-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Technisches Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Endoskopsystem, das ein Bild
anzeigt, welches auf Licht basiert, das einen vorbestimmten Wellenlängenbereich
enthält.
-
2. Beschreibung des Standes
der Technik
-
Es
wurde ein Endoskopsystem vorgeschlagen, das ein Bild anzeigt, welches
auf Licht basiert, das einen vorbestimmten Wellenlängenbereich
enthält.
-
Da
die von der Oberfläche des Gewebe aus bemessene Tiefe,
aus der Licht reflektiert wird, mit der Wellenlänge des
Beleuchtungslichtes variiert, kann die gewünschte Abbildungstiefe
durch geeignete Wahl der Wellenlänge eingestellt werden.
-
Die
ungeprüfte
japanische
Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 2002-34908 offenbart
ein Endoskopsystem, das ein auf Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge
basierendes Bild anzeigt, indem ein optisches Filter, das nur Licht
der vorbestimmten Wellenlänge durchlässt, in dem
Strahlengang angeordnet wird.
-
Jedoch
beansprucht es einige Zeit, das optische Filter zu positionieren.
-
Bei
Verwendung eines optischen Filters ist es ferner nicht möglich,
ein RGB-Bild basierend auf einer Beleuchtung mit Weißlicht
zu erhalten. Um zwischen einem Bild, das auf Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs
basiert, und einem RGB-Bild umzuschalten, ist es deshalb erforderlich,
das optische Filter zu bewegen.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Endoskopsystem
anzugeben, das ein Bild, welches auf Weißlicht basiert,
und ein anderes Bild, welches auf Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs
basiert, gleichzeitig anzeigt oder das im Stande ist, schnell zwischen
der Anzeige eines auf Weißlicht basierenden Bildes und
der Anzeige eines auf Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs basierenden
Bildes umzuschalten.
-
Nach
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Endoskopsystem eine Lichtquelle,
einen Lichtsensor, einen Signalprozessor, einen Videosignalgenerator
und einen Umschalter. Die Lichtquelle hat einen ersten Sender, der
rotes Licht in einem ersten Wellenlängenbereich, der eine
erste Wellenlänge enthält, aussendet, einen zweiten
Sender, der grünes Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich,
der eine zweite Wellenlänge enthält, aussendet,
und einen dritten Sender, der blaues Licht in einem dritten Wellenlängenbereich,
der eine dritte Wellenlänge enthält, aussendet;
die Lichtquelle gibt das aus dem ersten Sender, dem zweiten Sender
und dem dritten Sender stammende Licht aus. Die zweite Wellenlänge
ist kürzer als die erste Wellenlänge. Die dritte
Wellenlänge ist kürzer als die zweite Wellenlänge.
Der erste Wellenlängenbereich ist dem zweiten Wellenlängenbereich
nicht überlagert. Der zweite Wellenlängenbereich
ist dem dritten Wellenlängenbereich nicht überlagert.
Der Lichtsensor empfängt das Licht der Lichtquelle mit
Reflexion an dem Aufnahmeobjekt, wobei das Licht in die einzelnen
Wellenlängenbereiche getrennt wird. Der Signalprozessor
erhält ein Rot-Signal, das auf dem den ersten Wellenlängenbereich
enthaltenden Licht basiert, ein Grün-Signal, das auf dem
den zweiten Wellenlängenbereich enthaltenden Licht basiert,
und ein Blau-Signal, das auf dem den dritten Wellenlängenbereich
enthaltenden Licht basiert, auf Grundlage des von dem Lichtsensor
empfangenen Lichtes. Der Videosignalgenerator erzeugt auf Grundlage
mindestens eines dieser Signale, nämlich des Rot-Signals,
des Grün-Signals und des Blau-Signals, die von dem Signalprozessor erhalten
werden, ein Videosignal. Der Umschalter schaltet zwischen einem
ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand um. In dem
ersten Schaltzustand werden das Rot-Signal, das Grün-Signal
und das Blau-Signal an den Videosignalgenerator ausgegeben. In dem
zweiten Schaltzustand werden das Grün-Signal und das Blau-Signal
an den Videosignalgenerator ausgegeben.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Die
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
besser verständlich, worin:
-
1 eine
Konstruktionszeichnung des Endoskopsystems in dem ersten Ausführungsbeispiel ist;
-
2 eine
Querschnitts-Konstruktionszeichnung des Frontspitze der Sonde ist;
-
3 eine
Ansteuerwellenform der ersten Spannung zeigt;
-
4 die
Wellenlängenbereiche des von dem ersten, dem zweiten und
dritten Laser ausgegebenen Lichtes zeigt;
-
5 die
Anordnungsreihenfolge des ersten Datenfeldes vor der Spiralraster-Abtastwandlung zeigt;
-
6 die
Anordnungsreihenfolge des zweiten Datenfeldes nach der Spiralraster-Abtastwandlung
zeigt;
-
7 eine
Konstruktionszeichnung der Komponenten in der Nähe des
Verteilers zeigt, wenn der Verteiler anstelle des Umschalters verwendet wird;
-
8 eine
Konstruktionszeichnung des Endoskopsystems in dem zweiten Ausführungsbeispiel; und
-
9 die
Wellenlängenbereiche des von dem ersten bis vierten Laser
ausgegebenen Lichtes.
-
Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
-
Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Zeichnungen
(1 bis 6) gezeigten Ausführungsbeispiele
beschrieben. Wie in 1 gezeigt, ist in dem ersten
Ausführungsbeispiel ein Endoskopsystem 1 ein Vollfarb-Abtastfiberendoskop
und umfasst eine Sonde 10, einen Prozessor 20 und
eine Anzeige 90.
-
Zur
Orientierung sind in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel
eine Richtung x, eine Richtung y und eine Richtung z definiert (vgl. 2). Die
Richtung x ist die zur optischen Achse LX senkrechte Richtung. Die
Richtung y ist die zur optischen Achse LX und zur Richtung x senkrechte
Richtung. Die Richtung z ist die zur optischen Achse LX parallele
und zu den Richtungen x und y senkrechte Richtung.
-
Die
optische Achse LX bildet die optische Achse eines biegesteifen Teils
der Lichtleitfaser 11, die zur Beleuchtung verwendet wird.
Der biegesteife Teil wird von der Abtasteinheit 30 nicht
bewegt oder verdreht und ist auf der proximalen Seite des biegbaren
Teils der Spitze 11a der Lichtleitfaser 11 angeordnet.
-
Die
Sonde 10 hat eine Lichtleitfaser 11 zur Beleuchtung,
eine Abtasteinheit 13 sowie Lichtleitfasern 15 für
den Empfang. Die Lichtleitfaser 11, welche die Abtastlichtleitfaser
bildet, leitet das aus der Lichtquelle 31 des Prozessors 30 stammende
Licht zu ihrer Spitze 11a. Die Lichtleitfaser 11 gibt
aus ihrer Spitze 1la Licht auf das Aufnahmeobjekt ab, das
beispielsweise der Körper (Gewebe) eines Patienten, etc.
ist. Das aus der Lichtleitfaser 11 ausgesendete Licht wird
an dem Aufnahmeobjekt reflektiert und durch die Lichtleitfasern 15 zu
dem Lichtsensor 51 des Prozessors 30 geleitet.
-
Die
Lichtleitfasern 15, welche die das zurückgestreute
Licht zurückführenden Lichtleitfasern bilden,
sind um die Lichtleitfaser 11 herum angeordnet. Die Abtasteinheit 13 ist
in der Nähe der Spitze 11a der Lichtleitfaser 11 angeordnet.
Die Abtasteinheit 13 weist eine piezoelektrische Vorrichtung
auf und lässt die Spitze 11a in Richtung x und
in Richtung y so oszillieren, dass die Spitze 11a aus der
Richtung z betrachtet in einer Spirale gedreht wird. Durch diese spiralförmige
Drehung wird das aus der Spitze 11a der Lichtleitfaser 11 ausgesendete
Licht aus der Richtung z betrachtet in eine Spiralform um die optische
Achse LX ausgerichtet, was zu einer sogenannten Spiralspurabtastung
führt (vgl. den gestrichelten Pfeil in 5).
-
Das
an dem Aufnahmeobjekt reflektierte Licht, das von der Lichtleitfaser 11 ausgesendet
wird und dessen Emissionsrichtung sich spiralförmig ändert,
wird durch die Lichtleitfasern 15 zu dem Lichtsensor 51 des
Prozessors 30 geleitet, um ein Aufnahmeobjektbild zu erzeugen.
-
Die
fett gestrichelte Linie in 2 zeigt
die Situation, in der das Licht von der Spitze 11a in Richtung
x ausgesendet und dann das an dem Aufnahmeobjekt reflektierte Licht
durch die Lichtleitfasern 15 zu dem Lichtsensor 51 geleitet
wird, und zwar im Anfangszustand, bevor die Spitze 11a oszilliert, Die
dünn gestrichelte Linie in 2 zeigt
die Situation, in der der biegbare Teil der Spitze 11a so
verdreht wird, dass die Spitze 11a aus dem Anfangszustand
in Richtung y und nach oben bewegt wird und das Weißlicht
von der Spitze 11a in die Richtung ausgesendet wird, in
die die Emissionsfläche der Spitze 11a weist,
worauf das Weißlicht an dem Aufnahmeobjekt reflektiert
wird.
-
Der
Prozessor 30 hat eine Lichtquelle 31, eine für
die Abtastung vorgesehene Ansteuereinheit 41, einen Lichtsensor 51,
eine Zeitsteuerung 61, eine Systemsteuerung 62,
einen Signalprozessor 63, einen Speicher 64, ein
Bedienfeld 65, einen Umschalter 66 und einen Codierer
(Videosignalgenerator) 67.
-
Die
Lichtquelle 31 führt der Lichtleitfaser 11 der
Sonde 10 Licht zu.
-
Die
Ansteuereinheit 41 führt der Abtasteinheit 13 der
Sonde 10 ein Steuersignal zu.
-
Der
Lichtsensor 51 empfängt das Licht von den Lichtleitfasern 15.
Mit anderen Worten empfangt er auf Grundlage des von der Lichtquelle 31 abgegebenen
Lichtes das reflektierte Licht und die Fluoreszenzstrahlung von
dem Aufnahmeobjekt, wobei das von den Lichtleitfasern 15 stammende
Licht in die drei Längenwellenbereiche getrennt ist. Der
Lichtsensor 51 führt ferner eine fotoelektrische
Wandlung an dem einfallenden Licht durch.
-
Der
Prozessor 30 führt an dem Bildsignal, das auf
dem aus den Lichtleitfasern 15 der Sonde 10 stammenden
Licht basiert, eine Bildverarbeitung durch, um ein auf der Anzeige 90 darzustellendes
Videosignal zu erzeugen und auszugeben.
-
Die
Lichtquelle 31 hat einen ersten Treiber 32a, einen
zweiten Treiber 32b, einen dritten Treiber 32c,
einen ersten Laser 33a, einen zweiten Laser 33b,
einen dritten Laser 33c, eine Mischeinheit 34 und
eine erste Kondensorlinse 36 zur Beleuchtung.
-
Der
erste Laser 33a ist eine Rotlicht-Laserdiode und sendet,
gesteuert durch die Zeitsteuerung 61, die Systemsteuerung 62 und
den ersten Treiber 32a, Licht in einem ersten Wellenlängenbereich
aus, der eine erste Wellenlänge λR enthält.
Die erste Wellenlänge λR beträgt
etwa 640 nm, d. h. sie liegt in einem Bereich von 630 nm und 650
nm.
-
Der
zweite Laser 33b ist ein Grünlicht-Laser. Beispielsweise
besteht der zweite Laser 33b aus einer Infrarot-Laserdiode
in Kombination mit einer Wellenlängenwandlerplatte und
sendet, gesteuert durch die Zeitsteuerung 61, die Systemsteuerung 62 und den
zweiten Treiber 32b, Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich
aus, der eine zweite Wellenlänge λG enthält.
Die zweite Wellenlänge λG beträgt
etwa 540 nm, d. h. sie liegt in einem Bereich von 532 nm bis 550
nm.
-
Der
dritte Laser 33c ist eine blaue Laserdiode und sendet,
gesteuert durch die Zeitsteuerung 61, die Systemsteuerung 62 und
den dritten Treiber 32c, Licht in einem dritten Wellenlängenbereich
aus, der eine dritte Wellenlänge λB enthält.
Die dritte Wellenlänge λB beträgt
etwa 420 nm (408 nm oder 445 nm).
-
Die
drei Wellenlängenbereiche sind schmal und überlappen
einander nicht.
-
Es
gibt zwei Spitzenwellenlängen, bei denen Hämoglobin
Licht absorbiert. Eine liegt bei 550 nm, die andere bei 415 nm.
Enthält der zweite Wellenlängenbereich 550 nm
oder der dritte Wellenlängenbereich 415 nm, so wird ein
in Wachstum befindliches Blutgefäß deutlich sichtbar,
so dass man ein Bild erhalten kann, in dem ein betroffener Bereich
deutlich von einem gesunden Bereich zu unterscheiden ist.
-
Die
Strahlengänge des ersten, des zweiten und des dritten Lasers 33a, 33b und 33c werden
von der Zusammenführeinheit 34 in einen Strahlengang zusammengeführt.
-
Das
aus der Zusammenführeinheit 34 stammende Weißlicht
wird von der ersten Kondensorlinse 36 verdichtet und zu
der Lichtleitfaser 11 gesendet.
-
Die
zur Abtastung vorgesehene Ansteuereinheit 41 hat einen
ersten DA-Umsetzer 42a, einen zweiten DA-Umsetzer 42b,
einen ersten Abtasttreiber 43a und einen zweiten Abtasttreiber 43b.
-
Der
erste DA-Umsetzer 42a wandelt einen von der Zeitsteuerung 61 ausgegebenen
Zeitsteuerpuls in ein analoges Signal. Auf Grundlage des von dem
ersten DA-Umsetzer 42a gewandelten analogen Signals steuert
der erste Abtasttreiber 43a die Abtasteinheit 13 so
an, dass die Spitze 11a der Lichtleitfaser 11 in
Richtung x oszilliert.
-
Der
zweite DA-Umsetzer 42b wandelt einen von der Zeitsteuerung 61 ausgegebenen
Zeitsteuerpuls in ein analoges Signal. Auf Grundlage des von dem
zweiten DA-Umsetzer 42b gewandelten analogen Signals steuert
der zweite Abtasttreiber 43b die Abtasteinheit 13 so
an, dass die Spitze 11a der Lichtleitfaser 11 in
Richtung y oszilliert.
-
Der
erste Abtasttreiber 43a legt zur Ansteuerung in Richtung
x eine erste Spannung an eine erste Elektrode der Abtasteinheit 13 an.
Die erste Spannung hat eine Sinuswellenform, die in jeder Abtastperiode
(etwa 25 ms; vgl. 3) mit einer vorbestimmten Rate
verstärkt wird.
-
Der
zweite Abtasttreiber 43b legt zur Ansteuerung in Richtung
y eine zweite Spannung an eine zweite Elektrode der Abtasteinheit 13 an.
Die zweite Spannung hat eine Sinuswellenform, welche die gleiche
Form wie die erste Spannung aufweist und gegenüber der
ersten Spannung eine Phasenverschiebung von π/2 hat.
-
Der
Lichtsensor 51 hat eine zweite Kondensorlinse 52 für
den Empfang, einen ersten Trennspiegel 53a, einen zweiten
Trennspiegel 53b, einen ersten Spiegel 54a, einen
zweiten Spiegel 54b, ein erstes lichtempfindliches Element 55a,
ein zweites lichtempfindliches Element 55b, ein drittes
lichtempfindliches Element 55c, einen ersten AD-Umsetzer 56a, einen
zweiten AD-Umsetzer 56b und einen dritten AD-Umsetzer 56c.
-
Der
erste Trennspiegel 53a und der zweite Trennspiegel 53b separieren
Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs, beispielsweise
in Form eines dichroitischen Spiegels.
-
Licht
kurzer Wellenlänge (d. h. blaues Licht mit einer Wellenlänge
von weniger als 500 nm), also das blaue Licht, das den dritten Wellenlängenbereich enthält,
wird an dem ersten Trennspiegel 53a reflektiert (vgl. 4).
-
Die
anderen Lichtanteile, d. h. das rote Licht, welches den ersten Wellenlängenbereich
enthält, und das grüne Licht, welches den zweiten
Wellenlängenbereich enthält, treten durch den
ersten Trennspiegel 53a.
-
Licht
langer Wellenlänge (d. h. rotes Licht mit einer Wellenlänge
von größer als 600 nm), also das rote Licht, das
den ersten Wellenlängenbereich enthält, wird an
dem zweiten Trennspiegel 53b reflektiert.
-
Das
verbleibende Licht, nämlich das grüne Licht, das
den zweiten Wellenlängenbereich enthält, tritt
durch den zweiten Trennspiegel 53b.
-
Das
erste lichtempfindliche Element 55a, das zweite lichtempfindliche
Element 55b und das dritte lichtempfindliche Element 55c bestehen
aus einem Fotodetektor, z. B. einem Fotoelektronenvervielfacher,
etc.
-
Das
aus den Lichtleitfasern 15 ausgegebene Licht wird von der
zweiten Kondensorlinse 52 in einen parallelen Lichtstrahl
gewandelt.
-
Dann
erreicht das rote Licht in dem parallelen Lichtstrahl durch den
ersten Trennspiegel 53a, den zweiten Trennspiegel 53b und
den ersten Spiegel 54a das erste lichtempfindliche Element 55a.
-
Das
grüne Licht in dem parallelen Lichtstrahl erreicht das
zweite lichtempfindliche Element 55b durch den ersten Trennspiegel 53a und
den zweiten Trennspiegel 53b.
-
Das
blaue Licht in dem parallelen Lichtstrahl erreicht das dritte lichtempfindliche
Element 55c durch den ersten Trennspiegel 53a und
den zweiten Spiegel 54b.
-
Das
erste lichtempfindliche Element 55a nimmt an dem roten
Licht, das auf das erste lichtempfindliche Element 55a fällt,
die fotoelektrische Wandlung vor.
-
Der
erste AD-Umsetzer 56a nimmt nach der fotoelektrischen Wandlung
die AD-Wandlung an dem auf das erste lichtempfindliche Element 55a fallenden
roten Licht vor und gibt dann das auf das rote Licht bezogene analoge
Signal an den Signalprozessor 63 aus.
-
Das
zweite lichtempfindliche Element 55b nimmt an dem grünen
Licht, das auf das zweite lichtempfindliche Element 55b fällt,
die fotoelektrische Wandlung vor.
-
Der
zweite AD-Umsetzer 56b nimmt nach der fotoelektrischen
Wandlung die AD-Wandlung an dem grünen Licht vor, das auf
das zweite lichtempfindliche Element 55b fällt,
und gibt dann das auf das grüne Licht bezogene analoge
Signal an den Signalprozessor 63 aus.
-
Das
dritte lichtempfindliche Element 55c nimmt an dem blauen
Licht, das auf das dritte lichtempfindliche Element 55c fällt,
die fotoelektrische Wandlung vor.
-
Der
dritte AD-Umsetzer 56c nimmt nach der fotoelektrischen
Wandlung die AD-Wandlung an dem auf das dritte lichtempfindliche
Element 55c fallenden blauen Licht vor und gibt dann das
auf das blaue Licht bezogene analoge Signal an den Signalprozessor 63 aus.
-
Die
Zeitsteuerung 61 versorgt sämtliche Teile des
Prozessors 30, gesteuert von der Systemsteuerung 62,
mit einem Zeitsteuerpuls, um so den Betrieb sämtlicher
Teile des Prozessors 30 zu steuern.
-
Insbesondere
liefert die Zeitsteuerung 61 den Zeitsteuerpuls zur Steuerung
des Schaltzustandes des Umschalters 66 in Abhängigkeit
des Anzeigemodus (RGB-Bildanzeigemodus, GBB-Bildanzeigemodus oder
Doppelanzeigemodus), der durch Betätigen des Bedienfeldes 65 eingestellt
ist.
-
Der
Signalprozessor 63 nimmt eine Neuzuordnung aus einem ersten
Datenfeldes des Bildsignals, das durch die Spiralspurabtastung erhalten wird,
d. h. des ersten Datenfeldes des Bildsignals des reflektierten Lichts,
das in der spiralförmigen Beleuchtungsspur angeordnet ist
(vgl. 5), in ein zweites Datenfeld vor, das in x-y-Koordinaten
geordnet ist (Spiralraster-Abtastwandlung, vgl. 6).
-
Dann
führt der Signalprozessor 63 eine Primärbildverarbeitung
an dem Bildsignal durch, dessen erstes Datenfeld in das zweite Datenfeld
umgeordnet worden ist, z. B. eine Gammakorrektur, eine Konturenverstärkung,
etc.
-
Nach
der Primärbildverarbeitung wird das Bildsignal temporär
in dem Speicher 64 gespeichert.
-
Dann
liest der Signalprozessor 63 das in dem Speicher 64 temporär
gespeicherte Bildsignal in separaten Farbsignalen aus. Insbesondere
liest der Signalprozessor 63 das Rotsignal (R-Signal),
das auf dem auf das erste lichtempfindliche Element 55a fallenden
roten Licht basiert, das Grünsignal (G-Signal), das auf
dem auf das zweite lichtempfindliche Element 55b fallenden
grünen Licht basiert, und das Blausignal (B-Signal), das
auf dem auf das lichtempfindliche Element 55c fallenden
blauen Licht basiert, aus und gibt dann diese Signale durch den
Umschalter 66 an den Codierer 67 aus.
-
Dadurch
erhält der Signalprozessor 63 das auf dem ersten
Wellenlängenbereich basierende Rotsignal, das auf dem zweiten
Wellenlängenbereich basierende Grünsignal und
das auf dem dritten Wellenlängenbereich basierende Blausignal
auf Grundlage des von dem Lichtsensor 51 empfangenen Lichtes.
-
Der
Umschalter 66 nimmt eine Umschaltung zwischen einem ersten
Schaltzustand, der dem RGB-Bildanzeigemodus zugeordnet ist, und
einem zweiten Schaltzustand vor, der dem GBB-Bildanzeigemodus zugeordnet
ist.
-
In
dem ersten Schaltzustand (in dem RGB-Bildanzeigemodus) werden das
Rotsignal, das Grünsignal und das Blausignal, die von dem
Signalprozessor stammen, an den Codieren 67 ausgegeben.
-
In
dem zweiten Schaltzustand (in dem GBB-Bildanzeigemodus) werden das
Grün- und das Blausignal, die von dem Signalprozessor 63 stammen,
an den Codierer 67 ausgegeben.
-
Die
Umschaltung kann von einem elektrischen Umschaltkreis, wie er in 1 gezeigt
ist, vorgenommen werden; sie kann jedoch auch von einer Software
durchgeführt werden.
-
In
dem RGB-Bildanzeigemodus, in dem das RGB-Bildsignal basierend auf
dem Rot-, dem Grün- und dem Blausignal auf der Anzeige 90 dargestellt wird,
werden das Rot-, das Grün- und das Blau-Signal von dem
Umschalter 66 an den Codierer 67 ausgegeben. Dabei
werden das Rot-, das Grün- und das Blau-Signal an jeweils
ihnen zugeordnete Kanäle des Codierers 67 ausgegeben.
-
In
den GBB-Bildanzeigemodus, in dem das GBB-Bild basierend auf dem
Grün- und dem Blau-Signal auf der Anzeige 90 dargestellt
wird, werden das Grün- und das Blau-Signal von dem Umschalter 66 an
den Codierer 67 ausgegeben. Dabei wird das Grün-Signal
an den Rot-Kanal des Codierers 67 und das Blau-Signal an
den Grün-Kanal und den Blau-Kanal des Codierers 67 ausgegeben.
Das Rot-Signal erreicht also nicht den Codierer 67.
-
In
dem Doppelanzeigemodus, in dem das RGB-Bild und das GBB-Bild parallel
auf der Anzeige 90 (vgl. 1) dargestellt
werden, schaltet der Umschalter 66 während der
ersten Hälfte einer Anzeigeabtastzeile auf den ersten Schaltzustand
und während der letzten Hälfte der Anzeigeabtastzeile
auf den zweiten Schaltzustand.
-
Da
das RGB-Bild in dem Doppelanzeigemodus kleiner als in dem RGB-Bildanzeigemodus
ist und das GBB-Bild in dem Doppelanzeigemodus kleiner als in dem
GBB-Bildanzeigemodus ist, wird die Datenmenge in dem Doppelanzeigemodus
gegenüber dem RGB- oder dem GBB-Bildanzeigemodus nicht
vergrößert, selbst wenn ein zusammengesetztes
RGB- und GBB-Bild ausgegeben wird.
-
Mit
anderen Worten ist die Zeit, die zur Ausgabe des Rot-, des Grün-
und des Blau-Signals zum Anzeigen des RGB-Bildes und zur Ausgabe
des Grün- und des Blau-Signals zum Anzeigen des GBB-Bildes
in dem Doppelanzeigemodus benötigt wird, nicht größer
als die Zeit, die zur Ausgabe des Rot-, des Grün- und des
Blau-Signals zum Anzeigen des RGB-Bildes in dem RGB-Bildanzeigemodus
erforderlich ist (oder die Zeit, die zur Ausgabe des Grün-
und Blau-Signals zum Anzeigen des GBB-Bildes in dem GBB-Bildanzeigemodus
erforderlich ist).
-
Der
Codierer 67 nimmt an dem Bildsignal, das durch den Umschalter 66 von
dem Signalprozessor 63 ausgegeben wird, eine Sekundärbildverarbeitung
vor, um das Videosignal (das Luminanzsignal und das Farbdifferenzsignal)
zur Darstellung auf der Anzeige 90 zu erzeugen, und gibt
dann das Videosignal an die Anzeige 90 aus.
-
So
können das RGB-Bild als das auf dem Weißlicht
basierenden Normalbild und das GBB-Bild gleichzeitig angezeigt werden.
In dem GBB-Bild werden Informationen, die die Blutkapillare etc.
betreffen, deutlicher als in dem RGB-Bild angezeigt.
-
Da
in dem Doppelanzeigemodus keine Zeit zur Umschaltung zwischen dem
RGB-Bild und dem GBB-Bild benötigt wird, kann die Untersuchungszeit, die
bei Verwendung des Endoskopsystems 1 benötigt
wird, gegenüber einer Ausgestaltung, bei der das RGB-Bild
und das GBB-Bild separat angezeigt und auf den RGB-Bildanzeigemodus
und den GBB-Bildanzeigemodus umgeschaltet wird, verringert werden.
-
Da
das RGB-Bild und das GBB-Bild auf Grundlage ein und desselben Bildsignals
angezeigt werden, hat das erste Ausführungsbeispiel den
Vorteil, dass es zu keiner Zeit zur Verzögerung kommt, die
dadurch hervorgerufen wird, dass zwischen der Aufnahme des RGB-Bildes
und des GBB-Bildes Zeit benötigt wird.
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel werden der Umschalter 66,
ein einziger Codierer 67 und eine einzige Anzeige 90 verwendet;
alternativ können jedoch auch ein Verteiler 66',
zwei Codierer 67 (ein erster Codierer 67a und
ein zweiter Codierer 67b) sowie zwei Anzeigen (eine erste
Anzeige 90a und eine zweite Anzeige 90b) verwendet
werden (vgl. 7).
-
Der
Verteiler 66' verteilt das Rot-, Grün- und das
Blau-Signal, gibt das Rot-, das Grün- und das Blau-Signal
an den ersten Codierer 67a aus und gibt das Grün-
und das Blau-Signal an den zweiten Codierer 67b aus.
-
Der
erste Codierer 67a nimmt die Sekundärbildverarbeitung
an dem Bildsignal vor, welches das Rot-, das Grün- und
das Blau-Signal, die von dem Verteiler 66' stammen, beinhaltet,
um das Videosignal zu erzeugen, das zur Darstellung des RGB-Bildes auf
der ersten Anzeige 90a bestimmt ist, und gibt dann das
Videosignal an die erste Anzeige 90a aus.
-
Der
zweite Codierer 67b nimmt die Sekundärbildverarbeitung
an dem Bildsignal vor, welches das Grün- und das Blau-Signal,
die von dem Verteiler 66' stammen, beinhaltet, um das Videosignal,
das zur Darstellung des GBB-Bildes auf der zweiten Anzeige 90b bestimmt
ist, zu erzeugen und gibt dann das Videosignal an die zweite Anzeige 90b aus.
-
Da
in dem ersten Ausführungsbeispiel als Beleuchtungslicht
Laserlicht verwendet wird, dessen Wellenlängenbereich schmal
und dessen Lichtintensität in dem schmalen Wellenlängenbereich
stark ist, kann die Separation des reflektierten Lichtes für
jede Wellenlänge effektiv durchgeführt werden.
Das auf der Leuchtdiode basierende Licht kann alternativ genutzt
werden.
-
Dadurch
kann man ein Bild erhalten, das klarer ist, als wenn für
das Beleuchtungslicht Licht verwendet wird, dessen Wellenlängenbereich
breit und dessen Lichtintensität in dem schmalen Wellenlängenbereich
nicht stark ist, wie das beispielsweise für eine Xenon-Lampe
etc. der Fall ist.
-
Im
Folgenden wird das zweite Ausführungsbeispiel erläutert
(vgl. 8 und 9).
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel beinhaltet das Blau-Signal,
das an den Grün-Kanal und den Blau-Kanal des Codierers 67 ausgegeben
wird, das gleiche Licht in dem dritten Wellenlängenbereich,
um das GBB-Bild anzuzeigen.
-
Dagegen
ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Wellenlängenbereich
des Lichtes, das in dem an den Grün-Kanal des Codierers 67 ausgegebenen
Blau-Signal enthalten ist, verschieden von demjenigen in dem Blau-Signal,
das an den Blau-Kanal des Codierers 67 ausgegeben wird,
um das Bild GB1B2-Bild
anzuzeigen. Diejenigen Punkte, die gegenüber dem ersten
Ausführungsbeispiel unterschiedlich sind, werden im Folgenden
beschrieben.
-
In
dem zweiten Ausführungsbeispiel hat die Lichtquelle 31 einen
ersten Treiber 32a, einen zweiten Treiber 32b,
einen dritten Treiber 32c, einen vierten Treiber 32d,
einen ersten Laser 33a, einen zweiten Laser 33b,
einen dritten Laser 33c, einen vierten Laser 33d,
eine Zusammenführeinheit 34 und eine Kondensorlinse 36 zur
Beleuchtung.
-
Der
erste Laser 33a ist eine Rotlicht-Laserdiode und sendet,
gesteuert von der Zeitsteuerung 61, der Systemsteuerung 62 und
dem ersten Treiber 32a, Licht in einem ersten Wellenlängenbereich
aus, der eine erste Wellenlänge λR enthält.
Die erste Wellenlänge λR beträgt
etwa 640 nm, d. h. sie liegt in einem Bereich von 630 nm bis 650
nm.
-
Der
zweite Laser 33b ist ein Grünlichtlaser. Beispielsweise
besteht der zweite Laser 33b aus einer Infrarotlaserdiode
in Kombination mit einer Wellenlängenwandlerplatte und
sendet, gesteuert von der Zeitsteuerung 61, der Systemsteuerung 62 und dem
zweiten Treiber 32b, Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich
aus, der eine zweite Wellenlänge λG enthält.
Die zweite Wellen länge λG beträgt
etwa 540 nm, d. h. sie liegt in einem Bereich von 532 nm bis 550
nm.
-
Der
dritte Laser 33c ist eine Blaulicht-Laserdiode und sendet,
gesteuert von der Zeitsteuerung 61, der Systemsteuerung 62 und
dem dritten Treiber 32c, das erste blaue Licht in einem
dritten Wellenlängenbereich aus, der eine dritte Wellenlänge λB1 enthält. Die dritte Wellenlänge λB1 beträgt etwa 440 nm (445 nm).
-
Der
vierte Laser 33d ist eine Blaulicht-Laserdiode und sendet,
gesteuert von der Zeitsteuerung 61, der Systemsteuerung 62 und
dem vierten Treiber 32d, das zweite blaue Licht in einem
vierten Wellenlängenbereich aus, der eine vierte Wellenlänge λB2 enthält. Die vierte Wellenlänge λB2 beträgt etwa 410 nm (408 nm).
-
Die
vier Wellenlängenbereiche überlappen einander
nicht.
-
Es
gibt zwei Spitzenwellenlängen, bei denen Hämoglobin
Licht absorbiert. Eine liegt bei 550 nm, die andere bei 415 nm.
Enthält der zweite Wellenlängenbereich 550 nm
oder der vierte Wellenlängenbereich 415 nm, so wird ein
im Wachstum befindliches Blutgefäß deutlich sichtbar,
so dass man ein Bild erhalten kann, in dem ein betroffener Bereich
von einem gesunden Bereich deutlich unterscheidbar ist.
-
Die
Strahlengänge des ersten, des zweiten, des dritten und
des vierten Lasers 33a, 33b, 33c und 33d werden
von der Zusammenführeinheit 34 in einen einzigen
Strahlengang zusammengeführt.
-
Das
aus der Zusammenführeinheit 34 stammende Weißlicht
wird von der ersten Kondensorlinse 36 verdichtet und an
die Lichtleitfaser 11 gesendet.
-
Der
Lichtsensor 51 hat eine zweite Kondensorlinse 52 für
den Empfang, einen ersten Trennspiegel 53a, einen zweiten
Trennspiegel 53b, einen dritten Trennspiegel 53c,
einen ersten Spiegel 54a, einen zweiten Spiegel 54b,
einen dritten Spiegel 54c, ein erstes lichtempfindliches
Element 55a, ein zweites lichtempfindliches Element 55b,
ein drittes lichtempfindliches Element 55c, ein viertes
lichtempfindliches Element 55d, einen ersten AD-Umsetzer 56a, einen
zweiten AD-Umsetzer 56b, einen dritten AD-Umsetzer 56c und
einen vierten AD-Umsetzer 56d.
-
Der
erste Trennspiegel 53a, der zweite Trennspiegel 53b und
der dritte Trennspiegel 53c separieren Licht eines vorbestimmten
Wellenlängenbereichs, beispielsweise in Form einen dichroitischen Spiegels.
-
Licht
kurzer Wellenlänge (d. h. blaues Licht mit weniger als
500 nm), also das erste blaue Licht, das den dritten Wellenlängenbereich
enthält, und das zweite Licht, das den vierten Wellenlängenbereich enthält,
wird an dem ersten Trennspiegel 53a reflektiert (vgl. 9).
-
Die
anderen Lichtanteile, also das rote Licht, das den ersten Wellenlängenbereich
enthält, und das grüne Licht, das den zweiten
Wellenlängenbereich enthält, treten durch den
ersten Trennspiegel 53a.
-
Licht
langer Wellenlänge (d. h. rotes Licht mit mehr als 600
nm), also das rote Licht, das den ersten Wellenlängenbereich
enthält, wird an dem zweiten Trennspiegel 53b reflektiert.
-
Das
andere Licht, also das grüne Licht, das den zweiten Wellenlängenbereich
enthält, tritt durch den zweiten Trennspiegel 53b.
-
Licht
kurzer Wellenlänge (d. h. blaues Licht mit weniger als
425 nm), also das zweite blaue Licht, das den vierten Wellenlängenbereich
enthält, wird an dem dritten Trennspiegel 53c reflektiert.
-
Das übrige
Licht, also das erste blaue Licht, das den dritten Wellenlängenbereich
enthält, tritt durch den dritten Trennspiegel 53c.
-
Das
erste lichtempfindliche Element 55a, das zweite lichtempfindliche
Element 55b, das dritte lichtempfindliche Element 55c und
das vierte lichtempfindliche Element 55d bestehen aus einem
Fotodetektor, z. B. einem Fotoelektronenvervielfacher, etc.
-
Das
von den Lichtleitfasern 15 übertragene Licht wird
durch die zweite Kondensorlinse 52 in einen parallelen
Lichtstrahl gewandelt.
-
Dann
erreicht das rote Licht in dem parallelen Lichtstrahl durch den
ersten Trennspiegel 53a, den zweiten Trennspiegel 53b und
den ersten Spiegel 54a das erste lichtempfindliche Element 55a.
-
Das
grüne Licht in dem parallelen Lichtstrahl erreicht das
zweite lichtempfindliche Element 55b durch den ersten Trennspiegel 53a und
den zweiten Trennspiegel 53b.
-
Das
erste blaue Licht in dem parallelen Lichtstrahl erreicht das dritte
lichtempfindliche Element 55c durch den ersten Trennspiegel 53a,
den zweiten Spiegel 54b und den dritten Trennspiegel 53c.
-
Das
zweite blaue Licht in dem parallelen Lichtstrahl erreicht das vierte
lichtempfindliche Element 55d durch den ersten Trennspiegel 53a,
den zweiten Spiegel 54b, den dritten Trennspiegel 53c und
den dritten Spiegel 54c.
-
Das
erste lichtempfindliche Element 55a nimmt an dem roten
Licht, das auf das erste lichtempfindliche Element 55a fällt,
die fotoelektrische Wandlung vor.
-
Der
erste AD-Umsetzer 56a nimmt nach der fotoelektrischen Wandlung
die AD-Umsetzung an dem roten Licht vor, das auf das erste lichtempfindliche
Element 55a fällt, und gibt dann das auf das rote Licht
bezogene analoge Signal an den Signalprozessor 63 aus.
-
Das
zweite lichtempfindliche Element 55b nimmt an dem grünen
Licht, das auf das zweite lichtempfindliche Element 55b fällt,
die fotoelektrische Wandlung vor.
-
Der
AD-Umsetzer 56b nimmt nach der fotoelektrischen Wandlung
die AD-Umsetzung an dem grünen Licht vor, das auf das zweite
lichtempfindliche Element 55b fällt, und gibt
dann das auf das grüne Licht bezogene analoge Signal an
den Signalprozessor 63 aus.
-
Das
dritte lichtempfindliche Element 55c nimmt die fotoelektrische
Wandlung an dem ersten blauen Licht vor, das auf das dritte lichtempfindliche Element 55c fällt.
-
Der
dritte AD-Umsetzer 56c nimmt nach der fotoelektrischen
Wandlung die AD-Umsetzung des ersten blauen Lichtes vor, das auf
das dritte lichtempfind liche Element 55c fällt,
und gibt dann das auf das erste blaue Licht bezogene analoge Signal
an den Signalprozessor 63 aus.
-
Das
vierte lichtempfindliche Element 55d nimmt die fotoelektrische
Wandlung an dem zweiten blauen Licht vor, das auf das vierte lichtempfindliche Element 55d fällt.
-
Der
vierte AD-Umsetzer 56d nimmt nach der fotoelektrischen
Wandlung die AD-Umsetzung an dem zweiten Licht vor, das auf das
vierte lichtempfindliche Element 55d fällt, und
gibt dann das auf das zweite blaue Licht bezogene analoge Signal
an den Prozessorspeicher 63 aus.
-
Der
Signalprozessor 63 liest das Bildsignal, das in dem Speicher 64 temporär
gespeichert ist, in separaten Farbsignalen aus. Dabei liest der
Signalprozessor 63 das Rot-Signal (R-Signal), das auf dem auf
das erste lichtempfindliche Element 55a fallenden roten
Licht basiert, das Grün-Signal (G-Signal), das auf dem
auf das zweite lichtempfindliche Element 55b fallenden
grünen Licht basiert, das erste Blau-Signal (B1-Signal),
das auf dem auf das dritte lichtempfindliche Element 55c fallenden
ersten blauen Licht basiert, und das zweite Blau-Signal (B2-Signal), das auf dem auf das vierte lichtempfindliche
Element 55d fallenden zweiten blauen Licht basiert, aus und
gibt dann diese Signale durch den Umschalter 66 an den
Codierer 67 aus.
-
Der
Signalprozessor 63 erhält dadurch auf Grundlage
des von dem Lichtsensor 51 empfangenen Lichtes das Rot-Signal,
das auf dem den ersten Wellenlängenbereich enthaltenden
roten Licht basiert, das Grün-Signal, das auf dem den zweiten
Wellenlängenbereich enthaltenden Grün-Licht basiert, das
erste Blau-Signal, das auf das den dritten Wellenlängenbereich
enthaltende erste blaue Licht bezogen ist, und das zweite Blau-Signal,
das auf das den vierten Wellenlängenbereich enthaltende
zweite blaue Licht bezogen ist.
-
Der
Umschalter 66 nimmt die Umschaltung zwischen einem ersten
Schaltzustand, der dem RGB-Bildanzeigemodus zugeordnet ist, und
einem zweiten Schaltzustand vor, der auf den GBB-Bildanzeigemodus
bezogen ist.
-
In
dem ersten Schaltzustand (in dem RGB-Bildanzeigemodus) werden das
Rot-Signal, das Grün-Signal und das erste Blau-Signal aus
dem Signalprozessor 63 an den Codierer 67 ausgegeben.
-
In
dem zweiten Schaltzustand (in dem GBB-Bildanzeigemodus) werden das
Grün-Signal, das erste Blau-Signal und das zweite Blau-Signal
aus dem Signalprozessor 63 an den Codierer 67 ausgegeben.
-
Die
Umschaltung kann unter Verwendung eines elektrischen Umschaltkreises,
wie er in 8 gezeigt ist, vorgenommen werden;
sie kann jedoch auch durch eine Software erfolgen.
-
In
dem RGB-Bildanzeigemodus, in dem das RGB1-Bild
basierend auf dem Rot-, dem Grün- und dem ersten Blau-Signal
auf der Anzeige 90 dargestellt werden, gibt der Umschalter 66 das
Rot-, das Grün- und das erste Blau-Signal an den Codierer 67 aus.
Insbesondere werden das Rot- und das Grün-Signal an die
zugehörigen Kanäle des Codierers 67 ausgegeben,
und das erste Blau-Signal wird an den Blau-Kanal des Codierers 67 ausgegeben.
Das zweite Blau-Signal erreicht demnach den Codierer 67 nicht.
-
In
dem RGB-Bildanzeigemodus wird das RGB1-Bild
basierend auf dem Rot-, dem Grün- und dem ersten Blau-Signal
verwendet; jedoch kann auch das RGB2-Bild
basierend auf dem Rot-, dem Grün- und dem zweiten Blau-Signal
verwendet werden.
-
In
dem GBB-Bildanzeigemodus, in dem das GB1B2-Bild basierend auf dem Grün-Signal,
das erste Blau-Signal und das zweite Blau-Signal auf der Anzeige 90 dargestellt
werden, gibt der Umschalter 66 das Grün-Signal,
das erste Blau-Signal und das zweite Blau-Signal an den Codierer 67 aus.
Insbesondere wird das Grün-Signal an den Rot-Kanal des
Codierers 67, das erste Blau-Signal an den Grün-Kanal und
das zweite Blau-Signal an den Blau-Kanal des Codierers 67 ausgegeben.
Demnach erreicht das Rot-Signal nicht den Codierer 67.
-
In
dem Doppelanzeigemodus, in dem das RGB2-Bild
und das GB1B2-Bild
parallel auf der Anzeige 90 dargestellt werden (vgl. 1),
schaltet der Umschalter 66 während der ersten
Hälfte einer Anzeigeabtastzeile auf den ersten Schaltzustand
und während der letzten Hälfte der Anzeigeabtastzeile auf
den zweiten Schaltzustand.
-
Die übrigen
Konstruktionsmerkmale sind in dem zweiten Ausführungsbeispiel
die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
-
Licht
kurzer Wellenlänge wird nahe der Oberflächenschicht
des Gewebes reflektiert. Die Tiefe ausgehend von der Gewebeoberfläche,
aus der Licht reflektiert wird, variiert mit der Wellenlänge
des Beleuchtungslichtes. Ist die Wellenlänge des Beleuchtungslichtes
kurz, so ist die Tiefe gegenüber der Gewebeoberfläche,
aus der Licht reflektiert wird, gering. Ist die Wellenlänge
des Beleuchtungslichtes lang, so ist die Tiefe gegenüber
der Gewebeoberfläche, aus der Licht reflektiert wird, groß.
-
In
dem zweiten Ausführungsbeispiel, welches das GB1B2-Bild auf Grundlage
des ersten blauen Lichtes und des zweiten blauen Lichtes, und nicht nur
auf Grundlage des ersten blauen Lichtes, erfasst, kann deshalb das
Gewebebild in einer gewünschten Tiefe nahe der Oberfläche
deutlicher als in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten
werden.
-
In
dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird zur
Erläuterung ein Vollfarb-Abtastfiberendoskop verwendet;
wird jedoch ein schmalbandiger Lichtstrahl, z. B. ein Laserstrahl,
etc. als Lichtquelle verwendet und wird das Bild mit in einzelne
Wellenlängenbereiche separiertem Licht erhalten, so kann
auch ein anderes Endoskopsystem als ein Vollfarb-Abtastfiberendoskop
verwendet werden.
-
Obgleich
vorstehend die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden,
sind offenkundig eine Reihe von Abwandlungen und Änderungen
durch Fachleute möglich, ohne den Schutzbereich der Erfindung
zu verlassen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-