DE19816481B4

DE19816481B4 - Elektronisches Endoskopsystem

Info

Publication number: DE19816481B4
Application number: DE19816481A
Authority: DE
Inventors: Akihiro Takahashi; Kohei Iketani
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2018-04-15
Also published as: US6215517B1; DE19816481A1

Abstract

Elektronisches Endoskopsystem (1000) mit einem Festkörperbildaufnahmeelement (101) zum Erfassen eines Objektbildes und zum Ausgeben eines Bildsignals und mit einer Signalverarbeitungseinheit (220) zum Erzeugen von mehreren digitalen Videosignalen mit unterschiedlichen Signalformaten (D1, D2) auf Grundlage des empfangenen Bildsignals, gekennzeichnet durch mehrere aus jeweils einem seriellen und einem parallelen Ausgangsanschluß zusammengesetzte Anschlußpaare (T5-T6, T7-T8, T9-T10, T11-T12, T13-T14) zum Ausgeben aller digitalen Videosignale als serielles und als paralleles digitales Signal.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Endoskopsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Endoskopsystem enthält eine Endoskopeinheit mit einer CCD (ladungsgekoppeltes Bauelement) an einem distalen Ende eines Einschubabschnittes zum Erfassen des Bildes eines zu beobachtenden Objektes. Das elektronische Endoskopsystem enthält ferner eine Bildsignalverarbeitungseinheit, das ein von der CCD ausgegebenes Bildsignal verarbeitet, um ein Videosignal zu erzeugen. Das Videosignal wird an eine Anzeigeeinrichtung, z.B. eine CRT-Anzeige (Kathodenstrahlröhre), und/oder an Hilfseinrichtungen (Peripherieeinrichtungen) übertragen. Bekannte elektronische Endoskopsysteme geben analoge Videosignale, wie z.B. ein analoges RGB-Signal, ein analoges zusammengesetztes Signal, ein analoges S-Videosignal und dergleichen aus.
In jüngerer Zeit wurden Peripherieeinrichtungen (einschließlich Anzeigeeinrichtungen) mit Eingabeanschlüssen für digitale Videosignale entwickelt und eingesetzt. Die Verwendung solcher Einrichtungen ist vorteilhaft, da digitale Videosignale eine geringere Verschlechterung aufgrund der Abschwächung des übertragenen Signals erfahren und frei von Rauschen sind.
Das Bild, das durch das von dem elektronischen Endoskopsystem ausgegebene Videosignal erzeugt wird, ist möglicherweise nicht nur von dem Benutzer des Endoskops, sondern auch von seinem Assistenten und/oder vielen anderen Leuten zu beobachten. Beispielsweise kann das Bild an einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden, die sich an einer von dem elektronischen Endoskopsystem entfernten Stelle oder in einem anderen Raum befindet. Aus diesem Grund war es wünschenswert, daß die Peripherieeinrichtungen digitale Videosignale verwenden, bei denen eine Verschlechterung nicht so leicht auftritt.
Es ist möglich, das einmal von dem bekannten Endoskop ausgegebene, analoge Videosignal unter Verwendung eines Analog/Digital-Wandlers (A/D-Wandler) in ein digitales Videosignal zu wandeln und dieses an eine Peripherieeinrichtung zu übertragen. Bei einem solchen Verfahren wird jedoch das analoge Signal einmal ausgegeben und dann in das digitale Signal gewandelt. Eine Verschlechterung des Signals ist deshalb unvermeidlich.
Darüber hinaus muß eine Wandlereinrichtung zum Wandeln des analogen Signals in ein digitales Signal zusätzlich zusammen mit dem bekannten elektronischen Endoskopsystem verwendet werden, so daß die Anzahl der zum Übertragen der Signale benötigten Kabel größer wird.
Da die Anzahl der zu bedienenden Einrichtungen anwächst, gestaltet sich auch die Konfiguration des Endoskopsystems sowie seine Bedienung komplizierter. Ferner muß ein Raum zur Verfügung gestellt werden, in dem eine Wandlereinrichtung untergebracht werden kann. Aus diesen Gründen ist die Anwendung einer A/D-Wandlung zusammen mit dem die analogen Bildsignale ausgebenden bekannten Endoskop nicht praktisch.
Zusätzlich zu dem oben Erläuterten sind verschiedene Formate digitaler Videosignale bekannt. Werden mehrere Peripheriegeräte eingesetzt, die digitale Videosignale mit unterschiedlichen Formaten verwenden, so sollten entsprechend den Formaten der von den Peripherieeinrichtungen verwendeten Videosignale mehrere Wandlereinrichtungen in dem elektronischen Endoskopsystem eingesetzt werden.

Aus der DE 19604257 A1 ist ein elektronisches Endoskopsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dieses Endoskopsystem hat einen seriellen Ausgangsanschluß, über den eines der digitalen Videosignale ausgegeben wird. Ferner wird auf die DE 4018812 A1 verwiesen, aus der eine digitale Verarbeitungsanordnung bekannt ist, die wahlweise mehrere digitale Videosignale mit unterschiedlichen Signalformaten ausgibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes elektronisches Endoskopsystem anzugeben, das in effizienter Weise die Übertragung von digitalen Videosignalen mit unterschiedlichen Signalformen an mehrere Peripherieeinrichtungen ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein elektronisches Endoskopsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Da mehrere digitale Videosignale mit unterschiedlichen Formaten erzeugt werden, können verschiedene Typen von digitale Videosignale verwendenden Peripherieeinrichtungen an das Endoskopsystem angeschlossen werden, and das Videosignal kann ohne Verschlechterung übertragen werden.

Die Signalverarbeitungseinheit ist mit mehreren Signalausgangsanschlüssen ausgestattet, um die digitalen Videosignale mit den unterschiedlichen Signalformaten auszugeben.

Bei dieser Konfiguration können mehrere digitale Videosignale mit unterschiedlichen Formaten gleichzeitig ausgegeben werden. Folglich können verschiedene Typen von Peripherieeinrichtungen, die unterschiedliche Signalformate verwenden, gleichzeitig mit dem Endoskopsystem verbunden werden.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der folgenden Beschreibung.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1 das Blockdiagramm einer Systemkonfiguration eines elektronischen Endoskopsystems nach der Erfindung,
2 ein Blockdiagramm einer Videoverarbeitungseinheit,
3 ein paralleles digitales Videosignal,
4 einen Parallel-Seriell-Wandler,
5 das Blockdiagramm einer Videoverarbeitungseinheit in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
6 das Blockdiagramm einer Videoverarbeitungseinheit in einem dritten Ausführungsbeispiel,
7 das Blockdiagramm einer Videoverarbeitungseinheit in einem vierten Ausführungsbeispiel,
8 das Blockdiagramm einer Videoverarbeitungseinheit in einem fünften Ausführungsbeispiel, und
9 eine beispielhafte Anordnung von seriellen und parallelen Ausgangsanschlüssen der Videoverarbeitungseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
In 1 ist ein Blockdiagramm mit einer schematischen Systemkonfiguration eines elektronischen Endoskopsystems 1000 gezeigt, auf das die Erfindung angewendet wird.
Das elektronische Endoskop 1000 enthält eine elektronische Endoskopeinheit 100, eine Lichtquelleneinheit 200 und eine Monitoreinheit 300.
Die Endoskopeinheit 100 hat einen Einführabschnitt 100A, der von einem flexiblen Rohr gebildet wird. An einem distalen Ende des Einführabschnittes 100A befinden sich ein CCD-Bildsensor 101 (ladungsgekoppeltes Bauelement), im folgenden kurz CCD genannt, und ein Objektivlinsensystem 102 vor, d.h. objektseitig der CCD 101. Das Objektivlinsensystem 102 erzeugt ein optisches Bild des zu beobachtenden Objektes auf einer Lichtempfangsfläche der CCD 101.
Die Endoskopeinheit 100 schließt eine aus einem Bündel optischer Fasern bestehende Lichtführung 103 ein. Ein Ende der Lichtführung 103 ist an dem distalen Ende der Einführöffnung 100A angeordnet. Licht tritt an dem anderen Ende der Lichtführung 103 ein und wird vom distalen Ende der Lichtführung 103 aus auf das Objekt gerichtet.
Das elektronische Endoskop 100 ist über eine Verbindungseinheit 100B an die Lichtquelleneinheit 200 gekoppelt. In der Verbindungseinheit 100B befindet sich ein CCD-Treiber 105 zum Betreiben der CCD 101. Der CCD-Treiber 105 ist über ein Kabel 104 mit der CCD 101 verbunden. Angesteuert durch den CCD-Treiber 105 speichert die CCD 101 gemäß dem von dem Objektivlinsensystem 102 erzeugten optischen Bild elektronische Ladung und gibt ein Bildsignal aus, das an den CCD-Treiber 105 übertragen wird.
Das elektronische Endoskopsystem 100 erhält ein Farbbildsignal entsprechend einer jeden der drei Primärfarben (R: Rot, G: Grün und B: Blau) unter Anwendung eines Flächen-Sequenz-Verfahrens (surface sequential method). Das Objekt wird jeweils mit rotem Licht, grünem Licht und blauem Licht beleuchtet, worauf ein Bildsignal für jede Farbkomponente auf einer Rahmenbasis erhalten und in einem Speicher gespeichert wird. Basierend auf den so erhaltenen Bildsignalen werden verschiedene Videosignale erzeugt.
Ein Ende, nämlich das Lichtaustrittsende der Lichtführung 103 ist fest an dem distalen Ende des Einführabschnittes 100A angebracht. Die Lichtführung 103 erstreckt sich zurück durch den Einführabschnitt 100A und die Verbindungseinheit 100B und ihr anderes Ende, d.h. ihr Lichteintrittsende, ist in dem Verbindungsabschnitt 100B an einer Stelle befestigt, an der die Fläche des Lichteintrittsendes einer Lampe 201 der Lichtquelleneinheit 200 zugewandt ist.
Um ein Bildsignal für jede Farbkomponente auf einer Rahmenbasis unter Anwendung des Flächen-Sequenz-Verfahrens zu erhalten, wird das zu beobachtende Objekt mit rotem Licht, grünem Licht und blauem Licht sequentiell beleuchtet, und das optische Bild wird von dem Objektivlinsensystem 102 auf der CCD 101 erzeugt.
Zum Beleuchten des Objektes mit rotem, grünem und blauem Licht ist ein drehbarer RGB-Filter 202 zwischen einer Lichteintrittsendseite der Lichtführung 103 und der Lampe 201 vorgesehen. Das von der Lampe 201 ausgesendete Licht ist sogenanntes weißes Licht mit allen roten, grünen und blauen Lichtkomponenten enthält. Das von der Lampe 201 ausgesendete Licht wird durch den drehbaren RGB-Filter 202 auf die Lichteintrittsendseite der Lichtführung 103 gebündelt.
Der drehbare RGB-Filter 202 ist ein scheibenförmiger Filter, an dem ein roter (R) Filter, ein grüner (G) Filter, ein blauer (B) Filter und ein Lichtabschirmabschnitt in alternierender Folge ausgebildet sind. Beim Drehen des RGB-Filters 202 durch einen nicht gezeigten Motor werden der R-Filter, der G-Filter und der B-Filter alternierend mit einer vorgegebenen Periode in den Strahlengang eingebracht, der sich von der Lampe 201 zur Lichtführung 103 erstreckt. Folglich wird rotes, grünes und blaues Licht intermittierend mit der vorgegebenen Periode auf das Objekt projiziert.
In der Verbindungseinheit 100B ist ein EEPROM (elektronisch löschbarer, programmierbarer Nur-Lese-Speicher) 106 untergebracht. Der EEPROM speichert Daten, die den Typ der Endoskopeinheit 100 angeben, Daten, die auf die Eigenschaften der CCD 101 bezogen sind, und ähnliche Daten. Die in dem EEPROM 106 gespeicherten Daten werden von einem peripheren Treiber 203 ausgelesen und dann an eine Systemsteuereinheit 210 übertragen, die die Funktion des elektronischen Endoskopsystems 100 steuert.
Mit der Systemsteuereinheit 210 ist eine CCD-Verarbeitungseinheit 204 verbunden, die die Funktion des CCD-Treibers 105 steuert. Die CCD-Verarbeitungseinheit 204 erhält ferner die Daten, die von der CCD 101 durch den CCD-Treiber 105 ausgegeben werden. Wie oben beschrieben, wird bei dem elektronischen Endoskopsystem 1000 das Flächen-Sequenz-Verfahren angewendet, und die den RGB-Farbkomponenten entsprechenden Bildsignale werden auf einer Rahmenbasis übertragen. Die CCD-Verarbeitungseinheit 204 unterzieht jedes den RGB-Farbkomponenten entsprechende Bildsignal einer Analog/Digital-Wandlung und speichert die gewandelten Daten in RGB-Rahmenspeichern 221, 222, 223, die in einer Videoverarbeitungseinheit (Signalverarbeitungseinheit) 220 vorgesehen sind. Das Betreiben der CCD 101, das Drehen des RGB-Filters 202, die von der CCD-Verarbeitungseinheit 204 durchgeführte A/D-Wandlung und das Speichern der Bilddaten in den Rahmenspeichern 221, 222 und 223 erfolgen synchron mit einem von einer Zeitschaltung 205 erzeugten Taktsignal.
An einem Körper der Bildsignalverarbeitungsvorrichtung 200 befinden sich Bedienungsschalter 206 zum Ausführen verschiedener Operationen. Der Operationsstatus der Bedienungsschalter 206 wird in die Systemsteuereinheit 210 eingegeben. Die Systemsteuereinheit 210 ist weiterhin mit einer Tastatur 290 verbunden, über die der Systemsteuereinheit 210 verschiedene Operationsbefehle und/oder Daten zugeführt werden können. Die Videoverarbeitungseinheit 220 erzeugt und gibt aus ein Videosignal entsprechend den Bilddaten einer jeden RGB-Komponente.
2 ist ein Blockdiagramm der Videoverarbeitungseinheit 220 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wie oben erläutert, enthält die Videoverarbeitungseinheit 220 die RGB-Rahmenspeicher 221, 222 und 223. In den RGB-Rahmenspeichern 221, 222 und 223 gespeicherte Daten werden jeweils an D/A(Digital/Analog)-Wandler 224, 225 und 226 übertragen, die analoge RGB-Signale über Ausgangsanschlüsse T1 ausgeben, wie in 2 gezeigt ist.
Die von den D/A-Wandlern 224, 225 und 226 ausgegebenen analogen RGB-Signale werden auch an einen analogen RGB-Codierer 227 übertragen. Der analoge RGB-Codierer 227 erzeugt ein Helligkeitssignal und Farbdifferenzsignale. Weiterhin erzeugt er basierend auf dem Helligkeitssignal und den Farbdifferenzsignalen ein zusammengesetztes Videosignal (analog) und ein S-Videosignal, die über Ausgangsanschlüsse T2 bzw. T3 ausgegeben werden.
Die Videoverarbeitungseinheit 220 enthält ferner eine zum Erzeugen eines Synchronisationssignals bestimmte Schaltung 228, die durch Kombinieren eines horizontalen Synchronisationssignals N-SYNC und eines vertikalen Synchronisationssignals V-SYNC ein zusammengesetztes Synchronisationssignal C-SYNC erzeugt und dieses über einen Anschluß T4 ausgibt. Das horizontale Synchronisationssignal H-SYNC und das vertikale Synchronisationssignal V-SYNC werden ferner über den Anschluß T17 bzw. T18 ausgegeben. Die Schaltung 228 gibt weiterhin ein Rahmensignal UNGERADE/GERADE (ODD/EVEN) aus, das über den Anschluß T19 anzeigt, ob die von den RGB-Rahmenspeichern 221, 222 und 223 ausgegebenen Daten einem ungeraden Rahmen oder einem geraden Rahmen entsprechen.
Es bleibt festzustellen, daß die oben beschriebenen analogen RGB-Signale, das zusammengesetzte Videosignal und das S-Videosignal analoge Videosignale sind und ein herkömmliches elektronisches Endoskopsystem ähnliche Signale ausgeben kann.
Im folgenden werden die digitalen Videosignale beschrieben, die von dem elektronischen Endoskop 1000 in unterschiedlichen Formaten ausgegeben werden.
Die Videoverarbeitungseinheit 220 enthält eine Matrixschaltung 230. Die Matrixschaltung 230 empfängt die von den RGB-Rahmenspeichern 221, 222 und 223 übertragenen digitalen RGB-Signale und wandelt diese in Komponentensignale, d.h. ein Helligkeitssignal Y, ein Farbdifferenzsignal Cr (d.h. R-Y) und ein Farbdifferenzsignal Cb (d.h. B-Y) im D1-Format so, daß das Verhältnis der Abtastfrequenzen 4:2:2 ist. Genauer gesagt, beträgt die Abtastfrequenz für das Helligkeitssignal Y 13,5 MHz und die Abtastfrequenz für die Farbdifferenzsignale Cr und Cb 6,75 MHz. Die verwendete Taktfrequenz beträgt das Zweifache der Abtastfrequenz für das Helligkeitssignal Y, d.h. 27 MHz.
Wird unter den oben genannten Bedingungen abgetastet, so beträgt die Anzahl der Abtastungen innerhalb einer effektiven Bildperiode einer Abtastzeile 720 für das Helligkeitssignal Y und 360 für jedes der Farbdifferenzsignale Cr und Cb. Die gesamte Anzahl der Abtastungen beträgt also 1440.
Das gewandelte Helligkeitssignal Y und die Farbdifferenzsignale Cr und Cb werden durch einen ersten Multiplexer 231 in der Reihenfolge Cb, Y, Cr, Y, Cb, Y ..., gemultiplext. Weiterhin wird ein Synchronisationswort, das von einer Schaltung 238 erzeugt wird, vor und nach den gemultiplexten Signalen für eine Zeile hinzugefügt. Die Struktur des auf diese Weise erzeugten Signals ist schematisch in 3 gezeigt. Das in 3 gezeigte Signal wird über den Anschluß T7 als ein paralleles digitales Videosignal im D1-Format ausgegeben. Da der Ausgangsanschluß T7 zum Ausgeben eines parallelen digitalen Videosignals bestimmt ist, enthält er mehrere Ausgangseinzelanschlüsse. Der Übersichtlichkeit wegen ist der Anschluß T7 durch einen einzigen Kreis dargestellt. Auch für die anderen zum Ausgeben von parallelen digitalen Signalen bestimmten Anschlüsse sind wie für den Anschluß T7 nicht mehrere Einzelanschlüsse in den Zeichnungen gezeigt oder beschrieben.
Das von dem ersten Multiplexer 231 ausgegebene Signal wird an einen in 4 gezeigten Parallel-Seriell-Wandler 232 übertragen. Der Parallel-Seriell-Wandler 232 wandelt das von dem ersten Multiplexer 231 ausgegebene parallele digitale Videosignal in ein serielles digitales Signal beginnend mit einem LSB (Least Significant Bit, Bit geringster Wertigkeit) des parallelen digitalen Videosignals bei einer Übertragungs rate von 270 Mb/s, die das Zehnfache der Taktfrequenz von 27 MHz ist, und gibt dieses über einen Anschluß T8 aus.
Das Helligkeitssignal Y und die Farbdifferenzsignale Cr und Cb, die von der Matrixschaltung 230 ausgegeben werden, werden auch über die Anschlüsse T9, T11 bzw. T13 zusammen mit dem Taktsignal ausgegeben. Ähnlich wie der Anschluß T7 haben auch die Anschlüsse T9, T11 und T13 mehrere Ausgangseinzelanschlüsse.
Das Helligkeitssignal Y und die Farbdifferenzsignale Cr und Cb, die von der Matrixschaltung 230 ausgegeben werden, werden an Parallel-Seriell-Wandler 233, 234 bzw. 235 übertragen, in serielle digitale Signale gewandelt und über die Anschlüsse T10, T12 bzw. T14 bei einer Übertragungsrate von 270 Mb/s ausgegeben. Die über die Anschlüsse T9, T11 und T13 ausgegebenen parallelen digitalen Signale entsprechen den über die Anschlüsse T10, T12 und T14 ausgegebenen seriellen digitalen Signalen.
Die Videoverarbeitungseinheit 220 enthält weiterhin einen zweiten Multiplexer 236, der die Farbdifferenzsignale Cr und Cb von der Matrixschaltung 230 empfängt, diese multiplext und das gemultiplexte Farbdifferenzsignal (CrCb) zusammen mit dem Taktsignal als ein paralleles digitales Signal über einen Anschluß T15 ausgibt. Das Ausgangssignal des zweiten Multiplexers 236 wird auch an einen Parallel-Seriell-Wandler 237 übertragen, der das von dem zweiten Multiplexer 236 ausgegebene parallele digitale Signal in ein entsprechendes serielles Signal mit einer Übertragungsrate von 270 Mb/s wandelt. Das durch den Parallel-Seriell-Wandler 237 gewandelte serielle digitale Signal, d.h. die gemultiplexten Farbdifferenzsignale, wird über einen Anschluß T16 ausgegeben.
Die von den RGB-Rahmenspeichern 221, 222 und 223 ausgegebenen digitalen Signale werden an einen digitalen RGB-Codierer 240 übertragen, der ein digitales zusammengesetztes Signal erzeugt, welches auf den von den RGB-Rahmenspeichern 221, 222 und 223 übertragenen RGB-Bildsignalen basiert. Die Abtastfrequenz des digitalen RGB-Codierers 240 für das zusammengesetzte Signal ist das Vierfache der Frequenz eines Hilfsträgers: 14,3 MHz für das NTSC-System und 17,7 MHz für das PAL-System.
Auf das von dem digitalen RGB-Codierer 240 ausgegebene, zusammengesetzte digitale Videosignal wird ein Ausgangssignal der Schaltung 238 durch einen Addierer 241 addiert und einer peripheren Einrichtung über einen Anschluß T5 als das digitale zusammengesetzte Videosignal im D2-Format zugeführt.
Ein Parallel-Seriell-Wandler 239 wandelt das von dem Addierer 241 ausgegebene parallele Signal in ein serielles Signal, das über einen Anschluß T6 bei einer Übertragungsrate von 143 Mb/s für das NTSC-System oder 177 Mb/s für das PAL-System vom LSB zum MSB übertragen wird.
Wie oben beschrieben, hat die Videoverarbeitungseinheit 220 mehrere Anschlüsse, über die verschiedene Arten analoger und digitaler Videosignale ausgegeben werden können. Soll eine periphere Einrichtung, z.B. ein TV-Monitor 300, ein Drucker oder ähnliches an das elektronische Endoskopsystem 100 angeschlossen werden, so können deshalb Anschlüsse entsprechend dem in der anzuschließenden peripheren Einrichtung verwendeten Format verwendet werden.
In dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel werden das D1-Format-Signal, das D2-Format-Signal, das Y-Signal, das Cr-Signal, das Cb-Signal, das gemultiplexte Cr- und Cb-Signal entweder als paralleles oder serielles digitales Signal ausgegeben. Das Format des digitalen Signals ist nicht auf die eben beschriebenen Formate beschränkt. Es können auch andere Formate verwendet werden.
Darüber hinaus muß jedes der digitalen Signale nicht notwendigerweise entweder als paralleles oder serielles digitales Signal ausgegeben werden. So kann beispielsweise das D1-Format-Signal als paralleles Signal und das D2-Format-Signal nur als serielles Signal ausgegeben werden.
Auch die Erzeugung der Ausgangssignale muß nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt sein.
Aus praktischen Gründen sind die demselben digitalen Signal zugeordneten seriellen und parallelen Anschlüsse zueinander benachbart angeordnet. Ein Beispiel für eine Anordnung der seriellen und parallelen Anschlüsse T5 bis T14, die in einem Bereich 220P der Videoverarbeitungseinheit 220 vorgesehen sind, ist in 9 gezeigt. In diesem Beispiel wird für die seriellen Anschlüsse T6, T8, T10, T12 und T14 ein BNC-Steckverbinder und für die parallelen Anschlüsse T5, T7, T9, T11 und T13 ein D-Sub-Steckverbinder verwendet. Wie in 9 gezeigt, ist der Bereich 220P in mehrere den jeweiligen digitalen Signalen entsprechende Bereiche unterteilt. In jedem dieser Bereiche ist ein Paar aus einem seriellen und einem parallelen Anschluß (Steckverbinder) vorgesehen. Diese Anordnung erlaubt es einem Benutzer, einen zu verwendenden Anschluß leicht zu erkennen, so daß eine irrtümliche Verbindung verhindert werden kann.
Im folgenden werden Modifizierungen des ersten Ausführungsbeispiels an Hand des zweiten bis siebten Ausführungsbeispiels erläutert. Für die in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Elemente werden im folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet. Auf eine Beschreibung dieser Elemente wird verzichtet.
5 zeigt eine Videoverarbeitungseinheit 220A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. In dem zweiten Ausführungsbeispiel kann das D2-Format-Signal dadurch erzeugt werden, daß das Ausgangssignal des analogen RGB-Codierers 227 durch einen A/D-Wandler 400 gewandelt wird.
6 zeigt eine Videoverarbeitungseinheit 220B gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, das wie schon das zweite Ausführungsbeispiel eine Modifizierung des ersten Ausführungsbeispiels ist. In dem dritten Ausführungsbeispiel wird das D2-Format-Signal von einem digitalen YCrCb-Codierer 500 unter Verwendung des Helligkeitssignals Y und der Farbdifferenzsignale Cr und Cb erzeugt, die von der Matrixschaltung 230 ausgegeben werden.
7 zeigt eine Videoverarbeitungseinheit 220C gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der Videoverarbeitungseinheit 220C befinden sich die Anschlüsse T5, T7, T9, T11, T13 und T15 innerhalb einer Schalteinheit SW1. Ein Ausgangsanschluß SO1 der Schalteinheit SW1 ist mit einem Ausgangsanschluß P1 für ein paralleles Signal direkt und mit einem Ausgangsanschluß S1 für ein serielles Signal über einen Parallel-Seriell-Wandler 600 verbunden. Das über den Ausgangsanschluß P1 ausgegebene parallele digitale Signal enthält ein paralleles digitales Videosignal und ein Taktsignal. Der Parallel-Seriell-Wandler 600 gleicht dem in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen, und die Übertragungsrate des über den Ausgangsanschluß S1 ausgegebenen seriellen Signals beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls 270 Mb/s.
Die Schaltoperationen zum Verbinden des Ausgangsanschlusses SO1 mit einem der Anschlüsse T5, T7, T9, T11, T13 und T15 wird über ein von der Systemsteuereinheit 210 ausgegebenes Auswahlsignal gesteuert. Gibt ein Benutzer über die Tastatur 290 einen ein auszuwählendes Format anzeigenden Befehl ein, so überträgt die Systemsteuereinheit 210 das Auswahlsignal an die Schaltvorrichtung S1 und einer der Anschlüsse T5, T7, T9, T11, T13 und T15 wird mit dem Ausgangsanschluß SO1 verbunden. Wird beispielsweise der Anschluß T5 gewählt, so wird dieser mit dem Ausgangsanschluß SO1 verbunden. Das zusammengesetzte parallele digitale Videosignal im D2-Format kann dann über den Ausgangsanschluß P1 und das zusammengesetzte serielle digitale Videosignal im D2-Format über den Ausgangsanschluß S1 ausgegeben werden. Ist ein manuell betätigbares Element zum Schalten der Verbindung zwischen dem Ausgangsanschluß SO1 und den Ausgangsanschlüssen T5, T7, T9, T11, T13 und T15 vorgesehen, so kann die Verbindung ohne Verwendung der Systemsteuereinheit 210 geschaltet werden.
Da die Anschlüsse T5, T7, T9, T11, T13 und T15 zum Ausgeben von parallelen Signalen bestimmt sind, hat jeder dieser Anschlüsse mehrere Einzelanschlüsse. Der Einfachheit halber sind in den Figuren die Einzelanschlüsse nicht gezeigt, sondern durch einen einzigen Anschluß dargestellt.
Weiterhin sind in 7 nur eine einzige Schaltvorrichtung SW1 und nur ein Ausgangsanschluß P1 und S1 zum Ausgeben der von der Schaltvorrichtung SW1 ausgewählten parallelen und seriellen Signale gezeigt. In der Praxis sind jedoch vorzugsweise mehrere Schalteinheiten SW2, SW3,..., SWn gleichen Aufbaus und entsprechende Ausgangsanschlüsse P2, P3,..., Pn, S2, S3,..., Sn sowie die gleiche Anzahl von Parallel-Seriell-Wandlern 600 vorgesehen. Mit einem solchen Aufbau kann der Benutzer mehrere Signale auswählen und diese individuell oder in Kombination verwenden.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel hat die Videoverarbeitungseinheit 220C ferner eine Bildschirmanzeigesteuerung 510 (on-screen display controller). Das an die Schalteinheit SW1 übertragene Auswahlsignal wird auch an die Steuerung 510 übertragen. Die Steuerung 510 erzeugt Bildsignale, die das für die RGB-Komponenten ausgewählte Format anzeigen, und addiert die Ausgangssignale der D/A-Wandler 224 bis 226. Die analogen RGB-Signale enthalten so eine das ausgewählte Format anzeigende Formatinformation. Die von der Steuerung 510 ausgegebenen Bildsignale werden auch dem analogen RGB-Codierer 227 zugeführt. Folglich enthalten auch das analoge zusammengesetzte Videosignal und das S-Videosignal die Formatinformation.
In dem vierten Ausführungsbeispiel werden die Videosignale gleichen Formats über die Anschlüsse P1 und S1 als parallele und serielle Signale ausgegeben. Die Videoverarbeitungseinheit kann so modifiziert sein, daß sie parallele und serielle Videosignale mit verschiedenen Formaten über die Ausgangsanschlüsse ausgibt. Eine solche Modifizierung wird im folgenden an Hand der 8 erläutert.
8 zeigt eine Videoverarbeitungseinheit 220D gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Videoverarbeitungseinheit 220D hat eine Schalteinheit SP1 für parallele Anschlüsse und eine Schalteinheit SS1 für serielle Anschlüsse. Die Schalteinheiten SP1 und SS1 sind mit der in der Videoverarbeitungseinheit 220C vorgesehenen Schalteinheit SW1 identisch. Die Anschlüsse T5, T7, T9, T11, T13 und T15 befinden sich in der Schalteinheit SP1, und einer der Anschlüsse T5, T7, T9, T11, T13 und T15 ist mit dem Ausgangsanschluß SPO verbunden, der direkt an den parallelen Signalausgangsanschluß P1 angeschlossen ist. Ähnlich dem vierten Ausführungsbeispiel werden ein paralleles Videosignal und ein Taktsignal über den Ausgangsanschluß P1 ausgegeben. Die Schalteinheit SS1 hat denselben Aufbau wie die Schalteinheit SP1. Anschlüsse T'5, T'7, T'9, T'11, T'13 und T'15 sind parallel an die Anschlüsse T5, T7, T9, T11, T13 und T15 angeschlossen. Ein Ausgangsanschluß SSO der Schalteinheit SS1 ist mit dem Parallel-Seriell-Wandler 600 verbunden, der identisch ist mit dem in dem vierten Ausführungsbeispiel verwendeten. Das gewandelte, von dem Parallel-Seriell-Wandler 600 ausgegebene Signal wird über den Ausgangsanschluß S1 ausgegeben.
In dem fünften Ausführungsbeispiel gibt die Systemsteuereinheit 210 ein erstes und ein zweites Auswahlsignal zum Steuern der Schalteinheit SP1 bzw. SS1 aus. So kann einer der Anschlüsse T5, T7, T9, T11, T13 und T15 mit dem Ausgangsanschluß SPO der Schalteinheit SP1 verbunden werden, und unabhängig von dem Verbindungsstatus der Schalteinheit SP1 kann irgendeiner der Anschlüsse T'5, T'7, T'9, T'11, T'13 und T'15 mit dem Ausgangsanschluß SSO der Schalteinheit SS1 verbunden werden.
Die Schalteinheiten SP1 und SS1 müssen nicht die gleichen Einheiten sein, sondern können so modifiziert sein, daß sie Signale in verschiedenen Formaten ausgeben.
In 8 sind nur die Schalteinheiten SP1 und SS1 und die Ausgangsanschlüsse P1 und S1 zum Ausgeben der parallelen und seriellen Signale gezeigt. In der Praxis sind vorzugsweise mehrere Schalteinheiten SP2, SP3,..., SPn, SS2, SS3, ... mit ähnlichem Aufbau und entsprechende Ausgangsanschlüsse P2, P3,..., Pn, S2, S3,..., Sn sowie die gleiche Anzahl von Parallel-Seriell-Wandlern 600 vorgesehen. Mit einem solchen Aufbau kann der Benutzer mehrere Signale auswählen und die ausgewählten Signale individuell oder in Kombination verwenden.
Das erste bis fünfte Ausführungsbeispiel beschreiben separate Ausführungsbeispiele. Die Ausführungsbeispiele können jedoch so miteinander kombiniert werden, so daß einige der digitalen Signale gleichzeitig über mehrere Ausgangsanschlüsse und andere digitale Signale über einen wählbaren einzelnen Anschluß ausgegeben werden.

Claims

Elektronisches Endoskopsystem (1000) mit einem Festkörperbildaufnahmeelement (101) zum Erfassen eines Objektbildes und zum Ausgeben eines Bildsignals und mit einer Signalverarbeitungseinheit (220) zum Erzeugen von mehreren digitalen Videosignalen mit unterschiedlichen Signalformaten (D1, D2) auf Grundlage des empfangenen Bildsignals, gekennzeichnet durch mehrere aus jeweils einem seriellen und einem parallelen Ausgangsanschluß zusammengesetzte Anschlußpaare (T5-T6, T7-T8, T9-T10, T11-T12, T13-T14) zum Ausgeben aller digitalen Videosignale als serielles und als paralleles digitales Signal.
Endoskopsystem (1000) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der serielle Ausgangsanschluß (T6, T8, T10, T12, T14) und der demselben Format (D1, D2) zugeordnete parallele Ausgangsanschluß (T5, T7, T9, T11, T13) eines jeden Anschlußpaares (T5-T6, T7-T8, T9-T10, T11-T12, T13-T14) in räumlicher Nähe zueinander angeordnet sind.
Endoskopsystem (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Videosignale ein Signal mit einem D1-Format enthalten.
Endoskopsystem (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Videosignale ein Signal mit einem D2-Format enthalten.
Endoskopsystem (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Videosignale ein digitales Helligkeitssignal (Y) enthalten.
Endoskopsystem (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Videosignale ein digitales Farbdifferenzsignal (Cr, Cb) enthalten.
Endoskopsystem (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Videosignale ein Multiplexsignal (CrCb) enthalten, das durch Multiplexierung von Farbdifferenzsignalen (Cr, Cb) erzeugt ist.
Endoskopsystem (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Videosignale ein Multiplexsignal enthalten, das durch Multiplexierung von Helligkeits- und Farbdifferenzsignalen (Y, Cr, Cb) erzeugt ist.
Endoskopsystem (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (220) ein Feldanzeigesignal ausgibt, das anzeigt, ob das gerade ausgegebene Signal einem ungeraden oder einem geraden Rahmen entspricht.
Endoskopsystem (1000) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheit (220) mehrere analoge Videosignale ausgibt.