DE3435598A1

DE3435598A1 - Endoskopanordnung

Info

Publication number: DE3435598A1
Application number: DE19843435598
Authority: DE
Inventors: Hiroyoshi Hachioji Tokio/Tokyo Fujimori; Tatsuo Musashino Tokio/Tokyo Nagasaki
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1985-05-02
Also published as: US4653478A; US4821116A; DE3435598C2

Description

OLYMPUS OPTICAL CO., LTD., Tokio, Japan

Endo skopanordnung

Die Erfindung "betrifft eine Endoskopanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Endoskopanordnung mit einem Festkörperaufnahmeelement der Art eines Zeilenübertragungselements, welches für eine Miniaturisierung geeignet ist.

In letzter Zeit sind verschiedene Endoskoparten, die ein Festkörperaufnahmeelement wie ein Ladungsverschiebelement als Bildaufnahmevorrichtung verwenden, vorgeschlagen worden.

Endoskope mit derartigen Festkörperaufnahmeelementen haben die Vorteile, daß es möglich ist, eine Verschlechterung der Bildqualität durch das Brechen von Lichtleitfasern in einem Endoskop, welches ein Lichtleitfaserbündel als Lichtleiter verwendet, zu verhindern und eine einfache Bildwiedergabe zu erzielen. Es wird erwartet, daß derartige Endoskope in Zukunft vermehrt eingesetzt werden, weil weitere Miniaturisierung und Verbesserung des Auflösungsvermögens mit den Fortschritten der integrierten Technologie erwartet ^rerden können.

Als Festkörperaufnahmeelement wird das Ladungsverschiebeelement (CCD), welches zwei Funktionen, die photoelektrische Umsetzung und die Bildabtastung,einschließt, weitverbreitet benutzt. Dabei liegt eine grobe Unterteilung des CCD in Bildübertragungselemente, Zeilenübertragungselemente und Vertikal-Zwischenzeilenelemente vor.

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In dem CCD der Art eines Zeilenübertragungselements wird in einem lichtempfindlichen Teil während einer Teilbildperiode eine photoelektrische Konversion und Ansammlung bzw. Speicherring ausgeführt, und auf diese Weise gespeicherte Ladungen werden parallel in einen Speicherbereich eingeordnet und übertragen, in dem sie für. die kurze Zeit einer Vertikalaustastperiode angesammelt werden. Die in dem Speicherbereich abgeschirmten einer Abtastzeile entsprechenden Ladungen werden durch ein standardisiertes Abtastverfahren durch ein Horizontalregister während einer Horizontalabtastperiode übertragen, und die Signale werden aufeinanderfolgend ausgelesen.

Das CCD nach Art des Zeilenübertragungselements weist ein Register zur Vertikalausgabe auf und liest die Signale aus, indem die übertragenen Signale zeilenweise umgeschaltet werden.

In dem CCD nach Art eines Vertikal-Zwischenzeilenelements sind ein lichtempfindliches Teil und ein Übertragungsbereich gepaart und auf einer Geraden in longitudinaler Richtung angeordnet.

Das CCD nach Art eines Zeilenübertragungselements ist im Vergleich zu den anderen CCD-Typen kleiner ausgeführt, es hat jedoch den Nachteil, daß beim Übertragen der Ladungen zum Auslesen der Signale einfallendes Licht empfangen wird und ein Ladungssignal von einem anderen Bildelement überlagert ist und so ein Nachzieheffekt bzw. eine Bildverschmierung (das Bild wird unscharf) auftritt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Endoskopanordnung anzugeben, die ein Festkörperaufnahmeelement nach Art eines Zeilenübertragungselements verwendet und dabei die Bildverschmierung verhindert

und ein deutliches Bild liefert.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gegeben.

Dabei besitzt die erfindungsgemäße Endoskopanordnung den Vorteil, daß sie ein Endoskop mit einem Endteil, welches mit einem kleinen Durchmesser hergestellbar ist, aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Endoskopanordnung ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß ein Endoskop geschaffen ist, welches durch die Miniaturisierung auch in schmalen Körperhöhlen verwendet werden kann, so daß auf diese Weise der Anwendungsbereich dieses Endoskops erweitert ist.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

F I G . 1 ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel 1 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung,

F I G . 2 eine Ansicht von vorn, die den ungefähren Aufbau eines Festkörperaufnahmeelements der Art eines Zeilenübertragungselements zeigt,

F I G . 3 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einem TorSteuersignal, einer Beleuchtungsperiode und einer Ausleseperiode im ersten Ausführungsbeispiel der FIG. 1 veranschaulicht,

F I G . 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels 2 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung,

o4 Je

F I G . 5 ein Äblaufdiagramm, welches die dynamik sehe Beziehung zwischen einem Torsteuersignal und einem zeilenweisen Steuerausgangssignal für das Ausführungsbeispiel 2 der FIG. 4 zeigt,

F I G . β ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels 3 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung,

F I G . 7 ein Ablauf diagramm, welches .die Arbeitsweise der in der FIG. 6 gezeigten Endoskopanordnung veranschaulicht,
F I G . 8 eine Ansicht von der Seite, die einen vergrößerten Teilbereich eines drehbaren Filters aus der FIG. 6 zeigt,

F I G . 9 eine Ansicht von vorn auf das drehbare Filter aus FIG. 6, die dessen Aufbau zeigt, F I G . 10 bis 12 Ansichten von vorn auf R-, G- und B-Filter d^s drehbaren Filters, die deren Formen zeigen,

FIG . 13 ein Diagramm, welches die Wirkung der in den FIG. 10 bis 12 gezeigten Filterformen während des Betriebs dieser Filter zeigt,

FIG. 14 ein Diagramm, welches die Anstiegsund Abfallkennlinien einer durch die in den FIG. 10 bis 12 gezeigten Filterformen hindurchgelassenen Lichtmenge zeigt,

F I G . 15 eine Ansicht von vorn auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines in der FIG. 6 benutzten drehbaren Filters,

F I G . 16 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels 4 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung, F I G . 17 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels 5 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung,

F I G . 18 eine Ansicht von der Seite, die eine Vergrößerung des Bereichs des drehbaren Filters und der Lichtquellenanordnung aus FIG. 17 zeigt, F I G . 19 eine Ansicht von vorn auf das in der Anordnung aus FIG. 17 benutzte drehbare Filter,

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FIG. 20 ein Ablaufdiagramin, welches die Arbeitsweise der Anordnung aus FIG. 17 veranschaulicht und

F I G . 21 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels 6 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung.

Die FIG. 1 bis 3 betreffen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Wie in der FIG. 1 dargestellt ist, ist eine kontinuierlich aus dem vorderen Ende eines schmalen und biegsamen Einführungsteils eines Endoskops 1 hervorgehende harte Endkomponente 2 an diesem vorderen Ende vorgesehen, wobei das Einführungsteil in Körperhöhlen usw. einführbar ist.

Ein Beobachtungsfenster dieser Komponente oder dieses Endbereichs 2 weist eine Objektivlinse 3 zur Bilderzeugung auf, wobei in einem Brennpunkt dieser Objektivlinse 3 ein Festkörperaufnahmeelement 5 der Art eines Zeilenübertragungselements mit einem Dreifarbmosaikfilter 4 an seinem vorderen Ende vorgesehen ist.

Wie in der FIG. 2 gezeigt ist, ist auf der Empfangsseite des Festkörperaufnahmeelements 5 ein lichtempfindlicher Bereich 6 ausgebildet, der aus zahlreichen in horizontaler Richtung angeordneten Lichtempfangselementen besteht, und dort gespeicherte Signale können übertragen und aus einem Ausgangsregister 7 ausgelesen werden, indem diesem Auslesetaktsignale einer speziellen Phasenbeziehung zugeführt werden. Das gesamte gespeicherte Signal wird durch Umschaltung eines Ubertragungssignals für jede Zeile der Empfangselemente durchgeführt.

Die jeweils zeilenweise umzuschaltenden Übertra-

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gungssignale und die Auslesetaktsignale der speziellen Phasenbeziehung werden von einer Treiberschaltung 10 gebildet, die dabei Taktsignale vom Ausgang eines Oszillators 8 über eine UND-Schaltung 9 berücksichtigt. Wenn das Ausgangssignal der Treiberschaltung 10 zugeführt wird, wird daraufhin ein aus dem Festkörperaufnahmeelement "5 ausgelesenes Signal'mit niedrigem Rauschfaktor in einem Vorverstärker 11 verstärkt, durch eine Signalleitung geführt und in einen Bildspeieher 13 eines Videoprozessors 12 eingeschrieben.

Das in den Bildspeicher 13 eingeschriebene Signal wird aufgespalten und in drei Farbsignale, R, G, B-Signale, umgewandelt, denen in einer Fernsehsignalumsetzungsvorrichtung 14 Horizontal- und Vertikalsignale überlagert werden und anschließend auf einem Farbfernsehmonitor 15 dargestellt. Zum Einschreiben in den Bildspeicher 13 werden diese Signale in digitale Werte A/D-umgewandelt, und nach erfolgtem Auslesen werden sie wiederum durch eine D/A-Umsetzung in analoge Signale umgewandelt.

In das Einführungsteil ist zur Übertragung von Beleuchtungslicht ein Lichtleiter 16 eingeführt, der aus einem biegsamen Bündel aus Lichtleitfasern hergestellt ist, und ein rückwärtiges Ende dieses Lichtleiters 16 ist über einen lösbaren Kontakt mit einer Lichtquellenanordnung 17 verbunden. Das Beleuchtungslicht einer Lichtquelle 18 dieser Lichtquellenanordnung 17 wird durch die konkave Ebene eines Reflektors 19 reflektiert, gebündelt und wird anschließend auf die Endfläche des rückwärtigen Endes des Lichtleiters 16 gestrahlt. Das so ausgestrahlte Licht wird durch den Lichtleiter 16 übertragen und aus dessen in dem vorderen Endbereich 2 befestigten vorderer Endfläche durch eine Zerstreuungslinse 20 in einen Objektbereich gestrahlt, der sich in

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einem solchen Abstand befindet, daß durch die Objektlinse 3 ein Bild auf der Empfangsfläche des Aufnahmeelements abgebildet wird.

Die Beleuchtungsquelle 18 oder die Lichtquelle 18 wird durch einen Strom betrieben, der von einer Lichtiquellensteuervorrichtung 21 zugeführt wird, und die . Stromzufuhr bzw. die Stromversorgung und die Stromunterbrechung der Lichtquellensteuervorrichtung 21 werden durch Torsteuersignale (FIG. 3) gesteuert, die aus einem Torsignalgenerator 22 ausgegeben werden. Hat dieses Torsteuersignal einen hohen Wert, so wird der Lichtquelle 18 Strom zugeführt, und ist der Wert dieses Signals niedrig, so wird die Stromzufuhr unterbrochen.

Dabei kann das Tor Steuer signal z.B. 29 ms den hohen Wert und 4 ms den niedrigen Wert annehmen, ist jedoch nicht auf diese Zeitfolge beschränkt.

Das Torsteuersignal wird weiterhin über eine Invertiererschaltung 23 einem weiteren Eingang der UND-Schaltung oder des UND-Tors 9 zugeführt, und nur dann, wenn der Pegel dieses zugeführten Signals an diesem Eingang hoch ist (d.h. wenn, das Torsteuersignal einen niedrigen Wert hat), wird von dem Oszillator 8 ein Bezugstaktsignal an die Treiberschaltung 10 ausgegeben, d.h. während der in FIG. 3 gezeigten Ausleseperiode. Dabei veranlaßt dep TorSignalgenerator 22 die Lichtquelle 18 zu leuchten und einen Gegenstand zu beleuchten, wenn das Torsteuersignal einen hohen Wert hat, und das Gegenstandsbild wird von dem vom Gegenstand reflektierten Licht auf der Empfangsfläche erzeugt, in Bildelementeinheiten aufgelöst und von den Lichtempfangselementen aufgenommen und in Form von Ladungen angesammelt. Dabei wird so gesteuert, daß das Bezugstaktsignal nicht auf die Treiberschaltung 10 gegeben wird, wohingegen in der Ausleseperiode, bei niedrigem Wert des TorSteuersignals, das UND-Tor 9 geöffnet ist und das Bezugstaktsignal der

Treiberschaltung 10 zugeführt wird, wobei in dieser Periode die Lichtquelle 18 nicht leuchtet, damit kein Licht auf die Lichtempfangselemente fällt.

In dem derart beschaffenen ersten Ausführungsbeispiel wird der Gegenstand während einer Beleuchtungsperiode durch die Anwendung des Torsteuersigrials beleuchtet und das vom Gegenstand reflektierte Licht von den Lichtempfangselementen empfangen und als Ladungen angesammelt, wohingegen während der darauf folgenden Ausleseperiode, während der die angesammelten Ladungen aufeinanderfolgend ausgelesen werden, indem das Ausgangssignal der Treiberschaltung 10 zugeführt wird, die Lichtquelle gelöscht ist, um so zu verhindern, daß einfallendes Licht von den Lichtempfangselementen empfangen wird, so daß in diesem Ausführungsbeispiel die Signale ohne Auftreten von Nachzieheffekten oder Bildverschmierungen ausgelesen werden können.

Die ausgelesenen Signale werden im Vorverstärker verstärkt und in den Bildspeicher 13 des Videoprozessors 12 eingeschrieben bzw. eingelesen, und während der darauffolgenden Beleuchtungsperiode werden sie aufeinanderfolgend hieraus ausgelesen und in einer Abtast- und Halteschaltung der Fernsehsignalumsetzungsvorrichtung in R-, G- und B-Signale aufgespalten, mit den Horizontal- und Vertikalsynchronsignalen überlagert und R-, G-, B-Anschlüssen des Parbfernsehmonitors 15 zugeführt, so daß daraufhin der Gegenstand in Farbe dargestellt wird.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel ermöglicht es, den Durchmesser des Endbereichs 2, der das Festkörperaufnahmeelement 5 aufnehmen soll, klein auszuführen, da in diesem Ausführungsbeispiel ein Festkörperaufnahmeelement 5 der Art eines Zeilenübertragungselements mit einem kleinen Flächenbereich benutzt wird, welcher keinen zusätzlichen Übertragungsbereich aufweist,

um die Ladungen anzusammeln, die durch die den lichtempfindlichen Teil 6 bildenden Lichtempfangselemente empfangen werden. Darüber hinaus wird in diesem Ausführungsbeispiel der Nachzieheffekt verhindert. 5

Die FIG. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel 2, welches ein Festkörperaufnahmeelement 5 der Art.eines Lichtübertragungselements (für schwarz und weiß) benutzt, welches nicht das in dem ersten Ausführungsbeispiel benutzte Dreifarbmosaikfilter 4 aufweist, wobei eine Beleuchtungsvorrichtung aufeinanderfolgend Licht jeder Wellenlänge von drei Farben aussendet.

In dem in der FIG. 4 gezeigten Endoskop 31 sind drei Lichtquellen 33a, 33b und 33c in einer Lichtquellenanordnung 32 vorgesehen. Beleuchtungslicht der Lichtquelle 33a wird reflektiert und gebündelt durch einen ersten Reflektor 34a, und nur rotes Licht wird durch ein entsprechendes rotes Durchlaßfilter 35R hindurchgelassen. Weiterhin wird das rote Licht durch einen halbdurchlässigen Spiegel 36 reflektiert und auf die rückwärtige Endfläche eines Lichtleiters 16 gestrahlt.

Das Beleuchtungslicht der Lichtquelle 33b wird durch einen Reflektor 34b reflektiert und gebündelt, durch ein grünes Durchlaßfilter 35G hindurchgelassen, von einem halbdurchlässigen Spiegel 37 reflektiert und auf die rückwärtige Endfläche des Lichtleiters 16 gestrahlt.
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Weiterhin wird das Beleuchtungslicht der Lichtquelle 33c durch einen Reflektor 34c reflektiert und gebündelt, durch ein blaues Durchlaßfilter 35B Eindurchgelassen, um Licht blauer Wellenlänge herauszufiltern, welches durch die erwähnten halbdurchlässigen Spiegel 37 und 36 auf die rückwärtige Endfläche des Lichtleiters 16 gestrahlt wird.

Die Beleuchtungsquellen 33a, 33b, 33c werden mit einem Lichtquellenstrom vom Ausgang von Rot-, Grün-, und Blau-Lichtquellensteuervorrichtungen 38a, 38b und 38c entsprechend versorgt, und Stromzufuhr und Stromunterbrechung von den Lichtquellensteuervorrichtungen 38a, 38b, 38c werden durch Torsteuersignale von den Ausgängen eines Torsignalgenerators 39 gesteuert, ähnlich der Steuerung des Ausführungsbeispiels 1.

Die Torsteuersignale werden einem Eingang eines UND-Tors 9 oder einer UND-Schaltung 9 über eine NOR-Schaltung 40 mit drei Eingängen zugeführt, und wenn irgendeins der drei Torsteuersignale einen hohen Wert hat, wird das UND-Tor 9 geschlossen. "Wenn die drei Torsteuersignale einen niedrigen Wert haben, wird das Tor 9 geöffnet, um einer Treiberschaltung 10 ein Bezugstaktsignal aus einem Oszillator 8 zuzuführen, so daß Signale ausgelassen werden, wobei in dieser Ausleseperiode die Lichtquellen 33a, 33b und 33c gelöscht sind, so daß kein von einem Gegenstand reflektiertes Licht durch die Lichtempfangselemente des Festkörperauf nähme elements empfangen wird.

Der Torsignalgenerator 39 gibt aufeinanderfolgend von seinen Ausgängen Torsteuersignale 39a, 39b und 39c ab, die jeweils für eine bestimmte Periode einen hohen Wert aufweisen (Beleuchtungsperiode) und daraufhin jeweils für eine bestimmte Periode (Ausleseperiode) auf einem niedrigen Wert gehalten werden, wie es in der FIG. 5 dargestellt ist. Während jeder Periode, in der die Signale 39a, 39b und 39c nacheinander einen hohen Wert aufweisen, wird ein jedes Steuerausgangssignal für die R-, G- und B-Lichtquellen derart ausgegeben (FIG. 5), daß die Lichtquellen 33a, 33b und 33c aufeinanderfolgend eingeschaltet sind und das Beleuchtungslicht aufeinanderfolgend jeweils durch die roten, grünen und blauen Durchlaßfilter 35R, 35G und 35B hindurchgelassen wird,

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um einen Gegenstandsbereich aufeinanderfolgend mit Licht Jeder Wellenlänge von rotem, grünem und blauem Licht zu bestrahlen.

Für ein Bild des Gegenstands, der durch Licht jedes dieser drei Primärfarben R, G, B bestrahlt wurde, wobei das Bild auf der Empfangsfläche des Festkörperaufnahmeelements 5 durch von dem Gegenstand reflektiertes Licht erzeugt ist, werden Signale eines Vollbilds für das Licht jeder Farbe in jeder Ausleseperiode ausgelesen, in einem Vorverstärker 11 verstärkt und daraufhin in Bildspeichern 43R, 43G und 43B eines Videoprozessors 41 über eine Multiplexschaltung 42, die jeweils den Vorverstärker 11 mit diesen Bildspeichern verbindet, eingeschrieben bzw. eingelesen. Nach der Einlesung eines Vollbilds für jede Farbe werden die in den Bildspeichern 43R, 43G und 43B eingelesenen Signale für drei Farben simultan ausgelesen, mit Horizontal- und Vertikalsynchronsignalen in einer Fernseh-Signalumsetzungsvorrichtung 44 überlagert, um so zu R-, G- und B-Farbsignalen umgesetzt zu werden, und werden anschließend in einem Farbfernsehmonitor 15 dargestellt.

Die Multiplexschaltung 42 ist aufeinanderfolgend synchron mit der Ausleseperiode immer dann umschaltbar, wenn die Torsteuersignale 39a, 39b und 39c einen niedrigen Wert aufweisen.

In dem Ausführungsbeispiel 2 der oben beschriebenen Ausführung wird ein Gegenstand aufeinanderfolgend durch Licht jeder Wellenlänge der drei Primärfarben beleuchtet, und ein Bild des Gegenstands wird durch Lichtempfangselemente empfangen und angesammelt. Wenn hierbei die empfangenen Signale ausgelesen werden, ist das Beleuchtungslicht gelöscht, so daß auf diese Weise ermöglicht wird, den Nachzieheffekt zu verhindern.

Wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels 1 kann auch in dem Ausführungsbeispiel 2 ein Festkörperaufnahmeelement 5 der Art eines Zeilenübertragungselements mit einem kleinen Flächenbereich benutzt werden, so daß der Endbereich 2 des Endoskops mit kleinem Durchmesser ausführbar ist und entsprechend der Schmerz beim Einführen des Einführungsteils des Endoskops für. den Patienten gemildert ist.

In dem Endoskop 31 des Ausführungsbeispiels 2, in dem eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Dreifarbfolge benutzt wird, kann ferner das Bild bei Ausnutzung sämtlicher Lichtempfangselemente für jede Farbe bei Beleuchtung mit jeder Farbe aufgenommen werden, so daß sich im Vergleich zum Ausführungsbeispiel 1 ein erhöhtes Auflösungsvermögen ergibt.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Lichtquellen 18; 33a, 33b, 33c in den Lichtquellenanordnungen 17 und 32 benutzt, die Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht auf Verwendung derartiger Lichtquellen in Form von Lampen beschränkt, sondern es kann stattdessen z.B. auch eine Leuchtdiode benutzt werden. Wird eine Leuchtdiode benutzt, so kann diese auch auf einer Seite des Endbereichs 2 der Endoskope 1 oder 31 vorgesehen werden, so daß ein Lichtleiter nicht in jedem Fall erforderlich ist. Ebenso können z.B. Miniaturlichtquellen in den Endbereich 2 aufgenommen werden. Dabei wird die Lichtquelle jeweils durch die Torsteuersignale derart gesteuert, daß sie in der Signalausleseperiode gelöscht ist.

Bei Benutzung von Leuchtdioden, die aufeinanderfolgend eingeschaltet werden, um nacheinander Licht der drei Primärfarbeh auszusenden, sind die in dem Ausführungsbeispiel 2 benutzten Farbfilter 35R, 35G und 35B

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nicht in jedem Fall notwendig.

In den obigen Ausführungsbeispielen werden die R-, G- und B-Farbsignale aus Videoprozessoren 12 und 41 ausgegeben, sie können jedoch auch als NTSC-Signale oder andere Farbfernsehsignale ausgegeben werden. Außerdem ist es möglich, die R-, G- und B-Farbsignale nacheinander in einer Bildeinheit darzustellen und sie als Farbbilder zu beobachten, indem man das zurückbleibende Bild benutzt.

Das Dreifarbfilter des Ausführungsbeispiels 1 ist nicht auf ein Farbmosaikfilter begrenzt, sondern es können stattdessen z.B. drei in Streifen angeordnete Primärfarbfilter verwendet werden.

In den obigen Ausführungsbeispielen sind die Lichtquellen 18; 33a, 33b und 33c während der Signalausleseperiode gelöscht, so daß während dieser Periode von den Lichtempfangselementen keinerlei Licht empfangen wird. Es können jedoch stattdessen auch z.B. Flüssigkristallfilter zwischen der rückwärtigen Endfläche des Lichtleiters 16 und einer Lichtquelle, wie die Lichtquelle 18; 33a, 33b und 33c vorgesehen werden, indem die Spannungszuführung für dae Flüssigkristallfilter gesteuert wird.

Dabei ist die Anordnung des Flüssigkristallfilters nicht auf die Position in der Lichtquellenanordnung 19 oder 32 beschränkt, sondern es kann dieselbe Funktion auch erzielt werden, indem das Filter z.B. zwischen der Zerstreuungslinse 20 und der vorderen Endfläche des Lichtleiters 16 (oder einer Leuchtdiode als Lichtquelle) in Blendenlage der Zerstreuungslinse 20 angeordnet wird. 35

Außerdem kann das Flüssigkristallfilter vor der

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Aufnahmefläche des Festkörperauf nähmeelements oder im Beleuchtungsbereich der Objektivlinse 3 angeordnet werden. Die Steuerung kann dann so durchgeführt werden, daß kein Licht von den Empfangselementen während der Ausleseperiode empfangen wird, obwohl die Beleuchtung in Betrieb ist. Es ist dabei stets wichtig, daß keinerlei Licht von den Lichtempfangselementen des lichtempfindlichen Bereichs 6 des Festkörperaufnahmeelements der Art eines Zeilenübertragungselements während der Ausleseperiode empfangen wird.

FIG. 6 zeigt ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels 3 und FIG. 7 ein Ablaufdiagramm zur Erklärung des Funktionsablaufs in diesem Ausführungsbeispiel.

Das Bezugszeichen 51 der FIG. 6 bezeichnet die Endkomponente oder den Endbereich eines Einführungsteils eines Endoskops, an dessen Ende eine Objektiv- linse 52 und eine Beleuchtungslinse 53 parallel zueinander angeordnet sind. Hinter der Objektivlinse 52 ist ein Festkörperaufnahmeelement der Art eines Zeilenübertragungselements 54 vorgesehen, und ein aufgenommenes optisches Bild wird durch eine Treiberschaltung 55 in Videosignale umgesetzt, und die Videosignale V werden über einen Vorverstärker 56 auf eine nachfolgende Schaltung gegeben. Hinter der Beleuchtungslinse 52 ist ein aus Lichtleitfasern aufgebauter Lichtleiter vorgesehen, auf dessen rückwärtige Endfläche Beleuchtungslicht durch ein drehbares Filter 58 gestrahlt wird. Das Beleuchtungslicht einer Lichtquellenlampe oder Lichtquelle 59 wird durch eine Linse 60 auf das drehbare Filter 58 gestrahlt. Das abgestrahlte Licht wird über R-, G- und B-Filter, die abwechselnd, mit einem geeigneten abgeschirmten Bereich zueinander beabstandet, in dem drehbaren Filter 58 angeordnet sind, auf die Endfläche des Lichtleiters 57 gegeben. Um den

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äußeren Umfang des drehbaren Filters 58 sind ein Ausleseimpulsdetektor 61 und ein Anfangsimpulsdetektor befestigt, und das drehbare Filter 58 dreht sich um eine Drehachse mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit. Die Drehachse ist über ein Übertragungssystem 63 mit einem Motor 64 verbunden, und ein Signal eines Rotationsdetektors 65, der im Motor vorgesehen ist, steuert eine Motorantriebsvorrichtung 66, damit die Drehgeschwindigkeit des Motors 64 konstant ist. Weiterhin wird das Videosignal V aus dem Vorverstärker 56 in einem Verstärker 67 verstärkt und wird auf eine MuItiplexschaltung 68 gegeben. Die Multiplexschaltung 68 besteht aus drei Schaltern SW1, SW2 und SW3, die jeweils zu R-, G- und B-Signaleingängen führen. Diese Schalter werden aufeinanderfolgend durch Torschaltsignale SG₁, SG₂ und SG-* aus einem Torsignalgenerator für die Multiplexschaltung in einem besonderen Bildzyklus umgeschaltet. Die so geführten Signale werden in R-, G- und B-Bildspeichern 70, 71 und 72 gespeichert und angesammelt und anschließend über R-, G- und B-Signalleitungen in einem Farbfernsehmonitor 73 dargestellt. Der Ausleseimpulsdetektor 61 hat die Funktion, jeweils die Endlage der in dem drehbaren Filter 58 vorgesehenen R-, G- und B-Filter in Drehrichtung festzustellen. Ein so festgestellter Impuls (Ausleseimpuls) Pr und ein Signal eines Oszillators 74 werden von einem Auslesetorsignalgenerator 75 benutzt, um ein Auslesetorsignal Gr zu erzeugen. Das Auslesetorsignal Gr veranlaßt, daß die in dem Festkörperaufnahmeelement 54 angesammelten Videosignale ausgelesen werden und zwar in einer Periode während das R-, G- und B-Licht nicht abgestrahlt wird. Das Auslesetorsignal wird zusammen mit dem Signal des Oszillators 74 auf eine UND-Schaltung 76 gegeben, um ein Auslesetaktsignal CKr zu erzeugen und um damit die Treiberschaltung 55 anzusteuern und um die in dem Festkörperaufnahmeelement 54 angesam-

melten Ladungen in das Videosignal V jeweils für R, G und B umzusetzen. Außerdem wird das Auslesetorsignal Gr zusammen mit dem festgestellten Impuls (Anfangsimpuls) Ps des Anfangsimpulsdetektors 62 (der eine Drehung des drehbaren Filters 58 feststellt), auf den Torsignalgenerator 69 für die Multiplexschaltung gegeben, damit dieser die Torschaltsignale SG^, SGp und SG* erzeugt, um die Multiplexschaltung 68 umzuschalten und so die R-, G- und B-Videosignale auf die Bildspeicher 70, 71 und 72 zu geben.

Wie an Hand der FIG. 7 zu sehen ist, wird immer dann, wenn das drehbare Filter 58 eine Drehung ausführt, ein Anfangsimpuls Ps ausgegeben und auf den Torsignalgenerator 69 für die Multiplexschaltung gegeben, und drei Ausleseimpulse Pr, die den R-, G- und B-Filtern entsprechen, werden auf den Auslesetorsignalgenerator 75 gegeben. Der Auslesetorsignalgenerator erzeugt das Auslesetorsignal Gr einer Länge, die der Zeitperiode entspricht, in der das R-, G- und B-Licht nicht abgestrahlt wird, und zwar in demselben Zyklus wie der Ausleseimpuls Pr, indem er Signale aus dem Oszillator 74 benutzt. Auf der Grundlage der Periode des Auslesetorsignals Gr werden das Auslesetaktsignal CKr und die Tor schalt signale SG^, SG₂ und SG-* erzeugt, und die R-, G- und B-Signale, die für die Farbdarstellung notwendig sind, werden auf diese Weise erhalten. In der Darstellung des Auslesetorsignals Gr entsprechen die schraffiert gezeichneten Teile den Ausleseperioden für die R-, G- und B-Videosignale und die Perioden, in denen das Signal Gr einen niedrigen Wert hat, den Perioden, in denen jeweils R-, G- und B-Licht abgestrahlt wird und entsprechende R-, G- und B-Signalladungen in dem Festkörperaufnahmeelement 54 angesammelt werden. Daher entsprechen die Torschaltsignale SG-j, SG₂ und SG* für die R-, G- und B-Bildspei-

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cher 70, 71 und 72 den Torsignalen für die R-, G- und B-Videosignalausleseperioden.

Die EIG. 8 stellt eine vergrößerte seitliche Ansicht des drehbaren Filters 58 dar, und die FIG. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das drehbare Filter

Wie in diesen Figuren zu sehen ist, weist das drehbare Filter 58 z.B. drei in einem bestimmten Abstandsintervall auf einer lichtabschirmenden Scheibe angeordnete durchlässige Fenster auf, die mit R-, G- ©der B-Filtern 58R, 58G und 58B versehen sind. Die durchlässigen Fenster sind längs einer Drehrichtung m ausgebildet und an ihren beiden Enden konkav geformt. Auf dem Umfang der lichtabschirmenden Scheibe sind an Stellen (an den Endlagen der Filter bei Rotation), die den R-, G- und B-Filtern 58R, 58G und 58B entsprechen, Öffnungen a, b und c auf einem Kreisumfang vorgesehen, und um bei Drehung diese Öffnungen a, b und c festzustellen bzw. zu erfassen, ist ein photoelektrischer Unterbrecher 61 zum Feststellen und Erzeugen des Ausleseimpulses an dem äußeren Umfang des drehbaren Filters 58 befestigt. Weiter außen auf dem Umfang als die Öffnungen a, b und c ist eine öffnung d ausgebildet, und zur Erfassung einer Drehung des drehbaren Filters 58 durch Feststellen der Öffnung d ist ein weiterer photoelektrischer Unterbrecher 62 zum Feststellen und Erzeugen des Anfangsimpulses an dem äußeren Umfang befestigt. Die photoelektrischen Unterbrecher 61 und 62 (bzw. Ausleseimpulsdetektor und Anfangsimpulsdetektor) können aus Hallelementen oder aus Elementen aus dünnen Magnetschichten hergestellt sein, wobei magnetische Eigenschaften ausgenutzt werden, oder auch aus optoelektronischen Kopplern bestehen.

In der oben beschriebenen und in der FIG. 9 gezeigten Anordnung werden die R-, G- und B-Filter 58R,

58G und 58B und die zwischen diesen liegenden abgeschirmten Flächen aufeinanderfolgend bei der Drehung des drehbaren Filters 58 in Richtung des Pfeils m gegenüber der Endfläche des Lichtleiters 57 bewegt, so daß nach einer bestimmten Abschirmperiode das Licht der Lichtquelle 59 durch die R-, G- und B-Filter in den Lichtleiter 57 gegeben und durch die Beleuchtungslinse 53 auf einen Gegenstand gestrahlt wird. Das vom Gegenstand reflektierte Licht wird durch die Ob^ektlinse 52 von dem Festkörperaufnahmeelement 54 angenommen und in Videosignale umgesetzt. Hierbei wird z.B. während einer Periode Rt-j, wenn die Endfläche des Lichtleiters 57 durch das R-Filter 58R bedeckt ist, R-Licht von dem Festkörperaufnahmeelement 54 aufgenommen und in Form von Videosignalen angesammelt.

Wenn daraufhin eine Abschirmperiode Rt2 beginnt, wird in dieser Periode kein Licht ausgesendet, und die bereits durch das R-Licht in dem Festkörperaufnahmeelement 54 angesammelten Videosignale werden ausgelesen.

Dabei können die Enden der durchlässigen Fenster, die in der abschirmenden Scheibe des drehbaren Filters 58 ausgebildet sind (d.h. die Form der R-, G- und B-Filter), konkav (77) ausgebildet sein, wie in FIG.

gezeigt ist, oder gerade (78), wie in FIG. 11 gezeigt ist oder konvex, wie in FIG. 12 gezeigt ist. Wenn die Farbfilter der unterschiedlichen in den FIG. 10 bis 12 gezeigten Formen in dem drehbaren Filter 58 ausgebildet sind, bedecken die Enden 77, 78 und 79 der Farbfilter, die die Endfläche des Lichtleiters zuerst überstreichen, diese Endfläche wie in (a) der FIG. 13 gezeigt ist, wodurch der Lichtfluß bei Drehung des Filters angegeben wird und zwar für die Anfangsphase der Beleuchtung. Dabei hat von den drei Filter- formen 77, 78 und 79 die in der FIG. 10 gezeigte Filterform 77 den schnellsten Anstieg für die Lichtmenge.

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Wenn sich das Filter 58 weiter dreht, bedecken die Enden der FiIt er formen 77, 78 und 79, wenn die hinteren Enden der Filter die Endfläche des Lichtleiters 57 überstreichen, diese Endfläche wie in (b) der FIG. 13 gezeigt ist, wobei die lichtabschirmende Zeitphase bzw. Abschirmperiode beginnt. In diesem Fall besitzt die Filterform 11 den schnellsten bzw. steilsten Abfall für die Lichtmenge. Wenn die drei in den FIG. 10 bis 12 dargestellten Filterformen 77, 78 und 79 bezüglich der bei Rotation des drehbaren Filters 58 durchgelassenen Lichtmenge verglichen werden, ergibt sich das in der FIG. 14 dargestellte Ergebnis, wobei hieraus entnommen werden

kann, daß sich für die Filterform 77 sowohl eine minimale Anstiegszeit als auch eine minimale Abfallzeit für die Lichtmenge ergibt. Jedoch stimmt in den FIG. 10 bis 12 die Länge t eines Filterbandbereichs in Drehrichtung, der ohne die besondere Form der Enden vorliegt, überein. Um eine möglichst maximale Lichteinfallperiode zu gewährleisten, sind die in dem drehbaren Filter angeordneten R-, G- und B-Filter 58R, 58G, 58B wie in der FIG. 9 angeordnet, und die längste Distanz C kann innerhalb eines Bereichs festgesetzt werden, in dem eine benötigte Ausleseperiode Rt₂ noch sichergestellt ist.

FIG. 15 zeigt eine Ansicht von vorn auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des drehbaren Filters 58. In dem hier gezeigten drehbaren Filter 58 sind die Form und Anordnung der auf der abschirmenden Scheibe ausgebildeten durchlässigen Fenster und die Anordnung der R-, G- und B-Filter 58R, 58G und 58B, die in den durchlässigen Fenstern angeordnet sind, die gleichen wie in dem in der FIG. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel. Der Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel besteht darin, daß variable Abschirmscheiben 80, 81 und 82, die um die Drehachse in Zapfen gelagert sind und den Abschirmbereich (d.h. damit den Durchlaß-

"bereich für Licht) durch Einstellschrauben steuern können, vorgesehen sind, um den Öffnungsbereich für die R-, G- und B-Filter 58R, 58G und 58B einzustellen. Diese variablen Abschirmscheiben 80, 81 und 82 sind an den Enden der Filter 58R, 58G und 58B vorgesehen, die die Endfläche des Lichtleiters zuerst überstreichen, bzw. an den Anfangsendseiten dieser Filter, wobei jedes Filter unabhängig eingestellt ist. Die Form der Filter 58R, 58G und 58B stimmt mit der in der FIG. 10 gezeigten Form überein, auch wenn die Filter durch die variablen Abschirmscheiben 80, 81 und 82 abgeschirmt werden.

FIG, 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel 4. Hierbei stimmt das drehbare Filter mit dem in der FIG. 9 oder in der FIG. 15 gezeigten Filter 58 überein, anstelle des Ausleseimpulsdetektors 61 und des Anfangsimpulsdetektors 62 ist jedoch ein Drehdecoder 83 auf der Drehachse des drehbaren Filters 58 vorgesehen, und das Auslesetorsignal Gr wird von dem Auslesetorsignalgenerator 75 erzeugt, der ein von dem Drehdecoder 83 festgestelltes Signal und den Anfangsimpuls Ps benutzt. Weiterhin werden das festgestellte Signal aus dem Drehdecoder 83 und ein Signal von dem Oszillator 74, das durch eine Dividiervorrichtung 84 dividiert ist, auf einen Phasenkomparator 85 gegeben, der eine Phasendifferenz feststellt, wobei das so festgestellte Signal durch eine Tiefpaßfilterschaltung 86 auf die Motorantriebsvorrichtung 66 rückgekoppelt wird, um so die Geschwindigkeit des Motors 64 auf einen konstanten Wert zu regeln. Der übrige Schaltungsaufbau entspricht dem in der FIG. 6 gezeigten Aufbau.

In den FIG. 9 und 15 ist jedes der R-, G- und B-Filter mit einem geeigneten abgeschirmten Bereich beabstandet auf demselben Kreisumfang des drehbaren Filters 58 angeordnet. Es können jedoch auch mehrere von

jeder dieser Filtersorten durch abgeschirmte Bereiche getrennt auf demselben Kreisumfang angeordnet werden.

FIG. 17 zeigt ein Blockschaltbild eines fünften Ausführungsbeispiels 5, und die FIG. 18 und 19 zeigen eine seitliche Ansicht und eine Ansicht von vorn auf ein in diesem Ausführungsbeispiel verwendetes drehbares Filter.

In der FIG. 17 bezeichnet das Bezugszeichen 91 die Endkomponente oder den Endbereich eines Einführungsteils eines Endoskops mit einer Objektivlinse 92 und einer Beleuchtungslinse 93» die parallel zueinander am Ende dieses Endbereichs vorgesehen sind. Hinter der Objektivlinse 92 ist ein Festkörperaufnahmeelement 94 der Alt eines Zeilenübertragungselements vorgesehen, und das optische Bild eines Gegenstands wird auf dessen Empfangsfläche empfangen und gebildet. Hinter der Beleuchtungslinse 93 ist ein Lichtleiter aus optischen Lichtleiterfasern usw. vorgesehen, und am rückwärtigen Ende des Lichtleiters 95 ein drehbares Filter 96, dessen Drehebene am rückwärtigen Ende des Lichtleiters gegenüberliegt. Hinter dem drehbaren Filter 96 sind eine Sammellinse 97 und eine Stroboskoplampe 98 (z.B. eine Xenon-Stroboslampe) vorgesehen, und durch das drehbare Filter 96 wird das Beleuchtungslicht auf den Lichtleiter 95 gegeben. Die Stroboskoplampe 98 wird wie in der FIG. 18 gezeigt ist mit einem Antriebssignal von einer Stroboskopantriebsvorrichtung 99 angetrieben, die durch Auslesetorsignale Gr betätigt wird,und wird wiederholt in einem bestimmten Zyklus ein- und ausgeschaltet. Das drehbare Filter 96 ist auf seiner Drehebene, wie in der FIG. 19 gezeigt ist, mit R-, G- und B-Farbfiltern 96R, 96g und 96B versehen, die abwechselnd auf einem Kreisumfang angeordnet sind. Bei einer Rotation (in Pfeilrichtung) wird das Beleuchtungslicht nacheinander durch die R-, G und

B-Filter 96R, 96G und 96B hindurchgelassen und auf den Lichtleiter 95 gegeben. Die Drehachse des drehbaren Filters 96 ist über ein Übertragungssystem mit einem Motor 101 verbunden, und der Motor 101 wird mit einer Motorantriebsvorrichtung 102 angetrieben. Weiterhin weist der Motor 101 einen Rotationsdetektor 103 auf,und ein von diesem festgestelltes Signal dient dazu, die Motorantriebsvorrichtung zu regeln, damit die Drehgeschwindigkeit konstantgehalten wird.

Darüber hinaus sind in der Drehebene des drehbaren Filters 96 Öffnungen a, b, c und d ausgebildet, und auf dem Umfang des drehbaren Filters 96 sind ein Anfangsimpulsdetektor 104 und ein Ausleseimpulsdetektor 105 vorgesehen. Der Anfangsimpulsdetektor 104 gibt einen Anfangsimpuls Ps aus und zwar für jeweils eine Drehung, indem er die auf demselben Kreisumfang angeordnete Öffnung d erfaßt. Der Ausleseimpulsdetektor 105 gibt für jede Drehung drei Ausleseimpulse Pr aus, indem er die auf demselben Kreisumfang gleichbeabstandet ausgebildeten Öffnungen a, b und c erfaßt. Der Anfangsimpulsdetektor 104 und der Ausleseimpulsdetektor 105 können z.B. aus einem Hallelement oder aus dünnen Magnetscheiben hergestellt sein, wie die photoelektrischen Unterbrecher des dritten Ausführungsbeispiels. Mit der beschriebenen Anordnung beleuchtet durch den Lichtleiter 95 gestrahltes R-, G- und B-Licht, das auch durch die Beleuchtungslinse 93 geführt wird, nacheinander den Gegenstand und daraufhin reflektiertes Licht wird nacheinander durch das Festkörperaufnahmeelement 94 aufgenommen und als elektrische Ladung angesammelt bzw. gespeichert. Die in dem Festkörperaufnahmeelement 94 gespeicherten Ladungen werden für R_f G und B durch eine Treiberschaltung 106, die durch Auslesetaktsignale CKr angesteuert wird, getrennt in elektrische Signale umgewandelt, durch den Vorverstärker 107 verstärkt und

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als R-, G- und B-Videosignale V auf einen nachfolgenden Verstärker 108 gegeben. Die für R, G und B so verstärkten Ausgangsspannungen werden aufeinanderfolgend in einer Multiplexschaltung 109 umgeschaltet, in jeweils folgenden Bildspeichern 110, 111 und 112 gespeichert, aus diesen Bildspeichern ausgelesen, ausgegeben und in einem Farbfernsehmonitor 11.3 dargestellt. Die Multiplexschaltung 109 besteht aus drei Schaltern SW₁, SW₂ und SW₃, die jeweils für die R-, G- und B-Signale vorgesehen sind, und diese Schalter werden durch Torschaltsignale SG₁, SG₂ und SG-* aus dem Torsignalgenerator 114 für die Multiplexschaltung nacheinander umgeschaltet. Das Bezugszeichen 115 bezeichnet einen Oszillator zum Ausgeben von Schwingungssignalen mit einer besonderen Frequenz, und das Signal des Oszillators 115 wird zusammen mit dem Ausleseimpuls Pr vom Ausleseimpulsdetektor 105 auf einen Auslesetorsignalgenerator 116 gegeben, damit dieser ein Auslesetorsignal Gr erzeugt. Das Auslesetorsignal Gr wird zusammen mit dem Signal des Oszillators 115 auf eine UND-Schaltung 117 gegeben, und das Auslesetaktsignal CKr wird auf die Treiberschaltung 106 gegeben. Das Auslesetorsignal Gr wird zusammen mit dem Anfangsimpuls Ps vom Anfangsimpulsdetektor 104 auf den Torsignalgenerator 114 gegeben, um die drei Torschaltsignale SG₁, SG₂ und SG-* zu erzeugen, mit denen die Schalter SW₁, SW₂ und SW^ der Multiplexschaltung 109 umgeschaltet werden.

Im folgenden wird an Hand eines in der FIG. 20 gezeigten Ablaufdiagramms die Funktion der oben beschriebenen Anordnung erklärt.

Wie diese FIG. 20 zeigt, wird jedesmal,wenn das drehbare Filter 96 eine Drehung macht, ein Anfangsimpuls Ps ausgegeben und auf den Torsignalgenerator

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für die Multiplexschaltung gegeben, und drei Ausleseimpulse Pr, die den R-, G- und B-Filtern 96R, 96G und 96b entsprechen, werden ebenfalls ausgegeben und dem Auslesetorsignalgenerator 116 zugeführt. Der Auslesetorsignalgenerator 116 erzeugt das Auslesetorsignal Gr in demselben Zyklus wie der Ausleseimpuls Pr, iadem er die Signale vom Oszillator .11.5 benutzt* In Übereinstimmung mit der Zeitfolge dieses Auslesetorsignals Gr wird die Stroboskopantriebsvorrichtung 99 angetrieben, die Stroboskoplampe 98 ein- oder auszuschalten. Wie in der PIG. 19 gezeigt ist, sind die Öffnungen a, b und c an Stellen angeordnet, die in der Drehrichtung m um eine bestimmte Distanz gegenüber der jeweiligen Endlage der R-, G- und B-Filter 96R, 96g und 96B verschoben sind. Beim Drehablauf des drehbaren Filters 96 ist z.B. im Fall des R-Filters 96R ein Ausschnitt Rt₁ einer speziellen Lage des Filterbereichs bezüglich der Öffnung a der Beleuchtungsperiode durch das R-Licht äquivalent, und während dieser Periode wird die Stroboskoplampe 98 eingeschaltet, das R-Licht wird durch den Lichtleiter 95 gestrahlt, und das reflektierte Licht wird anschließend vom Festkörperaufnahmeelement 94 empfangen. Ein Ausschnitt Rt2 von dieser Öffnung a bis zu einer speziellen Lage des G-Filters 96G entspricht einer Ausleseperiode, und während dieser Periode ist die Stroboskoplampe 98 ausgeschaltet. Die durch das R-Licht hervorgerufenen, in dem Festkörperaufnahme element 94 gespeicherten Ladungen werden ausgelesen und als die Videosignale V ausgegeben. Deshalb entspricht die Ein- und Ausschaltbedienung der Stroboskoplampe 98 den Perioden des in der FIG. 20 gezeigten Auslesetorsignals Gr. In der Darstellung des Torauslesesignals Gr entsprechen die schraffierten Bereiche den Ausleseperioden für die R-, G- und B-Videosignale, und die vorhergehenden Perioden niedrigen

Signalpegels entsprechen den Perioden, in denen die R-, G- und B-Signalladungen, die durch das R-, G- und B-Licht hervorgerufen werden, im dem Festkörperaufnahmeelement 94 angesammelt werden. Auf der Grundlage der Perioden des Auslesetorsignals Gr werden der Auslesetaktimpuls CKr und die Torschaltsignale SG₁, SG₂ und SG-z erzeugt und so -die R-, -G- und BTSignale, die für die Farbdarstellung notwendig sind, erhalten. Daher entsprechen die Torschaltsignale SG₁, SG₂ und SG^ zum Umschalten der R-, G- und B-Bildspeicher 110, 111 und 112 den Torsignalen, die die Ausleseperioden für die R-, G- und B-Video signale bestimmen. Entsprechend werden, wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, die Ansammlung der Signale in dem Festkörperaufnahmeelement der Art eines Zeilenübertragungselements und die Auslesung der Signale aus diesem Element synchron mit dem Ein- und Ausschalten der Lichtquelle für die Stroboskoplampe 98 ausgeführt, so daß das einfallende Licht nur in der Übertragungsperiode der Signalladungen empfangen wird und so der Nachzieheffekt bzw. die Bildverschmierung verhindert ist.

FIG. 21 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel 6 der Erfindung. Der Aufbau des drehbaren Filters 96 entspricht dabei dem in der FIG. 19 gezeigten Aufbau, aber anstelle des Anfangsimpulsdetektors 104 und des Ausleseimpulsdetektors 105 aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist auf der Drehachse des drehbaren Filters 96 ein Drehdecoder 118 vorgesehen, und das Auslesetorsignal Gr wird durch den Auslesetorsignalgenerator 116 erzeugt, indem dieser ein von diesem Drehdecoder 118 festgestelltes Signal und den Anfangsimpuls Ps benutzt. Das von dem Drehdecoder 118 festgestellte Signal und das Signal des Oszillators 115, welches durch eine Dividiervorrichtung 119 dividiert ist, werden einem Phasenkomparator 120 zugeführt, damit dieser eine Phasendifferenz feststellt. Das so festge-

stellte Signal wird auf die Motorantriebsvorrichtung 102 über eine Tiefpaßschaltung 121 zurückgekoppelt, um die Drehgeschwindigkeit des Motors 101 auf einen konstanten Wert zu regeln. Der übrige Schaltungsaufbau entspricht dabei vollständig dem in der FIG. 17 gezeigten Aufbau.

In der FIG. 19 ist jedes der R-, G- und B-Farbfilter 96R, 96g und 96B auf demselben Kreisumfang des drehbaren Filters 96 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Farbfiltersätze auf demselben Kreisumfang anzuordnen. Wenn jedoch mehrere Filtersätze angeordnet werden, ist es nötig, die Länge eines jeden Filters auf dem Kreisumfang langer als den Bereich Rt^ zu machen, der notwendig ist, um die Videosignale in dem Festkörperaufnahmeelement anzusammeln, so daß ein so vorhandener zusätzlicher Teilbereich ausschließlich als Videosignalausleseperiode Rt2 ausgenutzt werden kann. Obwohl in der FIG. 19 die R-, G- und B-Farbfilter 96R, 96G und 96B in Form eines Bandes und aneinandergrenzend auf demselben Kreisumfang angeordnet sind, ist es dennoch möglich, für einen Teilbereich, der der Videosignal-Ausleseperiode Rt₂ entspricht, jeweils einen entsprechenden Bereich auf einer Abschirmscheibe vorzusehen, so daß jeweils zwischen den Farbfiltern ein abgeschirmter Bereich vorgesehen ist. Die Anordnung bzw. Form der Farbfilter ist daher nicht auf die bandförmige Anordnung bzw. Form beschränkt.

Ohne von der Erfindungsidee und vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, sind, wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele denkbar.

Ja/Gu

Claims

10805

Reichel u. Reicnöl . . -· _:

Parksirctße 13 - : - : . 60C0 Frankfurt a. M. 1 3435598

OLYMPUS OPTICAL CO., LTD., Tokio, Japan

Patentansprüche

Endoskopanordnung, in der ein optisches Bild eines durch eine Lichtquelle beleuchteten Gegenstands mit einem Festkörperaufnahmeelement der Art eines Zeilenübertragungselements aufgenommen wird, welches in einem Endbereich eines Endoskops vorgesehen ist, und in elektrische Signale umgesetzt wird, die anschließend ausgelesen werden und auf einem Bildschirm dargestellt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß darin eine Steuervorrichtung (18, 21, 22; 33a, 33b, 33c; 38a, 38b, 38c, 39; 58, 59, 75; 96, 98, 116) vorgesehen ist zum Steuern des durch das Festkörperaufnahmeelement (5; 54; 94) aufgenommenen Lichts und daß Signalladungen, die während einer Lichteinfallperiode in dem Festkörperaufnahmeelement angesammelt werden, während einer Nicht-Einfallperiode ausgelesen werden und das Bild des Gegenstands auf der Grundlage von so ausgelesenen elektrischen Signalen dargestellt wird.

2. Endoskopanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Farbmosaikfilter (4) oder ein Streifenfilter auf der Empfangsebene des Festkörperaufnahmeelements (5) vorgesehen ist, und daß die Aufnahme eines Farbbilds unter einer Beleuchtung mit Dreifarblicht oder mit Weißlicht erzielt wird.

3. Endoskopanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß darin vorgesehene Vorrichtungen zur Bildaufnahme es ermöglichen, daß die Aufnahme des Farbbilds unter einer aufeinanderfolgenden Beleuchtung für jedes Teilbild erzielt wird, indem Licht jeder Wellenlänge von drei Primärfarben benutzt wird.

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^r -2-

A. Endoskopanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung für das Licht eine Beleuchtungsquelle (18; 33a, 33b, 33c) aufweist, deren ein- und ausgeschalteter Zustand in einem bestimmten Zyklus gesteuert wird und es ermöglicht, die Aufnahme des Farbbildes unter der Beleuchtung mit Dreifarblicht, mit Weißlicht oder unter der aufeinanderfolgenden Beleuchtung mit drei Primärfarben zu erzielen.

5. Endoskopanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung für das Licht einen Flüssigkristallfilter aufweist, dessen Durchlaß- und Abschirmfunktion in einem bestimmten Zyklus gesteuert wird und es ermöglicht, die Aufnahme des Farbbilds unter einer Beleuchtung mit Dreifarblicht, mit Weißlicht oder unter der aufeinanderfolgenden Beleuchtung mit drei Primärfarben zu erzielen.

6. Endoskopanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung für das Licht ein drehbares Filter (58) aufweist, in dem Durchlaßbereiche (58R, 58G, 58b) für rotes, grünes und blaues Licht und Abschirmbereiche auf demselben Kreisumfang abwechselnd angeordnet sind und den Gegenstand aufeinanderfolgend beleuchtet, indem sie Licht jeder Farbe von drei Primärfarben aus einer Weißlichtquelle gewinnt.

7. Endoskopanordnung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem drehbaren Filter (58) angeordneten Durchlaßbereiche (58R, 58G, 58B) für rotes, grünes und blaues Licht an beiden Enden konkav ausgebildet sind zur Minimisierung einer Anstiegs- und Abfallzeit einer durchgelassenen Lichtmenge.

' * " ο / ¹^ γ ρ η η

ο H O O J 3 Ö r -3-

8. Endoskopanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dad u r ch gekennzeichnet, daß die Abschirmbereiche des drehbaren Filters (58) variabel ausgebildete Abschirmbereiche (80, 81, 82) sind und daß die Durchlaßbereiche (58R, 58G, 58B) für rotes, grünes und blaues Licht einstellbar sind.

9. Endoskopanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung für das Licht eine Stroboskoplichtquelle (98) aufweist, die in einem bestimmten Zyklus ein- und ausgeschaltet wird und ein drehbares, vor dieser Lichtquelle angeordnetes Filter (96), in dem Durchlaßbereiche (96R, 96G, 96B) für rotes, grünes und blaues Licht auf demselben Kreisumfang angeordnet sind, und den Gegenstand aufeinanderfolgend mit Licht jeder Farbe von drei Primärfarben beleuchtet.

10. Endoskopanordnung nach den Ansprüchen 6,7,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Filter (58, 96) eine Vorrichtung aufweisen zum Feststellen einer Filterdrehung (62; 104) und eine weitere Vorrichtung zum Feststellen von Abschirmperioden (61; 105), die dem Licht roter, grüner und blauer Farbe entsprechen, und daß von diesen Vorrichtungen (61, 62; 104, 105) festgestellte Signale ( Ps, Pr) benutzt werden zum Auslesen der angesammelten roten, grünen und blauen Ladungen von dem Festkörperaufnahmeelement (54; 94), wobei die Aufnahme des Farbbildes erzielt wird.

11. Endoskopanordnung nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Filter (58; 96) einen Drehdecoder (83; 118) aufweisen und daß von diesem Drehdecoder festgestellte Signale benutzt werden zum Auslesen der angesammelten roten, grünen und blauen Ladungen von dem Festkörperaufnahmeelement (54; 94), wobei die Aufnahme des Farbbilds erzielt wird.