DE3631929C2 - - Google Patents

Description

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

Eine typische bisherige Endoskopanordnung verwendet eine Faseroptik (fiberscope) mit einem Bildleiter aus einem Bündel von Lichtleitfasern. Für die Wiedergabe eines mittels eines solchen Endoskops aufgenommenen Bilds auf einem Fernseh-Monitor und für seine Verwen­ dung zur medizinischen Diagnose wird eine Abbildung an einem Okular der Faseroptik mittels einer Fernseh­ kamera aufgenommen und auf dem Fernseh-Monitor wieder­ gegeben.

Im Zuge der in jüngster Zeit erfolgten Entwicklung sehr kompakter Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen ist auch eine verbesserte Endoskopanordnung entwickelt worden, bei welcher die Festkörper-Bildaufnahmevor­ richtung im distalen Ende eines Einführteils des Endo­ skops montiert ist und ein Bild eines Untersuchungs­ objekts unmittelbar aufgenommen und ohne Verwendung einer Bildleitfaser (unmittelbar) als Fernseh- oder Videosignal abgenommen (extracted) wird. Das abge­ nommene Videosignal wird dann als Bild auf einem Fern­ seh-Monitor wiedergegeben. Bei dieser Anordnung er­ folgen Bildbeobachtung und medizinische Diagnose über den Fernseh-Monitor.

Ein typisches Beispiel für eine bisherige Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Festkörper-Bildaufnahmevor­ richtung unabhängige (getrennte) Lichtempfangsteile P 11, . . . , Pmn, lotrechte oder Vertikal-Übertragungs­ teile CV 1, . . . , CVm, Torglieder (gates) G 11, . . . , Gmn und einen waagerechten oder Horizontal-Übertragungs­ teil H. Bei Lichtempfang an den Lichtempfangsteilen P 11-Pmn werden durch diese während einer Teilbild- oder Einzelbildperiode aufgeladene Signalkomponenten über die Torglieder G 11-Gmn zu den Vertikal-Übertra­ gungsteilen VC 1-VCm übertragen. Nach Abschluß der Signalübertragung wird eine neue Signalaufladung ein­ geleitet. Die übertragenen Ladungen werden sequentiell zum Horizontal-Übertragungsteil H geleitet und nach einem Fernseh(abtast)-Schema aus der Bildaufnahmevor­ richtung herausgegriffen. Da die Ladungen entsprechend der Intensität des einfallenden Lichts in den Licht­ empfangsteilen P 11-Pmn gespeichert werden, braucht ein aufzunehmender Teil eines Untersuchungsobjekts nicht mit Dauerlicht beleuchtet zu werden, sondern kann mit Lichtimpulsen beleuchtet werden.

Bei der bisherigen Anordnung erfolgt die Beleuchtung eines Teils eines Untersuchungsobjekts auf die durch eine Beleuchtungslichtwellenform und eine Videosignal­ wellenform in Fig. 2A bzw. 2C angedeutete Weise. Licht­ impulse werden jeweils zu den Startzeitpunkten der Teilbilder (fields) erzeugt. Eine von den Lichtempfangs­ teilen während jeder Teilbildperiode gespeicherte optische Ladung wird während der Übertragungsperiode in der Austastperiode zu den Vertikal-Übertragungs­ teilen übertragen und dann während der nächsten Teil­ bildperiode über den Horizontal-Übertragungsteil als Videoausgangssignal abgenommen.

Beim Abnehmen der Signale von der Festkörper-Bildauf­ nahmevorrichtung mit Zeilensprungabtastung werden gleichzeitig Signale von den lotrecht nebeneinander liegenden Lichtempfangsteilen abgenommen und zur Ver­ größerung des Rauschabstands zueinander addiert. Ins­ besondere werden dabei die jeweils durch Addieren der Ladungen von zwei lotrecht aufeinander ausgerichteten Lichtempfangsteilen erzeugten Signale gleichzeitig zu einem Vertikal-Übertragungsteil übertragen. Auch wenn die Zahl der Lichtempfangsteile dabei der Gesamtzahl von Pixels (Bildpunkten) eines Halb- oder Einzelbilds (frame) entspricht, werden Signale in Teilbildein­ heiten aus den Lichtempfangsteilen herausgegriffen oder abgenommen, so daß die Speicherperiode einer Teil­ bildperiode (normalerweise ¹/₆₀ s) entspricht. Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung mit den Licht­ empfangsteilen, deren Speicherperiode einer Teilbild­ periode entspricht, ist als Feldspeichermodus-Fest­ körper-Bildaufnahmevorrichtung bekannt.

Diagnose und Therapie mittels eines Endoskops werden derart durchgeführt, daß ein Mediziner eine Abbildung auf Echtzeitbasis betrachtet. Eine Abbildung kann photographisch aufgenommen werden, um eine objektive Diagnose durchführen und die Wirkung der Behandlung prüfen zu können.

Bei einem eine Faseroptik verwendenden Endoskop ist mit dem Okular der Sonde eine Kamera zum Aufnehmen eines Bilds des Untersuchungsobjekts verbunden. In diesem Fall wird eine Unterbelichtung mittels eines Blitzlichtgeräts o. dgl. kompensiert, so daß im allge­ meinen eine Belichtungszeit von ¹/₁₂₅ s oder weniger angewandt werden muß.

Da jedoch bei einem eine Festkörper-Bildaufnahmevor­ richtung verwendenden Endoskop eine Abbildung ("Bild") auf dem Fernseh-Monitor als Bild photographisch aufge­ nommen wird, wird das Wiedergabe(bildschirm)bild nor­ malerweise angehalten, d. h. es wird vorübergehend zur Gewinnung eines Stehbilds verarbeitet. Insbesondere ist in einem Videoprozessor zum Verarbeiten eines Bildsignals ein Einzelbildspeicher angeordnet, in wel­ chem einem Einzelbild entsprechende Daten (one-frame image data) abgespeichert werden. Das gespeicherte Bild wird zur Lieferung eines Stehbilds wiederholt ausgelesen. Zum Speichern eines einem Einzelbild (frame) entsprechenden Bild im Einzelbildspeicher beträgt die Einschreibzeit ¹/₃₀ s entsprechend einer Zwei-Teil­ bildperiode beim normalen Fernseh-Zeilensprungver­ fahren.

Da bei einer herkömmlichen Endoskopanordnung mit Fest­ körper-Bildaufnahmevorrichtung zum Startzeitpunkt jeder Teilbildperiode, wie erwähnt, ein Lichtimpuls emittiert wird, ist ein Bild aus zwei ein Einzelbild bildenden Teilbildern um eine Zeitspanne (¹/₆₀ s, weil die Ein- Teilbildperiode ¹/₆₀ s beträgt) T 1 entsprechend der Ein-Teilbildperiode verzögert, d. h. um ein Intervall zwischen zwei Impulsen zur Gewinnung eines Bilds. Aus diesem Grund ist ein aus den beiden Teilbildern während des Bildanhaltens (freezing) geformtes Ein-Einzelbild- Stehbild infolge des Ablaufs der Zeitspanne T 1 ver­ wischt bzw. unscharf.

Bei noch einer anderen bisherigen Endoskopanordnung werden Strahlen der drei Primärfarben (Rot (R), Grün (G) und Blau (B)) sequentiell in Einheiten von Teil­ bildern zum Aufnahmebereich emittiert. Die mit diesen Farbkomponenten von der Festkörper-Bildaufnahmevor­ richtung gewonnenen Bilddaten werden in jeweiligen Farbspeichern abgespeichert. Die Ausgangssignale die­ ser Speicher werden gemischt, um ein einem Einzelbild entsprechendes Farbbildsignal zu gewinnen. Diese Endoskopanordnung wird (kann) als Sequenzfarbbildauf­ nahmetyp-Endoskopanordnung bezeichnet (werden). Wenn bei dieser Anordnung anstelle von Lichtimpulsen Dauer­ licht verwendet wird, ist die Periode von drei Teil­ bildern (¹/₂₀ s, wenn die Ein-Teilbildperiode ¹/₆₀ s beträgt) erforderlich, um ein Signal von drei Farb­ komponenten, d. h. ein Einzelbild, in einem Speicher abzuspeichern. Beim Anhalten des Bilds tritt aus die­ sem Grund ein Zeitverzug aufgrund der Differenzen zwi­ schen den Zeitpunkten (timings) der Bilder oder Abbil­ dungen der jeweiligen Farbkomponenten auf. Es ist daher schwierig, ein einwandfreies Stehbild aus einem be­ wegten Bild zu gewinnen. Daher kann auch kein Steh­ bild hoher Güte aufgezeichnet werden. Es ist auch mög­ lich, anstelle des Dauerlichts Lichtimpulse zum Be­ leuchten des Aufnahmebereichs zu verwenden. Wenn gemäß den Fig. 3A, 3C und 3D Lichtimpulse in Synchronismus mit der Teilbildperiode zu den Startzeitpunkten der Teilbilder emittiert werden, ist eine Periode T 1′ (¹/₃₀ s, wenn die Ein-Teilbildperiode ¹/₆₀ s beträgt), die praktisch der Zwei-Teilbildperiode entspricht, nötig, um eine Abbildung entsprechend einem Einzel­ bild (a one-frame image) zu erhalten. Infolgedessen läßt sich kein Stehbild hoher Güte erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Endoskopanordnung mit einer Festkörper-Bildaufnahme­ vorrichtung in einem Einführteil, bei der ein "Ver­ schwimmen" oder eine (Bewegungs-)Unschärfe zwischen Teilbildern des angehaltenen Bilds unter Erzielung eines einem Einzelbild entsprechenden Stehbilds hoher Güte auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 ge­ kennzeichnete Erfindung gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung wird ein Aufnahmeobjekt mit Lichtimpulsen bestrahlt, deren Takte (timings) auf vorbestimmte Bereiche innerhalb der Teilbildperiode eingestellt sind, so daß ein Steh­ bild hoher Güte innerhalb einer Mindestzeitspanne oder -periode erzielbar ist.

Mit der Erfindung wird somit eine Endoskopanordnung geschaffen, die ein einem Einzelbild entsprechendes Stehbild hoher Güte mit nur geringer Unschärfe zwi­ schen den Teilbildern für das Stehbild zu liefern ver­ mag.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er­ findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels für eine CCD-Festkörper-Bild­ aufnahmevorrichtung,

Fig. 2A bis 2C Zeitsteuerdiagramme zur Erläuterung der Beleuchtungstakte von Lichtimpulsen beim bisherigen Zeilensprungverfahren und bei der Zeilensprungabtastung gemäß der Erfindung,

Fig. 3A bis 3D Zeitsteuerdiagramme zur Erläuterung der Beleuchtungstakte von Lichtimpulsen bei einer bisherigen Teilbild-Sequenzfarbmethode und einer solchen gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Endoskop­ anordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Endoskop­ anordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine Aufsicht auf eine bei der Endoskopan­ ordnung nach Fig. 5 verwendete Filterscheibe,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Endoskop­ anordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer bei der Endoskopanordnung nach Fig. 7 verwendeten Blendenscheibe.

Die Fig. 1 bis 3 sind eingangs bereits (teilweise) er­ läutert worden.

Fig. 4 zeigt den Gesamtaufbau einer Endoskopanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Die Endoskopanordnung nach Fig. 4 umfaßt einen Endo­ skop-Einführteil 1, einen Videoprozessor 5, einen Fern­ seh-Monitor 6, eine Impulsstromquelle 7, einen Impuls­ phasenregler 8, eine Lichtquelle 9, einen Spiegel 10 und einen Lichtleiter 11. Ein optisches System 2 mit einer Objektivlinse und einer Festkörper-Bildaufnahme­ vorrichtung 3 aus z. B. einer CCD- oder Ladungsver­ schiebeelement-Bildaufnahmevorrichtung sind in das distale Ende des Einführteils 1 eingebaut. Das eine Ende (d. h. eine Ausgangsseite) des Lichtleiters 11 ist am distalen Ende des Einführteils 1 angeordnet. Der Lichtleiter 11 verläuft durch das Innere des Ein­ führteils 1 und ist an dessen proximalem Ende heraus­ geführt. Der Lichtleiter 11 ist so ausgelegt, daß er das Licht von der Lichtquelle 9 an seinem anderen Ende (d. h. an der Eingangsseite) durch den Einführteil 1 hindurch zu dessen distalem Ende leitet und damit einen aufzunehmenden Teil oder Bereich 13 beleuchtet.

Der einen Einzelbildspeicher aufweisende Videopro­ zessor 5 empfängt ein über eine Übertragungsleitung 4 von der Bildaufnahmevorrichtung 3 geliefertes Bild­ signal und bewirkt eine sequentielle Aktualisierung des Inhalts des Einzelbildspeichers. Auf dem Fernseh- Monitor 6 wird eine Abbildung auf der Grundlage eines vom Videoprozessor 5 ausgegebenen Videosignals wieder­ gegeben. Der Videoprozessor 5 vermag in einem Lauf­ bildmodus und in einem Stehbild- oder Anhaltemodus zu arbeiten. Der Videoprozessor 5 arbeitet normalerweise im Laufbildmodus. Wenn jedoch dem Videoprozessor 5 ein Anhaltebefehl zugeführt wird, arbeitet er im An­ haltemodus. Der Anhaltebefehl wird durch einen nicht dargestellten, durch eine Bedienungsperson schließ­ baren Anhalteschalter erzeugt. Im Stehbild- oder An­ haltemodus werden keine neuen Daten in den Einzel­ bildspeicher eingeschrieben, vielmehr werden die Bild­ daten wiederholt als Videosignal aus dem Einzelbild­ speicher ausgelesen. Im Laufbildmodus wird ein Aus­ gangssignal von der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 3 ohne Veränderung oder Abwandlungen als Videosignal ausgegeben. Wahlweise werden die Ausgangssignale von der Bildaufnahmevorrichtung 3 sequentiell eingeschrie­ ben und aktualisiert, so daß die Speicherdaten aus dem Einzelbildspeicher ausgelesen werden.

Die Impulsstromquelle 7 läßt die Lichtquelle 9 in Form einer Lampe Lichtimpulse erzeugen. Die Einschalttakte (ON timings) der Impulsstromquelle 7 werden durch den Regler 8 nach Maßgabe eines Vertikalsynchronsignals von einer im Videoprozessor 5 untergebrachten Fernseh­ kamera-Steuerschaltung geregelt.

Obgleich auch bei einer bisherigen Endoskopanordnung gemäß Fig. 2A Lichtimpulse emittiert werden, werden benachbarte oder aufeinanderfolgende Lichtimpulse im kürzesten Zeitintervall emittiert, das eine Austast­ periode (genau genommen, eine Übertragungsperiode wäh­ rend der Austastperiode) zwischen zwei Teilbildern definiert, wie dies in Fig. 2B dargestellt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung ist jedes einem Einzelbild entsprechende Bild (frame image) durch (längs der Zeitbasis) aufeinanderfolgende un­ geradzahlige und geradzahlige Teilbilder eines Video­ signals als eine Reihe von durch die Bildaufnahmevor­ richtung 3 gewonnenen Teilbildern gebildet. In diesem Fall werden die Ausstrahlungstakte oder -zeitpunkte der Lichtimpulse durch den Impulsphasenregler 8 ge­ regelt. Gemäß Fig. 2B (2C) wird ein Impuls am Ende einer gegebenen Teilbildperiode, d. h. der ersten Teil­ bildperiode (z. B. eines ungeradzahligen Teilbilds), und ein Impuls zu Beginn des nächsten Teilbilds, d. h. des zweiten Teilbilds (z. B. eines geradzahligen Teil­ bilds), erzeugt. Die Menge oder Größe des ersten Licht­ impulses entspricht dabei derjenigen des zweiten Licht­ impulses. In diesem Fall erfolgt die Lichtmengenein­ stellung zum Kompensieren einer Helligkeitsänderung, die durch eine Änderung der Entfernung vom distalen Ende des Einführteils 1 zum Bereich 13 hervorgerufen wird, durch Änderung einer Impulsbreite.

Die Lichtimpulse am Ende des ersten Teilbilds und am Anfang des zweiten Teilbilds können jeweils durch eine Gruppe schmaler Impulse gebildet sein. Bei dieser An­ ordnung kann die Lichtmenge für jedes Teilbild durch Einstellung der Zahl der Impulse geregelt werden. In­ folgedessen läßt sich eine Lichtmengenregelung für eine Entfernungsänderung zwischen dem distalen Ende des Einführteils 1 und dem Abschnitt 13 ohne weiteres erreichen.

Die Lichtimpulsemission für ein durch erstes und zwei­ tes Teilbild gebildetes Einzelbild kann innerhalb eines kürzesten Intervalls innerhalb einer Austastperiode zwischen den Teilbildern erfolgen.

Im Normalfall kann bei der beschriebenen Anordnung T 2/T 1 auf ¹/₁₃ bis ¹/₁₅ eingestellt oder gesetzt sein. Es ist dabei einfach, ein einem Einzelbild entspre­ chendes Bild innerhalb von etwa ¹/₁₀ bis ¹/₆₀ s als Ein-Teilbildperiode auszuziehen bzw. abzugreifen. Im Anhaltemodus ist das erhaltene Stehbild dasselbe wie in dem Fall, in welchem eine Belichtungszeit bei einer Stehbildkamera auf ¹/₆₀₀ s eingestellt ist, so daß ein Verwischen oder eine Bewegungs-Unschärfe des Stehbilds weit­ gehend ausgeschaltet wird. Wenn im Anhaltemodus das aus erstem und zweitem Teilbild bestehende, einem Ein­ zelbild entsprechende Bild durch den Videoprozessor 5 in den Einzelbildspeicher eingeschrieben wird, wird der Einschreibzugriff zum Speicher unterbrochen.

Im folgenden ist eine zweite Ausführungsform der Er­ findung anhand von Fig. 5 beschrieben, in welcher den Teilen von Fig. 4 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht mehr im einzelnen beschrieben sind.

Die Endoskopanordnung nach Fig. 5 arbeitet nach einer Teilbild-Sequenzfarbbildaufnahmemethode (field sequential color image pickup scheme). Drei aufein­ anderfolgende Teilbild-Bilddaten, die von Lichtstrahlen unterschiedlicher Farbkomponenten von einer Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 21 erhalten werden, bilden ein einem Einzelbild entsprechendes Farbbild. Die Bildauf­ nahmevorrichtung 21 und der Videoprozessor 22 über­ lagern daher Bilddaten der drei Teilbilder einander ohne Durchführung einer Zeilensprungabtastung für die Erzeugung eines einem Einzelbild entsprechenden Bilds. Im Strahlengang zwischen der Lichtquelle 9 und dem Eingangsende 11 b des Lichtleiters 11 ist eine Drei­ farb-Filterscheibe 23 angeordnet. Gemäß Fig. 6 enthält die Filterscheibe 23 sektorförmige Rot-, Grün- und Blaufilter 23 a, 23 b bzw. 23 c. Die Filterscheibe 23 wird durch einen Motor 25 in Drehung versetzt, der seinerseits durch den Impulsphasenregler 24 gesteuert wird. Bei der Drehung des Motors 25 und somit der Fil­ terscheibe 23 werden die Rot-, Grün- und Blaufilter 23 a, 23 b bzw. 23 c in Synchronismus mit den Strahlungs- oder Ausstrahlfarbkomponenten für jedes Teilbild se­ quentiell in den Strahlengang eingeführt.

Die Lichtimpulsemissionstakte werden durch den Impuls­ phasenregler 24 auf die in Fig. 3B gezeigte Weise ge­ regelt. Die Rotkomponente wird am Ende des ersten Teilbilds emittiert; die Grünkomponente wird sodann zu einem willkürlichen Zeitpunkt innerhalb der zweiten Teilbildperiode emittiert, während schließlich die Blaukomponente am Ende des dritten Teilbilds emittiert wird.

Die Lichtimpulsausstrahlung zur Gewinnung eines einem Einzelbild entsprechenden Bilds (oder einer Abbildung) ist innerhalb der kürzesten Zeitspanne T 2′ abgeschlossen, welche die die Ein-Einzelbildperiode darstellende Drei-Teilbildperiode umfaßt. Infolgedessen wird das Stehbild innerhalb der Zeitspanne oder Periode T 2′ auf­ genommen, welche geringfügig länger ist als die Ein- Teilbildperiode. Im Fall von Fig. 3B kann Unschärfe und Farbfehldeckung im Vergleich zum Fall gemäß Fig. 3A, in welchem ein Zeitintervall T 1′ entsprechend der Zwei- Teilbildperiode erforderlich ist, weitgehend vermindert werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 treten aufgrund der Länge der Zeitspanne T 2′ ebenfalls Unschärfe und Farbfehldeckung auf. Dabei wird jedoch der Takt (oder Ausstrahlungszeitpunkt) des Grünkomponentenimpulses unter Berücksichtigung der Farbe des Aufnahmeobjekts verschoben, wodurch Unschärfe und Farbfehldeckung aus­ geschaltet werden. Genauer gesagt: der größte Teil der Anteile einer Abbildung einer Körperhöhle als normales Aufnahmeobjekt für die Endoskopanordnung besteht aus Rot- und Grünkomponenten. Die Abbildung der Körper­ höhle enthält nur wenig Blaukomponenten oder -anteile. Wie in Fig. 3B in gestrichelten Linien angedeutet, wird der Takt oder Ausstrahlungszeitpunkt (timing) des grünen Lichtimpulses zur Position am Anfang der zwei­ ten Teilbildperiode und nahe an den Takt des roten Lichtimpulses heran verschoben. Zur weiteren Verminde­ rung von Unschärfe und Farbfehldeckung können der blaue Lichtimpuls weggelassen und nur die roten und grünen Lichtimpulse zur Erzeugung eines Stehbilds heran­ gezogen werden. Wenn die Farbe des Aufnahmeobjekts und die drei Farbkomponenten zur Bildung eines Farb­ bilds von den oben beschriebenen verschieden sind, werden zur Erzeugung eines Stehbilds zwei Hauptfarb­ komponenten benutzt.

Nachstehend ist eine dritte Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Endoskopanordnung anhand von Fig. 7 beschrieben, in welcher den Teilen von Fig. 4 ent­ sprechende Teile wiederum mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet sind.

Von einer Lichtquelle 31 emittiertes Dauerweißlicht fällt über ein Infrarot-Absorptionsfilter 32 zum Aus­ filtern von Infrarotstrahlung (d. h. Wärmestrahlung) auf eine Kondensorlinse 33. Durch letztere wird das Weißlicht fokussiert und auf das Eingangsende 11 b des Lichtleiters 11 geworfen. Zwischen die Linse 33 und das Eingangsende 11 b des Lichtleiters 11 ist eine Blendenscheibe 34 eingeschaltet, die durch einen ersten Motor 35 in Drehung versetzbar ist, um einen Strahlen­ gang zwischen der Linse 33 und dem Eingangsende 11 b des Lichtleiters 11 zu blockieren. Der Motor 35 und die Blendenscheibe 34 werden über Zahnräder 38, 39 und 40 und eine Schraubspindel 41 durch gegenläufige (reverse direction drive) zweite und dritte Motoren 36 bzw. 37 in Richtung des Doppelpfeils A-A′ ver­ schoben. Zwischen das Zahnrad 38 und den Motor 36 so­ wie zwischen das Zahnrad 39 und den Motor 37 sind je­ weils nicht dargestellte Einwegkupplungen eingeschal­ tet. Der Motor 35 und die Blendenscheibe 34 werden bei Betätigung eines der Motoren 36 und 37 in der Rich­ tung A und bei Betätigung des anderen Motors 37 oder 36 in der Richtung A′ verschoben. In diesem Fall kann auch ein einziger umsteuerbarer Motor für den Antrieb der Schraubspindel 41 zum hin- und hergehenden Ver­ schieben von Motor 35 und Blendenscheibe 34 benutzt werden. Der Betrieb der Motoren 35, 36 und 37 wird durch eine auf einen Videoprozessor 42 ansprechende Motorsteuerschaltung 43 gesteuert.

Der Videoprozessor 42 erzeugt eine Einzelbild-Abbil­ dung auf der Grundlage eines Videosignals von der Fest­ körper-Bildaufnahmevorrichtung 3. Der Videoprozessor 42 besitzt eine Funktion zum Vergleichen einer am Auf­ nahmebereich erfaßten oder gemessenen Lichtmenge mit einer optischen Größe auf der Grundlage des Videosignals von der Bildaufnahmevorrichtung 3. Ein dem Entschei­ dungs- oder Vergleichsergebnis entsprechendes Licht­ mengen-Regelsignal wird zusammen mit einem Einzelbild­ frequenzsignal oder -zahlsignal des Videosignals der Motorsteuerschal­ tung 43 zugeführt, die daraufhin die Video-Einzel­ bildzahl mit der Drehzahl des ersten Motors 35 zum An­ treiben der Blendenscheibe 34 nach Maßgabe des Video- Einzelbildzahlsignals so synchronisiert, daß die Dreh­ zahlen von zweitem und drittem Motor 36 bzw. 37 nach Maßgabe des Lichtmengen-Regelsignals geregelt werden.

In diesem Fall unterbricht die Blendenscheibe 34 inter­ mittierend das Dauerlicht von der Lichtquelle 31 unter Erzeugung von Lichtimpulsen. Gemäß Fig. 8 weist die Blendenscheibe 34 erste und zweite Belichtungsöff­ nungen oder Aperturen 34 a bzw. 34 b in Form von Aus­ sparungen auf. Die Blendenscheibe 34 besteht dabei aus ersten und zweiten Lichtabschirmteilen 34 c bzw. 34 d. Der zweite Lichtabschirmteil 34 b besteht aus einem keilförmigen Abschnitt mit einem Winkel R. Wünschenswerterweise ist dabei der Winkel R, bezogen auf 360°, geringfügig größer als eine Größe entspre­ chend der Licht-Nichtansprechzeit zwischen den die Einzelbildperiode darstellenden Teilbildern, d. h. eine Größe entsprechend der Übertragungsperiode. Die Öff­ nungswinkel der Öffnungsteile oder Aperturen 34 a und 34 b im ersten Lichtabschirmteil 34 c variieren mit ihren Durchmessern. Genauer gesagt: die Öffnungswinkel ver­ größern sich mit zunehmendem Durchmesser in drei Schritten.

Wenn bei dieser Anordnung die Blendenscheibe 34 mit einer vorbestimmten, mit der Einzelbildzahl (frame rate) synchronisierten Winkelgeschwindigkeit in Drehung versetzt wird und dabei intermittierend das Licht von der Lichtquelle 31 unterbricht, werden in Fig. 2B ge­ zeigte Lichtimpulse auf den Aufnahmebereich geworfen. Nach Erfassung der Lichtmenge durch den Videoprozessor 42 wird die Blendenscheibe 34 gegenüber der optischen Achse so verschoben, daß sich ihr Öffnungswinkel, d. h. die Impulsbreite, ändert. Auf diese Weise kann eine optimale Lichtmenge eingeregelt werden.

Da die Lichtabschirmteile der Blendenscheibe 34 um deren Drehachse herum asymmetrisch sind, kann bei Ver­ wendung eines gleichförmigen Materials kein dynamisches Gleichgewicht erzielt werden. In diesem Fall kann die Dicke eines Abschnitts einer kleinen Masse vergrößert oder ein Gegengewicht am Abschnitt kleiner Masse mon­ tiert werden, oder der Werkstoff des Abschnitts kleiner Masse kann von demjenigen der anderen Abschnitte ver­ schieden sein. Wahlweise kann als Blendenscheibe eine durchsichtige Scheibe vorgesehen werden, wobei eine lichtabschirmende Farbe auf den Lichtabschirmteil auf­ getragen und dadurch eine Unwucht bei der Drehung weit­ gehend herabgesetzt wird.

Weiterhin können die Öffnungswinkel der beiden Be­ lichtungsöffnungen oder Aperturen einer Blendenscheibe unabhängig von ihren Radien vorherbestimmt werden. Falls eine Lichtmengenregelung erforderlich ist, kann in diesem Fall eine Lichtmengenregelapertur am bzw. im Beleuchtungsstrahlengang angeordnet werden, so daß auf die Motoren 36 und 37, die Zahnräder 38-40 und die Schraubspindel 41 gemäß Fig. 7 verzichtet werden kann. In diesem Fall ist statt dessen eine durch die Motorsteuerschaltung angesteuerte Apertur-Steuer- oder -Regelvorrichtung erforderlich.

Die Erfindung ist auch auf eine Anordnung anwendbar, bei welcher ein von einem Ladungsverschiebe-Element verschiedenes Element als Festkörper-Bildaufnahmevor­ richtung verwendet wird.

Weiterhin ist die Erfindung auch auf eine Anordnung anwendbar, bei welcher ein Lichtleiter in einem Ein­ führteil angeordnet ist und die am proximalen Ende an­ geordnete Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung das durch den Bildleiter übertragene Bild abnimmt.

Claims (9)

1. Endoskopanordnung, mit einer in einen in eine Körperhöhle einführbaren Ein­ führteil (1) eingebaute Festkörper-Bildaufnahmevor­ richtung (3; 21), die ein Bild (eine Abbildung) der Körperhöhle aufzunehmen vermag, um aus einer An­ zahl von Teilbildern (fields) ein einem Einzelbild (frame) entsprechendes Bild zu erzeugen, einer Speichereinheit (5) zum Speichern des einem Einzelbild entsprechenden, durch ein von der Fest­ körper-Bildaufnahmevorrichtung (3; 21) geliefertes Bildsignal von einer Anzahl aufeinanderfolgender Teilbilder gebildeten Bilds und einer Anzeigeeinheit (6) zum Wiedergeben des in der Speichereinheit (5) gespeicherten Bilds, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinheit (7, 8, 9, 10, 11, 24; 11, 31, 33, 34, 35, 43) zum Beleuchten eines (Unter­ suchungsobjekt-)Aufnahmebereichs für die Festkör­ per-Bildaufnahmevorrichtung (3; 21) mit mindestens einem Lichtimpuls in Einheiten von Teilbildern und dadurch, daß die Ausstrahlungsphasen der Lichtimpulse in ersten und letzten Teilbildern von das einem Einzelbild entsprechende Bild darstellen­ den Hauptteilbildern so eingestellt sind, daß die Teilbilder dicht nebeneinander liegen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (3) das einem Einzelbild entsprechende Bild (the one-frame image) durch ein Bildsignal von zwei aufeinander­ folgenden Teilbildern formt und die Beleuchtungs­ einheit Einrichtungen (7, 8; 34, 35, 43) zum Emittieren der Lichtimpulse am Ende eines ersten der beiden aufeinanderfolgenden Teilbilder und am Anfang eines zweiten der beiden aufeinanderfolgen­ den Teilbilder aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (21) ein einem Einzelbild entsprechendes Farbbild aus einem Bildsignal von drei aufeinanderfolgenden Teilbildern erzeugt und die Beleuchtungseinheit Einrichtungen (7, 24) zum Emittieren des Lichtimpulses einer ersten Farbe am Ende eines ersten der drei auf­ einanderfolgenden Teilbilder, des Lichtimpulses einer zweiten Farbe innerhalb eines zweiten der drei aufeinanderfolgenden Teilbilder und des Licht­ impulses einer dritten Farbe am Anfang eines dritten der drei aufeinanderfolgenden Teilbilder aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (21) ein einem Einzelbild entsprechendes Farbbild aus einem Bildsignal von drei aufeinanderfolgenden Teilbildern erzeugt und die Beleuchtungseinheit Einrichtungen (7, 24) zum Emittieren der Lichtimpulse erster bis dritter Farben in den drei aufeinanderfolgenden Teilbildern aufweist, wobei einer der Lichtimpulse von zwei Hauptfarben aus den ersten bis dritten Farben am Ende eines ersten von zwei Teilbildern von den drei aufeinanderfolgenden Teilbildern und der andere der Lichtimpulse der zwei Hauptfarben am Anfang eines zweiten der beiden Teilbilder von den drei aufeinanderfolgenden Teilbildern emittiert wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit Einrichtungen (7, 8; 7, 24) zum Emittieren einer Gruppe von Lichtimpulsen einer engen Breite in Einheiten von Teilbildern aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit eine Lichtquelle (9) zum Emittieren von Licht bei Speisung mit elek­ trischer Energie, eine Energiespeiseeinrichtung zum Liefern pulsierender oder gepulster Energie zur Lichtquelle (9) und eine Phasenregeleinrichtung (8, 24) zum Regeln der Takte oder Zeitpunkte (timings) der von der Energiespeiseeinrichtung ge­ lieferten pulsierenden Energie aufweist.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit eine Lichtquelle (31) zum Erzeugen von Dauerlicht und eine Lichtabschirm­ einrichtung (34) zum intermittierenden Abschirmen des Dauerlichts von der Lichtquelle zu vorbe­ stimmten Zeitpunkten nach Maßgabe von Synchroni­ sationsdaten von der Festkörper-Bildaufnahmevor­ richtung aufweist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabschirmeinrichtung eine drehbare Lichtabschirmscheibe (34) mit einer Anzahl von in jeweils vorbestimmten Zeitpunkten entsprechenden Winkelstellungen angeordneten Lichtdurchlaßteilen und eine Drehantriebseinrichtung (35, 43) zum Drehen der Lichtabschirmscheibe mit derselben Periode wie die Teilbildperiode der Festkörper-Bildaufnahme­ vorrichtung aufweist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Lichtabschirmscheibe Lichtdurch­ laßteile (34 a, 34 b) aufweist, die jeweils vom Zentrum der Scheibe zu ihrem Umfang hin breiter oder schmäler werden, und daß eine Verschiebungsein­ richtung (36, 37, 38, 39, 40, 41, 43) zur Änderung eines Relativabstands zwischen einer Welle der drehbaren Lichtabschirmscheibe (34) und einem Strahlengang des durch die Lichtabschirmscheibe (34) intermittierend abgeschirmten Lichts vorge­ sehen ist.