DE3432391A1 - Endoskopanordnung - Google Patents
EndoskopanordnungInfo
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Description
10795 3432331
OLYMPUS OPTICAL CO.,LTD., Tokyo/Japan
Endoskopanordnung
Die Erfindung betrifft eine Endoskopanordnung, in der ein optisches Bild eines beleuchteten Objekts
durch ein an einem Endbereich des Endoskops vorgesehenes Aufnahmeelement aufgenommen wird, in ein
elektrisches Signal umgewandelt wird, zu einem Videosignal verarbeitet wird und auf einem Bildschirm
dargestellt wird.
Endoskopanordnungen werden benutzt, um das Innere von Körperhöhlungen eines lebenden Körpers
odervon mechanischen Bauteilen zu untersuchen und
zu beobachten.
Üblicherweise wird in derartigen Endoskopanordnungen
das Bild eines Objekts durch ein optisches Glasfaserbündel aufgenommen und das optische, auf
der strahlenden Endfläche des optischen Glasfaserbündels entstehende Bild durch ein System aus Linsen
mit dem Auge beobachtet. In einer weiteren Anordnung, die bereits entwickelt wurde, ist ein Bildaufnahmeelement,
wie z.B. ein Ladungsverschiebeelement (CCD) an dem Endbereich der Endoskopachse anstelle des optischen
Glasfaserbündels angeordnet und das auf der Empfangsfläche des Lichtaufnahmeelements aufgenommene
optische Bild wird in elektrische Signale umgeformt, aus der Höhlung in dem Körper oder in dem
mechanischen Bauteil über einen Signalweg herausgeführt und nach der dazu notwendigen Signalverarbeitung
auf einem Fernsehbildschirm dargestellt. In derartigen Endoskopanordnungen ist die Lichtquelleneinheit
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zur Beleuchtung des Objekts üblicherweise außerhalb des Endoskops angeordnet und das Licht der Lichtquelleneinheit
wird über eine Verbindung mit der Lichtquelle und über eine Lichtführung des Endoskops
in das Ende eines Einführungsteils des Endoskops geführt.
In derartigen Endoskopvorrichtungen weist das von der Lichtquelleneinheit über die Lichtführung
abgestrahlte Licht jedoch Wellenlängenbereiche von 400 nm bis 3000 nm auf und die vom Objekt erhaltene
Information entspricht ebenfalls diesen verschiedenen
Wellenlängenbereichen. Es ist daher in diesen Anordnungen nicht möglich, eine auf einen bestimmten
Wellenlängenbereich beschränkte Bildbetrachtung vorzunehmen.
Das heißt: im Fall der früheren Aufnahme des Objekts durch Betrachten des Objekts durch eine Linse
hindurch mit dem bloßen Auge, umfaßt die so erhaltene Bildinformation entsprechend einen Wellenlängenbereich,
der dem Bereich des sichtbaren Anteils des Beleuchtungslichtes entspricht. Bei Bildaufnahme
mit einem Bildaufnahmeelement, das Licht in Bereichen außerhalb des sichtbaren Lichts aufnehmen kann, wie
z.B. im infraroten Bereich, entspricht die erhaltene Bildinformation einem Bereich, der neben sichtbarem
Licht derartige , in der Bildinformation enthaltene, nicht sichtbare Strahlung einschließt.
Außerdem unterscheidet sich z.B. die Energie des abgestrahlten Lichts bei einer Lichtreflexion
oder Absorption für jeden Wellenlängenbereich , wenn der zu betrachtende Teilbereich ein inneres menschliches
Organ ist, und es ergibt sich z.B. ein Unterschied zwischen Magen und Blut. Soll ein blutähnliches
Gerinsel im Magen oder in einem anderen stark bluthaltigen Organ festgestellt werden, so können auf -
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tretende Unterschiede z.B. klarer erkannt werden, indem sie im nahen Infrarot-Wellenlängenbereich
verglichen werden.
Aus den oben genannten Gründen ist bei ge bräuchlichen Endoskopanordnungen, die in einem,
den sichtbaren Bereich des Lichts einschließenden, weiten Wellenlängenbereich untersuchen, ein hoher
Grad von Erfahrung und Fertigkeit und ein beträchtlicher Zeit- und Arbeitsaufwand erforderlich, um
Unterschiede zwischen gefährdeten, abnormalen Bereichen und normalen Bereichen eines lebenden Körpers
mit Hilfe der Bildbetrachtung festzustellen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Endoskopanordnung anzugeben, die eine genaue, einfache
und schnelle Unterscheidung von abnormalen und normalen Teilbereichen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Weiterführende Ausbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
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Die erfindungsgemäße Endoskopanordnung benutzt eine Aufnahmevorrichtung, die das Licht
der Lichtquelle in zahlreiche Wellenlängenbereiche zerlegt, strahlt diese Wellenlängenbereiche
auf das Objekt, korrigiert die Spektralcharakteristik der von einem in der Aufnahmevorrichtung
vorgesehenen Aufnahmeelements gelieferten Bildsignale und stellt das Bild in Abhängigkeit
von dem vom Objekt abgestrahlten und analysierten Wellenlängenbereich und in Abhängigkeit
der analysierten Wellenform dar.
Die Endoskopanordnung kann aufeinanderfolgend
Licht, das..in verschiedene Wellenlängenbe reiche aufgespalten ist, auf das Objekt strahlen
und sof die oben beschriebenen Unterscheidungen durch die wellenlangenabhangige Bildanalyse
ermöglichen.Bei einer Betrachtung des Inneren eines lebenden Körpers können daher krankhafte
Teilveränderungen leicht durch verschieden artige Bilddarstellung in unterschiedlichen
Wellenlängenbereichen von normalen, gesunden Teilbereichen unterschieden werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand
der Zeichnungen näher erläutert. 20
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Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung zeigt;
Fig. 2 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine Anordnung eines in der Fig. 1
gezeigten Lichtaufnahmeelements;
Fig. 3 ein Blockschaltbild, das ein im einzelnen ausgeführtes Beispiel einer Anordnung des in der
Fig. 1 gezeigten Spektroskops darstellt;
Fig. 4 eine Ansicht von vorn auf ein in der Fig. 3 gezeigtes drehbares Filter, die dessen Aufbau
wiedergibt.
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines im einzelnen ausgeführten Beispiels für den Aufbau einer in der
Fig. 1 gezeigten Signalverarbeitungsvorrichtung;
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines im einzelnen ausgeführten Beispiels für den Aufbau einer in der
Fig. 1 gezeigten Korrekturvorrichtung für die Spektralcharakteristik;
Fig. 7 eine Ansicht von vorn auf einen Bildschirm, der ein Beispiel eines durch die erfindungsgemäße
Anordnung aufgenommenen Bildes darstellt; und 30
Fig. 8 eine Ansicht von vorn auf einen Bildschirm, der ein weiteres Beispiel eines durch die
erfindungegemäße Anordnung aufgenommenen Bildes darstellt.
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- Io -
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In Fig. 1 trennt eine Endoskopanordnung das Licht einer Lichtquelle 1 mit einem Spektroskop 2,
bündelt dann das Licht jedes getrennten Wellenlängenbereichs mit einer Sammellinse 3 und strahlt
dieses durch eine Lichtleitung 4, wie z.B. ein Glasfaserbündel und eine Beleuchtungslinse 5, die sich
am Ende des Einführungsteils der Endoskopanordnung befindet, auf ein Objekt. Das Soektroskop 2 kann
Licht des infraroten bis sichtbaren Wellenlängenbereichs und auch von der Lichtquelle 1 ausgesandte
ultraviolette Strahlung trennen und umschalten und in jedem Wellenlängenbereich aufgespaltenes Licht
ausgeben und zwar synchron mit einem Halbbildumschaltsignal f. Daraufhin wird das Licht vom Objekt
reflektiert, welches mit dem in Wellenlängenbereiche aufgespaltenen Licht bestrahlt wurde, und auf der
Licht-Empfangsseite eines Bildaufnahmeelementes 7 durch eine Bildaufnahmelinse 6, die sich um Ende
des Einführungsteils der Endoskopeinrichtung befindet,
aufgenommen, in elektrische Signale umgewandelt und diese werden auf einen Verstärker variabler Verstärkung
8 (einen Multiplizierer) gegeben. Der Verstärker 8 ermöglicht eine automatische Änderung der
Verstärkung durch ein Spektralcharakteristik-Korrektursignal und gewährleistet so, eine Spektralanalyse
unter konstanten Beleuchtungsbedingungen durchzuführen, indem Intensitätsschwankungen bzw. Amplitudenschwankungen
des in jeden Wellenlängenbereich aufgespaltenen Lichts, die durch die Lichtquelle 1 verursacht
werden, korrigiert werden.Diese Korrektur erfolgt, indem das durch das Spektroskop in jeden Wellenlängenbereich
zerlegte Licht (d.h.das in einzelne Spektralfarben zerlegte Licht) von einem Licht empfangselement
9 empfangen wird, das die gleiche Kennlinie wie das Aufnahmeelement 7 aufweist, jiann
durch einen Verstärker 10 verstärkt wird und daraufhin in einer Abtast- und Halteschaltung 11 abgeta-
stet und gehalten wird und in Abhängigkeit von dem so gewonnenen Abtast- und Haltesignal wird das
Spektralchrakteristik-Korrektursignal in einer Spektralcharakteristik-Korrekturvorrichtung
12 erzeugt, und zwar unter Berücksichtigung eines Korrektur betrages der Lichtleitung und des Linsensystems.
Das so erzeugte Korrektursignal und das von dem Bildaufnahmeelement
7 aufgenommene Bildsignal werden im Verstärker 8 multipliziert, so daß dieser ein korrigiertes
Signal ausgibt. Die vom Verstärker 8 ausgegebenen Signale werden durch eine Umschaltvorrichtung
umgeschaltet und so die Bildinformation für jeden Wellenlängenbereich
aufeinanderfolgend in zahlreichen (n-Einheiten) Bildsp eichern M1, M2, M5, ,MnBUf-
gespeichert, Die Umschaltung durch die Umschaltvorrichtung 13 erfolgt synchron, wie auch die Umschaltung
des Spektroskops 2 mit dem Bildumschaltsignal f. Das in den Bildspeichern M^-Mn gespeicherte Bildsignal
jedes Wellenlängenbereichs wird für jeden Bildspeicher ausgelesen, in einer Signalverarbeitungsvorrichtung
verarbeitet und auf einen Monitor 15 gegeben. Um die Signale in die Bildspeicher M1-M^ einzulesen, werden
sie durch Analog/Digitalumwandlung in digitale Signale umgewandelt und beim Auslesen entsprechend durch Digital/Analogumwandlung
in analoge Signale umgewandelt.
Auf dem Bildschirm des Monitors 15 wird durch spezielle Farbsignale ein Bild des jeweiligen Wellenlängenbereichs
dargestellt. In diesem Fall kann außer der Bilddar stellung jedes einzelnen Wellenlängenbereichs zusätzlieh
eine Kombination von Bildern verschiedener Wellenlängenbereiche dargestellt werden und darüber hinaus
werden Spektralwellenreflexion und Absorption an bestimmten Punkten des Objekts dargestellt. Auf den Eingang
des Monitors 15 werden R-(Rot), G-(Grün) und B-(Blau) Signale gegeben, um eine Farbdarstellung zu
ermöglichen.
Wenn das Lichtempfangselement 9 zwischen der Beleuchtungslinse 5 und der Lichtleitung 4 angeordnet
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wird, die sich am Einführungsteil der Endoskopanordnung befinden, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist,
kann man das Spektralcharakteristik-Korrektursignal bei Berücksichtigung der spektralen Durchlaßkennlinie
der Lichtleitung auf. einfache Weise erhalten.
Fig, 3 zeigt ein im einzelnen ausgeführtes Beispiel des in der Fig. 1 gezeigten Spektroskops. Das
Licht der Lichtquelle 1 tritt durch die Sammellinse 3 und dann in die rückwärtige Endfläche der Lichtleitung
4. Gegenüber der rückwärtigen Endfläche der Lichtleitung 4 ist ein drehbares Filter 16 angebracht,
welches Licht für Jeden Wellenlängenbereich hindurchlassen kann. Das drehbare Filter 16 kann mit einem
'15 Antriebsmotor 17 mit konstanter Geschwindigkeit gedreht werden. Es besteht, wie in Fig. 4 dargestellt
ist, aus η Spektralfiltern F1, F2, F,, ....,Fn mit
Lichtdurchlässigkeiten für unterschiedliche Wellenlängenbereiche, die auf einer lichtabschirmenden Scheibe
18 auf einem Kreisring auf demselben Kreisumfang angeordnet sind.Die Spektralfilter F1 - Fn können bestimmte
Wellenlängenbereiche von infraroter Strahlung über sichtbare Strahlung bis zu ultravioletter Strahlung
hindurchlassen und sind zueinander in lichtabgeschirmten Intervallen angeordnet. Auf einem Kreisumfang
in der Nähe des Scheibenrandes der Scheibe 18 sind Drehlage-Feststellöffnungen H1, H2, ...,Hn an
Stellen vorgesehen, die der Lage der lichtabgeschirmten Intervalle zwischen den Filtern entsprechen. Außerdem"*
ist auf dem drehbaren Filter 16 eine Anfangsimpuls-Feststellöffnung
H_ vorgesehen, die eine Drehung des Filters feststellt. Wie in der Fig. 3 dargestellt ist,
ist am unteren Rand des drehbaren Filters 16 ein photoelektrischer Unterbrecher 19 vorgesehen, der die beschriebenen
Drehlage-Feststellöffnungen H1-Hn und
die Anfangsimpuls-Feststellöffnung Hg erfaßt. Als
photoelektrischer Unterbrecher 19 wird ein optoelek-
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tronischer Koppler verwendet, der zusammen mit einem
Verstärker 20 eine Drehlage-Feststellvorrichtung bildet. Wenn das drehbare Filter 16 rotiert, erfaßt
die Drehlage-Feststellvorrichtung die Öffnungen H1
und H_ und gibt ein Feststellsignal auf einen
Torimpulsgenerator zum Umschalten 21. Dieser erzeugt das Bildumschaltsignal f in zeitlicher Übereinstimmung
mit dem Eingang des Feststellsignals der Öffnungen und gibt das Bildumsehaltsignal an die in
Fig. 1 gezeigte Umschaltvorrichtung 13 weiter.
Von den speziellen Spektralfiltern F1 - Fn
für bestimmte Wellenlängenbereiche können z.B.. für die Filter Fn-2, Fn-1 und Fn R-, G- und B-Filter
mit Durchlaßbereichen für R-, G- und B-Licht zur Aufnahme eines Farbbildes einer Farbe: R, G oder blau
oder einer Dreifarb-Kombination verwendet werden.
Fig. 5 zeigt im einzelnen ein Ausführungsbeispiel der in Fig. 1 gezeigten Signalverarbeitungsvorrichtung
14. Die Bildsignale jedes Wellenlängenbereichs, die in den Bildspeichern M1-Mn gespeichert
sind, werden durch ein Steuersignal Sc von einer
Steuerschaltung 22 simultan ausgelesen und durch D/A-Wandler DA1 - DA^ wieder in analoge Signale umgeformt,
wobei die D/A-Wandler mit den Bildspeichern verbunden sind. Die so D/A umgeformten Bildsignale
jedes Wellenlängenbereichs werden auf RGB-Farbdecoder DC1 - DC gegeben, die jeweils aus drei parallel geschalteten
Widerstandsketten bestehen. Der DC1 besteht z.B. aus einer Widerstandsschaltung mit den
Widerständen T11 und T1^ in Serie, r1, und r..^ in
Serie und T1C und r..g in Serie geschaltet, wobei
diese Serienwiderstände zueinander parallel geschaltet sind. Der DCn besteht entsprechend aus einer
Widerstandsschaltung mit den Widerständen T1 und r ρ
in Serie, r, und r ^ in Serie und r c und r g in
Serie geschaltet, wobei diese Serienwiderstände
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zueinander parallel geschaltet sind. Von den Teilerpunkten dieser Widerstandsserienschaltungen werden
jeweils aus jedem DC R-, G- und B-Signale entnommen. Es wird z.B. aus dem DC1 vom Verbindungspunkt der
Widerstände T11 und r12 ein R1-Signal abgegriffen,
von dem Verbindungspunkt der Widerstände r..·* und T1^
ein Gf-Signal und vom Verbindungspunkt der Widerstände
T1C und T1^ ein Β,,-Signal. Entsprechend erhält man
im DC am Verbindungspunkt der Widerstände rn1 und r 2
ein R -Signal, am Verbindungspunkt der Widerstände rn3 ^10 rn4 ein ^n-Signal und am Verbindungspunkt der
Widerstände r c und r g ein Bn-Signal. Das Teilerverhältnis
der Widerstände in der Widerstandeserienschaltung
in den RGB-Farbdecodern DC1 - DCn ändert sich von
Decoder zu Decoder und wenn ein Bild in jedem Wellen längenbereich in einer speziellen darzustellenden Farbe ,
d.h. in einer einzigen Farbe, darzustellen ist, ist es möglich, die Signalbeträge für R, G und B für jeden
Decoder einzustellen, um R-,G- und B-Signale zu erhalten,
die die Ausstrahlung der gewünschten Spezialfarbe liefern. Werden z.B. die R1- ,G1 - und B1 -Signale des
Decoders DC1 direkt über Trennstufen usw. auf den Monitor
15 gegeben, kann Bildinformation, die einem Wellenlängenbereich entspricht, in einer speziellen
Farbe dargestellt werden. Ähnlich kann, wenn R2- G2-
und B2 -Signale des Decoders DC2 direkt dem Monitor 15
zugeführt werden, eine einem anderen Wellenlängenbereich entsprechende Bildinformation in einer von der
obigen speziellen Farbe verschiedenen Farbe dargestellt werden.Weiterhin kann ebenso von den Rn- , Gn- und Bn Signalen
des η-ten Decoders DC eine zu den vorangehenden Darstellungen verschiedene Farbdarstellung erhalten
werden. Um jeden Signalsatz (R1, G1, B1), (R2, G2 ,B2)
·.·., (Rn , G , B) selektiv zu empfangen und dem Monitor
15 zuzuführen, ist eine Multiplexvorrichtung 23 zwischengeschaltet. Die Multiplexvorrichtung 23 weist
Eingänge TR1 f TQ1 und Tß1 für die Signale R1, G1,
B1 auf, Eingänge TR2, TQ2, Tß2 für die Signale R2,G2,B2
ο 4 J ζ ο ο ι
und Eingänge T^, TQn, Tgn für die Signale Rn, Gn,Bn
Durch Umschaltung der Multiplexvorrichtung 23 können darin vorgesehene Ausgangsanschlüsse TRq, Tq0, Tg0
mit jedem der Eingänge (TR1, TQ1, Tß1) , (T^, TQ2,
T32),.... (T11n, TQn, TBn) verbunden werden, um
Bildinformation mit jeder Wellenlänge in einer einzigen Farbe auf dem Monitor 15 darzustellen. Die
Ausgangsanschlüsse TR0, TGQ ,T50 der Multiplexvorrichtung
23 sind jeweils mit den RGB-Eingängen des
Monitors 15 über Trennstufen 24, 25 und 26 verbunden» Außerdem sind in der Multiplexvorrichtung 23 Eingangsanschlüsse TR, TG, Tg vorgesehen, Auf den Eingangs anschluß
TR werden die in einem Addierer 27 summierten Signale R1 , R2 ,....Rn von den RGB-Decodern DC1,
DC2, ....DCn gegeben, auf den Eingangsanschluß TQ
die G1, G2, ...GQ-Signale der Decoder DC1, DC2,...DCn,
die in einem Addierer 28 zuvor summiert wurden und auf einen Eingangsanschluß Tg die von einem Addierer
summierten B1-, B2- ,....B -Signale der Decoder DC1 ,
DC2,...DCn. Durch Umschalten der Eingangsanschlüsse
TR, T„, Tg durch die umschaltende Multiplexvorrichtung
23 werden diese Anschlüsse mit den Ausgangsanschlüssen TRq, TG0, Tg0 verbunden, so daß das Bild
jedes Wellenlängenbereichs dem Bild jedes anderen Wellenlängenbereichs überlagert werden kann und so
in Farbe auf dem Monitor 15 dargestellt werden kann .
Wenn die in den Bildspeichern M1-Mn gespeicherten
Bildsignale ausgelesen werden und dabei die Auslesegeschwindigkeit einige Male durch das Steuersignal Sc
der Steuerschaltung 22 auf größere Werte als die der Normalgeschwindigkeit erhöht wird, um die Signale aufeinanderfolgend
auszulesen, und gleichzeitig die Umschaltung in der Multiplexvorrichtung 23 nacheinander
für die Eingangsanschlüsse (TR1, TQ1, Tß1), (TR2, TQ2,
und (T11n, TGn, Tgn) ausgeführt wird, kann das Bild
J 4 ο i ο . / für jeden Wellenlängenbereich getrennt werden und so
können farblich getrennte Bilder in verschiedenen Farben dargestellt werden.
Wenn die in den Bildspeichern M-J-Mn nacheinander
bei Auswahl einer bestimmten Adresse durch das Steuersignal Sp der Steuerschaltung 22 ausgelesen
werden und die Darstellung unter Benutzung dieser Adresse ausgeführt wird, ist es darüberhinaus möglieh,
die Spektralwellenreflexion und Absorption für einen bestimmten Objektpunkt darzustellen.
Fig. 6 zeigt im einzelnen ein Ausführungsbeispiel der Spektralcharakteristik-Korrekturvorrichtung
12 der Fig. 1. Das in jeden Wellenlängenbereich aufgespaltene Licht wird von einem Lichtempfangselement
9 (Fig. 1 oder Fig. 2) empfangen und in elektrische Signale umgewandelt, die dann der Abtast-
und Halteschaltung 11 durch den Verstärker 10 zugeführt werden. Das so abgetastete und gehaltene Signal
wird in einem AD-Wandler 30 in ein digitales Signal umgeformt und dem programmierbaren Speicher ROM 31 zugeführt.
Der programmierbare ROM 31, in dem bereits zuvor Spektralkorrekturdaten gespeichert wurden, kann
die Korrekturdaten entsprechend den Werten des oben erwähnten digitalen zugeführten Signals auswählen und
ausgeben. Die Eingabe/Ausgabe-Operation des ROM 31 wird mit Hilfe des Bildumschaltsignals f entsprechend
für jeden Wellenlängenbereich durchgeführt. Die Korrekturdaten des ROM 31 werden in einem DA-Wandler 32
wieder in Analogsignale überführt und einem Verstärkungssteuereingang des Verstärkers 8 zugeführt.
Im Verstärker 8 wird die Verstärkung so durch das Korrektursignal aus dem DA-Wandler 32 automatisch
eingestellt, daß die Höhe des aufgenommenen Bildsignals des Bildaufnahmeelements 7 für jeden Wellenlängenbereich
auf einen geeigneten Pegel geregelt wird.
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Die Figuren 7 und 8 zeigen Beispiele eines auf dem Monitor 15 dargestellten Bildes. Fig. 7 zeigt
ein Darstellungsbeispiel für ein Bild, das in zahlreichen Wellenlängenbereichen aufgenommen wurde, dann
zu einem Bild in verschiedenen Wellenlängenbereichen zusammengesetzt wurde und als Farbbild dargestellt ist.
Jeder Punkt des Objekts weist für jeden Wellenlängenbereich unterschiedliche Reflexions- und Absorptionsfaktoren auf und es können ein Teilbereich A, der
in einem bestimmten Wellenlängenbereich aufgenommen ist, und ein Teil B, der in einem anderen Wellenlängenbereich
aufgenommen ist, gleichzeitig dargestellt werden.Rechts neben dem Bild sind Spektren der Spektralanalyse
dargestellt, die Absorptionsspektren in Punkten P1 und Pp aus dem dargestellten Bild zeigen.
Fig. 8 zeigt einen unterteilten Bildschirm, um die Aufnahmen in den verschiedenen Wellenlängenbereichen
zu zeigen, wobei entsprechend vier in vier unter schiedlichen Wellenlängenbereichen aufgenommene Bilder
E,F,G und H jeweils einzeln in Farbe dargestellt sind.
Rechts neben dieser Darstellung sind wie bei der Fig.7 Spektren der Spektralanalyse gezeigt, die Absorptionsspektren an Punkten P, und P^ darstellen. Wie zuvor
beschrieben wurde, ist es möglich, wenn die BiIdinformation unter Beleuchtung eines Objekts in verschiedenen
Wellenlängenbereichen aufgenommen, für jeden Wellenlängenbereich im Bildspeicher gespeichert
wird und dann ausgelesen und wie gewünscht verarbeitet wird, die Bilder in Farbe in verschiedenen überlagerten,
gleichzeitig dargestellten Wellenlängenbereichen darzustellen oder auch, den Schirm aufzuteilen und
die Bilder in verschiedenen Wellenlängenbereichen auf dem unterteilten Schirm in unterschiedlichen Farben
darzustellen. Darüberhinaus kann in beiden Fällen zusätzlich für einen bestimmten Punkt das Absorptionsspektrum
dargestellt werden. Auf der Grundlage dieser Informationsanalyse ist es möglich, gefährdete, abnormale
Teilbereiche von normalen Teilbereichen zu
unterscheiden und so Abnormitäten, wie krankhafte Teilveränderungen,
leicht und schnell festzustellen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel strahlt die Lichtquelle 1 Licht mit einem breiten Spektrum
von infrarotem Licht über sichtbares Licht bis zu ultraviolettem Licht ab, es ist jedoch ebenfalls
möglich, eine größere Anzahl von Leuchtdioden mit verschiedenen Wellenlängenbereichen anstelle der beschriebenen
Lichtquelle zu benutzen.
Darüberhinaus sind zahlreiche andere Ausführungsbeispiele der Erfindung denkbar, die auf der Grundlage
der durch die Ansprüche festgelegten Erfindungsidee basieren und die innerhalb des Schutzumfangs der
Erfindung liegen.
- Leerseite -
Claims (6)
- PatentanwälteReicheltLB^ch«Parksiraße 136000 Frankfurt σ. M. I10793OLYMPUS OPTICAL CO.,LTD., Tokyo,JapanMB WW «Ml MWW WM WMiHIMWMatW MM «Ml VB WW ^H «MM· MM WM WMMWMM WWM* MH MaWMMWHM WtWtWkMP a tentansprücheEndoskopanordnung, in der ein optisches Bild eines beleuchteten Objekts durch ein an einem Endbereich des Endoskops vorgesehenes Aufnahmeelement aufgenommen wird, in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, zu einem Videosignal verarbeitet wird und auf einem Bildschirm dargestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Endoskopanordnung eine Beleuchtungsvorrichtung (1-7, 16-21) zum Beleuchten des Objekts, die in zeitlicher Aufeinanderfolge in zahlreiche Wellenlängenbereiche aufgespaltenes Licht auf das Objekt strahlt, aufweist, ein Lichtempfangselement (9) aufweist mit der gleichen Kennlinie wie das in der Beleuchtungsvorrichtung vorgesehene Bildaufnahmeelement (8), um das in zahlreiche Wellenlängenbereiche aufgespaltene Licht zu empfangen und in elektrische Signale umzuformen, und eine Korrektureinrichtung (8-11) aufweist zum Steuern der elektrischen Signale vom Ausgang des oben erwähnten Bildaufnahmeelements (8) auf der Grundlage der elektrischen Signale, die das Lichtempfangselement (9) liefert, und zum Korrigieren der Spektralcharakteristik, und eine Signalverarbeitungseinrichtung (13, M1 - Mn, 14) aufweist, um für jeden Wellenlängenbereich die in der Korrekturvorrichtung (8-12) korrigierten elektrischen Signale zu verarbeiten und zum Erzeugen von Signalen für die Darstellung auf dem Bildschirm und die das Bild in jedem Wellenlängenbereich darstellt, unter Benutzung der Signale der Signalverarbeitungseinrichtung mit Hilfe bestimmter Farbsignale und mit Hilfe der Form der Spektralwellen.3432331 - 2. Endoskopanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (8-12) aus einer Korrektursignal-Erzeugungsschaltung (9-12) zum Erzeugen eines Spektralcharakteristik-Korrektursignals, basierend auf dem elektrischen Signal des Lichtempfangselements (9) und aus einer Verstärkerschaltung (8) variabler Verstärkung besteht zum Verstärken des elektrischen Signals des Bildaufnahmeelements (9) und zum automatischen Steuern der Verstärkung mit Hilfe des Korrektursignals der Korrektursignal-Erz eugungs schal tung (9-12).
- 3. Endoskopanordnung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektursignal-Erzeugungsschaltung (9-12) <=ine Abtast- und Halteschaltung (11) zum Abtasten und Halten der elektrischen Signale, die das Lichtempfangselement (9) liefert und eine A/D-Wandlervorrichtung(30) aufweist, um die abgetasteten und gehaltenen Signale in digitale Signale umzuformen und ferner eine Speichervorrichtung (31) enthält, die die digitalen Signale aufnimmt und auswählt und entsprechend dem Wert des digitalen Signals Spektralkorrekturdaten ausgibt und eine D/A-Wandlervorrichtung (32) aufweist, um die Spektralkorrekturdaten der Speichervorrichtung in analoge Signale umzuformen und diese der Verstärkerschaltung (8) variabler Verstärkung zuzuführen.
- 4. Endoskopanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Signalverarbeitungseinrichtung (13,M1-M ,14) eine Umschaltvorrichtung (13) aufweist zum Umschalten ^ und Ausgeben der durch die beschriebene Korrektureinrichtung (8-12) korrigierten elektrischen Signale in Übereinstimmung mit dem Wellenlängenbereich und zahlreiche Signalhaltevorrichtungen (M^-NL) aufweist,3432331um die elektrischen Signale der Umschaltvorrichtung für jeden Wellenlängenbereich aufeinanderfolgend anzusammeln, und eine Signalverarbeitungsvorrichtung (14) enthält zum wahlweisen Auslesen der angesammelten elektrischen Signale aus den zahlreichen Signalhaltevorrichtungen (M^ - Mn) und ziis Erzeugen von Signalen für die Bildschirmdarstellung,,
- 5. Endoskopanordnung nach Anspruch 4, dadu.rch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung (14) eine Steuerschaltung (22) aufweist zum Steuern der Signalauslesung aus den zahlreichen Signalhaltevorrichtungen (M1 - Mn) t und zahlreiche D/A-Umwandlervorrichtungen (DA- - DA^) aufweist, um die Signale von den Haltevorrichtungen (M>. - KL) für jeden Wellenlängenbereich in analoge Signale umzuformen,und eine Vielfarbsignal-Wandlervorrichtung (DC^ - DCn) aufweist, um diese analogen Signale für jeden Wellenlängenbereich in rote, grüne und blaue Signale eines Wertes umzusetzen, der für jeden Wellenlängenbereich dessen jeweiliger Farbdarstellung entspricht , und drei Additionsvorrichtungen (27, 28, 29) aufweist zum Überlagern der Farbsignale der bestimmten, für jeden Wellenlängenbereich durch Rot-, Grün- oder Blausignale umgesetzten , Farben,und einen Umschaltkreis (23) aufweist zum Umschalten der von den drei Addiervorrichtungen (27, 28,29) gelieferten überlagerten Rot-, Grün- und Blau-Signale und der für jeden WeI-lenlängenbereich von der Vielfarbsignal-Wandleranordnung (DC-J - DCn) gelieferten Rot-,Grün- und Blausignale und zur Abgabe dieser Signale an die Bildschirmvorrichtung (15).343239Ί
- 6. Endoskopvorrichtung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung (1-7, 16-21) ein drehbares Filter (16) mit zahlreichen Spektralfiltern (F1 - Fn) mit einer Durchlässigkeit gegenüber der Lichtquellenstrahlung für unterschied liehe Wellenlängenbereiche aufweist, die auf demselben Kreisumfang kreisförmig angeordnet sind und daß die Beleuchtungsvorrichtung Umsehaltsignale (f) für die Signalhalterorrichtung (M^ - Mn) liefert, indem die Drehlage des drehbaren Filters (16) bezüglich jedes Spektralfilters (F^ - Fn) festgestellt wird.
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