DE68915497T2

DE68915497T2 - Endoskop mit einer Einstellvorrichtung bezüglich des Beleuchtungsverhältnisses zwischen einem bewegten und einem stillstehenden Bild.

Info

Publication number: DE68915497T2
Application number: DE68915497T
Authority: DE
Inventors: Toshio Funakoshi; Katsuya Kikuchi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0282211A; JPH0795152B2; DE68915497D1; EP0360251B1; EP0360251A3; EP0360251A2; US5331949A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Endoskop ist aus der US-A-4,651,201 bekannt.
Bei einem bekannten Endoskop werden die wiedergegebenen Bilddarstellungen beim Einfriervorgang verschwommen, wenn die Bilddarstellungen mit Hilfe von kontinuierlichem Licht aufgenommen werden, und das Auflösungsvermögen der wiedergegebenen Bilddarstellungen wird stark reduziert. Um dieses Problem zu lösen, wird beim Einfriervorgang gepulstes Licht verwendet. Das heißt daß in dem Fall, in dem eine Aufnahme einer Darstellung bewegter Bilder durchgeführt wird, eine kontinuierliche Beleuchtung erfolgt, indem einer Lichtquelle Gleichstrom zugeführt wird und die Zeitdauer eines Rahmens mit der Strahlungs-Zeitdauer desselben übereinstimmt. Wenn andererseits eine Aufnahme zur Darstellung eines stillstehenden Bildes als Antwort auf einen Einfriervorgang durchgeführt wird, wird in jedem Rahmen durch die Lichtquelle ein Lichtpuls emittiert, der sich über die Grenze zwischen benachbarten geraden und ungeraden Feldern bzw. Teilbildern erstreckt.
Wenn Darstellungen der bewegten und stillstehenden Bilder aufgenommen werden, und die Beleuchtungsstarke der Darstellung des bewegten Bildes gleich ist mit der der Darstellung des stillstehenden Bildes, dann ergibt sich auf einem Bildschirm kein Helligkeitsunterschied zwischen den Darstellungen des bewegten und stillstehenden Bildes, und es ist daher für einen Bediener sehr angenehin und einfach, die Darstellungen der Bilder auf dem Bildschirm zu betrachten.
Um das Verhältnis der Leuchtenergie oder Beleuchtungsstärke zwischen den Darstellungen bewegter und stillstehender Bilder auf '1' einzustellen, wird einer von voreingestellten Werten eines einer Beleuchtungsröhre, beispielsweise einer Xenonlampe als Lichtquelle, zuzuführenden Röhrenstroms ausgewählt, um die Lichtintensität der Lichtquelle zu verändern. Das heißt, daß die Lichtintensität der Lichtquelle während der Aufnahme einer bewegten Bilddarstellung durch Wahl eines der festgelegten Röhrenstromwerte bestimmt wird.
Allerdings läßt die Wirkung der Beleuchtungsröhre der Lichtquelle allmählich nach, wenn sie über einen längeren Zeitraum hinweg gebraucht wurde. Folglich entsteht an einem Eintrittsende eines Lichtleiters eines Beobachtungsinstruments eine Änderung des anfänglich bestimmten Lichtintensitätsverhältnisses in der Lichtquelle zwischen dem kontinuierlichen Beleuchtungsgleichstrom zur Aufnahme bewegter Bilddarstellungen und der gepulsten Beleuchtung bei der Aufnahme stillstehender Bilddarstellungen. Daher ergibt sich ein Heiligkeitswechsel zwischen bewegten und stillstehenden Bilddarstellungen auf dem Bildschirm, und der Helligkeitsunterschied zwischen den bewegten und stillstehenden Bilddarstellungen erhöht sich allmählich.
Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Effindung ein Endoskop anzugeben, das frei von den vorgenannten Mängeln und Nachteilen des Standes der Technik ist, und das in der Lage ist, über einen langen Zeitraum hinweg ein bestimmtes Beleuchtungsstärkeverhältnis zwischen bewegten und stillstehenden Bilddarstellungen einzustellen, die durch ein Darstellungsverfahren für bewegte bzw. stillstehende Bilder aufgenommen wurden.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkinalen der Ansprüche 1, 2 oder 5 gelöst. Das Endoskop ist frei von den vorgenannten Mängeln und Nachteilen des Standes der Technik und ist in der Lage, ein bestimmtes Helligkeitsverhältnis zwischen bewegten und stillstehenden Bilddarstellungen einzustellen, die durch ein Darstellungsverfahren für bewegte bzw. stillstehende Bilder aufgenommen wurden, bis die Lichtquelle aufgrund merklicher Abnutzung, eines Unfalls, eines Mißgeschicks oder dergleichen unbrauchbar wird.
Das Endoskop ermöglicht gleiche Beleuchtungsstärken für bewegte und stillstehende Bilddarstellungen, die durch ein Darstellungsverfahren für bewegte bzw. stillstehende Bilder aufgenommen wurden, bis die Lichtquelle aufgrund merklicher Abnutzung, eines Mißgeschicks, eines Unfalls oder dergleichen unbrauchbar wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird gleiche Helligkeit für die Darstellung bewegter und stillstehender Bilder erreicht.
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Endoskops;
Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das schematisch eine Beleuchtungssteuerung der in Fig. 1 gezeigten Lichquelle darstellt;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Intensitätskurve eines Lichtpulses, der durch die Lichtquelle nach Fig. 1 erzeugt wurde;
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines ersten Arbeitsablaufs im Signalprozessor nach Fig. 1;
Fig. 5 ein Blockdiagramm eines weiteren Arbeitsablaufs des Signalprozessors nach Fig. 1;
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer weiteren Anordnung eines erfindungsgemäßen Fotodetektors;
Fig. 7 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Endoskops;
Fig. 8 ein Zeitdiagramm, das schematisch einen Arbeitsvorgang zum Erhalten eines Rahmens einer Bilddarstellung in dem Endoskop nach Fig. 7 zeigt;
Fig. 9 ein Blockdiagramm des Signalprozessors nach Fig. 7;
Fig. 10 ein Blockdiagramm einer dritten Ausführung eines erfindungsgemäßen Endoskops; und
Fig. 11 ein Blockdiagramm des Signalprozessors nach Fig 10.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Abbildungen. Fig. 1 zeigt eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Endoskops.
Gemäß Fig. 1 bilden eine Xenonlampe 1, ein Reflektor 2 für die Lampe 1, eine Kondensorlinse 3 und Leuchtenergie-Steuereinrichtungen 4 und 5, beispielsweise Lichtfilter, eine Lichtquelle 6. Das durch die Lichtquelle 6 emittierte Licht fällt auf das Lichteintrittsende eines Lichtleiters 8 eines Beobachtungsinstruments 7, das eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 9 aufweist, beispielsweise ladungsgekoppelte Speicher bzw. Fotoelemente (CCD), die am Ende angeordnet sind, und einen Einfrierschalter 10. Ein Fotodetektor 11 ist in der Nähe des Lichtwegs angeordnet, der die Lichtquelle 6 mit dem Lichtleiter 8 verbindet. Der Fotodetektor 11 detektiert einen Teil der Leuchtenergie des von der Lichtquelle 6 emittierten Lichts und gibt über einen Verstärker 12 ein Signal an einen Analog- Digitalwandler (A/D) 13 ab, das der Intensität des Lichts entspricht. Der A/D-Wandler 13 liefert digitale Signale an einen Signalprozessor 14.
Der Signalprozessor 14 dient zur Erfassung der Beleuchtungsverhältnisse und der Bestimmung des Röhrenstroms und liefert ein Röhrenstromsteuersignal an eine Lichtquellensteuerung 15, wie nachfolgend im Detail beschrieben. Die Lichtquellensteuerung 15 steuert gemäß dem vom Signalprozessor 14 gelieferten Röhrenstromsteuersignal eine Stromquelle 16 zur Versorgung der Lichtquelle 6, um die Strahlungs- bzw. Leuchtenergie der Lichtquelle 6 zu steuern. Ein Systemkontroller 17 steuert das gesamte System des Endoskops.
In dem Beobachtungsinstrument 7 wird das durch das Lichteintrittsende des Lichtleiters 8 einfallende Licht durch den Lichtleiter 8 zum Ende des Beobachtungsinstruments 7 geführt und beleuchtet ein zu beobachtendes (nicht dargestelltes) Objekt. Während das Objekt durch das vom Ende des Beobachtungsinstruments 7 emittierte Licht beleuchtet wird, wird eine Bilddarstellung des Objekts von der Bildaufnahmevorrichtung 9 aufgenommen. Die Bildaufnahmevorrichtung 9 liefert ein fotoelektrisch umgeformtes Signal VP an eine Fernsehkameraschaltund 18, und die Fernsehkameraschaltung 18 konvertiert das Signal VP und liefert ein Videosignal an einen Bildschirm 19, der das Objekt wiedergibt.
Der Fotodetektor 11 ist in der Nähe des Lichteintrittsendes des Lichtleiters 8 des Beobachtungsinstruments 7 angeordnet und detektiert den verlorenen Teil des Lichts der Lichtquelle 6, der nicht in den Lichtleiter 8 eintritt. Die Leuchtenergie des durch den Fotodetelttors 11 detektierten Teillichts ist proportional zu dem Licht, durch das das Objekt beleuchtet wird. Da der Signalprozessor 14 das Ausgangssignal des Fotodetektors 11 über den Verstärker 12 und den A/D-Wandler 13 erhält, entspricht dieses Ausgangssignal der Leuchtenergie des Lichts, mit dem das Objekt während der Aufnahme der Darstellung der bewegten oder stillstehenden Bilder beleuchtet wird.
Die Arbeitsweise des oben beschriebenen Endoskops wird nun im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 4 im Detail beschrieben.
In Fig. 2 bezeichnet das Strahlungsgebiet in einem Rahmen des ununterbrochenen durch Gleichstrom erzeugten Lichts bei der Aufnahme bewegter Bilddarstellungen und bezeichnet das Strahlungsgebiet eines Rahmens bei der Aufnahme stillstehender Bilddarstellungen mit gepulstem Licht. Wenn beispielsweise eine Darstellung bewegter Bilder in Echtzeit aufgenommen wird, wird eine kontinuierliche Beleuchtung durchgeführt, wobei der Zeitabschnitt, der sich über das ungerade und gerade Feld erstreckt, mit dem Zeitabschnitt des Strahlungsbereiches im ersten Rahmen zusammenfällt.
Wenn der Einfrierschalter 10 des Beobachtungsinstruments 7 innerhalb des Zeitraums des ersten Rahmens eingeschaltet wird, liefert der Systemkontroller 17 das Einfriersignal an den Signalprozessor 14, und der Signalprozessor 14 liefert das Röhrenstromsteuersignal an die Lichtquellensteuerung 15. Daraufhin steuert die Lichtquellensteuerung 15 die Stromquelle 16 derart, daß die Lichtquelle 6 das gepulste Licht emittiert, das sich über die Grenze zwischen benachbarten geraden und ungeraden Feldern erstreckt, wie in Fig. 2 durch angezeigt ist
In diesem Fall geben die Bereiche ( x ) und ( x ) der jeweiligen Strahlungsbereiche bzw. die Strahlungsenergie oder Beleuchtungsstärke in jedem Rahmen an. Wird vom Bildaufnahmeverfahren für bewegte Bilder zum Bildaufnahmeverfahren für stillstehende Bilder gewechselt, erhellt sich plötzlich die Bilddarstellung auf dem Bildschirm, sofern ( x ) < ( x ), und andererseits, wird sie plötzlich dunkel, sofern ( x ) > ( x ).
Damit die Helligkeit der Bilddarstellungen auf dem Bildschirm bei der Darstellung bewegter und stillstehender Bilder gleich wird, müssen die Strahlungsbereiche und gleich sein. Dies bedeutet ( x ) = ( x ) oder / = / . Es sei = 33,3 ms und = konstant, beispielsweise 2 ms. Somit muß die Lichtintensität der Lichtquelle 6 auf / = 33,3/2 = 16,7 (konstant) eingestellt werden.
Im Hinblick darauf muß vermieden werden, daß der an die Lichtquelle 6 zu liefernde Röhrenstrom auf einen bestimmten Wert fixiert ist. Wenn der Röhrenstrom auf einen festen Wert festgelegt ist, wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt, reduziert sich allmählich die Intensität (= in Fig. 2) des durch die Lichtquelle 6 emittierten Lichtpulses aufgrund der Alterung der Lichtquelle 6, wenn die Beleuchtungsröhre über einen langen Zeitraum benutzt wird und die Blitzfolge der Lichtpulse erhöht wird. Ferner kann sich die Intensität der Lichtpulse auch aufgrund von Beschädigungen der Beleuchtungsröhre ändern.
Das heißt, nachdem der Röhrenstrom für das Emittieren der Lichtpulse durch die Lichtquelle anfänglich festgelegt wurde, wird das Verhältnis, wonach der Strahlungsbereich dem Strahlungsbereich in Fig. 2 gleich ist, allmählich durch wiederholtes Durchführen des Einfriervorgangs zerstört.
Falls ( -)/ innerhalb einiger Prozent, beispielsweise bei 3 % liegt, kann der Helligkeitsunterschied auf dem Bildschirm nicht bemerkt werden. Weil, wie oben beschrieben, und der Strahlungsbereiche und festgelegt sind, wird bei diesem Ausführungsbeispiel im Signalprozessor 14 zuerst die Lichtenergie bzw. Beleuchtungsstärke der Strahlungsbereiche und = ( x ) bzw. ( x ) oder deren Lichtstärke bzw. beim n-ten Einfrieren bestimmt und dann, wie nachfolgend beschrieben, auf der Basis der bestimmten Werte der Röhrenstrom beim nächsten Einfrieren zur Zeit n+1 bestimmt.
Fig. 4 zeigt eine erste Ausführung eines Prozeßsteuerungsablaufs im Signalprozessor 14. Beim n-ten Einfrieren werden die Lichstärken und detektiert, und man erhält X = / . Dann wird Z = 16,7/X ausgeführt, wenn des Strahlungsbereiches 2 ms beträgt. Die Röhrenströme beim Einfrieren zur Zeit n und n+1 seien Ipn bzw. Ipn+1. Der Röhrenstrom Ipn+1 beim Einfrieren zur Zeit n+1 kann gemäß der folgenden Formel gesteuert werden:
Ipn+1 = Z x Ipn
Der Signalprozessor 14 liefert der Lichtquellensteuerung 15 ein Röhrenstromsteuersignal, das den beim Einfrieren zur Zeit n+1 erhaltenen Röhrenstrom Ipn+1 wiedergibt. Dann steuert die Lichtquellensteuerung 15 die Stromquelle 16 beim nächsten Einfrieren zur Zeit n+1 entsprechend dem Röhrenstrom Ipn+1, so, daß die Helligkeit der Darstellungen der bewegten und stillstehenden Bilder gleich wird.
Dann werden die Lichtstärken und beim Einfrieren zur Zeit n+1 detektiert, und daraus ergibt sich der Röhrenstrom Ipn+2 beim Einfrieren zur Zeit n+2 im Signalprozessor 14 in der gleichen Weise wie oben beschrieben. In der Lichtquellensteuerung 15 wird dann der Röhrenstrom durch den neuen Wert Ipn+2 ersetzt. Derselbe Ablauf wird bei jedem Einfriervorgang wiederholt.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung der Prozeßsteuerung im Signalprozessor 14. Diese Ausführung beruht auf der Erkenntnis, daß die Helligkeitsschwankung auf dem Bildschirm nicht bemerkt wird, wenn ( -/A innerhalb einiger Prozent liegt. Demzufolge werden die Lichtstärken und beim Einfrieren zur Zeit n detektiert und danach wird unterschieden, ob / größer ist als 16,7 oder nicht.
Falls / > 16,7 ergibt sich der Röhrenstrom Ipn+1 beim nächsten Einfrieren zur Zeit n+1 durch Reduzieren des Röhrenstroms Ipn beim Einfrieren zur Zeit n um einen bestimmten Stromwert gemäß der folgenden Formel:
Ipn + 1 = Ipn -
Falls / < 16,7 ergibt sich andererseits der Röhrenstrom Ipn+1 bei nächstem Einfrieren zur Zeit n+1 durch Hinzufügen des Stromwerts zum Röhrenstrom Ipn beim Einfrieren zur Zeit n gemäß der folgenden Formel:
Ipn + 1 = Ipn +
In diesem Fall kann der Stromwert so bestimmt werden, daß selbst dann, wenn der gegenwärtige Röhrenstrom Ip der Idealwert ist und der Stromwert zum idealen Röhrenstrom Ip addiert wird, der Wert (Ip + ) innerhalb eines zulässigen Bereichs liegen kann, in dem ungleiche Helligkeit zwischen den Darstellungen bewegter und stillstehender Bilder auf dem Bildschirm nicht bemerkt werden können.
Der Signalprozessor 14 liefert an die Lichtquellensteuerung 15 ein Röhrenstromsteuersignal, das den erhaltenen Röhrenstrom (Ipn - ) oder (Ipn + ) beim nächsten Einfrieren zur Zeit n+1 wiedergibt. Dann steuert die Lichtquellensteuerung 15 die Stromquelle 16 beim nächsten Einfrieren zur Zeit n+1 derart, daß die Helligkeit bei der Darstellung bewegter und stillstehender Bilder in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, gleich groß wird.
Wie oben beschrieben, ist es leicht verständlich, daß bei der vorliegenden Erfindung die Helligkeit der Darstellung bewegter und stillstehender Bilder, die durch ein Darstellungsverfahren für bewegte und stillstehende Bilder aufgenommen wurden, automatisch auf gleiche Werte eingestellt werden kann, bis die Lichtquelle aufgrund spürbarer Alterung, eines Mißgeschicks, eines Unfalls oder dergleichen unbrauchbar wird, und daß die Beleuchtungsstärke bei der Darstellung bewegter und stillstehender Bilder ebenfalls automatisch auf gleiche Werte eingestellt werden kann. Es ist ebenfalls leicht verständlich, daß das Helligkeitsverhältnis zwischen den Darstellungen bewegter und stillstehender Bilder, die durch ein Darstellungsverfahren für bewegte und stillstehende Bilder aufgenommen wurden, automatisch eingestellt werden kann, und auch das Beleuchtungsstärkeverhältnis zwischen den Darstellungen bewegter und stillstehender Bilder automatisch eingestellt werden kann, bis die Lichtquelle aufgrund einer spürbaren Alterung, eines Mißgeschicks, eines Unfalls oder dergleichen nutzlos wird.
Fig. 6 zeigt eine andere Anordnung eines Fotodetektors 11, der am Einlaßende des Lichtleiters 8 reflektiertes Teillicht durch ein Sammellinsensystem 21 und eine Deckplatte 23, die eine Öffnung aufweist, empfängt. Ferner kann eine Lichtabdeckplatte 22 vorgesehen sein, die verhindert, daß das Licht in den Fotodetektor 11 gerät. In diesem Fall kann der Fotodetektor 11 die zum aus dem Lichtleiter 8 austretendem Licht genau proportionale Lichtstärke messen.
Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Endoskops, das einen ähnlichen Aufbau wie die erste in Fig. 1 gezeigte Ausführung aufweist.
Bei dieser Ausführung enthält das Endoskop ein Beobachtungsinstrument 7, einen Lichtquellenteil 101 und einen Verarbeitungsteil 103.
Der Lichtquellenteil 101 enthält eine Lichtquelle mit einer Xenonlampe 1, einem Reflektor 2 und einer Stromquelle 16. Der Verarbeitungsteil 103 enthält einen Systemkontroller 17, eine Fernsehkameraschaltung 18, einen A/D-Wandler 31, einen Speicher 32, einen Multiplizierer 33, einen Signalprozessor 34 und einen D/A-Wandler 35, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird.
Fig. 8 zeigt, ähnlich wie Fig. 2, ein VD-Signal, ein Einfriersignal und einen Beleuchtungspuls, wobei und Bereiche der Lichtenergie bzw. Beleuchtungsstärken in einem Rahmen von ununterbrochenem bzw. gepulstem Licht beim Bildaufnahmeverfähren von bewegten bzw. stillstehenden Bildern darstellt und ΔT die Dauer des gepulsten Lichts bei einem Einfriervorgang ist.
Fig. 9 zeigt eine Ausführung des Signalprozessors 34, der das Verhältnis zwischen den Beleuchtungsstärken und eines Rahmens des kontinuierlichen bzw. gepulsten Lichts des Beleuchtungsstrahls berechnet, wobei der Signalprozessor 34 einen Mittelwertschaltkreis (AVE) 41, ein Paar Verriegelungsschaltungen (LATCH) 42 und 43 für die Beleuchtungsstärken bzw. der Bildaufnahmemodi für bewegte bzw. stillstehende Bilder und eine Teilerschaltung 44 enthält, wie nachfolgend im Detail beschrieben.
Beim üblichen Aufnahmeverfahren für bewegte Bilder sendet die Lichtquelle einen kontinuierlichen Lichtstrom in den Lichtleiter 8 des Beobachtungsinstruments 7, und die Bildaufnahmevorrichtung 9 nimmt das von dem zu beobachtendem Objekt reflektierte Licht auf. Die Fernsehkameraschaltung 18 empfängt die von der Bildaufnahmevorrichtung 9 des Beobachtungsinstruments 7 gelieferten Bildsignale, konvertiert die Bildsignale in Farbfernsehsignale und liefert die Farbfernsehsignale an den A/D-Wandler 31. Der A/D-Wandler 31 setzt die Farbfernsehsignale in digitale Farbfernsehsignale um und liefert die digitalen Farbfernsehsignale an den Speicher 32 zur einmaligen Speicherung. Dann werden die digitalen Farbfernsehsignale aus dem Speicher 32 ausgelesen und über den Multiplizierer 33 zum D/A-Wandler 35 geschickt und im D/A-Wandler 35 in analoge Farbfernsehsignale umgesetzt. Die analogen Farbfernsehsignale werden vom D/A-Wandler 35 zum Sichtbarmachen der bewegten Bilddarstellungen zum Bildschirm 19 gesendet.
Wenn nun der Einfrierschalter 10 eingeschaltet wird, wird, wie in Fig. 8 dargestellt, das Einfriersignal ausgegeben, und der Beleuchtungsmodus der Lichtquelle wird von kontinuierlichem Licht zu gepulstem Licht umgeschaltet, ab dem Beginn des ungeraden Feldabschnitts, der der Anstiegsflanke des Einfriersignals folgt. Dies bedeutet, daß ab dem Beginn dieses ungeraden Feldabschnitts die Beleuchtungsstärke vom Ein-Zustand in den Aus-Zustand geschaltet wird, und danach von der Lichtquelle ein starker Lichtimpuls für eine sehr kurze Zeitdauer ΔT zwischen dem Endteil dieses ungeraden Feldabschnitts und dem Anfangsteil des diesem benachbarten nächsten geraden Feldabschnitts ausgesendet wird, d. h. sich über die Grenze zwischen den benachbarten ungeraden und geraden Feldabschnitten erstreckt. Danach wird die Beleuchtungsstärke zum Ende dieses geraden Feldabschnitts ausgeschaltet, und anschließend wird ab dem folgenden ungeraden Feldabschnitt der Beleuchtungsmodus für kontinuierliches Licht eingeschaltet oder neu gestartet.
In diesem Falle ist anfänglich die Beleuchtungsstärke des Aufnahmemodus für bewegte Bilder so eingestellt, daß sie mit der Beleuchtungsstärke des Aufnahmemodus für stillstehende Bilder gleich ist. Wenn aber die Lichtquelle über einen langen Zeitraum hinweg benutzt wird, tritt ein Unterschied zwischen den Beleuchtungsstärken und auf. Dann wird das Verhältnis zwischen den Beleuchtungsstärken und berechnet und, falls das Beleuchtungsstärkenverhältnis nicht "eins" beträgt, das Beleuchtungsstärkenverhältnis auf "eins" berichtigt, indem das berechnete Beleuchtungsstärkenverhältnis verwendet wird.
Bei dieser Ausführung bearbeitet der Signalprozessor 34 das Verhältnis zwischen den Beleuchtungsstärken und des Beleuchtungsimpulses. Im Signalprozessor 34 werden die Bilddaten des bewegten Bildes, die für einige Bildelemente unmittelbar vor dem Einfrieren vom Speicher 32 ausgegeben werden, zum Mittelwertschaltkreis 41 geschickt und werden darin gemittelt, um einen Mittelwert zu erhalten. Der Mittelwert wird in der Verriegelungsschaltung 42 gespeichert. Ein weiterer Mittelwert für die Bilddaten der stillstehenden Bilder beim Einfrieren wird im Mittelwertschaltkreis 41 erzeugt und dann in der Verriegelungsschaltung 43 in gleicher Weise gespeichert, wie es oben für den Mittelwert für die bewegten Bilder beschrieben ist.
Wenn beispielsweise die Beleuchtungsstärke für die Darstellung der stillstehenden Bilder um den Faktor 1,1 größer ist als die Beleuchtungsstärke für die Darstellung der bewegten Bilder, liefert die Teilerschaltung 44 den Wert 1,1 an den Multiplizierer 33. Im Multiplizierer 33 wird der Kehrwert, beispielsweise in diesem Fall 1/1,1, der Ausgabe der Teilerschaltung 44 als Korrekturwert mit den Bilddaten der stillstehenden Bilder, die vom Speicher 32 geliefert werden, multipliziert, um die Differenz zwischen den Beleuchtungsstärken der Darstellungen der bewegten und stillstehenden Bilder und die Helligkeitsunterschiede der Bildaufnahmeverfahren für bewegte und stillstehende Bilder zu korrigieren. Die korrigierten Bildfarbfernsehsignale gelangen über den D/A-Wandler 35 vom Multiplizierer 33 zum Bildschirm 19. Der Bildschirm 19 gibt gemäß dem vom D/A-Wandler 35 gelieferten analogen Farbfernsehsignal die Darstellung eines stillstehenden Bildes wieder. Während der Wiedergabe der Darstellung des stillstehenden Bildes auf dem Bildschirm 19 wird die Eingabe anderer Bilddaten in den Speicher 32 verhindert, und die im Speicher 32 gespeicherten Bilddaten werden zur Wiedergabe der Bilddarstellungen wiederholt aus diesem ausgelesen. In diesem Fall wird der Ablauf hinsichtlich des Einfrierverfahrens durch den Systemkontroller 17 gesteuert. Bei diesem Ausführungsbeispiel können dieselben Effekte und Vorteile erreicht werden, wie die beim ersten Ausführungsbeispiel erhaltenen.
Obwohl die vorliegende Erfindung bei einem Endoskop mit einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung, wie beispielsweise einem ladungsgekoppelten Speicher (CCD) am Ende eines Beobachtungsinstruments angewendet wird, kann natürlich die vorliegende Erfindung auch bei einem Endoskop angewendet werden, das ein Beobachtungsinstrument mit einem Fiberskop und einer optischen Kamera in seinem Endteil enthält.
Fig. 10 zeigt eine dritte Ausführung eines erfindungsgemäßen Endoskops, die eine ähnliche Struktur wie die zweite in Fig. 7 dargestellte Ausführung besitzt.
Bei der Ausführung nach Fig. 10 enthält das Endoskop ein Beobachtungsinstrument 7, einen Lichtquellenteil 101 und einen Verarbeitungsteil 103. Der Lichtquellenteil enthält eine Lichtquelle 6 mit einer Xenonlampe 1, einen Reflektor 2, einen Halbspiegel 2a, ein fotoelektrisches Bauteil 11, einen Verstärker 12, einen A/D-Wandler 13, eine Stromquelle 16 und einen Signalprozessor 54 zur Berechnung des Verhältnisses zwischen den Beleuchtungsstärken und von Beleuchtungslicht für die Darstellung von bewegten bzw. stillstehenden Bildern, und der Verarbeitungsteil 103 enthält einen Systemkontroller 17, eine Fernsehkameraschaltung 18, einen A/D-Wandler 31, einen Speicher 32, einen Multiplizierer 33 und einen D/A-Wandler 35 wie nachfolgend im Detail beschrieben.
In diesem Fall empfängt die Fernsehkameraschaltung 18 Bildsignale von der Bildaufnähmevorrichtung 9 des Beobachtungsinstruments 7, setzt diese Bildsignale in analoge Farbfernsehsignale um und führt die analogen Farbfernsehsignale dem A/D-Wandler 31 zu. Der A/D-Wandler 31 setzt die analogen Farbfernsehsignale in digitale Farbfernsehsignale um und gibt die digitalen Farbfernsehsignale an den Speicher 32 zur einmaligen Speicherung dieser Signale aus. Die digitalen Farbfernsehsignale werden aus dem Speicher 32 ausgelesen und über den Multiplizierer 33 in derselben Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel dem D/A-Wandler 35 zugeführt.
Im Einfriermodus multipliziert der Multiplizierer 33 die Ausgabe des Speichers 32 mit einem Korrekturwert auf der Basis des Ausgangssignals des Signalprozessors 54, wie nachfolgend im Detail beschrieben, und schickt die korrigierten Farbfernsehsignale über den D/A-Wandler 35 zum Bildschirm 19. Der Bildschirm 19 gibt eine Bilddarstellung der vom D/A-Wandler 35 gelieferten analogen Farbfernsehsignale wieder.
Fig. 11 zeigt eine Ausführung des Signalprozessors 54, der das Verhältnis zwischen den Beleuchtungsstärken und des Beleuchtungslichts für die Darstellung von bewegten bzw. stillstehenden Bildern berechnet. Er enthält einen Summierer (SUM) 61, ein Paar Verriegelungsschaltungen (LATCH) 62 und 63 für die Beleuchtungsstärken und für die Darstellung der bewegten bzw. stillstehenden Bilder und einen Teiler 64, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird.
Wenn nun der Einfrierschalter 10 eingeschaltet wird, wird das Einfriersignal ausgegeben, und die Lichtquelle 6 wird von einem Strahlungsmodus mit kontinuierlichem Licht in einen Strahlungsmodus mit gepulstem Licht in derselben Weise wie im oben beschriebene zweiten Ausführungsbeispiel umgeschaltet.
Im Signalprozessor 54 wird die Berechnung des Verhältnisses zwischen den Beleuchtungsstärken und für die Darstellung der bewegten bzw. stillstehenden Bilder wie folgt berechnet. Beim Aufnahmemodus für die Darstellung bewegter Bilder werden die digitalisierten Ausgangssignale des A/D-Wandlers 13 im Summierer 61 aufsummiert und das Ergebnis in der Verriegelungsschaltung 62 gespeichert. Beim Aufnahmemodus für die Darstellung stillstehender Bilder werden die digitalisierten Ausgangssignale des A/D-Wandlers 13 im Summierer 61 aufsummiert und das Ergebnis in der Verriegelungsschaltung 63 gespeichert. Die Summationsergebnisse der Verriegelungsschaltungen 62 und 63 werden dem Teiler 64 zugeführt, in dem das Verhältnis der Summationsergebnisse berechnet wird.
Wenn beispielsweise die Beleuchtungsstärke für die Darstellung bewegter Bilder um den Faktor 1,1 größer ist als die Beleuchtungsstärke zur Darstellung der stillstehenden Bilder gibt der Teiler 64 den Wert 1,1 an den Multiplizierer 33 aus. Im Multiplizierer 33 wird der Kehrwert, in diesem Fall beispielsweise 1/1,1, der Ausgabe des Teilers 64 als Korrekturwert zu den Bilddaten der bewegten Bilder, die vom Speicher 32 geliefert werden, multipliziert, um den Unterschied zwischen den Beleuchtungsstarken und zur Darstellung der bewegten bzw. stillstehenden Bilder und die Helligkeitsdifferenz zwischen den Darstellungen der bewegten und stillstehenden Bilder zu korrigieren, die auf dem Bildschirm 19 in derselben Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel wiedergegeben werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel können dieselben Effekte und Vorteile wie beim zweiten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Verhältnis der Beleuchtungsstärken des Beleuchtungslichts für die Darstellung bewegter bzw. stillstehender Bilder oder der Helligkeitsunterschied zwischen den Darstellungen bewegter bzw. stillstehender Bilder auf zumindest einen bestimmten kleinen Wert reduziert werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung auch auf Lichtpulse angewendet werden, die nicht kontinuierlich sind und die beim Einfriermodus in den zwei benachbarten geraden und ungeraden Teilbildern liegen, damit diese im Grenzbereich zwischen den zwei benachbarten geraden und ungeraden Teilbildern nahe beieinander liegen.

Claims

1. Endoskop mit einem Beobachtungsinstrument (7), mit dem abwechselnd Aufnahmeoperationen bewegter und stillstehender Bilder durchgeführt werden, enthaltend:

eine Lichtquelleneinrichtung (6, 16) zum Emittieren von Licht während der Aufnahmeoperation, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelleneinrichtung wahlweise kontinuierliches oder gepulstes Licht für die Aufnahmeoperation bewegter bzw. stillstehender Bilder emittiert;

einen Helligkeitsdetektor (11) zum Detektieren der Helligkeit des kontinuierlichen und des gepulsten Lichts um Helligkeitssignale des kontinuierlichen und des gepulsten Lichts zu erhalten;

einen Prozessor (14) für das Helligkeitssignal zur Verarbeitung des Helligkeitssignals des kontinuierlichen Lichts und des Helligkeitssignals des gepulsten Lichts, um ein Lichtsteuersignal zu erhalten; und

eine Lichtquellensteuerung (15) zur Steuerung der Leuchtenergie der Lichtquelleneinrichtung, indem der Strom einer in der Lichtquelleneinrichtung verwendeten Lichtquelle (1) in Abhängigkeit von dem Lichtsteuersignal geändert wird, so daß die Helligkeit des bewegten Bildes im wesentlichen mit der Helligkeit des stillstehenden Bildes gleich wird.

2. Endoskop mit einem Beobachtungsinstrument (7), mit dem abwechselnd Aufnahmeoperationen für bewegte und stillstehende Bilder durchgeführt werden, enthaltend:

eine Lichtquelleneinrichtung (6, 16) zum Emittieren von Licht während der Aufnahmeoperation, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelleneinrichtung wahlweise kontinuierliches oder gepulstes Licht bei der Aufnhmeoperation bewegter bzw. stillstehender Bilder emittiert;

eine Bildaufnahmevorrichtung (9) zur Aufnahme eines endoskopischen Bildes eines Objekts, während dieses wahlweise mit kontinuierlichem Licht oder gepulstem Licht beleuchtet wird, wodurch ein Bewegungsbild-Signal bzw. ein Stillstandbild-Signal erhalten wird;

einen Beleuchtungsstärke-Signalprozessor (34) zur Verarbeitung des Bewegungsbild-Signals und des Stillstandbild-Signals, um ein Beleuchtungsstärkeverhältnis (A/B) zwischen der Beleuchtungsstärke (A) des Bewegungsbild-Signals und der Beleuchtungsstärke (B) des Stillstandbild-Signals zu erhalten; und

einen Bildsignalprozessor (33) zur Verarbeitung des Bewegungsbild-Signals und des Stillstandbild-Signals, die von der Bildaufnahmevorrichtung (9) geliefert werden, auf der Basis des Beleuchtungsstärkeverhältnisses (A/B), um die Helligkeit des bewegten Bildes mit der Helligkeit des stillstehenden Bildes im wesentlichen gleich zu machen.

3. Endoskop nach Anspruch 2, bei dem der Prozessor einen Multiplikator (33) enthält, der den Kehrwert der Differenz zwischen den Beleuchtungsstärken der bewegten und stillstehenden Bilddarstellungen zu dem größeren Wert der beiden multipliziert.

4. Endoskop nach Anspruch 2, bei dem der Beleuchtungsstärke-Signalprozessor einen Mittelwertoperator (41) enthält, der die Beleuchtungsstärken der bewegten und stillstehenden Bilddarstellungen abwechselnd berechnet, erste und zweite Verriegelungsschaltungen (42, 43), die die Beleuchtungsstärken der bewegten bzw. stillstehenden Bilddarstellungen speichern, und eine Teilerschaltung (44), um das Beleuchtungsstärkeverhältnis zwischen den bewegten und stillstehenden Bilddarstellungen zu erhalten.

5. Endoskop mit einem Beoabachtungsinstrument (7), mit dem abwechselnd Aufnahmeoperationen für bewegte und stillstehende Bilder durchgeführt werden, enthaltend:

eine Lichtquelleneinrichtung (6, 16) zur Emission von Licht während der Aufnahmeoperation, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelleneinrichtung wahlweise kontinuierliches oder gepulstes Licht bei der Aufnahmeoperation bewegter bzw. stillstehender Bilder emittiert;

einen Helligkeitsdetektor (11) zur Detektion der Helligkeit des kontinuierlichen und des gepulsten Lichts, um Helligkeitssignale für das kontinuierliche und das gepulste Licht zu erhalten;

einen Helligkeitssignalprozessor (54), der das Helligkeitssignal des kontinuierlichen Lichts und das Helligkeitssignal des gepulsten Lichts verarbeitet, um ein Beleuchtungsstärkeverhältnis (A/B) zwischen der Beleuchtungsstärke (A) des Bewegungsbild- Signals und der Beleuchtungsstärke (B) des Stillstandbild-Signals zu erhalten; und

einen Bildsignalprozessor (33), der das Bewegungsbild-Signal und das Stillstandbild-Signal, die von der Bildaufnahmevorrichtung (9) geliefert werden, auf der Basis des Beleuchtungsstärkeverhältnisses (A/B) verarbeitet, um die Helligkeit des bewegten Bildes mit der Helligkeit des stillstehenden Bildes im wesentlichen gleichzumachen.

6. Endoskop nach Anspruch 5, bei dem der Helligkeitssignalprozessor einen Summierer (61) enthält, der abwechselnd die Beleuchtungsstärken der bewegten und stillstehenden Bilddarstellungen addiert, erste und zweite Verriegelungsschaltungen (62, 63), die die Beleuchtungsstärken der bewegten bzw. stillstehenden Bilddarstellungen speichern, und einen Teiler (64), um das Beleuchtungsstärkeverhältnis zwischen den bewegten und stillstehenden Bilddarstellungen zu erhalten.