DE102009060621A1

DE102009060621A1 - Abtastendoskopeinrichtung, Abtastendoskop und Abtastendoskopprozessor

Info

Publication number: DE102009060621A1
Application number: DE102009060621A
Authority: DE
Inventors: Hideo Sugimoto
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-12-29
Also published as: US20100168515A1; US8348829B2; DE102009060621B4

Abstract

Es ist eine Abtastendoskopeinrichtung vorgesehen, die einen ersten Übertrager, einen Antrieb, ein erstes optisches Filter, ein zweites optisches Filter, einen zweiten Überträger, eine erste Photodetektionseinheit und ein Positionsbestimmungsmittel umfasst. Der erste Übertrager leitet Licht zu einem ersten Abstrahlende. Der Antrieb bewegt das erste Abstrahlende. Das erste optische Filter reflektiert das Licht des ersten Bandes. Das zweite optische Filter lässt das Licht des ersten Bandes mit einem Transmissionsgrad durch, der in Abhängigkeit der Position variiert. Der zweite Übertrager leitet das Licht des ersten Bandes von einem zweiten Eintrittsende zu einem zweiten Abstrahlende. Die erste Photodetektionseinheit erfasst eine Menge des Lichtes des ersten Bandes. Das Positionsbestimmungsmittel bestimmt eine Position des ersten Abstrahlendes auf Grundlage der Menge des Lichtes des ersten Bandes.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abtastendoskopeinrichtung, welche die Position eines sich bewegenden Abstrahlendes einer Faser erfasst, die Teil eines Abtastendoskops ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Das japanische Patent 3943927 offenbart ein Abtastendoskop. In einem herkömmlichen Abtastendoskop wird Licht zur Beleuchtung durch eine optische Faser von einem ortsfesten Eintrittsende zu einem beweglichen Abstrahlende geleitet und eine Abtastoperation durchgeführt, indem das Abstrahlende der optischen Faser sukzessive bewegt wird.
Um ein genaues Bild zu erzeugen, muss die Position des Abstrahlendes der optischen Faser erkannt werden. Jedoch ist es schwierig, in einem Einführrohr, das das Abstrahlende der Faser enthält und trägt, einen Positionssensor zu montieren, da der Durchmesser des Einführrohrs idealerweise so dünn wie möglich gehalten wird. So kann die Position des sich bewegenden Abstrahlendes nicht genau erfasst werden, und dessen Position wird auf Grundlage eines Treibersignals abgeschätzt, das zum Steuern der Bewegung des Abstrahlendes dient. Jedoch ist das erzeugte Bild möglicherweise verzerrt, wenn die Genauigkeit dieser Abschätzung gering ist.
Ein genaues Bild kann auch erzeugt werden, wenn das Abstrahlende präzise längs einer vorbestimmten Bahn bewegt wird. Kommt es jedoch vor, dass sich das Abstrahlende in seiner Position von der vorbestimmten Bahn wegbewegt, so kann seine von der Bahn abliegende Position nicht erfasst werden, wodurch es schwierig wird, die von der Bahn abliegende Position zurück auf die korrekte Bahn zu bringen.
Zusammenfassung der Erfindung
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abtastendoskopeinrichtung bereitzustellen, welche die Position des Abstrahlendes des Abtastendoskops erfassen kann.
Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Abtastendoskopeinrichtung vorgesehen, die einen ersten Übertrager, einen Antrieb, eine erste Lichtquelle, ein erstes optisches Filter, ein zweites optisches Filter, einen zweiten Übertrager, eine erste Photodetektionseinheit und ein Positionsbestimmungsmittel umfasst. Der erste Übertrager leitet an einem ersten Eintrittsende empfangenes Licht zu einem ersten Abstrahlende. Der erste Übertrager sendet einen Strahl des aus dem ersten Abstrahlende austretenden Lichtes aus. Der Antrieb bewegt das erste Abstrahlende in einer Richtung senkrecht zu einer Abstrahlrichtung. Der Strahl des austretenden Lichtes wird aus dem ersten Abstrahlende in der Abstrahlrichtung ausgesendet. Die erste Lichtquelleneinheit sendet Licht eines ersten Bandes auf das erste Eintrittsende aus. Das erste optische Filter ist in dem Strahlengang des aus dem ersten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes gelagert. Das erste optische Filter reflektiert das Licht des ersten Bandes. Das erste optische Filter lässt Licht eines zweiten Bandes durch. Das zweite Band liegt außerhalb des ersten Bandes. Das zweite optische Filter ist in dem Strahlengang des an dem ersten optischen Filter reflektierten Lichtes des ersten Bandes gelagert. Das zweite optische Filter lässt das Licht des ersten Bandes mit einem Transmissionsgrad durch, der in Abhängigkeit der Position auf dem zweiten Filter variiert, auf die das Licht des ersten Bandes fällt. Der zweite Übertrager leitet das Licht des ersten Bandes, das durch das zweite optische Filter tritt, von einem zweiten Eintrittsende zu einem zweiten Abstrahlende. Die erste Photodetektionseinheit erfasst eine Menge des aus dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes des ersten Bandes. Das Positionsbestimmungsmittel bestimmt eine Position des ersten Abstrahlendes auf Grundlage der von der ersten Photodetektionseinheit erfassten Menge des Lichtes des ersten Bandes.
Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Abtastendoskop vorgesehen, das einen ersten Übertrager, einen Antrieb, ein erstes optisches Filter, ein zweites optisches Filter und einen zweiten Übertrager umfasst. Der erste Übertrager leitet an einem ersten Eintrittsende empfangenes Licht zu einem ersten Abstrahlende. Der erste Übertrager sendet einen Strahl des aus dem ersten Abstrahlende austretenden Lichtes aus. Der Antrieb bewegt das erste Abstrahlende in einer Richtung senkrecht zu einer Abstrahlrichtung. Der Strahl des aus dem ersten Abstrahlende austretenden Lichtes wird in der Abstrahlrichtung ausgesendet. Das erste optische Filter ist in dem Strahlengang des aus dem ersten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes gelagert. Das erste optische Filter reflektiert das Licht des ersten Bandes. Das erste optische Filter lässt Licht eines zweiten Bandes durch. Das zweite Band liegt außerhalb des ersten Bandes. Das zweite optische Filter ist in dem Strahlengang des an dem ersten optischen Filter reflektierten Lichtes des ersten Bandes gelagert. Das zweite optische Filter lässt das Licht des ersten Bandes mit einem Transmissionsgrad durch, der in Abhängigkeit der Position auf dem zweiten optischen Filter variiert, auf die das Licht des ersten Bandes fällt. Der zweite Übertrager leitet das Licht des ersten Bandes, das durch das zweite optische Filter tritt, von einem zweiten Eintrittsende zu einem zweiten Abstrahlende.
Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Abtastendoskopprozessor vorgesehen, der eine erste Lichtquelle, eine erste Photodetektionseinheit und ein Positionsbestimmungsmittel umfasst. Der Abtastendoskopprozessor ist mit dem Abtastendoskop verbunden. Die erste Lichtquelleneinheit sendet Licht eines ersten Bandes auf das erste Eintrittsende aus. Die erste Photodetektionseinheit erfasst eine Menge des aus dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes des ersten Bandes. Das Positionsbestimmungsmittel bestimmt eine Position des ersten Abstrahlendes auf Grundlage der von der ersten Photodetektionseinheit erfassten Menge des Lichtes des ersten Bandes.
Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Abtastendoskopeinrichtung vorgesehen, die eine Lichtquelle, einen ersten Übertrager, einen Antrieb, ein drittes optisches Filter, ein viertes optisches Filter, einen zweiten Übertrager und einen dritten Übertrager umfasst. Die Lichtquelle sendet erstes Licht aus. Der erste Übertrager leitet das von der Lichtquelle ausgesendete Licht von einem ersten Eintrittsende zu einem ersten Abstrahlende. Der erste Übertrager sendet einen Strahl des aus dem ersten Abstrahlende austretenden Lichtes aus. Der Antrieb bewegt das erste Abstrahlende in einer Richtung senkrecht zu einer Abstrahlrichtung. Der Strahl des austretenden Lichtes wird aus dem ersten Abstrahlende in der Abstrahlrichtung ausgesendet. Das dritte optische Filter ist in dem Strahlengang des aus dem ersten Abstrahlende ausgesendeten ersten Lichtes gelagert. Das dritte optische Filter reflektiert einen Teil des ersten Lichtes. Das dritte optische Filter lässt einen Teil des ersten Lichtes durch. Das vierte optische Filter ist in dem Strahlengang des an dem dritten optischen Filter reflektierten ersten Lichtes gelagert. Das vierte optische Filter lässt das erste Licht mit einem Transmissionsgrad durch, der in Abhängigkeit der Position auf dem vierten optischen Filter variiert, auf die das erste Licht fällt. Der zweite Übertrager leitet das erste Licht, das durch das vierte optische Filter tritt, von einem zweiten Eintrittsende zu einem zweiten Abstrahlende. Der dritte Übertrager empfangt an einem dritten Eintrittsende reflektiertes Licht oder Fluoreszenzstrahlung aus einem Beobachtungsbereich, der mit dem ersten Licht, das durch das dritte optische Filter tritt, beleuchtet worden ist. Der dritte Übertrager leitet das reflektierte Licht oder die Fluoreszenzstrahlung von einem dritten Eintrittsende zu einem dritten Abstrahlende. Das Pixelsignal wird für den Beobachtungsbereich entsprechend einer Menge des ersten Lichtes oder der Fluoreszenzstrahlung erzeugt, das bzw. die aus dem dritten Abstrahlende ausgesendet wird. Die Position des ersten Abstrahlendes wird auf Grundlage der Menge des aus dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten ersten Lichtes bestimmt.
Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Abtastendoskop vorgesehen, das einen ersten Übertrager, einen Antrieb, ein drittes optisches Filter, ein viertes optisches Filter, einen zweiten Übertrager und einen dritten Übertrager umfasst. Der erste Übertrager leitet erstes Licht von einem ersten Eintrittsende zu einem ersten Abstrahlende. Der erste Übertrager sendet einen Strahl des aus dem ersten Abstrahlende austretenden ersten Lichtes aus. Der Antrieb bewegt das erste Abstrahlende in einer Richtung senkrecht zu einer Abstrahlrichtung. Der Strahl des austretenden ersten Lichtes wird aus dem ersten Abstrahlende in der Abstrahlrichtung ausgesendet. Das dritte optische Filter ist in dem Strahlengang des aus dem ersten Abstrahlende ausgesendeten ersten Lichtes gelagert. Das dritte optische Filter reflektiert einen Teil des ersten Lichtes. Das dritte optische Filter lässt einen Teil des ersten Lichtes durch. Das vierte optische Filter ist in dem Strahlengang des an dem dritten optischen Filter reflektierten ersten Lichtes gelagert. Das vierte optische Filter lässt das erste Licht mit einem Transmissionsgrad durch, der in Abhängigkeit der Position auf dem vierten optischen Filter variiert, auf die das erste Licht fällt. Der zweite Übertrager leitet das erste Licht, das durch das vierte optische Filter tritt, von einem zweiten Eintrittsende zu einem zweiten Abstrahlende. Der dritte Übertrager empfängt an einem dritten Eintrittsende Licht oder Fluoreszenzstrahlung aus einem Beobachtungsbereich, der mit dem ersten Licht, das durch das dritte optische Filter tritt, beleuchtet worden ist. Der dritte Übertrager leitet das reflektierte Licht oder die Fluoreszenzstrahlung von dem dritten Eintrittsende zu einem dritten Abstrahlende.
Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Abtastendoskopprozessor vorgesehen, der eine Lichtquelle umfasst. Der Abtastendoskopprozessor ist mit dem Abtastendoskop verbunden. Die Lichtquelle sendet das erste Licht auf das erste Eintrittsende. Das Pixelsignal wird für den Beobachtungsbereich entsprechend einer Menge des ersten Lichtes oder der Fluoreszenzstrahlung erzeugt, das bzw. die aus dem dritten Abstrahlende ausgesendet wird. Die Position des ersten Abstrahlendes wird auf Grundlage einer Menge des aus dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten ersten Lichtes bestimmt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Darstellung einer Abtastendoskopeinrichtung nach erstem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den internen Aufbau des Abtastendoskopprozessors des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
3 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den internen Aufbau der Lichtquelleneinheit des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
4 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den internen Aufbau des Abtastendoskops des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
5 eine Konstruktionsdarstellung ist, die schematisch den internen Aufbau einer Kopfendeinheit des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
6 eine Schnittansicht des Faserantriebs in Längsrichtung der Beleuchtungsfaser zur Veranschaulichung des Aufbaus des Faserantriebs ist;
7 eine Vorderansicht des Faserantriebs vom Abstrahlende der Beleuchtungsfaser her gesehen ist;
8 eine perspektivische Ansicht des Faserantriebs ist;
9 ein Graph ist, der die Positionsänderung des Abstrahlendes aus dem Standardpunkt in der zweiten und dritten Richtung zeigt;
10 eine Darstellung einer Spiralbahn ist, längs der das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser von dem Faserantrieb bewegt wird;
11 ein Graph ist, der die optische Eigenschaft des Positionserfassungsfilters des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
12 den Zustand zeigt, in dem Licht von der Linse ausgesendet wird;
13 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den internen Aufbau der ersten Lichtaufnahmeeinheit des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
14 eine Darstellung einer ersten Bahn ist, die mit einer in der dritten Richtung verkleinerten Spiralbahn zusammenfällt;
15 ein Blockdiagramm ist, das den internen Aufbau des Abtastendoskopprozessors des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
16 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den internen Aufbau der Lichtquelleneinheit des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels zeigt;
17 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den internen Aufbau des Abtastendoskops des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
18 eine Konstruktionsdarstellung ist, die eine Schnittansicht des internen Aufbaus der Kopfendeinheit des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
19 ein Graph ist, der die optische Eigenschaft des Positionserfassungsfilters des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels zeigt;
20 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den internen Aufbau der Lichtaufnahmeeinheit des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
21 ein Zeitdiagramm ist, das den Betrieb der Lichtquelleneinheit, der Lichtaufnahmeeinheit, des ersten und des zweiten Flüssigkristallverschlusses, der Bildverarbeitungseinheit und der Abtasttreiber in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
22 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den internen Aufbau der Bildverarbeitungseinheit des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels zeigt;
23 die verschiedenen Lichtarten zeigt, die an den einzelnen Punkten der zur Abtastung bestimmten Bahn dargestellt sind;
24 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den internen Aufbau des Abtastendoskopprozessors des dritten Ausführungsbeispiels zeigt;
25 eine Konstruktionsdarstellung ist, die eine Schnittansicht des internen Aufbaus der Kopfendeinheit des dritten Ausführungsbeispiels zeigt;
26 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den internen Aufbau der ersten Lichtaufnahmeeinheit des dritten Ausführungsbeispiels zeigt; und
27 ein Zeitdiagramm ist, das den Betrieb der Lichtquelleneinheit, der Lichtaufnahmeeinheit, des ersten und des zweiten Flüssigkristallverschlusses, der Bildverarbeitungseinheit und der Abtasttreiber in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele beschrieben.
In 1 umfasst die Abtastendoskopeinrichtung 10 einen Abtastendoskopprozessor 20, ein Abtastendoskop 70 und einen Monitor 11. Der Abtastendoskopprozessor 20 ist mit dem Abtastendoskop 70 und dem Monitor 11 verbunden.
Im Folgenden sind ein Abstrahlende einer Beleuchtungsfaser (in 1 nicht gezeigt), Eintrittsenden von Bildfasern (in 1 nicht gezeigt) sowie ein Eintrittsende einer Positionserfassungsfaser (in 1 nicht gezeigt) Enden, die in dem distalen Ende des Einführrohrs 71 des Abtastendoskops 70 gelagert sind. Außerdem sind ein Eintrittsende der Beleuchtungsfaser (erstes Eintrittsende), Abstrahlenden der Bildfasern (drittes Abstrahlende) sowie ein Abstrahlende der Positionserfassungsfaser (zweites Abstrahlende) Enden, die in einem Anschlussteil 72 gelagert sind, das mit dem Abtastendoskopprozessor 20 verbunden ist.
Der Abtastendoskopprozessor 20 liefert Licht, mit dem ein Beobachtungsbereich (vgl. „OA” in 1) beleuchtet wird. Das von dem Abtastendoskopprozessor 20 ausgesendete Licht wird durch eine Beleuchtungsfaser (erster Übertrager) zu dem distalen Ende des Einführrohrs 71 gelei tet und auf einen in dem Beobachtungsbereich liegenden Punkt gerichtet. An dem beleuchteten Punkt reflektiertes Licht wird von dem distalen Ende des Einführrohrs 71 zu dem Abtastendoskopprozessor 20 geleitet.
Die Ausrichtung des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser (erstes Abstrahlende) wird von einem Faserantrieb (in 1 nicht gezeigt) geändert. Durch Ändern der Ausrichtung wird der Beobachtungsbereich mit dem von der Beleuchtungsfaser ausgesendeten Licht abgetastet. Der Faserantrieb wird von dem Abtastendoskopprozessor 20 gesteuert.
Der Abtastendoskopprozessor 20 empfangt reflektiertes Licht, das an dem beleuchteten Punkt gestreut wird, und erzeugt ein Pixelsignal entsprechend der Menge des empfangenen Lichtes. Ein Frame eines Bildsignals wird erzeugt, indem Pixelsignale entsprechend den beleuchteten Punkten, die in dem gesamten Beobachtungsbereich verteilt sind, erzeugt werden. Das erzeugte Bildsignal wird an den Monitor 11 gesendet, auf dem ein dem empfangenen Bildsignal entsprechendes Bild dargestellt wird.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Abtastendoskopprozessor 20 eine Lichtquelleneinheit 30, eine erste und eine zweite Lichtaufnahmeeinheit 40 und 21 (erste und zweite Lichterfassungseinheit), einen Abtasttreiber 22 (Abtasttreiber, Korrekturmittel), eine Bildverarbeitungseinheit 60 (Positionsbestimmungsmittel, Bilderzeugungsmittel), eine Zeitsteuerung 23, eine Systemsteuerung 24 und andere Komponenten.
Wie später beschrieben, werden der Beleuchtungsfaser 73 von der Lichtquelleneinheit 30 Licht zum Beleuchten eines Beobachtungsbereichs sowie Licht zum Erfassen der Position des bewegten Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 zugeführt. Der Abtasttreiber 22 steuert den Faserantrieb 74 an, das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 zu bewegen.
Das an dem beleuchteten Beobachtungsbereich reflektierte Licht wird von dem Abtastendoskop 70 an den Abtastendoskopprozessor 20 gesendet. Zusätzlich wird das Licht, das die Position des bewegten Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 erkennen lässt, auch an den Abtastendoskopprozessor 20 gesendet. Das reflektierte Licht und das Licht zur Positionserfassung fallen auf die erste bzw. die zweite Lichtaufnahmeeinheit 40 und 21.
Die zweite Lichtaufnahmeeinheit 21 erzeugt ein Pixelsignal entsprechend der Menge des reflektierten Lichtes. Die erste Lichtaufnahmeeinheit 40 erzeugt ein Positionssignal entsprechend der Position des bewegten Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73. Das Pixelsignal und das Positionssignal werden an die Bildverarbeitungseinheit 60 gesendet.
Die Bildverarbeitungseinheit 60 speichert das empfangene Pixelsignal unter der dem Positionssignal entsprechenden Adresse des Bildspeichers 25. Sind einmal Pixelsignale, die den beleuchteten, über den Beobachtungsbereich verteilten Punkten entsprechen, gespeichert, nimmt die Bildverarbeitungseinheit 60 eine vorbestimmte Bildverarbeitung an den Bildsignalen vor, worauf ein Frame des Bildsignals über den Kodierer 26 an den Monitor 11 gesendet wird.
Indem das Abtastendoskop 70 mit dem Abtastendoskopprozessor 20 verbunden wird, sind optische Verbindungen zwischen der Lichtquelleneinheit 30 und der in dem Abtastendoskop 70 gelagerten Beleuchtungsfaser 73, zwischen der zweiten Lichtaufnahmeeinheit 21 und den Bildfasern 75 (dritter Übertrager) sowie zwischen der ersten Lichtaufnahmeeinheit 40 und der Positionserfassungsfaser 76 (zweiter Übertrager) hergestellt.
Indem das Abtastendoskop 70 mit dem Abtastendoskopprozessor 20 verbunden wird, ist zudem der Faserantrieb 74, der in dem Abtastendoskop 70 gelagert ist, elektrisch mit dem Abtasttreiber 22 verbunden.
Die zeitliche Abstimmung für den Betrieb der Lichtquelleneinheit 30, der ersten und der zweiten Lichtaufnahmeeinheit 40 und 21, des Abtasttreibers 22, der Bildverarbeitungseinheit 60 und des Kodierers 26 wird von der Zeitsteuerung 23 gesteuert. Zudem werden die Zeitsteuerung 23 und andere Komponenten der Abtastendoskopeinrichtung 10 von der Systemsteuerung 24 gesteuert. Ein Benutzer kann Befehle in den Eingabeblock 27 eingeben, der ein Bedienfeld (nicht gezeigt) und andere Mechanismen umfasst.
Wie in 3 gezeigt, enthält die Lichtquelleneinheit 30 einen roten, einen grünen und einen blauen Laser 31r, 31g und 31b (zweite Lichtquelleneinheit), einen ersten Infrarotlaser 31i1 (erste Lichtquelleneinheit, erste Lichtquelle), einen zweiten Infrarotlaser 31i2 (erste Lichtquelleneinheit, zweite Lichtquelle), erste bis fünfte Filter 32a–32e, eine Kondensorlinse 33, einen Lasertreiber 34 und andere Komponenten.
Der rote, der grüne und der blaue Laser 31r, 31g bzw. 31b senden einen roten, einen grünen bzw. einen blauen Laserstrahl aus. Der erste und der zweite Infrarotlaser 31i1 bzw. 31i2 senden einen ersten bzw. einen zweiten infraroten Laserstrahl (Licht des ersten Bandes) aus. Die Wellenlängen des ersten und des zweiten Laserstrahls erstrecken sich zwischen dem dritten bzw. dem vierten Band. Das dritte und das vierte Band liegen innerhalb des Bandes von Infrarotlicht (erstes Band), welches außerhalb des Bandes von sichtbarem Licht (zweites Band) liegt, und das dritte und das vierte Band überlappen einander nicht.
Das erste Filter 32a reflektiert das Band grünen Lichtes, das der grüne Laser 31g aussendet, und lässt die anderen Bänder durch. Das zweite Filter 32b reflektiert das Band blauen Lichtes, welches der blaue Laser 31b aussendet, und lässt die anderen Bänder durch.
Das dritte Filter 32c reflektiert das dritte und das vierte Band infraroten Lichtes und lässt die anderen Binder durch. Das vierte Filter 32d reflektiert das dritte Band infraroten Lichtes und lässt die anderen Binder infraroten Lichtes durch. Das fünfte Filter 32e ist ein Spiegel, der das vierte Band infraroten Lichtes reflektiert.
Das erste Filter 32a, das zweite Filter 32b, das dritte Filter 32c und die Kondensorlinse 33 sind in dem Strahlengang des roten Laserstrahls angeordnet, der von dem roten Laser 31r auf das Eintrittsende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendet wird, die mit der Lichtquelleneinheit 30 verbunden ist. Das erste bis dritte Filter 32a, 32b und 32c sind so befestigt, dass ihre Flächen um 45 Grad gegenüber dem Strahlengang des roten Laserstrahls geneigt sind.
Der grüne Laser 31g ist so angeordnet, dass der von dem grünen Laser 31g ausgesendete grüne Laserstrahl an dem ersten Filter 32a reflektiert wird, durch das zweite und das dritte Filter 32b und 32c tritt und auf das Eintrittsende der Beleuchtungsfaser 73 fällt.
Der blaue Laser 31b ist so angeordnet, dass der von dem blauen Laser 31b ausgesendete Laserstrahl an dem zweiten Filter 32b reflektiert wird, durch das dritte Filter 32c tritt und auf das Eintrittsende der Beleuchtungsfaser 73 fällt.
Das vierte Filter 32d und der erste Infrarotlaser 31i1 sind so angeordnet, dass der von dem ersten Infrarotlaser 31i1 ausgesendete erste infrarote Laserstrahl an dem vierten und dem dritten Filter 32d und 32c reflektiert wird und auf das Eintrittsende der Beleuchtungsfaser 73 fällt.
Das fünfte Filter 32e und der zweite Infrarotlaser 31i2 sind so angeordnet, dass der von dem zweiten Infrarotlaser 31i2 ausgesendete zweite infrarote Laserstrahl an dem fünften Filter 32e reflektiert wird, durch das vierte Filter 32d tritt, an dem dritten Filter 32c reflektiert wird und auf das Eintrittsende der Beleuchtungsfaser 73 fällt.
Der erste und der zweite infrarote, der blaue, der grüne und der rote Laserstrahl werden von der Kondensorlinse 33 gesammelt und fallen auf das Eintrittsende der Beleuchtungsfaser 73.
Beim Beobachten eines Echtzeitbildes in dem um das distale Ende des Einführrohrs 71 liegenden Bereich werden der rote, der grüne und der blaue Laserstrahl zu einem weißen Laserstrahl gemischt und der weiße Laserstrahl sowie der erste und der zweite infrarote Laserstrahl der Beleuchtungsfaser 73 zugeführt.
Der Lasertreiber 34 steuert den roten, den grünen, den blauen, den ersten infraroten und den zweiten infraroten Laser 31r, 31g, 31b, 31i1 bzw. 31i2 an. Auf Grundlage der von der Zeitsteuerung 23 vorgenommenen Ansteuerung steuert der Lasertreiber 34 die zeitliche Festlegung für das Ein- und Ausschalten des Lichtes der Laser 31r, 31g, 31b, 31i1 und 31i2.
Im Folgenden wird der Aufbau des Abtastendoskops 70 erläutert. Wie in 4 gezeigt, enthält das Abtastendoskop 70 die Beleuchtungsfaser 73, die Bild fasern 75, die Positionserfassungsfaser 76, eine Kopfendeinheit 80 und andere Komponenten.
Die Kopfendeinheit 80 ist am distalen Ende des Einführrohrs 71 angeordnet. Die Beleuchtungsfaser 73, die Bildfasern 75 und die Positionserfassungsfaser 76 sind vom Anschlussteil 72 zur Kopfendeinheit 80 innerhalb des Abtastendoskops 70 angeordnet.
Wie in 5 gezeigt, umfasst die Kopfendeinheit 80 ein Hohlrohr 81, den Faserantrieb 74, einen Strahlenteiler 82 (erstes optisches Filter), ein Positionserfassungsfilter 83 (zweites optisches Filter), eine Kondensorlinse 84, einen Spiegel 85 und eine Linse 86. Das Hohlrohr 81 besteht aus einem festen Material und ist zylindrisch geformt. Das Hohlrohr 81 ist am distalen Ende des Einführrohrs 71 gelagert. Das Hohlrohr 81 ist so angeordnet, dass die axialen Richtungen des distalen Endes des Einführrohrs 71 und des Hohlrohrs 81 parallel liegen.
Im Folgenden wird die Richtung, in die Licht von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendet wird, wenn die axialen Richtungen der Beleuchtungsfaser 73 an dem Abstrahlende und des Hohlrohrs 81 parallel liegen, als erste Richtung definiert. Zudem wird eine bestimmte Richtung senkrecht zur ersten Richtung als zweite Richtung (zweite und vierte Richtung) definiert.
Die Beleuchtungsfaser 73 ist innerhalb des Hohlrohrs 81 von dem Faserantrieb 74 gehalten. Die Beleuchtungsfaser 73 ist in dem Hohlrohr 81 so angeordnet, dass die axiale Richtung der eingesetzten Beleuchtungsfaser 73 an dem Abstrahlende parallel zur ersten Richtung liegt, wenn das Einführrohr 71 von dem Faserantrieb 74 nicht ausgelenkt ist.
Wie in 6 gezeigt, umfasst der Faserantrieb 74 einen Lagerblock 74s und einen Biegeblock 74b. Der Biegeblock 74b ist zylindrisch geformt. Die Beleuchtungsfaser 73 ist durch den zylindrischen Biegeblock 74b eingesetzt. Die Beleuchtungsfaser 73 ist am vorderen Ende des Biegeblocks 74b, das dem distalen Ende des Einführrohrs 71 am nächsten ist, durch den Lagerblock 74s gehalten.
Wie in 7 gezeigt, sind das erste und das zweite Biegeelement 74b1 und 74b2 an dem Biegeblock 74b befestigt. Das erste und das zweite Biegeelement 74b1 und 74b2 sind jeweils Paare aus zwei piezoelektrischen Elementen. Zudem expandieren das erste und das zweite Biegeelement 74b1 und 74b2 auf Grundlage eines Faserantriebssignals, das von dem Abtasttreiber 22 gesendet wird, längs der axialen Richtung des zylindrischen Biegeblocks 74b.
Zwei piezoelektrische Elemente, die das erste Biegelement 74b1 bilden, sind so an der Außenfläche des zylindrischen Biegeblocks 74b2 in der zweiten Richtung angeordnet, dass die Achse des zylindrischen Biegeblocks 74b zwischen den piezoelektrischen Elementen liegt. Zudem sind zwei piezoelektrische Elemente, die das zweite Biegelement 74b2 bilden, so an der Außenfläche des zylindrischen Biegeblocks 74b in einer dritten Richtung angeordnet, dass die Achse des zylindrischen Biegeblocks 74b zwischen den piezoelektrischen Elementen liegt. Die dritte Richtung ist senkrecht zu der ersten und der zweiten Richtung.
Wie in 8 gezeigt, biegt sich der Biegeblock 74b längs der zweiten Richtung, in dem eines der das erste Biegeelement 74b1 bildenden piezoelektrischen Elemente expandiert und das andere gleichzeitig kontrahiert. Außerdem biegt sich der Biegeblock 74b längs der dritten Richtung, indem eines der das zweite Biegeelement 74b2 bildenden piezoelektrische Elemente expandiert und das andere gleichzeitig kontrahiert.
Die Beleuchtungsfaser 73 wird von dem Biegeblock 74b über den Lagerblock 74s in die zweite und/oder dritte Richtung gedrückt, und die Beleuchtungsfaser 73 biegt sich in die zweite und/oder dritte Richtung, die senkrecht zu der Richtung liegen, in die Licht vom Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 (Abstrahlrichtung) ausgesendet wird. Das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 wird umgelenkt, indem die Beleuchtungsfaser 73 gebogen wird.
Wie in 9 gezeigt, wird das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 so bewegt, dass das Abstrahlende mit Amplituden, die wiederholt zunehmen und abnehmen, in der zweiten und der dritten Richtung schwenkt. Die Frequenzen der Schwingungen in der zweiten und der dritten Richtung sind gleich eingestellt. Zudem sind die Perioden für die Zunahme und die Abnahme der Schwingungsamplitude in zweiter und dritter Richtung miteinander synchronisiert.
Indem das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73, wie oben beschrieben, in der zweiten und dritten Richtung schwingt, folgt das Abstrahlende der in 10 gezeigten Spiralbahn, und der Beobachtungsbereich wird mit von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendeten Licht abgetastet.
Die Position des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 in dem Zustand, in dem diese nicht ausgelenkt ist, wird als Standardpunkt definiert. Während das Abstrahlende ausgehend von dem Standardpunkt mit zunehmender Amplitude schwingt (vgl. „Abtastperiode” in 9), erfolgen die Beleuchtung des Beobachtungsbereichs mit dem weißen Laserstrahl sowie die Erzeugung von Pixelsignalen.
Erreicht ferner die Amplitude in dem vorbestimmten Bereich einen Maximalwert, so endet eine einzelne Abtastoperation zur Erzeugung eines einzelnen Bildes. Nach Beendigung einer Abtastoperation kehrt das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 zu dem Standardpunkt zurück, indem das Abstrahlende mit abnehmenden Amplituden (vgl. „Pausenperiode” in 9) schwingt. Ist Abstrahlende zu dem Standardpunkt zurückgekehrt, so ist dies der Beginn einer Abtastoperation zur Erzeugung eines weiteren Bildes.
Der Strahlenteiler 82 und die Linse 86 sind in der Richtung angeordnet, in der Licht von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendet wird, wenn das Abstrahlende an dem Standardpunkt (vgl. 5) angeordnet ist. Der Strahlenteiler 82 hat die Form einer Platte. Der Strahlenteiler 82 ist in dem Hohlrohr 81 so befestigt, dass die Fläche des Strahlenteilers 82 um 45 Grad gegenüber der ersten Richtung geneigt ist. Zudem ist die Linse 86 so befestigt, dass die optische Achse der Linse 86 parallel zur ersten Richtung liegt.
Der Strahlenteiler 82 reflektiert das Band infraroten Lichtes und lässt das Band sichtbaren Lichtes durch. Demzufolge tritt eine Weißlichtkomponente des von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendeten Lichtes durch den Stahlteiler 82. Dagegen werden die erste und die zweite infrarote Lichtkomponente, welche die gleichen Komponenten wie der erste und der zweite infrarote Laserstrahl sind, an dem Strahlenteiler 82 in die dritte Richtung reflektiert.
In der Seite des Hohlrohrs 81, zu der die Infrarotlichtkomponenten von dem Strahlenteiler 82 reflektiert werden, ist eine Öffnung 81h ausgebildet. Das Positionserfassungsfilter 83 und die Kondensorlinse 84 sind innerhalb der Öff nung 81h befestigt. Das Positionserfassungsfilter 83 hat die Form einer Platte und ist so angeordnet, dass seine Fläche parallel sowohl zur ersten als auch zur zweiten Richtung ist. Zudem ist die Kondensorlinse 84 so angeordnet, dass die optische Achse parallel zur dritten Richtung liegt.
Das Positionserfassungsfilter 83 lässt die erste und die zweite Infrarotlichtkomponente mit Transmissionsgraden durch, die in Abhängigkeit der Position des Positionserfassungsfilters 83, auf die das Licht fällt, variieren. Wie in 11 gezeigt, ist das Positionserfassungsfilter 83 so ausgebildet, dass der Transmissionsgrad gegenüber der ersten Infrarotlichtkomponente zunimmt, wenn sich die beleuchtete Position des Positionserfassungsfilters 83 in die erste Richtung bewegt. Außerdem ist das Positionserfassungsfilter 83 so ausgebildet, dass der Transmissionsgrad gegenüber der zweiten Infrarotlichtkomponente zunimmt, wenn sich die beleuchtete Position des Positionserfassungsfilters 83 in die zweite Richtung bewegt.
Die an dem Strahlenteiler 82 reflektierten Infrarotlichtkomponenten treten durch das Positionserfassungsfilter 83 und werden von der Kondensorlinse 84 gesammelt. Der Spiegel 85 ist so angeordnet, dass die gesammelten Infrarotlichtkomponenten in axialer Richtung des Hohlrohrs aus dem Hohlrohr 81 nach außen reflektiert werden.
Das Eintrittsende der Positionserfassungsfaser 76 (zweites Eintrittsende) ist in der Richtung angeordnet, in die die Infrarotlichtkomponenten von dem Spiegel 85 reflektiert werden. Die auf die Positionserfassungsfaser 76 fallenden Infrarotlichtkomponenten werden durch die Positionserfassungsfaser 76 zu der ersten Lichtaufnahmeeinheit 40 geleitet.
Wie oben beschrieben, wird auch eine Weißlichtkomponente von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendet. Die Weißlichtkomponente tritt durch den Strahlenteiler 82 und die Linse 86 und wird auf einen Punkt innerhalb des Beobachtungsbereichs (vgl. „OA” in 12) ausgesendet. Das reflektierte Licht wird an dem Punkt gestreut, der mit der Weißlichtkomponente beleuchtet wird. Das gestreute, reflektierte Licht fällt auf die Eintrittsenden der Bildfasern 75 (drittes Eintrittsende).
Die mehreren Bildfasern 75 sind in dem Abtastendoskop 70 gelagert. Die Eintrittsenden der Bildfasern 75 sind um die Linse 86 herum angeordnet. Das Licht, das an dem beleuchteten Punkt in dem Beobachtungsbereich gestreut und reflektiert wird, fällt auf sämtliche Bildfasern 75.
Das reflektierte Licht, das auf die Eintrittsenden der Bildfasern 75 fällt wird zu den Abstrahlenden der Bildfasern 75 geleitet. Wie oben beschrieben, sind die Abstrahlenden der Bildfasern 75 optisch mit der zweiten Lichtaufnahmeeinheit 21 gekoppelt. Das reflektierte Licht, das zu den Abstrahlenden geleitet wird, fällt auf die zweite Lichtaufnahmeeinheit 21.
Wie in 13 gezeigt, enthält die erste Lichtaufnahmeeinheit 40 eine Kollimatorlinse 41, einen Strahlenteiler 42, einen ersten und einen zweiten photoelektrischen Wandler 42a und 43b (erster und zweiter Detektor) sowie einen ersten und einen zweiten A/D-Wandler 44a und 44b.
Die Kollimatorlinse 41, der Strahlenteiler 42 und der erste elektrische Wandler 43a sind in einer Richtung angeordnet, in der Licht von dem Abstrahlende der Positionserfassungsfaser 76, die mit der ersten Lichtaufnahmeeinheit 40 verbunden ist, ausgesendet wird.
Der Strahlenteiler 42 ist so befestigt, dass seine Fläche um 45 Grad gegenüber der Richtung geneigt ist, in der Licht von dem Abstrahlende der Positionserfassungsfaser 76 ausgesendet wird. Der Strahlenteiler 42 lässt das dritte Band infraroten Lichtes durch und reflektiert das vierte Band infraroten Lichtes. Der zweite photoelektrische Wandler 43b ist in der Richtung angeordnet, in der das Infrarotlicht von dem Strahlenteiler 42 reflektiert wird.
Die erste und die zweite Infrarotlichtkomponente, die von dem Abstrahlende der Positionserfassungsfaser 76 ausgesendet werden, erreichen den Strahlenteiler 42 über die Kollimatorlinse 41. Die erste Infrarotlichtkomponente tritt durch den Strahlenteiler 42 und fällt auf den ersten photoelektrischen Wandler 43a. Die zweite Infrarotlichtkomponente wird an dem Strahlenteiler 42 reflektiert und fällt auf den zweiten photoelektrischen Wandler 43b.
Der erste und der zweite photoelektrische Wandler 43a und 43b sind Photoelektronenvervielfacher, die elektrische Signale entsprechend der empfangenen Lichtmenge erzeugen. Der erste photoelektrische Wandler 43a erzeugt ein erstes Positionssignal entsprechend der empfangenen Menge der ersten Infrarotlichtkomponente. Der zweite photoelektrische Wandler 43b erzeugt ein zweites Positionssignal entsprechend der empfangenen Menge der zweiten Infrarotlichtkomponente. Das erzeugte erste und zweite Positionssignal werden an die Bildverarbeitungseinheit 60 gesendet.
Die zweite Lichtaufnahmeeinheit 21 empfängt das reflektierte Licht von der Bildfaser 75. Die zweite Lichtaufnahmeeinheit 21 erzeugt Pixelsignalkomponenten entsprechend den Mengen der roten, der grünen und der blauen Lichtkomponente, die in dem reflektierten Licht enthalten sind. Die Pixelsignalkomponenten werden an die Bildverarbeitungseinheit 60 gesendet.
Die Bildverarbeitungseinheit 60 bestimmt die Position des mit der weißen Lichtkomponente beleuchteten Punktes auf Grundlage des ersten und des zweiten Positionssignals. Die Bildverarbeitungseinheit 60 speichert die empfangenen Pixelsignalkomponenten unter der Adresse des Bildspeichers 25, die der bestimmten Position entspricht.
Wie oben beschrieben, wird der Beobachtungsbereich mit dem weißen Laserstrahl abgetastet, werden auf Grundlage des Lichtes, das an den jeweiligen, mit dem weißen Laserstrahl beleuchteten Punkten reflektiert wird, Pixelsignale erzeugt und die erzeugten Pixelsignale unter der Adresse gespeichert, die den Punkten entsprechen. Das dem Beobachtungsbereich entsprechende Bildsignal enthält Pixelsignale, die den Punkten ausgehend von dem Standardpunkt bis zu dem Abtastendpunkt entsprechen. Wie oben beschrieben, führt die Bildverarbeitungseinheit 60 eine vorbestimmte Bildverarbeitung an dem Bildsignal durch. Nachdem das Bildsignal der vorbestimmten Bildverarbeitung unterzogen worden ist, wird es an den Monitor 11 gesendet.
Es ist erforderlich, dass das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 der vorbestimmten Spiralbahn präzise folgt, um ein genaues Bild zu erzeugen. Infolge verschiedenartiger Faktoren, z. B. infolge einer Temperaturänderung oder einer Schwingung um den Faserantrieb 74, kommt es vor, dass das bewegte Abstrahlende von der Spiralbahn abkommt. Bewegt sich beispielsweise das Abstrahlende nicht ausreichend weit genug in die dritte Richtung, so wird das Abstrahlende einer ersten Bahn (vgl. durchgezogene Linie in 14) folgen, die mit der vorbestimmten Spiralbahn (vgl. doppelt gepunktete und gestrichelte Linie) zusammenfällt, jedoch in der dritten Richtung etwas komprimiert ist.
Wird nach der Erzeugung eines einzelnen Frames eines Bildsignals der nächste Frame eines Bildsignals erzeugt, so aktualisiert die Bildverarbeitungseinheit 60 das Pixelsignal, indem sie das empfangene Pixelsignal unter der entsprechenden Adresse speichert, falls die bestimmte Position des beleuchteten Punktes auf der vorbestimmten Spiralbahn liegt. Demzufolge werden Pixelsignale, die Pixeln entsprechen, die in den Punkten angeordnet sind, in denen die vorbestimmte Spiralbahn und die erste Bahn einander überlagert sind, aktualisiert.
Dagegen wird das empfangene Pixelsignal gelöscht, falls die bestimmte Position des beleuchteten Punktes von der vorbestimmten Spiralbahn abliegt. Somit werden Pixelsignale, die Pixeln entsprechen, die an den Punkten angeordnet sind, in denen die vorbestimmte Spiralbahn und die erste Bahn einander nicht überlagert sind, ohne Aktualisierung gelöscht.
Folgt das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 nicht der vorbestimmten Spiralbahn, so wird, wie oben beschrieben, ein Teil der unter entsprechenden Adressen gespeicherten Pixelsignale nicht aktualisiert. Die nicht aktualisierten Pixelsignale, welche die gleichen Pixelsignale wie diejenigen aus dem vorhergehenden Frame sind, und die aktualisierten Pixelsignale bilden einen neuen Frame eines Bildsignals.
Folgt das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 kontinuierlich der ersten Bahn, so wird ein Teil der Pixelsignale kontinuierlich nicht aktualisiert. Folglich kann in dieser Situation ein präzises Echtzeitbild nicht dargestellt werden.
Um obiges Problem zu lösen, werden das erste und das zweite Positionssignal auch an den Abtasttreiber 22 gesendet. Der Abtasttreiber 22 bestimmt auf Grundlage des sukzessive empfangenen ersten und zweiten Positionssignals, ob das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 von der vorbestimmten Spiralbahn abliegt oder nicht. Liegt das Abstrahlende von der Spiralbahn ab, so er zeugt der Abtasttreiber 22 das Fasertreibersignal, wodurch eine Einstellung realisiert wird, um das Abstrahlende auf die Spiralbahn zurückzubringen, und sendet das eingestellte Fasertreibersignal an den Faserantrieb.
In dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Position des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 bestimmt werden. Da ein Bild erzeugt wird, indem ein Pixelsignal unter einer der bestimmten Position entsprechenden Adresse gespeichert wird, kann die Größe der Verzerrung in einem Gesamtbild verringert werden.
Liegt das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 von der vorbestimmten Spiralbahn ab, so wird in dem ersten Ausführungsbeispiel zudem die Verzerrung eines erzeugten Bildes dadurch vermieden, dass nur Pixelsignale aktualisiert werden, die unter den Adressen gespeichert sind, die den Positionen entsprechen, die von einem vorhergehenden Frame der Pixelsignale als auf der vorbestimmten Spiralbahn liegend bestimmt worden sind.
Liegt das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 von der vorbestimmten Spiralbahn ab, so können in dem ersten Ausführungsbeispiel zudem alle oder die meisten der Pixelsignale aktualisiert werden, indem die Bewegung des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 auf Grundlage der Lücke zwischen dem Punkt der Spiralbahn und der tatsächlichen Position so eingestellt wird, dass dieses der vorbestimmten Spiralbahn folgt.
Im Folgenden wird eine Abtastendoskopeinrichtung nach zweitem Ausführungsbeispiel erläutert. Der Hauptunterschied zwischen dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel liegt in der Art des von der Lichtquelleneinheit ausgesendeten Lichtes und im Betrieb der Lichtquelleneinheit und der Lichtaufnahmeeinheit. Das zweite Ausführungsbeispiel wird hauptsächlich im Hinblick auf diejenigen Strukturen erläutert, die sich von denen des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden. Für diejenigen Strukturen, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, werden im Folgenden die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Wie in 15 gezeigt, enthält der Abtastendoskopprozessor 20 eine Lichtquelleneinheit 300 (Lichtquelle), eine Bildverarbeitungseinheit 600, einen Abtasttreiber 22 (Abtasttreiber, Korrekturmittel, Positionsdetektor), eine Zeitsteuerung 23 (Steuerung), eine Systemsteuerung 24 und andere Komponenten, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel enthält der Abtastendoskopprozessor eine Lichtaufnahmeeinheit 50 (dritte Lichterfassungseinheit) und einen LC-Treiber 28.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel versorgt die Lichtquelleneinheit 300 die Beleuchtungsfaser 73 mit Licht zum Beleuchten eines Beobachtungsbereichs und Licht zum Erfassen der Position des bewegten Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73. Der LC-Treiber 28 steuert einen ersten und einen zweiten Flüssigkristallverschluss so, dass diese abwechselnd Licht durchlassen und sperren. Der Abtasttreiber 22 steuert den Faserantrieb 74 so, dass dieser das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 bewegt.
Das an dem beleuchteten Beobachtungsbereich reflektierte Licht wird von dem Abtastendoskop 700 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zu dem Abtastendoskopprozessor 200 geleitet. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel wird zudem das Licht, das die Position des bewegten Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 erkennen lässt, auch zu dem Abtastendoskopprozessor 200 geleitet. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel fallen das reflektierte Licht und das Licht zur Positionserfassung auf die Lichtaufnahmeeinheit 50.
Die Lichtaufnahmeeinheit 50 erzeugt ein Lichtmengensignal entsprechend der empfangenen Lichtmenge. Das Lichtmengensignal wird als Pixelsignal an die Bildverarbeitungseinheit 600 gesendet. Zudem wird das Lichtmengensignal als Positionssignal an den Abtasttreiber 22 gesendet.
Die Bildverarbeitungseinheit 600 empfängt ein Positionssteuersignal, das von der Zeitsteuerung 23 an den Abtasttreiber 22 gesendet wird. Das Positionssteuersignal wird genutzt, um die Position des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 zu steuern. Die Bildverarbeitungseinheit 600 speichert das empfangene Pixelsignal unter der dem Positionssteuersignal entsprechenden Adresse des Bildspeichers 25. Sind Pixelsignale, die den über den Beobachtungsbereich verteilten, beleuchteten Punkten entsprechen, einmal gespeichert, so führt die Bildverarbeitungseinheit 600 eine vorbestimmte Bildverarbeitung an den Pixelsignalen durch, und anschließend wird ein Frame des Bildsignals wie in dem ersten Ausführungsbeispiel über den Kodierer 26 an den Monitor 11 gesendet.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt der Abtasttreiber 22 die Bahn, der das Abstrahlende tatsächlich folgt, auf Grundlage des Positionssignals. Liegt das Abstrahlende von der vorbestimmten Spiralbahn ab, so steuert der Abtasttreiber 22 den Faserantrieb 24 zur Vornahme einer Einstellung derart, dass die von dem Abstrahlende verfolgte Bahn auf die vorbestimmte Spiralbahn zurückgeführt wird.
Indem das Abtastendoskop 700 mit dem Abtastendoskopprozessor 200 verbunden wird, sind im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel optische Kopplungen zwischen der Lichtquelleneinheit 300 und der Beleuchtungsfaser 73 und zwischen der Lichtaufnahmeeinheit 50 und den Bild- und Positionserfassungsfasern 75 und 76 hergestellt.
Indem das Abtastendoskop 700 mit dem Abtastendoskopprozessor 200 verbunden wird, ist zudem wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der Faserantrieb 74 elektrisch mit dem Abtasttreiber 22 verbunden.
Die Funktionen der Zeitsteuerung 23, der Systemsteuerung 24 und des Eingabeblocks 27 sind die gleichen wie diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in 16 gezeigt, enthält die Lichtquelleneinheit 300 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel einen roten, einen grünen und einen blauen Laser 31r, 31g und 31b, ein erstes und ein zweites Filter 32a und 32b, eine Kondensorlinse 33, einen Lasertreiber 34 sowie weitere Komponenten. Jedoch enthält die Lichtquelleneinheit 300 im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel keinen Infrarotlaser und kein drittes bis fünftes Filter.
Die Funktionen und Anordnungen des roten, des grünen und des blauen Lasers 31r, 31g und 31b sind die gleichen wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Die Funktionen und Anordnungen des ersten und des zweiten Filters sind die gleichen wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Der rote Laserstrahl (zweites Licht), der grüne Laserstrahl (viertes Licht) und der blaue Laserstrahl (drittes Licht), die von dem roten, dem grünen bzw. dem blauen Laser 31r, 31g bzw. 31b ausgesendet werden, werden wie in dem ersten Ausführungsbeispiel von der Kondensorlinse 33 gesammelt und fallen auf das Eintrittsende der Beleuchtungsfaser 73.
Beim Beobachten eines Echtzeitbildes in dem um das distale Ende des Einführrohrs 71 liegenden Bereich werden der rote, der grüne und der blaue Laserstrahl jeweils zu separaten Zeitpunkten der Beleuchtungsfaser 73 zugeführt. Die zeitliche Steuerung der Abgabe jedes einzelnen Laserstrahls (d. h. der Zeitpunkt, zu dem der jeweilige Laserstrahl auf die Beleuchtungsfaser 73 fällt) wird später beschrieben.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel steuert der Lasertreiber 34 den roten, den grünen und den blauen Laser 31r, 31g und 31b an und steuert die zeitliche Festlegung, mit der das Licht ein- und ausgeschaltet wird.
Im Folgenden wird der Aufbau des Abtastendoskops 700 erläutert. Wie in 17 gezeigt, enthält das Abtastendoskop 700 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Beleuchtungsfaser 73, die Bildfasern 75, die Positionserfassungsfaser 76, eine Kopfendeinheit 800 und weitere Komponenten.
Die Anordnungen der Kopfendeinheit 800, der Beleuchtungsfaser 73, der Bildfasern 75 und der Positionserfassungsfaser 76 in dem Abtastendoskop 700 sind die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in 18 gezeigt, umfasst die Kopfendeinheit 800 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ein Hohlrohr 81, den Faserantrieb 74, ein Positionserfassungsfilter 830 (viertes optisches Filter), eine Kondensorlinse 84, einen Spiegel 85 und eine Linse 86. Zudem umfasst die Kopfendeinheit 800 den ersten und den zweiten Flüssigkristallverschluss 87a und 87b (erster und zweiter Verschluss) sowie einen halbdurchlässigen Spiegel 88 (drittes optisches Filter).
Aufbau, Form und Anordnung des Hohlrohrs 81 sind die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Definitionen der ersten, der zweiten und der dritten Richtung sind die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Beleuchtungsfaser 73 innerhalb des Hohlrohrs 81 von dem Faserantrieb 74 gehalten. Die Position der Beleuchtungsfaser 73 am Abstrahlende ist die gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Aufbau und Funktion des Faserantriebs 74 sind die gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Demnach biegt der Faserantrieb 74 die Beleuchtungsfaser 73 in die zweite und/oder dritte Richtung. Das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 wird bewegt, indem die Beleuchtungsfaser 73 gebogen wird.
Das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 wird, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, in der zweiten und der dritten Richtung bewegt. Somit folgt das Abstrahlende der vorbestimmten Spiralbahn, und der Beobachtungsbereich wird mit dem von dem Abstrahlende ausgesendeten Licht abgetastet.
Die Definition des Standardpunktes ist die gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Außerdem sind die Periode der Abtastoperation sowie die Periode zur Beendigung der Abtastoperation die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Der halbdurchlässige Spiegel 88, der erste Flüssigkristallverschluss 87a und die Linse 86 sind in der Richtung angeordnet, in der Licht von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendet wird, wenn das Abstrahlende in dem Standardpunkt (vgl. 18) angeordnet ist. Der halbdurchlässige Spiegel 88 hat die Form einer Platte. Der halbdurchlässige Spiegel 88 ist in dem Hohlrohr 81 so befestigt, dass die Fläche des halbdurchlässigen Spiegels 88 um 45 Grad gegenüber der ersten Richtung geneigt ist. Der erste Flüssigkristallverschluss 87a ist innerhalb des Hohlrohrs 81 so befestigt, dass die Fläche des Verschlusses 87a senkrecht zur ersten Richtung liegt. Zudem ist die Linse 86 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel so befestigt, dass die optische Achse der Linse 86 parallel zur ersten Richtung liegt.
Der halbdurchlässige Spiegel 88 reflektiert das einfallende Licht mit einem vorbestimmten Reflektionsgrad, der kleiner ist als 100%, z. B. 10% in diesem Ausführungsbeispiel, und lässt 90% des einfallenden Lichtes durch. Demzufolge treten 90% des roten, des grünen und des blauen Laserstrahls, die von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendet werden, durch den halbdurchlässigen Spiegel 88, während die anderen 10% des roten, des grünen und des blauen Laserstrahls, die von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendet werden, an dem halbdurchlässigen Spiegel 88 reflektiert werden.
Der rote, der grüne und der blaue Laserstrahl, die durch den halbdurchlässigen Spiegel 88 treten, erreichen den ersten Flüssigkristallverschluss 87a. Basierend auf der Ansteuerung durch den LC-Treiber 28 lässt der erste Flüssigkristallverschluss 87a das einfallende Licht entweder durch oder sperrt dieses. Das Durchlassen und Sperren des einfallenden Lichtes wird später beschrieben.
Der rote, der grüne und der blaue Laserstrahl, der durch den ersten Flüssigkristallverschluss 87a treten, treten auch durch die Linse 86, bevor sie einen Punkt innerhalb des Beobachtungsbereichs (vgl. 12) beleuchten. An dem mit dem roten, dem grünen und dem blauen Laserstrahl beleuchteten Punkt wird Licht gestreut und in Richtung der Eintrittsenden der Bildfasern 75 reflektiert.
Die Anordnung der Bildfasern 75 am Eintrittsende ist die gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel fällt das Licht, das an dem Punkt in dem Beobachtungsbereich gestreut und reflektiert wird, auf sämtliche Bildfasern 75.
Das reflektierte Licht, das auf die Eintrittsenden der Bildfasern 75 fällt, wird zu den Abstrahlenden der Bildfasern 75 geleitet. Wie oben beschrieben, sind die Abstrahlenden der Bildfasern 75 optisch mit der Lichtaufnahmeeinheit 50 gekoppelt. Das reflektierte Licht, das zu den Abstrahlenden geleitet wird, fällt auf die Lichtaufnahmeeinheit 50.
In der Seite des Hohlrohrs 81, auf die die Laserstrahlen von dem halbdurchlässigen Spiegel 88 reflektiert werden, ist eine Öffnung 81h ausgebildet. Das Positionserfassungsfilter 830, die Kondensorlinse 84 und der zweite Flüssigkristallverschluss 87b sind innerhalb der Öffnung 81h befestigt.
Form und Anordnung des Positionserfassungsfilters 830 sind die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Auch ist die Anordnung der Kondensorlinse 84 die gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Zudem ist der zweite Flüssigkristallverschluss 87b so befestigt, dass die Fläche des Verschlusses 87b parallel zur ersten und zur zweiten Richtung liegt.
Das Positionserfassungsfilter 830 lässt rotes und blaues Licht mit Transmissionsgraden durch, die in Abhängigkeit der Position des Positionserfassungsfilters 830, auf das Licht fällt, variieren. Wie in 19 gezeigt, ist das Positionserfassungsfilter 830 so ausgestaltet, dass der Transmissionsgrad für das rote Licht zunimmt, wenn sich die beleuchtete Position des Positionserfassungsfilters 830 in die erste Richtung bewegt. Zudem ist das Positionserfassungsfilter 830 so ausgestaltet, dass der Transmissionsgrad für das blaue Licht zunimmt, wenn sich die beleuchtete Position des Positionserfassungsfilters 830 in die zweite Richtung bewegt.
Der rote und der blaue Laserstrahl, die an dem halbdurchlässigen Spiegel 88 reflektiert werden, treten durch das Positionserfassungsfilter 830 und werden von der Kondensorlinse 84 gesammelt. Die Anordnung des Spiegels 85 ist die gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Der zweite Flüssigkristallverschluss 87b ist zwischen der Kondensorlinse 84 und dem Spiegel 85 gelagert. Basierend auf der Ansteuerung durch den LC-Treiber 28 Hisst der Flüssigkristallverschluss 87b entweder das einfallende Licht durch oder sperrt dieses.
Das Eintrittsende der Positionserfassungsfaser 76 ist in die Richtung orientiert, aus der der rote und der blaue Laserstrahl an dem Spiegel 85 reflektiert werden. Der rote und der blaue Laserstrahl, die auf die Positionserfassungsfaser 76 fallen, werden durch die Positionserfassungsfaser 76 zu der Lichtaufnahmeeinheit 50 geleitet.
Wie in 20 gezeigt, enthält die Lichtaufnahmeeinheit 50 eine Kollimatorlinse 51, einen photoelektrischen Wandler 52 und einen A/D-Wandler 53. Die Abstrahlenden der Bildfasern 75 und der Positionserfassungsfaser 76 sind miteinander gebündelt. Die gebündelten Abstrahlenden sind optisch an die Lichtaufnahmeeinheit 50 gekoppelt. Die Kollimatorlinse 51 und der photoelektrische Wandler 52 sind in der Richtung angebracht, die dem Licht zugewandt ist, das von den gebündelten Abstrahlenden ausgesendet wird.
Das rote, das grüne und das blaue Licht, das von den gebündelten Abstrahlenden ausgesendet wird, tritt durch die Kollimatorlinse 51 und erreicht den photoelektrischen Wandler 52. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ist der photoelektrische Wandler 52 ein Photoelektronenvervielfacher. Der photoelektrische Wandler 52 erzeugt ein Lichtmengensignal entsprechend der empfangenen Menge an rotem, grünem und blauem Licht. Die Lichtmengensignale werden von dem A/D-Wandler 53 digitalisiert.
Die Zeitsteuerung 23 steuert die zeitliche Festlegung, mit der die Lichtaufnahmeeinheit 50 das Lichtmengensignal erzeugt, so, dass das Lichtmengensignal sowohl mit der zeitlichen Festlegung, mit der das Licht der Lichtquelleneinheit 300 ein- und ausgeschaltet wird, als auch mit der zeitlichen Festlegung koordiniert ist, mit der der erste und der zweite Flüssigkristallverschluss 87a und 87b Licht durchlassen und sperren.
Wie in 21 gezeigt, weist die Zeitsteuerung 23 die Lichtquelleneinheit 300 an, wiederholt nacheinander rotes, grünes und blaues Licht (erstes Licht) auszusenden. Während die Lichtquelleneinheit 300 das rote Licht aussendet, weist die Zeitsteuerung 23 die Lichtaufnahmeeinheit 50 an, zwei separate Lichtmengensignale zu zwei verschiedenen Zeitpunkten (vgl. „t1” und „t2”) zu erzeugen.
Zum Zeitpunkt t1, zu dem das Lichtmengensignal während der Abstrahlung des roten Lichtes erzeugt wird, steuert zudem die Zeitsteuerung 23 den LC-Treiber 28 so, dass der erste und der zweite Flüssigkristallverschluss 87a und 87b Licht durchlässt bzw. sperrt. Unterdessen weist die Zeitsteuerung 23 die Bildverarbeitungseinheit 50 an, das erzeugte Lichtmengensignal in Form eines Pixelsignals zu empfangen.
Zum Zeitpunkt t2, zu dem das Lichtmengensignal während der Abstrahlung des roten Lichtes erzeugt wird, steuert die Zeitsteuerung 23 den LCD-Treiber 28 so, dass der erste und der zweite Flüssigkristallverschluss 87a und 87b Licht sperrt bzw. durchlässt. Zudem weist die Zeitsteuerung 23 den Abtasttreiber 22 an, das erzeugte Lichtmengensignal als Positionssignal zu empfangen.
Während die Lichtquelleneinheit 30 das grüne Licht aussendet, weist die Zeitsteuerung 23 die Lichtaufnahmeeinheit 50 an, ein Lichtmengensignal nur einmal zu erzeugen (vgl. „t3”). Zum Zeitpunkt t3, zu dem das grüne Licht ausgesendet und das Lichtmengensignal erzeugt wird, steuert zudem die Zeitsteuerung 23 den LC-Treiber 28 so, dass der erste und der zweite Flüssigkristallverschluss 87a und 87b Licht durchlässt bzw. sperrt. Die Zeitsteuerung 23 weist auch die Bildverarbeitungseinheit 50 an, das erzeugte Lichtmengensignal als Pixelsignal zu empfangen.
Während die Lichtquelleneinheit 30 das blaue Licht aussendet, weist die Zeitsteuerung 23 die Lichtaufnahmeeinheit 50 an, zwei separate Lichtmengensignale zu zwei verschiedenen Zeitpunkten (vgl. „t4” und „t5”) zu erzeugen, wie dies beim Aussenden des roten Lichtes der Fall ist.
Zum Zeitpunkt t4, zu dem das Lichtmengensignal während der Abstrahlung des blauen Lichtes erzeugt wird, steuert zudem die Zeitsteuerung 23 den LC-Treiber 28 so, dass der erste und der zweite Flüssigkristallverschluss 87a und 87b Licht durchlässt bzw. sperrt. Die Zeitsteuerung 23 weist die Bildverarbeitungseinheit 50 auch an, das erzeugte Lichtmengensignal als Pixelsignal zu empfangen.
Zum Zeitpunkt t5, zu dem das Lichtmengensignal während der Abstrahlung des blauen Lichtes erzeugt wird, steuert zudem die Zeitsteuerung 23 den LD-Treiber 28 so, dass der erste und der zweite Flüssigkristallverschluss 87a und 87b Licht sperren bzw. empfangen. Die Zeitsteuerung 23 weist auch den Abtasttreiber 22 an, das erzeugte Lichtmengensignal als Positionssignal zu empfangen.
Wird das für das Pixelsignal genutzte Lichtmengensignal erzeugt, so empfängt, wie oben beschrieben, der Beleuchtungspunkt in dem Beobachtungsbereich Licht, das von dem ersten Flüssigkristallverschluss 87a durchgelassen wird, und reflektiert dann das empfangene Licht auf die Bildfasern 75. Zudem wird die Positionserfassungsfaser 76 durch den zweiten Flüssigkristallverschluss 87b für einfallendes Licht gesperrt. So empfängt die Lichtaufnahmeeinheit 60 nur das Licht, das an dem beleuchteten Punkt innerhalb des Beobachtungsbereichs reflektiert wird.
Wird dagegen das für das Positionssignal genutzte Lichtmengensignal erzeugt, so werden die Bildfasern 75 durch den ersten Flüssigkristallverschluss 87a für eintretendes Licht gesperrt. Zudem wird eine Lichtmenge, die der Position des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 entspricht, von dem zweiten Flüssigkristallverschluss 87b durchgelassen und fällt auf die Positionserfassungsfaser 76. Die Lichtaufnahmeeinheit 60 empfangt so nur das Licht, das durch das Positionserfassungsfilter 830 tritt.
Wie in 22 gezeigt, enthält die Bildverarbeitungseinheit 600 einer Wähler 61; einen Rot-, einen Grün- und Blau-Speicher 62r, 62g und 62b; einen Koordinatenwandler 63; und eine Bildverarbeitungsschaltung 64.
Das von dem A/D-Wandler 53 ausgegebene Pixelsignal wird an einen der Rot-, Grün- oder Blau-Speicher 62r, 62g oder 62b gesendet und dort gespeichert. Die Zeitsteuerung 23 steuert den Wähler 61 so, dass dieser das Pixelsignal, das beim Beleuchten mit rotem Licht (vgl. „t1” in 21) empfängt, auf den Rot-Speicher 62r leitet, und das Pixelsignal wird in dem Rot-Speicher 62r gespeichert. In ähnlicher Weise leitet der Wähler 61 das Pixelsignal, das beim Beleuchten mit grünem Licht (vgl. „t3” in 21) empfangen wird, auf den Grün-Speicher 62g, und das Pixelsignal wird in dem Grün-Speicher 62g gespeichert. Entsprechend leitet der Wähler 61 das Pixelsignal, das Beleuchten mit blauem Licht (vgl. „t4” in 21) empfangen wird, auf den Blau-Speicher 62b, und das Pixelsignal wird in dem Blau-Speicher 62b gespeichert.
Wie in 23 gezeigt, wird jeder einzelne Punkt der Abtastbahn mit rotem, grünem oder blauem Licht beleuchtet. Dementsprechend hat jedes Pixelsignal eine Signalintensität, die der Menge an roter, grüner oder blauer Lichtkomponente an jedem beleuchteten Punkt entspricht.
Beispielsweise entspricht das Pixelsignal, das beim Beleuchten des ersten Punktes (vgl. „P1”) mit rotem Licht erzeugt wird, der Rotpixelsignalkomponente an dem ersten Punkt. Das Pixelsignal, das beim Beleuchten des zweiten Punktes (vgl. „P2”) mit grünem Licht erzeugt wird, entspricht der Grünpixelsignalkomponente an dem zweiten Punkt. Das Pixelsignal, das beim Beleuchten des dritten Punktes (vgl. „P3”) mit blauem Licht erzeugt wird, entspricht der Blaupixelsignalkomponente an dem dritten Punkt.
Dagegen werden an dem ersten Punkt die Blau- und Grünpixelsignalkomponente nicht erzeugt; an dem zweiten Punkt werden die Rot- und Blaupixelsignalkomponente nicht erzeugt; und an dem dritten Punkt werden die Rot- und Grünpixelsignalkomponente nicht erzeugt.
Um eine Kompensation im Hinblick auf Pixelsignalkomponenten vorzunehmen, deren Farbe verschieden von der Farbe ist, mit der der jeweilige Punkt beleuchtet wird, wird eine Pixelsignalkomponente für eine andere Farbe als Pixelsignal an Punkten genutzt, die dem in Frage stehenden Punkt benachbart sind.
Beispielsweise werden für den ersten Punkt ein Pixelsignal, das an dem ersten Punkt erzeugt wird, ein Pixelsignal, das an dem nächsten beleuchteten Punkt (d. h. dem zweiten Punkt) erzeugt wird, und ein Pixelsignal, das an dem zuvor beleuchteten Punkt erzeugt wird, als Rot-, Grün- bzw. Blaupixelsignalkomponente genutzt.
Entsprechend werden für den zweiten Punkt Pixelsignale, die an dem ersten, dem zweiten und dem dritten Punkt erzeugt werden, als Rot-, Grün- bzw. Blaupixelsignalkomponente genutzt.
Der Bildspeicher 25 enthält einen Rot-, Grün- und Blau-Speicherbereich 25r, 25g und 25b zum Speichern der Rot-, der Grün- bzw. der Blaupixelsignalkomponente (vgl. 22). Der Rot-, der Grün- und der Blau-Speicherbereich 25r, 25g und 25b haben Adressen, die den Punkten entsprechen, die mit dem roten, grünen oder blauen Licht beleuchtet werden. Beispielsweise hat jeder einzelne der Speicherbereiche 25r, 25g und 25b eine dem ersten Punkt entsprechende Adresse.
Wird ein Pixelsignal in dem Rot-Speicher 62r gespeichert, so liest der Koordinatenwandler 63 das Pixelsignal aus dem Rot-Speicher 62r aus und speichert das Pixelsignal in dem Rot-Speicherbereich 25r unter drei separaten Adressen, die dem mit roten Licht beleuchteten Punkt, dem Punkt unmittelbar vor dem mit dem roten Licht beleuchteten Punkt und dem Punkt unmittelbar nach dem mit dem roten Licht beleuchteten Punkt entsprechen. Der beleuchtete Punkt wird auf Grundlage des Positionssteuersignals abgeschätzt.
Wird beispielsweise ein für den ersten Punkt erzeugtes Pixelsignal in dem Rot-Speicher 62r gespeichert, so liest der Koordinatenwandler 63 das Pixelsignal aus dem Rot-Speicher 62r aus. Dann speichert der Koordinatenwandler 63 das für den ersten Punkt erzeugte Pixelsignal in dem Rot-Speicherbereich 25r unter Adressen, die dem ersten Punkt (vgl. „P1” in 23), dem Punkt unmittelbar vor dem ersten Punkt (vgl. „P0”) und dem zweiten Punkt (vgl. „P2”) entsprechen.
Wird ein Pixelsignal in dem Grün-Speicher 62g gespeichert, so liest der Koordinatenwandler 63 entsprechend das Pixelsignal aus dem Grün-Speicher 62g aus und speichert das Pixelsignal in dem Grün-Speicherbereich 25g unter drei separaten Adressen, die dem mit dem grünen Licht beleuchteten Punkt, dem Punkt unmittelbar vor dem mit dem grünen Licht beleuchteten Punkt und dem Punkt unmittelbar nach dem mit dem grünen Licht beleuchteten Punkt entsprechen.
Wird beispielsweise ein für den zweiten Punkt erzeugtes Pixelsignal in dem Grün-Speicher 62g gespeichert, so liest Koordinatenwandler 63 das Pixelsignal aus dem Grün-Speicher 62g aus. Dann speichert der Koordinatenwandler 63 das für den zweiten Punkt erzeugte Pixelsignal in dem Grün-Speicherbereich 25g unter Adressen, die dem ersten, dem zweiten und dem dritten Punkt entsprechen (vgl. „P1”, „P2” und „P3”).
Wird ein Pixelsignal in dem Blau-Speicher 62b gespeichert, so liest der Koordinatenwandler 63 entsprechend das Pixelsignal aus dem Blau-Speicher 62b aus und speichert das Pixelsignal in dem Blau-Speicherbereich 25b unter drei separaten Adressen, die dem mit dem blauen Licht beleuchteten Punkt, dem Punkt unmittelbar vor dem mit dem blauen Licht beleuchteten Punkt und dem Punkt unmittelbar nach dem mit dem blauen Licht beleuchteten Punkt entsprechen.
Wird beispielsweise ein für den dritten Punkt erzeugtes Pixelsignal in dem Blau-Speicher 62b gespeichert, so liest der Koordinatenwandler 63 das Pixelsignal aus dem Blau-Speicher 62b aus. Dann speichert der Koordinatenwandler 63 das für den dritten Punkt erzeugte Pixelsignal in dem Blau-Speicherbereich 25b unter Adressen, die dem zweiten Punkt, dem dritten Punkt und dem vierten Punkt, der dem dritten Punkt unmittelbar folgt, entsprechen (vgl. „P2”, „P3” und „P4”).
Nachdem die Pixelsignale ausgehend von dem Abtaststartpunkt (d. h. dem Standardpunkt) bis zu dem Abtastendpunkt in dem Bildspeicher 25 gespeichert sind, liest die Bildverarbeitungsschaltung 64 alle Pixelsignale, die unter allen Adressen des Rot-, des Grün- und des Blau-Speicherbereichs 25r, 25g und 25b gespeichert sind, in Form eines einzelnen Frames eines Bildsignals aus.
Die Bildverarbeitungsschaltung 64 nimmt an dem Bildsignal eine vorbestimmte Bildverarbeitung vor, bevor das Bildsignal, das der vorbestimmten Bildverarbeitung unterzogen worden ist, an den Kodierer 26 gesendet wird.
Wie oben beschrieben, wird das Positionssignal von dem A/D-Wandler 53 zu dem Abtasttreiber 22 gesendet. Wie weiter unten beschrieben, wird das Positionssignal genutzt, um die Bewegung des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 zu korrigieren.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert, muss das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 präzise der vorbestimmten Spiralbahn folgen. Jedoch kann es vorkommen, dass das Abstrahlende von der Spiralbahn abliegt.
Der Abtasttreiber 22 bestimmt die aktuelle Position des bewegten Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 auf Grundlage sukzessive empfangener Positionssignale. Zudem bestimmt der Abtasttreiber 22, ob das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 von der vorbestimmten Spiralbahn abliegt oder nicht. Liegt das Abstrahlende von der Spiralbahn ab, so erzeugt der Abtasttreiber 22 das Fasertreibersignal, das so eingestellt wird, dass das Abstrahlende auf die Spiralbahn zurückgeführt wird, und sendet das eingestellte Fasertreibersignal an den Faserantrieb 74.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Position des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 bestimmt werden. Selbst wenn das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 von der vorbestimmten Spiralbahn abliegt, kann zudem die Verzerrung eines vollständigen Bildes dadurch verringert werden, dass eine Korrektur vorgenommen wird, durch die die Bahn des bewegten Abstrahlendes wieder der vorbestimmten Spiralbahn angeglichen wird.
Zudem ist es in dem zweiten Ausführungsbeispiel möglich den Aufbau zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu reduzieren, da ein einziger photoelektrischer Wandler 52 ein Pixelsignal und ein Positionssignal erzeugt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es schwierig, den Punkt, der mit dem zum Aufnehmen eines Bildes genutzten Licht beleuchtet wird, präzise festzulegen. Jedoch können diejenigen Punkte bestimmt werden, die dem Punkt, der mit dem zum Aufnehmen eines Bildes genutzten Licht beleuchtet wird, be nachbart sind. Demzufolge kann der Punkt, der mit dem zum Aufnehmen eines Bildes bestimmten Lichtes beleuchtet wird, näherungsweise festgelegt werden.
Im Folgenden wird eine Abtastendoskopeinrichtung nach drittem Ausführungsbeispiel erläutert. Der grundlegende Unterschied zwischen dem dritten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel liegt in den Strukturen der Kopfendeinheit und des Abtastendoskopprozessors. Das dritte Ausführungsbeispiel wird hauptsächlich in Hinblick auf diejenigen Strukturen beschrieben, die sich von denen des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheiden. Im Folgenden werden für diejenigen Strukturen, die denen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen, die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Wie in 24 gezeigt, enthält der Abtastendoskopprozessor 201 eine Lichtquelleneinheit 300, eine erste und eine zweite Lichtaufnahmeeinheit 401 und 211, einen Abtasttreiber 22, eine Bildverarbeitungseinheit 600, eine Zeitsteuerung 23, eine Systemsteuerung 24 und weitere Komponenten wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Indem das Abtastendoskop 701 mit dem Abtastendoskopprozessor 201 verbunden wird, sind wie in dem ersten Ausführungsbeispiel optische Kopplungen zwischen der Lichtquelleneinheit 300 und der Beleuchtungsfaser 73, zwischen der Lichtaufnahmeeinheit 211 und den Bildfasern 75 sowie zwischen der Lichtaufnahmeeinheit 40 und der Positionserfassungsfaser 76 hergestellt.
Indem das Abtastendoskop 701 mit dem Abtastendoskopprozessor 201 verbunden wird, ist zudem der Faserantrieb 74 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel elektrisch mit dem Abtasttreiber 22 verbunden.
Aufbau und Funktion der Lichtquelleneinheit 300 sind die gleichen wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel. Demzufolge wird die zeitliche Festlegung, mit der das rote, das grüne und das blaue Licht ein- und ausgeschaltet wird, von der Zeitsteuerung 23 gesteuert.
Der Aufbau des Abtastendoskops 701 – mit Ausnahme der Kopfendeinheit 801 – und der Abstrahlenden der Bildfasern 75 sowie der Positionserfassungsfaser 76 ist der gleiche wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Wie in 25 gezeigt, umfasst die Kopfendeinheit 801 ein Hohlrohr 81, den Faserantrieb 74, ein Positionserfassungsfilter 830, eine Kondensorlinse 84, einen Spiegel 85, eine Linse 86 und einen halbdurchlässigen Spiegel 88 wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel enthält die Kopfendeinheit 801 nicht den ersten und den zweiten Flüssigkristallverschluss.
Aufbau, Anordnung und Funktionen des Hohlrohrs 81, des Faserantriebs 74, des Positionserfassungsfilters 830, der Kondensorlinse 84, des Spiegels 85, der Linse 86 und des halbdurchlässigen Spiegels 88 sind die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wird Licht von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendet, so treten demnach 90% des ausgesendeten Lichtes durch den halbdurchlässigen Spiegel 88 und erreichen den Beobachtungsbereich. Das an dem Beleuchtungspunkt reflektierte Licht fällt auf die Eintrittsenden der Bildfasern 75 und wird zu der zweiten Lichtaufnahmeeinheit 211 geleitet.
Wird Licht von dem Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 ausgesendet, so werden zudem 10% des ausgesendeten Lichtes an dem halbdurchlässigen Spiegel 88 auf das Positionserfassungsfilter 830 reflektiert. Wie in 19 gezeigt, nimmt der Transmissionsgrad für das rote Licht wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel zu, wenn sich die beleuchtete Position des Positionserfassungsfilters 830 in die erste Richtung bewegt. Zudem nimmt wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Transmissionsgrad für das blaue Licht zu, wenn sich die beleuchtete Position des Positionserfassungsfilters 830 in die zweite Richtung bewegt. Das rote und das blaue Licht, das durch das Positionserfassungsfilter 830 tritt, fällt auf das Eintrittsende der Positionserfassungsfaser 76 und wird zu der ersten Lichtaufnahmeeinheit 400 geleitet.
Die zweite Lichtaufnahmeeinheit 211 erzeugt ein Pixelsignal entsprechend der durch die Bildfasern 75 übertragenen Lichtmenge. Die Intensität des erzeugten Pixelsignals entspricht wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Menge an rotem, grünem oder blauem Licht. Das Pixelsignal wird digitalisiert und an die Bildverarbeitungseinheit 60 gesendet.
Wie in 26 gezeigt, enthält die erste Lichtaufnahmeeinheit 401 eine Kollimatorlinse 41, einen photoelektrischen Wandler 43 und einen A/D-Wandler 44. Das rote, das grüne und das blaue Licht, das von dem Abstrahlende der Positionserfassungsfaser 76 ausgesendet wird, tritt durch die Kollimatorlinse 41 und fällt auf die erste Lichtaufnahmeeinheit 401. Der photoelektrische Wandler 43 ist ein Photoelektronenvervielfacher, der ein Positionssignal mit einer Signalintensität erzeugt, die der empfangenen Menge an rotem, grünem und blauem Licht entspricht. Das Positionssignal wird von dem A/D-Wandler 44 digitalisiert. Nach der Digitalisierung wird das Positionssignal an den Abtasttreiber 22 gesendet.
Die Zeitsteuerung 23 steuert die zeitliche Festlegung sowohl der zweiten Lichtaufnahmeeinheit 211 als auch der ersten Lichtaufnahmeeinheit 401 zur Erzeugung des Pixelsignals bzw. des Positionssignals, so dass die zeitliche Festlegung zur Erzeugung des Pixelsignals und des Positionssignals jeweils auf die zeitliche Festlegung bezogen sind, mit der die Lichtquelleneinheit 300 das Licht ein- und ausschaltet.
Wie in 27 gezeigt, weist die Zeitsteuerung 23 die Lichtquelleneinheit 300 an, wiederholt nacheinander das rote, das grüne und das blaue Licht auszusenden. Während die Lichtquelleneinheit 300 das rote Licht aussendet, weist die Zeitsteuerung 23 die erste und die zweite Lichtaufnahmeeinheit 401 und 211 an, zu verschiedenen Zeitpunkten ein Pixelsignal (vgl. „t1”) bzw. ein Positionssignal (vgl. „t2”) zu erzeugen.
Während die Lichtquelleneinheit 300 das grüne Licht aussendet, weist die Zeitsteuerung 23 die zweite Lichtaufnahmeeinheit 211 an, ein Pixelsignal zu erzeugen (vgl. „t3”).
Während die Lichtquelleneinheit 300 das blaue Licht aussendet, weist die Zeitsteuerung 23 die erste und die zweite Lichtaufnahmeeinheit 401 und 211 an, zu verschiedenen Zeitpunkten ein Pixelsignal (vgl. „t4”) bzw. ein Positionssignal (vgl. „t5”) zu erzeugen.
Aufbau und Funktion der Bildverarbeitungseinheit 600 sind die gleichen wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel. Demnach speichert die Bildverarbeitungseinheit 600 Pixelsignale in dem Rot-, dem Grün- und dem Blau-Speicherbereich 25r, 25g und 25b unter drei separaten Adressen, die für den Beleuchtungspunkt vorbestimmt sind. Ein einzelner Frame eines Bildsignals wird erzeugt, indem wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel Pixelsignale gespeichert werden, die ausgehend von dem Abtaststartpunkt bis zum Abtastendpunkt sämtlichen beleuchteten Punkten entsprechen.
Das Positionssignal wird an den Abtasttreiber 22 gesendet. Der Abtasttreiber 22 bestimmt die Bewegungsposition des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 und lässt, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel, das Abstrahlende zur Spiralbahn zurückkehren.
In dem dritten Ausführungsbeispiel kann die Position des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 bestimmt werden. Die Bahn, der das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 folgt, kann so korrigiert werden, dass sie an der vorbestimmten Spiralbahn ausgerichtet ist. Zudem ist es möglich, den Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels zu vereinfachen und die Herstellungskosten verglichen mit dem zweiten Ausführungsbeispiel zu verringern, da in dem dritten Ausführungsbeispiel und im Unterschied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel der erste und der zweite Flüssigkristallverschluss nicht montiert sind.
Zudem ist es schwierig, den Punkt, der mit dem zum Aufnehmen eines Bildes genutzten Licht beleuchtet wird, gezielt präzise zu bestimmen. Jedoch kann der Punkt, der mit dem zum Aufnehmen eines Bildes genutzten Licht beleuchtet wird, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel näherungsweise bestimmt werden.
In allen drei Ausführungsbeispielen liegen die erste und die zweite Richtung, in denen der Transmissionsgrad in Abhängigkeit der Position, auf die das Licht fällt, variiert, senkrecht zueinander. Jedoch müssen die beiden Richtungen nicht senkrecht zueinander liegen, sofern sie einander zumindest schneiden. Um den Faserantrieb 74 in einfacher Weise anzusteuern, ist es von Vorteil, dass der Transmissionsgrad mit der Position, auf die das Licht fällt, in der Richtung des Lichtes variiert, das entweder an dem Strahlenteiler 82 oder dem halbdurchlässigen Spiegel 88 reflektiert wird, wenn das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 separat von dem ersten und dem zweiten Biegeelement 74b1 und 74b2 gebogen wird.
Der Transmissionsgrad des Positionserfassungsfilters variiert in allen drei Ausführungsbeispielen in zwei verschiedenen Richtungen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Transmissionsgrad mit der Position, auf die das Licht fällt, in einer beliebigen Anzahl an verschiedenen Richtungen oder nur in einer Richtung variiert. Variiert der Transmissionsgrad nur in einer Richtung, so sind nur Positionen erfassbar, die Bewegungen in der Richtung entsprechen, in der der Transmissionsgrad variiert. Jedoch wurde in einem üblichen, aus dem Stand der Technik bekannten Abtastendoskop die Position des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 auf Grundlage des Faserantriebsignals abgeschätzt, das von dem Faserantrieb 74 genutzt wird, um die Beleuchtungsfaser 73 zu bewegen. Im Vergleich zu einem solchen aus dem Stand der Technik bekannten Abtastendoskop kann die Genauigkeit, mit der die Position des Abstrahlendes abgeschätzt wird, erhöht werden, indem die präzise Position in nur einer Richtung bestimmt wird.
Das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 wird in allen drei Ausführungsbeispielen so bewegt, dass das Abstrahlende der Spiralbahn folgt. Jedoch kann der Beobachtungsbereich auch mit einem Laserstrahl abgetastet werden, wenn das Abstrahlende längs einer anderen Bahn bewegt wird.
Wie in dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden der rote, der grüne, der blaue, der erste und der zweite infrarote Laserstrahl von der Lichtquelleneinheit 30 ausgesendet. Wie in dem oben beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsbeispiel werden zudem der rote, der grüne und der blaue Laserstrahl von der Lichtquelleneinheit 300 ausgesendet. Die Lichtquelleneinheit 30 und 300 kann jedoch auch andere Arten von Licht aussenden, z. B. Anregungslicht, das ein Organ zum Fluoreszieren anregt. In diesem Fall kann Autofluoreszenzstrahlung, die auf das Eintrittsende der Bildfasern 75 fällt, zu der zweiten Lichtaufnahmeeinheit 21 und 211 oder zur Lichtaufnahmeeinheit 50 geleitet werden, und das Bild kann auf Grundlage der Autofluoreszenzstrahlung erzeugt werden.
Um in dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel das rote, das grüne, das blaue, das erste und das zweite infrarote Licht und in dem oben beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsbeispiel das rote, das grüne und das blaue Licht auszusenden, werden Laser als Lichtquellen verwendet. Es können jedoch auch andere Arten von Lichtquellen verwendet werden. Jedoch ist in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Laser die bevorzugte Lichtquelle, da dieser die Fähigkeit hat, das Beleuchtungslicht mit starker Richtwirkung auf einen winzigen Punkt innerhalb eines Beobachtungsbereichs des Abtastendoskops zu werfen.
Kommt das Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 von der vorbestimmten Spiralbahn ab, so wird in allen drei Ausführungsbeispielen eine Einstellung vorgenommen. Jedoch muss die Bahn, der das Abstrahlende folgt, nicht auf die vorbestimmte Spiralbahn eingestellt werden. So kann ein Benutzer das Bild betrachten, das von den Pixelsignalen erzeugt wird, die ohne Korrektur der Bahn, der das Abstrahlende folgt, erzeugt werden. Zudem kann eine Verzerrung verringert werden, indem eine Bildverarbeitung vorgenommen wird, die mit den Positionen arbeitet, die auf Grundlage des ersten und des zweiten Positionssignals bestimmt werden.
In dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden der erste und der zweite infrarote Laserstrahl, deren Bänder einander nicht überlappen, von dem ersten bzw. dem zweiten Infrarotlaser 31i1 bzw. 31i2 ausgesendet. Anstelle des ersten und des zweiten Infrarotlasers 31i1 und 31i2 kann jedoch auch ein Infrarotlaser verwendet werden, der einen infraroten Laserstrahl mit einem breiten Band aussendet, das sowohl das dritte als auch das vierte Band umfasst.
In dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird das infrarote Licht zum Erfassen der Position des Abstrahlendes der Beleuchtungsfaser 73 genutzt. Jedoch können auch andere Arten von Licht, z. B. ultraviolettes Licht oder sichtbares Licht genutzt werden. So kann die gleiche Wirkung erzielt werden, sofern ein Strahlteiler das zum Erfassen der Position genutzte Licht reflektiert, während er das Licht, welches das andere Band aufweist, durchlässt.
Werden Pixelsignale an beleuchteten Punkten auf der vorbestimmten Spiralbahn in einem bestimmten Frame nicht erzeugt, so werden in dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel Pixelsignale in dem vorhergehenden Frame für diejenigen beleuchteten Punkte genutzt, in denen die Pixelsignale nicht erzeugt wurden. Wenngleich das bewegte Abstrahlende der Beleuchtungsfaser 73 wo auch immer angeordnet sein könnte, können jedoch sämtliche Pixelsignale, die in einem bestimmten Frame erzeugt werden, genutzt werden, um ein Bild zu erzeugen. Wie oben beschrieben, kann ein Benutzer das Bild betrachten, das unter Verwendung sämtlicher Pixelsignale, die in einem bestimmten Frame erzeugt werden, angefertigt wird. Zudem kann eine Verzerrung durch eine Bildverarbeitung unter Verwendung des ersten und des zweiten Positionssignals verringert werden.
In dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel variiert der Transmissionsgrad gegenüber dem roten und dem blauen Licht für das Positionserfassungsfilter 83 und 830. Der Transmissionsgrad kann jedoch ebenso auch für andere Lichtbänder als rotes und blaues Licht variieren.
Obgleich vorstehend die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden, kann ein Fachmann offensichtlich eine Reihe von Abwandlungen und Änderungen vornehmen, 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

- JP 3943927 [0002]

Claims

Abtastendoskopeinrichtung, umfassend: einen ersten Übertrager, der an einem ersten Eintrittsende empfangenes Licht zu einem ersten Abstrahlende leitet, wobei der erste Übertrager einen Strahl des aus dem ersten Abstrahlende austretenden Lichtes aussendet; einen Antrieb, der das erste Abstrahlende in einer Richtung senkrecht zu einer Abstrahlrichtung bewegt, wobei der Strahl des austretenden Lichtes in der Abstrahlrichtung aus dem ersten Abstrahlende ausgesendet wird; eine erste Lichtquelleneinheit, die Licht eines ersten Bandes auf das erste Eintrittsende aussendet; ein erstes optisches Filter, das in dem Strahlengang des aus dem ersten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes gelagert ist, wobei das erste optische Filter das Licht des ersten Bandes reflektiert, das erste optische Filter Licht eines zweiten Bandes durchlässt und das zweite Band außerhalb des ersten Bandes liegt; ein zweites optisches Filter, das in dem Strahlengang des an dem ersten optischen Filter reflektierten Lichtes des ersten Bandes gelagert ist, wobei das zweite optische Filter das Licht des ersten Bandes mit einem Transmissionsgrad durchlässt, der in Abhängigkeit der Position auf dem zweiten optischen Filter variiert, auf die das Licht des ersten Bandes fällt; einen zweiten Übertrager, der das Licht des ersten Bandes, das durch das zweite optische Filter tritt, von einem zweiten Eintrittsende zu einem zweiten Abstrahlende leitet; eine erste Photodetektionseinheit, die eine Menge des aus dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes des ersten Bandes erfasst; und ein Positionsbestimmungsmittel, das eine Position des ersten Abstrahlendes auf Grundlage der von der ersten Photodetektionseinheit erfassten Menge des Lichtes des ersten Bandes bestimmt.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Lichtquelleneinheit Licht eines dritten und eines vierten Bandes aussendet, wobei das dritte und das vierte Band in dem ersten Band enthalten und verschieden voneinander sind, der Transmissionsgrad für Licht des dritten Bandes in Abhängigkeit einer Position auf dem zweiten optischen Filter, auf die das Licht des dritten Bandes fällt, in einer ersten Richtung variiert, der Transmissionsgrad für das Licht des vierten Bandes in Abhängigkeit einer Position auf dem zweiten optischen Filter, auf die das Licht des vierten Bandes fällt, in einer zweiten Richtung variiert, wobei die zweite Richtung verschieden von der ersten Richtung ist; die erste Photodetektionseinheit einen ersten und einen zweiten Detektor enthält, wobei der erste und der zweite Detektor Mengen des Lichtes des dritten bzw. des vierten Bandes erfassen; das Positionsbestimmungsmittel die Position des ersten Abstrahlendes in einer dritten Richtung auf Grundlage der von dem ersten Detektor erfassten Menge des Lichtes des dritten Bandes erfasst, die dritte Richtung der ersten Richtung entspricht, das Positionsbestimmungsmittel die Position des ersten Abstrahlendes in einer vierten Richtung auf Grundlage der von dem zweiten Detektor erfassten Menge des Lichtes des vierten Bandes erfasst, die vierte Richtung der zweiten Richtung entspricht.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 2, bei der die erste Lichtquelleneinheit eine erste und eine zweite Lichtquelle enthält, die das Licht des dritten bzw. des vierten Bandes aussenden.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine zweite Lichtquelleneinheit, die das Licht des zweiten Bandes aussendet, wobei mit dem Licht des zweiten Bandes ein Beobachtungsbereich beleuchtet wird; einen dritten Übertrager, der reflektiertes Licht oder Fluoreszenzstrahlung an einem dritten Eintrittsende von dem mit dem Licht des zweiten Bandes beleuchteten Beobachtungsbereich empfängt, wobei das Licht des zweiten Bandes von der zweiten Lichtquelleneinheit auf das erste Eintrittsende gerichtet wird und aus dem ersten Abstrahlende ausgesendet wird, bevor es durch das erste optische Filter tritt, wobei der dritte Übertrager das reflektierte Licht oder die Fluoreszenzstrahlung, die auf ein drittes Eintrittsende fällt, von dem dritten Eintrittsende zu einem dritten Abstrahlende leitet; eine zweite Photodetektionseinheit, die ein Pixelsignal entsprechend einer Menge des aus dem dritten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes erzeugt; einen Speicher, der den verschiedenen Positionen des ersten Abstrahlendes entsprechende Adressen hat, wobei der Speicher die Pixelsignale speichert; und einen Bilderzeuger, der den Speicher anweist, das Pixelsignal unter einer Adresse des Speichers zu speichern, die der Position des ersten Abstrahlendes entspricht, die von dem Positionsbestimmungsmittel bestimmt wird, wenn die zweite Photodetektionseinheit das Pixelsignal erzeugt.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend einen Abtasttreiber, der den Antrieb ansteuert, das erste Abstrahlende längs einer vorbestimmten Bahn zu bewegen, wobei der Bilderzeuger einen ersten Frame eines Bildsignals erzeugt, indem er mehrere Pixelsignale in dem Speicher unter Adressen speichert, die den Positionen des Abstrahlendes entsprechen, wobei die Pixelsignale reflektiertem Licht oder Fluoreszenzstrahlung aus mehreren kleinen Bereichen innerhalb des Beobachtungsbereichs entsprechen, die von dem Abstrahlende in mehreren Positionen längs der vorbestimmten Bahn ausgesendet werden, der Bilderzeuger die Pixelsignale von Adressen aktualisiert, die Positionen des bewegten ersten Abstrahlendes entsprechen, die auf der vorbestimmten Bahn sind, wenn ein zweiter Frame des Bildsignals erzeugt wird, wobei der zweite Frame der nächste Frame nach dem ersten Frame ist, wobei der zweite Frame des Bildsignals sowohl mit den aktualisierten Pixelsignalen als auch Pixelsignalen aus dem ersten Frame, die nicht aktualisiert sind, erzeugt wird.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Abtasttreiber, der den Antrieb steuert, das erste Abstrahlende längs einer vorbestimmten Bahn zu bewegen; und ein Korrekturmittel, das den Antrieb anweist, das erste Abstrahlende zu bewegen, wenn die Position des ersten Abstrahlendes von dem Positionsbestimmungsmittel als von der vorbestimmten Bahn abliegend bestimmt wird, so dass die tatsächliche Position des bewegten ersten Abstrahlendes auf die vorbestimmte Bahn zurückgeführt wird.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Kondensorlinse, die das Licht des ersten Bandes, das durch das zweite optische Filter tritt, sammelt, wobei die Kondensorlinse das gesammelte Licht des ersten Bandes auf das zweite Eintrittsende aussendet.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Band außerhalb des Bandes sichtbaren Lichtes liegt.
Abtastendoskop, umfassend: einen ersten Übertrager, der an einem ersten Eintrittsende empfangenes Licht zu einem ersten Abstrahlende leitet, wobei der erste Übertrager einen Strahl des aus dem ersten Abstrahlende austretenden Lichtes aussendet; einen Antrieb, der das erste Abstrahlende in einer Richtung senkrecht zu einer Abstrahlrichtung bewegt, wobei der Strahl des austretenden Lichtes aus dem ersten Abstrahlende in der Abstrahlrichtung ausgesendet wird; ein erstes optisches Filter, das in dem Strahlengang des aus dem ersten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes gelagert ist, wobei das erste optische Filter das Licht des ersten Bandes reflektiert, das erste optische Filter Licht eines zweiten Bandes durchlässt, wobei das zweite Band außerhalb des ersten Bandes liegt; ein zweites optisches Filter, das in dem Strahlengang des an dem ersten optischen Filter reflektierten Lichtes des ersten Bandes gelagert ist, wobei das zweite optische Filter das Licht des ersten Bandes mit einem Transmissionsgrad durchlässt, der in Abhängigkeit der Position auf dem zweiten optischen Filter, auf die das Licht des ersten Bandes fällt, variiert; und einen zweiten Übertrager, der das Licht des ersten Bandes, das durch das zweite optische Filter tritt, von einem zweiten Eintrittsende zu einem zweiten Abstrahlende leitet.
Abtastendoskopprozessor, der mit einem Abtastendoskop nach Anspruch 9 verbunden ist, wobei der Abtastendoskopprozessor umfasst; eine erste Lichtquelleneinheit, die Licht eines ersten Bandes auf das erste Eintrittsende aussendet; eine erste Photodetektionseinheit, die eine Menge des aus dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes des ersten Bandes erfasst; und ein Positionsbestimmungsmittel, das eine Position des ersten Abstrahlendes auf Grundlage der von der ersten Photodetektionseinheit erfassten Menge des Lichtes des ersten Bandes bestimmt.
Abtastendoskopeinrichtung, umfassend: eine Lichtquelle, die erstes Licht aussendet; einen ersten Übertrager, der das von der Lichtquelle ausgesendete erste Licht von einem ersten Eintrittsende zu einem ersten Abstrahlende leitet, wobei der erste Übertrager einen Strahl des aus dem ersten Abstrahlende austretenden ersten Lichtes aussendet; einen Antrieb, der das erste Abstrahlende in einer Richtung senkrecht zu einer Abstrahlrichtung bewegt, wobei der Strahl des austretenden ersten Lichtes aus dem ersten Abstrahlende in der Abstrahlrichtung ausgesendet wird; ein drittes optisches Filter, das in dem Strahlengang des aus dem ersten Abstrahlende ausgesendeten ersten Lichtes gelagert ist, wobei das dritte optische Filter einen Teil des ersten Lichtes reflektiert, wobei das dritte optische Filter einen Teil des ersten Lichtes durchlässt; ein viertes optisches Filter, das in dem Strahlengang des an dem dritten optischen Filter reflektierten ersten Lichtes gelagert ist, wobei das vierte optische Filter das erste Licht mit einem Transmissionsgrad durchlässt, der in Abhängigkeit der Position auf dem vierten optischen Filter variiert, auf die das erste Licht fällt; einen zweiten Übertrager, der das durch das vierte optische Filter tretende erste Licht von einem zweiten Eintrittsende zu einem zweiten Abstrahlende leitet; und einen dritten Übertrager, der an einem dritten Eintrittsende reflektiertes Licht oder Fluoreszenzstrahlung aus einem Beobachtungsbereich empfängt, der mit dem durch das dritte optische Filter getretenen ersten Licht beleuchtet worden ist, wobei der dritte Übertrager das reflektierte Licht oder die Fluoreszenzstrahlung von dem dritten Eintrittsende zu einem dritten Abstrahlende leitet, wobei ein Pixelsignal entsprechend einer Menge des ersten Lichtes oder der Fluoreszenzstrahlung, das bzw. die von dem dritten Abstrahlende ausgesendet wird, für den Beobachtungsbereich erzeugt wird, wobei eine Position des Abstrahlendes auf Grundlage einer Menge des von dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten ersten Lichtes bestimmt wird.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 11, bei der die Lichtquelle im Stande ist, separat zweites und drittes Licht auszusenden, die in dem ersten Licht enthalten sind, wobei das zweite und das dritte Licht verschieden voneinander sind, der Transmissionsgrad des zweiten Lichtes in Abhängigkeit einer Position auf dem vierten optischen Filter, auf die das zweite Licht fällt, in einer ersten Richtung variiert, wobei der Transmissionsgrad des dritten Lichtes in Abhängigkeit einer Position auf dem vierten optischen Filter, in der das dritte Licht einfällt, in einer zweiten Richtung variiert, wobei die zweite Richtung verschieden von der ersten Richtung ist, und die Position des ersten Abstrahlendes in einer dritten Richtung auf Grundlage der Menge des aus dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes bestimmt wird, wenn das zweite Licht der Lichtquelle eingeschaltet und das dritte Licht ausgeschaltet ist, wobei die dritte Richtung der ersten Richtung entspricht, wobei die Position des ersten Abstrahlendes in einer vierten Richtung auf Grundlage der Menge des aus dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten dritten Lichtes bestimmt wird, wenn das zweite Licht der Lichtquelle ausgeschaltet und das dritte Licht eingeschaltet ist, wobei die vierte Richtung der zweiten Richtung entspricht.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtquelle im Stande ist, separat zweites, drittes und viertes Licht auszusenden, wobei das erste Licht das zweite und das dritte Licht enthält und das zweite, das dritte und das vierte Licht verschieden voneinander sind, ein Bild, das einem Gesamtbeobachtungsbereich entspricht, auf Grundlage eines zweiten, eines dritten und eines vierten Pixelsignals erzeugt wird, wobei das zweite Pixelsignal entsprechend der Menge des zweiten Lichtes oder der Fluoreszenzstrahlung, das bzw. die aus dem dritten Abstrahlende ausgesendet wird, erzeugt wird, wenn das zweite Licht der Lichtquelle eingeschaltet ist und das dritte und das vierte Licht ausgeschaltet sind, wobei das dritte Pixelsignal in Abhängigkeit der Menge des dritten Lichtes oder der Fluoreszenzstrahlung, die aus dem dritten Abstrahlende ausgesendet wird, erzeugt wird, wenn das zweite und das vierte Licht der Lichtquelle ausgeschaltet sind und das dritte Licht eingeschaltet ist, wobei das vierte Pixelsignal entsprechend der Menge des vierten Lichtes oder der Fluoreszenzstrahlung, die aus dem dritten Abstrahlende ausgesendet wird, erzeugt wird, wenn das zweite und das dritte Licht der Lichtquelle ausgeschaltet sind und das vierte Licht eingeschaltet ist.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend: einen Abtasttreiber, der den Antrieb steuert, das erste Abstrahlende längs einer vorbestimmten Bahn zu bewegen; und ein Korrekturmittel, das den Antrieb anweist, das erste Abstrahlende zu bewegen, wenn die bestimmte Position des ersten Abstrahlendes von der vorbestimmten Bahn abliegt, so dass die tatsächliche Position des bewegten ersten Abstrahlendes zurück auf die vorbestimmte Bahn geführt wird.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend eine Kondensorlinse, die das durch das vierte optische Filter tretende erste Licht sammelt, wobei die Kondensorlinse das gesammelte erste Licht auf das zweite Eintrittsende aussendet.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend: einen ersten Verschluss, der das durch das dritte optische Filter tretende erste Licht abwechselnd durchlässt und sperrt, wobei das erste Licht von dem ersten Verschluss auf den Beobachtungsbereich durchgelassen wird; einen zweiten Verschluss, der das an dem dritten optischen Filter reflektierte erste Licht durchlässt und sperrt, wobei das erste Licht von dem zweiten Verschluss auf das zweite Eintrittsende durchgelassen wird; eine dritte Photodetektionseinheit, die ein Lichtmengensignal entsprechend einer Menge des aus dem zweiten und dem dritten Abstrahlende ausgesendeten Lichtes erzeugt; ein Positionsbestimmungsmittel, das eine Position des ersten Abstrahlende auf Grundlage des Lichtmengensignals bestimmt; einen Bilderzeuger, der ein einem vollständigen Beobachtungsbereich entsprechendes Bild auf Grundlage des Lichtmengensignals erzeugt; und eine Steuerung, die wiederholt eine erste und eine zweite Operation durchführt, wobei in der ersten Operation der erste Verschluss, der zweite Verschluss und das Positionsbestimmungsmittel angewiesen werden, das erste Licht zu sperren, das erste Licht durchzulassen bzw. die Position des ersten Abstrahlendes zu bestimmen, und in der zweiten Operation der erste Verschluss, der zweite Verschluss und der Bildprozessor angewiesen werden, das erste Licht durchzulassen, das erste Licht zu sperren bzw. das Bild zu erzeugen.
Abtastendoskopeinrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine erste Photodetektionseinheit, die ein Positionssignal entsprechend einer Menge des aus dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten ersten Lichtes erzeugt; ein Positionsbestimmungsmittel, das eine Position des ersten Abstrahlendes auf Grundlage des Positionssignals bestimmt; eine zweite Photodetektionseinheit, die ein Pixelsignal entsprechend einer Menge des ersten Lichtes oder der Fluoreszenzstrahlung erzeugt, das bzw. die aus dem dritten Abstrahlende ausgesendet wird; und einen Bilderzeuger, der ein Bild entsprechend einem Gesamtbeobachtungsbereich auf Grundlage des Pixelsignals erzeugt.
Abtastendoskop, umfassend: einen ersten Übertrager, der erstes Licht von einem ersten Eintrittsende zu einem ersten Abstrahlende leitet, wobei der erste Übertrager einen Strahl des aus dem ersten Abstrahlende austretenden ersten Licht aussendet; einen Antrieb, der das erste Abstrahlende in einer Richtung senkrecht zu einer Abstrahlrichtung bewegt, wobei der Strahl des aus dem ersten Abstrahlende ausgesendeten ersten Lichtes in der Abstrahlrichtung ausgesendet wird; ein drittes optisches Filter, das in dem Strahlengang des aus dem ersten Abstrahlende ausgesendeten ersten Lichtes gelagert ist, wobei das dritte optische Filter einen Teil des ersten Lichtes reflektiert und das dritte optische Filter einen Teil des ersten Lichtes durchlässt; ein viertes optisches Filter, das in dem Strahlengang des an dem dritten optischen Filter reflektierten ersten Lichtes gelagert ist, wobei das vierte optische Filter das erste Licht mit einem Transmissionsgrad durchlässt, der in Abhängigkeit der Position auf dem vierten optischen Filter variiert, auf die das erste Licht fällt; einen zweiten Übertrager, der das durch das vierte optische Filter tretende erste Licht von einem zweiten Eintrittsende zu einem zweiten Abstrahlende leitet; und einen dritten Übertrager, der reflektiertes Licht oder Fluoreszenzstrahlung aus einem Beobachtungsbereich, der mit dem durch das dritte optische Filter tretenden ersten Licht beleuchtet worden ist, an einem dritten Eintrittsende empfängt, wobei der dritte Übertrager das reflektierte Licht oder die Fluoreszenzstrahlung von dem dritten Eintrittsende zu einem dritten Abstrahlende leitet.
Abtastendoskopprozessor, der mit einem Abtastendoskop nach Anspruch 18 verbunden ist, wobei der Abtastendoskopprozessor eine Lichtquelle enthält, die das erste Licht auf das erste Eintrittsende aussendet, wobei ein Pixelsignal für den Beobachtungsbereich entsprechend einer Menge des ersten Lichtes oder der Fluoreszenzstrahlung, das bzw. die aus dem dritten Abstrahlende ausgesendet wird, erzeugt wird, wobei eine Position des ersten Abstrahlendes auf Grundlage einer Menge des aus dem zweiten Abstrahlende ausgesendeten ersten Lichtes bestimmt wird.