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Hintergrund der Erfindung
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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Abtastendoskopprozessor, der
sämtliche von einem Abtastendoskop erzeugte Pixelsignale
effizient nutzt.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Die
internationale Veröffentlichung
WO 2003/019661 und das
US-Patent 6294775 schlagen ein
Abtastendoskop vor, das ein Objekt mit Licht abtastet und Licht
einfängt, das an mit dem Licht beleuchteten Punkten reflektiert
wird. In einem herkömmlichen Abtastendoskop wird Beleuchtungslicht durch
eine optische Faser von einem ortfesten Eintrittsende zu einem beweglichen
Abstrahlende geleitet und eine Abtastoperation durchgeführt,
indem das Abstrahlende der optischen Faser sukzessive bewegt wird.
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Um
ein Objekt in seiner Gesamtheit mit dem Beleuchtungslicht abzutasten,
wird das Abstrahlende der optischen Faser längs einer Spiralbahn
bewegt, indem das Abstrahlende in zwei zueinander senkrechte Richtungen
in Schwingung versetzt wird, wobei die Amplituden in jeder Richtung
zunehmen. Um das Abstrahlende in stabiler Weise schwingen zu lassen,
wird das Abstrahlende entsprechend seiner Resonanzfrequenz in Schwingung
versetzt.
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Das
Abstrahlende wird mit konstanter Winkelgeschwindigkeit längs
der Spiralbahn bewegt, da die Schwingungsfrequenzen in beiden Richtungen gleich
sind. Wegen der konstanten Winkelgeschwindigkeit ist die Bogenlänge
einer Bewegung, die vom Mittelpunkt der Spiralbahn weiter entfernt
ist, während der gleichen Zeit länger als die
Bogenlänge einer Bewegung nahe dem Mittelpunkt.
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Es
wird reflektiertes Licht von dem Punkt empfangen, der mit dem Beleuchtungslicht
beleuchtet wird, und es werden Pixelsignale entsprechend der in
einem bestimmten Zyklus empfangene Lichtmenge erzeugt. Ein Frame
eines Bildsignals besteht aus Pixelsignalen, die Punkten innerhalb
des abgetasteten Bereiches entsprechen.
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Der
Abstand zwischen benachbarten Punkten, in denen zwei Pixelsignale
in dem Zyklus sukzessive erzeugt werden, wenn sich der beleuchtete Punkt
mit der konstanten Winkelgeschwindigkeit spiralförmig bewegt,
wird kürzer, wenn sich die Punkte dem Mittelpunkt der Spirale
annähern. Dementsprechend werden in der Nähe des
Mittelpunkts der Spirale mehr Pixelsignale erzeugt.
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Unter
sämtlichen erzeugten Pixelsignalen wird eine Untermenge
von Pixelsignalen, die den Pixeln eines Monitors entsprechen, zur
Erzeugung eines auf dem Monitor anzuzeigenden Bildes genutzt. Wie
oben beschrieben, werden in der Nähe des Mittelpunkts der
Spiralbahn mehr Pixelsignale als an Punkten erzeugt, die weiter
vom Mittelpunkt entfernt sind. Auch ist die Anzahl an Pixelsignalen
nahe dem Mittelpunkt der Spiralbahn größer als
die Anzahl der Pixel des Monitors.
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Demnach
werden die Pixelsignale, die zum Anzeigen eines Bildes auf einem
Monitor benötigt werden, aus sämtlichen erzeugten
Pixelsignalen extrahiert. Ein Bildsignal, das aus den extrahierten
Pixelsignalen besteht, wird an den Monitor gesendet, auf dem ein
dem empfangenen Bildsignal entsprechendes Bild angezeigt wird. Außerdem
wird das Bildsignal in einem Speicher gespeichert. Das in dem Speicher
gespeicherte Pixelsignal wird genutzt, um das Bild später
zu betrachten. Dagegen werden die nicht extrahierten Pixelsignale
ohne weitere Verwendung gelöscht.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Deshalb
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abtastendoskopprozessor
bereitzustellen, der effektiv diejenigen Pixelsignale nutzt, die
nicht zur Anzeige eines Bildes verwendet werden.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist ein Abtastendoskopprozessor vorgesehen,
der einen Signalgenerator, eine Extrahiervorrichtung, einen ersten Speicher,
einen zweiten Speicher, einen ersten Anschlussteil und einen zweiten
Anschlussteil umfasst. Der Signalgenerator erzeugt ein Pixelsignal
in einem konstanten Zyklus entsprechend einer Menge an reflektiertem
Licht oder Fluo reszenzstrahlung. Der Signalgenerator empfängt
das reflektierte Licht oder die Fluoreszenzstrahlung von einem Abtastendoskop. Das
Abtastendoskop hat eine Beleuchtungsvorrichtung und einen Lichtübertrager.
Die Beleuchtungsvorrichtung beleuchtet einen Beleuchtungspunkt mit Licht,
während sich der Beleuchtungspunkt mit einer konstanten
Winkelgeschwindigkeit längs einer Spiralbahn bewegt. Die
Extrahiervorrichtung extrahiert aus den Pixelsignalen, die von dem
Signalgenerator erzeugt werden, während der Beleuchtungspunkt von
einem auf der Spiralbahn liegenden Startpunkt zu einem auf der Spiralbahn
liegenden Endpunkt bewegt wird, extrahierte Pixelsignale. Die extrahierten Pixelsignale
sind Pixelsignale, die Pixeln eines Monitors entsprechen. Der erste
Speicher speichert ein erstes Bildsignal. Das erste Bildsignal besteht
sowohl aus den extrahierten Pixelsignalen und den nicht extrahierten
Pixelsignalen, die erzeugt werden, während der Beleuchtungspunkt
von dem Startpunkt zu dem Endpunkt bewegt wird. Die nicht extrahierten
Pixelsignale sind die Pixelsignale ausgenommen die extrahierten
Pixelsignale. Der zweite Speicher speichert ein zweites Bildsignal.
Das zweite Bildsignal besteht aus den extrahierten Pixelsignalen.
Der erste Anschlussteil ist an ein erstes Gerät anschließbar. Das
erste Gerät ist imstande, das erste Bildsignal zu empfangen.
Das in dem ersten Speicher gespeicherte erste Bildsignal wird über
den ersten Anschlussteil an das erste Gerät gesendet. Der
zweite Anschlussteil ist an den Monitor anschließbar. Das
in dem zweiten Speicher gespeicherte zweite Bildsignal wird über
den zweiten Anschlussteil an den Monitor gesendet.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist ein Bildprozessor vorgesehen, der
einen Empfänger und einen Signalprozessor umfasst. Der
Empfänger empfängt das in dem ersten Speicher
gespeicherte erste Bildsignal. Der Signalprozessor nimmt an dem
ersten Bildsignal eine vorbestimmte Signalverarbeitung unter Verwendung
der nicht extrahierten Pixelsignale vor.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die
Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
deutlicher aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Abtastendoskopsystems mit eifern
Abtastendoskopprozessor und einem Bildprozessor gemäß den
Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein
Blockdiagramm ist, das den internen Aufbau des Abtastendoskopprozessors
schematisch zeigt;
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3 eine
Darstellung der beleuchteten Punkte längs der Spiralbahn
ist, die erzeugten Pixelsignalen entsprechen;
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4 eine
Darstellung der beleuchteten Punkte ist, die von dem Abtastwandler
extrahierten Pixelsignalen entsprechen;
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5 ein
Diagramm der Pixelsignale für jedes einzelne Pixel des
Monitors ist, wenn ein Normalbild angezeigt wird;
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6 ein
Diagramm der extrahierten Pixelsignale und nicht extrahierter Pixelsignale
für jedes einzelne Pixel des Monitors ist, wenn ein vergrößertes
Bild angezeigt wird;
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7 ein
Diagramm der extrahierten Pixelsignale für jedes einzelne
Pixel des Monitors ist, wenn ein vergrößertes
Bild angezeigt wird;
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8 ein
Flussdiagramm ist, das den Prozess des Bewegtbild-Beobachtungsmodus
zeigt, der von der Systemsteuerung und der Speichersteuerung durchgeführt
wird; und
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9 ein
Flussdiagramm ist, das den von dem Bildprozessor durchgeführten
Prozess zum Anzeigen eines Bildes zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das
in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsbeispiel beschrieben.
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1 zeigt
ein Abtastendoskopsystem 10, das einen Abtastendoskopprozessor 20,
einen Bildprozessor 11 (erstes Gerät), ein Abtastendoskop 40 und
einen Monitor 12 umfasst. Der Abtastendoskopprozessor 20 ist
mit dem Bildprozessor 11, dem Abtastendoskop 40 und
dem Monitor 12 verbunden.
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Im
Folgenden sind ein Beleuchtungsende einer Beleuchtungsfaser (in 1 nicht
gezeigt) sowie Eintrittsenden von Bildfasern (in 1 nicht
gezeigt) in dem distalen Ende des Einführrohrs 41 des
Abtastendoskops 40 montiert. Außerdem sind ein
Eintrittsende der Beleuchtungsfaser sowie Austrittsenden der Bildfasern
in einem Anschlussteil 42 montiert, mit dem der Abtastendoskopprozessor 20 verbunden
ist.
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Der
Abtastendoskopprozessor 20 liefert Weißlicht,
das einen Beobachtungsbereich (vgl. „OA” in 1)
beleuchtet. Das von dem Abtastendoskopprozessor 20 gelieferte
Weißlicht wird durch die Beleuchtungsfaser zum distalen
Ende des Einführrohrs 41 geleitet und auf einen
Punkt innerhalb des Beo bachtungsbereichs abgestrahlt. Das an dem
beleuchteten Punkt reflektierte Licht wird vom distalen Ende des
Einführrohrs 41 zu dem Abtastendoskopprozessor 20 geleitet.
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Die
Ausrichtung des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser wird durch einen
ersten Aktor (in 1 nicht gezeigt) verändert.
Durch Verändern der Ausrichtung wird der Beobachtungsbereich
mit dem von der Beleuchtungsfaser ausgesendeten Weißlicht abgetastet.
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Der
Beleuchtungspunkt innerhalb des Beobachtungsbereichs wird mit konstanter
Winkelgeschwindigkeit längs einer Spiralbahn bewegt, indem das
Abstrahlende in zwei Richtungen, die senkrecht zueinander und senkrecht
zur Achsrichtung nahe dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser liegen,
in Schwingung versetzt wird, wobei die Schwingungsamplituden zunehmen
und abnehmen. Folglich nimmt die Geschwindigkeit des sich bewegenden
beleuchteten Punktes zu, wenn der beleuchtete Punkt weiter vom Mittelpunkt
der Spirale wegbewegt wird.
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Reflektiertes
Licht, das an dem beleuchteten Punkt gestreut wird, sendet das Abtastendoskop 40 zu
dem Abtastendoskopprozessor 20. Der Abtastendoskop-prozessor 20 erzeugt
ein der empfangenen Lichtmenge entsprechendes Pixelsignal. Ein Frame eines
Bildsignals wird erzeugt, indem Pixelsignale, die den über
den Beobachtungsbereich verteilten, beleuchteten Punkten entsprechen,
erzeugt werden. Dies bedeutet, dass ein Frame eines Bildsignals
erzeugt wird, indem Pixelsignale erzeugt werden, während
der beleuchtete Punkt von einem auf der Spirale liegenden Startpunkt
zu einem auf der Spirale liegenden Endpunkt bewegt wird.
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Das
erzeugte Bildsignal wird an den Bildprozessor 11 oder den
Monitor 12 gesendet. Der Bildprozessor 11 nimmt
eine vorbestimmte Bildverarbeitung an dem empfangenen Bildsignal
vor. Ein dem empfangenen Bildsignal entsprechendes Bild wird auf dem
Monitor 12 angezeigt.
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Wie
in 2 gezeigt, enthält der Abtastendoskopprozessor 20 eine
Lichtquelleneinheit 21, eine Lichtaufnahmeeinheit 22 (Signalgenerator),
einen Abtastwandler 23 (Extrahiervorrichtung), einen ersten
und einen zweiten Speicher 24 und 25, eine Speichersteuerung 26,
einen D/A-Wandler 27 (zweiter Anschlussteil), eine USB-Schnittstelle 28 (erster
Anschlussteil), eine LAN-Schnittstelle 29 (erster Anschlussteil)
sowie weitere Komponenten.
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Das
Abtastendoskop 40 enthält die Beleuchtungsfaser 43 (Beleuchtungsvorrichtung),
die Bildfasern 44 (Lichtübertrager) und den Faseraktor 45.
Das zum Beleuchten des Beobachtungsbereichs bestimmte Weißlicht
wird von der Lichtquelleneinheit 21 ausgesendet und fällt
auf das Eintrittsende der Beleuchtungsfaser 43. Das Weißlicht
wird von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 43 auf
einen Punkt innerhalb des Beobachtungsbereichs ausgesendet, wenn
das Abstrahlende durch den Faseraktor 45 bewegt wird. Das
an dem beleuchteten Punkt reflektierte Licht tritt in die Eintrittsenden
der Bildfasern 44 ein. Das reflektierte Licht wird vom
Eintrittsende zu den Abstrahlenden der Bildfasern 44 geleitet
und der Lichtaufnahmeeinheit 22 zugeführt.
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Die
Lichtaufnahmeeinheit 22 enthält einen Rot-, Grün-
und Blau-Fotovervielfacher (nicht gezeigt), die Pixelsignale entsprechend
den in dem reflektierten Licht enthaltenen Mengen an roter, grüner und
blauer Lichtkomponente erzeugen.
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Die
Lichtaufnahmeeinheit 22 wird von der Systemsteuerung 30 angesteuert,
die Pixelsignale in einem konstanten Zyklus zu erzeugen. Wie oben
beschrieben, werden die Pixelsignale, die dem beleuchteten Punkt
entsprechen, der mit konstanter Winkelgeschwindigkeit längs
einer Spiralbahn bewegt wird, in einem konstanten Zyklus erzeugt.
Wie in 3 gezeigt, nimmt folglich die Anzahl der beleuchteten Punkte,
in denen die Pixelsignale (vgl. die schwarzen Punkte in 3)
je einem bestimmten Bereich erzeugt werden, ab, wenn die beleuchteten
Punkte weiter vom Mittelpunkt der Spirale entfernt sind.
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Die
Zahl an Pixeln je einem bestimmten Bereich des Monitors 12 ist
unabhängig vom Ort auf dem Monitor 12 konstant.
Um den gesamten Beobachtungsbereich präzise anzuzeigen,
ist der konstante Zyklus zur Erzeugung der Pixelsignale so vorbestimmt,
dass die Anzahl an Pixelsignalen entsprechenden Punkten in einem
bestimmten Bereich, der vom Mittelpunkt der Spiralbahn am weitesten
entfernt ist, mit der Anzahl an Pixeln je einem bestimmten Bereich
des Monitor 12 übereinstimmt.
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Die
von der Lichtaufnahmeeinheit 22 erzeugten Pixelsignale
werden von dem A/D-Wandler 31 digitalisiert. Die digitalisierten
Pixelsignale werden dann an den ersten Speicher 24 und
den Abtastwandler 23 gesendet.
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Sämtliche
empfangenen Pixelsignale werden unter entsprechenden Adressen des
ersten Speichers 24 gespeichert. Der erste Speicher 24 hat ausreichend
Speicher, um einen Frame eines ursprünglichen Bildsignals
(erstes Bildsignal) zu speichern, der aus sämtlichen empfangenen
Pixelsignalen besteht. Das in dem ersten Speicher 24 gespeicherte
ursprüngliche Bildsignal wird durch ein ursprüngliches
Bildsignal des nächsten Frames aktualisiert.
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Der
erste Speicher 24 ist an die USB-Schnittstelle und die
LAN-Schnittstelle 29 angeschlossen. Das in dem ersten Speicher 24 gespeicherte
ursprüngliche Bildsignal des letzten Frames kann über USB-Schnittstelle 28 an
einen USB-Speicher (nicht gezeigt) und über die LAN-Schnittstelle
an den Bildprozessor 11 gesendet werden.
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Der
Abtastwandler 23 extrahiert einen Teil der empfangenen
Pixelsignale. Diejenigen Pixelsignale, die nicht extrahiert werden,
werden gelöscht. Indem die Pixelsignale wie oben beschrieben
in dem konstanten Zyklus erzeugt werden, übersteigt die
Anzahl der erzeugten Pixelsignale nahe dem Mittelpunkt der Spirale
die Anzahl an Pixeln auf dem Monitor 12. Der Abtastwandler 23 extrahiert
deshalb nur Pixelsignale (vgl. die schwarzen Punkte in 4),
die den Pixeln auf dem Monitor 12 entsprechen. Zudem führt
der Abtastwandler 23 an den extrahierten Pixelsignalen,
die längs der Spiralbahn erzeugt werden, eine Rasterwandlung
durch.
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Die
extrahierten Pixelsignale, die der Rasterwandlung unterzogen worden
sind, werden an den zweiten Speicher 25 gesendet. Die empfangenen
extrahierten Pixelsignale werden unter entsprechenden Adressen des
zweiten Speichers 25 gespeichert. Der zweite Speicher 25 hat
genug Speicherplatz, um einen Frame eines extrahierten Bildsignals
(zweites Bildsignal) zu speichern, der aus sämtlichen extrahierten
Pixelsignalen besteht. Das in dem zweiten Speicher 25 gespeicherte
extrahierte Bildsignal wird mit einem extrahierten Bildsignal des
nächsten Frames aktualisiert.
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Nachdem
sämtliche extrahierten Pixelsignale, die einen Frame eines
extrahierten Bildsignals bilden, gespeichert sind, wird ein Frame
des extrahierten Bildsignals an die Bildverarbeitungsschaltung 32 gesendet.
Die Bildverarbeitungsschaltung 32 führt an dem
extrahierten Bildsignal eine vorbestimmte Bildver arbeitung durch.
Das extrahierte Bildsignal, das der vorbestimmten Bildverarbeitung
unterzogen worden ist, wird dann von dem D/A-Wandler 27 in
ein analoges Signal gewandelt.
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Das
extrahierte Bildsignal, welches in das analoge Signal gewandelt
worden ist, wird dann an den Monitor 12 gesendet, auf dem
ein Bild entsprechend dem extrahierten Bildsignal angezeigt wird. Ein
Bewegtbild wird an dem Monitor 12 angezeigt, indem das
statische Bild für jeden Frame gewechselt wird.
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Die
Speicher- und Ausgabeoperationen des ersten und des zweiten Speichers 24 und 25 werden von
der Speichersteuerung 26 gesteuert. Die Speichersteuerung 26 wird
von der Systemsteuerung 30 gesteuert.
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Die
Systemsteuerung 30 steuert zudem einige Operationen der
Komponenten des Abtastendoskopprozessors 20. Die Systemsteuerung 30 ist
mit dem Eingabeblock 33 verbunden. Auf Grundlange eines
in den Eingabeblock 33 eingegebenen Befehls steuert die
Systemsteuerung 30 bestimmte Operationen.
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Der
Abtastendoskopprozessor 20 hat einen Bewegtbildbeobachtungsmodus
als Betriebsmodus. Befindet sich der Abtastendoskopprozessor 20 in dem
Bewegtbildbeobachtungsmodus, so wird ein Bewegtbild des Beobachtungsbereichs
auf dem Monitor 12 angezeigt. Befindet sich der Abtastendoskopprozessor 20 in
dem Bewegtbildbeobachtungsmodus, so weist die Systemsteuerung 30 die
Speichersteuerung 26 an, eine erste Ansteuerung des ersten
und des zweiten Speichers 24 und 25 vorzunehmen.
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In
der ersten Ansteuerung werden die von dem A/D-Wandler 31 übertragenen
Pixelsignale in dem ersten Speicher 24 gespeichert. Zudem
wird in der ersten Ansteuerung die Übertragung des in dem ersten
Speicher 24 gespeicherten ursprünglichen Bildsignals
entweder an den USB-Speicher oder den Bildprozessor 11 ausgesetzt.
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In
der ersten Ansteuerung werden zudem die von dem Abtastwandler 23 übertragenen
extrahierten Pixelsignale in dem zweiten Speicher 25 gespeichert.
Zudem wird in der ersten Ansteuerung das in dem zweiten Speicher 25 aktualisierte
extrahierte Bildsignal über den D/A-Wandler 27 sowohl
an die Bildverarbeitungsschaltung 32 als auch den Monitor 12 gesendet.
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Wird
ein Befehl, der die Anzeige eines statischen Bildes anweist, in
den Eingabeblock 33 eingegeben, während auf dem
Monitor 12 ein Bewegtbild angezeigt wird, so weist die
Systemsteuerung 30 die Speichersteuerung 26 an,
eine zweite Ansteuerung für den ersten und den zweiten
Speicher 24 und 25 vorzunehmen.
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In
der zweiten Ansteuerung wird die Speicherung der Pixelsignale, die
von dem A/D-Wandler übertragen werden, in dem ersten Speicher 24 ausgesetzt.
Zudem wird auch in der zweiten Ansteuerung die Übertragung
des in dem ersten Speicher 24 gespeicherten ursprünglichen
Bildsignals entweder an den USB-Speicher oder den Bildprozessor 11 ausgesetzt.
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In
der zweiten Ansteuerung wird zudem die Speicherung der extrahierten
Pixelsignale, die von dem Abtastwandler 23 übertragen
werden, in dem zweiten Speicher 25 ausgesetzt. In der zweiten
Ansteuerung wird das zuletzt extrahierte Bildsignal, das in dem
zweiten Speicher 25 gespeichert ist, über den D/A-Wandler 27 wiederholt
sowohl an die Bildverarbeitungsschaltung 32 als auch den
Monitor 12 gesendet. So wird ein Bild, das dem wiederholt
gesendeten extrahierten Bildsignal entspricht, auf dem Monitor 12 als
statisches Bild angezeigt.
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Die
zweite Ansteuerung endet, wenn ein Befehl zur Beendigung der Anzeige
des statischen Bildes in den Eingabeblock 33 eingegeben
wird. Anschließend führt die Speichersteuerung 26 wieder
die erste Ansteuerung des ersten und des zweiten Speichers 24 und 25 durch.
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Wird
ein Befehl, der die Erfassung eines Bildes anweist, in den Eingabeblock 33 eingegeben, während
ein statisches Bild oder ein Bewegtbild auf dem Monitor 12 angezeigt
wird, so weist die Systemsteuerung 30 die Speichersteuerung 26 an,
eine dritte Ansteuerung des ersten und des zweiten Speichers 24 und 25 durchzuführen.
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In
der dritten Ansteuerung wird die Speicherung der Pixelsignale, die
von dem A/E-Wandler 31 übertragen werden, in dem
ersten Speicher 24 ausgesetzt. Zudem wird in der dritten
Ansteuerung das letzte ursprüngliche Bildsignal, das in
dem ersten Speicher 24 gespeichert ist, entweder an den USB-Speicher
oder den Bildprozessor 11 gesendet.
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Außerdem
wird in der dritten Ansteuerung die Speicherung der Pixelsignale,
die von dem Abtastwandler 23 übertragen werden,
in dem zweiten Speicher 25 ebenfalls ausgesetzt. In der
dritten Ansteuerung wird das letzte extrahierte Bildsignal, das in
dem zweiten Speicher 25 gespeichert ist, über
den D/A-Wandler 27 ebenfalls wiederholt an den Monitor 12 gesendet.
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Die
dritte Ansteuerung endet, wenn das ursprüngliche Bildsignal,
das in dem ersten Speicher 24 gespeichert ist, entweder
an den USB-Speicher oder den Bildprozessor 11 gesendet
ist. Dann führt die Speichersteuerung 26 wieder
die erste Ansteuerung des ersten und des zweiten Speichers 24 und 25 durch.
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Das
ursprüngliche Bildsignal, das in der dritten Ansteuerung
von dem ersten Speicher 24 übertragen wird, wird
entweder in dem USB-Speicher oder dem Bildprozessor 11 gespeichert.
Der Bildprozessor 11 nimmt an dem gespeicherten ursprünglichen
Bildsignal eine vorbestimmte Bildverarbeitung vor. Das in dem USB-Speicher
gespeicherte ursprüngliche Bildsignal kann auch an andere
Bildprozessoren (nicht gezeigt) übertragen werden.
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Wie
oben beschrieben, besteht das ursprüngliche Bildsignal
sowohl aus den extrahierten Pixelsignalen als auch den Pixelsignalen,
die nicht von dem Abtastwandler 23 extrahiert werden. Der Bildprozessor 11 führt
eine vorbestimmte Bildverarbeitung unter Verwendung der nicht extrahierten
Bildsignale durch.
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Beispielsweise
führt der Bildprozessor 11 einen Vergrößerungsprozess
unter Verwendung der nicht extrahierten Bildsignale durch. Der Vergrößerungsprozess
wird anhand der 5–7 im
Einzelnen erläutert. In den 5–7 sind
Pixelsignale gezeigt, die 16 Pixeln entsprechen, die auf dem Monitor 12 in
vier Spalten und vier Zeilen angeordnet sind. In den 5–7 ist
das Pixelsignal, das dem in der x-ten Zeile und der y-ten Spalte
angeordneten Pixel entspricht, mit S(x, y) dargestellt.
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Wird
ein Normalbild angezeigt, so wird von den Pixeln (vgl. „P” in 5)
Licht entsprechend der Lichtmenge ausgesendet, die den Signalintensitäten der
extrahierten Pixelsignale entspricht. Wird dagegen ein vergrößertes
Bild der Mitte des Normalbildes mit einer Fläche angezeigt,
die viermal so breit wie die des Normalbildes ist, so wird Licht
entsprechend den Lichtmengen, die den Signalintensitäten
der extrahierten Pixelsignale entsprechen, von den Pixeln (vgl.
in 6 die vier Pixel, die in den Schnittpunkten zwischen
der ersten Zeile und der ersten Spalte, der ersten Zeile und der
dritten Spalte, der dritten Zeile und der ersten Spalte sowie der
dritten Zeile und der dritten Spalte angeordnet sind) ausgesendet,
die an einer vorbestimmten Stelle in Gruppierungen von Pixeln angeordnet
sind, welche vier Pixel aufweisen, die in zwei Zeilen und zwei Spalten
angeordnet sind. Außerdem wird von den anderen Pixeln (vgl. „P” in 6)
Licht entsprechend der Lichtmenge ausgesendet, die den Signalintensitäten
der nicht extrahierten Pixelsignale entspricht (vgl. „S'” in 6).
Wie in 6 gezeigt, sind die vorstehend genannten anderen
Pixel P' in jeder Richtung zwischen zwei Pixeln P angeordnet, die
bei Anzeige des Normalbildes nebeneinander liegend angeordnet sind.
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Wird
ein Bild, wie im Stand der Technik, um das Vierfache allein unter
Verwendung extrahierter Pixelsignale vergrößert,
so nimmt die Zahl an Pixeln, die Licht in einem einzelnen extrahierten
Pixelsignal entsprechenden Mengen aussenden, von Eins bei der Anzeige
des Normalbildes auf Vier beim Anzeigen des um das Vierfache vergrößerten
Bildes zu (vgl. gestrichelte Linie in 7). Somit
kann durch Vergrößern eines Bildes unter Verwendung
sowohl der extrahierten Pixelsignale als auch der nicht extrahierten
Pixelsignale ein vergrößertes Bild mit feinerer Auflösung
auf dem Monitor angezeigt werden.
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Im
Folgenden wird der Prozess des Bewegtbildbeobachtungsmodus, der
von der Systemsteuerung 30 und der Speichersteuerung 60 ausgeführt wird,
unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm nach 8 erläutert.
Der Prozess des Bewegtbildbeobachtungsmodus startet, wenn der Betriebsmodus des
Abtastendoskopsystems 10 in den Bewegtbildbeobachtungsmodus
geändert wird.
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In.
Schritt S100 führt die Speichersteuerung 26 die
erste Ansteuerung durch. Die Speichersteuerung 26 weist
mit anderen Worten den ersten Speicher 24 an, sämtliche
von dem A/D-Wandler 31 übertragenen Pixelsignale
zu spei chern. Außerdem weist die Speichersteuerung 26 den
zweiten Speicher 25 an, die von dem Abtastwandler 23 übertragenen
extrahierten Pixelsignale zu speichern. Ferner weist die Speichersteuerung 26 den
zweiten Speicher 25 an, nach Abschluss der Speicheroperation
den letzten Frame des extrahierten Bildsignals auszugeben.
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In
dem auf Schritt S100 folgenden Schritt S101 ermittelt die Steuerung 30,
ob in den Eingabeblock 33 ein Befehl zum Anzeigen entweder
eines statischen Bildes oder zum Erfassen eines Bildes eingegeben
worden ist oder nicht. Ist keiner dieser Befehle eingegeben worden,
so wird Schritt S101 solange wiederholt, bis einer dieser Befehle
eingegeben wird.
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Wird
der Befehl zum Erfassen eines Bildes eingegeben, so fährt
der Prozess mit Schritt S102 fort. In Schritt S102 führt
die Speichersteuerung 26 die dritte Ansteuerung aus. Zunächst
setzt die Speichersteuerung 26 die Speicherung der Pixelsignale in
dem ersten und dem zweiten Speicher 24 und 25 aus.
Außerdem setzt die Speichersteuerung 26 die Ausgabe
des extrahierten Bildsignals aus dem zweiten Speicher 25 fort.
Da die Aktualisierung des extrahierten Bildsignals in dem zweiten
Speicher 25 ausgesetzt ist, wird das gleiche extrahierte
Bildsignal von dem zweiten Speicher 25 ausgegeben und ein
statisches Bild auf dem Monitor 12 angezeigt.
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Nach
dem Aussetzen der Speicherung der Pixelsignale in dem ersten und
dem zweiten Speicher 24 und 25, fährt
der Prozess mit Schritt S103 fort. In Schritt S103 weist die Speichersteuerung 26 den
ersten Speicher 24 an, das ursprüngliche Bildsignal
an den USB-Speicher oder den Bildprozessor 11 auszugeben.
Nach Ausgabe des ursprünglichen Bildsignals fährt
der Prozess mit Schritt S106 fort.
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Wird
der Befehl zur Anzeige eines statischen Bildes eingegeben, so fährt
der Prozess mit Schritt S104 fort. In Schritt S104 führt
die Speichersteuerung 26 die zweite Ansteuerung durch.
Die Speichersteuerung 26 setzt mit anderen Worten die Speicherung der
Pixelsignale in dem ersten und dem zweiten Speicher 24 und 25 aus.
Zudem setzt die Speichersteuerung 26 die Ausgabe des extrahierten
Bildsignals aus dem zweiten Speicher 25 fort. Da die Aktualisierung
des extrahierten Bildsignals in dem zweiten Speicher 25 ausgesetzt
worden ist, wird das gleiche extrahierte Bildsignal aus dem zweiten
Speicher 25 ausgegeben und ein statisches Bild auf dem
Monitor 12 angezeigt.
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Nach
dem Aussetzen der Speicherung der Pixelsignale in dem ersten und
dem zweiten Speicher 24 und 25 fährt
der Prozess mit Schritt S105 fort. In Schritt S105 ermittelt die
Systemsteuerung 30, ob ein Befehl zum Beenden der Anzeige
des statischen Bildes oder zur Erfassung eines Bildes in den Eingabeblock 33 eingegeben
worden ist. Ist keiner dieser Befehle eingegeben worden, so wird
Schritt S105 solange wiederholt, bis einer der Befehle eingegeben
wird.
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Wird
der Befehl zur Erfassung eines Bildes eingegeben, so fährt
der Prozess mit Schritt S103 fort. Wird in Schritt S104 die zweite
Ansteuerung ausgeführt, so wird zusätzlich zu
der zweiten Ansteuerung die dritte Ansteuerung durch Ausgabe des
ursprünglichen Bildsignals aus dem ersten Speicher 24 abgeschlossen.
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Wird
in Schritt S105 der Befehl zur Beendigung der Anzeige des statischen
Bildes eingegeben, oder ist in Schritt S103 die Ausgabe des ursprünglichen
Bildsignals abgeschlossen, so fährt der Prozess mit Schritt
S106 fort. In Schritt S106 führt die Speichersteuerung 26 die
erste Ansteuerung durch, indem sie die Operation startet, durch
die die Pixelsignale in dem ersten und dem zweiten Speicher 24 und 25 gespeichert
werden.
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Im
Einzelnen weist die Speichersteuerung 26 den ersten Speicher 24 an,
sämtliche von dem A/D-Wandler 31 übertragenen
Pixelsignale zu speichern. Zudem weist die Speichersteuerung 26 den zweiten
Speicher 25 an, die von dem Abtastwandler 23 übertragenen
extrahierten Pixelsignale zu speichern. Außerdem weist
die Speichersteuerung 26 den zweiten Speicher 25 an,
nach Beendigung der Speicheroperation den letzten Frame des extrahierten
Bildsignals auszugeben.
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In
dem auf Schritt S106 folgenden Schritt S107 ermittelt die Systemsteuerung 30,
ob der Befehl zum Beenden der Beobachtung eingegeben worden ist
oder nicht. Ist der Befehl zum Beenden der Beobachtung nicht eingegeben
worden, so werden die Schritte S101 bis 107 wiederholt. Wird der
Befehl zum Beenden der Beobachtung eingegeben, so endet der Prozess
des Bewegtbildbeobachtungsmodus.
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Anschließend
wird der von dem Bildprozessor 11 durchgeführte
Prozess zur Anzeige eines Bildes anhand des Flussdiagramms nach 9 erläutert.
Der Prozess zur Anzeige eines Bildes startet, wenn ein Betriebsmodus
des an einen anderen Monitor angeschlossenen Bildprozessors 11 in
einen Modus zur Anzeige eines Bildes geändert wird.
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In
Schritt 200 erzeugt der Bildprozessor 11 auf Grundlage
des ursprünglichen Bildsignals ein dem Normalbild entsprechendes
Normalbildsignal. Nach Erzeugung des Normalbildsignals fährt
der Prozess mit Schritt S201 fort.
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In
Schritt S201 nimmt der Bildprozessor an dem erzeugten Normalbildsignal
eine vorbestimmte Bildverarbeitung vor, z. B. eine Verarbeitung
zum Weißabgleich und eine Verarbeitung zur Luminanzeinstellung.
Nach der vorbestimmten Bildverarbeitung fährt der Prozess
mit Schritt S202 fort.
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In
Schritt S202 ermittelt der Bildprozessor 11, ob der Befehl
zur Anzeige eines vergrößerten Bildes in den Eingabeblock 33 eingegeben
worden ist oder nicht. Ist der Befehl zur Anzeige eines vergrößerten Bildes
eingegeben worden, so fährt der Prozess mit Schritt S203
fort. Wird der Befehl zur Anzeige eines vergrößerten
Bildes nicht eingegeben, so fährt der Prozess mit Schritt
S204 fort.
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In
Schritt S203 extrahiert der Bildprozessor 11 entsprechend
der Vergrößerung extrahierte Pixelsignale und
nicht extrahierte Pixelsignale, die den Pixeln des Monitors entsprechen.
In Schritt S204 extrahiert der Bildprozessor 11 nur die
extrahierten Pixelsignale. Nach der Extrahierung der benötigten
Pixelsignale fährt der Prozess mit Schritt S205 fort.
-
In
Schritt S205 nimmt der Bildprozessor 11 eine Rasterwandlung
an den entweder in Schritt S203 oder S204 extrahierten Pixelsignalen
vor. Nach der Rasterwandlung fährt der Prozess mit Schritt S206
fort.
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In
Schritt S206 gibt der Bildprozessor das Bildsignal an den Monitor
aus, das aus Pixelsignalen besteht, die der Rasterwandlung unterzogen
worden sind. Anschließend wird entweder das Normalbild oder
das vergrößerte Bild auf dem Monitor angezeigt. Nach
Ausgabe es Bildsignals fährt der Prozess mit Schritt S207
fort.
-
In
Schritt S207 ermittelt der Bildprozessor 11, ob ein Befehl
zum Beenden der Anzeige eines Bildes eingegeben worden ist oder
nicht. Ist der Befehl zum Beenden nicht eingegeben worden, so kehrt
der Prozess zu Schritt S200 zurück, und die Schritte S200 bis
S207 werden wiederholt. Ist der Befehl zum Beenden eingegeben, so
hört die Anzeige des Bildes auf.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann das ursprüngliche
Bildsignal getrennt von dem extrahierten Bildsignal gespeichert
werden, das zur Erzeugung eines Bewegtbildes genutzt wird.
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Ferner
können in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
die nicht extrahierten Pixelsignale effektiv genutzt werden, indem
die Bildverarbeitung nicht nur an den extrahierten Pixelsignalen,
sondern auch an den nicht extrahierten Pixelsignalen vorgenommen
wird.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das in
dem ersten Speicher 24 gespeicherte ursprüngliche
Bildsignal mit dem nächsten Frame des ursprünglichen
Bildsignals aktualisiert. Es können jedoch auch mehrere
ursprüngliche Bildsignale in dem ersten Speicher 24 ohne
Aktualisierung gespeichert werden.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das ursprüngliche
Bildsignal aus dem ersten Speicher 24 ausgegeben, wenn
der Befehl zum Erfassen eines Bildes während der Anzeige
entweder eines statischen Bildes oder eines Bewegtbildes auf dem
Monitor 12 eingegeben wird. Die Bedingung zur Ausgabe des
ursprünglichen Bildsignals ist nicht auf den vorstehend
beschriebenen Sachverhalt beschränkt. Das ursprüngliche
Bildsignal kann von dem ersten Speicher 24 an ein anderes
Gerät, z. B. den Bildprozessor 11 und den USB- Speicher
ausgegeben werden, solange das ursprüngliche Bildsignal in
dem ersten Speicher 24 gespeichert ist.
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Das
in dem ersten Speicher 24 gespeicherte ursprüngliche
Bildsignal wird in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
aktualisiert, wann immer ein Pixelsignal von dem A/D-Wandler 31 übertragen wird.
Das ursprüngliche Bildsignal muss jedoch nicht immer aktualisiert
werden. Beispielsweise kann das ursprüngliche Bildsignal
nur dann gespeichert werden, wenn der Befehl zur Erfassung eines
Bildes eingegeben wird. In diesem Fall wird ein Frame eines ursprünglichen
Bildsignals gespeichert, das bald nach Eingabe des Befehls von dem
A/D-Wandler 31 übertragen wird.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann das statische
Bild angezeigt werden, es muss jedoch nicht angezeigt werden. Indem
in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Befehl zur
Erfassung eines Bildes nach Anzeige eines statischen Bildes eingegeben
wird, kann das ursprüngliche Bildsignal an den Bildprozessor
gesendet werden, nachdem ein Benutzer überprüft
hat, ob das angezeigte statische Bild zu speichern ist oder nicht.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die erste
Ansteuerung wiederaufgenommen, nachdem die Ausgabe des ursprünglichen
Bildsignals aus dem ersten Speicher 24 abgeschlossen ist.
Jedoch muss die erste Ansteuerung nicht wiederaufgenommen werden.
Dennoch ist es günstig, ein Bewegtbild bald nach Übertragung
des ursprünglichen Bildsignals anzuzeigen.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel vergrößert
der Bildprozessor 11 ein Bild unter Verwendung der nicht
extrahierten Pixelsignale. Jedoch kann der Bildprozessor 11 eine
andere Bildverarbeitung vornehmen, die nicht nur die extrahierten
Pixelsignale, sondern auch die nicht extrahierten Pixelsignale verwendet.
Dadurch können die nicht extrahierten Pixelsignale effektiv
genutzt werden.
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In
dem Ausführungsbeispiel wird das Weißlicht von
der Lichtquelleneinheit 21 ausgesendet. Die Lichtquelleneinheit 21 kann
auch eine andere Art von Licht aussenden, z. B. Anregungslicht,
das ein Organ zur Fluoreszenz anregt. Die auf das Eintrittsende
der Bildfasern 44 treffende Fluoreszenzstrahlung (Fluoreszenz)
kann dann zur Lichtaufnahmeeinheit 22 geleitet und das
Bild auf Grundlage der Autofluoreszenzstrahlung erzeugt werden.
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Obgleich
vorstehend die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden
sind, kann der Fachmann viele augenfällige Abwandlungen
und Änderungen vornehmen, ohne den Schutzumfang der Erfindung
zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2003/019661 [0002]
- - US 6294775 [0002]