DE3432017C2 - Endoskopanordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für eine Farbaufnahmeeinrichtung, die ein Festkörperaufnahmeelement (4) am Fokus eines Fokussieroptiksystems (3, 15, 73), eine Beleuchtungseinrichtung (13) mit drei sequentiellen Farbmoden oder ähnlichem hat, welche eine Dreifarbenfiltereinrichtung (16) aufweist, wobei jedes Übertragungslicht unterschiedliche Wellenlängen auf der optischen Bahn des Fokussieroptiksystems (3, 15, 73) oder auf der optischen Beleuchtungseinrichtung (13) hat und eine Lichtübertragungseinrichtung (17, 18, 19) mit einer Flüssigkristallplatte (112) hat, in welcher Lichtübertragungsabschnitte durch Anlegen einer Spannung sukzessiv so geschaltet werden, daß hintereinander jeder Farbfilterabschnitt oder jede Lichtübertragungseinrichtung (17, 18, 19) mit Licht beaufschlagt wird, in der die Positionen der Lichtübertragungsabschnitte für die Farbfilterabschnitte geschaltet werden, indem die Lichtübertragungseinrichtung (17, 18, 19) reziprok verschiebbar ist, um die Farbe aufzunehmen.

Description

prall oder ähnlichen Vorgang verspannt (biased) wird, was zu einer Abnahme der Beleuchtungsintensität und Abschwächung der Farbregistrierung durch die höhere Verspannung führt

Weiterhin ist aus der DE-OS 30 11 984 eine Endoskopanordnung bekannt, in der mit drei in einer Beleuchtungseinrichtung vorgesehenen Lichtquellen durch zyklisches Ein- und Ausschalten dieser Lichtquellen eine sequentielle Beleuchtung mit Licht der drei Primärfarben ausgeführt wird. Jedoch hat die Verwendung von drei Lichtquellen den Nachteil, daß die Beleuchtungseinrichtung unhandlich und kostenaufwendig ist und eine elektrische Umschaltvorrichtung erfordert

Wie ferner in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 90 685/1978 beschrieben ist, werden in einem Endoskop mit Festkörperaufnahmeelement zur Bildaufnahme mit einer Dreifarbaufeinanderfolge Dreifarbenfilter von einem Motor rotiert, um die drei Primärfarben nacheinander durch ein Zeitteilungssystem zu erzeugen. Die Dreifarbenfilter müssen bei einer im wesentlichen hohen Umdrehung zum Wiedererzeugen von einem Bild in 30 Sekunden rotiert werden, um so Bilder auf bekannten Farbfernsehern zu liefern, was aber einen relativ großen Motor erfordert Wenn die Anzahl der an einer Haltescheibe angebrachten Farbfilter erhöht wird, kann zwar die Umdrehung verringert werden, was aber die Last extrem erhöht und zu einer Überlastung der Umdrehung führen kann.

Da bei der bekannten Vorrichtung die Filter mit Hilfe eines Motors gedreht werden, kann der Motor nicht in einem kleinen Raum untergebracht werden. Außerdem erzeugt der Motor Geräusche mit unterschiedlicher Frequenz und übt damit eine nachteilige Wirkung auf die Umgebung aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Endoskopanordnung der eingangs erwähnten Art anzugeben, die mit kompakten Beleuchtungsvorrichtungen ein gutes Auflösungsvermögen erzielt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Beleuchtungsvorrichtungen der erfindungsgemäßen Endoskopanordnung lassen sich demnach mit kleinem Raumbedarf in die Endoskopanordnung einbauen.

Ferner kann mit den erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtungen ein gutes Auflösungsvermögen erzielt werden, weil das Beleuchtungslicht der Lichtquelle zu einem großen Teil genutzt wird und die äußerst geringe erforderliche Betätigung von Filter- und/oder Lichtübertragungseinrichtung keine Störeinflüsse verursacht.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Kombination aus Filtereinrichtung und Lichtübertragungseinrichtung in unterschiedlichsten Endoskopanordnungen verwendet werden, da sie sowohl im Beleuchtungslichtweg als auch im Abbildungslichtweg angeordnet werden kann. Auch ermöglicht diese Kombination preisgünstige Beleuchtungs- und auch Bildaufnahmevorrichtungen.

Die im Unteranspruch 2 angegebene Weiterbildung bietet den Vorteil, daß zum Ausführen der Bewegung der Filtereinrichtung oder Lichtübertragungseinrichtung wegen der geringen Bewegungsamplitude und der kleinen Masse der zu bewegenden Einrichtungen ein geringer Energieverbrauch gegeben ist. Ferner kann eine solche Vibratoreinrichtung genügend klein ausgebildet werden, so daß ein Einbau auch im Einführungsteil möglich ist.

Bei Verwendung einer Flüssigkristallplatte als Lichtübertragungseinrichtung, wie sie im Anspruch 3 ge kennzeichnet ist, ergibt sich der Vorteil, daß bei der Betätigung der Lichtübertragungseinrichtung keine Bewegung erforderlich ist, so daß eine konstante Leistung und hohe Betriebssicherheit über längere Zeit aufrechterhalten werden können.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 bis 5 eine erste Ausführungsform, wobei F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Endoskopanordnung, Fig.2 eine Umrißschnittansicht der Beleuchtungsvorrichtung, Fig.3 eine perspektivische Ansicht einer Blendenscheibe und eines Zweielementoszillators zum Antrieb der Blendenscheibe, Fig.4 eine vergrößerte Vorderansicht eines Teils von drei Primärfarbfiltern und F i g. 5 eine Vorderansicht der Blendenscheibe darstellen;

F i g. 6 eine Schnittansicht mit wesentlichen Teilen einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 7 eine Schnittansicht mit wesentlichen Teilen einer dritten Ausführungsform;

F i g. 8 eine Schnittansicht mit wesentlichen Teilen einer vierten Ausführungsform;

F i g. 9 eine Schnittansicht mit wesentlichen Teilen einer fünften Ausführungsform;

Fig. 10 bis 12 eine sechste Ausführungsform, für die Fig. 10 eine schematische Ansicht zum Aufbau der sechsten Ausführungsform, F i g. 11 eine Vorderansicht von Dreifarbenfiltern und Fig. 12 eine Vorderansicht mit einer Anordnung von auf der Fokalebene eines Festkörperaufnahmeelementes vorgesehenen Empfängerelementen zeigen;

F i g. 13 bis 15 eine siebte Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 13 eine schematische Ansicht der gesamten Endoskopanordnung, Fig. 14 und 15 Vorderansichten des Dreifarbenfilters und der Blendenscheibe darstellen;

Fig. 16 eine Schnittansicht über das Vorderteil des Einsatzteils der Endoskopanordnung entsprechend der achten Ausführungsform;

Fig. 17 eine Schnittansicht über das Vorderteil des Einsatzteils der Endoskopanordnung gemäß der neunten Ausführungsform und

Fig. 18 eine schematische Ansicht mit wesentlichen Teilen einer zehnten Ausführungsform.

Wie die F i g. 1 zeigt, ist die Endoskopanordnung 1 mit einem länglichen, biegbaren Einsatzteil 2 und einem fokussierenden Objektivlinsensystem 3 vorne am Einsatzteil 2 versehen. Ein Festkörperaufnahmeelement 4 ist so angebracht, daß die Fokalebene des Objektivlinsensystems 3 ein Aufnahmebild liefert. Auf der Rückseite des Festkörperaufnahmeelementes 4 ist ein Vorverstärker 5 zum Verstärken des Ausgangssignals vom Festkörperaufnahmeelement 4 mit einem niedrigen Geräuschfaktor vorgesehen. Die Ausgangssignale vom Vorverstärker 5 werden über ein Zuführkabel 6 einer Betätigungseinrichtung zugeleitet, die an der zugänglichen Hinterseite der Endoskopanordnung 1 oder einer Videoverarbeitungseinrichtung 7 getrennt installiert ist.

Ein Lichtverteilungslinsensystem 8 ist an einer in der Nähe des Objektivlinsensystems 3 im Einsatzteil 2 vorgesehenen Beleuchtungsöffnung angebracht. Eine Lichtführung 9 mit optichen Faserbündeln zum Übertragen des Beleuchtungslichtes ist in das Einsatzteil 2 so einge:°tzt, daß die Spitze der Lichtführung im Lichtverteilungssystem 8 vorgesehen ist. Die Lichtführung 9 wird in das flexible Lichtführungskabel eingesetzt, wobei ein Verbindungsstück 10 an der Hinterseite des an einer Lichtquelleneinrichtung 11 lösbar angebrachten

Einsatzteils 2 gebildet ist. Die am Verbindungsstück 10 befestigte Stirnfläche wird mit Beleuchtungslicht von monochromatischer Farbe nacheinander bestrahlt, die sich für die Farbaufnahme durch eine Beleuchtungseinrichtung 12 alternativ ändert, welche sequentiell drei Primärfarben abgibt, wobei jedes auf die Stirnfläche fallende monochromatische Licht durch das Lichtverteilungslinsensystem 8 an der Vorderseite des Einsatzteils 2 geführt wird, um ein Objekt zu bestrahlen, das in einer in F i g. 2 gezeigten vergrößerten Ansicht aufzunehmen ist. In der Beleuchtungseinrichtung 12 wird das von einer Glühlampe 13 ausgestrahlte Licht in einen parallelen Lichtstrom mit Hilfe eines Konkavspiegels 14 umgewandelt durch eine Kondensorlinse 15 fokussiert und dann durch ein Dreifarbenfilter 16 gemäß Fig.4 und eine Biendenscheibe 18 geführt, die mit Lichtübertragungsschlitzen 17 zur Ausrichtung mit Streifen ausgestattet ist, welche gemäß F i g. 5 durch ein Dreifarbenfilter 16 vorgesehen sind, der zwischen der optischen Bahn bis zum Einfallende der Lichtführung 9 angeordnet ist. Das Dreifarbenfilter 16 weist aufeinanderfolgend Rotübertragungsfilter 16/?, Grünübertragungsfilter 16G und Blauübertragungsfilter 16ß zum Passieren für jeden Streifen mit einer Breite von d für Licht mit der jeweiligen entsprechenden Wellenlänge auf.

Andererseits ist die Blendenscheibe 18 mit den Lichtübertragungsschlitzen 17 mit einer Breite ausgestattet, die etwas kleiner als dzm Ausrichtung mit den Streifen ist und die längliche benachbarte Blendenstege 19 jeweils mit einer Breite von 2 χ d haben. Kurz gesagt, führt die Blendenscheibe 18 ausschließlich Licht zu, das jeden Lichtübertragungsschlitz 17 zu den Farbübertragungsfiltern 16/?, 16G, 16/? passiert, welche jedem Lichtübertragungsschlitz 17 gegenüberstehen. Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, sind die oberen und unteren Enden der Blendenscheibe 18 an den Schenkeln von Zweielementvibratoren 21, 22 und weitere Schenkel der Zweielementvibratoren 21,22 am Rahmen 23 angebracht

Die Zweielementvibratoren 21, 22 werden beispielsweise mit einer Sägezahn- oder Stufenantriebsspannung von einer Zweielementvibrator-Antriebsschaltung 25 über die Zuführleitungen 24 versorgt, die senkrecht nach unten oder nach oben in der gleichen Phase durch die angewandte Spannung zu verschieben sind, nämlich in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Lichtübertragungsschlitze 17, wie durch Pfeile A in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist, wobei das Objekt jeweils durch rotes, grünes und blaues Licht bei einer Verschiebung von Null, c/und 2 χ dbestrahlt wird.

Die Zweielementvibrator-Antriebsschaltung 25 wird mit Schaltsignalen von der Farbschalt-Signalgeneratorschaltung 31 zum Erzeugen von Schaltsignalen zum Umwandeln der Bildsignale bei Beleuchtung mit jeder Farbe versorgt, um die Signale in der Videoverarbeitungsanlage 7 zu regenerieren und eine Spannung in Sägezahnform oder anderer Form synchron mit den Schaltsignalen zu erzeugen.

In der Videoverarbeitungseinrichtung 7 werden die Ausgangssignale vom Festkörperaufnahmeelement 4 durch Taktsignale mittels Vorverstärker 5 und dann weiter durch den Verstäker 32 verstärkt.

Der Einbau des Vorverstärkers 5 vorne im Einsatzteil 2 ist beabsichtigt um nicht das SN-Verhältnis durch Dämpfung mittels des Zuführkabels 6 und ähnlicher Teile oder durch das in der Mittelstellung bedingte Geräusch zu dämpfen.

Der Ausgang des Verstärkers 32 wird dem Signalschaltkreis 32 zugeführt um nacheinander drei Farbsignale zu den Farbsignalausgangsanschlüssen 33/?, 33G, 335 durch Umschalten des Multplexers 79 oder eines ähnlichen Bauteils zu liefern. Die in die Farbsignalausgangsanschlüsse 33/?, 33G, 33ß eingebenen Farbsignale werden durch die Farbverstärkerschaltungen 34/?, 34G, 34ß ausreichend verstärkt und jedem Gitter der Färb kathodenstrahlröhre 35 zugeführt. In einem solchen Fall führt die Farbschaltungs-Signalgeneratorschaltung 31 die Ausgangssignale für die Farbschaltung einer horizontalen Ablenkschaltung 36 und einer vertikalen Ablenkschaltung 37 zu, um jeweils ein horizontales und vertikales Ablenksignal zu erzeugen, wobei die von den Ablenkschaltungen 36, 37 gelieferten horizontalen und vertikalen Ablenkungsausgänge die Elektronenstrahlen der Farbkathodenstrahlröhre 35 absuchen, um nacheinander das Farbenbild durch die drei Farbsignale zu bil den.

Die Schirmbildfrequenzen (display frequencies) von drei Farben haben Perioden, die schneller als die Zeit des Restbildes sind, so daß sie als Farbbild optisch zu erfassen sind.

In der Endoskopanordnung 1, die mit der Beleuchtungseinrichtung 12 ausgerüstet ist, welche sequentiell Licht in drei Farben entsprechend der ersten Ausführungsform liefert, sind ein Dreifarbenfilter 16 und eine Blendenscheibe 18 eng gegenüberstehend zwischen der von der Glühlampe 13 und der Kondensorlinse 15 gebildeten optischen Bahn, beispielsweise an der Pupillenposition der Kondensorlinse 15 und der Blendenscheibe 18, reziprok verschiebbar, indem eine Sägezahnspannung oder eine Spannung mit anderer Form an den Zweielementvibratoren 21, 22 angelegt wird. Vor der Verschiebung der Blendenscheibe 18 wird jeder Lichtübertragungsschlitz 17 gegenüber einem Rotübertragungsfilter 16/? so angeordnet, daß rotes Licht ausschließlich über die Schlitze übertragen wird, um das Objekt zu beleuchten. Die vom Festkörperaufnahmeelement 4 empfangenen und durch den Vorverstärker 5 und den Verstärker 32 verstärkten Bildsignale während dieses Intervalls werden durch den Farbsignalschaltkreis 33 auf die Rotlichtverstärkerschaltung 34/? übertragen und dabei ein rotes Bild auf der Farbkathodenstrahlröhre 35 angezeigt während die Farbkathodenstrahlröhre 35 von horizontalen und vertikalen Ablenkausgängen abgetastet wird.

Wenn die Blendenscheibe 18 nach unten um etwa d verschoben wird, wird der Signalschaltkreis 33 mit dem Grünsignalausgangsanschluß 33G verbunden und die Bildsignale, die vom Festkörperaufnahmeelement 4 empfangen sind, in elektrische Signale umgewandelt und während dieses Intervalls zugeführt werden, durch den Grünfarbverstärkerkreis 36 verstärkt und zeigen in ähnlicher Weise grüne Bilder auf der Farbkathodenstrahlröhre 35 an. Wenn die Blendenscheibe 18 nach unten um etwa 2 χ i/verschoben wird, wird das Beleuchtungslicht in blau überführt und ein blaues Bild auf der Farbkathodenstrahlröhre 35 dargestellt was von der durch das Festkörperaufnahmeelement 4 empfangenen Lichtintensität abhängt

Die um etwa 2xdnach unten verschobene Blendenscheibe 18 wird schnell in die ursprüngliche Position am steil abfallenden Abschnitt der Sägezahnform zurückgeführt wobei die zuvor erwähnten Bewegungen wiederholt werden.

Das von den drei Farben auf der Farbkathodenstrahlröhre 35 dargestellte Bild wird als ein Farbbild beobachtet

Entsprechend der ersten Ausführungsform, die wie

zuvor erwähnt arbeitet, kann das Objekt nacheinander von den drei Farben beleuchtet werden, indem die Breite d des Streifens des Dreifarbenfilters 16 auf einen genügend kleinen Wert begrenzt und die Lichtübertragungsschlitze 17 der Blendenscheibe 18 entsprechend gebildet und die Blendenscheibe 18 durch Hin- und Herschieben auf eine kleine Amplitude gebracht werden, wobei eine Spannung an den Zweielementvibratoren 21,22 angelegt wird. Aus einer dünnen Metalltafel kann eine Blendenscheibe 18 mit einer Anzahl von Lichtübertragungsschlitzen 17 durch Ätzen oder einen ähnlichen Vorgang gefertigt werden, um leichte und kleine Blendenscheiben zu erhalten. (Die Blendenscheibe 18 kann durch Überziehen oder Bedrucken mit einer lichtblokkierenden Farbe auf eine Transparentscheibe gebildet werden). Dementsprechend können kleine Blendenscheiben mit geringem Gewicht von den kleinen Zweielementvibratoren 21, 22 bei niedrigem Energieverbrauch genügend angetrieben werden. Die Blenden 18 haben einen einfachen Aufbau und sind somit zur Massenherstellung bei verminderten Kosten geeignet. Die Blendenscheiben 18 haben ferner eine relativ hohe mechanische Festigkeit.

Außerdem ist die Antriebsschaltung 25 so gebaut, daß eine Sägezahnwelle für die Zweielementvibratoren 21, 22 benutzbar ist. Es ist aber wirkungsvoller, eine Spannung mit einer Stufenwelle von 0,d,2xd,0,...zu verwenden, um die Blendenscheibe 18 in jeder vorbestimmten Position in kurzer Zeit zu verschieben und danach die Signale der Bildelemente aufzunehmen, die erforderlich sind, um ein Bild von einem Festkörperaufnahmeelement 4 vorzusehen, damit die Blendenscheibe 18 schnell in die nachfolgende Position verschiebbar ist.

F i g. 6 zeigt wesentliche Teile als Einrichtungen zum aufeinanderfolgenden Beleuchten mit Licht aus drei Farben entsprechend der zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Diese Ausführungsform dient zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Lichtquantität.

In F i g. 6 sind Blendenscheiben 41, 42 an beiden Seiten des Dreifarbenfilters 16 entsprechend der ersten Ausführungsform vorgesehen und zwischen einem FHegenaugenlinsensystem 43, 44 angeordnet, um so eine Einrichtung zum Führen von Beleuchtungslicht zu jedem Lichtübertragungsfilter zu bilden, indem der Dreifarbenfilter 16 verschoben wird.

Die Blendenscheiben 41, 42 haben jeweils mehrere Lichtübertragungsschlitze 45,46 mit Breiten, welche die Richtung des Dreifarbenfilters 16 zum Innenseitenende mit einer Breite von d umkehren. Das breiteste Außenseitenende liegt dem Kronenabschnitt von entsprechenden Zylinderlinsen 43Λ, 44Λ des Fliegenaugenlinsensystems 43,44 gegenüber. Wie durch die Pfeile gezeigt ist, wird das von der Glühlampe 13 einfallende Beleuchtungslicht durch jede Zylinderlinse 43Λ des Fliegenaugenlinsensystems 43 umgewandelt, durch Aperturen 45 geleitet dann durch das Dreifarbenfiler 16 gefiltert, ferner durch eine Apertur 46 geführt und schließlich durch das Fliegenaugenlinsensystem 44 zu parallelem Licht umgewandelt In dieser Ausführungsform ist das Dreifarbenfilter 16 mit Hilfe der Zweielementvibratoren 21, 22, wie ausgeführt, reziprok verschiebbar.

Entsprechend dieser Ausführungsform kann das Beleuchtungslicht im wesentlichen vollständig genutzt werden, so daß die Beleuchtungsfähigkeit verbessert wird. Die Intensität des Lichtes ist beispielsweise dreimal so hoch wie in der ersten Ausführungsform. F i g. 7 zeigt wesentliche Teile der dritten Ausführungsform der Erfindung.

Während in der zveiten Ausführungsform zwei Fliegenaugenlinsensysteme 43, 44 verwendet werden, benutzt diese Ausführungsform nur ein einziges Fliegenaugenlinsensystem 51 an der Seite der Glühlampe 13. Das Fliegenaugenlinsensystem 51 wandelt das mit einer Breite von 3xd auf die lnnenkonkavabschnitte einfallende Licht mit einer Breite von d um, um paralleles Licht dem Dreifarbenfilter 16 zuzuführen.

to Die Zonen des Fliegenaugenlinsensystems 51, das von zwei benachbarten Konkavabschnitten mit einer Breite von etwa c/an der Seite des Dreifarbenfilters 16 gebildet ist, weisen lichtblockierende Zonen eines Lichtblockierfilms 52 auf, der durch Überziehen mit einer Lichtblokkierfarbe oder ähnlichem hergestellt wird.

Die dritte Ausführungsform funktioniert wie die zweite Ausführungsform und hat Vorteile dahingehend, daß nur ein Fliegenaugenlinsensystem 51 benutzt wird und daß die Lichtblockierzonen einheitlich durch Überziehen mit einer Lichtblockierfarbe auf der hinteren Fläche des Fliegenaugenlinsensystems 51 gebildet sind, so daß die Herstellungskosten eingespart werden können.
In dieser Ausführungsform wird das Dreifarbenfilter 16 von den Zweielementvibratoren 21,22 angetrieben.

F i g. 8 zeigt das vordere Teil des Einsatzteils 2 einer Endoskopanordnung 1 entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In dieser Ausführungsform sind die Zweielementvibratoren 21, 22 nicht in der Lichtquelleneinrichtung 11, sondern im vorderen Teil des Einsatzteils 2 installiert. So sind das Dreifarbenfilter 16, die Blendenscheibe 18 und die Zweielementvibratoren 21, 22 zum Antrieb der zu verschiebenden Blendenscheibe 18 vorgesehen, wo· bei alle Teile wie in der ersten oder den anderen Ausführungsformen an Positionen zwischen dem vorderen Teil der Lichtführung 9 und dem Lichtverteilungslinsensystem 8 an der Spitze des Einsatzteils 2 gebaut sind.
Wie aus dieser Ausführungsform zu ersehen ist, kann die Vorrichtung der Erfindung in einen bedeutend kleineren Raum eingebaut werden.

Außerdem könen Hochleistungsleuchtdioden oder eine Lampe anstelle der Lichtführung 9 verwendet werden.

F i g. 9 zeigt die fünfte Ausführungsform der Erfindung, in der die Aufnahmeeinrichtungen mit aufeinanderfolgendem Licht von drei Farbbildern an der Lichtempfangsseite vorgesehen sind.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Dreifarbenfilter 16 mit ähnlichem Aufbau wie in dem ersten oder den anderen Ausführungsbeispielen, die Blendenscheibe 18 mit mehreren Lichtübertragungsschlitzen 17 und die Zweielementvibratoren 21, 22 an der austretenden Pupillenposition des Objektivlinsensystems 3 vor dem Vorderteil des Festkörperaufnahmeelements 4 vorgesehen. Die Zweielementvibratoren 21, 22 sind so gebaut daß das Dreifarbenfilter 16 reziprok verschiebbar ist

Entsprechend dieser Ausführungsform wird das Objekt gleichzeitig von Licht beleuchtet das mindestens drei Wellenlängen von drei Farben hat, welche beispielsweise von der Glühlampe 13 abgegeben werden. Das vom Objekt reflektierte Licht wird durch das Dreifarbenfilter 16 geführt wobei die Blendenscheibe 18 von den Zweielementvibratoren 21, 22 reziprok verschiebbar ist und ein Licht mit Wellenlängen von drei Farben nacheinander übertragen und auf der Aufnahmefläche (Fokalebene) des Festkörperaufnahmeelementes 4 der Reihe nach mit drei Farben fokussiert wird.

Folglich kann ein Farbbild dargestellt werden, indem die Signale von jedem Empfängerelement 75b des Festkörperaufnahmeelementes 4 während des Fokussierens mit jeder Farbe zugeführt werden.

Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel kann ferner ein Farbbild dargestellt werden, indem die Ausführungsform nicht nur für eine Endoskopanordnung 1, sondern auch für eine monochromatische Aufnahmeeinrichtung unter normaler Beleuchtung benutzt wird. In einem solchen Falle ist das Dreifarbenfilter 16 als Streifentyp ausgebildet, so daß es mit niedrigeren Kosten in Vergleich zum Filter vom Mosaiktyp herstellbar ist. Während jede, durch ein Mosaikfilter aufgespaltete Farbe nicht auf die gleichen Empfängerelemente auffallbar ist, kann jede durch die Streifen des Dreifarbenfilters 16 aufgespaltene Farbe bei reziprokem Verschieben des Dreifarbenfilters 16 auf die gleichen Empfängerelemente fallen, so daß das Bild bei guter Farbregistrierung mit entsprechender Wiedergabequalität gewinnbar ist. Wenn das Aufnahmeteil des Festkörperaufnahmeelementes 4 die Empfängerelemente und die Übertragungseinrichtungen oder ähnliche Bauteile getrennt aufweist, kann eine Abnahme von Bildelementen verhindert werden, indem jeder Lichtübertragungsschlitz nicht nur zur Anordnung jedes Empfängerelementes, sondern auch jede Lichtblockierzone kompatibel zur Anordnung der Übertragungs- oder ähnlichen Zone zwischen den Empfangselementen ist. Wenn die Breite eines Empfängerelementes mit dim wesentlichen gleich der Breite zwischen zwei benachbarten Empfängerelementen in einem solchen Falle ist, kann eine Abnahme von Bildelementen durch Reduzieren der Breite der Lichtübertragungszone bis auf einen Wert von kleiner als d verhindert werden. Wenn ein Empfängerelement für den Kontakt mit dem benachbarten Element gebaut ist, kann die Anzahl der Bildelemente gleich mit derjenigen aufrechterhalten werden, wenn die Empfängerelemente monochromatisches Licht empfangen, indem die Breite von Lichtübertragungszonen reduziert wird. In den zuvor genannten Ausführungsformen ist es möglich, das zu verschiebende Teil zu ersetzen. So ist es beispielsweise bei der ersten Ausführungsform offensichtlich, daß das Dreifarbenfilter 16 anstelle der Blendenscheibe 18 reziprok verschiebbar ist Überdies können die Blendenscheibe 18 und das Dreifarbenfilter 16 in Umkehrphase verschoben werden.

In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen werden Zweielementvibratoren 21, 22 als Verschiebeeinrichtung verwendet. Derartige Verschiebeeinrichtungen sind jedoch nicht auf solche Vibratoreinrichtungen begrenzt, sondern können auch durch piezoelektrische Vibratoren oder durch eine Kombination von Permanentmagnet und Solenoid oder einen Elektromagneten ersetzt werden.

Es liegt auch auf der Hand, daß in den beschriebenen Ausführungsbeispielen eine Glühlampe oder Hochleistungsleuchtdioden anstelle der Lichtführung 9 verwendbar sind, die wie eine Lichtquelle vorgesehen ist, welche Licht mit Wellenlängen von drei Primärfarben abgibt

Weiterhin sind Einrichtungen zum Empfangen von Signalen jedes Bildelementes vorgesehen, das auf jedes Empfängerelement des Festkörperaufnahmeelementes 4 fokussiert und zum Darstellen der Signale auf der Farbkathodenstrahlröhre 35 oder einer Flüssigkristalldarstellplatte wiedergegeben ist, die nicht auf den einen Bereich der ersten Ausführungsform begrenzt sind. Beispielsweise werden die empfangenen Signale in Bildspeichern oder ähnlichen Einrichtungen gespeichert und gleichzeitig mit drei Farben dargestellt.

Ferner kann die vorliegende Erfindung nicht nur für das Dreifarbenfilter 16 und die Blendenscheibe 18, in der s die Lichtübertragungszonen horizontale, senkrechte oder schräge längliche Schlitze aufweisen, sondern auch für einen Mosaikfilter verwendet werden. Die Erfindung ist auch nicht auf die Verwendung von Licht beschränkt, welches Wellenlängen von drei Primärfarben hat. Da

ίο Beleuchtungs- und Aufnahmeeinrichtungen zum Darstellen von Farbbildern unter Einsatz von Licht in drei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen benutzt werden können, fallen derartige Mechanismen in den Umfang der Erfindung.

Wie ausgeführt wurde, dienen die beschriebenen Ausführugnsformen dazu, das Licht mit einer Wellenlänge jeder Farbe durch Verschieben mehrerer Streifen eines Farbübertragungsfilters oder von Lichtführungsgliedern nacheinander zu übertragen, so daß Farbbilder mit hohem Auflösungsvermögen bei Verwendung eines monochromatischen Aufnahmeelementes realisiert werden können. Die Einrichtungen der Erfindung sind kompakt, von geringem Gewicht und haben eine hohe Haltbarkeit und hohe mechanische Festigkeit.

Fig. 10 zeigt eine Farbaufnahmeeinrichtung 71 entsprechend der sechsten Ausführungsform der Erfindung.

In der Farbaufnahmeeinrichtung 71 der sechsten Ausführungsform gemäß Fig. 10 ist ein Objektivlinsensystern 73 zum Aufnehmen oder Fokussieren des Bildes eines Objektes in einem Zylindergehäsue 72 am geöffneten Vorderteil mit Hilfe eines Linsenrahmens 74 und ein Festkörperaufnahmeelement 75 so angeordnet, daß die Aufnahmefläche 75a in die Fokalebene des Objektivlinsensystems 73 fällt und an der Innenwand des Zylindergehäuses 72 über eine Halteeinrichtung befestigt ist.

Das Festkörperaufnahmeelement 75 ist so gebaut daß es Signale über eine Zuleitung 76 für einen Verstärker 78 einer Signalverarbeitungseinrichtung 77 zuführt Das Festkörperaufnahmeelement 75 ist so gestaltet, daß es mit Taktsignalen zum Lesen der Signale entsprechend den Bildelementen durch eine nicht gezeigte Zuleitung gespeist wird.

Die Ausgangssignale vom Verstärker 78 werden nacheinander über den Multiplexer 79 den Rot-, Grün- und Blaubildspeichern 80Ä, 8OG, 80S zum Speichern zugeführt (Wenn die Bildspeicher SOR, 8OC, 80ß Digitalspeicher sind, werden die Signale /VD-umgewandelt und in den Speichern gespeichert)

Die in jedem Bildspeicher 80/?, 8OG, 80ß gespeicherten Signale werden gleichzeitig durch jeden Bildspeicher 80Ä, 8OG, 80S gelesen, D/4-umgewandelt und durch einen nicht gezeigten Farbverstärkerkreis geführt, um auf einer Monitor-Farbkathodenstrahlröhre 81 dargestellt zu werden.

Für den Takt- oder Adreßtyp zum Lesen der Signale vom Festkörperaufnahmeelement 75 werden die Adreßsignale gebildet die auf den vom Bezugsoszillator 82 gebildeten Signalen beruhen, wobei der Bezugsoszillator 82 nacheinander den Multiplexer 79 über den Schaltkreis 83 jedesmal dann einschaltet wenn die Signale jedem Bildelement über eine Zeile entsprechen, um die Signale der Reihe nach über eine Zeile in jedem Bildspeicher SOR, 8OG, 8OB zu schreiben. Der Bezugsoszillator 82 liefert die Adreßsignale zum Schreiben in jede Adresse der Bildspeicher SOR, SOG, 80S über den Frequenzteiler oder eine ähnliche Einrichtung und

schreibt die Adreßsignale in jede Speicherzelle ein, wobei die gespeicherten Signale von der Richtung der Adreßsignale gelesen, dann D/4-umgewandelt und verstärkt werden. Außerdem liefert der Bezugsoszillator 82 die Bezugssignale zur horizontalen Ablenkschaltung 84 und zur vertikalen Ablenkschaltung 85 zum Erzeugen von horizontalen und vertikalen Sägezahnablenksignalen, welche der Farbkathodenstrahlröhre 81 als Abtastsignale zuzuführen sind.

Andererseits ist ein Dreifarbenfilter 87 mit einem Rotübertragungsfilter 87/?, einem Grünübertragungsfiltcr 87C und einem Blauübertragungsfilter 875 zum ausschließlichen Durchleiten von Licht mit Wellenlängen von rot, grün und blau unmittelbar vor der Fokalebene 75a des Festkörperaufnahmeelementes 75 angeordnet. Die oberen und unteren Enden des Dreifarbenfilters 87 sind an den Vorderteilen der Zweielementvibratoren 48, 49 befestigt, wobei deren Hinterteile wiederum an einer Halteeinrichtung 76 angebracht sind, die am Zylindergehäuse 72 gehaltert ist. Jeder Zweielementvibrator 88,89 wird mit Antriebsspannung zum Vibrieren der Zweielementvibratoren 88, 89 in der Antriebsschaltung 91 durch die Zuleitung 90 versorgt.

Wie in der F i g. 11 gezeigt ist, weist das Dreifarbenfilter 87 mehrere ausgewählte Farbübertragungsstreifen 87/?, 87D, 87ß auf, die in dieser Ordnung wiederholt vorgesehen sind. Die die Fig. 12 zeigt, ist die Breite d jedes Streifens gleich dem zentralen Abschnitt zwischen benachbarten horizontalen Empfängerelementen 75b, 75b für das Festkörperaufnahmeelement 75, d. h. der Abstand der angeordneten Empfängerelemente 75b ist d, wie die F i g. 12 zeigt.

Wenn daher das durch das Objektivlinsensystem 73 fokussierte Bild und das Dreifarbenfilter 87 unter der nicht betätigten Bedingung auf der Fokalebene 75a liegt, empfangen die Empfängerelemente 75b ... 75b wiederholt optische Bilder in der Ordnung derartig, daß beispielsweise jene in der obersten Reihe (erste Zeile) ein optisches Bild mit roter Wellenlänge, jene in der zweiten Reihe ein optisches Bild mit grüner Wellenlänge und jene in der dritten Reihe ein optisches Bild mit blauer Weilenlänge empfangen. Der Aufnahmevorgang ist daher steuerbar, so daß die Signale von den Empfängerelementen 756... 756 an jeder entsprechenden Zeile aufeinanderfolgend in jedem Bildspeicher 80/?, 8OG, 80S durch den Multiplexer 79 gespeichert werden, welcher synchron mit jedem Empfängerintervall für jede Zeile nacheinandergeschaltet ist.

Nach Beendigung der Aufnahme der Signale von den Empfängerelementen 756... 756 von der obersten bis zur untersten Reihe werden die Zweielementvibratoren 88,89 vom Ausgang der Antriebsschaltung 91 synchron mit der Beendigung der Aufnahme angetrieben, um das Dreifarbenfilter 87 in der Richtung senkrecht zur Richtung der Streifen zu verschieben, beispielsweise nach oben um etwa d, wobei die Signale erneut von dem Empfängerelementen 756... 75b in der obersten bis zu denjenigen in der untersten Reihe aufgenommen werden. Während dieser Periode empfangen die Empfängerelemente 75b ... 75b ein grünes Bild, so daß die Signale im Grünbildspeicher 8OG und die Signale von denen in der zweiten Reihe im Blaubildspeicher 80.6 gespeichert werden.

Nach der Beendigung der Aufnahme der Signale von denen in der untersten Reihe, werden die Zweielementvibratoren 88, 89 weiter nach oben um eine Breite von etwa d nach oben verschoben, wobei die Signale aufgenommen und im BildsDeicher 80S vom Blaubild durch jene in der äußersten Reihe in ähnlicher Weise, wie beschrieben, empfangen werden.

Nach Beendigung der Aufnahme für jene Signale in der untersten Reihe wird die den Zweielementvibratoren 88, 89 zugeführte Spannung stufenweise auf Null geschaltet, wobei die Verschiebung der Zweielementvibratoren 88,89 schnell auf etwa Null gebracht wird, um die Bewegung auf die ursprüngliche Bedingung zurückzuführen und die zuvor genannten Bewegungen zu wiederholen.

Die Einrichtungen nehmen daher das in einem Bild gespeicherte Dreifarbenbild auf, ohne dabei die Anzahl der Bildelemente von der im monochromatischen Bild durch Speichern der Signale von jedem Empfängerelement 75b ... 75b entsprechend den aufeinanderfolgenden Verschiebungen des Farbfilters 87 sukzessiv um 0, d, 2 χ d zu reduzieren.

Jedesmal, wenn das Bild hintereinander in drei Farben aufgenommen wird und die Signale für ein Bild als Farbsignale, d. h. für insgesamt drei Bilder geschrieben sind, werden die Signale sukzessiv von den Bildspeichern 80/?, 8OG, 80S gelesen, D/A-umgewandelt, verstärkt, von den horizontalen und vertikalen Ablenkausgängen abgetastet und auf der Monitor-Farbkathodenstrahlröhre 81 dargestellt.

Daher nimmt entsprechend der sechsten Ausführungsform jedes Empfängerelement 75b nacheinander Licht mit Wellenlängen von drei Farben durch Verschieben des Dreifarbenfilters 87 auf, wobei das Auflösungsvermögen nicht geschwächt und jedes Licht der entsprechenden Wellenlängen, das nacheinander jeweils vom gleichen Empfängerelement 75b empfangen wird, so gemischt wird, daß z. B. die Farbregistrierung gewährleistet werden kann, um das Farbbild das Objektes mit hoher Güte wiederzugeben.

Überdies kann ein leichtes Dreifarbenfilter 87 von kleinem Format vorgesehen sein, so daß es von den kleinen Zweielementvibratoren 88, 89 ausreichend angetrieben werden kann.

Folglich kann die Antriebseinrichtung so verkleinert werden, daß sie nicht nur in einer Fernsehkamera, sondern auch in einem kleinen Raum mit einem kleinen Durchmesser, z. B. in einem Einsatzteil einer Endoskopanordnung, verwendet werden kann.

Da überdies jedes Farbübertragungsfilter 87/?, 87G, 87B größer oder breiter als jedes Empfängerelement 756 ist, kann es ausreichend ohne Herausstehen durch etwas Oberschießen (overshooting) funktionieren, wenn die Zweielementvibratoren 88,89 von einer Stufenspannung oder ähnlichem angetrieben sind.

Ferner kann ein Mechanismus vorgesehen sein, in welchem mehrere Empfängerelemente, beispielsweise drei, die bei einer ausreichend hohen Geschwindigkeit arbeiten, quer zur Fokalebene 75a angeordnet sind und vertikal bei einem Abstand von d ein Filter, beispielsweise ein Rotübertragungsfilter, vor jedem Empfängerelement haben, so daß das Schaltsignal abgegeben wird, wenn das übertragene Rotlicht vom Rotübertragungsfilter 87/? des Dreifarbenfilters 78, welcher zu der entsprechenden Position verschoben ist, die sich mit dem Rotlicht vom zusätzlichen Rotübertragungsfilter überlappt, von den Empfängerelementen aufgenommen wird. Es ist in einem derartigen Fall auch möglich, die Synchroneinrichtung mit einem Leuchtelement zu kombinieren, um so das Funktionieren ohne externes Licht zu gewährleisten.

Im vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist der Dreifarbenfilter 87 reziDrok verschiebbar, was iedoch auch

durch ein Festkörperaufnahmeelement 75 erreichbar ist, in dem die Vertikaladresse verändert wird, was vom Fehler für ein oder -rwei Abstände der Anordnung oder für einen Abstand (pitch) zur Umkehrrichtung durch die Verschiebung abhängt, um den Fehler in jeder Speicherzelle der Bildspeicher SOR, SOG und 805 zu speichern. Wenn der Fehler in der Farbregistrierung gering ist, ist eine derartige Kalibrierung nicht immer erforderlich.

Ferner kann die Funktionswirkung, die im wesentlichen ähnlich der Verschiebung des Festkörperaufnahmeelementes 75 ist, mindestens durch teilweises Verschieben des Objektivlinsensystems 73 erreicht werden, wonach das Objektivlinsensystem 73 nicht in vertikaler Richtung reziprok verschiebbar ist, sondern bevorzugt so verschoben wird, daß die Oberfläche des Objektivlinsensystems 73 parallel zur Fokalebene 75 leicht geneigt ist, um so die Richtung des Lichtsignals durch einen oder zwei Abstände bzw. durch einen und einen entgegengesetzten Abstand vertikal (d. h. in der Richtung senkrecht zur Richtung der Streifen des Dreifarbenfilters 87) auf der Fokalebene 75a auszugleichen.

Auch kann im wesentlichen ein ähnlicher Effekt erreicht werden, indem anstelle einer Transparentscheibe ein Transparentprismenglied in Mittelstellung des Fokussieroptiksystems eingesetzt wird, wobei das Transparentprismenglied reziprok verschiebbar ist, um die optische Bahn auszugleichen.

Weiterhin ist der Farbübertragungsfilter für die Farbaufnahme nicht auf das Dreifarbenfilter 87 bschränkt, sondern kann auch von einem Dreifarbenfilter zum Filtern von Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen verwirklicht werden.

Fig. 13 zeigt die siebte Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Flüssigkristall anstelle der zuvor genannten Verschiebeeinrichtung benutzt wird.

In dieser Endoskopanordnung 101 werden die Ausgangssignale vom Vorverstärker 5 einem Λ/D-Konverter 103 in einer Video-Verarbeitungseinrichtung 102 zugeführt, die am Ende der Verarbeitungseinrichtung 102 in der Endoskopanordung 10 oder auch getrennt installiert ist. Die den Bildelementen entsprechenden Signale werden digital durch den /4/D-K.onverter 103 umgewandelt und in Rot-, Grün- und Blaubildspeichern 106/?, 106G, 106Ö über eine Multiplexer 105 gespeichert, welcher durch die vom Schaltkreis 104 abgegebenen Schaltsignale geschaltet wird. Außerdem werden die Digitaldaten von drei Bildsignalen (Farbsignalen) für ein Bild nacheinander in den Bildspeichern gespeichert, die auf »EIN« durch den Multiplexer 105 einschaltbar jind.

Die Schaltsignale werden durch Teilen der Taktsignale vom Bezugsoszillator 107 oder einer ähnlichen Einrichtung gebildet, wobei die Taktsignale auch für Signale zum Aufnehmen der Signale von jedem Empfängerelement des Festkörperaufnahmeclements 4 benutzt werden.

Der Bezugsoszillator 107 führt die Taktsignale einer nicht gezeigten Adreßgeneratorschaltung zu, um das Adreßsignal zum Zuweisen der Adresse der Speicherzelle zum Schreiben der Signale in die Bildspeicher 106/?, 106G, 106ß und zum Zuweisen der Leseadresse zu erzeugen.

Überdies führt der Bezugsoszillator 107 die Taktsignale synchron mit den Adreßsignalen zum Aufnehmen von den Bildspeichern 106/?, 106G, 106ßden horizontalen und vertikalen Ablenkschaltungen 36, 37 zum Ausgeben von jeweils horizontalen und vertikalen Ablenksignalen zu, um diese Ablenkausgänge in die X- und Y-Ablenkanschlüsse der Farbkathodenstrahlröhre 35 einzugeben.

Die in die Bildspeicher 106/?, 106G und 106ß geschriebenen Digitalbildelementsignale werden während des Lesemodus gleichzeitig gelesen, durch jeden D/A-Konverter 108 in das betreffende Digitalsignal umgewandelt, um Farbsignale R. G und B zu bilden. Die Farbsignale R, G und B werden durch die betreffenden Farbverstärker-Schaltungen 34/?, 34G, 34ß verstärkt und der Farbkathodenstrahlröhre (CRT) 35 zugeführt und bilden drei Farbbilder auf dieser ab, während sie von den horizontalen und vertikalen Ablenksignalen abgetastet wird.
Das rückwärtige Teil (einfallende Teil) der Lichlführung 10, die in das Einsatzteil 2 eingesetzt wird, ist so gebaut, daß es an der Lichtquelleneinrichtung 111 angebracht werden kann.

In der Lichtquelleneinrichtung 111 ist eine Flüssigkristallplatte 112 anstelle der Biendenscheibe 18 in der ersten Ausführungsform vorgesehen.

Kurz gesagt, stehen die Dreifarbenfilter 16 und die Flüssigkristallplatte 112 in Kontakt mit der einen Fläche des Dreifarbenfilters 16 und sind auf der optischen Bahn zwischen dem Kondensorlinsensystem 15 und der Glühlampe 13, beispielsweise an der Pupillenposition des Kondensorlinsensystems 15, vorgesehen, um eine Beleuchtungseinrichtung 113 zur Aufnahme des Farbbildes entsprechend der siebten Ausführungsform der Erfindung zu bilden, wie in F i g. 13 gezeigt ist

Das Dreifarbenfilter 16 wird von den Farbfiltern 16/?, 16G, 16ß entsprechend der roten, grünen und blauen Farbe in den Streifenmustern gemäß F i g. 14 gebildet.

Die Flüssigkristallplatte 112steht in Kontakt mildem Dreifarbenfilter 16 und weist Streifen 112/?, 112G 112ß auf, die den Filtern 16/?, 16G, 165 entsprechen und die in Lichtübertragungsstreifen bei Anlegen einer Spannung umgewandelt werden. Jede Elektrode 114/?, 114C, 114S₁ die an jedem Streifen 112/7,112G, 1125 angeschlossen ist, wird an einer galvanischen Zelle 11 über den Multiplexer 115 angeschlossen, wobei weitere Elektroden normalerweise geerdet sind. So steht beispielsweise im Multiplexer 115 unter der Bedingung in Fig. 13 jeder Streifen 112/? der Flüssigkrsitallplatte 112 in Kontakt mit jedem Rotübertragungsstreifen 16/?, welcher die Lichtübertragungsstreifen und die Reststreifen 112G, llßmitdem Blendenstreifen aufweist, Der Multiplexer 115 ist dabei so ausgebildet, daß er synchron mit dem Multiplexer 105 für die Videoverarbeitungseinrichtung 102 schaltbar ist. Nun soll die Arbeitsweise der siebten Ausführungsform, wie zuvor konstruiert, beschrieben werden.

Die Multiplexer 115,105 für die Beleuchtungseinrichtung 113 und die Videoverarbeitungseinrichtung 1Ö2 sind gruppenweise von den Schaltsignalen steuerbar, welche auf den Taktsignalen vom Bezugsoszillator 107 basieren, so daß der Multiplexer 105 mit dem Rotbildspeicher 106/? während des erforderlichen Intervalls zum Aufnehmen der Signale, die von allen Empfängerelementen auf das Festkörperaufnahmeelement 4 abgegeben werden, beispielsweise unter der Bedingung verbunden ist, daß die Elektrode 114/? des Multiplexers 105 mit der Spannung der galvanischen Zelle 116 versorgt wird.

Da die Flüssigkristallplatte 112 Licht nur durch jeden Streifen 112/? leitet, wird das durch jeden Streifen 112/? übertragene Licht nur auf den Rotübertragungsstreifen 16/? im Dreifarbenfilter 16 fallen, um das Licht mit der roten Wellenlänge durch den Streifen 16/? zu begrenzen

und somit das Objekt durch die Lichtführung 10 zu beleuchten.

Unter dem roten Beleuchtungslicht werden die von jedem Empfängerelement des Festkörperaufnahmeelementes 4 empfangenen Signale durch den Vorverstärker 5 verstärkt, A/D-umgewandelt und aufeinanderfolgend in der Speicherzelle des Rotbildspeichers 106/? gespeichert, welcher mit dem Multiplexer 105 verbunden und durch die Adreßsignale zugewiesen ist

Nach dem Herstellen der von jedem Empfängerelement im Festkörperaufnahmeelement 4 empfangenen Signale wird der Multiplexer 115 so geschaltet, daß die Spannung den Streifen 112G zugeführt wird, welche mit den Grünübertragungsstreifen 16G in der Flüssigkristallplatte 112 in Kontakt stehen, um das Objekt mit Grünlicht zu beleuchten. Zur gleichen Zeit wird der Multiplexer 105 in der Videoverarbeitungseinrichtung 102 mit dem Grünbildspeicher 106G verbunden, um den Bildspeicher 106G in den Schreibmodus zu überführen und aufeinanderfolgend die Signale von den Empfängerelementen wie zuvor zu speichern. In gleicher Weise wird das Objekt mit Blaulicht beleuchtet, das durch den Blauübertragungsfilter 16B hindurchgeht, wobei die von den Empfängerelementen empfangenen Signale für ein Bild im Blaubildspeicher 106ß gespeichert werden. Nach Beendigung des Schreibens in den Blaubildspeicher 106ß wird jeder Bildspeicher 106/?, 106G, 106ßzur gleichen Zeit in den Lesemodus überführt, wobei die aufgenommenen Signale (Daten) D/A-umgewandelt werden, jedes Analogfarbsignal R, G, B erneut gespeichert wird und die Farbsignale R, G, B durch den Farbverstärker 34/?, 34G, 34ß geführt werden und die Farbe auf der CRT 3ί> dargestellt wird, während sie von den horizontalen und vertikalen Ablenksignalen abgetastet wird.

Wie aus den Ausführungen hervorgeht, kann das Objekt mit Licht beleuchtet werden, wobei jede Farbe für sich erregt bzw. aufeinanderfolgend jeder Streifen 112/?, 112G, 112ßder Flüssigkristallplatte 112 entregt und unter der Beleuchtung jeder Farbe aufgenommen wird, um die Bildsignale in den Bildspeichern 106/?, 106G, 106ßzu speichern und die Dreifarbensignale aufzunehmen, welche auf der Farbkathodenstrahlröhre 35 gleichzeitig in Farbe abzubilden sind.

Entsprechend der siebten Ausführungsform weist die Einrichtung kein bewegbares Teil auf, so daß eine konstante Leistung und eine hohe Betriebssicherheit für eine lange Zeitdauer aufrechterhalten werden kann. Überdies kann die Beleuchtungseinrichtung 113 für die Farbaufnahme vorgesehen sein, indem die Flüssigkristallplatte 112 am Dreifarbenfilter 16 befestigt und dabei die Spannung der galvanischen Zelle 116 durch den Multiplexer 115 oder eine ähnliche Einrichtung gesteuert wird, so daß kleinere und damit billigere Bauteile benutzt werden können. Überdies wird mit der Beleuchtungseinrichtung 113 das Auflösungsvermögen nicht herabgesetzt, wenn die monochromatische in eine Polychromatische Aufnahme geändert wird und damit die Information mit verschiedenen Farben durchführbar ist, so daß ein abgestorbenes oder ähnliches Körperteil aufgenommen oder als ein deutliches Farbbild wiedergegeben werden kann. Auch kann das Bild durch freies Mischen des unterschiedlichen Farbbildes dargestellt werden, so daß eine exaktere Diagnose möglich ist.

Fig. 16 zeigt das Vorderteil des Einsatzteils 2 der Endoskopanordnung 1 entsprechend der achten Ausführungsform der Erfindung. In der achten Ausführungsform ist das Dreifarbenfilter 16 und die Flüssigkristallplatte 112 auf der optischen Bahn zwischen dem einfallenden Ende der Lichtführung 10 und dem Uchtverteilungslinsensystem 8, beispielsweise an der Pupillenposition des Lichtverteilungslinsensystems 8, installiert.

Die Flüssigkristallplatte 112 ist so ausgebildet, daß die Spannung selektiv über das gebündelte Zuführkabel 114 zu den Streifen 112/?, 112G, U2B zugeführt wird, welche gegenüber jedem Lichtübertragungsstreifen 16/?, 16G, 16Ädes Dreifarbenfüters 16 angeordnet sind.

Die achte Ausführungsform ist wie die siebte Ausführungsform gebildet, wobei jedoch das Dreifarbenfil»«r 16 und die Flüssigkristallplatte 112 zwischen dem Kondensorlinsensystem 15 entsprechend der siebten Ausführungsform und der Beleuchtungslampe 13 im Vorderteil des Einsatzteils 2 installiert sind.

Fig. 17 zeigt die neunte Ausführungsform der Erfindung.
In dieser Ausführungsform wird die Lichtführung 10 nicht wie in der achten Ausführungsform benutzt, so daß die Beleuchtungslampe 13 und andere Teile in der Lichtquelleneinrichtung 111 fehlen, wie die Fig. 13 zeigt, jedoch ist eine Beleuchtungslampe 121 für weißes Licht vorne im Einsatzteil 2 angeordnet. Ferner sind das Dreifarbenfilter 16, die Flüssigkristallplatte 112 auf der optischen Bahn zwischen der Beleuchtungslampe 121 und dem Lichtverteilungslinsensystem 8, beispielsweise an der Pupillenposition der Linse, vorgesehen.

Es ist klar, daß die Beleuchtungslampe 121 durch eine oder mehrere Hochleistungsleuchtdioden mit Wellenlängen der drei Farben ersetzt werden kann.

Fig. 18 veranschaulicht die zehnte Ausführungsform der Erfindung.

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der siebten Ausführungsform dahingehend, daß das Dreifarbenfilter 16 und die Flüssigkristallplatte 112 nicht zwischen dem Kondensorlinsensystem 15 und der Beleuchtungslampe 13 vorgesehen sind, sondern mit einem Reflektor in Kontakt stehen.

So ist das Dreifarbenfilter 16 mit der Konkavfläche der konkaven Flüssigkristallplatte 112 verklebt, in welcher Abschnitte, die mit einer Spannung auf der Konkavfläche versorgt sind, Reflektions- und Restabschnitte aufweisen, die Lichtübertragungsteile oder nicht reflektierende Abschnitte haben.

Wenn das von der Beleuchtungslampe 13 direkt auf das Kondensorlinsensystem 15 einfallende Licht einfällt, kann eine Blendenscheibe zwischen der Beleuchtungslampe 13 und dem Kondensorlinsensystem 15 vorgese- hen werden. Diese Ausführungsform ist deshalb vorteilhaft, weil der Konkavspiegel 14 nicht benötigt wird.

In den beschriebenen Ausführungsformen weisen die Lichtübertragungs- und reflektierenden Abschnitte des Dreifarbenfüters 16 und die Flüssigkristallplatte 112 Streifen auf, wobei aber betont wird, daß die Erfindung auf solche Streifen nicht begrenzt ist.

Wie ferner in der Ausführungsform von F i g. 9 gezeigt ist, kann die Farbaufnahme eines aufeinanderfolgenden Farbmodus durch Einbau des Dreifarbenfüters 16 und der Flüssigkristallplatte 112 an der Pupillenstation des Objektivlinsensystems 3 erreicht werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Die Erfindung geht aus von einer Endoskopanord- Patentansprüche: nung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bis jetzt gab es vorwiegend Aufnahmeeinrichtungen

1. Endoskopanordnung mit einem länglichen Ein- mit Festkörperaufnahmeelementen, beispielsweise für Satzteil, mit einer Beleuchtungseinrichtung, die zum 5 Fernsehkameras und Endoskopanordnungen. In den be-Beleuchten eines Objekts in diesem Körperhohl- kannten Endoskopanordnungen werden Lichtleiter verraum eine einzige Beleuchtungslampe und eine Sam- wendet, die in der Regel aus kompakten Bündeln mit mellinse aufweist die das Licht der Beleuchtungs- mehreren Tausend optischen Fasern bestehen, welche lampe derart bündelt, daß dieses auf ein Lichtein- Durehmesser von mehreren 10 μπι als Bild- und Lichtfallsende des Einführungsteils und von diesem einge- io Übertragungseinrichtungen haben. Insbesondere wird in führtem Vorderende auf das Objekt fällt, mit einer einer Endoskopanordnung ein aufgenommenes Bild eian diesem Vorderende angeordneten optischen Ab- nes zu beobachtenden Objektes im Vorderteil der Bildbildungsanordnung, die eine Abbildung des derart führung fokussiert, welche an der hinteren Betätigungsbeleuchteten Objekts erzeugt, wobei die Abbil- seite bis in die Nähe des Objektes mit Hilfe eines Fokusdungsanordnung in ihrer Bildebene ein Festkörper- 15 sieroptiksystems (& h. einer optischen Abbildungsanaufnahmeelement aufweist, dessen Bildaufnahmeflä- Ordnung) eingesetzt und zum hinteren Teil übertragen ehe aus einer Anordnung zahlreicher Lichtemp- wird, das mit Hilfe eines optischen Okularsystems beobfangselemente gebildet ist, die photoelektrische Um- achtet werden kann.

Wandlungsfunktion zeigen, mit einer Videoverarbei- Andererseits wird es bei einer Endoskopanordnung tungseinrichtung, die die Ausgangssignale des Fest- 20 mit einem Festkörperaufnahmeelement vorgezogen, körperaufnahmeelements empfängt, verstärkt und das Bild polychromatisch abzubilden und damit eine in einer vorbestimmten Zeitfolge als ein Farbsignal Schichtdiagnose zu ermöglichen,
ausgibt, das von einer Farbdarstellungseinrichtung Die aiigemein bekannten Vorrichtungen zur Erzeudargestellt wird, und mit Vorrichtungen für die Be- gung von Farbbildern bestehen aus einer Kombination leuchtung und Bildaufnahme, die eine Endoskopbild- 25 mit einem optischen Farbaufspaltungssystem und drei aufnahme mit einer Dreifarbaufeinanderfolge er- monochromatischen Festkörperaufnahmeelementen möglichen, dadurch gekennzeichnet, daß oder aus einer Kombination mit einzelnen Festkörperdiese Vorrichtungen für die Beleuchtung und Bild- aufnahmeelementen und einem Filter, in dem rote, grüaufnahme eine Filtereinrichtung (16) aufweisen, die ne und blaue Farbmosaiken angeordnet sind,
in einem Lichtweg, über den das Beleuchtungslicht 30 Das zuerst genannte System hat einen Nachteil insovon der Beleuchtungslampe auf das Objekt gestrahlt fern, als es schwierig ist, ein optisches Farbenaufspalwird, oder in einem Abbildungslichtweg angeordnet tungssystem und mehrere Festkörperaufnahmeelemenist, über den das Objektbild durch die Abbildungsan- te in einem dünnen und schmalen Raum der Endoskopordnung (3, 4; 73, 75) auf der Bildaufnahmefläche anordnung unterzubringen. Das letztere System weist erzeugt wird, daß die Filtereinrichtung eine Anord- 35 auch einen Nachteil auf, weil das in drei Farben aufgenung von drei Arten von Farbdurchlaßfiltern (16/?, spaltene Licht empfangen wird, wobei V₃ der Teile im 16G, i6B) aufweist, die jeweils Licht von entspre- Aufnahmeelement jeder Farbe zugeordnet ist, wodurch chend unterschiedlichen Weüenlängen durchlassen, das Auflösungsvermögen in Vergleich mit dem für mowobei sich die Farbfolge in vorbestimmten Interval- nochroamtische Bilder reduziert wird und daß, da die len wiederholt, daß eine Lichtübertragungseinrich- 40 Empfängerelemente für jede Farbe kein Licht auf der tung (17,18,19; 112) bezüglich der Filtereinrichtung gleichen Position empfangen, die Farben ungenügend derart gegenüberliegend angeordnet ist, daß jeweils gemischt werden, was zu einer entsprechend ungenüein einer Art der Farbdurchlaßfilter gegenüberlie- genden Farbübereinstimmung führt,
gender Bereich dieser Lichtübertragungseinrichtung Aus diesem Grunde sind in der japanischen Patcnlanein lichtübertragender Bereich ist und deren übrige 45 meldung Nr. 43 686/1983 mehrere lichtreflektierende Bereiche als lichtunterbrechende Bereiche wirken Einrichtungen mit einer Wellenlängenselektivität be- und kein Licht übertragen, und daß eine Vorrichtung schrieben, bei denen beispielsweise dichromatische (21, 22; 88, 89) vorgesehen ist, die die Filtereinrich- Spiegel an der Lichtquelleneinrichtung unter geeignetung und die Lichtübertragungseinrichtung derart ten Winkeln mit dem optischen Beleuchtungssystem anbetätigt, daß das durch diese beiden Einrichtungen 50 gebracht sind, um eine Lichtablenkungseinrichtung zum hindurchgeführte Licht aufeinanderfolgend auf die Reflektieren des Beleuchtungslichtes von der Lichtqueldrei verschiedenen, durch die Filtereinrichtung fest- Ie mit Hilfe einer durch eine Lichtführung zu führende gelegten Wellenlängen umgeschaltet wird. Lichtreflektionseinrichtung vorzusehen, wobei von der

2. Endoskopanordnung nach Anspruch 1, dadurch Beleuchtung sukzessiv Licht von roter, grüner und blaugekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgend um- 55 er Farbe abgegeben wird und dabei die von monochroschaltende Vorrichtung eine Vibrationseinrichtung matischen Festkörperaufnahmeelementen aufgenom-(21,22; 88,89) ist, die entweder die Filtereinrichtung menen Signale synchron mit der Beleuchtung in jedem oder die Lichtübertragungseinrichtung Vibrationen Bildspeicher oder einer ähnlichen Einrichtung gespeiaussetzt. chert werden und diese Signale gleichzeitig von diesen

3. Endoskopanordnung nach Anspruch 1, dadurch 60 Bildspeichern während der Regeneration gelesen wergekennzeichnet, daß die Lichtübertragungseinrich- den, um ein Farbbild zu liefern.

tung eine Flüssigkristallplatte (112) ist, die eine ent- Die bekannte Anordnung mit dichromatischem Spiesprechend der Anordnung der gegenüberliegend an- gel und optischem Ablenksystem sowie mit weiteren geordneten Farbdurchlaßfilter unterteilte Elektro- Einrichtungen ist schwierig im Aufbau und benötigt verdenanordnung(114Ä, 114C114ß)aufweist. 65 schiedene Einstellungen, so daß die Anordnung leuer

und zur Massenherstellung ungeeignet ist. Die Anordnung hat auch eine geringe mechanische Festigkeit, so

daß das optische System selbst bei einem kleinen Auf-