes durch die
Blende eingestellt, ohne die Lichtabgabeintensität der
Lampe zu verändern.
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Da
mechanische Teile für die Einstellung der Lichtabgabeintensität
der Lichtquellenvorrichtung benötigt werden, muss die Lichtquellenvorrichtung
entsprechend groß dimensioniert werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist, eine Lichtquellenvorrichtung für ein
Endoskopsystem anzugeben, die die Lichtabgabeintensität
einstellen kann, ohne hierzu besonders groß dimensioniert
sein zu müssen.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch die Lichtquellenvorrichtung
nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß enthält
eine Lichtquellenvorrichtung eines Endoskopsystems eine Lichtquelleneinheit,
ein lichtempfindliches Element und eine Ansteuereinheit. Die Lichtquelleneinheit
gibt Licht durch ein elektronisches Endoskop auf ein aufzunehmendes
Objekt ab. Das lichtempfindliche Element empfängt das von
der Lichtquelleneinheit ausgesendet Licht. Die Ansteuereinheit steuert
die Ansteuerungsintensität, mit der die Lichtquelleneinheit
angesteuert wird, auf Grundlage einer von dem lichtempfindlichen
Element ausgegebenen ersten Information über die Lichtabgabeintensität
der Lichtquelleneinheit an.
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Die
Erfindung wird im Folgenden mitsamt ihren technischen Wirkungen
und Vorteilen unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben.
Darin zeigen:
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1 den
schematischen Aufbau des Endoskopsystems in dem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 den
schematischen Aufbau des LED-Treibers in dem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 den
schematischen Aufbau des Endoskopsystems in dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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4 den
schematischen Aufbau des LED-Treibers in dem zweiten Ausführungsbeispiel; und
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5 eine
Darstellung der Verteilung der Verstärkungsgewichtigung
in dem Anzeigebereich des Monitors.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispiele beschrieben. Wie in 1 gezeigt,
enthält ein in dem ersten Ausführungsbeispiel
vorgesehenes Endoskopsystem 1 ein elektronisches Endoskop
oder allgemein eine elektronische Beobachtungseinheit 10,
einen Bildprozessor 20 und einen Monitor 40.
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Das
elektronische Endoskop 10 hat einen Einführteil
und einen Anschlussteil. Der Einführteil ist ein flexibles
Rohr und wird in den Körper des Patienten eingeführt.
Die Spitze des Einführteils enthält eine Abbildungseinheit 11,
die einen Bildsensor und eine für diesen Bildsensor vorgesehene
Steuerschaltung aufweist. Der Anschlussteil hat eine Bedientaste und
ist mit dem Bildprozessor 20 verbunden.
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Im
Betrieb hält der Benutzer das elektronische Endoskop 10 an
dem Anschlussteil und betätigt die Bedientaste des Anschlussteils.
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Das
Endoskop 10 hat einen Lichtleiter 12, der aus
dem Bildprozessor 20 stammendes Licht durch den Anschlussteil
zur Spitze des Einführteils führt.
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Der
Bildprozessor 20 hat einen LED-Treiber 21, eine
LED 22, eine Isolationsschaltung 23, ein erste
Bildverarbeitungseinheit 24, ein lichtempfindliches Element 26,
eine zweite Bildverarbeitungseinheit 27, eine Steuerung 28 und
eine Bedieneinheit 29. Der Bildprozessor 20 nimmt
an dem Bildsignal, das er von dem elektronischen Endoskop 10 empfängt,
eine Bildverarbeitung derart vor, dass auf dem Monitor 40 ein
dem Bildsignal entsprechendes Bild dargestellt werden kann.
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Der
Monitor 40 stellt das Bild in Übereinstimmung
mit dem Standard dar, der auf das vorbestimmte Videosignal bezogen
ist, an dem der Bildprozessor 20 die Bildverarbeitung vornimmt.
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An
den Bildprozessor 20 kann ein externer Speicher angeschlossen
werden, der u. a. die Bilddaten speichert, die auf dem Bildsignal
basieren, an dem der Bildprozessor 20 die Bildverarbeitung
vornimmt. An den Bildprozessor 20 kann ferner ein Drucker
angeschlossen werden, der das Bild ausgibt, das auf dem Bildsignal
basiert, an dem der Bildprozessor 20 die Bildverarbeitung
vornimmt.
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Im
Folgenden wird das Endoskopsystem 1 im Einzelnen beschrieben.
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Das
von der LED 22 ausgesendete Licht wird durch den Lichtleiter 12,
der sich in dem elektronischen Endoskop 10 befindet und
eine Vielzahl von optischen Fasern aufweist, auf das aufzunehmende Objekt
geleitet. Außerdem wird das von der LED 22 ausgegebene
Licht auf das lichtempfindliche Element 26 geleitet, das
in der Nähe der LED 22 angeordnet ist.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel enthält der Bildprozessor 20 eine
Lichtquelleneinheit, die u. a. den LED-Treiber 21 und die
LED 22 auf weist. Die Lichtquelleneinheit kann jedoch auch
separat von dem Bildprozessor 20 vorgesehen sein.
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Die
in der Lichtquelleneinheit vorgesehene Lichtquelle ist nicht auf
eine LED beschränkt, wie z. B. in einer Ausführungsform,
in der die Lichtabgabeintensität der Lichtquelle eingestellt
werden kann, indem die Ansteuerungsintensität der Lichtquelle
eingestellt wird.
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Die
LED 22 wird von dem LED-Treiber 21 angesteuert,
der wiederum von der Steuerung 28 gesteuert wird.
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Die
LED 22 wird durch das lichtempfindliche Element 26,
das die Lichtabgabeintensität der LED 22 erfasst,
und den LED-Treiber 21 eingestellt.
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Als
die die Ansteuerungsintensität für die LED 22 darstellende
Größe wird der Wert des durch die LED 22 fließenden
Stroms durch das lichtempfindliche Element 26 und den LED-Treiber 21 eingestellt,
wenn die LED 22 durch einen kontinuierlich durch die LED 22 fließenden
elektrischen Strom angetrieben wird. Mit anderen Worten kann also
die LED 22 über eine Stromansteuerung angetrieben werden.
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Wird
die LED 22 mit einer Impulsfolge gespeist gepulst angetrieben,
so wird als die die Ansteuerungsintensität für
die LED 22 darstellende Größe der Wert
des Impulstastverhältnisses durch das lichtempfindliche
Element 26 und den LED-Treiber 21 eingestellt.
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Der
LED-Treiber 21 hat eine Referenzspannungssteuerung 21a,
einen Vergleicher 21b, eine Abtast-Halte-Schaltung 21c,
eine LED- Treiberschaltung 21d und einen Strom-Spannungs-Wandler (I/V-Wandler) 21e,
wie in 2 gezeigt ist.
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Die
Referenzspannungssteuerung 21a ergibt eine erste Referenzspannung
an den positiven Anschluss des Vergleichers 21b aus. Die
erste Referenzspannung wird also von der Referenzspannungssteuerung 21a an
den positiven Anschluss des Vergleichers 21b angelegt.
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Die
erste Referenzspannung entspricht einem Einstellwert der Lichtabgabeintensität
der LED 22, den der Benutzer über die Bedieneinheit 29 einstellt.
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Die
erste Referenzspannung wird anhand der Beziehung zwischen dem Einstellwert
der Lichtabgabeintensität der LED 2, dem von dem
lichtempfindlichen Element 26 ausgegebenen Stromwert und
dem von dem Strom-Spannungs-Wandler 21e ausgegebenen Spannungswert
berechnet.
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Ein
Steuersignal, das dem Einstellwert der Lichtabgabeintensität
der LED 22 entspricht, den der Benutzer über die
Bedieneinheit 29 einstellt, wird von der Steuerung 28 an
die Referenzspannungssteuerung 21a ausgegeben, so dass
die Referenzspannungssteuerung 21a die erste Referenzspannung entsprechend
diesem Steuersignal ausgibt.
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Das
lichtempfindliche Element 26 empfängt das von
der LED 22 ausgesendete Licht und gibt an den Strom-Spannungs-Wandler 21e einen
Strom ab, der der Intensität des Lichtes entspricht, das
das lichtempfindliche Element 26 empfängt.
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Der
Strom-Spannungs-Wandler 21e wandelt den von dem lichtempfindlichen
Element 26 ausgegebenen Strom (Lichtempfangsstrom) in eine
Spannung (Lichtempfangsspannung) und gibt diese Spannung an den
negativen Anschluss des Vergleichers 21b aus. Die Lichtempfangsspannung
wird also von dem Strom-Spannungs-Wandler 21e an den negativen
Anschluss des Vergleichers 21b angelegt.
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Der
Vergleicher 21b vergleicht den Wert der an dem positiven
Anschluss angelegten ersten Referenzspannung mit dem Wert der an
dem negativen Anschluss angelegten Lichtempfangsspannung und gibt
ein Binärdatensignal an die Abtast-Halte-Schaltung 21c aus.
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Ist
der Wert der Lichtempfangsspannung kleiner als der Wert der ersten
Referenzspannung, so wird ein Tiefsignal als Binärdatensignal
ausgegeben.
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Ist
dagegen der Wert der Lichtempfangsspannung kleiner als der Wert
der ersten Referenzspannung, so wird ein Hochsignal als Binärdatensignal
ausgegeben.
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Die
Abtast-Halte-Schaltung 21c erhöht die Spannung
des Analogsignals, das sie an die LED-Treiberschaltung 21d ausgibt,
wenn das von dem Vergleicher 21b ausgegebenen Binärdatensignal
das Tiefsignal ist.
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Dagegen
verringert die Abtast-Halte-Schaltung 21c die Spannung
des Analogsignals, das sie an die LED-Treiberschaltung 21d ausgibt,
wenn das von dem Vergleicher 21b ausgegebene Binärdatensignal
das Hochsignal ist.
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Die
LED-Treiberschaltung 21d speist die LED 22 mit
einem Strom, der dem Analogsignal entspricht, das die Abtast-Halte-Schaltung 21c ausgibt.
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Mit
Beginn der Stromansteuerung der LED 22 nimmt die Lichtabgabeintensität
der LED 22 allmählich bis zu einer Intensität
zu, die der ersten Referenzspannung entspricht. Anschließend
wird die Lichtabgabeintensität der LED 22 gehalten.
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Da
der Wert des Stroms, mit dem die LED-Treiberschaltung 21d die
LED 22 speist, entsprechend der an dem lichtempfindlichen
Element 26 erfassten Lichtempfangsintensität eingestellt
wird, sendet die LED 22 Licht mit einer konstanten Lichtabgabeintensität
aus, die der ersten Referenzspannung entspricht, selbst wenn an
sich die Lichtabgabeintensität der LED 22 altersbedingt
schon abgenommen hat.
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Die
Lichtabgabeintensität der LED 22 könnte ohne
Verwendung des lichtempfindlichen Elementes 26 auch auf
Grundlage der Helligkeit des von der Abbildungseinheit 11 erfassten
Bildes in der primären Bildverarbeitung, die von der ersten
Bildverarbeitungseinheit 24 durchgeführt wird,
der sekundären Bildverarbeitung, die von der zweiten Bildverarbeitungseinheit 27 durchgeführt
wird, oder der Wiedersignalverarbeitung, die von der zweiten Bildverarbeitungseinheit 27 durchgeführt
wird, berechnet werden.
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In
diesem Fall bleibt es jedoch unbekannt, ob die Änderung
der Bildhelligkeit durch die Lichtabgabeintensität der
LED 22 verursacht wird oder ob andere Gründe hierfür
vorliegen. So könnte ein möglicher anderer Grund
z. B. eine Veränderung des aufzunehmenden Objektes oder
eine Veränderung der Funktionsfähigkeit der Abbildungseinheit 11 sein.
Allein auf Grundlage der Bildhelligkeit ist es deshalb nicht möglich,
die Lichtabgabeintensität der LED 22 stabil einzustellen.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Lichtabgabeintensität
der LED 22 so eingestellt, dass sie konstant ist.
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Außerdem
wird die Zeit für die Akkumulation der elektrischen Ladung
in dem Bildsensor durch den elektrischen Verschluss des Bildsensors
so eingestellt, dass die Helligkeit des auf dem Monitor 40 angezeigten
Bildes entsprechend der Änderung der Bildhelligkeit, die
nicht durch eine Änderung der Lichtabgabeintensität
der LED 22, sondern durch einen anderen Grund verursacht
wird, konstant gehalten wird.
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Die
Vorrichtungen, die zur Einstellung der Lichtabgabeintensität
der LED 22 vorgesehen sind, bestehen aus elektrischen Schaltkreisen,
wie u. a. dem lichtempfindlichen Element 26. Somit können die
Vorrichtungen, die zur Einstellung der Lichtabgabeintensität
der LED 22 bestimmt sind, einfacher aufgebaut sein als
Vorrichtungen, die mechanische Teile wie eine Blende der Lichtquelle,
etc. aufweisen.
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Der
Vergleicher 21b kann das Binärdatensignal an die
Steuerung 28 ausgeben. In diesem Fall kann die Steuerung 28 z.
B. eine Warnung auf dem Monitor 40 anzeigen, wenn das Binärdatensignal
für eine vorbestimmte Zeit den Tiefenpegel annimmt, d. h.
wenn die erste Referenzspannung für eine vorbestimmte Zeit
größer als die Lichtempfangsspannung ist. Eine
solche Warnung könnte beispielsweise lauten: „Die
LED 22 sollte ersetzt werden, da sie nicht imstande ist,
die vorbestimmte Lichtabgabeintensität zu liefern, selbst
wenn sie von der LED-Treiberschaltung 21d mit maximalem
Strom gespeist wird".
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Der
Benutzer kann so die LED 22 bis zur letzten Minute nutzen,
ab der die LED 22 nicht mehr imstande ist, die vorbestimmte
Lichtabgabeintensität zu liefern.
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Somit
kann die Lichtquelleneinheit effektiver genutzt werden als in einer
Ausgestaltung, in der die Lebensdauer der Lichtquelle, z. B. einer
Lampe, anhand der Betriebsstunden festgelegt.
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Das
Licht, mit dem das Endoskopsystem 1 das aufzunehmende Objekt
beleuchtet und das an diesem reflektiert wird, erreicht durch die
nicht gezeigte Objektivoptik den Bildsensor der Abbildungseinheit 11.
Auf der Eintrittsfläche des Bildsensors der Abbildungseinheit 11 wird
ein optisches Bild des Objektes erzeugt. In dem Bildsensor wird
das optische Bild einer fotoelektrischen Wandlung unterzogen. Anschließend
wird das auf dem optischen Bild beruhende Bildsignal ausgegeben.
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Das
von der Abbildungseinheit 11 ausgegebene Bildsignal wird
verstärkt und dann durch die Isolationsschaltung 23 an
die erste Bildverarbeitungseinheit 24 des Bildprozessors 20 gesendet.
Die erste Bildverarbeitungseinheit 24 führt an
dem Bildsignal die primäre Bildverarbeitung durch, z. B.
die YC-Separation, mit der das Luminanzsignal (Y) und das Chrominanzsignal
(C) des Bildsignals voneinander getrennt werden. Die Isolationsschaltung 23 schützt den
Patienten vor einem elektrischen Schlag.
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Die
zweite Bildverarbeitungseinheit 27 führt an dem
Bildsignal, das der primären Bildverarbeitung unterzogen
worden ist, die sekundäre Bildverarbeitung durch, z. B.
eine Verstärkung, eine Gammakorrektur, eine Kon turenverstärkung,
etc. und speichert dann die auf dem Bildsignal basierenden Bilddaten temporär
in dem nicht gezeigten Speicher.
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Die
in dem Speicher der zweiten Bildverarbeitungseinheit 27 temporär
gespeicherten Bilddaten werden nacheinander ausgelesen, um die Videosignalverarbeitung
entsprechend dem Standard, auf dem das vorbestimmte Videosignal
beruht, durchzuführen. Die Bilddaten werden dann an den
Monitor 40 ausgegeben. Auf dem Monitor 40 wird
so ein dem aufzunehmenden Objekt entsprechendes Bild dargestellt.
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Die
Steuerung 28 ist ein Mikroprozessor oder dergleichen, der
sämtliche Teile des elektronischen Endoskop 10 und
des Bildprozessors 20 steuert.
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Die
Bedieneinheit 29 ist ein Eingabegerät, das dazu
dient, die Betriebszustände dieser Teile des elektronischen
Endoskops 10 und des Bildprozessors 20 einzustellen.
Insbesondere wird die Bedieneinheit 29 dazu verwendet,
den Einstellwert der Lichtabgabeintensität der LED 22,
der der ersten Referenzspannung entspricht, einzustellen. Durch
Betätigen der Bedieneinheit 29 wird die Lichtabgabeintensität
der LED 22 eingestellt.
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Im
Folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Lichtabgabeintensität
der LED 22 auf Grundlage der ersten Referenzspannung eingestellt, die
dem Einstellwert der Lichtabgabeintensität der LED 22 entspricht,
den der Benutzer über die Bedieneinheit 29 einstellt.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Lichtabgabeintensität
der LED 22 auf Grundlage einer zweiten Referenzspannung
eingestellt. Die zweite Referenzspannung wird auf Grundlage der
ersten Referenzspan nung sowie des Luminanzsignals eingestellt, das
in dem Videosignal enthalten ist, das die zweite Bildverarbeitungseinheit 27 in
der Videosignalverarbeitung erzeugt. Mit anderen Worten wird die zweite
Referenzspannung anhand einer Information über die Bildhelligkeit
eingestellt. Im Folgenden werden diejenigen Punkte beschrieben,
in denen sich das zweite Ausführungsbeispiel von dem ersten
Ausführungsbeispiel unterscheidet.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel hat der Bildprozessor 20 den
LED-Treiber 21, die LED 22, die Isolationsschaltung 23,
die erste Bildverarbeitungseinheit 24, das lichtempfindliche
Element 26, die zweite Bildverarbeitungseinheit 27,
die Steuerung 28 und die Bedieneinheit 29, ähnlich
wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel wird jedoch an die Steuerung 28 und
den positiven Anschluss der Subtraktionsschaltung 21f des
LED-Treibers 21 (vgl. 3 und 4)
die Luminanzspannung angelegt, die dem Luminanzsignal entspricht, das
in dem Videosignal enthalten ist, das die zweite Bildverarbeitungseinheit 27 in
der Videosignalverarbeitung erzeugt.
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Die
LED 22 wird von dem LED-Treiber 21 angesteuert,
der wiederum von der Steuerung 28 gesteuert wird.
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Die
Ansteuerungsintensität der LED 22 wird von der
zweiten Bildverarbeitungseinheit 27, die das Luminanzsignal
ausgibt, dem lichtempfindlichen Element 26, das die Lichtabgabeintensität
der LED 22 erfasst, und dem LED-Treiber 21 eingestellt.
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Als
die die Ansteuerungsintensität der LED 22 darstellende
Größe wird der Wert des durch die LED 22 fließenden
Stroms von der zweiten Bildverarbeitungseinheit 27, dem
lichtempfindlichen Element 26 und dem LED-Treiber 21 eingestellt,
wenn für die LED 22 eine Stromansteuerung vorgesehen
ist, d. h. wenn die LED 22 dadurch angesteuert wird, dass kontinuierlich
ein elektrischer Strom durch sie fließt.
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Als
die die Ansteuerungsintensität der LED 22 darstellende
Größe wird der Wert des Impulstastverhältnisses
von der zweiten Bildverarbeitungseinheit 27, dem lichtempfindlichen
Element 26 und dem LED-Treiber 21 eingestellt,
wenn die LED 22 gepulst angesteuert, d. h. mit einer Impulsfolge
gespeist wird.
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Der
LED-Treiber 21 umfasst die Referenzspannungssteuerung 21a,
den Vergleicher 21b, die Abtast-Halte-Schaltung 21c,
die LED-Treiberschaltung 21d und den Strom-Spannungs-Wandler (I/V-Wandler) 21e (vgl. 4).
Der LED-Treiber 21 weist ferner eine Subtraktionsschaltung 21f,
einen Verstärker 21g mit veränderbarem
Verstärkungsfaktor, eine Integrationsschaltung 21h und
eine Addierschaltung 21i auf.
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Die
Referenzspannungssteuerung 21a gibt die erste Referenzspannung
an den positiven Anschluss der Subtraktionsspannung 21f und
den positiven Anschluss der Addierschaltung 21i aus. Die
erste Referenzspannung wird also von der Referenzspannungssteuerung 21a an
den positiven Anschluss der Subtraktionsschaltung 21f und
an den positiven Anschluss der Addierschaltung 21i angelegt.
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Die
erste Referenzspannung entspricht dem Einstellwert der Lichtabgabeintensität
der LED 22, den der Benutzer über die Bedieneinheit 29 ein stellt. Die
erste Referenzspannung wird aus der Beziehung zwischen dem Einstellwert
der Lichtabgabeintensität der LED 22, dem von
dem lichtempfindlichen Element 26 ausgegebenen Stromwert
und dem von dem Strom-Spannungs-Wandler 21e ausgegebenen Spannungswert
berechnet.
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Das
Steuersignal, das dem Einstellwert der Lichtabgabeintensität
der LED 22, den der Benutzer über die Bedieneinheit 29 einstellt,
entspricht, wird von der Steuerung 28 an die Referenzspannungssteuerung 21a ausgegeben,
so dass die Referenzspannungssteuerung 21a den dem Steuersignal
entsprechenden ersten Referenzwert ausgibt.
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Das
von der zweiten Bildverarbeitungseinheit 27 ausgegebenen
Luminanzsignal wird dem negativen Anschluss der Subtraktionsschaltung 21f zugeführt.
Die dem Luminanzsignal entsprechende Luminanzspannung wird also
von der zweiten Bildverarbeitungseinheit 27 an den negativen
Anschluss der Subtraktionsschaltung 21f angelegt.
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Die
Subtraktionsschaltung 21f gibt an den einstellbaren Verstärker 21g ein
Differenzsignal aus, das der Differenzspannung zwischen der ersten
Differenzspannung und der dem Luminanzsignal entsprechenden Luminanzspannung
entspricht.
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Der
Verstärker 21g verstärkt dieses Differenzsignal
und gibt es an die Integrationsschaltung 21h aus.
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Der
Verstärkungsfaktor, mit dem der Verstärker 21g das
Differenzsignal verstärkt, ändert sämtliche
Signalanteile des Luminanzsignals, die auf den Abbildungsbereich
des Bildsensors der Abbildungseinheit 11 bezogen sind (d.
h. alle Signalanteile des Luminanzsignals, die auf den Anzeigebe reich
des Monitors 40 bezogen sind), so dass sämtliche
Bildbereiche gewichtet werden.
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Insbesondere
wird der Verstärkungsfaktor so eingestellt, dass die Gewichtung
des Luminanzsignals, das auf den zentralen Teil des Bildsensors
bezogen ist, vergrößert wird, wodurch das Luminanzsignal,
das auf den zentralen Teil 40a des Anzeigebereichs des
Monitors 40 bezogen ist, relativ verstärkt wird.
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Das
Differenzsignal, das auf dem auf den zentralen Teil 40a bezogenen
Luminanzsignal basiert, wird mit einem hohen Verstärkungsfaktor
wie z. B. 1,2 verstärkt (vgl. 5). Das
Differenzsignal, das auf dem Luminanzsignal basiert, das auf den
den zentralen Teil 40a umgebenden mittleren Teil 40b bezogen
ist, wird mit einem mittleren Verstärkungsfaktor wie z.
B. 0,8 verstärkt.
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Das
Differenzsignal, das auf dem Luminanzsignal basiert, das auf den
den mittleren Teil 40b umgebenden Randteil 40c bezogen
ist, wird mit einem kleinen Verstärkungsfaktor wie z. B.
0 verstärkt.
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Das
Intervall in dem Luminanzsignal, das auf den Anzeigebereich bezogen
ist, wird unter Bezugnahme auf die Horizontalzeilen und das Horizontalsynchronisationssignal
spezifiziert.
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Deshalb
wird die auf die Bildhelligkeit bezogene Information für
die Einstellung der Lichtabgabeintensität der LED 22 genutzt,
wenn die Bildhelligkeit in der Mitte des Bildsensors erhöht
werden soll. Somit wird die Bildhelligkeit in dem zentralen Teil 40a des
Monitors 40 erhöht, da das in dem zentralen Teil 40a dargestellte
Bild denjenigen Bildteil bildet, der für die Beobachtung
am wichtigsten ist.
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Die
Integrationsschaltung 21h integriert (summiert) das Differenzsignal,
das in den jeweiligen Teilen des Anzeigebereichs mit den verschiedenen Verstärkungsfaktoren
verstärkt worden ist, für alle Teile des Bildbereichs.
Durch diese Integration wird die mittlere Spannung des Differenzsignals
berechnet. Die Integrationsschaltung 21h legt diese mittlere Spannung
an den negativen Anschluss der Addierschaltung 21i an.
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Die
Addierschaltung 21i addiert die mittlere Spannung des Differenzsignals
und die erste Referenzspannung. So wird die zweite die Referenzspannung
berechnet. Die Addierschaltung 21i legt die zweite Referenzspannung
an den positiven Anschluss des Vergleichers 21b an.
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Die
Differenzspannung wird von der Subtraktionsschaltung 21f über
die Differenz zwischen der ersten Referenzspannung und der Luminanzspannung
berechnet.
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Die
zweite Referenzspannung wird durch Addition der verstärkten
Differenzspannung und der ersten Referenzspannung berechnet, die
von der Subtraktionsschaltung 21f zur Berechnung der Differenzspannung
genutzt wird.
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Ist
der Wert der dem Luminanzsignal entsprechenden Luminanzspannung
größer als der Wert der ersten Referenzspannung,
d. h. ist die tatsächliche Bildhelligkeit größer
als die Bildhelligkeit, von der auf Grundlage des der ersten Referenzspannung
entsprechenden Einstellwertes der Lichtabgabeintensität
der LED 22 ausgegangen wird, so wird eine zweite Referenz spannung,
die kleiner als die erste Referenzspannung ist, von der Addierschaltung 21i ausgegeben.
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Ist
der Wert der dem Luminanzsignal entsprechenden Luminanzspannung
kleiner als der Wert der ersten Referenzspannung, d. h. ist die
tatsächliche Bildhelligkeit kleiner als die Bildhelligkeit, von
der auf Grundlage des der ersten Referenzspannung entsprechenden
Einstellwertes der Lichtabgabeintensität der LED 22 ausgegangen
wird, so wird eine zweite Referenzspannung, die größer
als die erste Referenzspannung ist, von der Addierschaltung 21i ausgegeben.
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Das
lichtempfindliche Element 26 empfangt das von der LED 22 ausgesendete
Licht und gibt an den Strom-Spannungs-Wandler 21e einen
Strom aus, der der Intensität des von dem lichtempfindlichen
Element 26 empfangenen Lichtes entspricht.
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Der
Strom-Spannungs-Wandler 21e wandelt den von dem lichtempfindlichen
Element 26 ausgegebenen Strom (Lichtempfangsstrom) in eine
Spannung (Lichtempfangsspannung) und gibt die Lichtempfangsspannung
an den negativen Anschluss des Vergleichers 21b aus. Die
Lichtempfangsspannung wird also von dem Strom-Spannungs-Wandler 21e an
den negativen Anschluss des Vergleichers 21b angelegt.
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Der
Vergleicher 21b vergleicht den Wert der zweiten Referenzspannung,
die an den positiven Anschluss angelegt wird, mit dem Wert der Lichtempfangsspannung,
die an den negativen Anschluss angelegt wird, und gibt ein Binärdatensignal
an die Abtast-Halte-Schaltung 21c aus.
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Ist
der Wert der Lichtempfangsspannung kleiner als der Wert der zweiten
Referenzspannung, so wird ein Tiefpegelsignal als Binärdatensignal
ausgegeben.
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Ist
der Wert der Lichtempfangsspannung größer als
der Bildwert der zweiten Referenzspannung, so wird ein Hochpegelsignal
als Binärdatensignal ausgegeben.
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Die
Abtast-Halte-Schaltung 21c erhöht die Spannung
des von ihr an die LED-Treiberschaltung 21d ausgegebenen
Analogsignals, wenn das von dem Vergleicher 21b ausgegebene
Binärdatensignal das Tiefpegelsignal ist.
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Die
Abtast-Halte-Schaltung 21c verringert die Spannung des
von ihr an die LED-Treiberschaltung 21d ausgegebenen Analogsignals,
wenn das von dem Vergleicher 21b ausgegebene Binärdatensignal
das Hochpegelsignal ist.
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Die
LED-Treiberschaltung 21d speist die LED 22 mit
einem Strom, der dem von der Abtast-Halte-Schaltung 21c ausgegebenen
Analogsignal entspricht.
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Ist
der Wert der dem Luminanzsignal entsprechenden Luminanzspannung
größer als der Wert der ersten Referenzspannung,
d. h. ist die tatsächliche Bildhelligkeit größer
als die Bildhelligkeit, von der auf Grundlage des der ersten Referenzspannung
entsprechenden Einstellwertes der Lichtabgabeintensität
der LED 22 ausgegangen wird, so steuert die Addierschaltung 21i die
Stromversorgung der LED 22 durch die LED-Treiberschaltung 21d derart, dass
der Wert der Lichtempfangsspannung dem Wert der zweiten Referenzspannung,
der kleiner als der Wert der ersten Referenzspannung ist, nahe kommt.
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Ist
der Wert der dem Luminanzsignal entsprechenden Luminanzspannung
kleiner als der Wert der ersten Referenzspannung, d. h. ist die
tatsächliche Bildhelligkeit kleiner als die Bildhelligkeit, von
der auf Grundlage des der ersten Referenzspannung entsprechenden
Einstellwertes der Lichtabgabeintensität der LED 22 ausgegangen
wird, so steuert die Addierschaltung 21i die Stromversorgung
der LED 22 durch die LED-Treiberschaltung 21d derart, dass
der Wert der Lichtempfangsspannung dem Wert der zweiten Referenzspannung,
der größer als der Wert der ersten Referenzspannung
ist, nahe kommt.
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Im Übrigen
stimmt das zweite Ausführungsbeispiel mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein.
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Mit
Beginn der Stromansteuerung der LED 22 nimmt die Lichtabgabeintensität
der LED 22 allmählich bis zu der der zweiten Referenzspannung entsprechenden
Lichtabgabeintensität zu. Anschließend wird die
Lichtabgabeintensität der LED 22 auf dem erreichten
Wert gehalten.
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Da
der Wert des Stroms, mit dem die LED-Treiberschaltung 21d die
LED 22 speist, entsprechend der Lichtempfangsintensität
an dem lichtempfindlichen Element 26 eingestellt wird,
gibt die LED 22 Licht mit konstanter Lichtabgabeintensität ab,
die der zweiten Referenzspannung entspricht, selbst wenn die Lichtabgabeintensität
der LED 22 an sich altersbedingt abgenommen hat.
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Außerdem
wird bei der Einstellung der Lichtabgabeintensität der
LED 22 auch das in dem Videosignal enthaltene Luminanzsignal
berücksichtigt. Mit anderen Worten wird also die Helligkeit
des auf dem Monitor 40 dargestellten Bildes berücksichtigt.
Die Helligkeit des auf dem Monitor 40 dargestellten Bildes
kann somit auf einem vorbestimmten Pegel gehalten werden, der nahe
an die Bildhelligkeit heranreicht, von der auf Grundlage des der
ersten Referenzspannung entsprechenden Einstellwertes der Lichtabgabeintensität
der LED 22 ausgegangen wird, ohne dass hierzu der elektrische
Verschluss des Bildsensors genutzt werden muss.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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