DE3740318A1 - Abbildungseinrichtung und ein diese einrichtung verwendendes endoskop - Google Patents

Abbildungseinrichtung und ein diese einrichtung verwendendes endoskop

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Description

Die Erfindung betrifft eine Abbildungseinrichtung, bei der der zur Beobachtung verwendete Wellenlängenbereich abhängig von dem zu beobachtenden Objekt ausgewählt werden kann, sowie eine Endoskopeinrichtung, die eine derartige Abbildungseinrichtung verwendet.
Bekannt sind verschiedene elektronische Endoskope, die eine Festkörper-Abbildungs- oder -Bildaufnahmevorrichtung, etwa eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) als Abbildungsvorrichtung verwenden.
Die Vorteile derartiger elektronischer Endoskope liegen darin, daß die Auflösung höher ist als bei einem Lichtleiterendoskop, daß sich die Aufzeichnung und Wiedergabe der Abbildungen oder Bilder vereinfacht und daß eine Verarbeitung der Bilder wie eine Vergrößerung und ein Vergleich zweier Bilder möglich und einfach ist.
Soll nun unter Verwendung einer derartigen Abbildungseinrichtung, insbesondere eines elektronischen Endoskops, eine kranke Partie und eine gesunde Partie in einem lebenden Körper voneinander unterschieden werden, dann muß die oft geringe Farbtondifferenz zur Diagnose dienen. Eine derartig kritische Farbtondifferenz erfordert jedoch eine große Erfahrung bei der Diagnose und eine entsprechend lange Zeit, wenn man ein sicheres Ergebnis erreichen will. Selbst dann hat ein Fachmann Schwierigkeiten, derartige Differenzen immer richtig festzustellen.
Aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift 3 033/1981 ist ein Verfahren bekannt, bei dem unter Berücksichtigung der Tatsache, daß eine Farbtondifferenz in einem anderen Wellenlängenbereich als dem sichtbaren Bereich, beispielsweise im infraroten Wellenlängenbereich, groß sein kann, spektrales Licht mit zumindest einem infraroten Wellenlängenbereich zeitseriell auf ein zu beobachtendes Objekt gerichtet wird. Das vom Objekt reflektierte Licht wird mittels einer Festkörper-Abbildungsvorrichtung abgebildet und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das abhängig von dem Wellenlängenbereich verarbeitet wird. Das Bild dieses Wellenlängenbereichs wird dann als spezielles Farbsignal dargestellt. Gemäß diesem bekannten Verfahren kann die im infraroten Wellenlängenbereich erhaltene unsichtbare Information in eine sichtbare Information umgewandelt werden und es ergibt sich die Möglichkeit, eine kranke Partie von einer gesunden rasch und einfach zu unterscheiden.
Bei dem bekannten Verfahren ist jedoch der Beobachtungs- Wellenbereich festgelegt mit dem Nachteil, daß bei Verwendung von infrarotem Licht keine Abbildung im üblichen sichtbaren Bereich möglich ist, so daß die Schwierigkeit besteht, beide Bilder zu vergleichen, so daß der Vorteil einer Betrachtung des Objekts in einem anderen Wellenlängenbereich gering ist.
Aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift 1 39 237/1984 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mehrere Abbildungen oder Bilder dadurch erzeugt werden, daß eine von einem lebenden Körper erzeugte Fluoreszenz abhängig von einer Erregungslichtstrahlung durch mehrere Arten von Bandpaßfiltern geleitet wird, wobei entsprechend unterschiedliche Farbtöne den Dichtegraddifferenzen entsprechender Bilder zugeordnet werden, um somit entsprechende Bilder in Quasi- Farben zu erzeugen.
Bei diesem bekannten Verfahren kann zwar die Dichtedifferenz festgestellt werden, aber es ist nicht möglich, die Farbtondifferenz zu bestimmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abbildungseinrichtung und ein eine derartige Abbildungseinrichtung verwendendes Endoskop anzugeben, wobei abhängig von dem zu beobachtenden Objekt eine sichtbare Information durch Auswählen des am besten geeigneten Wellenlängenbereichs erzeugt wird. Ferner sollen Farbtondifferenzen in sich entsprechenden Stellen eines beobachtenden Objekts auf einfache Weise feststellbar sein, die sonst im üblichen sichtbaren Bereich schwierig zu bestimmen sind. Ferner soll der Zustand von unterhalb einer Schleimhaut verlaufenden Venen und der Eindringungsbereich einer Krankheit gut beobachtbar sein. Auch soll eine Farbverteilung in dem Gewebe eines lebenden Körpers einfach festgestellt werden können.
Die erfindungsgemäße Abbildungseinrichtung bzw. die erfindungsgemäße Endoskopeinrichtung sind gekennzeichnet durch ein optisches Bildformungssystem, das ein Bild eines abzubildenden Objekts formt, eine Abbildungsvorrichtung mit einer Ansprechempfindlichkeit in einem Wellenlängenbereich, der sich von einem sichtbaren Bereich zu einem anderen unsichtbaren Bereich erstreckt, wobei die Abbildungsvorrichtung das von dem optischen Bildformungssystem geformte Bild in ein elektrisches Signal umwandelt, eine Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung zum Aufteilen des Wellenlängenbereichs, der sich vom sichtbaren Bereich in den anderen unsichtbaren Bereich erstreckt, in mehrere Wellenlängenbereiche, eine Auswählvorrichtung zum Auswählen zumindest eines Wellenbereiches aus den durch die Wellenlängen- Bereichsaufteilvorrichtung aufgeteilten Wellenlängenbereichen und eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten des Ausgangssignals der Abbildungsvorrichtung abhängig von dem ausgewählten Wellenlängenbereich zu Videosignalen.
Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung und ein Endoskop, das eine derartige Einrichtung verwendet, wird in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ausbaus einer Abbildungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines vollständigen elektronischen Endoskops;
Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung eines Bandumschaltfilters;
Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung eines Rotationsfilters;
Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der von den entsprechenden Filtern des Bandumschaltfilters durchgelassenen Wellenlängenbänder;
Fig. 6 ein Diagramm, das die Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter des Rotationsfilters veranschaulicht;
Fig. 7 und 8 Blockschaltbilder einer Abbildungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Abbildungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 10 eine Darstellung zur Erläuterung eines Rotationsfilters des dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 11(A) ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Zeitgabe für das Beleuchtungslicht;
Fig. 11(B) ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Zeitgabe des Auswählens eines Signals zum Zeitpunkt der Auswahl eines sichtbaren Bandes;
Fig. 11(C) ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Zeitgabe des Auswählens eines Signals zum Zeitpunkt der Auswahl eines ultravioletten Bandes;
Fig. 11(D) ein Zeitdigramm zur Veranschaulichung der Zeitgabe des Auswählens eines Signals zum Zeitpunkt der Auswahl eines infraroten Bandes;
Fig. 11(E) ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Zeitgabe für die Auswahl von Wellenlängenbereichen G, R und IR 1;
Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Abbildungsvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 13 eine Darstellung zur Erläuterung eines Rotationsfilters des vierten Ausführungsbeispiels;
Fig. 14(A) ein Zeidiagramm zur Erläuterung der Zeitperioden, während der entsprechende Filter eines Rotationsfilters sich im Beleuchtungslichtweg befinden;
Fig. 14(B) ein Zeitdiagramm der Zeitgabe für die Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Auswahl eines sichtbaren Frequenzbandes;
Fig. 14(C) ein Zeitdiagramm einer Zeitgabe für die Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Auswahl eines infraroten Bandes;
Fig. 14(D) ein Zeitdiagramm einer Zeitgabe der Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Auswahl eines ultravioletten Bandes;
Fig. 14(E) ein Zeitdiagramm einer Zeitgabe der Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Auswahl von Wellenlängenbereichen G, IR 2 und IR 3;
Fig. 14(F) ein Zeitdiagramm einer Zeitgabe der Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Auswahl eines Wellenbereiches B;
Fig. 15 ein Diagramm zur Erläuterung der Änderung der Spektraleigenschaften von Blut durch Mischen mit ICG;
Fig. 16 eine Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer Endoskopeinrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 17 eine Darstellung zur Erläuterung eines Rotationsfilters gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
Fig. 18(A) ein Zeitdiagramm einer Zeitgabe für die Zeitperioden, während derer entsprechende Filter des Rotationsfilters sich in einem Beleuchtungslichtweg befinden;
Fig. 18(B) ein Zeitdiagramm einer Zeitgabe der Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Auswahl eines sichtbaren Bandes;
Fig. 18(C) ein Zeitdiagramm einer Zeitgabe der Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Auswahl eines infraroten Bandes;
Fig. 18(D) ein Zeitdiagramm einer Zeitgabe der Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Auswahl eines ultravioletten Bandes;
Fig. 18(E) ein Zeitdiagramm einer Zeitgabe der Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Auswahl von Wellenlängenbereichen G, IR 2 und IR 3;
Fig. 18(F) ein Zeitdiagramm einer Zeitgabe der Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Aussendung von Licht durch eine Lampe zur Zeit der Auswahl eines Wellenlängenbereichs B;
Fig. 19 eine Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer Abbildungseinrichtung des sechsten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 20 eine Seitenansicht eines Bandumschaltspiegels;
Fig. 21 ein Diagramm zur Erläuterung der Reflexionseigenschaften entsprechender Spiegel des Bandumschaltspiegels;
Fig. 22 eine Darstellung zur Erläuterung einer Modifikation einer Lichtquelleneinheit beim sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 23 eine Seitenansicht eines Bandumschaltspiegels in einer Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels;
Fig. 24 eine Darstellung zur Erläuterung einer Lichtquelleneinheit gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 27 eine Darstellung zur Erläuterung eines Rotationsfilters in Verwendung beim siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 26 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Abbildungseinrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 27 eine Darstellung zur Erläuterung eines Rotationsfilters, der Abbildungseinrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel;
Fig. 28 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Durchlaßkennlinien entsprechender Filter des Rotationsfilters;
Fig. 29 ein Diagramm zur Erläuterung der Absorptionsspektren entsprechender Farben eines Körpers eines Lebewesens;
Fig. 30-32 Darstellungen zur Erläuterung von Modifikationen der Einrichtung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel;
Fig. 33 und 34 eine Darstellung des Aufbaus einer CCD-Vorrichtung (ladungsgekoppelten Vorrichtung);
Fig. 34(A) eine Darstellung zur Erläuterung eines Verschlusses;
Fig. 34(B) eine Darstellung zur Erläuterung eines anderen Zustandes des Verschlusses nach Fig. 34(A);
Fig. 35 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Abbildungseinrichtung des zehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 36 eine Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer CCD- Vorrichtung mit elektronischem Verschluß;
Fig. 37(A), 37(B) und 37(C) Darstellungen zur Erläuterung der unterschiedlichen Betriebsarten von elektronischen Verschlüssen;
Fig. 38(A) ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Zeitgaben für Zeitperioden, während derer sich entsprechende Filter eines Rotationsfilters in einem Beleuchtungslichtweg befinden;
Fig. 38(B) ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebs einer CCD- Vorrichtung;
Fig. 38(C) ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Lichtempfangsteils einer CCD-Vorrichtung;
Fig. 39 eine Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer Endoskopeinrichtung gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 40 ein Blockschaltbild einer Abbildungseinrichtung gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 41 eine Darstellung zur Erläuterung eines Bandbegrenzungsfilters;
Fig. 42 eine Darstellung zur Erläuterung der Übertragungskennlinien entsprechend der Filter des Bandbegrenzungsfilters des zwölften Ausführungsbeispiels;
Fig. 43 eine Darstellung zur Erläuterung eines beim zwölften Ausführungsbeispiel verwendeten Rotationsfilters;
Fig. 44 ein Diagramm zur Erläuterung der Durchlaßkennlinien entsprechender Filter des Rotationsfilters des zwölften Ausführungsbeispiels;
Fig. 45 ein Diagramm zur Erläuterung der Durchlaßkennlinien der entsprechender Filter einer Modifikation des Rotationsfilters des zwölften Ausführungsbeispiels;
Fig. 46 und 47 Darstellungen zur Erläuterung von Modifikationen des Bandbegrenzungsfilters des zwölften Ausführungsbeispiels;
Fig. 48 eine Darstellung zur Erläuterung einer Lichtquelleneinheit des dreizehnten Ausführungsbeispiels der Erfindng;
Fig. 49 ein Diagramm zur Erläuterung der Durchlaßkennlinie eines schmalbandigen Bandbegrenzungsfilters;
Fig. 50 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Differenz zwischen den Spektraleigenschaften von Blut, in der ICG gemischt ist, und Blut, in das kein ICG gemischt ist;
Fig. 51 Diagramm zur Erläuterung einer Lichtquelleneinheit in einer Modifikation des dreizehnten Ausführungsbeispiels;
Fig. 52 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter des Rotationsfilters des 14. Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 53 eine Darstellung eines Rotationsfilters gemäß einem 15. Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 54 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter des Rotationsfilters nach Fig. 53;
Fig. 55 eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Bandbegrenzungsfilters des 16. Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 56 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter des Bandbegrenzungsfilters nach Fig. 55;
Fig. 57 eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Rotationsfilters gemäß dem 16. Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 58 ein Diagramm zur Erläuterung der Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter des Rotationsfilters nach Fig. 57;
Fig. 59 eine Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer Endoskopeinrichtung gemäß dem 17. Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 60 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Abbildungseinrichtung gemäß dem 18. Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 61 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Lichtaussendecharakteristik einer Lichtquelle;
Fig. 62 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter eines Bandbegrenzungsfilters, das beim 18. Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;
Fig. 63 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Durchlaßcharakteristik des Filters nach Fig. 62;
Fig. 64 ist die Darstellung eines Farbfilters;
Fig. 65 ein Diagramm zur Erläuterung der Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter des Farbfilters nach Fig. 64;
Fig. 66 ein Diagramm der Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter eines Farbfilters gemäß dem 19. Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 67 ein Diagramm, das eine Lichtquelleneinheit zeigt, die bei dem 20. Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;
Fig. 68 ein Diagramm einer Lichtquelleneinheit gemäß einer Modifikation des 20. Ausführungsbeispiels;
Fig. 69 ein Diagramm der Durchlaßkennlinien eines schmalbandigen Bandbegrenzungsfilters gemäß dem 21. Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 70 eine Darstellung zur Erläuterung eines Bandbegrenzungsfilters gemäß dem 22. Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 71 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter des Bandbegrenzungsfilters nach Fig. 70;
Fig. 72 ein Diagramm, das die Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter eines Rotationsfilters des 22. Ausführungsbeispiels zeigt;
Fig. 73 eine Darstellung einer Endoskopeinrichtung gemäß dem 23. Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 74 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Abbildungseinrichtung des 24. Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 75 ein Diagramm eines Farbtrennfilters des 24. Ausführungsbeispiels;
Fig. 76 ein Diagramm der Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter des Farbtrennfilters gemäß Fig. 75;
Fig. 77 ein Diagramm der Durchlaßkennlinie eines sich im Beobachtungslichtweg befindenden Filters beim 24. Ausführungsbeispiel;
Fig. 78 ein Diagramm der Durchlaßkennlinie eines Durchlaßfilters für sichtbares Licht;
Fig. 79 ein Diagramm der Durchlaßkennlinie eines Durchlaßfilters für ein Band in der Nähe von Infrarot gemäß dem 24. Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 80 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Abbildungseinrichtung des 25. Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 81 eine Darstellung eines Rotationsfilters der Einrichtung gemäß Fig. 80; und
Fig. 82 ein Diagramm der Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter des Rotationsfilters gemäß Fig. 81.
Das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in den Fig. 1 bis 6 gezeigt.
Die Abbildungseinrichtung gemäß der Erfindung wird beispielsweise bei einem elektronischen Endoskop 1 verwendet, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Bei diesem elektronischen Endoskop 1 ist ein Handhabungsteil 3 mit verhältnismäßig großem Durchmesser verbunden mit dem rückwärtigen Ende eines länglichen, beispielsweise flexiblen Einführteils 2. Ein flexibles Kabel 4 geht seitlich vom rückwärtigen Ende des Handhabungsteiles 3 ab und ist an seinem anderen Ende mit einem Verbinder 5 versehen. Das elektronische Endoskop 1 kann über den Verbinder 5 mit einer Steuereinrichtung verbunden werden, die eine Lichtquelleneinheit und eine Videosignalverarbeitungseinheit beinhaltet. Mit der Steuereinrichtung 6 kann ferner ein Farb-CRT-Monitor als Anzeigeeinrichtung verbunden sein.
An der Spitze des Einführteils 2 ist ein starres Spitzenelement 9 über ein krümmbares Element 10 angebracht. Das krümmbare Element 10 kann in horizontaler und vertikaler Richtung durch Drehen eines Krümmknopfes 11 gekrümmt werden, der am Handhabungsteil 3 angebracht ist. In dem Einführteil 2 befindet sich ein Instrumentenkanal, der mit einer Einführöffnung in dem Handhabungsteil 3 in Verbindung steht.
Fig. 1 zeigt eine Abbildungseinrichtung 21. Eine Lichtquelleneinheit 22 mit einer Lichtquelle 24 ist in der Steuereinrichtung 6 angeordnet. Die Lichtquelle 24 strahlt Licht mit Wellenlängen in einem breiten Bereich von ultraviolett bis infrarot ab einschließlich eines sichtbaren Bereichs und kann eine übliche Hallogenlampe, eine Xenonlampe oder eine Strobelampe sein. Die Lichtquelle 24 wird mittels einer Lichtquellen-Erregungs- oder -Zündeinrichtung 26 erregt, die von einer Steuereinheit 25 gesteuert wird. Ein Frequenzbandumschaltfilter 27 als Auswahlvorrichtung wird von einem Antriebsmotor 28 in Rotation versetzt und ist vor der Lichtquelle 24 angeordnet. Dieses Bandumschaltfilter 27 ist in Umfangsrichtung in drei Teile gemäß Fig. 3 aufgeteilt, so daß sich Filter 27 a, 27 b und 27 c ergeben, die ein ultraviolettes Band, ein sichtbares Band bzw. ein infrarotes Band selektiv durchlassen, wie dies Fig. 5 zeigt. Die Drehzahl des Antriebsmotors 26 wird von einem Motortreiber 29 geregelt, der von der Steuereinheit 25 gesteuert wird.
Ein Rotationsfilter 31 als Aufteilvorrichtung wird von einem Antriebsmotor 30 in Rotation versetzt und empfängt das vom Bandumschaltfilter 27 durchgelassene Licht. Dieses Rotationsfilter 31 ist in Umfangsrichtung in neun Sektoren gemäß Fig. 4 aufgeteilt, wobei Filter 31 a bis 31 i entsprechend rotes Licht (R), einen ersten ultravioletten Lichtbereich (UV 1), einen ersten Infrarotbereich (IR 1), grünes Licht (G), einen zweiten Ultraviolettbereich (UV 2), einen zweiten infraroten Lichtbereich (IR 2), blaues Licht (B), einen dritten ultravioletten Lichtbereich (UV 3) bzw. einen dritten infraroten Lichtbereich (IR 3) in dieser Reihenfolge durchlassen und entsprechende Durchlaßkennlinien gemäß Fig. 6 besitzen. Es sei erwähnt, daß sich der erste bis dritte Infrarotbereich bezüglich des Wellenlängenbandes unterscheiden und daß dabei die mittlere Wellenlänge in der Reihenfolge IR 1, IR 2 und IR 3 ansteigt. Das Gleiche gilt für den ersten bis dritten Ultraviolettbereich, die ebenfalls im Wellenlängenbereich verschieden sind mit ansteigender mittlerer Wellenlänge in der Reihenfolge UV 1, UV 2 und UV 3. Die Drehzahl des Antriebsmotors 30 wird von einem Motortreiber 32 geregelt, der von der Steuereinheit 25 gesteuert wird.
Das von der Lichtquelleneinheit 22 über das Rotationsfilter 31 abgegebene Licht fällt auf einen Lichtleiter 33 (Fig. 1), der durch das Kabel 4 und das Einführteil 2 verläuft und wird zur Spitze 9 über diesen Lichtleiter 33 übertragen und mittels eines Lichtverteilungslinsensystems 34 in dieser Spitze 9 ausgestrahlt, um ein zu beobachtendes Objekt zu beleuchten.
Die Kombination der Wellenlängenbereiche, der von dem Rotationsfilter 31 abgegebenen Lichtanteile wird gemäß dem Band umgeschaltet, das durch das Bandumschaltfilter 27 ausgewählt wird.
Im Einzelnen bedeutet dies, daß bei Auswahl des Infrarotbandes durch das Bandumschaltfilter 27 zeitlich nacheinander der erste bis dritte Infrarotbereich IR 1, IR 2 und IR 3 ausgestrahlt wird. Ist das sichtbare Band ausgewählt, dann wird nacheinander entsprechend farbiges Licht mit roter (R), grüner (G) und blauer (B) Farbe ausgestrahlt. Wird mittels des Bandumschaltfilters 27 das ultraviolette Band ausgewählt, dann wird nacheinander der erste bis dritte Ultraviolettbereich UV 1, UV 2 und UV 3 abgegeben.
Andererseits ist in der Bildformungsposition eines in der Spitze 9 angeordneten Objektivlinsensystems eine Festkörper-Abbildungs- oder -Bildaufnahmevorrichtung 36 als Abbildungseinrichtung vorgesehen. Diese Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 spricht auf einen breiten Wellenlängenbereich von Ultraviolett bis Infrarot einschließlich des sichtbaren Lichts an. Insbesondere haben die entsprechenden Filter 31 a bis 31 i des Rotationsfilters 31 Durchlaßkennlinien innerhalb des Empfindlichkeitsbereichs der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36.
Das von der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 aufgenommene Bild des beobachteten Objekts wird fotoelektrisch umgewandelt und die den Bildelementen dieser Festkörperabbildungsvorrichtung 36 entsprechenden Bildsignale werden zeitseriell synchronisiert mit dem Umschalten des Beleuchtungslichts mittels eines Treibers 37 ausgelesen, der von der Steuereinheit 25 gesteuert wird. Das Ausgangssignal dieser Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 wird einer Videosignalverarbeitungseinheit zugeführt, die eine Verarbeitungsschaltung 38, eine Matrixschaltung 39 und einen Kodierer 40 aufweist, die entsprechend durch die Steuereinheit 25 gesteuert werden. Die Ausgangssignale der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 36 werden zuerst der Verarbeitungsschaltung 38 zugeführt, wo die Ausgangssignale der entsprechenden Beleuchtungslichtanteile der entsprechenden Wellenlängenbereiche den entsprechenden Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) zugeordnet werden, um R-, G- und B-Farbsignale zu erzeugen.
Die R-, G- und B-Farbsignale am Ausgang der Verarbeitungsschaltung 38 werden der Matrixschaltung 39 zugeführt, die daraus beispielsweise ein Leuchtstärkesignal Y und Farbdifferenzsignale R - Y und B - Y gemäß dem NTSC-System erzeugt. Die Ausgangssignale dieser Matrixschaltung 39 werden dem Kodierer 40 zugeführt, der daraus ein NTSC-System-Videosignal erzeugt. Dieses Videosignal wird an den Farb-CRT-Monitor angelegt und das beobachtete Objekt wird farbig dargestellt.
Bei dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Wellenlängenbereich, in dem die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 anspricht, durch das Rotationsfilter 31 in neun Wellenlängenbereiche UV 1 bis IR 3 aufgeteilt. Drei Wellenlängenbereiche werden jeweils aus den neun Wellenlängenbereichen UV 1 bis IR 3 durch Auswahl des ultravioletten, sichtbaren bzw. infraroten Bandes durch das Bandumschaltfilter 27 ausgewählt. Die Kombination dieser drei Wellenlängenbereiche entspricht entweder dem ersten bis dritten Ultraviolettband UV 1 bis UV 3, dem entsprechenden Farblichtbändern Rot (R), Grün (G) und Blau (B) oder dem ersten bis dritten Infrarotband IR 1 bis IR 3. Die Lichtanteile dieser so ausgewählten drei Wellenlängenbereiche werden zeitseriell auf das beobachtete Objekt gerichtet.
Die von dem beobachteten Objekt reflektierten Lichtanteile entsprechend den Beleuchtungslichtanteilen der ausgewählten drei Wellenlängenbereiche werden mittels der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 36 fotoelektrisch umgewandelt und mit dem Umschalten der Beleuchtungslichtanteile synchronisiert und zeitseriell dazu ausgelesen.
Die den entsprechenden Beleuchtungslichtanteilen abgegebenen Ausgangssignale der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 werden den entsprechenden Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) zugeordnet und in der Videosignalverarbeitungseinheit 41 zu Videosignalen verarbeitet. Das beobachtete Objekt wird farbig in den entsprechend zugeordneten Farben dargestellt. Dies bedeutet, daß im Falle der Auswahl des ultravioletten oder infraroten Bandes durch das Bandumschaltfilter 27 das beobachtete Objekt nur quasi in Farben dargestellt wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das beobachtete Objekt durch Auswählen entweder des ultravioletten, des sichtbaren oder des infraroten Bandes und Zuordnen eines derartigen Bandes zu irgendwelchen Farben farbig dargestellt werden. Somit lassen sich Farbtondifferenzen entsprechender Stellen des beobachteten Objekts, die in einer Abbildung im allgemeinen sichtbaren Bereich schwer zu unterscheiden sind, sehr gut feststellen.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Bandumschaltfilter 27 nicht darauf beschränkt ist, daß es in den ultravioletten Bereich, den sichtbaren Bereich und den infraroten Bereich unterteilt ist, sondern es kann ein Filter verwendet werden, bei dem die langwellige Seite des sichtbaren Bereichs und ein Teil der kurzwelligen Seite des Infrarotbereichs als Durchlaßband verwendet werden, so daß das durch dieses Filter gelaufene Licht durch das Rotationsfilter 31 läuft, so daß die entsprechenden farbigen Lichtanteile von Grün (G) und Rot (R) und des ersten Infrarotbereichs IR 1 zeitseriell auf das beobachtete Objekt gerichtet werden; es werden dann die entsprechenden Farben Blau (B), Grün (G) und Rot (R) den vorgenannten entsprechenden farbigen Lichtanteilen von Grün (G) und Rot (R) und dem ersten Infrarotbereich IR 1 für eine Farbdarstellung zugeordnet. Ein derartiges Farbbild kann dann mit einem Farbbild im allgemeinen sichtbaren Bereich verglichen werden. Somit erhält man durch entsprechende Kombination der Bandumschaltfilter 27 und des Rotationsfilters 31 ganz verschiedene Farbbilder.
Das Bandumschaltfilter 27 und das Rotationsfilter 31 können zwischen der Lichtquelle 24 und der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 36 unter freier Auswahl der Reihenfolge angeordnet werden.
Die zeitserielle Anordnung der entsprechenden Filter 31 a bis 31 i des Rotationsfilters 31 kann entsprechend in Beziehung zur Zeitgabe des Auslesens der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 eingestellt werden.
Die Lichtquelle 24 ist nicht darauf beschränkt, daß sie Licht in sämtlichen Bereichen des ultravioletten, sichtbaren und infraroten Lichts abgibt, sondern es können mehrere Lichtquellen verwendet werden, von denen jede das Licht zumindest eines Bandes ausstrahlt, wobei eine Umschaltung der Lichtquellen erfolgt.
Wird beispielsweise als Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 eine CCD-Vorrichtung mit linearer Übertragung verwendet, dann können bei Auftreten der Beleuchtungslichtanteile für die entsprechenden Farbanteile von Rot (R), Grün (G) und Blau (B) die Bänder UV 1 + IR 1, UV 2 + IR 2 und UV 3 + IR 3 als Lichtunterbrechungsteile dienen. Bei Beleuchtungslicht für die Bänder IR 1 bis IR 3 können derartige Lichtunterbrechungsteile die Bänder G + UV 2, B + UV 3 und R + UV 1 sein.
Anstelle eines derartigen Wellenlängenband-Begrenzungsfilters als Bandumschaltfilter 27 kann auch eine mit hoher Geschwindigkeit an- und abschaltbare Strobelampe verwendet werden, so daß Lichtanteile ausgestrahlt werden, wenn die Filterwellenlängenbänder UV 1 bis UV 3, B, G und R und IR 1 bis IR 3, die für die entsprechenden Filter 31 notwendig sind, sich im Lichtweg befinden, während die anderen Filterteile für die Auslesungsperioden verwendet werden.
Das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind mehrere Lichtquellen entsprechend auszusendenden Lichtanteilen unterschiedlicher spezieller Wellenlängenbereiche vorgesehen. Für diese Lichtquellen 45 a bis 45 d können schmalbandige Lichtquellen wie Laser verwendet werden. Mittel der Steuereinheit 25 wird von den Lichtquellen 45 a bis 45 d eine bis drei Lichtquellen ausgewählt, so daß diese zeitseriell synchron mit der Zeitgabe der Auslesung der Festkörperbildaufnahmevorrichtung 36 Licht ausstrahlen. Die Lichtanteile, der gewählten drei Wellenlängenbereiche werden zeitseriell auf das beobachtete Objekt gerichtet. Der restliche Aufbau der Einrichtung entspricht demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Fig. 7 zeigt auch Beispiele von Vorrichtungen, die dazu dienen, die selektiv von den mehreren Lichtquellen 45 a bis 45 d abgegebenen Lichtanteile einem einzigen Lichtleiter 33 zuzuführen. So ist eine Lichtquelle 45 a in einer Position angeordnet, in der das von dieser Lichtquelle 45 a abgegebene Licht direkt zum Lichtleiter 33 gelangt, während die von den anderen Lichtquellen 45 b bis 45 d abgegebenen Lichtanteile dem Lichtleiter 33 entsprechend über Spiegel 46b bis 46 d und durch drehbare Spiegel 47 b bis 47 d zugeführt werden, die zwischen der Lichtquelle 45 a und dem Lichtleiter 33 liegen. Soll das Licht von der Lichtquelle 45 a zum Lichtleiter 33 gelangen, dann werden alle Spiegel 47 b bis 47 d aus dem Lichtweg der Lichtquelle 45 a entfernt. Sollen Lichtanteile von anderen Lichtquellen 45 b bis 45 d zum Lichtleiter 33 geführt werden, dann wird nur derjenige Spiegel, der der jeweils aktiven Lichtquelle entspricht in den Beleuchtungslichtweg der Lichtquelle 45 a gebracht.
Eine andere Möglichkeit, selektiv von mehreren Lichtquellen 45 a bis 45 d abgestrahlte Lichtanteile zu einem einzigen Lichtleiter 33 zu führen, ist in Fig. 8 dargestellt. Hierbei können die Lichtquellen 45 a bis 45 d gemeinsam bewegt werden, wobei jeweils die gewünschte Lichtquelle selektiv in Gegenüberstellung zur Eingangsstirnfläche des Lichtleiters 33 gebracht wird.
Als Lampen für die Lichtquellen 45 a bis 45 d gemäß den Fig. 7 oder 8 können beispielsweise ein Laser oder LED-Vorrichtungen verwendet werden, die jeweils Licht mit begrenztem Wellenlängenband abgeben. Auch kann eine Xenonlampe, eine Halogenlampe oder eine Strobelampe Verwendung finden, bei der jeweils ein Absorptionsfilter oder ein Dampfablagerungsfilter verwendet wird, das eine bestimmte Farbe besitzt, so daß der Ausgangswellenlängenbereich trotz der Lichtausstrahlung in einem weiten Band begrenzt wird
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann der Wellenlängenbereich freier gewählt werden.
Die Fig. 9 bis 11 veranschaulichen das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vor der Lichtquelle 24 ein Farbfilter 50 gemäß Fig. 10 angeordnet. Dieses Farbfilter 50 ist in neun Sektoren in Umfangsrichtung aufgeteilt, wie das Rotationsfilter 31 des ersten Ausführungsbeispiels. Filter 50 a bis 50 i lassen rotes Licht (R), ein erstes Ultraviolettband UV 1, ein erstes Infrarotband IR 1, grünes Licht (G), ein zweites Ultraviolettband UV 2, ein zweites Infrarotband IR 2, blaues Licht (B), ein drittes Ultraviolettband UV 3 bzw. ein drittes Infrarotband IR 3 mit Durchlaßkennlinien gemäß Fig. 6 durch und sind in dieser Reihenfolge angeordnet. Zwischen den Filtern 50 a bis 50 i befinden sich Lichtunterbrechungsteile 51.
Die Lichtanteile der entsprechenden Wellenlängenbereiche, die durch die entsprechenden Filter 50 a bis 50 i gelaufen sind, werden zeitseriell auf das zu beobachtende Objekt gerichtet.
Das Umschalten der Wellenlängenbereiche erfolgt in der Lichtunterbrechungsperiode entsprechend dem jeweiligen Lichtunterbrechungsteil 51. In dieser Periode werden die Signale der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 ausgelesen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist auch eine Auswahlschaltung 52 zwischen der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 und der Videosignalverarbeitungseinheit 41 vorgesehen und wird durch die Steuereinheit 25 derart gesteuert, daß das Ausgangssignal der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 zum Anlegen an die Videosignalverarbeitungseinheit 41 ausgewählt werden kann.
Die Zeitgabe des Auswählens der Auswählschaltung 52 ergibt sich aus den Fig. 11(A) bis 11(E). Dies bedeutet insbesondere, daß bei einer Beobachtung im sichtbaren Bereich für die Zeitgabe des Beleuchtungslichts nach Fig. 11(A) das Signal zum Zeitpunkt des Auslesens entsprechend den Beleuchtungslichtanteilen R, G und B gemäß Fig. 11(B) ausgewählt wird. Bei Beobachtung im ultravioletten Bereich wird das Signal zum Zeitpunkt des Auslesens entsprechend den Beleuchtungslichtanteilen UV 1, UV 2 und UV 3 ausgewählt, wie dies Fig. 11(C) zeigt. Bei Beobachtung im infraroten Band wird das Signal zum Zeitpunkt des Auslesens entsprechend der Beleuchtungslichtanteile IR 1, IR 2 und IR 3 gemäß Fig. 11(D) ausgewählt. Im Falle der Beobachtung in einem Wellenlängenband, das einen Teil der langwelligen Seite des sichtbaren Bereichs und der kurzwelligen Seite des infraroten Bereichs umfaßt, wird das Signal zum Zeitpunkt der Auslesung entsprechend den Beleuchtungslichtanteilen R, IR 1 und G ausgewählt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Wellenlängenbereich ebenso freier gewählt werden wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel das Beleuchtungslicht auf das zu beobachtende Objekt gerichtet und das durch dieses beobachtete Objekt hindurchgelangende Licht zur Auswertung empfangen wird. Die Abbildungsvorrichtung ist nicht auf eine Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung in der Spitze des Endoskops beschränkt, sondern sie kann auch eine Fernsehkamera sein, die außen an dem Okular des Endoskops angebracht ist, wobei das beobachtete Bild über einen Lichtleiter übertragen wird.
Das vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nachstehend anhand der Fig. 12 bis 15 beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das Beobachtungs- Wellenlängenband unter Verwendung einer Strobelampe 24 S als Lichtquelle 24 verwendet werden, die an die Stelle des Bandumschaltfilters 27, des Motors 28 und des Motortreibers 29 des ersten Ausführungsbeispiels tritt. Auch ist das Rotationsfilter 31 des ersten Ausführungsbeispiel ersetzt durch ein anderes Rotationsfilter 55, das gemäß Fig. 13 in neun Sektoren in Umfangsrichtung aufgeteilt ist. Filter 55 a bis 55 i lassen entsprechend Lichtanteile für R, G, B, IR 1, IR 2, IR 3, UV 1, UV 2 und UV 3 in dieser Reihenfolge durch. Lichtunterbrechungsteile 56 sind zwischen den Filtern 55 a bis 55 i angeordnet.
Bei Rotation des Rotationsfilters 55 gelangen gemäß Fig. 14(A) die entsprechenden Filter 55 a bis 55 i des Rotationsfilters 55 zeitseriell nacheinander in den Beleuchtungslichtweg der Strobelampe 24 S. Die kurzzeitig betreibbare Strobelampe 24 S gibt Licht ab, wenn dasjenige Filter in den Lichtweg gelangt, das dem durch die Steuereinheit 25 gewählten Wellenlängenbereich entspricht. Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 erfaßt ein Objektbild entsprechend dem von dieser Strobelampe 24 S ausgesandten Licht, das durch das gewählte Filter gelaufen ist.
Der restliche Aufbau entspricht demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie beispielsweise Fig. 14B zeigt, sendet bei diesem Ausführungsbeispiel die Strobelampe 24 S das Licht dann aus, wenn die Filter 55 a, 55 b und 55 c entsprechend der Wellenlängenbereiche R, G bzw. B in den Lichtweg gelangen. Es ergibt sich ein Farbbild im normalen sichtbaren Bereich, wenn die entsprechenden Farben R, G und B den genannten Wellenlängenbereichen R, G und B zugeordnet werden.
Wie Fig. 14C zeigt, sendet die Strobelampe 24 S Licht im infraroten Bereich aus und es wird ein Objektbild in Quasi-Farben dargestellt, wenn die Filter 55 d, 55 e und 55 f entsprechend den Wellenlängenbereichen IR 1, IR 2 und IR 3 in den Lichtweg gelangen. Kommen die Filter 55 g, 55 h und 55 i entsprechend den Wellenlängenbereichen UV 1, UV 2 bzw. UV 3 in den Lichtweg, dann gibt in gleicher Weise die Strobelampe 24 S ein Licht im ultravioletten Bereich ab, wie dies in Fig. 14D dargestellt ist und das Objektbild wird in Quasi-Farben dargestellt.
Fig. 15 zeigt die Spektraleigenschaftsänderung von Blut, in das Indocyan-Grün (ICG) eingemischt ist, das ein Infrarotstrahlen absorbierender Stoff ist. Gemäß diesem Diagramm ergibt sich bei Blut mit eingemischtem ICG eine maximale Absorption bei 805 nm. Somit wird dem Filter 55 e entsprechend dem Bereich IR 2 eine Bandpaßkennlinie zugeordnet, in deren Mitte der Absorptionsfaktor bei 805 nm ein Maximum besitzt. Das Filter 55 f entsprechend dem Bereich IR 3 erhält dann eine Kennlinie mit einem Durchlaßwellenlängenbereich über 850 nm, wo die Änderung des Absorptionsfaktors gering ist. Das vorgenannte ICG wird dem Blut beispielsweise durch venöse Injektion beigemischt. Die Strobelampe 245 sendet Licht aus, wenn die Filter 55 e, 55 f und 55 b entsprechend den Wellenlängenbereichen IR 2, IR 3 und G in den Lichtweg gelangen, wie dies Fig. 14(E) zeigt. Wird das abgebildete Objekt in Quasi-Farben durch die Kombination der Wellenlängenbereiche IR 2, IR 3 und G dargestellt, dann kann der Verlauf von Venen unterhalb der Schleimhaut auf Grund der Differenz zwischen den Ausgangswerten von IR 2 und IR 3 festgestellt werden. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß bei Verwendung von Infrarotlicht, für das das Gewebe eine hohe Durchlässigkeit hat, Licht in den tieferen Teil des Gewebes gelangen kann. Da andererseits das Blut bei 805 nm auf Grund der Wirkung des Stoffes IG ein Maximum bei 805 nm hat, wird der Bereich IR 2 der Kombination IR 2 und IR 3 mit gleichem Eindringungsgrad in das Gewebe mehr absorbiert und wird in dem Venenbereich zu einem Schatten in dem IR 2-Teilbild. Unter Feststellung der Differenz zu dem IR 3 Teilbild kann der Verlauf des Blutes kontrastreich mit dem Videobild dargestellt werden. Auch kann mittels der Abbildung durch den G-Lichtanteil (G-Teilbild) der Konkav-/Konvexzustand oder ein Blutstau an der Oberfläche der Schleimhaut definitiv festgestellt und die Diagnose verbessert werden.
Kommt das Filter entsprechend einem besonderen einzigen Wellenlängenbereich in den Lichtweg, dann sendet gemäß Fig. 14(F) die Strobelampe 24 S ein Licht in diesem Wellenlängenbereich aus und es erfolgt eine Objektdarstellung in einer Farbe. Gemäß Fig. 14(F) ergibt sich lediglich eine Abbildung durch den B-Lichtanteil (B-Teilbild). Die Absorption der kurzen Wellen in dem kurzwelligen Bereich von B ist jedoch größer als die Absorptionseigenschaft von Hämoglobin im R-, IR 1-, IR 2- und IR 3-Bereich auf der langwelligen Seite, so daß die Verteilung des Hämoglobins an der Oberfläche der Schleimhaut definitiv beobachtet werden kann. Unter Verwendung eines anderen einzigen Wellenlängenbereiches kann eine Krankheit oder dergleichen aus der Differenz zwischen Bildern mit unterschiedlichen Wellenbereichen erkannt werden.
Es wird ferner darauf hingewiesen, daß durch die Ausbildung des Rotationsfilters 55 in der in Fig. 13 gezeigten Weise für die sichtbaren Farben R, G und B die Farbversetzung reduziert werden kann, da die Filter 55 a, 55 b und 55 c entsprechend der Wellenlängenbereiche R, G und B nebeneinander angeordnet sind.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 16 bis 18 erläutert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sei eine Fernsehkamera außen auf das Okular eines Glasfaser- oder Lichtleiter-Endoskops aufgesetzt.
Gemäß Fig. 16 besitzt ein derartiges Lichtleiter-Endoskop 16 ein längliches, beispielsweise flexibles Einführteil 62 und einen Handhabungsteil 63 mit großem Durchmesser, der mit dem rückwärtigen Ende des Einführteils 62 verbunden ist. Ein flexibles Lichtleiterkabel 64 ist seitlich an den hinteren Teil des Handhabungsteils 63 angesetzt. Ein Okular 65 sitzt am hinteren Ende des Handhabungsteils 63.
Ein Lichtleiter 69 ist durch das Einführteil 62 geführt und bis zur Spitzenstirnfläche einer Spitze 66 des Einführteils 62, so daß Beleuchtungslicht von dieser Spitze 66 abgegeben werden kann. Der Lichtleiter 69 ist am Eingangsende durch das Lichtleiterkabel 64 eingesetzt, mit einem nichtgezeigten am Ende des Lichtleiterkabels 64 angeordneten Verbinder verbunden und über diesen Verbinder an die Steuereinrichtung 6 angeschlossen, so daß Licht von einer Strobelampe 24 S innerhalb der Steuereinrichtung 6 auffallen kann.
Die Spitze 66 ist mit einem Objektivlinsensystem 67 versehen und die spitze Stirnfläche des Bildlichtleiters 68 ist in der bildformenden Position dieses Objektivlinsensystems 67 angeordnet. Diese Bildleiter 68 ist in das Einführteil 62 eingesetzt und erstreckt sich zu dem Okular 65. Das von dem Objektivlinsensystem geformte Objektbild wird durch den Bildleiter 68 zu dem Okular 65 geführt, so daß es durch dieses Okular 65 beobachtet werden kann.
Auf dem Okular 65 ist außen entfernbar eine Fernsehkamera 70 aufgesetzt. Diese Fernsehkamera 70 besitzt eine Bildformungslinse 71, die ein Lichtbild von dem Okular 65 formt, sowie eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 72, die in der Bildformungsposition dieser Bildformungslinse 71 angeordnet ist. Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 72 wird von einem Treiber 37 in der Steuereinrichtung 6 erregt wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel und das ausgelesene Signal wird in der Signalverarbeitungseinheit 41 verarbeitet.
Der restliche Aufbau ist im wesentlichen der gleiche wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel, wobei jedoch anstelle des Rotationsfilters des vierten Ausführungsbeispiels ein Rotationsfilter 58 verwendet wird. Gemäß Fig. 17 ist dieses Rotationsfilter 58 in zehn Sektoren in Umfangsrichtung unterteilt. Filter 58 a bis 58 j lassen entsprechend Lichtbereiche R, G, B, IR 1, IR 2, IR 3, UV 1, UV 2, UV 3 und W (weißes Licht) in dieser Reihenfolge durch die unterteilten Sektoren durch. Das Filter 58 j, das weißes Licht W durchläßt, dient der Beobachtung durch übliches weißes Licht über das Okular 65 des Lichtleiterendoskops 60 und kann ein Filter sein, das im wesentlichen das gesamte Licht von der Strobelampe 24 S durchläßt, oder ein Filter mit einem Durchlaßbereich nur für das sichtbare Licht.
Lichtunterbrechungsteile 59 sind zwischen den entsprechenden Filter 58 a bis 58 j vorgesehen.
Bei Rotation des Rotationsfilters 58 gemäß Fig. 18(A) gelangen die entsprechenden Filter 58 a bis 58 j des Rotationsfilters 58 nacheinander in den Beleuchtungslichtweg der Strobelampe 24 S. Diese gibt Licht ab, wenn das Filter entsprechend dem durch die Steuereinheit 25 ausgewählten Wellenlängenbereich in den Lichtweg gelangt. Das von der Strobelampe 24 S ausgesandte und durch das ausgewählte Filter gelangte Licht tritt an der Eingangsstirnfläche des Lichtleiters 69 ein und wird an der Spitze 66 ausgestrahlt. Das von dem Objekt auf Grund dieses Beleuchtungslichtes zurückkehrende Licht wird an der Spitzenfläche des Bildlichtleiters 68 mittels des Objektivlinsensystems 67 zu einem Bild geformt. Dieses Objektivbild wird zu dem Okular 65 über den Bildlichtleiter 68 geleitet und durch die Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 72 aufgenommen, die in der außen angebrachten Fernsehkamera 70 angeordnet ist, die mit dem Okular 65 verbunden ist.
Wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel ergibt sich ein Farbbild im normalen sichtbaren Bereich, wenn gemäß Fig. 18(B) die Filter 58 a, 58 b und 58 c entsprechend den Wellenlängenbereichen R, G, B in den Lichtweg gelangen und die Strobelampe 24 S Licht aussendet und den Wellenlängenbereichen R, G und B die entsprechenden Farben R, G und B zugeordnet werden.
Gelangen gemäß Fig. 18(C) die Filter 58 d, 58 e, 58 f entsprechend der Wellenlängenbereiche IR 1, IR 2 und IR 3 in den Lichtweg, dann sendet die Strobelampe 24 S ein Licht im infraroten Bereich aus und das Objektbild wird in Quasi-Farben dargestellt. Gelangen gemäß Fig. 18(D) die Filter 58 g, 58 h und 58 i entsprechend den Wellenlängenbereichen UV 1, UV 2 und UV 3 in den Lichtweg, dann gibt die Strobelampe 24 S ein Licht im ultravioletten Bereich ab, und das Objektbild wird in Quasi-Farben dargestellt. Wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird das Filter 58 e entsprechend dem Bereich IR 2 derart bemessen, daß es eine Bandpaßkennlinie mit dem Wert 805 nm als Mittelpunkt aufweist, während das Filter 58 f eine Kennlinie mit einem Durchlaßbereich über einer Wellenlänge von 850 nm besitzt. Der Stoff CG wird in das Blut gemischt. Wenn die Filter 58 e, 58 f und 58 b, die den Wellenlängenbereichen IR 2, IR 3 bzw. G entsprechen, in den Lichtweg gelangen, dann gibt die Strobelampe 24 S Licht ab. Wird das Objekt in Quasi-Farben durch die Kombination der Wellenlängenbereiche IR 2, IR 3 und G dargestellt, dann kann der Verlauf von Venen unter der Schleimhautmembran auf Grund der Differenzen der Ausgangswerte von IR 2 und IR 3 festgestellt werden. Auch ermöglicht das Bild im G- Bereich die konkavo/konvexen und einen Blutstau-Zustand an der Oberfläche der Schleimhaut definitiv festzustellen, was die Diagnose verbessert.
Gelangt ein Filter mit einem spezifischen einzelnen Wellenlängenbereich in den Lichtweg, wie dies Fig. 18(F) zeigt, dann gibt die Strobelampe 24 S Licht dieses Wellenlängenbereichs ab und das Objektbild wird einfarbig dargestellt.
Wird das Rotationsfilter 58 in derjenigen Position angehalten, in der das Filter 58 j für den Durchlaß von weißem Licht W sich im Lichtweg befindet, dann wird dauernd Licht im sichtbaren Bereich ausgestrahlt und es kann über das Okular 65 des Lichtleiterendoskops 60 eine Beobachtung mit dem bloßen Auge erfolgen.
Somit kann nicht nur mit einem elektronischen Endoskop 1 gemäß dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel, sondern auch durchwegs bei Verwendung eines Lichtleiterendoskops 60 die Erfindung durch Auswahl eines beliebigen Wellenlängenbereiches Anwendung finden, der sich von dem Bereich des sichtbaren Lichts unterscheidet.
Die übrigen Funktionen und Wirkungen sind die gleichen wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel.
Das sechste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 19 bis 21 gezeigt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Reflexionsspiegel als Auswahlvorrichtung anstelle des Bandum 99884 00070 552 001000280000000200012000285919977300040 0002003740318 00004 99765schaltfilters 27 des ersten Ausführungsbeispiels verwendet.
Gemäß Fig. 19 ist in der Lichtquelleneinheit 22 eine Bandumschalteinrichtung 80 vorgesehen. Gemäß Fig. 20 umfaßt diese Bandumschalteinrichtung 80 einen Bandumschaltspiegel 81 mit drei Spiegeln 81 a, 81 b und 81 c, die in einer Reihe angeordnet sind und unterschiedliche Reflexionseigenschaften besitzen. Dieser Bandumschaltspiegel 81 ist derart angeordnet, daß er das von der Lichtquelle 24 abgegebene Licht unter einem vorbestimmten Winkel reflektiert, und ist in Anordnungsrichtung der Spiegel 81 A, 81 B und 81 C (in Fig. 19 durch Pfeile angezeigt) längs einer nichtgezeigten Schiene verschiebbar, so daß das von der Lichtquelle 24 abgegebene Licht selektiv durch einen der Spiegel 81 a, 81 b bzw. 81 c reflektiert wird.
Die Reflexionskennlinien der Spiegel 81 a, 81 b bzw. 81 c ergeben sich beispielsweise aus Fig. 21.
Insbesondere reflektiert der Spiegel 81 a im wesentlichen nur den Ultraviolettbereich, der Spiegel 81 b im wesentlichen nur den sichtbaren Lichtbereich und der Spiegel 81 c im wesentlichen nur den Infrarotbereich.
Wie aus Fig. 20 ersichtlich ist in Bewegungsrichtung an dem Rahmen 81 d des Bandumschaltspiegels 81 eine Zahnstange 82 ausgebildet, mit der ein Zahnrad 84 in Eingriff ist, das durch einen Motor 83 angetrieben wird. Der Motor 83 wird von einem Motortreiber 86 erregt, der von einer Bandumschaltsteuereinheit 85 gesteuert wird. Der Bandumschaltspiegel 81 wird durch die Drehung des Zahnrades 84 bewegt. Drei unterschiedliche Öffnungsfenster 87 a, 87 b und 87 c mit Öffnungen unterschiedlicher Fläche sind in Abständen vorgesehen, die gleich denjenigen der Spiegel 81 a, 81 b und 81 c in Bewegungsrichtung sind.
Eine lichtemittierende Vorrichtung 88 und ein Lichtempfangssensor 89 sind in Positionen an der Abstützung des Bandumschaltspiegels 81 vorgesehen, in denen sie selektiv einem der Öffnungsfenster 87 a, 87 b und 87 c gegenüberstehen, so daß das Ausgangssignal des Lichtempfangssensors 89 der Bandumschaltsteuereinheit 85 zugeführt werden kann. Es sei darauf hingewiesen, daß das Öffnungsfenster 87 a der lichtemittierenden Vorrichtung 88 und den Lichtempfangssensor 89 gegenüberliegt, wenn der Spiegel 81 a sich im Beleuchtungslichtweg befindet. Das Öffnungsfenster 87 b befindet sich dann in dieser Position, wenn der Spiegel 81 b den Beleuchtungslichtweg unterbricht. Das Öffnungsfenster 87 c liegt dann schließlich der lichtemittierenden Vorrichtung 88 und dem Lichtempfangssensor 89 gegenüber, wenn der Spiegel 81 c sich im Beleuchtungslichtweg befindet. Die Bandsteuereinheit 85 kann aus dem Unterschied der von dem Lichtempfangssensor 89 empfangenen Lichtmenge unterscheiden, welcher der Spiegel 81 a, 81 b und 81 c im Beleuchtungslichtweg ist.
Das von dem jeweiligen der Spiegel 81 a, 81 b und 81 c reflektierte Licht wird nochmals von einem Spiegel 90 reflektiert, der Licht des gesamten Bereichs von Ultraviolett bis Infrarot reflektiert. Das vom Spiegel 90 reflektierte Licht fällt auf das Rotationsfilter.
Der übrige Aufbau entspricht demjenigen der Einrichtung des ersten Ausführungsbeispiels.
Wird bei diesem Ausführungsbeispiel einer der ultravioletten, sichtbaren bzw. infraroten Beobachtungsbereiche in der Bandumschaltsteuereinheit 85 ausgewählt, dann erregt der Motortreiber 86 den Motor 83 und der Bandumschaltspiegel 81 wird in Richtung der in Fig. 19 gezeigten Pfeile bewegt. Sobald einer der Spiegel 81 a, 81 b und 81 c entsprechend dem gewählten Band oder Bereich sich in dem Beleuchtungslichtweg befindet, steht das entsprechende Öffnungsfenster 87 a, 87 b bzw. 87 c der lichtemittierenden Vorrichtung 88 und dem Lichtempfangssensor 89 gegenüber und der Lichtempfangssensor 89 empfängt das von der lichtemittierenden Vorrichtung 88 ausgestrahlte Licht durch das entsprechende Öffnungsfenster. Stimmt die vom Lichtempfangssensor 89 empfangene Lichtmenge mit derjenigen Lichtmenge überein, die im voraus durch die Fläche des Öffnungsfensters eingestellt wurde, die dem ausgewählten Bereich oder Band entspricht, dann wird die Rotation des Motors 83 angehalten und der Bandumschaltspiegel 81 bleibt stehen. Somit befindet sich der nur das Licht des gewählten Bereichs reflektierende Spiegel in dem Beleuchtungslichtweg. Das von dem zutreffenden der Spiegel 81 a, 81 b und 81 c reflektierte Licht wird wiederum vom Spiegel 90 reflektiert und auf die Eingangsstirnseite des Lichtleiters 53 gerichtet.
Soll beispielsweise gemäß Fig. 19 das sichtbare Band ausgewählt werden, dann wird der nur sichtbares Licht reflektierende Spiegel 81 b in dem Beleuchtungslichtweg und der in dem von der Lichtquelle 24 ausgesandten Licht enthaltene sichtbare Lichtanteil wird von dem Spiegel 81 b reflektiert und über das Rotationsfilter 31 unter zeitserieller Aufteilung in Lichtanteile der entsprechenden Wellenlängenbereiche von R, G und B aufgeteilt. Wird das ultraviolette Band ausgewählt, dann wird der nur ultraviolettes Licht reflektierende Spiegel 81 a in den Beleuchtungslichtweg gebracht und der in dem von der Lichtquelle 24 ausgestrahlten Licht enthaltene Ultraviolettanteil wird von dem Spiegel 81 a reflektiert und durch das Rotationsfilter 31 geleitet, so daß er durch dieses zeitseriell in Lichtanteile der entsprechenden Wellenlängenbereiche UV 1, UV 2 und UV 3 aufgeteilt wird. Bei Auswahl des Infrarotbandes wird der nur infrarotes Licht reflektierende Spiegel 81 c in dem Beleuchtungslicht weggebracht und der in dem von der Lichtquelle 24 ausgestrahlten Licht enthaltene Infrarotanteil wird von dem Spiegel 81 c reflektiert und dem Rotationsfilter 31 zugeführt, das dieses Licht zeitseriell in Lichtanteile der entsprechenden Wellenlängenbereich IR 1, IR 2 und IR 3 aufteilt.
Die übrige Funktionsweise und Wirkung entspricht derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Es sei bemerkt, daß mittels der Spiegel 81, 81 b und 81 c nicht nur eine Aufteilung in die Bereiche für ultraviolett, sichtbares Licht und infrarot erfolgen kann, sondern entsprechend beliebiger Spektraleigenschaften.
Eine Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels ist in den Fig. 22 und 23 gezeigt.
Hierbei tritt an die Stelle des Bandumschaltspiegels 81 ein rotierender Spiegel 91, dessen Beobachtungsbereich unter Rotation schaltbar ist.
Der rotierende Spiegel 91 besitzt gemäß Fig. 23 einen scheibenförmigen Rahmen 91 d, der in drei Sektoren in Umfangsrichtung unterteilt ist, wobei ein Spiegel 91 a nur ultraviolettes Licht, ein Spiegel 91 b nur sichtbares Licht und ein Spiegel 91 c nur infrarotes Licht reflektiert und diese Spiegel in den Sektoren angebracht sind. Dieser rotierende Spiegel 91 wird von einem Motor 92 angetrieben, der über einen Motortreiber 93 erregt wird, der von der Bandumschaltsteuereinheit 85 gesteuert wird. Gemäß Fig. 23 besitzt der rotierende Spiegel 91 drei unterschiedliche Öffnungsfenster 94a, 94 b und 94 c mit unterschiedlichen Öffnungsflächen in Rotationsrichtung des rotierenden Spiegels 91. Wie bei dem sechsten Ausführungsbeispiel kommen die Öffnungsfenster 94 a, 94 b und 94 c selektiv in Gegenüberstellung zu der lichtemittierenden Vorrichtung 88 und dem Lichtempfangssensor 89, die an einer Abstützung des rotierenden Spiegels 91 angebracht sind. Welcher der Spiegel 91 a, 91 b bzw. 91 c sich im Beleuchtungslichtweg befindet, kann auf Grund der von dem Lichtempfangssensor 89 empfangenen Lichtmenge festgestellt werden.
Der übrige Aufbau, die Funktion und die Wirkung sind die gleichen wie bei sechsten Ausführungsbeispiel.
Bei dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird gemäß den Fig. 24 und 25 anstelle des Rotationsfilters im sechsten Ausführungsbeispiel ein rotierender Spiegel 95 verwendet.
Der rotierende Spiegel 95 (Fig. 25) besitzt einen scheibenförmigen Rahmen, der in neun Sektoren in Umfangsrichtung unterteilt ist, wobei in die entsprechend unterteilten Sektoren Spiegel 95 a bis 95 i in dieser Reihenfolge eingesetzt sind, die entsprechend nur Licht von R, G, B, IR 1, IR 2, IR 3, UV 1, UV 2 und UV 3 reflek­ tieren. Lichtunterbrechende Abschnitte 96, die überhaupt kein Licht reflektieren, sind zwischen den Spiegeln 95 a bis 95 i angeordnet. Der rotierende Spiegel 95 wird von einem Motor 97 angetrieben, der von einem durch die Steuereinheit 25 gesteuerten Motortreiber 98 erregt wird.
Der rotierende Spiegel 95 ist derart angeordnet, daß das von dem Bandumschaltspiegel 81 reflektierte Licht von irgendeinem der Spiegel 95 a bis 95 i reflektiert wird und das reflektierte Licht auf die Eingangsstirnseite des Lichtleiters 33 auftrifft.
Der übrige Aufbau entspricht demjenigen des sechsten Ausführungsbeispiels.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Auswahl eines der Observierungsbereiche von ultraviolettem, sichtbaren und infraroten Licht mittels des Bandumschaltspiegels 81 mit nachfolgender zeitserieller Unterteilung z. B. in Lichtanteile der entsprechenden Wellenlängenbänder R, G und B für sichtbares Licht.
Die übrige Funktion und Wirkung sind die gleiche wie bei dem sechsten Ausführungsbeispiel.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei diesem Ausführungsbeispiel anstelle des Bandumschaltspiegels 81 oder des Bandumschaltfilters 27 des ersten Ausführungsbeispiels der rotierende Spiegel 91 gemäß der Modifikation des sechsten Ausführugsbeispiels Verwendung finden kann.
Das achte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 26 bis 29 gezeigt.
Gemäß Fig. 26 ist ein Beleuchtungslicht übertragender Lichtleiter 114 durch das Einführteil des elektronischen Endoskops 1 geführt. Die Ausgangsstirnfläche dieses Lichtleiters 114 ist in der Spitze des Einführteils 2 angeordnet, so daß Beleuchtungslicht aus dieser Spitze 9 abgestrahlt wird. Der Lichtleiter 114 ist mit seiner Eingangsseite durch ein Universalkabel 4 geführt und mit einem Verbinder 5 verbunden (vgl. Fig. 2). Ein Objektivlinsensystem 115 ist in der Spitze 9 angeordnet. In Bildformungsposition dieses Objektivlinsensystems 115 sitzt eine Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 116, die über einen breiten Wellenlängenbereich von ultraviolett bis infrarot einschließlich dem sichtbaren Bereich anspricht. Ein Flüssigkristallverschluß 117, der zeitweise das in die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116 eintretende Licht unterbricht, ist auf der Vorderfläche dieser Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116 angeordnet. Signalleitungen 126 und 127 sind mit der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116 verbunden. Eine Signalleitung 128 ist an den Flüssigkristallverschluß 117 angeschlossen. Diese Signalleitungen 126, 127 und 128 sind durch das Einführteil 2, das Universalkabel 4 geführt und an dem Verbinder 5 angebracht.
Andererseits ist in der Steuereinheit 6 eine Lampe 121 angeordnet, die Licht über einen breiten Bereich von ultraviolett bis infrarot aussendet. Eine übliche Xenonlampe oder Strobelampe kann für diesen Zweck verwendet werden. Eine derartige Xenonlampe oder Strobelampe gibt eine große Menge nicht nur von sichtbarem Licht, sondern auch von ultraviolettem und infrarotem Licht ab. Eine Stromquelleneinheit 122 speist die Lampe 121 mit elektrischer Energie. Ein Rotationsfilter 124 als Aufteilvorrichtung wird von einem Motor 123 angetrieben und ist vor der Lampe 121 angeordnet. Wie die Fig. 27 zeigt, ist das Rotationsfilter 124 in Umfangsrichtung in acht Sektoren aufgeteilt. Aus Fig. 28 ist ersichtlich, daß in den entsprechenden Sektoren in der nachfolgenden Reihenfolge Filter 124 a bis 124 h eingesetzt sind, die entsprechend rotes Licht (R), grünes Licht (G), blaues Licht (B), einen ersten Ultraviolettbereich UV 1, einen ersten Ultraviolettbereich UV 1, einen zweiten Ultraviolettbereich UV 2, einen ersten Infrarotbereich IR 1, einen zweiten Infrarotbereich IR 2 und einen dritten Infrarotbereich IR 3 durchlassen und eine Bandpaßcharakteristik aufweisen, durch die selektiv Wellenlängen eines schmalen Bandes von ultraviolettem Licht bis zum infraroten Licht durchlassen. Es sei bemerkt, daß der erste bis dritte Infrarotbereich sich in der Wellenlänge jeweils unterscheiden und daß die Wellenlänge in der Reihenfolge IR 1, IR 2 und IR 3 ansteigt. In gleicher Weise unterscheidet sich der erste und zweite Ultraviolettbereich bezüglich der Wellenlänge, die in der Reihenfolge UV 1 und UV 2 größer wird. Der Motor 123 wird durch einen Motortreiber 125 in Rotation versetzt.
Das durch das Rotationsfilter 124 gelaufene Licht trifft auf die Eingangsstirnfläche des Lichtleiters 114, wird zur Spitze 9 durch diesen Lichtleiter 114 geleitet und an dieser auf eine zu beobachtende Position gerichtet. Das von dieser beobachteten Stelle zurückgelangende Licht bildet durch ein Objektivlinsensystem 115 diese Stelle auf die Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 116 ab und wird von dieser fotoelektrisch umgewandelt. Eine in der Steuereinrichtung 6 enthaltene Treiberschaltung 131 legt einen Treiberimpuls über die Signalleitung 126 an die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116. Das Auslesen und Übertragen erfolgt durch diesen Treiberimpuls. Das aus dieser Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116 ausgelesene Videosignal wird einem Vorverstärker 132 in der Steuereinrichtung 6 bzw. in dem elektronischen Endoskop 1 über die Signalleitung 127 zugeführt. Das von dem Vorverstärker 132 verstärkte Videosignal wird an eine Verarbeitungsschaltung 133 angelegt, in dieser bezüglich einer Gamma-Korrektur und eines Weißabgleichs verarbeitet und mittels eines A/D-Wandlers 134 in ein Digitalsignal umgewandelt. Dieses digitale Videosignal wird selektiv in einem der Speicher (1) 136 a (2) 136 (b) und (3) 136 (c) entsprechend der jeweiligen Farbe, beispielsweise Rot (R), Grün (G) und Blau (B) über eine Auswahlschaltung 135 gespeichert. Die Signale in den Speichern (1) 136 a, (2) 136 b und (3) 136 c werden gleichzeitig ausgelesen, in Analogsignale mittels eines D/A- Wandlers 137 umgewandelt und als R-, G- und B-Farbsignale einem Kodierer 138 zugeführt, der die Signale als zusammengesetzte NTSC- Signale abgibt.
Die R-, G- und B-Farbsignale bzw. das zusammengesetzte NTSC-Signal werden an einen Farbmonitor 7 angelegt, auf dem die zu beobachtende Stelle farbig dargestellt wird.
Der Flüssigkristallverschluß 117 ist mit einem Verschlußtreiber 141 in der Steuereinrichtung 6 über die Signalleitung 128 verbunden und wird durch diesen Verschlußtreiber 141 geöffnet und geschlossen.
Ein Zeitgabegenerator 142 sorgt für die Zeitgabe des gesamten Systems und ist in der Steuereinheit 6 angeordnet, wodurch die entsprechenden Schaltungen wie der Motortreiber 25 und die Treiberschaltung 131 synchronisiert werden.
Die Steuereinheit 6 enthält auch einen Schaltkreis 143 zum Steuern des Verschlußtreibers 141, so daß in Synchronisation durch den Zeitgabegenerator Licht nur zur Zeit der Beleuchtung durch ein Filter eines der übertragenen Wellenlängenbereiche, nämlich das jeweils wirksame der Rotationsfilter 124 auf die Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 116 fallen kann. Auch steuert die genannte Auswählschaltung 135 den Schaltkreis 143 derart, daß die Videosignale entsprechend den durch den Flüssigkristallverschluß 113 ausgewählten Wellenlängenbereichen in den entsprechenden Speichern 136 a bis 136 c jeweils gespeichert werden. Der Flüssigkristallverschluß 117 wird dabei durch den Verschlußtreiber 141 gesteuert. Der vorgenannte Schaltkreis 143 steuert auch die Stromquelleneinheit 122 derart, daß bei geschlossenem Flüssigkristallverschluß 117, d. h. wenn die Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 116 kein Licht empfängt, die von der Lampe 121 abgegebene Lichtmenge reduziert wird.
Der Arbeitsweise des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels ist wie folgt:
Gibt die Lampe 121 Licht ab und wird das im Lichtweg des Lichtstrahles dieser Lampe 121 angeordnete Rotationsfilter 124 durch den Motor 123 in Drehung versetzt, dann wird das breitbandige Licht vom ultravioletten bis zum infraroten Bereich, wie es von der Lampe 121 abgegeben wird, nacheinander durch entsprechenden Filter 124 a bis 124 h des Rotationsfilters 124 gerichtet und zeitseriell in Farblichtanteile mit Wellenlängenbereichen gemäß Fig. 28 aufgeteilt. Diese Lichtanteile werden aus der Spitze 9 des Einführteiles 2 des elektronischen Endoskops 1, das in eine Körperhöhle eingeführt ist, durch den Lichtleiter 114 auf eine zu beobachtende Stelle gerichtet. Das von dieser zurückgelangende Licht bildet diese Stelle auf die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116 durch das Objektivlinsensystem 115 ab.
Werden nun beispielsweise von den gemäß Fig. 28 aufgeteilten Wellenlängenbereichen drei Wellenbereiche ausgewählt und laufen die Filter entsprechend der ausgewählten Wellenlängenbereiche der entsprechenden Filter 124 a bis 124 h des Rotationsfilters 124 durch den Beleuchtungslichtweg, dann wird durch Erregung des Verschlußtreibers 140 der Flüssigkristallverschluß 117 geöffnet und die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116 wird diesem Licht ausgesetzt und erzeugt ein Videosignal. Laufen andererseits Filter durch den Beleuchtungslichtweg, deren Wellenlängenbereiche nicht ausgewählt wurden, dann schließt der Flüssigkristallverschluß 117 und die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116 bleibt unbelichtet. Somit werden nur Videobilder zeitseriell mittels der mit dem Zeitgabegenerator 142 synchronisierten Treiberschaltung 131 von dem Objekt zu einer Zeit ausgelesen, wenn es mit Lichtanteilen bestrahlt wurde, die durch die Filter gelaufen sind, deren Wellenlängenbereiche durch den Schaltkreis 143 aus den Filtern 124 a bis 124 h des Rotationsfilters 124 ausgewählt wurden. Die aus der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116 ausgelesenen Signale werden mittels des Vorverstärkers 132 verstärkt, in der Verarbeitungsschaltung 133 bezüglich einer Gamma-Korrektur und eines Weißabgleichs verarbeitet und dann in Digitalsignale mittels A/D-Wandlers 134 umgewandelt. Die mittels der Auswählschaltung 135 zeitseriell ausgelesenen Videosignale werden in den Speichern (1) 136 a, (2) 136 b und (3) 136 c entsprechend der Farben R, G und B für die entsprechenden Wellenlängen gespeichert. Die gleichzeitig aus den Speichern 136 a, 136 b und 136 c ausgelesenen Signale werden in Analogsignale mittels des D/A-Wandlers 137 umgewandelt und als R-, G- und B-Signale dem Farbmonitor 7 zugeführt. Die entsprechenden Farben R, G und B werden den ausgewählten Wellenlängenbereichen zugeordnet und das beobachtete Objekt wird in Quasi-Farben dargestellt. Auch werden die genannten R-, G- und B-Signale in ein zusammengesetztes NTSC-Signal mittels des Kodierers 138 umgewandelt und dieses Signal wird an den Farbmonitor angelegt, so daß in gleicher Weise das beobachtete Objekt in Quasi-Farben dargestellt wird. Es sei bemerkt, daß bei Auswahl der entsprechenden Durchlaßwellenbereiche für R, G und B und Zuordnung der Farben R, G und B zu diesen entsprechenden durchgelassenen Wellenbereiche für R, G und B ein gewöhnliches Farbbild erzeugt wird.
Synchron mit dem Zeitgabegenerator 142 reduziert der Schaltkreis 143 die von der Lampe 121 abgegebene Lichtmenge, wenn der Flüssigkristallverschluß 117 geschlossen ist, während die von der Lampe 121 abgegebene Lichtmenge erhöht wird, wenn der Flüssigkristallschalter 117 geöffnet wird.
Somit können bei diesem Ausführungsbeispiel aus den gemäß Fig. 28 unterteilten Wellenlängenbereichen beliebige Wellenlängenbereiche nicht nur im sichtbaren Bereich, sondern auch vom ultravioletten Bereich bis zum infraroten Bereich ausgewählt werden, wobei ein beobachtetes Objekt mit beliebiger Farbzuordnung farbig dargestellt werden kann. Abhängig von dem zu beobachtenden Objekt kann dabei ein optimaler Beobachtungswellenlängenbereich augewählt werden.
Es ist somit möglich, die Farbtondifferenz entsprechend der Stellen des beobachtenden Objekts, die in einem Bild mit dem üblichen sichtbaren Bereich nur schwer zu unterscheiden sind, einfach festzustellen, was die Entdeckung einer Krankheit erleichtert.
Beispielsweise kann, wie in Fig. 29 gezeigt, durch Auswählen eines Wellenlängenbereiches mit bezüglich entsprechender Farben eines lebenden Körpers unterschiedlichen Absorptionsspitzen oder eines Wellenlängenbereiches, in dem die Differenz des Absorptionsfaktors bezüglich unterschiedlicher Farben am größten ist, die Farbverteilung im Gewebe eines lebenden Körpers sehr gut festgestellt werden.
Auch kann bei Verwendung von Licht mit einem langwelligen Bereich oberhalb 600 nm mit hoher Durchlässigkeit in einem lebenden Körper eine gute Beobachtung von Venen erfolgen, die unterhalb der Schleimhaut angeordnet sind. Auch läßt sich der Eindringungsbereich einer Krankheit einfach feststellen. Somit wird die Diagnose erheblich verbessert.
Es sei bemerkt, daß die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116 eine Vorrichtung sein kann, die Lichtunterbrechungsabschnitte aufweist, oder eine solche ohne Unterbrechungsabschnitten.
Es sei ferner bemerkt, daß die Position des Flüssigkristallverschlusses 117 nicht nur vor der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 116 liegen muß, sondern daß ein derartiger Verschluß auch zwischen der Lampe 121 und der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 116 angeordnet sein kann. So kann beispielsweise der Flüssigkristallverschluß 117 vor der Lampe 121 gemäß Fig. 30, an der Eingangsstirnfläche des Lichtleiters 114 gemäß Fig. 31 oder am Ausgang des Lichtleiters 114 angeordnet sein.
Das neunte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 33 und 34 gezeigt, wobei eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 116 eine CCD-Vorrichtung 150 des Zwischenzeilentyps und einem Verschluß 160 in Form einer piezoelektrischen Vorrichtung anstelle des Flüssigkristallverschlusses 160 verwendet.
Wie Fig. 33 zeigt, ist bei der genannten CCD-Vorrichtung 150 jedes Bildelement 154 gebildet aus einem fotoempfindlichen Teil 151, der Licht empfängt und fotoelektrisch in ein elektrisches Signal umwandelt, einem Auslesetor 152 zum Auslesen einer in diesem fotoempfindlichen Teil angesammelten Signalladung und einer vertikal übertragenden CCD-Vorrichtung 153, die in vertikaler Richtung die aus dem Auslesetor 152 ausgelesene Signalladung in vertikaler Richtung überträgt. Sie besitzt ferner eine horizontal übertragende CCD-Vorrichtung 155, die die durch die vertikal übertragende CCD-Vorrichtung 153 übertragene Ladung in horizontaler Richtung überträgt. Es sei bemerkt, daß der von dem Licht empfangenden Teil 151 eingenommene Flächenanteil an der Gesamtfläche der CCD-Vorrichtung 150 geringer als 50% ist, da auch das Auslesetor 152 und die vertikal übertragende CCD-Vorrichtung 153 vorhanden ist.
Andererseits ist der Verschluß 160 vor der CCD-Vorrichtung 150 angeordnet und, wie Fig. 34(A) zeigt aus einem Filter 163 gebildet, in dem die Breite jedes Bildelementes 154 der CCD- Vorrichtung 150 in zwei Teile unterteilt ist. Ein übertragender Teil 161 ist in dem einen Teil und ein lichtempfangender Teil 162 ist in dem anderen Teil angeordnet, wobei piezoelektrische Vorrichtungen 164 a und 164 b an beiden Endteilen in Anordnungsrichtung des übertragenden Teiles 161 und des lichtempfangenden Teiles 162 dieses Filters 163 angebracht sind. Die piezoelektrischen Vorrichtungen 164 a und 164 b werden durch einen Verschlußtreiber 141 erregt und beim Zusammenziehen der einen dehnt sich die andere piezoelektrische Vorrichtung aus, so daß das Filter 163 parallel in Horizontalrichtung um eine Bildelementhälfte bewegt werden kann. Der durchlässige Teil 161 kann derart geschaltet werden, daß er an dem fotoempfindlichen Teil 151 der CCD-Vorrichtung 150 angeordnet ist, wie dies Fig. 34 (B) zeigt und der lichtunterbrechende Teil 162 kann derart geschaltet werden, daß er an dem fotoempfindlichen Teil 151 liegt.
Der übrige Aufbau entspricht denjenigen der Einrichtung nach dem 8. Ausführungsbeispiel.
Wie bei letzterem wird auch beim vorliegenden Ausführungsbeispiel das von der Lampe 121 ausgestrahlte Licht zeitseriell durch das Rotationsfilter 124 bezüglich der Farben getrennt und über den Lichtleiter 114 auf die zu beobachtende Stelle gerichtet. Das von dieser zurückgelangende Licht bildet diese Stelle auf der CCD- Vorrichtung 150 über das Objektivlinsensystem 115 ab.
Werden durch den Schaltkreis 143 aus den gemäß Fig. 28 aufgeteilten Wellenlängenbereichen gewünschte Wellenbereiche ausgewählt, dann werden, wenn die den ausgewählten Wellenlängenbereichen entsprechenden der Filter 124 a bis 124 h des Rotationsfilters 124 in den Beleuchtungslichtweg gelangen, die piezoelektrischen Vorrichtungen 164 a und 164 b erregt und der durchlässige Teil 161 wird, wie Fig. 34(A) zeigt dem fotoempfindlichen Teil 151 gegenübergestellt, so daß dieser belichtet werden kann. Sind andererseits Filter entsprechend nicht gewählter Wellenlängenbereiche in dem Beleuchtungslichtweg, dann steht der Lichtunterbrechungsteil 162 dem fotoempfindlichen Teil 151 gegenüber, so daß keine Belichtung erfolgt.
Wie bei dem achten Ausführungsbeispiel werden somit auch bei diesem Ausführungsbeispiel nur diejenigen Videobilder des Objekts zeitseriell ausgelesen, die bei Beleuchtung des Objekts durch die mittels des Schaltkreises 143 ausgewählten Filter entsprechender Wellenlängenbereiche erzeugt werden.
Auch können bei diesem Ausführungsbeispiel der durchlässige Teil 161 und der Lichtunterbrechungsteil 162 des Verschlusses 160 in beliebigem Verhältnis auf dem fotoempfindlichen Teil 151 der CCD- Vorrichtung 150 angeordnet sein, ohne daß eine vollkommene Umschaltung zwischen ihnen erfolgt. Somit kann der Verschluß 160 die gleiche Funktion wie eine Blende haben. Ist somit der Reflexionsfaktor von Schleimhautgewebe in entsprechenden Wellenlängenbereichen sehr unterschiedlich, dann kann ein gutes Videobild mittels entsprechender Wellenlängenbereiche erzielt werden.
Die übrige Funktion und Wirkung sind die gleichen wie beim achten Ausführungsbeispiel.
Das zehnte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in den Fig. 35 bis 38 veranschaulicht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine CCD-Vorrichtung 170 mit einem elektronischen Verschluß ausgestattet und wird anstelle der Festkörperbildaufnahmevorrichtung 116, des Flüssigkristallverschlusses 117 und des Verschlußtreibers 141 verwendet.
Wie Fig. 36 zeigt, ist die mit einem elektronischen Verschluß ausgestattete CCD-Vorrichtung 170 mit einem Abbildungsteil 173, der durch einen Lichtempfangsteil gebildet wird, der ein optisches Bild fotoelektrisch in ein Videosignal verwandelt, und durch eine vertikal Auslesen des Registers 142 zum Auslesen der elektrischen Ladung dieses Lichtempfangsteiles, einem Akkumulierungsteil 174 zum Akkumulieren der Videosignale der entsprechenden Zeilen des vertikal auslesenden Registers 142, einem horizontal auslesenden Register 175 zum horizontalen Auslesen der in dem Akkumulierungsteil 174 akkumulierten elektrischen Ladung als Videosignal und einer Ladungsabsorbierungssenke 176 ausgestattet, die von dem vertikal auslesenden Register 172 ausgelesene überschüssige Ladung absorbiert.
Die CCD-Vorrichtung 170 ist mit einem über eine Treiberschaltung 178 erregten elektronischen Verschluß ausgestattet.
Wie bei dem achten Ausführungsbeispiel wird das von der Lampe 121 ausgestrahlte Licht zeitseriell mittels des Rotationsfilters 124 in seine Farben aufgetrennt und über den Lichtleiter 114 auf die zu beobachtende Stelle gerichtet. Das von dieser zurückgelangende Licht formt auf der CCD-Vorrichtung 170 ein Bild über die Objektivlinse 115.
Die Treiberschaltung 178 zum Treiben der mit dem elektronischen Verschluß ausgestatteten CCD-Vorrichtung ist in den Fig. 37 und 38 dargestellt. Es sei bemerkt, daß die Zeichnung ein Beispiel zeigt, bei dem die Videobilder der entsprechenden Wellenlängenbereiche G, IR 2 und UV 2 in Quasi-Farben wiedergegeben werden.
Wie bei dem achten Ausführungsbeispiel wird das von der Lampe 121 abgegebene Licht gemäß Fig. 38(A) in die entsprechenden Wellenlängenbereiche R, G, B, IR 1, IR 2, IR 3, UV 1 und UV 2 mittels des Rotationsfilters 124 aufgeteilt und der jeweilige Lichtanteil wird über den Lichtleiter 114 auf die zu beobachtenden Stelle gerichtet. Das von dieser zurückgelangende Licht bildet die Stelle auf der mit einem elektronischen Verschluß ausgestatteten CCD- Vorrichtung 170 ab. Bei einer Quasi-Farbdarstellung der Videobilder von G, IR 2 und UV 1 wird als erstes unmittelbar vor der erforderlichen Beleuchtung durch das G-Filter (Fig. 38C) das Videosignal aus den Lichtempfangsteilen 171 auf Grund des bis dahin in den Lichtempfangsteilen 171 angesammeltem und durch die anderen Filter durchgelassenen Beleuchtungslicht vertikal in das vertikal auslesende Register 172 als unnötige Ladung ausgelesen, wie dies Fig. 37 in (A) zeigt. Diese Ladung ist in Fig. 38(B) mit (A) dargestellt und der Vorgang sei an dieser Stelle als (A)- Betriebsart bezeichnet. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer der Beleuchtung durch das G-Filter wie bei (B) in Fig. 38(B) angezeigt ist (vgl. auch Fig. 38A) überträgt, das vertikal auslesende Register 172 die unnötige Ladung zu der ladungsabsorbierenden Senke 176. Andererseits akkumuliert in der (A)-Betriebsart der Lichtempfangsteil 171, aus dem die unnötige Ladung ausgelesen wurde, die Videoinformation entsprechend dem durch das notwendige G-Filter durchgelassenen Beleuchtungslicht. Nun wird die in dem Lichtempfangsteil 171 akkumulierte Signalladung in das vertikal auslesende Register 172 ausgelesen und in dem akkumulierenden Teil 174 gespeichert. Wurde die Signalladung zu dem akkumulierenden Teil 174 von dem Abbildungsteil 173 (vgl. Fig. 37(C)) für eine vorbestimmte durch (C) in Fig. 38(C) angegebene Zeit übertragen, dann wird das Signal als Videobild geformt auf Grund des Beleuchtungslichts, das durch das G-Filter hindurchgelassen wurde, mittels des horizontal auslesenden Registers 175 ausgelesen.
Auch im Falle des IR 2-Filters wird in gleicher Weise unnötige Ladung auf Grund des durch das B-Filter und IR 1-Filter durchgelassenen Lichts ausgelesen und von der ladungsabsorbierenden Senke 176 absorbiert. Unmittelbar nach dem Auslesen der unnötigen Ladung wird die Signalladung auf Grund des IR 2-Lichtanteils in dem Lichtempfangsteil 71 akkumuliert, dann ausgelesen und genau wie im Falle des vorgenannten G-Filters übertragen, worauf eine Auslesung durch das horizontal auslesende Register 175 als IR 2-Videobild erfolgt.
Das Gleiche gilt für den Fall des UV 2-Filters.
Die Videosignale, die den durch die entsprechenden Filter B, IR 2 und UV 1 übertragenen Lichtanteilen entsprechen, die somit zeitseriell ausgelesen werden, werden wie beim achten Ausführungsbeispiel verarbeitet und als Quasi-Farbvideobilder ausgegeben.
Falls eine Kombination anderer Filter gewählt wird, dann kann mittels des Schaltkreises 143 das Treibermuster der Treiberschaltung 178 verändert werden, so daß ein entsprechendes Videosignal für jede beliebige Kombination ausgegeben werden kann.
Da bei diesem Ausführungsbeispiel vor der Festkörper- Abbildungsvorrichtung kein Verschlußteil angeordnet ist, sondern die Vorrichtung selbst die Funktion eines Verschlusses übernimmt, kann die Spitze des elektronischen Endoskops klein gemacht werden. Da ferner keine beweglichen mechanischen Teile erforderlich sind, wie beim neunten Ausführungsbeispiel, ergibt sich eine weitere Verringerung der Größe und eine Verbesserung der Zuverlässigkeit.
Fig. 39 zeigt das elfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Abbildungseinrichtung des zehnten Ausführungsbeispiels auf eine Fernsehkamera angewendet wird, die außen auf das Okular eines Lichtleiterendoskops aufgesetzt ist.
Das Lichtleiterendoskop 60 hat den gleichen Aufbau wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel, so daß es nicht weiter beschrieben werden soll.
Eine außen aufgesetzte Fernsehkamera 180 ist entfernbar auf das Okular 65 des Lichtleiterendoskops 60 aufgepaßt. Diese Fernsehkamera 180 besitzt eine Bildformungslinse 181, die das von dem Okular 65 abgegebene Licht zu einem Bild formt, sowie eine CCD-Vorrichtung 170, die mit einem elektronischen Verschluß ausgestattet und der Bildformungsposition der Bildformungslinse 181 angeordnet ist. Wie beim zehnten Ausführungsbeispiel wird die mit einem elektronischen Verschluß ausgestattete CCD-Vorrichtung 170 von einer in der Steuereinrichtung 6 angeordneten Treiberschaltung 178 gesteuert und das ausgelesene Signal wird einem Vorverstärker 132 zugeführt und wie beim zehnten Ausführungsbeispiel verarbeitet.
Der übrige Aufbau, die Funktion und Wirkungsweise entsprechen denjenigen des zehnten Ausführungsbeispiels.
Es sei bemerkt, daß die Fernsehkamera 180 dieses Ausführungsbeispiels zwar mit einer einen elektronischen Verschluß aufweisenden CCD-Vorrichtung 170 wie beim zehnten Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, daß jedoch auch ein Flüssigkristallverschluß 117 wie bei dem achten Ausführungsbeispiel oder ein Verschluß 160 unter Verwendung einer piezoelektrischen Vorrichtung gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel versehen sein kann.
Das zwölfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in den Fig. 40 bis 44 veranschaulicht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel gibt die Lichtquelle Licht im Bereich vom sichtbaren Licht bis zum infraroten Licht ab. Ein Bandbegrenzungsfilter 227, das als Bandbegrenzungsvorrichtung dient, wird anstelle des Bandumschaltfilters 27 des ersten Ausführungsbeispiels verwendet, während das Rotationsfilter 23 durch ein Rotationsfilter 231 ersetzt ist.
Das Bandbegrenzungsfilter 227 ist gemäß Fig. 41 in zwei Teile geteilt, wobei ein Filter 227 a das sichtbare Licht und ein Filter 227 b das Infrarotband durchläßt (Fig. 42) und die Filter in den entsprechenden Filterteilen angeordnet sind. Das von der Lichtquelle 24 abgegebene Licht wird abhängig von der Position dieses Bandbegrenzungsfilters 227 entweder für das sichtbare Licht oder für den Intrarotbereich durchgelassen.
Andererseits ist das Rotationsfilter 231 gemäß Fig. 43 in drei Sektoren aufgeteilt. Filter 231 a, 231 b und 231 c sind in diesen Sektoren angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die entsprechenden Filter eine Doppeldurchlaßcharakteristik. Wie Fig. 44 zeigt, läßt das Filter 231 a R im sichtbaren Bereich und das infrarote Band IR durch, das Filter 231 b G im sichtbaren Bereich und das infrarote Band IR und das Filter 231 c B im sichtbaren Bereich und das infrarote Band IR.
Der übrige Aufbau entspricht demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die durchgelassenen Wellenlängenbereiche der entsprechenden Filter des Filters 231 auf Wellenlängenbereiche beschränkt, die entweder dem sichtbaren Band oder dem infraroten Band angehören, und zwar durch das Bandbegrenzungsfilter 227. Im einzelnen bedeutet dies, daß bei Auswahl des sichtbaren Bereichs durch das Bandbegrenzungsfilter 227 nur das sichtbare Licht auf das Rotationsfilter 231 auftrifft, so daß die Lichtanteile für R, G und B zeitseriell von dem Roationsfilter 231 in Farben aufgetrennt und auf die Eingangsstirnseite des Lichtleiters 33 gerichtet werden. Ist andererseits durch das Bandbegrenzungsfilter 227 das Infrarotband ausgewählt, dann fällt nur infrarotes Licht auf das Rotationsfilter 231, so daß keine Farbauftrennung nach R, G und B durch das Rotationsfilter 231 erfolgt und das Licht des Infrarotbandes IR von dem Rotationsfilter 231 abgegeben und dem Lichtleiter 33 zugeführt wird.
Wird durch das Bandbegrenzungsfilter 227 das sichtbare Band ausgewählt, dann wird das zu beobachtende Objekt zeitseriell nacheinander mit Lichtanteilen der entsprechenden Wellenlängenbereiche von R, G und B bestrahlt und das von dem beobachteten Objekt zurückgelangende Licht bildet das Objekt über das Objektivlinsensystem 35 auf der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 36 ab. Diese Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 36 wird durch einen Treiber 37 erregt. Das unter Ansprechen auf die entsprechenden Wellenlängenbereiche aus der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 ausgelesenen Signale entsprechen den Farben Rot, Grün und Blau und werden in der Videosignalverarbeitungseinheit 41 zu Videosignalen verarbeitet. Beispielsweise wird das Ausgangssignal der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 36 verstärkt und es wird in der Verarbeitungsschaltung 38 eine Gamma-Korrektur vorgenommen. In der Matrixschaltung 39 erfolgt eine Korrektur des Farbsignals damit die Farben für eine Farbmessung genauer wiedergegeben werden. Die drei gemäß entsprechenden Wellenlängenbereichen bezüglich der Farbe getrennten Farbteilbilder werden zeitweise in dem Kodierer 40 gespeichert, dann in Videosignale umgewandelt, die über einen üblichen Fernsehmonitor zu betrachten sind, und werden dann dem Monitor 7 zugeführt. Werden somit den entsprechenden Wellenlängenbereichen R, G und B die zugehörigen Farben Rot, Grün und Blau zugeordnet, dann ergibt sich ein übliches Farbbild.
Wird andererseits das Infrarotband mittels des Bandbegrenzungsfilters 227 ausgewählt, dann wird unabhängig von der Drehposition des Rotationsfilters 231 das Licht im Infrarotband IR auf das zu beobachtende Objekt gerichtet und ein Bild dieses Objekts wird einfarbig im Infrarotband dargestellt.
Somit kann bei diesem Ausführungsbeispiel das Farbbild im sichtbaren Bereich zu einem Bild im Infrarotbereich umgeschaltet werden und eine Krankheit bzw. der Verlauf von Venen unterhalb der Schleimhaut, die bisher bei Verwendung nur von sichtbarem Licht sehr schwer festzustellen waren, können bestimmt werden, was die Diagnose verbessert.
Es sei bemerkt, daß die entsprechenden Filter 231 a, 231 b und 231 c des Rotationsfilters 231 anstelle von R, G und B des sichtbaren Bereichs gemäß Fig. 44 auch andere Farben durchlassen können, insbesondere Gelb (Ye), Grün (G) und Cyan (CY) in dem sichtbaren Bereich, wie dies beispielsweise Fig. 45 zeigt.
Das Bandbegrenzungsfilter 227 ist auch nicht auf eine scheibenförmige Ausbildung, etwa gemäß Fig. 41 beschränkt, sondern es kann auch eine Ausbildung gemäß Fig. 46 gewählt werden mit einem Filter 228 a für das sichtbare Band und einem Filter 228 b zum Durchlassen des infraroten Bandes, wobei die beiden Filter 228 a und 228 b in Umfangsrichtung in einem im wesentlichen fächerförmigen Rahmen 228 angebracht sind, so daß beim Drehen des Rahmens 228 um einen vorbestimmten Winkel mit der Welle 229 als Drehachse wahlweise entweder das Filter 228 a und 228 b in den Beleuchtungslichtweg der Lichtquelle 24 gebracht werden kann. Fig. 47 zeigt eine andere Ausbildung des Bandbegrenzungsfilters, wobei in einem Rahmen 231 nebeneinander ein Filter 231 a für den Durchlaß des sichtbaren Bandes und ein Filter 231 b angeordnet sind. Wird der Rahmen 231 nach links oder rechts mittels einem Zahnrad 231 in Eingriff ist, dann wird entweder das Filter 231 a oder das Filter 231 b selektiv in den Beleuchtungslichtweg der Lichtquelle 24 gebracht.
Das 13. Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in den Fig. 48 bis 50 gezeigt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Bandbegrenzungsfilter 240 in den Beleuchtungslichtweg der Lichtquelle 24 der Lichtquelleneinheit 22 des zwölften Ausführungsbeispiels wahlweise einsetzbar. Das Bandbegrenzungsfilter 240 besitzt Bandpaßcharakteristik mit einem schmalen Band, dessen Mitte bei 805 nm liegt, wie dies Fig. 49 zeigt. Es sei bemerkt, daß das Durchlaßwellenband Wo dieses Bandbegrenzungsfilters 240 verhältnismäßig eng, vorzugsweise geringer als 40 nm ist.
Der übrige Aufbau entspricht demjenigen des zwölften Ausführungsbeispiels.
Fig. 50 zeigt die Differenz in der Spektralcharakteristik (Dämpfungsrate beim Zumischen von ICG-Farbstoff) für den Fall, daß einmal Indocyanin-Grün (ICG) zugemischt wurde, das ein infrarotstrahlenabsorbierender Farbstoff ist, und dem anderen Fall des Blutes ohne Zumischung von ICG. Gemäß diesem Diagramm besitzt das Blut mit ICG maximale Absorption bei 805 nm. Wird somit beispielsweise durch venöse Injektion ICG in das Blut gemischt und mittels des Bandbegrenzungsfilters 227 das Infrarotband ausgewählt und hat das Bandbegrenzungsfilter 240 eine Bandpaßcharakteristik mit maximaler Absorption bei 805 nm in der Mitte des Bandes, dann wird beim Einbringen des Filters 240 in den Beleuchtungslichtweg Licht mit einem schmalen Band mit der Wellenlänge 805 nm als Mittelpunkt auf das zu beobachtende Objekt gerichtet und es wird ein Bild dieses Objekts in diesem schmalen Band aufgenommen. Das Licht mit einer Mittenwellenlänge von 805 nm dringt zum tiefen Bereich der Schleimhaut vor und wird in dem venösen Teil absorbiert, so daß dieser als Schatten zu beobachten ist. Verglichen mit einer Beobachtung in anderen Wellenlängenbereichen ergibt sich somit eine Darstellung des Verlaufs der Venen mit viel höherem Kontrast.
Wird das Bandbegrenzungsfilter 240 aus dem Beleuchtungslichtweg der Lichtquelle 24 entfernt, dann ergibt sich eine Funktion gemäß dem 12. Ausführungsbeispiel. Selbstverständlich kann das Rotationsfilter 231 eine Durchlaßkennlinie gemäß Fig. 45 besitzen.
Es sei darauf hingewiesen, daß als Lichtquelle 241 ein Laser oder eine lichtemittierende Diode Verwendung finden können, die Licht in einem schmalen Band mit 805 nm als Mittenwellenlänge abgeben. Statt dann das Bandbegrenzungsfilter 240 in den Beleuchtungslichtweg zu bewegen, kann gemäß Fig. 51 wahlweise eine Bestrahlung des Filters durch die schmalbandige Lichtquelle 241 oder die breitbandige Lichtquelle 24 erfolgen.
Das 14. Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ergibt sich aus Fig. 52.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter 231 a, 231 b und 231 c des Rotationsfilters 231 des zwölften Ausführungsbeispiels derart gewählt, daß gemäß Fig. 52 das Filter 231 a R im sichtbaren Bereich und das schmale Band mit der Mittenwellenlänge von 805 nm durchläßt, das Filter 231 b G im sichtbaren Bereich und das schmale Band mit 805 nm als Mittelwellenlänge durchläßt und das Filter 231 c B im sichtbaren Bereich und das schmale Band mit 805 nm als Mittelwellenlänge durchläßt und das Filter 231 c B im sichtbaren Bereich und das schmale Band mit der Mittenwellenlänge 805 nm durchläßt.
Der übrige Aufbau entspricht demjenigen des zwölften Ausführungsbeispiels.
Wird bei diesem Ausführungsbeispiel mittels des Bandbegrenzungsfilters 227 das sichtbare Band ausgewählt, dann ergibt sich ein übliches Farbbild. Wird andererseits mittels des Bandbegrenzungsfilters 227 das infrarote Band ausgewählt, dann wird durch das Rotationsfilter 231 nur schmalbandiges Licht mit einer Mittenwellenlänge von 805 nm durchgelassen und auf das zu beobachtende Objekt gerichtet; die Abbildung erfolgt dann ebenfalls in diesem schmalen Band.
Es sei darauf hingewiesen, daß nicht alle Filter 231 a, 231 b und 231 c eine schmalbandige Durchlaßkennlinie mit 805 nm als Mittenwellenlänge haben müssen. Ein Filter kann beispielsweise eine derartige schmalbandige Durchlaßcharakteristik besitzen. Wird in diesem Falle das Rotationsfilter 231 in derjenigen Position angehalten, in der das schmalbandige Filter sich im Beleuchtungslichtweg befindet und wurde mittels des Bandbegrenzungsfilters 227 das sichtbare Band ausgewählt, dann ergibt sich ein Bild des Objekts in dem schmalen Band mit 805 nm als Mittenwellenlänge. Auch wenn somit nur ein Filter eine derartige schmalbandige Durchlaßcharakteristik besitzt, wird im Falle der Abbildung in einem Zeit- oder Teilbildfolgesystem die Auflösung nicht reduziert.
Das fünfzehnte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 53 und 54 veranschaulicht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Rotationsfilter 231 des 12. Ausführungsbeispiels durch ein Rotationsfilter 251 ersetzt. Gemäß Fig. 53 ist dieses Rotationsfilter 251 in drei Sektoren aufgeteilt, in denen je eines von Filtern 251 a, 251 b und 251 c angeordnet sind. Die entsprechenden Filter 251 a, 251 c haben eine doppelte Durchlaßkennlinie. Gemäß Fig. 54 läßt das Filter 251 a R im sichtbaren Bereich und IR = im infraroten Bereich, das Filter 231 b G im sichtbaren Bereich und IR 2 im infraroten Bereich und das Filter 231 c B im sichtbaren Bereich und IR 1 im infraroten Bereich durch.
Der übrige Aufbau entspricht demjenigen des zwölften Ausführungsbeispiels.
Wird bei diesem Ausführungsbeispiel der sichtbare Bereich mittels des Bandbegrenzungsfilters 227 ausgewählt, dann werden wie beim zwölften Ausführungsbeispiel durch das Rotationsfilter 251 die Lichtanteile von R, G, B zeitseriell nach Farben getrennt und es ergibt sich ein übliches Farbbild in sichtbarem Band. Wird andererseits mittels des Bandbegrenzungsfilters 227 das infrarote Band ausgewählt, dann werden durch das Rotationsfilter 251 die Lichtanteile von IR 1, IR 2 und IR 3 zeitseriell nach "Farben" getrennt und die drei Lichtanteile werden auf das zu beobachtende Objekt gerichtet. In der Videosignalverarbeitungseinheit 41 werden die entsprechenden Farben, Rot, Grün und Blau nach belieben den Wellenlängenbereichen IR 1, IR 2 und IR 3 zugeordnet und die Videosignale werden entsprechend verarbeitet. Somit wird das in Infrarotbandbild des beobachteten Objekts in Quasi-Farben dargestellt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann das Infrarotbild des beobachteten Objekts farbig dargestellt werden, so daß sich die Farbtondifferenz entsprechend der Positionen des beobachteten Objekts im Infrarotband gut feststellen lassen.
Das 16. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 55 bis 58 veranschaulicht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel gibt die Lichtquelle 24 Licht im sichtbaren Bereich bis zum ultravioletten Bereich ab. Ein Bandbegrenzungsfilter 261 tritt an die Stelle des Bandbegrenzungsfilters 227 des zwölften Ausführungsbeispiels, während ein Rotationsfilter 262 das Rotationsfilter 231 ersetzt.
Gemäß Fig. 55 ist das Bandbegrenzungsfilter 261 in Umfangsrichtung in zwei Sektoren unterteilt. Gemäß Fig. 56 ist in dem einen Sektor ein Filter 261 a, das den sichtbaren Bereich durchläßt und im anderen Sektor ein Filter 261 b, das das ultraviolette Band durchläßt, angeordnet. Abhängig von der Position dieses Bandbegrenzungsfilters 261 wird somit von dem von der Lichtquelle 24 abgestrahlten Licht entweder das sichtbare Band oder das ultraviolette Band selektiv durchgelassen.
Andererseits ist gemäß Fig. 57 das Rotationsfilter 262 in drei Sektoren in Umfangsrichtung aufgeteilt, in denen Filter 262 a, 262 b und 262 c angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die entsprechenden Filter 262 a, 262 b und 262 c eine doppelte Durchlaßcharakteristik. Wie aus Fig. 58 ersichtlich, läßt das Filter 262 a R im sichtbaren Band und UV 3 im Ultraviolettband, das Filter 262 b G im sichtbaren Bereich und UV 2 im Ultraviolettband und das Filter 262 c B im sichtbaren Band und UV 1 im Ultraviolettband durch.
Der übrige Aufbau entspricht demjenigen des zwölften Ausführungsbeispiels.
Wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Bandbegrenzungsfilter 261 das sichtbare Band ausgewählt, dann werden wie beim zwölften Ausführungsbeispiel die Lichtanteile für R, G und B zeitseriell durch das Rotationsfilter 262 in Farben aufgetrennt und man erhält ein übliches Farbbild im sichtbaren Bereich. Wird andererseits mittels des Bandbegrenzungsfilters 261 das Ultraviolettband ausgewählt, dann werden die Lichtanteile für UV 1, UV 2 und UV 3 zeitseriell durch das Rotationsfilter 262 in "Farben" getrennt und auf das zu beobachtende Objekt gerichtet. In der Videosignalverarbeitungseinheit 41 werden die entsprechenden Farben Rot, Grün und Blau beliebig den Wellenlängenbereichen UV 1, UV 2 und UV 3 für eine Verarbeitung als Videosignale zugeordnet. Das Ultraviolettbild des beobachteten Objekts läßt sich somit in Quasifarben darstellen.
Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Bild des beobachteten Objekts nicht nur im sichtbaren Bereich, sondern auch im ultravioletten Bereich farbig dargestellt werden kann, läßt sich die Farbtondifferenz entsprechend der Positionen des beobachteten Objekts im Ultraviolettbereich gut feststellen.
Das siebzehnte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 59 dargestellt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel die Abbildungseinrichtung des zwölften Ausführungsbeispiels auf eine Fernsehkamera angewandt, die von außen auf das Okular eines Lichtleiterendoskops aufgesetzt wird.
Das Lichtleiterendoskop 60 hat die gleiche Ausbildung wie beim fünften bzw. elften Ausführungsbeispiel, so daß sich eine Beschreibung erübrigt.
Eine Fernsehkamera 270 ist entfernbar auf das Okular 65 des Lichtleiterendoskops 60 aufgesetzt. Die Fernsehkamera 270 besitzt eine Bildformungslinse 271, die ein Bild des aus dem Okular 65 austretenden Lichts bildet und auf eine Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung richtet die in der Bildformungsposition der Bildformungslinse 271 angeordnet ist. Von der Lichtquelle 24 abgegebenes Licht wird auf die Eingangsstirnseite des Lichtleiters 69 des Lichtleiterendoskops 60 über das Bandbegrenzungsfilter 117 und das Rotationsfilter 261 gerichtet.
Der übrige Aufbau, die Arbeitsweise und die Wirkung entsprechen denjenigen des zwölften Ausführungsbeispiels.
Es sei bemerkt, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die Kombination des Rotationsfilters und des Bandbegrenzungsfilters nicht auf eine Ausbildung gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern eine Ausbildung gemäß dem 13. bis 16. Ausführungsbeispiel haben kann.
Es sei ferner bemerkt, daß bei den Einrichtungen des 12. bis 17. Ausführungsbeispiels ein Bandbegrenzungsfilter verwendet werden kann, daß selektiv drei oder mehrere Bänder wie das Ultraviolettband, das sichtbare Band und das infrarote Band durchlassen kann und daß entsprechende Filter des Farbfilters eine Durchlaßcharakteristik in drei oder mehreren Bereichen haben, die mittels des Bandbegrenzungsfilters ausgewählt werden können, so daß ein beliebiges Beobachtungswellenlängenband von drei oder mehreren Beobachtungswellenlängenbändern ausgewählt werden kann.
Das auswählbare Beobachtungswellenlängenband ist nicht auf die Aufteilung in ultraviolette, sichtbare und infrarote Bänder beschränkt, sondern es kann beispielsweise auch eine Einstellung derart erfolgen, daß ein Teil der langwelligen Seite des sichtbaren Bereiches und der kurzwelligen Seite des Infrarotbereiches als Beobachtungswellenlängenband verwendet wird.
Das Bandbegrenzungsfilter und das Rotationsfilter 37 können zwischen der Lichtquelle 24 und einer Abbildungsvorrichtung, etwa der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 36 angeordnet sein, wobei die Reihenfolge beliebig wählbar ist.
Es kann nicht nur mit vom beobachteten Objekt reflektiertem Licht, sondern auch mit Licht gearbeitet werden, das von dem beobachteten Objekt durchgelassen wird.
Das 18. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 60 bis 65 veranschaulicht.
Eine Lichtquelle 24 ist in der Steuereinheit 6 angeordnet. Gemäß Fig. 61 gibt diese Lichtquelle 24 Licht in einem breiten Band ab, das zumindest von dem sichtbaren Bereich zum infraroten Bereich sich erstreckt, wobei die Lichtquelle 24 eine übliche Hallogenlampe, eine Xenonlampe oder dergleichen sein kann. Diese Lichtquelle 24 wird von einer Lichtquellen-Erregungs- oder -Zündeinrichtung 26 erregt oder gezündet, die von der Steuereinheit 25 gesteuert wird. Ein Bandbegrenzungsfilter 328 als Bandbegrenzungsvorrichtung wird von einem Antriebsmotor 327 in Rotation versetzt und ist vor der Lichtquelle 24 angeordnet und in zwei Sektoren in Umfangsrichtung unterteilt (vgl. Fig. 62). In dem einen Sektor ist ein Filter 328 a, das das sichtbare Band durchläßt und ein im anderen Bereich ein Filter 328 b, das das infrarote Band durchläßt angeordnet (Fig. 63). Von dem von der Lichtquelle 24 abgegebenen Licht wird somit selektiv durch dieses Bandbegrenzungsfilter 328 entweder der sichtbare Bereich oder der infrarote Bereiche durchgelassen. Es sei bemerkt, daß der Antriebsmotor 327 für die Rotation von einem Motortreiber 29 erregt wird, der durch die Steuereinheit 25 gesteuert wird.
Das von dem Bandbegrenzungsfilter 328 durchgelassene Licht tritt in den durch das Kabel 4 und das Einführteil 2 geführten Lichtleiter 33 ein, wird zur Spitze 9 durch diesen Lichtleiter 33 geführt und von der in der Spitze 9 angeordneten Lichtverteilungslinse 34 zur Beleuchtung des zu beobachtenden Objekt abgegeben.
Andererseits ist in der Bildformungsposition des Objektivlinsensystems 35 in der Spitze 9 eine Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 336 als Abbildungsvorrichtung angeordnet. Diese Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 336 hat eine Empfindlichkeit zumindest im sichtbaren Band und im infraroten Band. Ein Farbfilter 337 als Wellenlängenbereich- Aufteilvorrichtung ist vor der Abbildungsfläche der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 336 angeordnet. In diesem Farbfilter 337 sind, wie Fig. 64 zeigt, Filter 337 a, 337 b und 337 c mit entsprechend unterschiedlichen Wellenlängendurchlaßbereichen angeordnet, beispielsweise mosaikähnlich ausgebildet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzen die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c eine doppelte Durchlaßcharakteristik und insbesondere Wellenlängendurchlaßbereiche im sichtbaren und infraroten Bereich. Dies bedeutet, daß gemäß Fig. 65 das Filter 337 a rotes Licht R im sichtbaren Band und infrarotes Licht IR 3 im infraroten Band, das Filter 337 b grünes Licht G im sichtbaren Band und infrarotes IR 2 im infraroten Band und das Filter 337 c blaues Licht B im sichtbaren Bereich und infrarotes Licht IR 1 im infraroten Bereich durchläßt. Es sei bemerkt, daß die infraroten Lichtanteile IR 1, IR 2 und IR 3 unterschiedliche Wellenlängenbereiche besitzen, wobei die Mittenwellenlängen in der Reihenfolge IR 1, IR 2 und IR 3 ansteigen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die durchgelassenen Wellenlängenbereiche der entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 auf diejenigen Wellenlängenbereiche durch das Bandbegrenzungsfilter 328 beschränkt, die entweder im sichtbaren Bereich oder im infraroten Bereich liegen. Dies bedeutet, daß bei Auswahl des sichtbaren Bereiches durch das Bandbegrenzungsfilter 328 das infrarote Band nicht beleuchtet wird, so daß die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilter 337 entsprechend B, G und R des sichtbaren Bandes durchlassen. Wird andererseits durch das Bandbegrenzungsfilter 328 das infrarote Band ausgewählt, dann wird das sichtbare Band nicht beleuchtet, so daß die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 entsprechend die Lichtanteile IR 1, IR 2 und IR 3 im infraroten Band durchlassen. Die durch die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c hindurchgelassenen Lichtanteile werden von der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 336 empfangen und fotoelektrisch umgewandelt. Die Signale der entsprechenden Bildelemente dieser Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 336 werden einer Videosignalverarbeitungseinheit 338 zugeführt und dort simultan verarbeitet. In dieser Videosignalverarbeitungseinheit 338 werden die den entsprechenden Bildelementen der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 336 entsprechenden Signale zu Videosignalen abhängig von den Filtern 337 a, 337 b und 337 c verarbeitet, die vor den entsprechenden Bildelementen angeordnet sind. Es wird beispielsweise Rot (R) dem dem Filter 337 a entsprechenden Bildelementsignal, Grün (G) dem den Filter 337 entsprechenden Bildelementsignal und Blau (B) dem dem Filter 337 entsprechenden Bildelementsignal zugeordnet und die Signale werden zu Videosignalen verarbeitet. Die von der Videosignalverarbeitungs­ einheit 338 abgegebenen Videosignale werden dem Farb-CRT-Monitor 7 zugeführt und das beobachtete Objekt wird farbig dargestellt.
Wenn bei einer derartigen Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung von der Steuereinheit 25 die Lichtquellen-Erregungs- oder -Zündvorrichtung 26 erregt wird, gibt die Lichtquelle 24 Licht einschließlich des sichtbaren Bereichs und des infraroten Bereichs ab. Von dem von dieser Lichtquelle 24 abgegebenen Licht wird von dem Bandbegrenzungsfilter 228 selektiv nur das sichtbare Band oder das infrarote Band durchgelassen. Das von diesem Bandbegrenzungsfilter 228 durchgelassene Licht wird auf das zu beobachtende Objekt gerichtet.
Das von dem zu beobachtenden Objekt reflektierte, dem Beleuchtungslicht entsprechende Licht wird von der Festkörperbildaufnahmevorrichtung 336 über das Farbfilter 337 empfangen, das vor der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung angeordnet ist. Die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 327 haben einen Durchlaßwellenlängenbereich im sichtbaren Band und im infraroten Band, so daß bei Auswahl des sichtbaren Bandes durch das Bandbegrenzungsfilter 328 die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 sichtabares Licht für die entsprechenden B, G und R abgeben. Wird jedoch durch das Bandbegrenzungsfilter 328 das infrarote Band ausgewählt, dann lassen die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 die entsprechenden Lichtanteile IR 1, IR 2 und IR 3 des Infrarotbandes durch.
Das auf die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 336 auftreffende Licht wird fotoelektrisch umgewandelt und in der Videosignalverarbeitungseinheit 338 verarbeitet, so daß sich Videosignale ergeben und das beobachtete Objekt mittels des Farb- CRT-Monitors 7 als Farbbild dargestellt werden kann. Dies bedeutet, daß bei Auswahl des sichtbaren Bandes durch das Bandbegrenzungsfilter 328 ein übliches Bild des beobachteten Objekts im sichtbaren Bereich dargestellt wird, daß jedoch andererseits bei Auswahl des Infrarotbandes durch das Bandbegrenzungsfilter 328 ein Infrarotbild des beobachteten Objekts in Quasi-Farben dargestellt wird.
Somit kann bei diesem Ausführungsbeispiel durch Umschalten des Bandbegrenzungsfilters 328 abhängig von dem zu beobachtenden Objekt als Beobachtungswellenbereich entweder der sichtbare Bereich oder der Infrarotbereich ausgewählt werden, wobei dann jeweils eine Farbdarstellung erfolgt. Somit läßt sich die Beobachtung unter Auswahl des besten Beobachtungswellenbereichs verbessern. Die Farbtondifferenz in entsprechenden Positionen des zu beobachtenden Objekts, die in einem Bild im üblichen sichtbaren Bereich schwer festzustellen ist, läßt sich so auf einfache Weise bestimmen.
Es sei bemerkt, daß die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 im sichtbaren Bereich gemäß Fig. 64 nicht auf das Durchlassen von Rot, Grün bzw. Blau beschränkt sind, sondern, daß auch andere Farbkombinationen in Frage kommen, beispielsweise Gelb (Ye), Grün (G) und Cyan (Cy) im sichtbaren Band.
Das 19. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 66 gezeigt.
Die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 dieses Ausführungsbeispiels sollen entsprechend rotes Licht R und infrarotes Licht IR, grünes Licht G und infrarotes Licht IR bzw. blaues Licht B und infrarotes Licht IR durchlassen (Fig. 65).
Wird mittels des Bandbegrenzungsfilters 328 das sichtbare Band gewählt, dann wird das Ausgangssignal der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 336 als ein übliches Videofarbbild verarbeitet. Wird jedoch andererseits mittels des Bandbegrenzungsfilters 328 das Infrarotband gewählt, dann wird das Ausgangssignal der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 336 als einfarbiges Bild als Videosignal verarbeitet. Der übrige Aufbau entspricht demjenigen des 18. Ausführungsbeispiels.
Durch Schalten des Bandbegrenzungsfilters 328 kann somit bei diesem Ausführungsbeispiel abhängig von dem zu beobachtenden Objekt selektiv entweder ein Farbbild im sichtbaren Bereich oder ein einfarbiges Bild gemäß Infrarotbereich dargestellt werden.
Verglichen mit dem Farbfilter mit der Durchlaßkennlinie gemäß 65 lassen sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 einfach herstellen, so daß sich günstigere Kosten ergeben.
Es sei bemerkt, daß die Durchlaßeigenschaften der entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 nicht auf Rot, Grün und Blau im sichtbaren Bereich (Fig. 66) beschränkt ist, sondern, daß für den sichtbaren Bereich beispielsweise gemäß Fig. 45 die Durchlässigkeit auch für Gelb (Ye), Grün (G) und Cyan (Cy) gegeben sein kann.
Das 20. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 67 gezeigt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Bandbegrenzungsfilter 340 in den Beleuchtungslichtweg der der Lichtquelle 24 des 19. Ausführungsbeispiels eingeführt werden und hat eine Bandpaßcharakteristik mit einem engen Band dessen Mittenwellenlänge 805 nm ist (Fig. 49). Es sei bemerkt, daß bevorzugt das Durchlaßwellenlängenband Wo dieses Bandbegrenzungsfilters 240 so eng ist, daß es weniger als etwa 40 nm beträgt.
Die übrige Ausbildung entspricht demjenigen des 19. Ausführungsbeispiels.
Wie Fig. 50 veranschaulicht, hat Blut, in das ICG eingemischt wurde eine maximale Absorption bei 805 nm. Wird somit beispielsweise durch venöse Injektion ICD in das Blut gemischt, mittels des Bandbegrenzungsfilters 328 das Infrarotband ausgewählt und wird das vorgenannte Bandbegrenzungsfilter 340 mit einer Bandpaßcharakteristik, die bei der Mittenwellenlänge von 805 nm maximale Absorption besitzt, in den Beleuchtungslichtweg der Lichtquelle 24 eingeführt, dann wird das zu beobachtende Objekt mit schmalbandigem Licht und einer Mittenwellenlänge von 805 nm bestrahlt und ein dazu entsprechendes Bild aufgenommen. Das Licht mit einer Mittenwellenlänge von 805 nm erreicht den tiefen Teil der Schleimhaut, während eine Absorption im Bereich der Venen auftritt, so daß deren Verlauf als Schatten beobachtet werden kann. Verglichen mit der Beobachtung in anderen Wellenlängenbereichen, ergibt sich somit für den Venenverlauf eine Beobachtung mit wesentlich höherem Kontrast.
Es sei bemerkt, daß bei Entfernen des Bandbegrenzungsfilters 340 aus dem Beleuchtungslichtweg der Lichtquelle 24 die Arbeitsweise die gleiche wie beim 18. Ausführungsbeispiel ist. Das Farbfilter 337 ist nicht auf die Ausbildung gemäß 66 beschränkt, sondern kann auch eine Durchlaßcharakteristik beispielsweise nach Fig. 45 aufweisen.
Es sei ferner bemerkt, daß gemäß Fig. 68 als Lichtquelle 341 ein Laser oder eine LD-Vorrichtung verwendet werden kann, die Licht schmalbandig mit einer Mittenwellenlänge von 805 nm abgeben. Dies kann an die Stelle des Einführens des Bandbegrenzungsfilters 340 in dem Beleuchtungslichtweg treten. Soll somit eine Beobachtung mit schmalbandigem Licht und einer Mittenwellenlänge von 805 nm erfolgen, wird die breitbandige Lichtquelle 24 durch die schmalbandige Lichtquelle 341 ersetzt.
Das 21. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 69 gezeigt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 des 19. Ausführungsbeispiels derart gewählt, daß gemäß Fig. 69 das Filter 337 a R im sichtbaren Bereich und das schmale Band mit 800 nm als Mittenwellenlänge, das Filter 337 b G in sichtbaren Bereich und das schmale Band mit 805 nm als Mittenwellenlänge und das Filter 337 c B im sichtbaren Bereich und das schmale Band mit 805 nm als Mittenwellenlänge durchlassen.
Der übrige Aufbau ist der gleiche wie beim 19. Ausführungsbeispiel.
Wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Bandbegrenzungsfilter 328 das sichtbare Band ausgewählt, dann ergibt sich ein Farbbild im üblichen sichtbaren Band. Wird jedoch andererseits mittels des Bandbegrenzungsfilters 328 der infrarote Bereich ausgewählt, dann wird das zu beobachtende Objekt mit Infrarotlicht bestrahlt, wobei nur Licht im schmalen Band mit 805 nm als Mittenwellenlänge durch das Farbfilter 337 hindurchgelangt, so daß das Objekt derartig schmalbandig abgebildet wird.
Es sei bemerkt, daß nicht alle Filter 337 a, 337 b und 337 c eine Durchlaßcharakteristik für das schmale Band mit 805 nm als Mittenwellenlänge aufweisen müssen, sondern daß beispielsweise nur ein Filter eine derartig schmalbandige Durchlaßcharakteristik besitzt.
Das 22. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 70 bis 72 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird anstelle des Bandbegrenzungsfilters des 18. Ausführungsbeispiels ein Bandbegrenzungsfilter 351 gemäß Fig. 70 verwendet.
Die entsprechenden Filter 351 a und 351 b dieses Bandbegrenzungsfilters 351 lassen das sichtbare Band bzw. das Ultraviolettband, wie dies Fig. 71 zeigt. Die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 lassen Wellenlängenbereiche im sichtbaren Band und ultravioletten Band durch wie dies Fig. 72 veranschaulicht. Insbesondere läßt das Filter 337 a rotes Licht R und den Ultraviolettbereich UV 3 im Ultraviolettband, das Filter 337 b, grünes Licht G und den Ultraviolettbereich UV 2 im Ultraviolettband und das Filter 337 c, blaues Licht B und den Ultraviolettbereich UV 1 durch. Es sei bemerkt, daß die Ultraviolettbereiche UV 1, UV 2 und UV 3 unterschiedliche Wellenlängen umfassen, wobei die Mittenlängenlängen in der Reihenfolge UV 1, UV 2 und UV 3 länger wird.
Abhängig von dem zu beobachtenden Objekt kann durch Umschalten des Bandbegrenzungsfilters 351 entweder der sichtbare Bereich oder der Ultraviolettbereich ausgewählt werden und das Objekt wird farbig dargestellt. Somit kann die Farbtondifferenz entsprechender Stellen des zu beobachtenden Objekts, die im üblichen sichtbaren Bereich nicht zu unterscheiden sind, im ultravioletten Bereich gut festgestellt werden.
Das 23. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 73 veranschaulicht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Abbildungseinrichtung des 18. Ausführungsbeispiels für eine von außen auf das Okular eines Lichtleiterendoskops aufgesetzte Fernsehkamera angewandt.
Das Lichtleiterendoskop 60 besitzt den gleichen Aufbau wie dasjenige des fünften, elften und siebzehnten Ausführungsbeispiels, so daß sich eine Beschreibung erübrigt.
Eine Fernsehkamera 370 ist entfernbar auf das Okular 65 des Lichtleiterendoskops 60 aufgesetzt und besitzt eine Bildformungslinse 371, die ein Bild von Okular 65 auf eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 336 projiziert. Das Farbfilter 337 besitzt eine Durchlaßcharakteristik für das sichtbare Band und infrarote Band und ist vor der Festkörperbildaufnahmevorrichtung 336 angeordnet wie bei dem 18. Ausführungsbeispiel. Das von der Lichtquelle 24 ausgesandte Licht läuft durch das Bandbegrenzungsfilter 328, das selektiv das sichtbare Band oder das infrarote Band durchläßt und auf die Eingangsstirnfläche des Lichtleiters 69 des Lichtleiterendoskops 60 richtet.
Der übrige Aufbau, die Funktion und die Wirkungsweise entsprechen denjenigen des 18. Ausführungsbeispiels.
Es sei bemerkt, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die Kombination des Farbfilters und des Bandbegrenzungsfilters nicht auf diejenige des 18. Ausführungsbeispiels beschränkt ist, sondern auch gemäß dem 18. bis 23. Ausführungsbeispiel ausgebildet sein kann.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß bei dem 18. bis 23. Ausführungsbeispiel das Bandbegrenzungsfilter selektiv mehr als drei Bänder wie das ultraviolette Band, das sichtbare Band und das infrarote Band durchlassen kann und daß die entsprechenden Filter 337 a, 337 b und 337 c des Farbfilters 337 ebenfalls Durchlaßbereiche in mehr als drei Bändern besitzen können, die durch das vorgenannte Bandbegrenzungsfilter ausgewählt werden, so daß aus den mehr als drei beobachteten Wellenlängenbändern beliebige ausgewählt werden können.
Das auswählbare beobachtete Wellenlängenband muß auch nicht aufgeteilt sein, in das ultraviolette, sichtbare und infrarote Band, sondern kann beispielsweise auch zusammengesetzt werden, als ein Teil der langwelligen Seite des sichtbaren Bereiches und der kurzwelligen Seite des Infrarotbereichs.
Auch kann das Bandbegrenzungsfilter und das Farbfilter zwischen der Lichtquelle 24 und einer Abbildungsvorrichtung, etwa der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 336 in beliebiger Reihenfolge angeordnet sein.
Das 24. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 74 bis 79 veranschaulicht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Lampe 407 von einer Stromquelle 406 in der Steuereinheit 6 mit elektrischer Energie versorgt. Die Lampe 407 gibt breitbandiges Licht für den sichtbaren Bereich bis zum infraroten Bereich ab. Ein sichtbares Licht durchlassendes Filter 421 und ein das nahe Infrarotband durchlassende Filter 422 sind entsprechend einzeln einsetzbar in einen Beleuchtungslichtweg mittels eines Filterwechslers 423, der zwischen der Lampe 407 und dem Eingangsende des Lichtleiters des elektronischen Endoskops 1 angeordnet ist. Das sichtbares Licht durchlassende Filter 421 hat eine Durchlaßcharakteristik für den sichtbaren Lichtbereich gemäß Fig. 78 während das Filter 422 eine Durchlaßcharakteristik besitzt gemäß der nur das benachbarte Infrarotband durchgelassen wird, wie dies Fig. 79 zeigt. Eine Steuerschaltung 420 steuert den Filterwechsler 423.
Andererseits ist in der Spitze 9 des elektronischen Endoskops 1 ein Objektivlinsensystem 401 vorgesehen, in dessen Bildebene eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 404 angeordnet ist. Diese Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 404 spricht zumindest auf den sichtbaren Bereich bis zum nahen Infrarotbereich an. Ein Farbtrennfilter 403 ist vor der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 404 angeordnet. Gemäß Fig. 75 wird das Farbtrennfilter 403 durch mosaikförmige Anordnung entsprechender Filter 403 a, 403 b und 403 c gebildet, die im sichtbaren Band Cyan (Cy), Grün (G) und Gelb (Ye) durchlassen. Die entsprechenden Filter 403 a, 403 b und 403 c des Farbtrennfilters 403 haben eine zweifache Durchlaßcharakteristik gemäß Fig. 76, wobei nicht nur Cy, G und Ye im sichtbaren Band, sondern auch infrarotes Licht durchgelassen wird.
Ein Filter 402 mit einer Durchlaßcharakteristik im sichtbaren Band und für ein schmales Band mit einer Mittenwellenlänge bei 805 nm gemäß Fig. 77 ist zwischen dem Linsensystem 401 und der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 404 angeordnet.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 404 wird von einem Treiber 410 in der Steuereinheit gesteuert und das ausgelesene Signal wird mittels eines Vorverstärkers 411 verstärkt, dann einer Verarbeitungsschaltung 412 zugeführt, wo eine Gamma-Korrektur und ein Weißabgleich erfolgt und dann in einer Matrix verarbeitet. Das von der Verarbeitungsschaltung 412 abgegebene Videosignal wird an einen NTSC-Kodierer 413 angelegt, der es für eine Darstellung auf dem Monitor 7 umwandelt.
Es sei bemerkt, daß die Steuerschaltung 420 der Treiber 410 die Verarbeitungsschaltung 412 und der NTSC-Kodierer 413 durch einen Zeitgabegenerator 414 synchronisiert werden, der ein synchronisiertes Signal für das Gesamtsystem abgibt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird von der Lampe 407 Licht im sichtbaren bis zum infraroten Bereich an der Spitze 9 des elektronischen Endoskops 1 durch den Lichtleiter 33 auf ein darzustellendes Objekt gerichtet. Das auf Grund dieses Beleuchtungslichts vom Objekt zurückgelangende Licht bildet das Objekt über das Objektivlinsensystem auf die Festkörperbildaufnahmevorrichtung 404 ab.
Ist hierbei nur das sichtbare Licht durchlassende Filter 421 mittels des Filterwechslers 423 unter Steuerung der Steuerschaltung 420 in den Beleuchtungslichtweg eingeführt, dann verläuft von der Lampe 407 abgegebenes Licht durch dieses sichtbares Licht durchlassende Filter 421, so daß sichtbares Licht auf das abzubildende Objekt gerichtet wird. Das auf Grund dieses Bedeutungslichts vom Objekt zurückgelangende Licht verläuft durch das Filter 402, wird mittels des Farbtrennfilters 403 in Farben aufgetrennt und als Videosignal durch die Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 404 ausgelesen. Das Ausgangssignal dieser Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 404 wird in einem Vorverstärker 411, einer Verarbeitungsschaltung 412 und einem NTSC-Kodierer 413 verarbeitet und als sichtbares Bild farbig auf dem Monitor 7 dargestellt.
Wenn andererseits nur das den nahen Infrarotbereich durchlassende Filter 422 mittels des Filterwechslers 423 unter Steuerung durch die Steuerschaltung in den Beleuchtungslichtweg eingesetzt wird, dann läuft das von der Lampe 407 abgegebene Licht durch dieses Filter 422, so daß das abzubildende Objekt mit dem Licht im nahen Infrarotbereich bestrahlt wird. Das von diesem Objekt zurückgelangende Licht trifft auf das Filter 402, das nur Licht in dem schmalen Band mit 805 nm als Mittenwellenlänge durchläßt. Dieses schmalbandige Licht läuft ohne Auftrennung in Farben durch das Farbtrennfilter 403 und wird von der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung 404 als Videosignal abgegeben. Das Ausgangssignal dieser Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 404 wird im Vorverstärker 11 in der Verarbeitungsschaltung 412 und im NTSC- Kodierer 413 verarbeitet. Das Objektbild wird dann in dem schmalen Band mit der Mittenwellenlänge 805 nm als einfarbiges Bild auf dem Monitor dargestellt.
Wie bei den anderen Ausführungsbeispielen kann beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht nur ein übliches sichtbares Farbbild dargestellt werden, sondern auch ein Infrarotbild in einem schmalen Band mit einer Mittenwellenlänge von 805 nm. Somit kann wie bei dem neunten und sechzehnten Ausführungsbeispiel durch Beobachten des infraroten Bildes in dem schmalen Band mit der Mittenwellenlänge von 805 nm unter Mischen von ICG in das Blut der Verlauf der Venen unterhalb der Schleimhaut bzw. die Einlenktiefe einer Krankheit in den tiefen Teil der Schleimhaut gut festgestellt werden, was sonst schwierig oder gar unmöglich ist. Im Falle der Verarbeitung mittels eines YAG-Lasers ergibt sich auch der Vorteil, daß die beobachtete Bildebene nicht durch das Licht des YAG-Lasers mit einer Wellenlänge von 1060 nm beeinträchtigt wird, wenn das Filter 402 eine Durchlaßcharakteristik nur für das nahe infrarote Licht besitzt mit einer Mittenwellenlänge von 805 nm. Und das Filter vor der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 404 angeordnet ist. Das 25. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 80 bis 82 gezeigt.
Die Abbildungseinrichtung dieses Ausführungsbeispiels hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie diejenige des achten Ausführungsbeispiels nach Fig. 26 und des zehnten Ausführungsbeispiels nach Fig. 35, wobei jedoch keine Verschlüsse wie der Flüssigkristallverschluß 117 oder ein elektronischer Verschluß vorgesehen sind.
Gemäß Fig. 80 ist in der Spitze 9 des elektronischen Endoskops 1 das Objektivlinsensystem 115 vorgesehen, in dessen Bildformungsposition sich eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung 452 befindet. Diese Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 452 besitzt eine Empfindlichkeit in einem breiten Wellenlängenbereich von U Ultraviolett bis Infrarot einschließlich eines sichtbaren Bereichs. Mit der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 452 verbundene Signalleitung 126 und 127 sind durch das Einführteil 2 und das Universalkabel 4 zu dem Verbinder 5 geführt.
Andererseits ist in der Steuereinheit eine Lampe 121 angeordnet, die ein breitbandiges Licht von Ultraviolett bis Infrarot ausstrahlt. Ein Rotationsfilter 450 wird von einem Motor 123 angetrieben und ist vor der Lampe 121 angeordnet. Bei diesem Rotationsfilter 450 sind, wie Fig. 81 zeigt, Filter 450 a, 450 b und 450 c, die entsprechend R, G und B durchlassen in einem äußeren Bereich in Umfangsrichtung angeordnet, während in einem inneren Bereich ein Filter 450 d, das einen ultravioletten Bereich UV 1 durchläßt, ein Filter 450 e mit einer Bandpaßcharakteristik für ein schmales Band IR 1 mit 805 nm als Mittenwellenlänge und ein Filter 450 f, das einen infraroten Bereich IR 2 mit Wellenlängen größer als 900 nm in Umfangsrichtung geordnet sind. Die Durchlaßkennlinien der entsprechenden Filter 450 a bis 450 f sind aus Fig. 82 ersichtlich.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann mittels einer Filterumschaltvorrichtung 451 das Rotationsfilter 450 und der Motor 123 derart bewegt werden, daß entweder der äußere Umfangsbereich oder der innere Bereich des Rotationsfilters 450 sich im Beleuchtungslichtweg zwischen der Lampe 121 und dem Eingang des Lichtleiters 114 befindet.
Das durch das Rotationsfilter 450 gelaufene Licht tritt am Eingangsende in den Lichtleiter 114 ein, wird durch diesen zur Spitze 9 geführt und dort auf die zu beobachtende Stelle gerichtet.
Das von der zu beobachtenden Stelle auf Grund dieses Beleuchtungslichts zurückgelangende Licht wird durch das Objektivlinsensystem 115 auf die Festkörper-Abbildungsvorrichtung 452 gebildet und fotoelektrisch umgewandelt. Ein Treiberimpuls der Treiberschaltung 178 in der Steuereinheit 6 wird über die Signalleitung 126 an die Festkörper-Abbildungsvorrichtung 452 angelegt und das ausgelesene Signal wird mittels dieses Treiberimpulses übertragen. Das aus dieser Festkörper- Abbildungsvorrichtung 452 ausgelesene Signal wird über die Signalleitung 127 an den Vorverstärker 132 in der Steuereinheit bzw. in dem elektronischen Endoskop 1 angelegt. Das durch diesen Vorverstärker 132 verstärkte Signal wird in der Verarbeitungsschaltung 133 dem A/D-Wandler 234 und der Auswählschaltung 135 sowie drei Speichern (1) 136 a, (2) 136 b und (3) 136 c, einem D/A-Wandler 137 und einem Wandler 138 wie beim achten und zehnten Ausführungsbeispiel verarbeitet.
Der übrige Aufbau entspricht demjenigen der Einrichtung des achten oder zehnten Ausführungsbeispiels.
Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die Filterumschaltvorrichtung 451 unter Steuerung des Schaltkreises 143 derart gesteuert wird, daß der Umfangsbereich des Rotationsfilters 450 in den Lichtweg zwischen der Lampe 121 und dem Eingangsende des Lichtleiters 114 gelangt, dann läuft das von der Lampe 121 abgegebene Licht durch die Filter 450 a, 450 b und 450 c, die entsprechend die Lichtanteile R, G und B durchlassen, wobei eine zeitserielle Aufteilung in die Lichtanteile entsprechend der Wellenlängenbereich R, G und B erfolgt. Diese Lichtanteile R, G und B werden über den Lichtleiter 114 zur Spitze 9 des Einführteils übertragen und auf das abzubildende Objekt gerichtet. Das auf Grund dieses Beleuchtungslichts in der Reihenfolge R, G und B im sichtbaren Wellenlängenbereich vom Objekt zurückgelangende Licht wird mittels des Objektivlinsensystems 115 zur Abbildung des Objekts auf die Festkörper-Abbildungsvorrichtung 452 gerichtet und die Festkörper- Abbildungsvorrichtung 452 erzeugt ein Bild dieses Objekts. Somit läßt sich ein übliches sichtbares Bild in Farben auf dem Monitor darstellen.
Wird andererseits die Filterumschaltvorrichtung 451 durch den Schaltkreis 143 derart gesteuert, daß der Innenbereich des Rotationsfilters 450 in dem Beleuchtungslichtweg zwischen der Lampe 121 und dem Eingangsende des Lichtleiters 114 gelangt, dann läuft das von der Lampe 121 abgegebene Licht durch die Filter 450 d, 450 e und 450 f, die entsprechend die Lichtbereiche UV 1, IR 1 und IR 2 durchlassen, wobei eine zeitserielle Aufteilung in Lichtanteile der Wellenlängenbereiche UV 1, IR 1 und IR 2 erfolgt. Diese Lichtanteile werden über den Lichtleiter 114 zur Spitze 9 des Einführteils übertragen und von dort auf das abzubildende Objekt gerichtet. Das auf Grund dieses Beleuchtungslichts vom Objekt zurückgelangende Licht wird mittels des Objektivlinsensystems 115 auf die Festkörper-Abbildungsvorrichtung 452 gerichtet, die ein Bild des Objekts erzeugt. Auf dem Monitor 7 läßt sich dann das Objekt in Quaisi-Farben ein Bild gemäß der unsichtbaren Bereiche, also der Ultraviolett- und Infrarotbereiche entsprechend der Wellenlängenbereiche UV 1, IR 1 und IR 2 darstellen. Es sei bemerkt, daß bei selektiver Auslesung eines oder zweier der Speicher 136 a, 136 b und 136 c ein Bild gemäß einem oder zweier Wellenlängenbereiche UV 1, IR 1 und IR 2 erzeugen läßt.
Wie bei den anderen Ausführungsbeispielen läßt sich somit auch bei diesem Ausführungsbeispiel nicht nur ein übliches sichtbares Farbbild erzeugen, sondern auch ein Bild gemäß unsichtbaren Bereichen, also Ultraviolett- und Infrarotbereichen.
Es sei bemerkt, daß die Wellenlängendurchlaßbereiche der entsprechenden Filter im Umfangsbereich und im inneren Bereich des Rotationsfilters 450 nicht auf die angegebenen Bereiche beschränkt sind, sondern daß sie frei gewählt werden können.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Beispielsweise kann anstelle des von dem zu beobachtenden Objekt reflektierten Lichts auch das Licht verwendet werden, das durch das Objekt hindurchtritt.
Die Erfindung hat auch andere Anwendungsmöglichkeiten als ein Endoskop.
Die vorliegende Erfindung bewirkt, daß unter Auswahl eines optimalen Wellenlängenbereichs abhängig von dem zu beobachtenden Objekt eine sichtbare Information erhalten wird und daß eine Farbtondifferenz an entsprechenden Stellen des zu beobachtenden Objekts gut und einfach festgestellt werden können, die sonst im üblichen sichtbaren Bereich schwer zu bestimmten ist.

Claims (60)

1. Abbildungseinrichtung, gekennzeichnet durch:
eine Beleuchtungsvorrichtung (24; 45 a-d; 121; 241; 341; 407) zum Aussenden von Beleuchtungslicht eines Wellenlängenbereichs, der sich von einem sichtbaren Bereich zu einem anderen nicht sichtbaren Bereich erstreckt;
ein optisches Bildformungssystem (35; 67; 115; 371; 401) zum Formen eines Bildes eines abzubildenden Objekts;
eine Abbildungsvorrichtung (21) mit einer Ansprechempfindlichkeit in einem Wellenlängenbereich, der sich von einem sichtbaren Bereich in einen nichtsichtbaren Bereich erstreckt, und mit einer Festkörper-Abbildungsvorrichtung (36; 72; 116; 150; 170; 272; 336; 404; 452) zum Umwandeln des durch das optische Bildformungssystem (35; 67; 115; 371; 401) geformten Bildes in ein elektrisches Signal;
eine Wellenlängenbereich-Aufteilungsvorrichtung (31; 46 b-c; 50; 55; 58; 95; 124; 231; 251; 262; 337; 340; 403; 450) zum zeitseriellen Aufteilen des Wellenlängenbereichs des Beleuchtungslichts der Beleuchtungsvorrichtung (24; 45 a-d; 121; 241; 341; 407) in mehrere Wellenlängenbereiche innerhalb desjenigen Bereichs, in dem die Abbildungsvorrichtung (21) ihre Ansprechempfindlichkeit hat;
eine Auswahlvorrichtung (27; 47 b-c; 81; 91; 117; 160; 227; 228; 261; 328; 421-423; 451) zum Auswählen zumindest eines Wellenlängenbereichs aus den durch die Wellenlängenbereichs- Unterteilungsvorrichtung (31; 46 b-c; 50; 55; 58; 95; 124; 231; 251; 262; 337; 340; 403; 450) aufteilten Bereiche und
eine Signalverarbeitungsvorrichtung (41; 132-138; 338; 411-413) zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Abbildungsvorrichtung (21) entsprechend den Beleuchtungslichtanteilen der entsprechenden durch die Auswahlvorrichtung (27; 47 b-c; 81; 91; 117; 160; 227; 228; 261; 328; 421-423; 451) ausgewählten Wellenlängenbereiche unter Zuordnen entsprechend unterschiedlicher Farbsignale zu denselben, so daß sich Videosignale ergeben.
2. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängenbereichs-Aufteilsvorrichtung ein Rotationsfilter (31; 50; 55; 58; 95; 124; 231; 251; 262; 337; 340; 450) ist, das in den Lichtweg des Beleuchtungslichts von der Beleuchtungsvorrichtung (24; 45 a-d; 121; 241; 341; 407) eingefügt ist und mehrere Filter mit entsprechend unterschiedlichen Wellenlängendurchlaßbereichen in Umfangsrichtung angeordnet hat und daß die Auswählvorrichtung (27; 47 b-c; 81; 91; 117; 160; 227; 228; 261; 328; 421-423; 451) ein Filter ist, das in den Lichtweg des Beleuchtungslichts von der Beleuchtungsvorrichtung (24; 45 a-d; 121; 241; 341; 407) eingefügt ist und selektiv das Licht eines der mehreren Wellenlängenbänder einschließlich des sichtbaren Bandes durchlassen kann.
3. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsfilter (31; 50; 55; 58; 95; 124; 231; 251; 262; 337; 340; 450) neun Filter (z. B. 31 a-31 i) mit entsprechend unterschiedlichen Wellenlängen-Durchlaßbereichen aufweist und zwar je drei im Ultraviolettbereich, im sichtbaren Lichtbereich und im Infrarotbereich und daß das Filter der Auswählvorrichtung (27; 81; 91; 117; 160; 227; 228; 261; 328; 451) selektiv ultraviolettes Licht, sichtbares Licht oder infrarotes Licht durchläßt.
4. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsfilter (31 50; 55; 95; 124; 231; 251; 262; 337; 340; 450) gebildet wird durch Anordnen der entsprechenden Filter (z. B. 31 a bis 31 i) mit den Wellenlängen- Durchlaßbereichen entsprechend in dem ultravioletten Bereich, dem sichtbaren Bereich und dem infraroten Bereich in einer vorbestimmten Reihenfolge.
5. Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Filter (z. B. 31 a bis 31 i) des Rotationsfilters (z. B. 31), die Wellenlängenbereiche durchlassen, die nicht in dem von der Auswahlvorrichtung (z. B. 27) ausgewählten Band liegen, zur Lichtunterbrechung für Lichtunterbrechungsperioden der Abbildungsvorrichtung (21) verwendet werden.
6. Abbildungseinrichtung, gekennzeichnet durch
ein optisches Bildformungssystem (35) zum Formen eines Bildes eines Objekts;
eine Abbildungsvorrichtung (21) mit einer Ansprechempfindlichkeit in einem Wellenbereich, der sich von einem sichtbaren Wellenbereich zu einem anderen nicht sichtbaren Bereich erstreckt und mit einer Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung (36) zum Umwandeln des von dem optischen Bildformungssystem (35) geformten Bildes in ein elektrisches Signal;
mehrere Lichtquellen (45 a bis 45 d), die Beleuchtungslichtanteile mehrerer Wellenlängenbereiche im Bereich der Ansprechempfindlichkeit der Abbildungsvorrichtung (21) aussenden;
eine Auswählvorrichtung (46 b-46 d, 47 b-47 d) zum Auswählen zumindest einer der Lichtquellen (45 a-45 d) und zur zeitseriellen Abgabe von Licht und
eine Signalverarbeitungsvorrichtung (41) zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Abbildungsvorrichtung (21) entsprechend den Beleuchtungslichtanteilen der entsprechenden durch die Auswählvorrichtung (27) ausgewählten Wellenlängenbereiche unter Zuordnen entsprechend unterschiedlicher Farbsignale zu denselben, so daß sich Videosignale ergeben.
7. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung ein Rotationsfilter (31; 50; 55; 58; 95; 124; 231; 251; 262; 337; 340; 450) ist, das in den Lichtweg des Beleuchtungslichts von der Beleuchtungsvorrichtung (24; 45 a-45 d; 121; 241; 341; 407) eingefügt ist und mehrere Filter mit entsprechend unterschiedlichen Wellenlängendurchlaßbereichen in Umfangsrichtung angeordnet hat und daß die Auswählvorrichtung eine Auswahlschaltung (52; 141-143) ist, die aus den Ausgangssignalen der Abbildungsvorrichtung (21) ein Ausgangssignal entsprechend dem Beleuchtungslicht zumindest eines durchgelassenen Wellenlängenbereiches zur Weitergabe an die Signalverarbeitungsvorrichtung (41) auswählt.
8. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsfilter (31; 50; 55; 58; 95; 124; 231; 251; 262; 337; 340; 450) neun Filter (z. B. (31 a-31 i) mit entsprechend unterschiedlichen Durchlaß- Wellenlängenbereichen aufweist und zwar je drei im Ultraviolettbereich, im sichtbaren Lichtbereich und im Infrarotbereich.
9. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsfilter (31; 50; 55; 58; 95; 124; 231; 251; 262; 337; 340; 450) neun Filter (z. B. 31 a- 31 i) mit entsprechend unterschiedlichen Wellenlängen- Durchlaßbereichen aufweist und zwar je zwei im Ultraviolettbereich, im sichtbaren Lichtbereich und im Infrarotbereich.
10. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung ein Rotationsfilter (31; 50; 55; 58; 95; 124; 231; 251; 262; 337; 340; 450) ist, das in den Lichtweg des Beleuchtungslichts von der Beleuchtungsvorrichtung (24; 45 a-d; 121; 241; 341; 407) eingefügt ist und mehrere Filter mit entsprechend unterschiedlichen Wellenlängendurchlaßbereichen in Umfangsrichtung angeordnet hat und daß die Auswählvorrichtung (27; 47 b-c; 81; 91; 117; 160; 227; 228; 261; 328; 421-423; 451) eine Lichtquellensteuervorrichtung (26) ist, die die Lichtquelle (24 S) zur Abgabe von Licht veranlaßt, wenn zumindest eines der entsprechenden Filter (z. B. 31 a bus 31 i) des Rotationsfilters (31) sich im Beleuchtungslichtweg befindet.
11. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsfilter gebildet wird durch eine Reihenanordnung von Filtern mit Durchlaßwellenlängenbereichen in dem selben Band aufgeteilt in einen Ultraviolettbereich, einen sichtbaren Bereich und einen infraroten Bereich.
12. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsvorrichtung eine Fernsehkamera (70; 180; 280) ist, die entfernbar auf das Okular (z. B. 65) eines Endoskops (60) aufsetzbar ist.
13. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsfilter (58) ein Filter (58 j) zum Durchlassen von weißem Licht aufweist.
14. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung ein Rotationsfilter (91) ist, das in den Lichtweg des Beleuchtungslichts von der Beleuchtungsvorrichtung (24) eingefügt ist und das mehrere Filter (91 a, 91 b, 91 c) mit entsprechend unterschiedlichen Wellenlängen-Durchlaßbereichen aufweist, die in Umfangsrichtung angeordnet sind, und daß die Auswählvorrichtung mehrere Spiegel (46 b-46 d; 47 b-47 d, 81 a-81 c) aufweist, die in den Lichtweg des Beleuchtungslichts von der Beleuchtungsvorrichtung (24) eingefügt sind und die selektiv das Licht eines der mehreren Bänder einschließlich des sichtbaren Bandes reflektieren.
15. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung ein Rotationsfilter (50) ist, das in den Lichtweg des Beleuchtungslichts von der Beleuchtungsvorrichtung (24) eingefügt ist und neun Filter (50 a bis 50 i) mit entsprechend unterschiedlichem Wellenlängendurchlaßbereichen für entsprechende drei von Ultraviolettbereichen, sichtbaren Lichtbereichen und Infrarotlichtbereichen aufweist, die in Umfangsrichtung angeordnet sind, und daß die Auswählvorrichtung mehrere Spiegel (46 b-46 d, 47 b-47 d; 81 a-81 c) umfaßt, die in den Lichtweg des Beleuchtungslichts von der Lichtquelle (24) eingefügt sind und seletiv ultraviolettes Licht, sichtbares Licht und infrarotes Licht reflektieren.
16. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung (81) einen Rahmen (81 d) aufweist, in dem mehrere Spiegel (81 a, 81 b, 81 c) in einer Reihe angeordnet sind, und eine Bewegungsvorrichtung (82, 84) zum Bewegen des Rahmens (81 d) in der Spiegelanordnungsrichtung.
17. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswählvorrichtung (81) einen scheibenförmigen Rahmen aufweist, in dem mehrere Spiegel (81 a, 81 b, 81 c) in Umfangsrichtung angeordnet sind, und eine Rotationsvorrichtung (82, 83, 84) zum Drehen des Rahmens.
18. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung ein Rotationsspiegel (95) ist, der in dem Lichtweg des Beleuchtungslichts der Beleuchtungsvorrichtung (24) angeordnet ist und mehrere Spiegel mit unterschiedlicher Wellenlängenbereichsreflexion in Umfangsrichtung aufweist und daß die Auswählvorrichtung (91) mehrere Spiegel (91 a-91 c) aufweist, die in dem Lichtweg des Beleuchtungslichts der Beleuchtungsvorrichtung (24) angeordnet sind und jeweils das Licht eines mehrerer Bänder einschließlich des sichtbaren Bandes reflektieren.
19. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswählvorrichtung eine Verschlußvorrichtung (117; 160; 170) ist, die in den Lichtweg des Beleuchtungslichts der Beleuchtungsvorrichtung (121) eingefügt ist und selektiv den Durchlaß von Licht zumindest eines der durch die Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung (124) aufgeteilten Wellenlängenbereiche zur Abbildungsvorrichtung (116) durchläßt.
20. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung ein Rotationsfilter (124) ist, das in den Lichtweg des Beleuchtungslichts von der Beleuchtungsvorrichtung (121) eingefügt ist und in Umfangsrichtung mehrere Filter mit entsprechend unterschiedlichen Wellenlängen-Durchlaßbereichen aufweist.
21. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußvorrichtung ein Flüssigkristall ist.
22. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußvorrichtung ein Verschlußelement (160) ist mit einem durchlassenden Teil und einem Lichtunterbrechungsteil, die selektiv in dem fotoempfindlichen Teil und dem nicht fotoempfindlichen Teil der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (150) angeordnet werden können, und mit einer Bewegungsvorrichtung (141) zum Bewegen des Verschlusses (117), damit entweder der durchlassende Teil oder der lichtunterbrechende Teil vor der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung (116) zu stehen kommt.
23. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrichtung eine piezoelektrische Vorrichtung verwendet.
24. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung eine CCD-Vorrichtung ist, die mit einem elektronischen Verschluß ausgestattet ist, und daß die Verschlußvorrichtung der elektronische Verschluß der CCD-Vorrichtung ist.
25. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsvorrichtung eine Fernsehkamera (z. B. 180) ist, die entfernbar auf das Okular (65) eines Endoskops (60) aufsetzbar ist.
26. Abbildungseinrichtung, gekennzeichnet durch
ein optisches Bildformungssystem (35; 67; 115; 371; 401) zum Formen des Bildes eines abzubildenden Objekts;
eine Abbildungsvorrichtung (21) mit einer Ansprechempfindlichkeit in einem Wellenlängenbereich, der sich von einem sichtbaren Bereich in einen anderen nicht sichtbaren Bereich erstreckt, zum Umwandeln eines von dem optischen Bildformungssystem geformten Bildes in ein elektrisches Signal;
eine Trennvorrichtung zum Aufteilen des Objektbildes in mehrere Wellenlängenbereichsbilder und mit mehreren Arten von optischen Elementen mit einer entsprechenden Durchlaß- oder Reflexionscharakteristik und zum Trennen des Lichts eines speziellen Wellenlängenbereichs innerhalb eines sichtbaren Bandes und eines anderen nicht sichtbaren Bandes;
eine Bandbegrenzungsvorrichtung zum Begrenzen der getrennten Wellenlängenbereiche der entsprechenden optischen Elemente der Trennvorrichtung auf das eine oder andere Band, um den Wellenlängenbereich auszuwählen, der durch die Abbildungsvorrichtung abgebildet wurde, und
eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Abbildungsvorrichtung unter Ansprechen auf die durch die Bandbegrenzungsvorrichtung ausgewählten Wellenlängenbereiche, um Videosignale zu erzeugen.
27. Abbildungseinrichtung, gekennzeichnet durch
eine Beleuchtungsvorrichtung zum Abgeben von Beleuchtungslicht eines Wellenlängenbereichs, der sich von einem sichtbaren Bereich zu einem anderen nicht sichtbaren Bereich erstreckt;
ein optisches Bildformungssystem zum Formen eines Bildes eines abzubildenden Objekts,
eine Abbildungsvorrichtung (21) mit Ansprechempfindlichkeit in einem Wellenlängenbereich, der sich von einem sichtbaren Bereich zu einem anderen nicht sichtbaren Bereich erstreckt, und mit einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (36) zum Umwandeln des durch das optische Bildformsystem geformten Bildes in ein elektrisches Signal;
ein Filter zum zeitseriellen Aufteilen des Wellenlängenbereichs des Beleuchtungslichts der Beleuchtungsvorrichtung (24) in mehrere Wellenlängenbereiche innerhalb des Bereichs, in dem die Abbildungsvorrichtung (21) ihre Ansprechempfindlichkeit hat, wobei das Filter mehrere Arten von Komponenten-Filtern mit einer Durchlässigkeitscharakteristik aufweist, gemäß der entsprechende der Lichtanteile spezifischer Wellenlängenbereiche innerhalb eines sichtbaren Bandes und eines anderen nicht sichtbaren Bandes durchgelassen werden;
eine Bandbegrenzungsvorrichtung, die die durchgelassenen Wellenlängenbereiche der entsprechenden Komponentenfilter des Filters auf das eine oder andere Band begrenzt, um den durch die Abbildungsvorrichtung (21) abgebildeten Wellenlängenbereich auszuwählen, und
eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Abbildungsvorrichtung entsprechend den Beleuchtungslichtanteilen der Wellenlängenbereiche, die durch die Begrenzungsvorrichtung ausgewählt werden, unter Zuordnen entsprechend unterschiedlicher Farbsignale zu denselben zu Videosignalen.
28. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Komponentenfilter des Filters entsprechend unterschiedliche Wellenlängen-Durchlaßbereiche innerhalb des sichtbaren Bandes und die gleichen Wellenlängen- Durchlaßbereiche innerhalb des Infrarotbandes aufweisen und daß die Bandbegrenzungsvorrichtung ein Filter ist, das selektiv das sichtbare Band und das infrarote Band durchläßt.
29. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Auswahl des sichtbaren Bandes durch die Bandbegrenzungsvorrichtung in der Signalverarbeitungsvorrichtung die Ausgangssignale der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend den entsprechend durchgelassenen Wellenlängenbereichen innerhalb dieses sichtbaren Bandes zu Videosignalen unter Zuordnung derselben zu unterschiedlichen Farben verarbeitet werden und daß im Falle der Auswahl des Infrarotbandes durch die Bandbegrenzungsvorrichtung die Ausgangssignale der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung als ein einfarbiges Bild zu Videosignalen verarbeitet werden.
30. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Filter in den Lichtweg des Beleuchtungslichtes von der Beleuchtungsvorrichtung zu der Abbildungsvorrichtung eingefügt ist, das ein schmales Band mit 805 nm als Mittenwellenlänge durchläßt.
31. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beleuchtungsvorrichtung, die Licht eines schmalen Bandes mit 805 nm als Mittenwellenlänge ausstrahlt, ferner austauschbar angeordnet ist mit der Beleuchtungsvorrichtung, die Beleuchtungslicht des Wellenlängenbereiches abgeben kann, der sich von dem sichtbaren Bereich zu dem anderen nicht sichtbaren Bereich erstreckt.
32. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Komponentenfilter des Filters entsprechend unterschiedliche Wellenlängen-Durchlaßbereiche innerhalb des sichtbaren Bandes und den Wellenlängendurchlaßbereich des schmalen Bandes mit 805 nm als Mittenwellenlänge innerhalb des infraroten Bandes aufweisen.
33. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Komponentenfilter des Filters unterschiedliche Wellenlängen-Durchlaßbereiche im sichtbaren Band und im infraroten Band aufweisen und daß die Bandbegrenzungsvorrichtung ein Filter ist, das selektiv das sichtbare Band oder das infrarote Band durchläßt.
34. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung die Ausgangssignale der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend den entsprechend durchgelassenen Wellenlängenbereichen innerhalb des sichtbaren Bandes oder des Infrarotbandes ausgewählt durch die Bandbegrenzungsvorrichtung unter Zuordnung entsprechend unterschiedlicher Farbsignale zu denselben zu Videosignalen verarbeitet.
35. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Komponentenfilter des Filters entsprechend unterschiedlich durchlassende Wellenlängenbereiche in dem sichtbaren Band und dem infraroten Band aufweisen und daß die Bandbegrenzungsvorrichtung ein Filter ist, das selektiv das sichtbare Band oder das infrarote Band durchläßt.
36. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung die Ausgangssignale der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der entsprechend durchgelassenen Wellenlängenbereiche innerhalb des sichtbaren Bandes oder des Infrarotbandes ausgewählt durch die Bandbegrenzungsvorrichtung unter Zuordnung entsprechend unterschiedlicher Farbsignale zu denselben zu Videosignalen verarbeitet.
37. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fernsehkamera (z. B. 180) entfernbar auf das Okular (65) eines Endoskops aufsetzbar ist.
38. Abbildungseinrichtung, gekennzeichnet durch
ein optisches Bildformungssystem zum Formen des Bildes eines abzubildenden Objekts,
eine Abbildungsvorrichtung mit einer Ansprechempfindlichkeit auf einen Wellenlängenbereich, der sich von einem sichtbaren in einen anderen nicht sichtbaren Bereich erstreckt und mit einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zum Umwandeln des durch das optische Bildformungssystem geformten Bildes in ein elektrisches Signal;
ein Farbfilter, das zwischen dem optischen Bildformungssystem und der Abbildungseinrichtung angeordnet ist und das Objektbild in Bilder mehrerer Wellenlängenbereiche auftrennt und das mehrere Komponentenfilter mit einer Durchlaßcharakteristik aufweist, die entsprechende Lichtanteile spezifischer Wellenlängenbereiche innerhalb des sichtbaren Bandes und des unsichtbaren Bandes durchläßt;
eine Bandbegrenzungsvorrichtung zum Begrenzen der durchgelassenen Wellenlängenbereiche der entsprechenden Komponentenfilter des Farbfilters auf das eine oder andere Band, um den durch die Abbildungsvorrichtung abgebildeten Wellenlängenbereich auszuwählen; und
eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Abbildungsvorrichtung unter Ansprechen auf die durch die Bandbegrenzungsvorrichtung ausgewählten Wellenlängenbereiche um Videosignale zu erzeugen.
39. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Komponentenfilter des Farbfilters entsprechend unterschiedliche Wellenlängendurchlaßbereiche im sichtbaren Band und im infraroten Band aufweisen und daß die Bandbegrenzungsvorrichtung ein Filter ist, das selektiv das sichtbare Band oder das infrarote Band durchläßt.
40. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung die Ausgangssignale der Festkörper-Abbildungsvorrichtung entsprechend den entsprechend durchgelassenen Wellenlängenbereichen in dem sichtbaren Band oder dem infraroten Band, ausgewählt durch die Bandbegrenzungsvorrichtung, unter Zuordnung derselben zu entsprechend unterschiedlichen Farbsignalen zu Videosignalen verarbeitet.
41. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Komponentenfilter des Farbfilters entsprechend unterschiedliche Wellenlängen-Durchlaßbereiche innerhalb des sichtbaren Bandes und die gleichen Wellenlängen- Durchlaßbereiche im infraroten Band aufweisen und daß die Bandbegrenzungsvorrichtung ein Filter ist, das selektiv das sichtbare Band oder das infrarote Band durchläßt.
42. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung bei Auswahl des sichtbaren Bandes durch die Bandbegrenzungsvorrichtung die Ausgangssignale der Festkörper-Abbildungsvorrichtung entsprechend der entsprechend durchgelassenen Wellenlängenbereiche innerhalb dieses sichtbaren Bandes unter Zuordnung entsprechender unterschiedlicher Farbsignale zu denselben zu Videosignalen verarbeitet und daß bei Auswahl des infraroten Bandes durch die Bandbegrenzungsvorrichtung die Ausgangssignale der Festkörper-Abbildungsvorrichtung als ein einfarbiges Bild zu Videosignalen verarbeitet werden.
43. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein ein schmales Band mit 805 nm als Mittenwellenlänge durchlassendes Filter in den Lichtweg von der Beleuchtungsvorrichtung zu der Abbildungsvorrichtung einsetzbar ist.
44. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Licht eines schmalen Bandes mit 805 nm als Mittenwellenlänge aussendende Beleuchtungsvorrichtung austauschbar zu der Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen ist, die Beleuchtungslicht des Wellenlängenbereichs aussendet, der sich von dem sichtbaren Bereich in den anderen unsichtbaren Bereich erstreckt.
45. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Komponentenfilter des Farbfilters entsprechend unterschiedliche Wellenlängendurchlaßbereiche in dem sichtbaren Bereich und den Wellenlängen-Durchlaßbereich des schmalen Bandes mit 805 nm als Mittenwellenlänge in dem Infrarotband aufweisen.
46. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Komponentenfilter des Farbfilters entsprechend unterschiedliche Wellenlängendurchlaßbereiche in den sichtbaren Band und in dem Infrarotband aufweisen und daß die Bandbegrenzungsvorrichtung ein Filter ist, das selektiv das sichtbare Band oder das ultraviolette Band durchläßt.
47. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung die Ausgangssignale der Festkörper-Abbildungsvorrichtung entsprechend der entsprechend durchgelassenen Wellenlängenbereiche in dem sichtbaren Band oder in dem Infrarotband ausgewählt durch die Bandbegrenzungsvorrichtungs unter Zuordnung entsprechend unterschiedlicher Farbsignalen zu denselben zu Videosignalen verarbeitet.
48. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsvorrichtung eine Fernsehkamera (z. B. 72) ist.
49. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponentenfilter des Farbfilters entsprechend unterschiedliche Wellenlängen-Durchlaßbereiche innerhalb des sichtbaren Bandes und gleiche Wellenlängendurchlaßbereiche in dem Infrarotband aufweisen und daß die Bandbegrenzungsvorrichtung ein ein sichtbares Band durchlassendes Filter und ein den nahen Infrarotbereich durchlassendes Filter aufweist, die selektiv in den Beleuchtungslichtweg eingesetzt werden können.
50. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 49, ferner gekennzeichnet durch ein Filter, das zwischen das optische Bildformungssystem und die Abbildungseinrichtung eingefügt ist und Wellendurchlaßbereiche des sichtbaren Bands und eines schmalen Bandes mit 805 nm als Mittenwellenlänge aufweist.
51. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängenbereiches-Aufteilvorrichtung ein Rotationsfilter (450) ist mit einem inneren Bereich, in dem in Umfangsrichtung mehrere Filter mit jeweils unterschiedlichem Wellenlängen-Durchlaßbereich angeordnet sind, und einem äußeren Umfangsbereich, in dem mehrere Filter mit jeweils unterschiedlichem Wellenlängen-Durchlaßbereich in Umfangsrichtung angeordnet sind und zwar in einer Kombination, die sich von der Kombination der im inneren Bereich angeordneten Filter unterscheidet, und daß die Auswählvorrichtung eine Schaltvorrichtung (451) ist, die die Position des Rotationsfilters derart schaltet, daß entweder der innere Bereich oder der äußere Umfangsbereich des Rotationsfilters sich im Beleuchtungslichtweg befindet.
52. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß drei Filter (450 d, 450 e und 450 f) mit entsprechend unterschiedlichem Wellenlängendurchlaßbereich im sichtbaren Band entweder im inneren Bereich oder im äußeren Umfangsbereich des Rotationsfilters (450) angeordnet sind.
53. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß drei Filter mit entsprechend unterschiedlichem Wellendurchlaßbereich im sichtbaren Band entweder im inneren Bereich oder im äußeren Umfangsbereich angeordnet sind und daß ein ultraviolettes Licht durchlassendes Filter, ein infrarotes Licht durchlassendes Filter und ein ein schmales Band mit 805 nm als Mittenwellenlänge durchlassendes Filter in dem jeweils anderen Bereich angeordnet sind.
54. Abbildungseinrichtung, gekennzeichnet durch ein optisches Bildformungssystem, das ein Bild eines abzubildenden Objekts formt, eine Abbildungsvorrichtung mit einer Ansprechempfindlichkeit in einem Wellenlängenbereich, der sich von einem sichtbaren Bereich in einen unsichtbaren Bereich erstreckt und die das durch das optische Bildformungssystem geformte Bild in ein elektrisches Signal umwandelt, eine Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung zum Aufteilen des Wellenlängenbereichs, der sich von dem sichtbaren Bereich zu einem unsichtbaren Bereich erstreckt, in mehrere Wellenlängenbereiche, eine Auswählvorrichtung zum Auswählen zumindest eines Wellenbereiches aus den durch die Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung aufgeteilten Wellenlängenbereiche und eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Abbildungsvorrichtung unter Ansprechen auf die ausgewählten Wellenlängenbereiche zu Videosignalen.
55. Endoskopeinrichtung, gekennzeichnet durch
eine Beleuchtungsvorrichtung, die Beleuchtungslicht eines Wellenlängenbereichs aussenden kann, der sich von einem sichtbaren Bereich in einen unsichtbaren Bereich erstreckt, ein Endoskop mit einem länglichen Einführteil (2),
einem in der Spitze (9) dieses Einführteils (2) angeordneten optischen Bildformungssystem (35) zum Formen des Bildes eines abzubildenden Objekts und
einer Abbildungsvorrichtung mit einer Ansprechempfindlichkeit auf den Wellenlängenbereich, der sich von dem sichtbaren Bereich zu einem anderen unsichtbaren Bereich erstreckt und die eine Festkörperabbildungsvorrichtung zum Umwandeln des von dem optischen Bildformungssystem geformten Bildes in ein elektrisches Signal verwendet;
eine Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung, die zeitseriell den Wellenlängenbereich des Beleuchtungslichts der Beleuchtungsvorrichtung in mehrere Wellenlängenbereiche innerhalb des Bereiches der Ansprechempfindlichkeit der Abbildungsvorrichtung aufteilt,
eine Auswählvorrichtung zum Auswählen zumindest eines Wellenbereiches aus den durch die Wellenlängenbereichs- Aufteilvorrichtung aufgeteilten Wellenlängenbereichen und eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Abbildungsvorrichtung entsprechend den Beleuchtungslichtanteilen der entsprechenden Wellenlängenbereiche ausgewählt durch die Auswählvorrichtung unter Zuordnen entsprechender unterschiedlicher Farbsignale zu denselben zu Videosignalen.
56. Endoskopeinrichtung, gekennzeichnet durch
eine Beleuchtungsvorrichtung, die ein Beleuchtungslicht eines Wellenbereichs aussenden kann, der sich von einem sichtbaren Bereich in einen anderen unsichtbaren Bereich erstreckt,
ein Endoskop (1) mit einem länglichen Einführteil (2), einem optischen Bildformungssystem (35), das in dem Einführteil (2) angeordnet ist und das Bild eines abzubildenden Objektes formt, und einem Okular (65), das an der rückwärtigen Seite des Einführteils (2) angeordnet ist und eine Betrachtung des durch das optische Bildformungssystem geformten Objektbildes mit bloßem Auge ermöglicht,
eine Abbildungsvorrichtung (z. B. 280), die entfernbar auf dem Okular (35) des Endoskops aufgesetzt werden kann, eine Ansprechempfindlichkeit in einem Wellenlängenbereich hat, der sich von dem sichtbaren Bereich in einen anderen unsichtbaren Bereich erstreckt, und eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zum Umwandeln des in dem Okular vorhandenen Bildes in ein elektrisches Signal verwendet,
eine Wellenlängenbereichs-Aufteilvorrichtung zum zeitseriellen Aufteilen des Wellenlängenbereichs des Beleuchtungslichts der Beleuchtungsvorrichtung in mehrere Wellenlängenbereiche innerhalb des Bereichs der Ansprechempfindlichkeit der Abbildungsvorrichtung,
eine Auswahlvorrichtung zum Auswählen zumindest eines Wellenlängenbereichs aus den durch die Wellenlängenbereichs- Aufteilvorrichtung aufgeteilten Wellenlängenbereichen und eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Abbildungsvorrichtung entsprechend den Beleuchtungslichtanteilen der entsprechenden Wellenlängenbereiche ausgewählt durch die Auswählvorrichtung unter Zuordnen entsprechend unterschiedlicher Farbsignale zu denselben in Videosignale.
57. Endoskopeinrichtung, gekennzeichnet durch
eine Beleuchtungsvorrichtung, die ein Beleuchtungslicht eines Wellenlängenbereiches aussenden kann, der sich von einem sichtbaren in einen anderen unsichtbaren Bereich erstreckt,
ein Endoskop mit einem länglichen Einführteil, einem optischen Bildformungssystems, das in der Spitze des Einführteiles angeordnet ist und ein Bild eines abzubildenden Objekts formt und
eine Abbildungsvorrichtung mit einer Ansprechempfindlichkeit auf den Wellenlängenbereich, der sich von dem sichtbaren Bereich in einen anderen unsichtbaren Bereich erstreckt und mit einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zum Umwandeln des durch das optische Bildformungssystem geformten Bildes in ein elektrisches Signal ein Filter zum zeitseriellen Auftrennen des Wellenbereichs des Beleuchtungslichts der Beleuchtungsvorrichtung in mehrere Wellenlängenbereiche innerhalb des Ansprechempfindlichkeitsbereichs der Abbildungsvorrichtung, wobei das Filter mehrere Komponentenfilter aufweist mit einer Durchlaßcharakteristik zum Durchlassen entsprechender Lichtanteile spezifischer Wellenlängenbereiche innerhalb des sichtbaren Bandes und des anderen unsichtbaren Bandes,
eine Bandbegrenzungsvorrichtung zum Begrenzen der durchgelassenen Wellenlängenbereiche der entsprechenden Komponentenfilter des Filters auf das eine oder andere Band, um den durch die Abbildungsvorrichtung abgebildeten Wellenlängenbereich auszuwählen; und
eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Abbildungsvorrichtung entsprechend den Beleuchtungslichtanteilen der durch die Bandbegrenzungsvorrichtung ausgewählten Wellenlängenbereiche unter Zuordnen entsprechend unterschiedlicher Farbsignale zu denselben zu Videosignalen.
58. Endoskopeinrichtung, gekennzeichnet durch
eine Beleuchtungsvorrichtung, die Beleuchtungslicht eines Wellenlängenbereiches aussenden kann, der sich von einem sichtbaren Bereich in einen anderen unsichtbaren Bereich erstreckt,
ein Endoskop mit einem länglichen Einführteil, einem optischen Bildformungssystem, das in dem Einführteil angeordnet ist und ein Bild eines abzubildenden Objekts formt und einem Okular, das an der rückwärtigen Seite des Einführteils angeordnet ist und eine Betrachtung des durch das optische Bildformungssystem geformten Objektbildes mit bloßem Auge gestattet,
eine Abbildungsvorrichtung, die entfernbar auf dem Okular des Endoskops anbringbar ist, eine Ansprechempfindlichkeit in dem Wellenlängenbereich hat, der sich von dem sichtbaren Bereich in den anderen unsichtbaren Bereich erstreckt, und eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung verwendet, die das am Okular beobachtbare Bild in ein elektrisches Signal umwandelt,
ein Filter, das zeitseriell den Wellenlängenbereich des Beleuchtungslichts der Beleuchtungsquelle in mehrere Wellenlängenbereiche innerhalb des Ansprechempfindlichkeits- Bereichs der Abbildungsvorrichtung aufteilt und mehrere Komponentenfilter besitzt, die eine Durchlaßcharakteristik aufweisen, die entsprechend Lichtanteile spezifischer Wellenlängenbereiche innerhalb des sichtbaren Bandes und des anderen unsichtbaren Bandes durchläßt,
eine Bandbegrenzungsvorrichtung zum Begrenzen der durchgelassenen Wellenlängenbereiche, der entsprechenden Komponentenfilter des Filters auf das eine oder andere Band, um den durch die Abbildungsvorrichtung abgebildeten Wellenlängenbereich auszuwählen und
eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten des Ausgangssignals der Abbildungseinrichtung entsprechend der Beleuchtungslichtanteile der durch die Bandbegrenzungsvorrichtung ausgewählten Wellenlängenbereiche unter Zuordnen entsprechender Farbsignale zu denselben zu Videosignalen.
59. Endoskopeinrichtung, gekennzeichnet durch
eine Beleuchtungsvorrichtung, die beleuchtungslicht eines Wellenlängenbereiches aussenden kann, der sich von einem sichtbaren Bereich in einen anderen unsichtbaren Bereich erstreckt,
ein Endoskop mit einem länglichen Einführteil, einem in der Spitze des Einführteiles angeordneten optischen Bildformungssystem, das ein Bild eines abzubildenden Objekts formt,
eine Abbildungsvorrichtung mit einer Ansprechempfindlichkeit auf den Wellenlängenbereich, der sich von dem sichtbaren Bereich in einen anderen unsichtbaren Bereich erstreckt und mit einer Festkörperabbildungsvorrichtung zum Umwandeln des von dem optischen Bildformsystem gebildeten Bildes in ein elektrisches Signal und
einem Farbfilter, das zwischen dem optischen Bildformungssystem und der Abbildungsvorrichtung angeordnet ist, das Objektbild in Bilder mehrerer Wellenlängenbereiche aufteilt und mehrere Komponentenfilter aufweist, deren Durchlaßcharakteristik derart ist, daß entsprechend die Lichtanteile spezifischer Wellenlängenbereiche innerhalb des sichtbaren Bandes und des anderen unsichtbaren Bandes durchgelassen werden,
einer Bandbegrenzungsvorrichtung zum Begrenzen der durchgelassenen Wellenlängenbereiche der entsprechenden Komponentenfilter des Farbfilters auf das eine oder andere Band, um den durch die Abbildungsvorrichtung abgebildeten Wellenlängenbereich auszuwählen und
eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Abbildungsvorrichtung unter Ansprechen auf die durch die Bandbegrenzungsvorrichtung ausgewählten Wellenlängenbereiche zu Videosignalen.
60. Endoskopeinrichtung, gekennzeichnet durch
eine Beleuchtungsvorrichtung zum Aussenden eines Beleuchtungslichtes eines Wellenlängenbereichs, der sich von einem sichtbaren Bereich in einen anderen unsichtbaren Bereich erstreckt,
ein Endoskop mit einem länglichen Einführteil, einem optischen Bildformungssystem, das in dem Einführteil angeordnet ist und ein Bild eines abzubildenden Objekts formt, und einem Okular, das an der Rückseite des Einführteils vorgesehen ist und die Betrachtung des durch das optische Bildformungssystem geformten Objektbildes mit dem bloßen Auge ermöglicht,
eine Abbildungseinrichtung, die entfernbar auf das Okular aufgesetzt ist, eine Ansprechempfindlichkeit auf den Wellenlängenbereich hat, der sich von dem sichtbaren Bereich in den anderen unsichtbaren Bereich erstreckt, und eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung verwendet, die das am Okular betrachtbare Bild in ein elektrisches Signal umwandelt,
ein Farbfilter, das zwischen dem optischen Bildformungssystem und der Abbildungsvorrichtung angeordnet ist, das Objektbild in Bilder mehrerer Wellenlängenbereiche auftrennt und mehrere Komponentenfilter aufweist mit einer Durchlaßcharakteristik zum Durchlassen entsprechender Lichtanteile spezifischer Wellenlängenbereiche innerhalb des sichtbaren Bandes und des anderen unsichtbaren Bandes,
eine Bandbegrenzungsvorrichtung zum Begrenzen der durchgelassenen Wellenlängenbereiche der entsprechenden Komponentenfilter des Farbfilters auf das eine oder andere Band, um den durch die Abbildungsvorrichtung abgebildeten Wellenlängenbereich auszuwählen, und
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