DE3246239A1

DE3246239A1 - Endoskop-system mit einer festkoerper-abbildungseinrichtung

Info

Publication number: DE3246239A1
Application number: DE19823246239
Authority: DE
Inventors: Kunio Omiya Saitama Ando; Makoto Tokyo Murakoshi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd; Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp; Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1981-12-14
Filing date: 1982-12-14
Publication date: 1983-06-16
Also published as: US4562831A; JPS58103432A; DE3246239C2; JPH0318684B2

Description

Endoskopsystem mit einer Festkörper-Abbildungseinrichtung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Endoskop-System und insbesondere ein Endoskop-Systern, das eine Festkörper-Abbildungseinrichtung verwendet.

Üblicherweise wird zur Beobachtung und Aufzeichnung einer Abbildung der Innenseite eines Hohlraums oder einer öffnung eines lebenden Körpers oder einer Maschine ein Fiberskop verwendet. Ein Fiberskop ist ein Endoskop mit einer Beobachtungskopf-Einheit, die in eine öffnung eines zu untersuchenden Objektes eingeführt werden kann; die Beobachtungskopfeinheit enthält wenigstens ein optisches Abbildungssystem, um eine Abbildung der Innenseite der öffnung aufzunehmen, einen objektseitigen Endbereich einer Bildführung mit einem Band aus optischen Fasern, um eine optische Abbildung, die durch das optische Abbildungssystem erzeugt worden ist, zu dem beobachterseitigen Ende zu bringen, und einen objektseitigen Endbereich einer Lichtführung mit einem Band aus optischen Fasern, um Licht für die Erhellung der Innenseite der öffnung zu dieser Stelle zu bringen. Die optische, über den Bildleiter übermittelte Abbildung wurde durch eine Lupe oder ein Vergrößerungsglas betrachtet, durch eine Stehbildkamera aufgenommen oder durch ein Fernsehsystem überwacht.

Jüngere Entwicklungen auf dem Gebiet der Halbleitertechnologie haben zur Realisierung von selbstabtastenden Festkörper-Abbildungseinrichtungen, wie beispielsweise ladungsgekoppelten Einrichtungen (charge-coupled device = CCD) geführt, die beispielsweise auf dem Gebiet der Fernsehka-

meras eingesetzt werden können. Im Vergleich mit einer Bildaufnahmeröhre, wie beispielsweise einer Vidicon-Röhre, die in einer herkömmlichen Fernsehkamera enthalten ist, kann ein Abbildungssystem, das einen Festkörper-Bildwandler verwendet, sehr; kompakt ausgelegt werden. Es wurde deshalb vorgeschlagen, die Kopfeinheit eines Endoskops mit einem solchen Festkörper-Bildwandler zu versehen, der eine optische Abbildung eines -Objektes in entsprechende elektrische Signale umwandelt, die wiederum zu einer Katodenstrahlröhre (CRT) übertragen werden, die als Anzeigeeinrichtung dient und die Abbildung als Fernsehbild sichtbar macht. Ein entsprechendes Endoskopsystem wird beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 65962/1976 beschrieben.

Um ein Farbfernsehbild von einer Endoskop-Kopfeinheit auf einer Katodenstrahlröhre zu überwachen, können die folgenden drei Techniken eingesetzt werden:

1) Eine fundamentale Technik ist auf ein System mit'drei getrennten Festkörper-Bildwandlern gerichtet, die jeweils eine Abbildung in einer der drei Primärfarben rot (R) , grün (G) und blau (B) aufnehmen; diese Abbildungen werden durch ein optisches Abbildungssystem erzeugt und getrennt.

2) Ein zweites System enthält eine einziges Festkörperabbildungseinrichtung mit einer Gruppe von lichtempfindlichen Zellen, beispielsweise pbotoelektrischen Wandlern, über der ein Mehrfarben-Filter mit FarbfilterSegmenten der drei Primärfarben R, G und B vorgesehen ist, die in Verbindung mit den lichtempfindlichen Zellen in einem Mosaikmuster angeordnet sind.

3) Bei einem dritten System werden die spezifischen Struktureigenschaften und Benutzungssituationen eines Endoskops

berücksichtigt? zu diesem Zweck wird das Innere eines Hohlraums eines Objektes mit Licht bestrahlt, das über einen Lichtleiter übertragen wird und seine Farbe zyklisch zwischen den Farben rot, grün und blau ändert_f so daß eine einzige Abbildungseinrichtung in zeitlicher Folge nacheinander die Abbildungen des Objektes in den drei Primärfarben R, G und B aufnimmt« Das Abbildungslieht wird an dem beobachterseitigen Ende des Lichtleiters erzeugt, indem vor einer Lichtquelle eine Farbfilterscheibe mit drei Segmenten in den Primärfarben R, G und B mit vorgegebener Drehzahl gedreht wird.

Bei diesen drei Systemen treten jedoch Schwierigkeiten bei der Anwendung für ein Endoskop auf. Das oben erwähnte erste System ist ein primitives Basissystem, das jedoch Abbildungen ^it ausreichender Bildqualität erzeugt. Es ist jedoch nicht möglich, einen kleinen Beobachtungskopf eines Endoskops mit diesen drei Bildwandlersystemen zu versehen, da diese drei Bildwandler die Größe des Beobachtungskopfes so erhöhen würden, daß der Beobachtungskopf nicht mehr in einen kleinen Hohlraum eingeführt werden kann, wie er beispielsweise bei der Untersuchung von Patienten oft nur zur Verfügung steht? das mit einem solchen Beobachtungskopf ausgerüstete Endoskop läßt sich also nur in beschränktem Umfang einsetzen.

Bei dem zweiten System ist es zwar möglich, der Kopfeinheit eines Endeskops eine sehr geringe Größe zu geben. Die von dem einzigen Bildwandler aufgenommene Abbildung hat jedoch ein relativ geringes Auflösungsvermögen; dies ist auf die kleinere Zahl von grünen Bildelementen (die auch als "Pixel" bezeichnet werden) zurückzuführen, die das Auflösungsvermögen des Bildes bestimm ί denn diese grünen Bildelemente nehmen in dem Mosaik-Farbfilter mit den R-, G- und B-Elementen auf dem Bildwandler nur ein Drittel der

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Fläche ein. Insbesondere bei kleineren Kopfeinheiten enthält die Abbildungseinrichtung nicht so viele lichtempfindliche Zellen auf ihrer Abbildungsoberfläche oder der Gruppe, daß eine ausreichende Bildqualität aufrechterhalten werden kann. Die dadurch hervorgerufene Verschlechterung des Auflösungsvermögens ist inbesondere bei kleinen Beobachtungsköpfen kritisch.

Bei dem oben erwähnten dritten System wird ein einziger Bildwandler nach Art eines Films, also in einer Folge ι von Einzelbildern, betrieben, um in zeitlicher Folge drei Primärfarben-Videosignalkomponenten zu erzeugen; dadurch kommt es jedoch zu Problemen und Ungenauigkeiten bei der Ausrichtung zwischen den Einzelbildern der drei Primärfarben, wenn sich das Objekt bewegt oder sich rasch verändert, wie es in der Praxis oft der Fall ist. Auch dies führt zu einer Verschlechterung der Bildqualität.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Endoskop-System mit einer Festkörper-Abbildungseinrichtung zu schaffen, welche die oben erwähnten Nachteile der herkömmlichen Systemenicht hat und unter Berücksichtigung der spezifischen strukturellen Merkmale und Anwendungssituationen eines Endoskops ausgelegt ist.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist also ein Endoskop-System eine Festkörper-Abbildungseinrichtung mit einer Gruppe von lichtempfindlichen Zellen, um ein einer Abbildung eines Objektes, die auf der Gruppe erzeugt wird, zuge-

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ordnetes Videosignal zu liefern,.einen Farbfilter mit Biltersegmenten in Zyan und gelb, die abwechselnd zweidimensional in Verbindung mit der Gruppe von lichtempfindliehen Elementen angeordnet sind, eine Beleuchtungseinrichtung, um abwechselnd ein Objekt mit einem ersten Strahl, der grün enthält, und mit einem zweiten Strahl zu beleuchten, der wenigstens Magenta enthält, zu beleuchten, eine Anzeigeeinrichtung zur sichtbaren Darstellung des Videosignals als Farbabbildung des Objektes, eine Steuereinrichtung zur Synchronisierung des Betriebs der Abbildungseinrichtung mit der Beleuchtungseinrichtung, so daß die Abbildungseinrichtung ein erstes Videosignal mit grün, das dem ersten Einzelbild einer dargestellten Abbildung zugeordnet ist, während die Beleuchtungseinrichtung das Objekt mit dem ersten Strahl beleuchtet, und abwechselnd zweite und dritte Videosignale mit wenigstens rot bzw. grün erzeugt, die einem zweiten Einzelbild der dargestellten Abbildung zugeordnet sind, während die Beleuchtungseinrichtung das Objekt-i mit dem zweiten Strahl bestrahlt, und eine in Abhängigkeit von der Steuerschaltung betätigbare Videoschaltung zur Formung des ersten Einzelbildes mit grünen Bildelementen aus den ersten Videosignalen, die von der Abbildungseinrichtung erzeugt werden, und zur Bildung des zweiten Einzelbildes mit roten und blauen Bildementen auf, die abwechselnd von den zweiten und dritten Videosignalen angeordnet sind, die von der Abbildungseinrichtung erzeugt werden, so daß die Einzelbilder abwechselnd auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist dieses Endeskopsystem die Festkörper-Abbildungseinrichtung, das Farbfilter, die Beleuchtungseinrichtung, die Anzeigeeinrichtung und die Steuerschaltung sowie, einen ersten und einen zweiten Speicher ,die jeweils die der gesamten Gruppe von lichtempfindlichen Elementen der Abbildungseinrichtung

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zugeordneten Videosignale speichert, sowie eine übertragungsschaltung auf, die in Abhängigkeit von der Steuerschaltung betätigt wird, um die in den Speichern gespeicherten Videosignale sowie die von der Abbildungseinrichtung erzeugten Videosignale zu der Anzeigeeinrichtung zu übermitteln? die Steuerschaltung veranlaßtdie folgende Funktionsweise: Die Videosignale, die von der Abbildungseinrichtung während der Zeitperiode eines Einzelbildes erzeugt werden, werden selektiv in einem der Speicher gespeichert und durch die Übertragungsschaltung zu der Anzeigeeinrichtung weitergegeben; gleichzeitig werden die Videosignale, die zu dem vorherigen, in dem anderen Speicher gespeicherten Einzelbild gehören, aus dem Speicher ausgelesen und durch die Übertragungseinrichtung zu der Anzeigeeinrichtung gegeben; dadurch werden das erste , zweite und dritte Videosignal auf der Anzeigeeinrichtung als ein einziges Gesamt-Bild des.Objektes dargestellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein teilweise schematisches und teilweise grafisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Endoskop-iSystems nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2A und 2B

Draufsichten auf Beispiele eines Mikrofarbfilters bei der Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 3 bis 7

Darstellungen der Wellenlängen-Spektren, die für das Verständnis der Grundprinzipien der Erfindung nützlich sind,

Fig. 8Α bis 8J die Signalwellenformen, die an bestimmten Stellen des Systems nach Fig. 1 auftreten,
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Fig. 9 ein Blockdiagramm einer weiteren

Ausführungsform eines. Endoskop-Systems nach der Erfindung, und

Fig. 1OA bis 1OM die Signalwel3/enformen, die an

bestimmten Stellen des Systems nach Fig. 9 auftreten«

Wie man in Fig. 1 erkennt, enthält ein Endoskop-System ein Endoskop 100 mit einer flexiblen Umhüllung 102, dessen objektseitiger Endbereich 104 mit einem Abbildungssystem mit einer Objektivlinse bzw» einem Objektiv 106 versehen ist, weiterhin ein_Mikrofarbfilter 108 und eine Festkörperabbildungseinrichtung 110, die zweckmäßigerweise durch eine Ladungsübertragungseinrichtung (CTD = charge transfer device) gebildet werden kann, wie beispielsweise eine ladungsgekoppelte Einrichtung (charge coupled device = CCD) und eine Ein-Element-Speicherzelle (bucket brigade device = BBD). Der objektseitige Endbereich 104 dient als Beobachtungskopf, der mit einem Beobachtungsfenster 112 versehen ist, durch das die Objektivlinse 106 ein Objekt (nicht dargestellt ) "sieht", um eine Abbildung dieses Objektes auf einer Gruppe von lichtempfindlichen Zellen 114 der Abbildungseinrichtung 110 zu erzeugen. Der Beobachtungskopf 104 kanr^einen kleinen Hohlraum oder eine Öffnung eines lebenden Körpers oder einer Maschine eingeführt werden.

Wie man Fig. 2A erkennt, weist das Filter 108 Mikrofilter-Segmente 109Cy und 109Ye in Zyan (Cy) und gelb (Ye) auf, die jeweils abwechselnd in einem Mosaikmuster in Zuordnung

von der Gruppe'von lichtempfindlxchen Zellen 114 des Bildwandlers 110 angeordnet sind. Die Zyan- und Gelb-Segmente 109Cy und 109Ye zeigen die Wellenlängen-Spektren, die in Fig. 3 durch die durchgezogenen Kurven Cy bzw. Ye dargestellt sind.

Das Mikrofarbfilter 108 kann beispielsweise (siehe Pig. 2B) dünne Streifen in Zyan und gelb 109 Cy und 109Ye enthalten, die in der zu der Richtung H senkrechten Richtung lang sind; in der Richtung H werden die lichtempfindlichen Zellen in der Gruppe 114 des Bildwandlers 110 horizontal nach Art einer Rasterabtastung angesteuert.

Die Umhüllung 102 kann beispielsweise zwei bis vier Meter lang sein und ein flexibles, rohrförmiges Material enthalten, das in einem Hohlraum eines lebenden Körpers oder einer Maschine eingeführt werden kann.

Die Umhüllung 102 ist mit einem Lichtleiter 116 aus einem Band von optischen Fasern versehen, deren objektseitiges Ende eine Oberfläche 118 hat, die zu dem Beobachtungsfenster hin gerichtet ist; dadurch wird es möglich, einen Lichtstrahl, der sich über das Band von optischen Fasern 116 fortpflanzt, durch das Fenster 112 zu einem Teil eines Objektes zu richten.

An dem beobachterseitigen Ende 120 des Lichtleiters 116 ist ein Lichtquellensystem 200 mit zwei Blitzlichtlampen 202 und 204 vorgesehen, die mit hoher Geschwindigkeit ein- und ausgeschaltet werden können. Vor der Lampe 202 befindet sich ein grünes (G) optisches Filter 206, während vor der anderen Lampe 204 ein Magenta (M) Filter 208 angeordnet ist. Die Filter 206 und 208 haben beispielsweise die Wellenlängen-Spektren, die in Fig. 3 durch die strichpunktierte Kurve G bzw. die gestrichelte Kurve M dargestellt sind.

An den Kreuzungspunkt der Strahlengänge 210 und 212 von den Lampen 202 und 204 ist ein dichroitischer Filterspiegel 214 vorgesehen (siehe Fig. 1). Der dichroitische Spiegel 214 läßt die grünen Strahlen von der Lampe 202 durch, während die Magenta-Strahlen von der Lampe 204 reflektiert werden. Mittels des Spiegels 214 bilden die grünen und Magentastrahlen einen gemeinsamen Strahlengang 216.

Längs des Strahlengangs 216 ist zweckmäßigerweise ein Infrarot (IR)-Sperrfilter 218 und eine Kondensorlinse 220 angeordnet (siehe Fig. 1). Das Infrarotsperrfilter 218 hat beispielsweise das in Fig„ 5 dargestellte Wellenlängen-Spektrum. Das IR-Sperrfilter 218 trennt also Strahlen ab, die im Infrarotbereich längere Wellenlängen haben. Die Kondensorlinse 220 richtet und konzentriert die von den Lampen 202 und 204 abgegebenen Strahlen auf eine Stirnfläche 120 des Lichtleiters 116 , so daß diese Lichtstrahlen in den Lichtleiter 116 eindringen und sich durch den Lichtleiter hindurch fortpflanzen. Wie noch erläutert werden soll, werden die Blitzlampen 202 und 204 abwechselnd in Abhängigkeit von Synchronisationssignalen FG und FM ein- und abgeschaltet.

Die Festkörper-Abbildungseinrichtung 110 weist einen Treibereingang 112 auf, dem Taktsignale von einem Taktsignalgenerator CLK zugeführt werden, um die Abbildungseinrichtung 110 zu steuern, wie noch erläutert werden soll. Außerdem enthält der Festkörper-Bildwandler 110 einen Videosignalausgang 124, der mit einem Vorverstärker 126 verbunden ist; der Ausgang 128 des Vorverstärkers 126 ist mit Momentanwertspeichern SHR, SHG und SHB verbunden, die auch als "Sample and Hold-Schaltungen" bezeichnet werden. Diese Momentanwertspeicher SHR, SHG und SHB werden durch Abtasttaktsignale ^_R, /„ und 0_B getrieben, die von einer Synchronisationsschaltung SYN zugeführt werden, wie. noch

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erläutert werden soll. Die Momentanwertspeicher SHR, SHG und SHB haben Ausgänge 300, 302 und 303, die mit Eingängen von Verarbeitungsschaltungen PRR, PRG bzw. PRB verbunden sind.

Die Verarbeitungsschaltungen PRR, PRG und PRB verarbeiten jeweils die farbgetrennten Videosignale in roter (R), grüner (G) bzw. blauer (B) Farbe und können eine herkömmliehe automatische Verstärkungsregelung (automatic gain con trol = AGC), einen Tiefpaß, eine Gammakorrekturschaltung, eine Austastschaltung (Blanking Schaltung) und eine Begrenzerschaltung enthalten.

Die Verarbeitungsschaltungen PRR, PRG und PRB haben Ausgänge 306, 308 und 310, die jeweils mit einem Videomatrixnetzwerk MTX verbunden sind. Dabei kann es sich beispielsweise um eine herkömmliche Schaltung handeln, die aus den farbgetrennten Videosignalen, die von den Verarbeitungsschaltungen PRR, PRG und PRB zugeführt werden, entsprechend den NTSC-Standard Fernsehnormen Intensitäts- und Farbdifferenz-Signale bildet. Das Matrixnetzwerk MTX weist Ausgänge 312, 3.114 und 316 auf, die mit Videobandverstärkern 318, 320 bzw.322 verbunden sind. Die Ausgänge 324, 326 und 328 dieser Videobandverstärker 318, 320 und 322 sind wiederum an eine Monitoreinheit MON angeschlossen, wie beispielsweise eine Katodenstrahllen-Anzeigeröhre (CRT). Die Monitoreinheit MON stellt in Abhängigkeit von den Synchronisationssignalen, die auf einer Leitung 330 von der Synchronisationsschaltung SYN zugeführt werden, die von dem Festkörperbildwandler 110 aufgenommene Abbildung des Objektes in Farbe dar.

Die Synchronisationsschaltung SYN erzeugt verschiedene Synchron- oder Zeitsteuersignale für die Steuerung aller Schaltungen des Systems. Der Synchrosteuerschaltung SYN

werden Taktsignale über die Leitung 332 von dem Taktsignalgenerator CLK zugeführt.

Im folgenden soll die Funktionsweise dieses Systems unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 8 beschrieben werden. Dabei sind in Fig. 8 die Signalwellenformen· durch die gleichen Bezugszeichen wie die Schaltungen, die die Wellenformen erzeugen, oder wie die Verbindungen gekennzeichnet, auf denen die Wellenformen übertragen werden.

Die Synchronisationsschaltung .SYN steuert den Taktsignalgenerator CLK an, um auf der Leitung 122 Taktsignale CLK (siehe Fig. 8C) zu erzeugen. Die TaktsignaleCLK weisen drei oder zwei Phasen auf, die jeweils zueinander phasenverschoben sind; in der Figur werden jedoch diese Taktsignale einfach durch eine einzige Phase angedeutet, um die Darstellung übersichtlich zu halten. Die Taktsignale CLK treiben den Festkörperbildwandler 110. Hierbei wird darauf hingewiesen, daß diese Taktsignale durch eine Folge von Taktimpulsen gebildet werden; dabei ist die Darstellung in der Figur nur schematisch, d.h., es ist nicht die tatsächlich verwendete Zahl von Impulsen in der Figur angedeutet .

Die Synchronisationsschaltung SYN erzeugt Zeitsteueroder Synchronisationssignale auf den Leitungen FG und FM (siehe Fig. 8A bzw. 8B), so daß in Abhängigkeit von diesen Signalen die Bliztlampen 202 und 204 abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden. Wie man in den Figuren 8A und 8B erkennen kann, sind die Zeitspannen FG und FM, in denen sich die Signale auf ihrem hohen Pegel befinden, jeder Feld- bzw. Bildperiode zugeordnet, die zu den Videosignalen gehört. Die Lampen 202 und 204 werden also abwechselnd betätigt, um in Abhängigkeit von den Feld- bzw. Bildperioden der Videosignale ein- und ausgeschaltet zu werden.

Im folgenden soll angenommen werden, daß das Synchronisationssignal FG in Verbindung mit einem ungeradzahligen Feld bzw. Bild, gezählt, von einem bestimmten, vorhergehenden Feld bzw. Bild, hoch und das Synchronisationssignal FM in Verbindung mit einem geradzahligen Feld bzw. Bild gezählt von diesem vorhergehenden Feld bzw. Bild, ebenfalls hoch werden.

Wenn während einer ungeradzahligen Bildperiode das Synchronisationssignal FG auf seinen hohen Pegel geht, wird die Blitzlichtlampe 202 eingeschaltet, um einen Lichtstrahl abzugeben, der nacheinander das Grünfilter 20 6, den dichroitischen Filterspiegel 214, das Infrarot-Sperrfilter und die Kondensorlinse 220 passiert und als grüner Strahl auf den Lichtleiter 116 gerichtet wird. Der grüne Strahl wird also während der Zeitspanne T^, durchgeführt, in der sich das Synchronisationssignal auf seinem hohen Pegel befindet. Ein abzubildendes Objekt (nicht dargestellt) wird deshalb mit dem grünen Strahl beleuchtet, so daß die Objektivlinse 106 eine grüne Abbildung des Objektes auf der Gruppe von lichtempfindlichen Zellen 114 der Festkörper-Abbildungseinrichtung 110 durch das Mikrofarbfilter 108 erzeugt.

Den Zyan-Segmenten 109 Cy des Filters 108 (siehe Fig. 2) sind in der Gruppe von lichtempfindlichen Stellen 114 bestimmte lichtempfindliche Zellen zugeordnet, d.h., Zyan-Bildelemente. Diese Zyan-Bildelemente der Gruppe 114 empfangen durch die Filterelemente mit dem Spektrum, das in der Figur durch die durchgezogene Kurve Cy angedeutet ist, Licht mit dem Wellenlängenspektrum, das in Fig. 3 durch die strichpunktierte Kurve G angedeutet ist, so daß sie elektrische Signale erzeugen, die dem Wellenspektrum entsprechen, das durch die gestrichelte Kurve G in Fig. 6 dargestellt ist, nämlich grüne Videosignale. Die lichtemp-

findlichen Zellen der Gruppe 114, die den gelben Filterelementen des Filters 108 zugeordnet sind, d.h., gelbe Bildelemente, empfangen die gleichen grünen Strahlen über die Filterelemente-juxt dem Wellenlängenspektrum, das in Fig. 3 durch die durchgezogene Kurve Ye dargestellt ist, um entsprechend dem Spektrum, das in Fig. 6 durch die ge-. strichelte Kurve G angedeutet ist, grüne Videosignale zu j

erzeugen. I

Dementsprechend liefern alle lichtempfindliche Zellen der Gruppe 114 in Abhängigkeit von den Taktsignalen CLK grüne Videosignale in zeitlicher Folge auf der Leitung 124. Wie man in Fig. 8D erkennt, ist die Impulsamplitude der grünen Signale 124; moduliert, d.h., es handelt sich um Impulsamplitudenmodulation-(pulse amplitude modulation = PAM) Signale, deren Umhüllende in der Figur durch die gestrichelte Linie 700 angedeutet ist. Die grünen Videosignale werden durch den Vorverstärker 126 verstärkt und über die Leitung 128 auf die Eingänge der Momentanwertspeicher SHR, SHG und SHB gegeben.

Während einer ungeradzahligen Bildperiode ^l wird dem Momentanwertspeicher SHG ein Abtasttaktsignal φ^ mit vorgegebener Phasendifferenz zugeführt, die in Bezug auf das Taktsingal CLK aufrechterhalten wird, wie in Fig. 8B dargestellt ist, während die verbleibenden Momentanwertspeicher SHR und SHB keine Abtasttaktsignale empfangen. Deshalb erzeugt nur der Momentanwertspeicher SHG an seinem Ausgang 302 die so abgetasteten und gespeicherten grünen Videosignale 302 (siehe Fig. 8F), die wiederum über das Matrixnetzwerk MTX und die Verstärker 318, 320 und 322 auf die Monitoreinheit MON übertragen werden. Die grünen Videosignale werden dann auf der Monitoreinheit MON als grüne, visuelle Abbildung dargestellt. Die grünen Signale entsprechenden der Umhüllenden 700 (siehe Fig. 8D).

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Während der aufeinanderfolgenden, geradzahligen Bildperioden erzeugt die Synchronisationsschaltung SYN das Synchronisationssignal FM (siehe Fig. 8B) in der Zeitspanne ΰ~_Μ/ ^so daß die Lampe 204 während dieser Zeitspanne eingeschaltet wird. Der während dieser Zeitspanne von der Lampe 204 abgegebene Strahl durchläuft das Magentafilter 208, den dichroitischen Filterspiegel 214, das Infrarotsperrfilter 218, die Kondensorlinse 220 und den Lichtleiter 116, um das Objekt zu bestrahlen.

Eine Abbildung des Objektes, das durch den Magentastrahl beleuchtet wird·, wird durch die Objektivlinse 106 und das Mikrofarbfilter 108 auf der Gruppe von lichtempfindlichen Zellen 114 des Festkörperbildwandlers 110 erzeugt. Die Zyan-Abbildung, die auf der Gruppe von lichtempfindlichen Zellen 114 erzeugt wird, hat das Wellenlängenspektrum, das in Fig. 3 durch die durchgezogene Kurve Cy angedeutet ist, während das Magentafilter 208 das Spektrum hat, das in der Figur durch die gestrichelte Kurve M angedeutet ist. Dementsprechend sind die elektrischen Signale, die von den Cyanbildelementen des Bildwandlers 110 erzeugt werden, den Signalen mit dem Wellenlängenspektrum zugeordnet, das in Fig. 6 durch die durchgezogene Linie B angedeutet ist, nämlich den blauen Videosignalen. Die gelben Bildelemente in der Gruppe von lichtempfindlichen Zellen 114 haben das Wellenlängenspektrum, das in Fig. 3 durch die gestrichelte Kurve. Ye angedeutet ist, während das Magentafilter 208 das Spektrum zeigt, das in der Figur durch die gestrichelte Kurve M angedeutet ist, wie bereits oben erwähnt wurde. Darüberhinaus ist in den Strahlengang 206 das Infrarotsperrfilter 218 eingesetzt, welches das in Fig. 5 gezeigte Wellenlängenspektrum hat. Die elektrischen Signale, die von den gelben Bildelementen der Gruppe 114 erzeugt werden, sind deshalb die Signale, die dem Wellenlängenspektrum zugeordnet sind, wie es in der Figur als durchgezogene Linie

R aufgetragen ist, d.h., die roten Videosignale. In die~ sem Zusammenhang wird auf folgendes hingewiesen: Wenn das Infrarotsperrfilter 218 in dem System nicht vorgesehen wird, dann würden die lichtempfindlichen Zellen des Bildwandlers 110 Videosignale erzeugen, welche die Wellenlängenspektren nach Fig. 4 haben.

Während der geradzahligen Bildperiode in der Zeitspanne 3^J erzeugen also die Zyanbildelemente der Abbildungseinrichtung 110 die blauen Videosignale und die gelben Bildelemente die roten Videosignale. Die lichtempfindlichen Zellen in der Gruppe 114 der Abbildungseinrichtung 110 werden durch die Taktsignale CLK (siehe Fig. 8C) für die Rasterabtastung in zeitlicher Folge angesteuert, so daß die blauen und roten Videosignale abwechselnd auf einer Zeitbasis am Ausgang 124 erzeugt werden. Die Videosignale werden durch den Verstärker 126 verstärkt und auf der Leitung 128 dem jeweiligen Momentanwertspeicher SHR, SHG und SHB zugeführt.

Wie in Fig. 8G und 81 dargestellt ist, erzeugt die Synchronisationsschaltung SYN,die Abtasttaktsignale φ und ?$_, die mit jedem zweiten Impuls der Taktsignale CLK synchronisiert sind, also mit jedem zweiten Impuls zusammenfallen, und miteinander außer Phase um eine Zeitdifferenz sind, die gleich der Periode der Taktsignale CLK ist.

Nimmt man beispielsweise an, daß der erste Impuls in der Folge von Videosignalimpulsen 124 in einem geradzahligen Feld bzw. Bild ein rotes Videosignal ist, dann wird der Momentanwertspeicher SHR durch den ersten Impuls der Abtasttaktsignale φ^ angesteuert, um auf der Leitung 300 das zweite Videosignal zu erzeugen. Da der folgende Impuls in der Folge von Videosignalen 124. der blauen Farbe zugeordnet ist, wird der Momentanwertspeicher SHB durch den

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ersten Impuls der Abtastsignale φ _R angesteuert, um auf der Leitung 304 ein blaues Videosignal zu erzeugen. Damit werden also nacheinander abwechselnd rote und blaue Videosignale den Verarbeitungsschaltungen PRR und PRB zugeführt.

Die Ausgangswellenformen von dem Momentanwertspeichern SHR und SHB sind in den Figuren 8H bzw. 8J dargestellt. Wie man in diesen Figuren erkennt, entsprechen die roten oder blauen Videosignale 300 und 304 den Signalen, zu denen die Umhüllende 702 der Ausgangssignale 124 von der Abbildungseinrichtung 110 während der Zeitspanne J„ bei jedem zweiten Abtastpunkt abgetastet wird. Die roten und blauen Videosignale 300 und 304 werden durch die Verarbeitungsschaltungen PRR und PRB, das Matrixnetzwerk MTX und Verstärker 318, 320 und 322 weitergegeben, um als rote bzw. blaue Abbildung auf dem Schirm der Monitoreinheit MON dargestellt zu werden.

Bei der hier erläuterten Ausführungsform wird während einer ungeradzahligen Bildperiode eine grüne Abbildung auf der Monitoreinheit MON dargestellt, während rote und blaue Abbildungen gleichzeitig als eine Gruppe von abwechselnden Bildelementen auf der Monitoreinheit MON abgebildet werden.

Die !Farbbilder, die von dem Festkörperbildwandler 110 aufgenommen werden, werden auf diese Weise auf dem Schirm der Monitoreinheit MON dargestellt.

Von den auf der Monitoreinheit MON dargestellten Abbildungen haben die rote und die blaue Abbildung das halbe Auflösungsvermögen der grünen Abbildungen. Da jedoch das Ausflösungsvermögen von Fernsehbildern von den grünen Videosignalen abhängt, ist es nicht möglich, daß die zusammengesetzten, ganzen Farbbilder ein geringeres Auflösungsvermögen haben. 35

Es wird auch darauf hingewiesen, daß alle Farbkomponentensignale während der Perioden, die zwei Bilden zugeordnet

sind, von einem Objekt erhalten werden können. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Bildfolgesystem, bei dem drei farbgetrennte Abbildungen nacheinander aufgenommen werden, wird nur zwei Drittel der Zeit benötigt, um ein ganzes Farbbild zu vollenden; außerdem ergibt sich dadurch eine verbesserte zeitliche Ausrichtung zwischen den farbgetrennten Abbildungen.

Die bisher erörterte Ausführungsform enthält ein Magentafilter 208. Statt des Magentafilters 208 kann jedoch auch ein drehbares Scheibenfilter verwendet werden, das abwechselnd angeordnete rote und blaue Filtersegmente enthält? dieses drehbare Scheibenfilter kann sich in Abhängigkeit von den Taktimpulsen drehen, die von dem Taktsignalgenerator CLK zugeführt werden, so daß ein grüer Be-.ν ■ leuchtungsstrahl während einer ungeradzahligen Bildperiode und rote und blaue Beleuchtungs-Strahlen abwechselnd während einer geradzahligen Bildperiode in zeitlicher Abstimmung mit der Abtastung der lichtempfindlichen Zellen der Abbildungseinrichtung 110 erzeugt und auf den Lichtleiter 116 gerichtet v/erden. Außerdem können statt der Blitzlichtlampen 202 und 204 auch Elektronenblitzröhren eingesetzt werden.

Ohne das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung zu verlassen, kann statt des Magentafilters, das bei der Ausführungsform nach Fig. 1 als Farbfilter 208 verwendet wird, auch ein weißes (W) Filter oder ein Farbtemperatur-Korrekturfilter eingesetzt werden, das im wesentlichen transparent für die Wellenlängen ist, die in dem gesamten Bereich auftreten, der in Fig. 7 durch die gestrichelte Linie W angedeutet ist.

Bei der alternativen Ausführungsform, die als Filter 208 das W-Filter verwendet, werden die grünen und weißen

Strahlen abwechselnd in Abhängigkeit davon übermittelt, ob die Blitzlampen 202 und 204 unter der Steuerung der Synchronisationsschaltung SYN ein- und abgeschaltet werden, um das Objekt abwechselnd mit grünen und weißen Strahlen zu beleuchten.

Beim Betrieb wird bei einer ungeradzahligen Bildperioden »■' die Lampe 202 durch das Synchronisationssignal FG betätigt, um das Objekt mit dem grünen Strahl zu beleuchten, so daß sowohl die Zyan- als auch die gelben Farbelemente in der Gruppe von lichtempfindlichen Zellen 114 "grüne" elektrische Signale erzeugen, die dem in Fig. 7 durch die strichpunktierte Kurve G angedeuteten Spektrum zugeordnet sind, da sowohl die Zyan- als auch die gelben Filtersegmente 109Cy und 109 Ye die Wellenspektren haben, die in Fig. 7 durch die durchgezogenen Linien Cy und Ye angedeutet sind; dabei enthalten diese Spektren ein gemeinsames Band, das über den grünen Bereich reicht. Dies ergibt die gleiehe Wirkungsweise wie in dem oben diskutierten Fall, daß als Filter 208 ein Magenta-Filter verwendet wird.

Bei einer geradzahligen Bildperiode der Zeit ¹^ wird die Blitzlampe 204 angesteuert, um einen Strahl abzugeben, der durch W Filter 208 durchgelassen wird, wodurch das Objekt mit dem weißen Strahl beleuchtet wird. Deshalb erzeugen in diesem Fall die Zyan- und gelben Farbelemente in der Gruppe von lichtempfindlichen Zellen 114 des Bildwandlers 110 entsprechend den WellenlängenSpektren, die in Fig. 7 durch die durchgezogenen Kurven Cy und Ye angedeutet sind, "Zyan" und "gelbe" Videosignale. Bei der dargestellten Ausführungsform ist in dem Strahlengang 216 ein Infrarot-Sperrfilter 218 vorgesehen, so daß die gelben Bildelemente in der Gruppe 114 von lichtempfindlichen EIementendie Videosignale mit einem Wellenlängenspektrum erzeugen, von dem der dem Infrarotbereich entsprechende Bereich abgetrennt ist, wie in Fig. 7 durch die durchgezogene

Kurve Ye angedeutet ist.

Bei der alternativen Ausführungsform, bei der als Filter statt eines Magentafilters ein W-Filter verwendet wird, erzeugt also der Festkörper-Bildwandler 110 während einer ungeradzahligen Bildperiode grüne Videosignale und während einer geradzahligen Bildperiode Zyan und gelbe Bildsignale, die dargestellt und in abwechselnden Bildelementen einer dargestellten Abbildung angeordnet werden. In ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform mit dem Magenta-Filter werden diese grünen, Zyan und gelben Bildsignale wiederum abgetastet und in den Momentanwertspeichern SHR, SHG und SHB gehalten, durch die Verarbeitungsschaltungen PRR, PRG und PRB verarbeitet sowie in dem Videomaterixnetζwerk MTX angeordnet, um beispielsweise auf der Monitoreinheit MON als Farbbild entsprechend den Normen des NTSC Fernsehsystems dargestellt zu werden.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Endoskopsystem nach der vorliegenden Erfindung. In :dieser-'Figur".".sind die gleichen Elemente, die bereits in Fig. 1 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen; diese Elementen sollen deshalb nicht nochmals im' Detail beschrieben werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ist eine Ausgangsleitung 128 des Vorverstärkers 126 mit den Eingängen von zwei Analog/Digital (A/D) Wandlern A/D 1 und A/D 2 verbunden.

Die A/D-Wandler A/D 1 und A/D 2 sprechen jeweils auf Schreib taktsignale ?5_W1 bzw. Φ _w2 ^an' die von der Synchronisationsschaltung SYN zugeführt werden, um die auf der Eingangsleitung 128 empfangenen analogen Videosignale in digitale Werte umzuwandeln, die wiederum an den jeweiligen Ausgängen 400 bzw. 402· erzeugt werden.

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Die A/D Wandler A/D 1 und A/D 2 weisen Ausgänge 400 und 402 auf, die jeweils mit Pufferspeichern BM1 und BM 2 gekoppelt sind. Die Pufferspeicher BM1 und BM2 dienen als Speicher, in denen die von den A/D Wandlern A/D 1 und A/D erzeugten digitalen Werte zeitweilig gespeichert werden, wie noch erläutert werden soll; jeder Pufferspeicher BM1 und BM2 hat eine solche Kapazität, daß die Videosignaldaten, die den Bildelementen in einem Einzelbild einer Abbildung zugeordnet sind, gespeichert werden können.

Die Pufferspeicher BM 1 und BM 2 haben Ausgänge 404 und 406, die mit Digital/Analog (D/A) Wandlern D/A 1 bzw. D/A 2 verbunden sind. Die D/A Wandler D/A1 und D/A 2 werden in Abhängigkeit von Auslesetaktsignalen φ~* bzw. φ „ angesteuert, um die in den Pufferspeichern BM1 und BM 2 gespeicherten Daten zu empfangen und sie in analoge Signale umzuwandeln. Die D/A-Wandler D/A 1 und D/A 2 haben Ausänge 408 bzw. 410, die mit einer Schaltanordnung 412 verbunden sind.

Die Schaltanordnung 412 kann beispielsweise eine Metall-Oxid-Halbleiter (MOS = metal-oxide-semiconductor)-Struktur haben - · , ü±_e Transistorsteuerelektroden Q1 bis Q6 hat, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Der D/A-Wandler D/A1 weist einen Ausgang 408 auf, der über die Quellen/Senken-Strecke des Transistors Q2 mit einem Eingang 414 des Matrixnetzwerk MTX verbunden ist. der D/A-Wandler D/A 2 hat einen Ausgang 410, der über die Quellen/Senken-Strecken der Transistoren Q4 und Q6 mit einem Eingang 415 des Matrixnetzwerkes MTX gekoppelt ist. Der Ausgang 128 des Vorverstärkers 126 ist einerseits über die Quellen/Senken-Strecke des Transistors Q1 mit dem Eingang 414 des Matrixnetzwerkes MTX und andererseits über die Quellen/Senken-Strecken der Transistoren Q3 und Q5 mit einem Eingang des Matrixnetzwerkes MTX verbunden.

BAD ORIGINAL

-if-

Die Steuerelektroden der Transistoren Q2 und Q3 liegen gemeinsam an einem Taktsignal φ _Λ ; die Senkenelektroden

κ ι

der Transistoren Q3 und Q4 sind miteinander verbunden und geschaltet. Die beiden Transistoren Q1 und Q4 weisen eine Steuerelektrode auf, der von der Synchronisationsschaltung SYN das Taktsignal (25_DO zugeführt wird. Die Transistoren Q5 und Q6 haben eine Steuerelektrode, der die Taktsignale φ* bzw. φ2 zugeführt werden»

Die Schaltanordnung 412 enthält drei Ausgänge 414, 418 und 416, die über das Matrixnetzwerk MTX mit einem Eingang eines Farbcodierers CE verbunden sind. Der Farbcodierer CE hat einen Ausgang 420, der an die Monitoreinheit MON angeschlossen ist.

Im folgenden soll die Funktionsweise dieser Ausführungsform eines Endospkopsystems unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben werden. Bei einer ungeradzahligen Bildperiode wird ein grünes Videosignal 124, nämlich die linke Hälfte des Signals in Fig. 1OD, von dem Festkörperbildwandler während der Zeitspanne ^J _c erzeugt; dieses grüne Videosignal wird durch den Vorverstärker 126 verstärkt, so daß es über die Leitung 128 den Eingängen der A/D-Wändler A/D1 und A/D2 zugeführt wird. Während der Periode T"_G (siehe Fig. 10E) ist nur der A/D-Wandler A/D1 in Abhängigkeit von dem Auslesetaktsignal φ _w1 in Betrieb, so daß dieser Wandler das grüne Videosignal empfängt und es in ein zugehöriges, digitales Signal umwandelt, das wiederum in dem Pufferspeicher BM1 gespeichert wird.

Bei der folgenden, geradzahligen Bildperiode T^ erzeugt die Festkörperabbildungseinrichtung 110 abwechselnd rote und blaue Videosignale auf der Leitung 124, nämlich die rechte Hälfte des Signals in Fig. 10D; diese Signale werden wiederum durch die Eingänge der A/D-Wandler A/D1 und A/D

ν· : ■ '

empfangen. Während der Periode T^ empfängt nur der A/D-Wandler A/D2 das Schreibtaktsignal φ~₂ (siehe Fig. 10H), so daß die roten und blauen Videosignale durch den A/D-Wandler A/D2 in die entsprechenden digitalen Signale umgewandelt werden; diese Signale werden wiederum in dem Pufferspeicher BM2 gespeichert. Die roten und blauen Videosignale auf der Leitung 128 werden auch direkt auf die Schaltanordnung 412 gegeben.

Bei einer geradzahligen Bildperiode *'"' wird ein Auslesetaktsignal φ_τ)Λ (siehe Fig. 10F) auf den D/A-Wandler D/A1 .κ ι

und die Steuerelektrode der Transistoren Q2 und Q3 gegeben. Damit werden die in dem Pufferspeicher BM1 gespeicherten grünen Videosignale nacheinander und in Folge aus diesem Speicher ausgelesen und durch den D/A-Wandler D/A1 in ein entsprechendes analoges Signal umgewandelt, das durch den Transistor Q2 auf der Leitung 414 weitergegeben wird. Die Ausgangswellenformen auf der Leitung 414 sind in der rechten Hälfte des Signals in Fig. 10G dargestellt. Darüberhinaus werden die roten und blauen Videosignale, die dann direkt von der Leitung '128 der Schaltanordnung 412 zugeführt werden, wie oben erörtert wurde, über den Transistor Q3, der durch das Taktsignal 0_R1 angesteuert wird, auf die Transistoren Q5 und Q6 weitergegeben.

Die Transistoren Q5 und Q6 werden abwechselnd durch Taktsignale ^₁ und φ (siehe Fig. 1OL und 10M) angesteuert.

Bereits oben wurde darauf hingewiesen, daß die Taktsignale bzw. Taktimpulse φ^ und 0„ zeitlich synchronisiert mit jedem zweiten Impuls des Taktsignals CLK (siehe Fig. 10C) sind, wobei die Phasendifferenz zwischen ihnen gleich einer Periode des Taktsingais CLK gehalten wird. Nimmt man nun an, daß der erste Impuls der roten und blauen Videosignale einem roten Signal zugeordnet ist, so wird das rote

•/1 ·

Videosignal auf der Leitung 418 erzeugt, wenn der Transistor Q5 in Abhängigkeit von dem ersten Impuls des Taktsignals φ*angesteuert wird; anschließend wird das blaue Videosignal auf der Leitung 416 erzeugt, wenn der Transistor Q6 in Abhängigkeit von dem ersten Impuls des^'Taktsignals 0~ angesteuert wird. Im weiteren Ablauf werden dann die Transistoren Q5 und Q6 abwechselnd durch die Taktsignale φ* bzw. φ2 angesteuert und dementsprechend die roten und blauen Videosignale auf den Ausgängen 418 und 416

erzeugt. Diese Ausgangswellenformen auf den Leitungen 418 j

und 416 sind in den rechten Hälften der Signale der Fig. 10J bzw. 10K dargestellt.

Bei einer geradzahligen Bildperiode wird also ein grünes Videosignal (Fig. 10G) für das unmittelbar vorhergehende, geradzahlige Einzelbild auf der Leitung 414 erzeugt, während die roten und blauen Videosignale (siehe Fig. 10J und 10K) für dieses geradzahlige Einzelbild auf den Leitungen 418 bzw. 416 erzeugt werden. Diese erzeugten Videosignale v/erden in der Matrixschaltung MTX zu einem zusammengesetzten Farbfernsehsignal zusammengesetzt, das auf dem Schirm der Monitoreinheit MON als Farbbild dieses geradzahligen Einzelbildes dargestellt wird..

Während der folgenden ungeradzahligen Bildperiode werden die roten und blauben Videosignale, die während der unmittelbar vorhergehenden geradzahligen Bildperiode in dem Pufferspeicher BM2 gespeichert worden sind, durch den D/A-Wandler D/A2 in Abhängigkeit von den Auslesetaktsignalen φ y (siehe Fig. 101) ausgelesen und in entsprechende analoge Signale umgewandelt, die wiederum auf der Leitung 410 erzeugt werden. Andererseits wird auf der Leitung 128 ein grünes Videosignal erzeugt, das während des ungeradzahligen Einzelbildes von dem Bildwandler 110 über den Verstärker 126 gebildet wird. Dieses grüne Videosignal wird über den A/D-Wandler A/D1 auf den Pufferspeicher BM1, um

■39-

—34-«-

dort gespeichert zu werden, sowie direkt auf die Schaltanordnung 412 gegeben. Das Taktsignal <z5_R2 ^wi^rd auch den Transistoren Q1 und Q4 der Schaltanordnung 412 zugeführt, so daß das grüne Signal auf der Leitung 128 den Transistor Q1 zur Leitung 414 passiert. Die Signalwellenform auf der Leitung 414 ist im linken Teil von Fig. 1OG dargestellt.

Die roten und blauen Videosignale, die auf der Leitung 410 ausgelesen werden, sind dem unmittelbar vorhergehenden, geradzahligen Einzelbild zugeordnet und werden durch den Transistor Q4 weitergegeben, der durch das Taktsignal φ „ angesteuert, wird. Von den Ausgangssignalen des Transistors Q4 wird das rote Signal durch den von dem Taktsignal φ* angesteuerten Transistor Q5 auf die Leitung 418 weitergegeben, während das blaue Videosignal durch den von dem Taktsignal Φ₂ angesteuerten Transistor Q6 zu der Leitung 416 gegeben wird. Die Signalwellenformen auf den Leitungen 418 und 416 sind in den linken Bereichen der Signale der Figuren 10J bzw. 10K dargestellt. Die Matrixschaltung MTX bildet aus den grünen, roten und blauen Videosignalen ein zusammengesetztes Farbfernsehsignal, welches wiederum als Farbbild dieses ungeradzahligen Bildes auf dem Bildschirm der Monitoreinheit MON dargestellt wird.

Da bei der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform die grünen Abbildungen, die bei grüner Beleuchtung aufgenommen werden, und die roten und blauen Abbildungen, die unter einer Magenta-Beleuchtung erzeugt werden, abwechselnd auf dem Schirm der Monitoreinheit MON dargestellt werden, kann manchmal ein Farbflackern bei den Abbildungen auf dem Schirm auftreten, so daß sich eine störende Beeinflussung des Betrachters ergibt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 kann jedoch dieses Flackern der dargestellten Abbildungen nicht auftreten, da die grü-

nen Abbildungen, die bei grüner Beleuchtung erzeugt werden, gleichzeitig als einziges Bild auf dem Schirm zusammen mit den roten und blauen Abbildungen dargestellt werden, die bei Magenta-Beleuchtung aufgenommen werden. Wie bei der unter Bezugnahme auf Pig. I beschriebenen Ausführungsform muß das Filter 208 nicht durch ein Magentafilter gebildet werden, sondern es kann auch ein W-Filter, d.h., ein Farbtemperatur-Korrekturfilter, verwendet werden _r so daß die lichtempfindlichen Zellen in der Gruppe 114, die den Zyan- und gelben FilterSegmenten 109 Cy und 109Ye zugeordnet sind, grüne Videosignale sowie Zyan- und gelbe Videosignale erzeugen, und zwar jeweils in Abhängigkeit von den grünen bzw. weißen Strahlen.

Gemäß der Erfindung enthält also ein Endoskop-System einen einzigen Festkörper-Bildwandler, um auf einem Anzeigeschirm Abbildungen zu erzeugen, die im Vergleich mit herkömmlichen Systemen ein verbessertes Auflösungsvermögen, eine bessere zeitliche Ausrichtung und eine höhere'Bildqualität haben. Das vor der lichtempfindlichen Gruppe 114 angeordnete Mikrofarbfilter 108 enthält nur Zweifarben-Segmente statt der bisher üblichen Dreifarben-Segmente, so daß sich die Herstellung dieses Filters vereinfacht.

Die Beleuchtungseinrichtung liefert nur Zweifarben-Strahlen, so daß sich auch hier eine strukturelle Vereinfachung ergibt. Dementsprechend läßt sich das Endoskop-System nach der vorliegenden Erfindung vorteilhaft bei einem Endoskop einsetzen, welches trotz seines kompakten Aufbaus :ein höheres Auflösungsvermögen hat? dies ist einer der wesentlichen Vorteile des NTSC-Farbfernsehsystems.

■η-

Leerseite

Claims

GRONECKER, KINKELDEY₁ STOCKMAIR & PARTNER

PATENTANWÄLTE

EUROOHAN PATENT ATTORNEYS

A. 3RÜNECKER_r opu-ino. DR, H. KINKELDEY, dipl-img DR. W. STOCKMAIR, opi.-iN&.A DR. K. SCHUMANN, opl-phys P. H. JAKOB. DiM-iNa DR. S. BEZOLD, qpl-chem. W. MEISTER, QPL-iNG,

DR. H. MEYER-PLATH, opl-inq.

MJJI PHOTO FIIM CO., IiDD..

"So«, 210, Hakanuma, Minami Ashigara-shi Kanagawa, Japan

FUJI PHOTO OPTICAL CO* ₅ IiDD₀

Mo. 324-, Uetake-cho 1-chome, Omiya-shi S..itama-ken, Japan

8000 MÜNCHEN MAXIMIUANSTRASSE

P 17 563

Endoskop-System mit einer Festkörper Abbildungseinrichtung

Patentansprüche

. Endeskop-Systern, gekennzeichnet
durch eine Festkörper-Abbildungseinrichtung (110) mit einer Gruppe von lichtempfindlichen Zellen zur Erzeugung von Videosignalen, die einer auf der Gruppe erzeugten Abbildung eines Objektes zugeordnet sind, durch ein Farbfilter (108) mit Filtersegmenten in Zyan und gelb, die in zwei Dimensionen und abwechselnd in Verbindung mit der Gruppe von lichtempfindlichen Zellen angeordnet sind, durch eine Beleuchtungseinrichtung (200) zur Bestrahlung des Objektes abwechselnd mit einem ersten, grün enthaltenden, und mit einem zweiten, wenigstens Magenta enthaltenden Strahl, durch eine Video-

TEI.EFON (O 09) 22 ίθ 82

TELEX 03-23 3ΘΟ

TELEGRAMME MONAPAT*

anzeigeeinrichtung (MON) zur sichtbaren Darstellung der Abbildung des Objektes in Farbe, durch eine Steuer-< schaltung zur Synchronisierung der Abbildungseinrichtung (110) mit der Beleuchtungseinrichtung (200), so daß die Abbildungseinrichtung (100) ein erstes, grün enthaltendes und einem ersten Einzelbild einer dargestellten Abbildung zugeordnetes Video-Signal, wenn die Beleuchtungseinrichtung das Objekt mit dem ersten Strahl bestrahlt, und abwechselnd zweite und dritte, rot bzw. blau enthaltende und einem zweiten Einzelbild der dargestellten Abbildung zugeordnete Videosignale erzeugt, wenn die Beleuchtungseinrichtung das Objekt mit dem zweiten Strahl beleuchtet, und durch eine in Abhängigkeit von der Steuerschaltung betätigbare Videoschaltung zur Bildung des ersten, grüne Bildelemente enthaltenden Einzelbildes aus dem ersten Video-Signal und des zweiten, rote und blaue Bildelemente enthaltenden Einzelbildes abwechselnd aus dem zweiten und dritten Video-Signal, so daß die Videoanzeigeeinrichtung (MON) das erste und zweite Einzelbild abwechselnd darstellt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung erste und zweite Licht emittierende Einrichtungen (202, 204), die in Abhängigkeit von der Steuerschaltung betätigbar sind, um abwechselnd Strahlen zu emittieren, ein erstes, der ersten Licht emittierenden Einrichtung zugeordnetes optisches Filter, das den ersten Strahl durchläßt, ein zweites, der zweiten Licht emittierenden Einrichtung zugeordnetes optisches Filter, das den zweiten Strahl durchläßt, und eine Einrichtung aufweist, die den ersten und zweiten Strahl nach dem Passieren des ersten bzw. zweiten optischen Filters zu dem Objekt richtet.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

das erste optische Filter ein Grünfilter und das zweite optische Filter ein Magenta-Filter aufweist.
4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Filter ein Grünfilter und das zweite optische Filter ein Farbtemperatur-Korrekturfilter aufweist,
5« System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die den ersten und den zweiten Strahl zu dem Objekt richtet, ein Infrarot-Sperrfilter (218) zur Abtrennung des infraroten Bereiches von dem ersten und zweiten Strahl nach dem Durchlaufen des ersten bzw. zweiten optischen Filters aufweist. 15
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersegmente in Zyan und gelb in einem Mosaikmuster angeordnet sind«
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersegmente in Zyan und gelb in Streifen angeordnet sind, die in einer senkrecht zu einer horizontalen Abtastrichtung der Gruppe (110) von photoempfindlichen Elementen bei der Raster-Abtastung der Gruppe

(100) lang sind.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein in eine öffnung einzuführendes Gehäuse mit einer flexiblen, langgestreckten Umhüllung (102) und mit einem Kopfbereich für die Aufnahme der Festkörper-Abbildungseinrichtung (110) und des Farbfilters, wobei die Beleuchtungseinrichtung optische Fasern für die Übermittlung der ersten und zweiten Strahlen zu dem Kopfbereich (104) aufweist ·..

.
9. Endoskop-System,gekennzeichnet durch eine Festkörper-

abbildungseinrichtung (110) mit einer Gruppe von lichtempfindlichen Zellen für die Erzeugung von Videosignalen, die einer auf der Gruppe (110) erzeugten Abbildung eines Objektes zugeordnet sind, durch ein Farbfilter (108) mit Filtersegmenten in Zyan und gelb, die in zwei Dimensionen und abwechselnd in Verbindung mit der Gruppe (110) von lichtempfindlichen Zellen angeordnet sind, durch eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Objektes abwechselnd mit einem ersten, grün enthaltenden, und mit einem zweiten, wenigstens Magenta enthaltenden Strahl, durch eine Video-Anzeigeeinrichtung (MON) zur sichtbaren Darstellung der .Abbildung des Objektes in Farbe, durch eine Steuerschaltung zur Synchronisation der Abbildungseinrichtung (110) mit der Beleuchtungseinrichtung, so daß die Abbildungseinrichtung (110) ein erstes, grün enthaltendes und einem ersten Einzelbild einer dargestellten Abbildung zugeordnetes Videosignal, wenn die Beleuchtungseinrichtung das Objekt mit dem ersten Strahl beleuchtet und abwechselnd zweite und dritte, wenigstens rot bzw. blau enthaltende und einem zweiten Einzelbild der dargestellten Abbildung zugeordnete Videosignale erzeugt, wenn die Beleuchtungseinrichtung das Objekt mit dem zweiten Strahl beleuchtet, weiterhin erste und zweite Speicher, die jeweils die von der Abbildungseinrichtung (110) erzeugten Videosignale speichern, und durch eine in Abhängigkeit von der Steuerschaltung betätigbare übertragungsschaltung für die Übermittlung der in den Speichern gespeicherten und der von der Abbildungseinrichtung (110) erzeugten Videosignale zu der Videoanzeigeeinrichtung (MON), wobei die Steuerschaltung die Speicherschaltung und die Übertragungsschaltung so steuert, daß die von der Abbildungseinrichtung (110) in Verbindung mit einem Einzelbild erzeugten Videosignale selektiv in einem der beiden Speieher gespeichert und zu der Videoanzeigeeinrichtung (MON) übertragen und gleichzeitig die Videosignale, die in Verbindung mit dem vorhergehenden Einzelbild in dem anderen

BAD ORIGINAL

Speicher gespeichert sind, aus dem anderen Speicher ausgelesen und zu der Videoanzeigeeinrichtung (MON) übertragen werden, wodurch das erste, zweite und dritte Videosignal auf der Anzeigeeinrichtung (MON) als einziges, zusammengesetztes Einzelbild dargestellt werden.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsschaltung eine in Abhängigkeit von der Steuerschaltung betätigbare Einrichtung zur Trennung des zweiten Videosignals von dem dritten Videosignal aufweist, wenn diese Signale aus dem ersten oder dem zweiten Speicher ausgelesen werden.
11. System nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung eine erste und zweite, in Abhängigkeit von der Steuerschaltung betätigbare Licht emittierende Einrichtung zur abwechselnden Abstrahlung der Lichtstrahlen, ein erstes, der ersten Licht emittierenden Einrichtung zugeordnetes optisches Filter , das den ersten Strahl durchläßt, ein zweites, der zweiten Licht emittierenden Einrichtung zugeordnetes optisches Filter, das den zweiten Strahl durchläßt, und eine Einrichtung aufweist, die den ersten bzw. zweiten Strahl nach dem Durchlaufen des ersten bzw. zweiten optischen Filters zu dem Objekt richtet.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Filter ein Grünfilter und das zweite optische Filter ein Magenta-Filter aufweist.
13. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Filter ein Grünfilter und das zweite optische Filter ein Farbtemperatur-Korrekturfilter aufweist.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge-

kennzeichnet, daß die Einrichtung, die den ersten und zweiten Strahl auf das Objekt richtet, ein Infrarot-Sperrfilter für die Abtrennung des infraroten Bereiches von dem ersten bzw. zweiten Strahl nach dem Durchlaufen des ersten bzw. zweiten optischen Filters aufweist.
15. System nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersegrnente in Zyan und gelb in einem Mosaikmuster angeordnet sind.
16. System nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersegmente in Zyan und gelb in Streifen angeordnet sind, die in einer Richtung langgestreckt sind, die senkrecht zu einer horizontalen Abtastrichtung der Gruppe (110) von lichtempfindlichen Elementen bei der Rasterabtastung der Gruppe (110) ist.
17. System nach einem der Ansprüche 9 bis 16, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit'.".einer flexiblen, langgestreckten Umhüllung (102) und mit einem in eine Öffnung einführbaren Kopfbereich (104) für die Aufnahme der Festkörper-Abbildungseinrichtung (110) und des Farbfilters, wobei die Beleuchtungseinrichtung (200) optische Fasern (106) für die Übermittlung der ersten und zweiten Strahlen zu dem Kopfbereich (104) aufweist.