DE3435598C2

DE3435598C2 - Endoskopanordnung

Info

Publication number: DE3435598C2
Application number: DE3435598A
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: 1986-06-19
Also published as: DE3435598A1; US4653478A; US4821116A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Endoskopanordnung, in der ein optisches Bild eines durch eine Lichtquelle beleuchteten Gegenstands mit einem Festkörperaufnahmeelement der Art eines Zeilenübertragungselements aufgenommen wird, die eine Vorrichtung zum Steuern des einfallenden Lichts auf die Empfangsebene des Festkörperaufnahmeelements aufweist und die das optische Bild des Gegenstands während einer Lichteinfallperiode ansammelt bzw. speichert und auf diese Weise gespeicherte Signalladungen während einer Nicht-Einfallperiode ausliest. Die Vorrichtung zum Steuern des einfallenden Lichts sieht als Verfahren zum Steuern vor, einen Antriebsstrom für die Lichtquelle ein- und auszuschalten, einen Antriebsstrom für ein Flüssigkristallfilter, welches in der Lichtübertragungslinie der Anordnung vorgesehen ist, ein- und auszuschalten, ein drehbares Filter mit Abschirmbereichen vor der Lichtquelle vorzusehen oder eine Stroboskoplichtquelle zu benutzen. Weiterhin wird eine Kombination von R-, G- und B-Farbfiltern für eine Darstellung in Farbe benutzt.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Endoskopanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

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

Endoskope mit derartigen Festkörperaufnahmeelementen haben die Vorteile, daß es möglich ist, eine Verschlechterung der Biidqualität 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 werden 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 Bildübertragungselemenle, Zeilenübertragungselemente und Vertikal-Zwischenzeilenelemente vor.

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

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durch ein Horizontalregister während einer Horizontal- den F i g. 10 bis 12 gezeigten Filterformen während des

abtastperiode übertragen, und die Signale werden auf- Betriebs dieser Filter zeigt

einanderfolgend ausgelesen. F i g. 14 ein Diagramm, welches die Anstiegs- und Ab-

Das CCD nach Art des Zeilenübertragungselements fallkennlinien einer durch die in den Fig. 10 bis 12 geweist ein Register zur Vertikalausgabe auf und liest die 5 zeigten- Filterformen hindurchgelassenen Lichtmenge Signale aus, indem die übertragenen Signale zeilenweise zeigt,

umgeschaltet werden. Fi g. 15 eine Ansicht von vorn auf ein weiteres Ausin dem CCD nach Art eines Vertikal-Zwischenzeilen- führungsbeispiel eines in der F i g. 6 benutzten drehbaelements sind ein lichtempfindliches Teil und ein Über- ren Filters,

tragungsbereich gepaart und auf einer Geraden Ln lon- io Fig. 16 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei-

gitudinale,- Richtung angeordnet spiels 4 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung,

Das CCD nach Art eines Zeilenübertragungsele- Fig. 17 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeiments ist im Vergleich zu den anderen CCD-Typen klei- spiels 5 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung, ner ausgeführt, es hat jedoch den Nachteil, daß beim F i g. 18 eine Ansicht von der Seite, die eine Vergröße-Übertragen der Ladungen zum Auslesen der Signale 15 rung des Bereichs des drehbaren Filters und der Lichteinfallendes Licht empfangen wird und ein Ladungssi- quellenanordnungausFig. 17 zeigt,
gnal von einem anderen Bildelement überlagert ist und F i g. 19 eine Ansicht von vorn auf das in der Anordso ein Nachzieheffekt bzw. eine Bildverschmierung (das nung aus F i g. 17 benutzte drehbare Filter,
Bild wird unscharf) auftritt F i g. 20 ein Ablaufdiagramm, welches die Arbeitswei-

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Endo- 20 se der Anordnung aus F i g. 17 veranschaulicht, und

skopanordnung anzugeben, die ein Festkörperaufnah- Fig.21 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei-

meelement nach Art eines Zeilenübertragungselements spiels 6 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung.

verwendet und dabei die Bildverschmierung verhindert Die F i g. 1 bis 3 betreffen ein erstes Ausführungsbei-

und ein deutliches Bild liefert spiel der Erfindung.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des An- 25 Wie in der F i g. 1 dargestellt ist ist eine kontinuierlich

Spruchs 1 gelöst aus dem vorderen Ende eines schmalen und biegsamen

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Einführungsteils eines Endoskops 1 hervorgehende har-

Unteransprüchen gegeben. te Endkomponente 2 an diesem vorderen Ende vorgese-

Dabei besitzt die erfindungsgemäße Endoskopanord- hen, wobei das Einführungsteil in Körperhöhlen usw.

nung den Vorteil, daß sie ein Endoskop mit einem End- 30 einführbar ist

teil, welches mit einem kleinen Durchmesser herstej'bar Ein Beobachtungsfenster dieser Komponente oder

ist, aufweist. - dieses Endbereichs 2 weist eine Objektivlinse 3 zur BiId-

Durch die erfindungsgemäße Endoskopanordnung erzeugung auf, wobei in einem Brennpunkt dieser Obergibt sich weiterhin der Vorteil, daß ein Endoskop ge- jektivlinse 3 ein Festkörperaufnahmeelement 5 der Art schaffen ist, welches durch die Miniaturisierung auch in 35 eines Zeilenübertragungselements mit einem Dreifarbschmalen Körperhöhlen verwendet werden kann, so mosaikfilter 4 an seinem vorderen Ende vorgesehen ist. daß auf diese Weise der Anwendungsbereich dieses En- Wie in der F i g. 2 gezeigt ist, ist auf der Empfangsseidoskops erweitert ist te des Festkörperaufnahmeelements 5 ein lichtempfind-

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeich- Iicher Bereich 6 ausgebildet, der aus zahlreichen in hori-

nungen näher erläutert. Dabei zeigt 40 zontaler Richtung angeordneten Lichtempfangselemen-

F i g. 1 ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbei- ten besteht, und dort gespeicherte Signale können überspiel 1 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung, tragen und aus einem Ausgangsregister 7 ausgelesen

F i g. 2 eine Ansicht von vorn, die den ungefähren werden, indem diesem Auslesetaktsignale einer speziel-

Aufbau eines Festkörperaufnahmeelements der Art ei- len Phasenbeziehung zugeführt werden. Das gesamte

nes Zeilenübertragungselements zeigt, 45 gespeicherte Signal wird durch Umschaltung eines

Fig.3 ein Diagramm, welches die Beziehung zwi- Übertragungssignals für jede Zeile der Empfangsele-

schen einem Torsteuersignal, einer Beleuchtungsperio- mente durchgeführt.

de und einer Ausleseperiode im ersten Ausführungsbei- Die jeweils zeilenweise umzuschaltenden Übertra-

spiel der F i g. 1 veranschaulicht, gungssignale und die Auslesetaktsignale der speziellen

F i g. 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels 50 Phasenbeziehung werden von einer Treiberschaltung 10

2 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung, gebildet, die dabei Taktsignale vom Ausgang eines Os-

F i g. 5 ein Ablaufdiagramm, welches die dynamische zillators 8 über eine UND-Schaltung 9 berücksichtigt.

Beziehung zwischen einem Torsteuersignal und einem Wenn das Ausgangssignal der Treiberschaltung 10 zu-

zeilenweisen Steuerausgangssignal für das Ausfüh- geführt wird, wird daraufhin ein aus dem Festkörperauf-

rungsbeispiel2derFig. 4 zeigt, 55 nahmeelement 5 ausgelesenes Signal mit niedrigem

F i g. 6 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels Rauschfaktor in einem Vorverstärker 11 verstärkt,

3 der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung, durch eine Signalleitung geführt und in einem Bildspei-

F i g. 7 ein Ablaufdiagramm, welches die Arbeitsweise eher 13 eines Videoprozessors 12 eingeschrieben,

der in der F i g. 6 gezeigten Endoskopanordnung veran- Das in den Bildspeicher 13 eingeschriebene Signal

schaulicht, 60 wird aufgespalten und in drei Farbsignal^ R-, G-, B-Si-

Fig.8 eine Ansicht von der Seite, die einen vergrö- gnale, umgewandelt, denen in einer Fernsehsignaium-

ßerten Teilbereich eines drehbaren Filters aus der Setzungsvorrichtung 14 Horizontal- und Vertikalsignale

F i g. 6 zeigt, überlagert werden und anschließend auf einem Farb-

F i g. 9 eine Ansicht von vorn auf das drehbare Filter ferncihmonitor 15 dargestellt. Zum Einschreiben in den

aus F i g. 6, die dessen Aufbau zeigt, 65 Bildspeicher 13 werden diese Signale in digitale Werte

Fig. 10 bis 12 Ansichten von vorn auf R-, G- und A/D umgewandelt, und nach erfolgtem Auslesen wer-

ß-Filter des drehbaren Filters, die deren Formen zeigen, den sie wiederum durch eine D/4-Umsetzung in ana-

F ig. 13 ein Diagramm, welches die Wirkung der in löge 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 vorderen Endfläche durch eine Zerstreuungslinse 20 in einen Objektbereich gestrahlt, der sich in 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 Lichtquellensteuervorrichtung 21 zugeführt wird, und die Stromzufuhr bzw. die Stromversorgung und die Stromunterbrechung der Lichtquellensteuervorrichtung 21 werden durch Torsteuersignale (F i g. 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 Torsteuersignal 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, & h. während der in F i g. 3 gezeigten Ausleseperiode. Dabei veranlaßt der 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 Torsteuersignals beleuchtet und das vom Gegenstand reflektierte Licht von den Lichtempfangselementen empfangen und als Ladungen angesammelt, wohingegen während der darauffolgenden Ausleseperiode, während der die angesammelten Ladungen aufeinanderfolgend ausgelesen werden, indem das Ausgangssignal der Treiberschaltung 10 zugeführt wird, die Lichtquelle gelöscht ist, um so zi< 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 11 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 14 in R-, C- und ß-Signale aufgespalten, mit den Horizontal- und Vertikalsynchronsignalen überlagert und R-, G-, ß-Anschlüssen des Farbfernsehmonitors 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.
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 F i g. 4 gezeigten Endoskop 31 sind drei Lichtquellen 33a, 336 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 35/? 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 336 wird durch einen Reflektor 346 reflektiert und gebündelt, durch ein grünes Durchlaßfilter 35G hindurchgelassen, von einem halbdurchlässigen Spiegel 37 reflektiert und auf die rückwärtige Endfläche des Lichtleiters 16 gestrahlt

Weiterhin wird das Beleuchtungslicht der Lichtquelle 33c durch einen Reflektor 34c reflektiert und gebündelt durch ein blaues Durchlaßfilter 35S hindurchgelassen, 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, 336, 33c werden mit einem Lichtquellenstrom vom Ausgang von Rot-, Grün- und Blau-Lichtquellensteuervorrichtungen 38a, 386 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

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, 336 und 33c gelöscht sind, so daß kein von einem Gegenstand reflektiertes Licht durch die Lichtempfangselemente des Festkörperaufnahmeelements empfangen wird.

Der Torsignalgenerator 39 gibt aufeinanderfolgend von seinen Ausgängen Torsteuersignale 39a, 396 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 F i g. 5 dargestellt ist. Während jeder Periode, in der die Signale 39a, 396 und 39c nacheinander einen hohen Wert aufweisen, wird ein jedes Steuerausgangssignal für die R-. G- und ß-Lichtquellen derart ausgegeben (F i g. 5), daß die Lichtquellen 33a, 336 und 33c aufeinanderfolgend eingeschaltet sind und das Beleuchtungslicht aufeinanderfolgend jeweils durch die roten, grünen und blauen Durchlaßfilter 35/?, 35G und 355 hindurchgelassen wird, 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 43/?, 43G und 43S 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 43/?, 43G und 43B eingelesenen Signale für drei Farben simultan ausgelesen, mit Horizontal- und Vertikalsynchronsignalen in einer Fernsehsignalumsetzungsvorrichtung 44 überlagert, um so zu R-, G- und ß-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, 396 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, 336,33c in den Lichtquellenanordnungen 17 und 32 benutzt, die Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht auf Verwendung derartiger Lichtquellen in Form von Lampen beschränkt, sondern es kann statt dessen 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

ίο 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 Primärfarben auszusenden, sind die in dem Ausführungsbeispiel 2 benutzten Farbfilter 35/?, 35G und 355 nicht in jedem Fall notwendig.

In den obigen Ausführungsbeispielen werden die R-, G- und fl-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 5-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 statt dessen z. B. drei in Streifen angeordnete Primärfarbfilter verwendet werden.

In den obigen Ausführungsbeispielen sind die Lichtquellen 18; 33a, 336 und 33c während der Signalausleseperiode gelöscht, so daß während dieser Periode von den Lichtempfangselementen keinerlei Licht empfangen wird. Es können jedoch statt dessen auch z. B. Flüssigkristallfilter zwischen der rückwärtigen Endfläche des Lichtleiters 16 und einer Lichtquelle, wie die Lichtquelle 18; 33a, 336 und 33c vorgesehen werden, indem die Spannungszuführung für das 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.

Außerdem kann das Flüssigkristallfilter vor der Aufnahmefläche des Festkörperaufnahmeelements 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.

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

Das Bezugszeichen 51 der F i g. 6 bezeichnet die Endkomponente oder den Endbereich eines Einführungsteils eines Endoskops, an dessen Ende eine Objektivlinse 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 57 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 ß-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 äußeren Umfang des drehbaren Filters 58 sind ein Ausleseimpulsdetektor 61 und ein Anfangsimpulsdetektor 62 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 Vaus dem Vorverstärker 56 in einem Verstärker 67 verstärkt und wird auf eine Multiplexschaltung 68 gegeben. Die Multiplexschaltung 68 besteht aus drei Schaltern SWl, SW2 und SW3, die jeweils zu R-, G- und ß-Signaleingängen führen. Diese Schalter werden aufeinanderfolgend durch Torschaltsignale 5Gi, SG2 und SGi aus einem Torsignalgenerator 69 für die Multiplexschaltung in einem besonderen Bildzyklus umgeschaltet. Die so geführten Signale werden in R-, G- und ß-Bildspeichern 70, 71 und 72 gespeichert und angesammelt und anschließend über R-, G- und ß-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 ß-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 Auslesetorsigna! Gr veranlaßt, daß die in dem Festkörperaufnahmeelement 54 angesammelten Videosignale ausgelesen werden, und zwar in einer Peiiode während das R-, G- und ß-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 angesammelten 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 SGi, SG2 und SG3 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 F i g. 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 ß-Filtern entsprechen, werden auf den Auslesctorsignalgenerator 75 gegeben. Der Auslesetorsignalgenerator 75 erzeugt das Auslesetorsignal Gr einer Länge, die der Zeitperiode entspricht, in der das R-, G- und ß-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 Torschaltsignale SGi, SG₂ und SG₂ erzeugt, und die R-, G- und ß-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 ß-Videosignale und die Perioden, in denen das Signal Gr einen niedrigen Wert hat, den Perioden, in denen jeweils R-. G- und ß-Licht abgestrahlt wird und entsprechende R-, G- und ß-Signalladungen in dem Festkörperaufnahmeelement 54 angesammelt werden. Daher entsprechen die Torschaltsignale SGi, SG₂ und SG₃ für die R-, G- und ß-Bildspeicher 70, 71 und 72 den Torsignalen für die R-, G- und B- Videosignalausleseperioden.

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

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- oder ß-Filtern 58/?, 58G und 58ß 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 ß-Filtern 58/?, 58G und 58ß 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 ί/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 F i g. 9 gezeigten Anordnung werden die R-, G- und ß-Filter 58/?, 58G und 58ß 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 Objektlinse 52 von dem Festkörperaufnahmeelement 54 angenommen und in Videosignale umgesetzt Hierbei wird z. B. während einer Periode /?i|, wenn die Endfläche des Lichtleiters 57 durch das /?-Filter 58/? bedeckt ist, /?-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 AMJcht 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 F i g. 10 gezeigt ist, oder gerade (78), wie in F i g. 11 gezeigt ist oder konvex, wie in Fi g. 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 57 zuerst überstreichen, diese Endfläche wie in (a)der F i g. 13 gezeigt ist, wodurch der Lichtfluß bei Drehung des Filters angegeben wird, und zwar für die Anfangsphase der Beleuchtung. Dabei hat von den drei Filterformen 77, 78 und 79 die in der F i g. 10 gezeigte Filterform 77 den schnellsten Anstieg für die Lichtmenge. Wenn sich das Filter 58 weiter dreht, bedecken die Enden der Filterformen 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 77 den schnellsten bzw. steilsten Abfall für die Lichtmenge. Wenn die drei in den F i g. 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 1 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 ß-Fillcr 58/?, 58G, 58ß wie in der F i g. 9 angeordnet, und die längste Distanz / kann innerhalb eines Bereichs festgesetzt werden, in dem eine benötigte Ausleseperiode Rt₂ noch sichergestellt ist.

F i g. 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 ß-Filter 5SR, 58G und 58ß, die in den durchlässigen Fenstern angeordnet sind, die gleichen wie in dem in der F i g. 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 Durchlaßbereich für Licht) durch Einstellschrauben steuern können, vorgesehen sind, um den Öffnungsbereich für die R-, G- und ß-Filter 58/?, 58G und 58ß einzustellen. Diese variablen Abschirmscheiben 80,81 und 82 sind an den Enden der Filter 58/?, 58G und 58ß vorgesehen, die die Endfläche des Lichtleiters zuerst überstreichen, bzw. an den Anfangsendseiten dieser Filter, wobei jedes Filter unabhängig eingestellt ist Die Form der Filter 58/?, 58G und 58ß stimmt mit der in der F i g. 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 F i g. 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 F i g. 6 gezeigten Aufbau.

In den F i g. 9 und 15 ist jedes der R-, G- und ß-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 F i g. 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 Bezugzeichen 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 Art eines Zeilenübertragungselements vorgesehen, und das optische Bild eines Gegenstands wird auf dessen Empfangsfläche empfangen und gebildet. Hinter der Beleuchtungslinse 93 ist ein Lichtleiter 95 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 F i g. 19 gezeigt ist, mit R-, G- und ß-Farbfiltern 96/?, 96G und 96ß versehen, die abwechselnd auf einem Kreisumfang angeordnet sind. Bei einer Rotation (in Pfeilrichtung) wird das Beleuchtungslicht nacheinander durch die R-, G- und ß-Filter 96/?, 96G und 96ß hindurchgelassen und auf den Lichtleiter 95 gegeben. Die Drehachse des drehbaren Filters 96 ist über ein Übertragungssystem 100 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 Öffnun-

13 14

gen a,b,c und d ausgebildet, und auf dem Umfang des Stroboskoplampe 98 ein- oder auszuschalten. Wie in der fj drehbaren Filters % sind ein Anfangsimpulsdetektor Fig. 19 gezeigt ist, sind die Öffnungen a, b und c an 104 und ein Ausleseimpulsdetektor 105 vorgesehen. Der Stellen angeordnet, die in der Drehrichtung m um eine Anfangsimpulsdetektor 104 gibt einen Anfangsimpuls bestimmte Distanz gegenüber der jeweiligen Endlage Ps aus, und zwar für jeweils eine Drehung, indem er die 5 der R-, G- und ß-Filter 96R, 96G und 96ß verschoben auf demselben Kreisumfang angeordnete öffnung d er- sind. Deim Drehiablauf des drehbaren Filters 96 ist z. B. faßt Der Ausleseimpulsdetektor 105 gibt für jede Dre- im FaU des Ä-Filters 96Ä ein Ausschnitt Rt₁ einer spehung drei Ausleseimpulse Pr aus, indem er die auf dem- zielten Lage des Filterbereichs bezüglich der öffnung a selben Kreisumfang gleichbeabstandet ausgebildeten der Beleuchtungsperiode durch das /?-Licht äquivalent, öffnungen a, b und c erfaßt Der Anfangsimpulsdetektor 10 und während dieser Periode wird die Stroboskoplampe 104 und der Ausleseimpulsdetektor 105 können z. B. aus 98 eingeschaltet, das Ä-Licht wird durch den Lichtleiter einem Hallelement oder aus dünnen Magnetscheiben 95 gestrahlt, und das reflektierte Licht wird anschliehergestellt sein, wie die photoelektrischen Unterbre- ßend vom Festkörperaufnahmeelement 94 empfangen, eher des dritten Ausführungsbeispiels. Mit der beschrie- Ein Ausschnitt Rti von dieser Öffnung a bis zu einer benen Anordnung beleuchtet durch den Lichtleiter 95 15 speziellen Lage des G-Filters 96G entspricht einer Ausgestrahltes R-, G- und ß-LJcht das auch durch die Be- leseperiode, und während dieser Periode ist die Stroboleuchtungslinse 93 geführt wird, nacheinander den Ge- skoplampe 98 ausgeschaltet Die durch das Ä-Licht hergenstand und daraufhin reflektiertes Licht wird nachein- vorgerufenen, in dem Festkörperaufnahmeelement 94 ander durch das Festkörperaufnahmeelement 94 aufge- gespeicherten Ladungen werden ausgelesen und als die nommen und als elektrische Ladung angesammelt bzw. 20 Videosignale Vausgegeben. Deshalb entspricht die Eingespeichert Die in dem Festkörperaufnahmeelement 94 und Ausschaltbedienung der Stroboskoplampe 98 den gespeicherten Ladungen werden für R, G und B durch Perioden des in der F i g. 20 gezeigten Auslesetorsignals eine Treiberschaltung 106, die durch Auslesetaktsignale Gr. in der Darstellung des Torauslesesignals Gr ent- CKr angesteuert wird, getrennt in elektrische Signale sprechen die schraffierten Bereiche den Ausleseperioumgewandelt, durch den Vorverstärker 107 verstärkt 25 den für die R-, G- jnd B-Videosignale, und die vorherge- und als R-, G- und B-Videosignale V auf einen nachfol- henden Perioden niedrigen Signalpegels entsprechen genden Verstärker 108 gegeben. Die für R, G und B so den Perioden, in denen die R-, G- und ß-Signalladungen, verstärkten Ausgangsspannungen werden aufeinander- die durch das R-, G- und ß-Licht hervorgerufen werden, folgend in einer Multiplexschaltung 109 umgeschaltet, in in dem Festkörperaufnahmeelement 94 angesammelt jeweils folgenden Bildspeichern 110, 111 und 112 ge- 30 werden. Auf der Grundlage der Perioden des Auslesespeichert, aus diesen Bildspeichern ausgelesen, ausgege- torsignals Gr werden der Auslesetaktimpuls CKr und ben und in einem Farbfernsehmonitor 113 dargestellt. die Torschaltsignale SGi, SG2 und SG3 erzeugt und so Die Multiplexschaltung 109 besteht aus drei Schaltern die R-, G- und ß-Signale, die für die Farbdarstellung SW_U SW₁ und SWi, die jeweils für die R-, G- und S-Si- notwendig sind, erhalten. Daher entsprechen die Torgnale vorgesehen sind, und diese Schalter werden durch 35 schaltsignale SG₁, SG₂ und SG3 zum Umschalten der R-, Torschaltsignale SGi, SG2 und SG3 aus dem Torsignal- G- und ß-Bildspeicher 110,111 und 112 den Torsignalen, generator 114 für die Multiplexschaltung nacheinander die die Ausleseperioden für die R-, G- und ß-Videosiumgeschaltet. Das Bezugszeichen 115 bezeichnet einen gnale bestimmen. Entsprechend werden, wie aus der Oszillator zum Ausgeben von Schwingungssignalen mit obigen Beschreibung hervorgeht, die Ansammlung der einer besonderen Frequenz, und das Signal des Oszilla- 40 Signale in dem Festkörperaufnahmeelement der Art eitors 115 wird zusammen mit dem Ausleseimpuls Pr vom nes Zeilenübertragungselements und die Auslesung der Ausleseimpulsdetektor 105 auf einen Auslesetorsignal- Signale aus diesem Element synchron mit dem Ein- und generator 116 gegeben, damit dieser ein Auslesetorsi- Ausschalten der Lichtquelle für die Stroboskoplampe 98 gnal Gr erzeugt. Das Auslesetorsignal Gr wird zusam- ausgeführt, so daß das einfallende Licht nur in der Übermen mit dem Signal des Oszillators 115 auf eine UND- 45 tragungsperiode der Signalladungen empfangen wird Schaltung 117 gegeben, und das Auslesetaktsignal CKr und so der Nachzieheffekt bzw. die Bildverschmierung wird auf die Treiberschaltung 106 gegeben. Das Ausle- verhindert ist.

setorsignal Gr wird zusammen mit dem Anfangsimpuls F i g. 21 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel 6 der Ps vom Anfangsimpulsdetektor 104 auf den Torsignal- Erfindung. Der Aufbau des drehbaren Filters 96 entgenerator 114 gegeben, um die drei Torschaltsignrle 50 spricht dabei dem in der Fig. 19 gezeigten Aufbau, aber SGi, SG2 und SG3 zu erzeugen, mit denen die Schalter anstelle des Anfangsimpulsdetektors 104 und des Ausle-SWi, SW2 und SWi der Multiplexschaltung 109 umge- seimpulsdetektors 105 aus dem vorhergehenden Ausschaltetwerden, führungsbeispiel ist auf der Drehachse des drehbaren

Im folgenden wird an Hand eines in der Fig.20 ge- Filters 96 ein Drehdecoder 118 vorgesehen, und das

zeigten Ablaufdiagramms die Funktion der oben be- 55 Auslesetorsignal Grwird durch den Auslesetorsignalge-

schriebenen Anordnung erklärt. nerator 116 erzeugt, indem dieser ein von diesem Dreh-

Wie diese Fig.20 zeigt, wird jedesmal, wenn das decoder 118 festgestelltes Signal und den Anfangsim-

drehbare Filter % eine Drehung macht, ein Anfangsim- puls Ps benutzt. Das von dem Drehdecoder 118 festge-

puls Ps ausgegeben und auf den Torsignalgenerator 114 stellte Signal und das Signal des Oszillators 115, welches

für die Multiplexschaltung gegeben, und drei Ausle- 60 durch eine Dividiervorrichtung 119 dividiert ist, werden

seimpulse Pr, die den R-, G- und ß-Filtern 96R, 96G und einem Phasenkomparator 120 zugeführt, damit dieser

965entsprechen, werden ebenfalls ausgegeben und dem eine Phasendifferenz feststellt. Das so festgestellte Si-

Auslesetorsignalgenerator 116 zugeführt. Der Auslese- gnal wird auf die Motorantriebsvorrichtung 102 über

torsignalgenerator 116 erzeugt das Auslesetorsignal Gr eine Tiefpaßschaltung 121 zurückgekoppelt, um die

in demselben Zyklus wie der Ausleseimpuls Pr, indem er 65 Drehgeschwindigkeit des Motors 101 auf einen kon-

die Signale vom Oszillator 115 benutzt. In Übereinstim- stanten Wert zu regeln. Der übrige Schaltungsaufbau

mung mit der Zeitfolge dieses Auslesetorsignals Grwird entspricht dabei vollständig dem in der Fig. 17 gezeig-

die Stroboskopantriebsvorrichtung 99 angetrieben, die ten Aufbau.

15

In der Fig. 19 ist jedes der R-. G- und ß-Farbfilter 96Ä. 96C und 96ßauf 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 Lange eines jeden Filters auf dem Kreisumfang länger 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 Ai₂ ausgenutzt werden kann. Obwohl in der Fig. 19 die R-, G- und J5-Farbfilter 96Ä, 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

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

25

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60

65 'J

Claims

Patentansprüche:

1. Endoskopanordnung, in der ein optisches Bild von einem Objekt, das mit durch einen Lichtleiter geleitetem Licht einer Lichtquelle bestrahlt wird, mit einem Festkörperaufnahmeelement der Art eines Zeilenübertragungselements aufgenommen wird, welches am vorderen Ende eines Endoskops vorgesehen ist, und in elektrische Signale umgesetzt wird, die anschließend ausgelesen und auf einem Bildschirm dargestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Endoskopanordnung eine Steuervorrichtung (18,21,22; 33a, 33b, 33c, 38a, 38b, 38c, 39; 58,59,75; 96,98,116) aufweist, die das von der Lichtquelle durch den Lichtleiter (16) hindurch emittierte Licht derart unterbricht, daß jeweils während einer Periode kein Licht auf die Lichtempfangsfläche des Festkörperaufnahmeelements (5; 54; 94) trifft, und eine Signalauslesevorrichtung (8,9,10; 55, 69, 74, 75, 76; 105, 106, 114, 115, 116, 117), die ein während einer Lichteinfallsperiode auf dem Festkörperaufnahmeelement angesammeltes Ladungssignal während der Periode, während der kein Licht auf die Lichtempfangsfläche auftrifft, ausliest.

2. Endoskopanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß ein Farbmosaikfilter (4) oder ein Streifenfilter auf der Lichtempfangsfläche des Festkörperaufnahmeelements vorgesehen ist.

3. Endoskopanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle als eine Lichtquelle (33a, 33b, 33c, 34a, 34b, 34c, 35a, 356, 35c) ausgebildet ist, die jeweils Licht mit Wellenlängen der drei Primärfarben aufeinanderfolgend für jedes Vollbild aussendet

4. Endoskopanordnung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung für das Licht eine Beleuchtungsquelle (18; 33a, 33b, 33c) aufweist, deren ein- und ausgeschalteter Zustand durch eine elektrische Steuerung mit fester Periode gesteuert wird.

5. Endoskopanordnung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung für das Licht einen Flüssigkristallfilter aufweist, der derart elektrisch gesteuert wird, daß er Licht mit fester Periode durchläßt und unterbricht.

6. Endoskopanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung für das Licht ein drehbares Filter (58) aufweist, in dem Durchlaßbereiche (58/?, 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 (58/?, 58G, 58Zy für rotes, grünes und blaues Licht an beiden Enden konkav ausgebildet sind zur Minimisierung eo einer Anstiegs- und Abfallzeit einer durchgelassenen Lichtmenge.

8. Endoskopanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmbereiche des drehbaren Filters (58) variabel ausgebildete Abschirmbereiche (80, 81, 82) sind und daß die Durchlaßbereiche (58/?, 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 (96/?, 96G, 9641 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 Anspruch 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, end 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 Anspruch 9 oder 10, 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 Festkörpsraufnahmeelement (54; 94), wobei die Aufnahme des Farbbilds erzielt wird.