DE2660731C2 - Endoscope with color reproduction - Google Patents

Endoscope with color reproduction

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DE2660731C2 DE19762660731 DE2660731A DE2660731C2 DE 2660731 C2 DE2660731 C2 DE 2660731C2 DE 19762660731 DE19762660731 DE 19762660731 DE 2660731 A DE2660731 A DE 2660731A DE 2660731 C2 DE2660731 C2 DE 2660731C2
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Yoshikazu Hachioji Tokyo Kakinuma
Tadashi Tokyo Morokuma
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Description

Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit Farbbildwiedergabe gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to an endoscope with color image reproduction according to the preamble of the main claim.

In der Farbfernsehtechnik ist es bekannt, als Farbtrenner in der Kamera ein Prisma mit einem dichroitischen Spiegel und einem Farbtrennfilter vor einem von zwei Bildabtastelementen vorzusehen (DE-OS 59 512). Es ist auch bekannt, das Prisma hierbei als Pentaprisma auszubilden (DE-OS 24 20 111). Solche Anordnungen führen zu sehr kompakten optischen Systemen. Sie könnten auch mit Vorteil wegen ihres kompakten Aufbaus für Endoskope zur Farbbildwiedergabe benutzt werden, wie dies mit angetriebenen Farbfilterscheiben an sich bekannt ist (DE-AS 10 97 617). Allerdings wird die Verwendung solcher in Farbfernsehkameras benutzter optischer Systeme bei einem Endoskop noch dadurch erschwert, als eine Vielzahl von elektrischen Verbindungsleitungen zwischen der elektrischen Bildabtasteinrichtung am vorderen Ende des Endoskops und der außen angebrachten Bildwiedergabeeinrichtung nötig sind, die vor allem im vorderen Bereich, wo das der Bildabtasteinrichtung zugeordnete optische System angebracht ist, relativ viel Platz einnimmt und die damit den Durchmesser der Endoskop-Mantelhülle im vorderen Bereich unnötig vergrößern würden.In color television technology it is known to use a prism with a dichroic as a color separator in the camera To provide a mirror and a color separation filter in front of one of two image sensing elements (DE-OS 59 512). It is also known to design the prism as a pentaprism (DE-OS 24 20 111). Such Arrangements lead to very compact optical systems. They could also be of advantage because of their compact size Structure for endoscopes for color image reproduction can be used, as is the case with driven color filter discs is known per se (DE-AS 10 97 617). However, the use of such in color television cameras is increasing Optical systems used in an endoscope are made even more difficult than a multitude of electrical systems Connection lines between the electrical image scanning device at the front end of the endoscope and the externally mounted image display device are necessary, especially in the front area where the optical system associated with the image sensing device is mounted, takes up a relatively large amount of space and the so that the diameter of the endoscope casing would unnecessarily increase in the front area.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Endoskop zu schaffen, bei dem es trotz Verwendung eines solchen eingangs erwähnten bekannten optischen Systems zur Farbbildabtastung möglich ist, das vordere Ende der Mantelhülle so klein wie möglich auszubilden.It is the object of the invention to create an endoscope in which, despite the use of such an endoscope mentioned known optical system for color image scanning is possible, the front end of the Make the coat as small as possible.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Endoskop gemäS Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen ίο kennzeichnende Merkmale gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is based on an endoscope according to the preamble of the main claim ίο characteristic features solved. Advantageous further developments result from the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Endoskop werden die Zuleitungen für die an dem Pentaprisma bzw. dem Lichtübertragungsblock des optischen Systems ange-In the endoscope according to the invention, the leads for the pentaprism or the Light transmission block of the optical system

brachten Bildabtastelemente unmittelbar nach der an sich bei gedruckten Schaltungen bekannten Technik auf den Seitenflächen dieser optischen Elemente angebracht, so daß durch diese Zuleitungen kein zusätzlicher Raum in der Endoskop-Mantelhülle benötigt wird. Die-applied image sensing elements immediately using a technique known per se for printed circuit boards attached to the side surfaces of these optical elements, so that no additional Space is required in the endoscope jacket. The-

se Leitungszüge können auf den Seitenflächen der optischen Elemente sehr dünn aufgetragen werden und es wird dadurch praktisch kein zusätzlicher Raum seitlich neben de* optischen Elementen benötigt Da das Pentaprisma bzw. der Lichtübertragungsblock sehr glatte Sei-se cable runs can be applied very thinly on the side surfaces of the optical elements and it This means that practically no additional space is required next to the optical elements. As the pentaprism or the light transmission block is very smooth side

tenflächen besitzt können die Leitungszüge eng nebeneinander sehr genau nach der gedruckten Schaltungstechnik hergestellt werden. Damit ist es erstmals möglich, aach ein an sich bei Fernsehkameras bekannten optisches Farbabtastsystem mit mehreren Bildabtastelementen unmittelbar am vorderen Ende eines Endoskops einzubauen und mit geringstem Platzbedarf die zugehörigen elektrischen Zuleitungen auch im Bereich des optischen Systems zu führen, ohne den Durchmesser des Endoskops in diesem Bereich zu vergrößern. Da die elektrische Verbindung über die lösbare Anschlußfassung erfolgt, kann das ganze optische System mit zugehöriger Bildabtasteinrichtung sehr leicht ein- und ausgebaut werden; hierdurch wird sowohl die Herstellung als auch die Wartung und eventuelle Reparatur eines solchen Endoskops sehr erleichtert.ten surfaces, the cable runs can be manufactured closely next to each other very precisely according to the printed circuit technology. This makes it possible for the first time aach an optical color scanning system known per se in television cameras and having a plurality of image scanning elements to be installed directly at the front end of an endoscope and with minimal space requirements to lead associated electrical leads also in the area of the optical system, without the diameter of the endoscope in this area. Since the electrical connection via the detachable connection socket takes place, the entire optical system with the associated image scanning device can very easily and get extended; This improves both production and maintenance and, if necessary, repairs of such an endoscope is very much easier.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
F i g. 1 zeigt schematisch den Einbau eines an sich bekannten optischen Farbtrenners mit zugehöriger elektrischer Bildabtasteinrichtung in der Mantelhülle eines Endoskops,The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of an exemplary embodiment.
F i g. 1 shows schematically the installation of a known optical color separator with associated electrical image scanning device in the casing of an endoscope,

F i g. 2 zeigt perspektivisch Einzelheiten des hierbei verwendeten optischen Farbtrenners und die erfindungsgemäße Ausbildung der Anschlußleiterbahnen für die Bildabtasteinrichtungen auf den Seitenflächen der optischen Bauteile,F i g. 2 shows in perspective details of the optical color separator used here and the one according to the invention Formation of the connecting conductor tracks for the image scanning devices on the side surfaces of the optical components,

F i g. 3 zeigt Einzelheiten der hierbei verwendeten Anschlußfassung.F i g. 3 shows details of the connector socket used here.

F i g. 1 zeigt den Schnitt durch das vordere Ende eines Endoskops zur Farbbildwiedergabe. Von einer nicht dargestellten äußeren Bildwiedergabeeinrichtung wird über einen Lichtleiter 8 Licht durch ein Glasfenster 7 auf einen zu betrachtenden Gegenstand gestrahlt, das vom Gegenstand reflektierte Licht tritt durch ein Fenster 7 in das Innere der Endoskopmantelhülle 14. Mittels einer Linse 4 wird eine Abbildung des Gegenstandes erzeugt und mittels eines Pentaprismas 52, eines Lichtübertragungsblockes 57 und Bildabtaistelemente 53 und 59 zerlegt und in elektrische Videosignale umgewandelt, die über Verbindungsleitungen 6 zu der nicht dargestellten Bildwiedergabeeinrichtung geleket werden. Über das Pentaprisma 42 wird beispielsweise die grüne Licht-F i g. 1 shows the section through the front end of an endoscope for color image reproduction. Not from one The external image display device shown is light through a glass window 7 via a light guide 8 radiated onto an object to be viewed, the light reflected from the object passes through a window 7 into the interior of the endoscope jacket cover 14. An image of the object is made by means of a lens 4 generated and by means of a pentaprism 52, a light transmission block 57 and Bildabtaistelemente 53 and 59 broken down and converted into electrical video signals via connecting lines 6 to the not shown Image display device are geleket. Via the pentaprism 42, for example, the green light

komponente von einer dichroitischen Spiegelfläche 54 reflektiert, während die blaue und rote Lichtkomponente auf geradem Wege durch diesen Spiegel hindurchgeht Die am dichroitischen Spiegel 54 reflektierte Lichtkomponente 46 wird nochmals reflektiert und fällt s dann auf ein erstes Festkörper-Bildabtastelement 53. Die durch den dichroitischen Spiegel 54 hindurchgehende Lichtkomponente tritt durch den Lichtübertragungsblock 57 hindurch und gelangt zu einem optischen Streifenfilter 58, welches die Lichtkomponente in die blaue und die rote Komponente zerlegt, die blaue und die rote Komponente fallen auf ein zweites Festkörper-Bildabtastelement 59. Gegebenenfalls könnte in dem Lichtübertragungsblock 57 noch eine weitere dichroitische Spiegelfläche vorgesehen sein, durch welche eine weitere Farbtrennung durchgeführt wird, die es ermöglicht, über ein weiteres nicht dargestelltes Festkörper-Bildabtastelement entsprechende Farbbildsignale zu erzeugen. component of a dichroic mirror surface 54 reflects as the blue and red light components go straight through this mirror The light component 46 reflected at the dichroic mirror 54 is reflected again and falls s then onto a first solid-state image sensing element 53. The one passing through the dichroic mirror 54 Light component passes through the light transmission block 57 and arrives at an optical strip filter 58, which converts the light component into the blue and decomposed the red component, the blue and the red Components fall on a second solid-state image sensing element 59. Optionally, could be in the light transmission block 57 yet another dichroic mirror surface can be provided through which a further Color separation is carried out, which makes it possible via a further solid-state image sensing element, not shown to generate corresponding color image signals.

Gemäß Fig.2 sind an den Seitenflächen des Pentaprismas 52 und des Lichtübertragungsblockes 57 elektrische Leiterbahnen mit zugehörigen Anschlußkontakten angebrachtAccording to Figure 2, electrical conductor tracks with associated terminal contacts are attached to the side surfaces of the penta prism 52 and the light transmission block 57

Diejenigen beiden Seitenflächen des Pentaprismas 52, die über den dichroitischen Spiegel 54 mit dem Licht-Übertragungsblock 57 verbunden sind, weisen an ihren beiden Seitenkanten Kontakte 3085 und 308C sowie Signalübertragungsdrähte 309 auf, welche die Kontakte 308Cmit den Kontakten 308S und damit den Kontakten 308Λ bzw. 308/4 'verbinden. Jede Elektrode des Bildaufnahmeelementes 53 ist an einen der Kontakte 308/4 und 308Λ' angeschlossen. Fernerhin ist der Lichtübertragungsblock 57 an der Stirnfläche, an welcher das Bildaufnahmeelement 59 befestigt ist mit einer Anzahl Kontakten 310/4 und 310A'versehen, die entlang den beiden Seitenkanten des Lichtübertragungsblocks 57 angeordnet sind. Jeder dieser Kontakte 310/4 und 310/4' ist mit einer der Elektroden des Bildaufnahmeelementes 59 verbunden. An beiden Seitenflächen ist der Lichtübertragungsblock 57 mit Kontakten 3105 und Anschlußkontakten 3iOB' versehen, die längs der beiden Seitenkanten des Lichtübertragungsblocks 57 angeordnet sind. Hierbei ist jeder der Kontakte 3105 über jeweils einen Signalübertragungsdraht 312 mit einem der Kontakte 3105' verbunden, so daß alle Kontakte 310ß und 3105'jeweils paarweise miteinander in Verbindung stehen. Wenn sich das Pentaprisma 52 in Anlage am Lichtübertragungsblock 57 befindet, verbinden sich die Kontakte 308Cund die Kontakte 3105 jeweils paarweise.Those two side surfaces of the pentaprism 52 which are connected to the light transmission block 57 via the dichroic mirror 54 have contacts 3085 and 308C and signal transmission wires 309 on their two side edges, which connect the contacts 308C to the contacts 308S and thus to the contacts 308Λ or 308/4 '. Each electrode of the image pickup element 53 is connected to one of the contacts 308/4 and 308Λ '. Furthermore, the light transmission block 57 is provided with a number of contacts 310/4 and 310A ′ on the end face to which the image recording element 59 is attached, which contacts are arranged along the two side edges of the light transmission block 57. Each of these contacts 310/4 and 310/4 'is connected to one of the electrodes of the image recording element 59. The light transmission block 57 is provided on both side surfaces with contacts 3105 and connection contacts 3iOB ' which are arranged along the two side edges of the light transmission block 57. Here, each of the contacts 3105 is connected to one of the contacts 3105 'via a respective signal transmission wire 312, so that all the contacts 3106 and 3105' are each connected to one another in pairs. When pentaprism 52 is in abutment with light transmission block 57, contacts 308C and contacts 3105 each connect in pairs.

Die erwähnten Kontakte 308, 310/4, die Signalübertragungsdrähte 309 und 312 und die Anschlußkontakte 3105 können in einfacher Weise durch Aufdampfung einer Metallschicht entsprechenden Musters hergestellt werden. Die Kontakte 308Ckönnen mit den Kontakten 3105 beispielsweise durch Kleben elektrisch verbunden werden.The mentioned contacts 308, 310/4, the signal transmission wires 309 and 312 and the connection contacts 3105 can easily by vapor deposition a metal layer corresponding pattern can be produced. The contacts 308C can communicate with the contacts 3105 can be electrically connected, for example by gluing.

Über die Verbindungsleitungen können den beiden Bildaufnahmeelementen 53 und 59 die gleichen Betriebs- oder Ansteuersignale zugeführt werden. Die von den Bildaufnahmeelementen 53 und 59 erhaltenen Vi- t>o deosignale können über die erläuterten Signalübertragungsdrähte und Kontakte an den Seitenflächen des Lichtübertragungsblocks 37 unabhängig von der Verbindungsleitung für das Betriebssignal zur äußeren Schaltung geleitet werden.The two image recording elements 53 and 59 can use the connecting lines to carry out the same operating or control signals are supplied. The Vit> o obtained from the image pickup elements 53 and 59 Deosignale can via the explained signal transmission wires and contacts on the side surfaces of the Light transmission block 37 independent of the connection line for the operating signal to the outside Circuit are conducted.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Fassung 313, die zur Verbindung mit den Anschlußkontakten 310ß' gemäß Fig. 2 bestimmt ist. Die Fassung hat eine rahmenförmige Gestalt und ist an den Innenflächen der Seitenwände mit mehreren Aufnahmekontakten 314 versehen. Wenn die Fassung 313 auf den Endabschnitt des Lichtübertragungsblockes 57 aufgesteckt wird, kommt jeder Aufnahmekontakt 314 mit einem der Anschlußkontakte 3105' an den Seitenflächen des Lichtübertragungsblockes 57 in Berührung. Die Aufnahmekontakte 314 können durch Vakuumauf dämpfung einer Metallschicht bestimmten Musters in der gleichen Weise wie beim Bauteil gemäß F i g. 2 erzeugt werden. Jeder Aufnahmekontakt 314 ist über eine Verbindungsleitung 315 mit der äußeren Schaltung des Endoskops verbunden. F i g. 3 shows an embodiment of a socket 313 which is used for connection to the connection contacts 310ß ' according to FIG. 2 is determined. The socket has a frame-like shape Shape and is on the inner surfaces of the side walls with a plurality of receiving contacts 314 Mistake. When the socket 313 is plugged onto the end section of the light transmission block 57, each receiving contact 314 comes with one of the connection contacts 3105 'on the side surfaces of the light transmission block 57 in touch. The receiving contacts 314 can be attenuated by a vacuum Metal layer specific pattern in the same way as the component according to FIG. 2 can be generated. Everyone Receiving contact 314 is connected to the external circuit of the endoscope via a connecting line 315.

Es sind also alle Elektroden der Bildaufnahmeelemente 53 und 59 über die Kontakte 308 und 310 und die Signalübertragungsdrähte 309 und 312 jeweils mit einem Anschlußkontakt 3105' an der Seitenwand des Lichtübertragungsblockes 37 in dessen Endabschnitt verbunden, so daß der optische Farbtrenner sehr leicht im Einführteil des Endoskops dadurch montiert werden kann, daß der Lichtübertragungsblock 57 in die Fassung 313 eingesteckt wird, wobei die Fassung zuvor im vorderen Ende der Mantelhülle 14 befestigt worden ist.So there are all electrodes of the image pickup elements 53 and 59 via the contacts 308 and 310 and the signal transmission wires 309 and 312 each connected to a connection contact 3105 'on the side wall of the light transmission block 37 in its end section, so that the optical color separator very easily in the insertion part of the endoscope can be mounted by inserting the light transmission block 57 into the socket 313, the socket having previously been attached in the front end of the jacket shell 14.

Die Verbindungsdrähte zum Anschluß der Bildaufnahmeelemente an die äußere Schaltung sind nicht unmittelbar mit den Elektroden der Bildaufnahmeelemente verbunden, sondern enden an den Aufnahmekontakten 314 der Fassung 313, die an der Innenwand der Mantelhülle 14 befestigt ist. Wenn ein Bildaufnahmeelement oder der optische Farbtrenner beschädigt wird, kann deshalb das gesamte Bauteil bzw. System sehr einfach aus der Mantelhülle 14 entfernt werden, wobei die Verbindungsdrähte unangestastet in der Mantelhülle 14 verbleiben. Außerdem kann das Einführteil des Endoskopes sehr klein gehalten werden.The connecting wires for connecting the image pickup elements to the external circuit are not direct connected to the electrodes of the image pickup elements, but end at the pickup contacts 314 of the socket 313, which are on the inner wall of the Shell 14 is attached. If an image pickup element or the optical color separator is damaged, the entire component or system can therefore be removed very easily from the jacket 14, with the Connecting wires remain intact in the jacket 14. In addition, the insertion part of the endoscope can be kept very small.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Endoskop zur Farbbildwiedergabe mit einem am vorderen Ende eingebauten optischen Farbtrenner und mit einer nachfolgenden elektrischen Bildabtasteinrichtung, die über Leitungen mit einer äußeren Bildwiedergabeeinrichtung verbunden ist, wobei der optische Farbtrenner ein Pentaprisma aufweist, an dem ein erstes Bildabtasteiement angebracht ist und an dem eine dichroitische Spiegelfläche vorgesehen ist, an welcher ein Lichtübertragungsblock (57) anschließt, dem mindestens eine weiteres Bildabtasteiement zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen zu den Bildabtastelementen (53,59) an den Seitenflächen des Pentaprismas (52) und des LichtGbertragungsblockes (57) als Leiterbahnen (309, 312) mit zugehörigen Anschlußkontakten (3Ο8Λ, 308/4', 3085, 308C 3tOA, 3iOA', 3tOB, 3iOB'Jangebracht sind und der Lichtübertragungsblock (57) in eine mit den Verbindungsleitungen (315) zur Bildwiedergabeeinrichtung verbundenen Fassung (313) mit zugehörigen Innenkontakten (314) einsetzbar ist1. Endoscope for color image reproduction with a built-in optical color separator at the front end and with a subsequent electrical image scanning device which is connected via lines to an external image reproduction device, the optical color separator having a pentaprism to which a first image scanning element is attached and to which a dichroic element Mirror surface is provided, to which a light transmission block (57) is connected, to which at least one further image scanning element is assigned, characterized in that the leads to the image scanning elements (53, 59) on the side surfaces of the pentaprism (52) and the light transmission block (57) as Conductor tracks (309, 312) with associated connection contacts (3Ο8Λ, 308/4 ', 3085, 308C 3tOA, 3iOA', 3tOB, 3iOB'J are attached and the light transmission block (57) in a socket connected to the connecting lines (315) for the image display device (313) can be used with associated internal contacts (314) 2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungszüge und die zugehörigen Anschlußkontakte wie bei gedruckten Schaltungen als Metallschichten auf den Seitenflächen des Pentaprismas (52) bzw. des Lichtübertragungsblocks (57) aufgedampft sind.2. Endoscope according to claim 1, characterized in that the lines and the associated Connection contacts as in printed circuits as metal layers on the side surfaces of the pentaprism (52) or the light transmission block (57) are vapor-deposited. 3. Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der am Pentaprisma bzw. am Lichtübertragungsblock angebrachten Bildabtastelemente (53,59) unmittelbar mit den Anschlußkontakten (308Λ 308Λ' bzw. 310A 310A') verbunden sind.3. Endoscope according to claim 1 or 2, characterized in that the connections of the image sensing elements (53, 59) attached to the pentaprism or the light transmission block are connected directly to the connection contacts (308Λ 308Λ 'or 310A 310A') . 4. Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte (308Qdes Pentaprismas mit den zugehörigen Anschlußkontakten (310S^ des lLichtübertragungsblockes (57) durch Kleben elektrisch miteinander verbunden sind.4. Endoscope according to one of the preceding claims, characterized in that the connection contacts (308Q of the pentaprism with the associated connection contacts (310S ^ of the light transmission block (57) are electrically connected to one another by gluing.
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