DE3435369C2

DE3435369C2 - Endoskop

Info

Publication number: DE3435369C2
Application number: DE3435369A
Authority: DE
Inventors: Hiroyoshi Hachiohi Tokio/Tokyo Fujimori; Tatsuo Musashino Tokio/Tokyo Nagasaki
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-10-03
Filing date: 1984-09-27
Publication date: 1986-06-19
Also published as: DE3435369A1

Abstract

Das Endoskop (1), das das Beleuchtungslicht von einer Lichtquelleneinrichtung (z. B. 13, 9, 14) auf ein Objekt abstrahlt und das Bild der abgestrahlten Bildstrahlen (des reflektierten Lichtes) auf der Lichtempfangsfläche des Festkörperaufnahmeelementes (4) bildet, ist mit einem Polarisationsfilter (5, 15) ausgestattet, der einen Polarisator (15) aufweist, welcher auf der Lichtquellenseite angeordnet ist, und einen Analysator (5) hat, der auf der Bildaufnahmeseite vorgesehen ist. In diesem Polarisationsfilter (5, 15) wird die polarisierte Lichtachse der übertragenen Strahlen gedreht und mit dem Ausgang einer Steuerschaltung gesteuert. Die Steuerschaltung gibt das Steuersignal ab, um der Änderung der reflektierten Lichtmenge zu entsprechen, die vom Objekt in die Lichtempfangsfläche auf der Basis der Amplitude des empfangenen Videosignals vom Festkörperaufnahmeelement (4) kommt. Da der Polarisator (15) das Licht linearpolarisiert, kann diese Linearpolarisation nur die Lichtkomponente abschwächen, um durch Überstrahlen beispielsweise das Licht zu erzeugen, das in die Lichtaufnahmefläche durch die reguläre Oberflächenreflexion vom Objekt mit Hilfe des Polarisationsfilters (5, 15) eintritt.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Endoskop mit einem Festkörperaufnahmeelement gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8.

Bekanntlich ist das medizinische Endoskop in ein starres Endoskopteil mit einem etwa linearen starren Eih-Satzteil und in ein biegbares Endoskopteil mit einem biegbaren Einsatzteil unterteilt, welches durch den Mund in eine Körperhöhle einführbar ist. Ein derartiges Endoskop hat ein bildformendes Optiksystem, das sich aus einer Objektivlinse und weiteren Bauteilen am Ende des Einsatzteils aufbaut, wobei mit dem Einsatzteil das Innere eines Objektes beobachtet und ein Bild hergestellt werden kann. Das bildformende Optiksystem überträgt das gewonnene Objektbild auf den Augenlinsenabschnitt an der Betätigungsseite durch einen aus einem optischen Faserbündel bestehenden Kanal, der Lichtführung genannt wird. Der Okularlinsenabschnitt hat eine Okularlinse, mit welcher das Objektbild beobachtet werden kann. Vom Betätigungsteil her wird das Beleuchtungslicht von einer Lichtquelleneinheit auf das Objekt durch ein Lichtführungskabel aus optischen Fasern bestrahlt. Das Endoskop dient nicht nur zum Beobachten des Objektes, sondern ist auch mit einem chirurgischen Messerkanal ausgestattet, in den vom Betätigungsteil beispielsweise Zangen und Seziermesser, in

eo das Ende des Einsatzteils einführbar sind.

Die kürzlich entwickelten Festkörperaufnahmeelemente, beispielsweise Ladungsverschiebeelemente (CCD), Eimerkettenspeicher (BBD), Ladungsträger-Injektionselemente (CID), MOS-Fühler, werden in zunehmendem Maße für Endoskope, wie sie z. B. in der US-PS 40 74 306 beschrieben sind, benutzt.

Die Festkörperaufnahmeelemente nehmen das auf der Lichtempfangsebene aufgenommene Objektbild als

elektrische Signale auf und stellen die gewonnenen Bilder dar, indem sie elektrische Signale einer Bilddarstelleinrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre (CRT), zuführen und verschiedene Funktionen schaffen, die nicht mit einem üblichen Endoskop ausführbar sind, so z. B. die Vergrößerung eines speziellen Teils, die Darstellung von mehreren Bildern, das Aufzeichnen von Bildern und Computerverarbeitung, so daß das Endoskop im medizinischen Bereich besser genutzt werden kann.

Wenn aber das Festkörperaufnahmeelement in dem zuvor beschriebenen Endoskop benutzt wird, treten das auf ein Objekt abgestrahlte Beleuchtungslicht und das von diesem reflektierte licht mit einem besonders hohen Anteil an polarisierten Lichtkomponente in das Festkörperaufnahmeelement ein und erzeugen dabei ein auf die Lichtempfangsfläche fallendes sehr starkes Licht Wenn ein solcher Vorgang stattfindet, wird die Ladung, die der empfangenen Lichtmenpe entspricht, auf die Peripherieseite des Lichtempfangsteils gestreut, welches Licht in übermäßiger Menge empfing, so daß die Bildaufnahme an der Peripherie nicht möglich ist und Überstrahlung auftritt Wenn eine derartige Überstrahlung vorkommt, wird der dem Überstrahlungsbereich entsprechende Bildabschnitt weiß oder schwarz auf dem Bildschirm abgebildet, so daß die Bilddarstellung nicht möglich ist

Um das Überstrahlen zu vermeiden, haben einige Endoskope einen Diffusionsdrain und eine Ioneninjektionsschicht im Element. Das heißt, daß die Potentialschwelle und die P-Ioneninjektionsschicht zwischen den angrenzenden Potentialquellen (potential wells) gebildet sind, um die Ladungen über einen bestimmten Pegel zu absorbieren.

Aber im vorliegenden Fall wird der Bereich des Elementes zu groß und ist daher für das Endoskop nicht geeignet, insbesondere nicht für das Ende des Einsatzteils, für das ein sehr kleines Bauelement benötigt wird.

Auch kann zur Vermeidung von Überstrahlung und Lichthofbildung eine automatische Abblendeeinrichtung verwendet werden. Diese Einrichtung dient zum Steuern der einfallenden Lichtmenge, indem die Lichtmenge mit Hilfe eines Signalpegels automatisch eingestellt wird. In einem solchen Falle wird das einfallende Licht gleichmäßig gesteuert Daher wird, wenn es lokal einen Abschnitt mit gering einfallender Lichtmenge gibt, die einfallende Lichtmenge für diesen Abschnitt weiter reduziert, so daß das SN-Verhältnis verringert und das Bild undeutlich wird, obwohl die Lichthofbildung oder die Überstrahlung für den Hochlichtabschnitt vermeidbar ist.

Der in den Patentansprüchen 1 und 8 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Endoskop mit einem Festkörperaufnahmeelement vorzuschlagen, mit welchem eine Überstrahlung vermeidbar ist, ohne dabei den Signalpegel von einem kleinen Lichtmengenabschnitt zu verringern und das SN-Verhältnis zu verschlechtern sowie ohne dabei die Fläche des Festkörperaufnahmeelementes zu vergrößern.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 und 9 bis 12 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Fig. 1 bis 10 näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Endoskops nach der ersten Ausführungsform;

F i g. 2 eine Querschnittsansicht über das Stirnteil des Endoskops nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.3 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Endoskops nach der dritten Ausführungsform;

F i g. 4 eine Querschnittsansicht über das Stirnteil des Endoskops nach der vierten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 5 eine Querschnittsansicht über das Stirnteil des Endoskops nach der fünften Ausführungsform der Erfindung;

ίο F i g. 6 eine Querschnittsansicht über das Stirnteil des Endoskops nach der sechsten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 7 einen Schaltplan über ein Ausführungsbeispiel der Rückkopplungsschaltung in der vorliegenden Erfindung;

Fig.8 ein Blockschaltbild über das erfindungsgemäße Endoskop nach der siebten Ausführungsform;

F i g. 9 eine Querschnittsansicht über das Endoskop nach der achten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 10 ein Blockschaltbild des Endoskops nach der neunten Ausführungsform der Erfindung.

Wie in F i g. 1 gezeigt ist besitzt das Endoskop 1 ein starres Stirnteil, das auf der Vorderseite eines biegbaren, schmalen Einsatzteils 2 durchgehend vorgesehen ist, welches in eine Körperhöhle einsetzbar ist und eine Bildaufnahmeeinrichtung am Endteil davon aufweist

Das bedeutet, daß eine Objektivlinse 3 zur Bildformung in der öffnung am Endteil und ein Festkörperaufnahmeelement 4 so an einer Stelle angeordnet sind, daß seine Bildaufnahmefläche (Lichtempfangsfläche) an der Fokalebene der Objektivlinse 3 angeordnet ist.

Zwischen der Objektivlinse 3 und dem Festkörperaufnahmeelement 4 ist beispielsweise an der Pupille der Objektivlinse 3 ein Analysator (Polarisator) 5 vorgesehen, wobei das reflektierte Licht von einem Objekt auf die Bildaufnahmefläche durch den Analysator 5 geworfen wird. Der Analysator 5 kann in einem Winkelbereich von etwa 90° mit Hilfe eines Drehantriebs 6, wie noch zu beschreiben ist, gedreht werden.

Das auf der Bildaufnahmefläche geformte Objektbild wird in Videosignale umgewandelt, die dem Objektbild entsprechen und in einen Fernsehsignalumwandler 7 an der Betätigungsseite eingegeben werden. Im Fernsehsignalumwandler 7 werden die Videosignale in RGB-Dreifarbenfernsehsignale umgewandelt, dann RGB-Anschlüssen eines Farbfernsehempfängers 8 zugeführt und hier als das Objektbild dargestellt.

Außer der Bildaufnahmeeinrichtung 4 wird eine aus einem optischen Faserbündel bestehende Lichtführung

9 zum Übertragen des Beleuchtungslichtes in das Einsatzteil 2 eingesetzt Das rückwärtige Ende der Lichtführung 9 kann mit einer Lichtquelleneinheit 10 lösbar verbunden sein, wobei auf das rückwärtige Ende das Beleuchtungslicht von einer Beleuchtungslampe 11 nach Reflektion von einer Konkavfläche eines Reflektors 12 und Sammeln durch eine Kondensorlinse 13 abgestrahlt wird.

Das von der Kondensorlinse 13 gesammelte Beleuchtungslicht passiert die Lichtführung 9 und beleuchtet die Objektseite von ihrer Vorderseite durch eine Lichtverteilerlinse 14, so daß eine Lichteinrichtung 13, 9,14 gebildet wird.

Die Lichteinrichtung 13, 9, 14 besteht ferner aus einem Polarisator 15, der zwischen der Lichtverteilerlinse 14 und der Vorderseite der Lichtführung 9, d. h. an der Pupillenposition der Lichtverteilerlinse 14, angeordnet ist. Der Polarisator 15 kann das Beleuchtungslicht, das von der vorderen Endfläche der Lichtführung 9 abge-

strahlt wird, in eine polarisierte Lichtwelle (beispielsweise in eine P-Welle), polarisieren.

Übrigens wird die Einrichtung zur Vermeidung von Überstrahlung und weiteren Nachteilen mit dem Polarisator 15 auf der Seite der Lichteinrichtung 13,9,14, dem Analysator 5 auf der Seite der Bildaufnahmeeinrichtung und durch Steuern der Drehung des Analysators 5 gebildet

Die vom Festkörperaufnahmeelement 4 ausgegebenen Videosignale werden den Eingangsenden eines Vergleichers 17 zugeführt, wobei eine bestimmte Spannung (voltage set) für einen Bezugspegel Vs, z. B. als Sättigungspegel, angelegt wird; und wenn die Videosignale höher als der Bezugspegel Vs sind, werden Hochpegelsignale vom Vergleicher 17 ausgegeben. Der Ausgang des Vergleichers 17 wird für eine Bildperiode durch ?inen Integrator 18 integriert, wobei der integrierte Ausgang von einem Verstärker 19 verstärkt und in ein Subtrahierglied 20 eingegeben wird. Das Subtrahierglied 20 führt eine Subtraktion durch, um den Pegel Vo abzuziehen, der dem integrierten Wert 0 des integrierten Ausgangs vom Verstärker 19 entspricht und steuert den Drehantrieb 6 durch das Steuersignal, was die Subtraktion ergibt Ein derartiger Aufbau zum Einleiten des Ausgangs des Festkörperaufnahmeelementes 4 in den Drehantrieb 6 als das Steuersignal wird im folgenden Rückkopplungsschaltung genannt.

Der Drehantrieb 6 hat einen Antriebsmechanismus, in welchem die Drehantriebskraft entsprechend dem Pegelwert des Steuersignal-(Antriebssignal)-Eingangs durch das Subtrahierglied 20 geändert wird und beispielsweise wie ein Drehspul-Spannungsmesser aufgebaut ist Der Analysator 5 wird auf der Drehwelle des Drehantriebs 6 installiert Der auf der Drehwelle des Drehantriebs 6 montierte Analysator 5 (eingestellt nur zum Durchlaß der P-Wellenkomponente, wenn er nicht rotiert), kann um einen Winkel rotieren, um dem Pegel des Steuersignals zu entsprechen. Daher kann in Übereinstimmung mit dem Drehwinkel des Analysators 5 die Menge des auf die Lichtempfangsfläche fallenden Liehtes gesteuert werden. Wenn der Analysator 5 also um einen großen Winkel (maximal 90°) gedreht wird, wird der Analysator 5 nahezu in den Zustand von gekreuzten Nicols mit dem Polarisator 15 gebracht wobei das Beleuchtungslicht mit der P-Wellenkomponente, das durch den Polarisator 15 abgestrahlt wird, in ausreichendem Maße die Menge des Lichtes verringert welches in die Lichtempfangsfläche durch den Analysator 5 bei gekreuzten Nicols eintritt

Auf der Vorderfläche der Lichtempfangselemente des Festkörperaufnahmeelementes 4 ist beispielsweise ein Dreifarbenfilter in Mosaikanordnung vorgesehen, und was von den Lichtempfangselementen auf der Lichtempfangsfläche empfangen wird, wird zu denjenigen Anteilen, die den Bildelementen des Lichtes jeder Wellenlänge von drei Farben entsprechen und in jedes Farbsignal durch die Abtasthalteschaltung im Farbfernsehsignalumwandler 7 getrennt sind. Nachdem die horizontalen und vertikalen Synchronsignale überlagert sind, werden sie als RGB-Signale ausgegeben.

Der Integrator 18 wird für jede Bildperiode erneut gesetzt

In der so hergestellten ersten Ausführungsform enthält wenn das Endoskop 1 beispielsweise in eine Körperhöhle eingesetzt und ein Objekt von dem in die P-Welle durch den Polarisator 15 polarisierten Beleuchtungslicht beleuchtet wird, das reflektierte Licht vom Hochlichtabschnitt des Objektes eine Menge an P-Wellenkomponente, weil es die reguläre Oberflächenreflektion ist. Andererseits wird der andere Abschnitt als der Hochlichtabschnitt zum reflektierten Licht, welches zufällig den P- und S-Wellenabschnitt senkrecht zur P-Welle enthält, wenn dieser mit dem natürlichen Licht beleuchtet wird. Wenn dieser aber mit polarisiertem P-Wellenlicht beleuchtet wird, ist die Stärke des reflektierten Lichtes der P-Welle niedrig.

Daher wird, wenn das durch den Hochlichtabschhitt reflektierte Licht von der Lichtempfangsfläche empfangen und gelesen wird, falls der Pegel des Videosignals höher als der Bezugspegel Vi ist, der Ausgang des Vergleichers 17 einen hohen Pegel annehmen. Die Signale mit dem Hochpegel werden vom Integrator 18 integriert, dann vom Verstärker 19 verstärkt und vom Vo-Pegel abgezogen, bei dem der integrierte Wert der Null entspricht. Dieser Ausgang wird zum Steuersignal, das die Funktion für die Änderung der regulären Oberflächen-Reflektionskomponente des reflektierten Lichtes ist. Dieses Steuersignal treibt den Drehantrieb 6 an, der den Analysator 5 um den Winkel dreht, welcher dem integrierten Wert entspricht Bei dieser Drehung wird die reflektierte Lichtmenge mit einem großen Anteil an P-Wellenkomponente im Hochlichtabschnitt stark herabgesetzt, um durch den Analysator 5 in Vergleich zum reflektierten Licht des anderen Abschnittes übertragen zu werden, wobei die Menge des reflektierten Lichtes vom Hochlichtabschnitt zum Festkörperäufnahmeelement 4 genau eingestellt wird, so daß das Überstrahlen nicht auftritt Nachdem dieser Zustand für eine Bildperiode gehalten wird, erfolgt eine Betätigung des Analysators 5, der den genannten Vorgang wiederholt.

Da, wie erläutert, die Menge des empfangenen Lichtes gesteuert wird, indem das reflektierte Licht vom Hochlichtabschnitt hervorgehoben wird, kann das Überstrahlen oder die Lichthofbildung vermieden werden. Zur gleichen Zeit ist es möglich, eine Verschlechterung des SN-Verhältnisses des dargestellten Objektbildes zu verhindern, welches durch Verdunkeln des anderen Abschnittes als dem Hochlichtabschnitt verursacht wird, da die Menge des reflektierten Lichtes vorn anderen Abschnitt als dem des Hochlichtabschnittes nicht so reduziert wird.

Fig.2 zeigt die Stirnseite des Einsatzteils 2 in der zweiter. Ausführungsform der Erfindung.

In dieser Ausführungsform ist der Analysators stationär, während der Polarisator 5 mit Hilfe des Drehantriebs 6 gedreht wird.

Der verbleibende Rest hat denselben Aufbau wie die erste Ausführungsform, so daß Arbeitsweise und Wirkung etwa die gleichen sind.

Fig.3 zeigt die dritte Ausführungsform der Erfindung.

In dieser Ausführungsform ist der Analysator 5, wie in der zweiten Ausführungsform, stationär. Andererseits ist der Polarisator 15 zwischen der Kondensorlinse 13 und der Beleuchtungslampe 11 in der Lichtquelleneinrichtung 10 an der Pupillenposition der Kondensorlinse 13 vorgesehen, wobei der Polarisator 15 vom Drehantrieb 6 gedreht wird. Die aus Fasern bestehende Lichtführung 9 erhält die Polarisationsebene.

Der verbleibende Rest hat den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform und damit die gleiche Arbeitsweise.

In der dritten Ausführungsform sind der Polarisator 15 und der Drehantrieb 6 in der Lichtquelleneinrichtung 10 (anstelle der Endoskopseite) angeordnet so daß der Größe des Polarisators 15, wie dem Drehantrieb 6, kei-

nc Grenzen gesetzt sind und damit sein Zusammenbau leicht ist.

Fig.4 zeigt die vierte Ausführungsform der Erfindung.

In dieser Ausführungsform ist ein Halbprisma 21 hinter der bildformenden Objektivlinse 3 angeordnet. Auf der optischen Achse des reflektierten Lichtes senkrecht zum Halbprisma 21 ist der Analysator 5 vorgesehen. An der Fokalposition der Objektivlinse 3 des vom Halbprisma 21 reflektierten Lichtes ist das Festkörperaufnahmeelement 4 angeordnet. Zwischen der Rückseite des Halbprismas 21 und dem Stirnteil der Lichtführung 9 befindet sich der Polarisator 15.

Der Polarisator 15 wird mit Hilfe des Drehantriebs 6 gedreht.

Der Rest hat den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform und damit die gleiche Betätigungsweise.

In der vierten Ausführungsform sind das Lichtempfangsfenster für das Festkörperaufnahmeelement 4 und das Beleuchtungsfenster gleich. Auch die Objektivlinse 3 wird normalerweise benutzt, so daß das Endteil klein gehalten werden kann.

Fig.5 zeigt die fünfte Ausführungsform der Erfindung.

In dieser Ausführungsform wird, anders als in der vierten Ausführungsform, der Analysator 5 anstelle des Polarisators 15 durch den Drehantrieb 6 angetrieben, wobei der Rest der vierten Ausführungsform entspricht.

In der vierten und fünften Ausführungsform kann eine Lampe oder eine Leuchtdiode anstelle der Lichtführung 9 benutzt werden.

F i g. 6 zeigt die sechste Ausführungsform der Erfindung.

In dieser Ausführungsform ist das Halbprisma 21 in der vierten Ausführungsform durch ein Polarisationsprisma 31 ersetzt, wobei der Analysator 5, der Polarisator 15, der Drehantrieb 6 und das Rückkopplungs-Schalitungssystem zum Steuern des Drehantrieb« 6 ausgelassen sind.

Da die sechste Ausführungsform das Polarisationsprisma 31 verwendet, kann sie die gleiche Wirkung wie in der ersten und fünften Ausführungsform erreichen, wenn der Winkel zwischen dem Polarisator 15 und dem Analysator 5 90° beträgt.

Für die genannten Ausführungsformen kann die Rückkopplungsschaltung zum Steuern des Drehantriebs 6 auch gemäß F i g. 7 ausgeführt werden.

Das bedeutet, daß die Videosignale vom Festkörperaufnahmeelement 4 durch den Verstärker 19 verstärkt werden. Vom verstärkten Pegelwert wird der Pegel V₀, bei dem der integrierte Wert der Null entspricht, durch das Subtrahierglied 20' abgezogen (Pegel Vb wird von einem Inverter 32 umgekehrt und der umgekehrte Wert zum Addierer 33 addiert und dann abgezogen), wobei die Signale dann in den Digitalwert durch einen AD-Konverter umgewandelt werden und der Digitalwert vom Addierer 36 über eine Gewichts-Addier-Widerstandsgruppe 35, in der jeder Widerstand einen unterschiedlichen Wert hat, durch den Winkel addiert wird, um dem addierten Pegel zum Drehen des Drehantriebs 6 zu entsprechen.

Fig.8 zeigt die siebte Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Flüssigkristallplatte 37 benutzt wird. Die Flüssigkristallplatte 37 steuert die Achse des linearpolarisierten Lichtes, das durch den Polarisator 15 übertragen wird und leitet, wie in den ersten bis fünften Ausführungsformen, den Vorgang des Drehantriebs 6.
Das heißt daß die in F i g. 8 gezeigte siebte Ausführungsform der ersten Ausführungsform in F i g. 1 entspricht, in der die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Teile benutzt sind. Der Polarisator 15 ist auf der Beleuchtungseinrichtungsseite und der Analysator 5 auf der Seite des Festkörperaufnahmeelementes 4 vorgesehen. Die Flüssigkristallplatte 37 ist zwischen der Objektivlinse 3 und dem Analysator 5 angeordnet.

Die Flüssigkristallplatte 37 besteht beispielsweise aus einem Drehfadentyp, und zwischen durchlässigen Elektroden ist das Steuersignal von der Rückkopplungsschaltung, die aus dem Vergieicher 17, dem Integrator 18 und dem Verstärker 19 besteht, angelegt. Die Rückkopplungsschaltung ist nicht wie in den ersten bis fünften Ausführungsformen mit dem Subtrahierglied 20 ausgestattet, wobei der Ausgang 19a des Verstärkers 19 direkt als Steuersignal benutzt wird.

In dieser Ausführungsform wird die optische Drehung der Flüssigkristallplatte 37 durch den Ausgang 19a des Verstärkers 19 gesteuert. Das heißt, daß das durch den Polarisator 15 linearpolarisierte Beleuchtungslicht beispielsweise eine Menge der P-Wellenkomponente vom Hochlichtabschnitt in das Festkörperaufnahmeelement 4 eingibt. Das einfallende Licht wird vom Festkörperaufnahmeelement 4 als das Objektbild ausgelesen, und wenn das Videosignal einer horizontalen Abtastperiode teilweise höher als der Bezugspegel Vs ist, gibt der Vergleicher 17 einen Ausgang mit einem hohen Pegel ab. Dieser Ausgang wird vom Integrator 18 integriert und zu einem Signal ausgebildet, das der Änderung des Videosignalpegels, d. h. der Änderung der Lichtmenge der regulären Oberflächen-Reflektionskomponente des reflektierten Lichtes entspricht und welches die Molekularanordnung (optische Drehsteuerung) der Flüssigkristallplatte 37 durch den Verstärker 19 steuert.

Wie bekannt ist, verdreht die optische Drehsteuerung bei einem NS-Flüssigkristall das Flüssigkristallmolekül entsprechend der Größe des Ausgangs 19a, der zwischen den Elektroden angelegt ist und dreht die polarisierte Lichtachse des reflektierten Lichtes mit einer der vom Hochlichtabschnitt des Objektes reflektierten Menge der P-Wellenkomponente um einen bestimmten Winkel (maximal 90°). Durch diese Drehung wird das reflektierte Licht mit einem hohen Anteil an P-Wellenkomponente im Hochlichtabschnitt in der Menge stark reduziert, die durch den Analysator 5 in Vergleich mit dem reflektierten Licht des anderen Abschnittes übertragen wird, wobei die Menge des reflektierten Lichtes vom Hochlichtabschnitt richtig eingestellt wird. Dieser Zustand wird, wie in den anderen Ausführungsformen, für 1 Bildperiode aufrechterhalten. Dann wird der Analysator 5 betätigt und der Vorgang wiederholt.

Fig.9 zeigt die achte Ausführungsform der Erfindung, in der die Flüssigkristallplatte 37 vorne am Polarisator 15 auf der Abstrahlungsstirnseite der Lichtführung 9 vorgesehen ist

Daher besteht in der achten, wie in der siebten Ausführungsform, das lokal stark reflektierte Licht meistens aus der P-Wellenkomponente, wobei die polarisierte Lichtachse um einen bestimmten Betrag mit Hilfe der Flüssigkristallplatte 37 gedreht und daher die P-Wellenkomponente entsprechend dem mit der polarisierten Lichtachse des Analysators 5 gebildeten Winkel unterdrückt wird, so daß es möglich ist, das reflektierte Licht bei einem richtigen Pegel zu steuern. Die achte Ausführungsform entspricht der zweiten Ausführungsform.

Fi g. 10 zeigt die neunte Ausführungsform, in welcher die Kombination von Flüssigkristallplatte 37 und Polarisator 15 auf der Lichtquellenseite, d. h. auf der Licht-

Stirnseite der Lichtführung 9, angeordnet ist. Das bedeutet, daß in Fig. 10 die Lichtquelleneinrichtung 10 den Polarisator 15 und die Flüssigkristallplatte 37 enthält, die der Kondensorlinse 13 gegenübersteht und zwischen der Kondensorlinse 13 und der Beleuchtungslampe 11 angeordnet ist. Der Rest hat den gleichen Aufbau wie in der siebten Ausführungsform, und es werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Merkmale benutzt.

Diese Ausführungsform kann, wie die andere Ausführungsform, mit Ausnahme der sechsten Ausführungsform, das lokal reflektierte Licht zurückhalten. Ferner hat diese Ausführungsform, wie die dritte Ausführungsform, einen Vorteil dahingehend, daß das Einsatzteil 2 mit einem kleineren Durchmesser hergestellt werden kann, weil der Polarisator 15 und andere Bauteile nicht im Einsatzteil 2 angeordnet sind. Die als Lichtführung benutzte optische Faser besitzt die Eigenschaft, die Polarisationsebene zu erhalten.

Da die Ausführungsform mit der Flüssigkristallplatte 37 einen Drehantrieb 6 nicht aufweist, hat sie den Vorteil, daß das linearpolarisierte Licht vollständig elektrisch gesteuert werden kann.

In den genannten Ausführungsformen wird gewöhnlich weißes Beleuchtungslicht oder Beleuchtungslicht mit drei Farben benutzt, und wenn die Beleuchtung sequentiell pro Bild im Licht jeder Wellenlänge von drei Farben erfolgt, wird der Integrator 18 für jede Bildbeleuchtungsperiode von drei Farben erneut gesetzt, so daß das Überstrahlen für den gesamten R-, G- und B-Bereich vermieden wird.

Wie ausgeführt, hat die Erfindung eine Einrichtung, mit der die Menge des reflektierten Lichtes vom Hochlichtabschnitt auf der Objektseite bei Benutzung der Polarisationsplatte 15, der Flüssigkristallplatte 37 oder des Polarisationsprismas 21, 31 effektiv gesteuert und daher das Überstrahlen sowie die Lichthofbildung vermieden werden kann.

Auch kann, da ein kleineres Festkörperaufnahmeelement benutzbar ist, indem die Einrichtung zur Vermeidung von Überstrahlung vorgesehen ist, das Stirnteil des Endoskops im Durchmesser kleiner gemacht werden.

Die erste Ausführungsform, in welcher das Subtrahierglied 20 in der Rückkoppiungsschaltung durch einen Vergleicher 17 ersetzt ist, um die Drehung des Analysators 5 und andere Bauteile zu steuern, gehört ebeiifalls zur Erfindung.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Endoskop mit einem Festkörperaufnahmeelement, das in einem Einsatzteil des Endoskops so angeordnet ist, daß eine Lichtempfangsfläche in einem Beobachtungsfenster vorkommt, welches im Einsatzteil des Endoskops gebildet ist, und mit einer Beleuchtungseinrichtung zum Projizieren von Beleuchtungslicht aus einer Lichtquelle auf ein in einem Sichtfeldbereich zu untersuchendes Objekt, das vom Festkörperaufnahmeelement mit einem Lichtführungskabel beobachtet wird, welches sich in das Einsatzteil so erstreckt, daß das Bild des zu photographierenden und vom Beleuchtungslicht bestrahlten Objektes auf der Lichtempfangsfläche des Bildphotoelementes formbar und als ein Fernsehbildsignal aus dem Ausgangsende des Ftstkörperaufnahmeelementes herausführbar ist, gekennzeichnet durch einen Polarisationsfilter (5, 15) mit einem Polarisator (15), der das Licht von der Beleuchtungseinrichtung (10) polarisiert, welche das Objekt beleuchtet, und mit einem Analysator (5), der mit dem Polarisator (15) ein Paar bildet, um das vom Objekt reflektierte Licht zu polarisieren, eine Steuereinrichtung (7), der die Videosignale vom Festkörperaufnahmeelement (4) zugeführt werden und weiche ein Steuersignal für die Änderung der reflektierten Lichtmenge in Abhängigkeit von der Amplitude des Videosignals bildet und eine Drehantriebseinrichtung (6), die den durch die gegenseitigen Polarisationsrichtungen des Polarisators (15) und des Analysators (5) zu bildenden Winkel ändert und den Winkel durch Empfangen des Steuersignals steuert.

2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polarisationsfilter (5, 15) das Beleuchtungslicht von der Lichteinrichtung (z. B. 13,9, 14) linear auf das Objekt durch den Polarisator (15) abstrahlt und ein Halbprisma (2t,31) vorgesehen ist, um das reflektierte Licht vom Objekt unter einem rechten Winkel abzulenken und es in das Festkörperaufnahmeelement (4) durch den Analysator (5) einzugeben.

3. Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebseinrichtung (6) die Polarisationsrichtung des Analysators (5) konstant hält und die Polarisationsrichtung des Polarisatorsi 15) steuert.

4. Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebseinrichtung (6) die Polarisationsrichtung des Polarisators (15) konstant hält und die Polarisationsrichtung des Analysators (5) steuert.

5. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator (15) auf der Abstrahlungsstirnseite des Lichtführungskabels (9) vorgesehen ist.

6. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator (15) auf der Lichtquellenseite, d. h. auf der Lichtempfangsstirnseite des Lichtführungskabels (9) vorgesehen ist.

7. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polarisationsfilter (5,15) den durch die gegenseitigen Polarisationsrichtungen des Polarisators (15) gebildeten Winkel fixiert und dabei den Analysator (5) auf 90° einstellt.

8. Endoskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch einen Polarisationsfilter (5,

15) mit einem Polarisator (15), der das Licht von der Lichteinrichtung (z. B. 13,9,14) polarisiert, und mit einem Analysator (5), der mit dem Polarisator (15) ein Paar bildet, um das vom Objekt reflektierte Licht zu polarisieren, eine Flüssigkristallplatte (37), die zwischen dem Polarisator (15) und dem Analysator (5) angeordnet ist, und durch eine Steuereinrichtung (7), der das Videosignal vom Festkörperaufnahmeeleraent (4) zugeführt wird und die ein Steuersignal

ίο für die Änderung der vorn Objekt reflektierten Lichtmenge in Abhängigkeit von der Amplitude des Videosignals bildet und die die optische Drehung steuert, indem das Steuersignal an Elektroden der Flüssigkristallplatte (37) angelegt wird.

9. Endoskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallplatte (37) das reflektierte Licht vom Objekt steuert

10. Endoskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristailplatte (37) das Beleuchtungslicht von der Lichteinrichtung (z. B. 13,9, 14) steuert

11. Endoskop nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator (15) und die Flüssigkristallplatte (37) auf der Abstrahlungsstirnseite des Lichtführungskabels (9) vorgesehen sind.

12. Endoskop nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator (15) und die Flüssigkristallplatte (37) auf der Lichtquellenseile, d. h. auf der Lichtempfangsseite des Lichtführungskabeis (9), angeordnet sind.