DE10141527A1

DE10141527A1 - Videoendoskopsystem

Info

Publication number: DE10141527A1
Application number: DE10141527A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kobayashi
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2021-08-25
Also published as: JP2002065582A; DE10141527B4; US6638215B2; US20020026098A1

Abstract

Von einer ersten Lichtquelle ausgesendetes Weißlicht wird von einem ersten Rad nacheinander in grünes Licht, blaues Licht und rotes Licht gewandelt. Von einer zweiten Lichtquelle ausgesendetes Anregungslicht tritt durch ein zweites Rad. Das grüne Licht, das blaue Licht und das rote Licht sowie das Anregungslicht werden von Blendenelementen so umgeschaltet, dass sie abwechselnd in ein Prisma gelangen. Der Strahlengang des durch das Prisma tretenden grünen, blauen und roten Lichtes fällt mit dem Strahlengang des an dem Prisma reflektierten Anregungslichtes zusammen. Das grüne Licht, das blaue Licht, das rote Licht und das Anregungslicht gelangen so nacheinander und wiederholt in einen Lichtleiter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Videoendoskopsystem, das unter Nutzung von von lebendem Gewebe ausgesendeter Autofluoreszenzstrahlung Bilder von Körper höhlen aufnimmt, um Bilddaten zu erzeugen, mit denen ermittelt werden kann, ob das untersuchte Gewebe normal oder abnormal ist.

Seit kurzem werden Videoendoskopsysteme eingesetzt, mit denen die Fluores zenzstrahlung beobachtet werden kann, die mit Anregungslicht einer vorbe stimmten Wellenlänge bestrahltes lebendes Gewebe aussendet. Diese Fluores zenz wird als Autofluoreszenz bezeichnet. Solche Videoendoskopsysteme ent halten eine Lichtquellenvorrichtung zum Aussenden sowohl von sichtbarem Licht als auch das Gewebe zur Autofluoreszenz veranlassendem Anregungslicht. Das Anregungslicht ist üblicherweise ultraviolettes Licht. Das mit dem Anregungslicht bestrahlte lebende Gewebe sendet Autofluoreszenzstrahlung aus. Die Intensität der von gesundem Gewebe erzeugten Fluoreszenzstrahlung ist stärker als dieje nige, die von erkranktem Gewebe erzeugt wird. Ein Videoendoskopsystem der erläuterten Art bestrahlt lebendes Gewebe mit Anregungslicht aus einer Licht quellenvorrichtung und erzeugt ein Fluoreszenzbild auf Grundlage der Intensitäts verteilung der von dem lebenden Gewebe ausgesendeten Autofluoreszenzstrah lung, um dieses Bild auf einem Monitor darzustellen. In dem Fluoreszenzbild erscheint normales Gewebe hell, während erkranktes Gewebe dunkel dargestellt wird. Eine Bedienperson betrachtet dieses Fluoreszenzbild und erkennt Bereiche in dem Fluoreszenzbild, die dunkler als andere Bereiche sind, als erkranktes Gewebe. Jedoch stellen die dunklen Bereiche in einem Fluoreszenzbild nicht immer erkranktes Gewebe dar. Beispielsweise werden durch die wellige Form des Gewebes selbst oder ein aus dem distalen Ende des Endoskops herausstehen des Instrument, z. B. eine Zange, in der Körperhöhle Schatten gebildelt, die in dem Fluoreszenzbild als dunkle Bereiche dargestellt werden. Diese Schaltenbereiche sind nur schwer von erkrankten Bereichen zu unterscheiden.

Aus diesem Grunde wurde ein Videoendoskopsystem vorgeschlagen, das dia gnostische Bilder erzeugt, in denen erkrankte Bereiche von Schattenbereichen unterscheidbar sind. Eine Lichtquellenvorrichtung dieses Videoendoskopsystems sendet nacheinander und wiederholt grünes Licht, blaues Licht, rotes Licht, Refe renzlicht in Form von sichtbarem Licht einer vorbestimmten Wellenlänge sowie Anregungslicht aus. Das ausgesendete Licht wird durch einen in dem Videoendo skop eingebauten Lichtleiter in die Körperhöhle eines Patienten geleitet, um dort das Gewebe zu bestrahlen. Eine in dem Videoendoskop eingebaute Objektivoptik erzeugt Objektbilder, und zwar in der Zeit, in der die Lichtquellenvorrichtung grünes Licht aussendet, aus grünem Licht, in der Zeit, in der sie blaues Licht aussendet, aus blauem Licht, und in der Zeit, in der sie rotes Licht aussendet, aus rotem Licht. Die Bilder werden von einer in dem Videoendoskop enthaltenen CCD in Bildsignale gewandelt. Ein Prozessor des Videoendoskopsystems synthetisiert die Bildsignale zu einem Farbbild.

Dagegen erzeugt die Objektivoptik ein Referenzbild des Objektes aus dem Refe renzbild in der Zeit, in der die Lichtquellenvorrichtung das Referenzlicht aussen det. Ferner erzeugt die Objektivoptik ein Autofluoreszenzbild des lebenden Gewe bes in der Zeit, in der die Lichtquellenvorrichtung das Anregungslicht aussendet. Das Referenz- und das Autofluoreszenzbild werden von der CCD in Bildsignale gewandelt, die dem Prozessor zugeführt werden. Der Prozessor subtrahiert das aus dem Referenzlicht erhaltene Bildsignal von dem aus der Autofluoreszenz strahlung erhaltenen Bildsignal, um so lediglich die Bereiche zu extrahieren, die infolge von Abnormalitäten nur schwache Fluoreszenzstrahlung erzeugen. Der Prozessor stellt für diese aus dem Fluoreszenzbildsignal extrahierten Bereiche eine vorbestimmte Farbe ein und überlagert diese Bereiche dem Farbbild, um so ein Diagnosebild zu erzeugen. In dem Diagnosebild kann die Bedienperson er krankte Bereiche von Schattenbereichen unterscheiden und so leicht erkennen, wo sich die erkrankten Bereiche befinden.

Die für dieses Videoendoskopsystem vorgesehene Lichtquellenvorrichtung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 8 genauer erläutert. Die Lichtquellenvor richtung hat eine erste Lichtquelle 81 zum Aussenden von Weißlicht und eine zweite Lichtquelle 82 zum Aussenden von Licht, das Komponenten der Spektren des Anregungslichtes und des Referenzlichtes enthält. Ein erstes Rad 83, ein erstes Blendenelement 84, ein Prisma 85, eine Blende 86 und eine Kondensorlin se C sind in dieser Reihenfolge längs des Strahlenganges des von der ersten Lichtquelle 81 ausgesendeten Weißlichtes angeordnet. Wie in Fig. 9A gezeigt, ist das erste Rad 83 eine Scheibe, längs deren Umfang drei Ausnehmungen ausge bildet sind. In diesen Ausnehmungen sind ein grünes Licht durchlassendes Grün- Filter 83G, ein blaues Licht durchlassendes Blau-Filter 83B bzw. ein rotes Licht durchlassendes Rot-Filter 83R untergebracht. Das erste Rad 83 ist mit einem nicht gezeigten Motor verbunden, der das Rad 83 dreht. Das erste Rad 83 befin det sich an einer Stelle, an der die Filter 83G, 83B und 83R mit ihrer Drehung nacheinander in den Strahlengang des von der ersten Lichtquelle ausgesendeten Weißlichtes eingeführt werden. Das von der ersten Lichtquelle 81 ausgesendete Weißlicht wird nacheinander durch die Filter 83G, 83B und 83R des ersten Rades 83 in grünes Licht, blaues Licht und rotes Licht gewandelt. Das so gewandelte Licht läuft zu dem ersten Blendenelement 84 weiter. Dieses Blendenelement 84 ist so ausgebildet, dass es das auftreffende Licht blockieren oder durchlassen kann. Das durch das erste Blendenelement 84 getretene Licht tritt dann durch das erste Prisma 85 und gelangt in die Blende 86, welche die Lichtmenge einstellt. Das Licht wird dann durch die Kondensorlinse C auf das proximale Ende des Lichtleiters 87 gebündelt.

Ein zweites Prisma 88 befindet sich in einem Strahlengang des von der zweiten Lichtquelle 82 ausgesendeten Lichtes. Das von der zweiten Lichtquelle 82 ausge sendete Licht wird durch das zweite Prisma 88 in durchgelassenes Licht und reflektiertes Licht aufgespalten. Ein Anregungslichtfilter 89, ein zweites Rad 90, ein drittes Prisma 91 und ein zweites Blendenelement 92 sind in dieser Reihenfol ge längs des Strahlenganges des durch das zweite Prisma tretenden Lichtes angeordnet. Das durch das zweite Prisma 88 tretende Licht gelangt zu dem Anregungslichtfilter 89, das nur diejenigen Komponenten des einfallenden Lichtes, die dem Anregungslicht entsprechen, extrahiert und durchlässt. Das durchgelas sene Anregungslicht gelangt dann zu dem zweiten Rad 90. Wie in Fig. 9B gezeigt, ist das zweite Rad 90 eine Scheibe, längs deren Umfang eine Ausnehmung ausgebildet ist. In dieser Ausnehmung ist ein transparentes Element unterge bracht, das das Anregungslicht durchlässt. Das zweite Rad 90 ist an einen nicht gezeigten Motor gekoppelt, der dieses dreht. Das zweite Rad 90 befindet sich an einer Stelle, an der die Ausnehmung periodisch in den Strahlengang des Anre gungslichtes eingeführt wird. Das Anregungslicht tritt dann durch das dritte Prisma 91 und läuft zu dem zweiten Blendenelement 92 weiter. Das zweite Blendenele ment 92 ist so ausgebildet, dass es das einfallende Licht blockieren oder durch lassen kann. Das von dem zweiten Blendenelement 92 durchgelassene Licht wird dann an dem ersten Prisma 85 reflektiert und läuft anschließend längs desselben Strahlenganges wie das grüne Licht, das blaue Licht und das rote Licht weiter und tritt in den Lichtleiter 87 ein.

Ein erster Spiegel 93, ein Referenzlichtfilter 94, ein drittes Rad 95 und ein zweiter Spiegel 96 sind in dieser Reihenfolge längs des Strahlenganges des an dem zweiten Prisma 88 reflektierten Lichtes angeordnet. Das an dem zweiten Prisma 88 reflektierte Licht wird weiter an dem Spiegel 93 auf das Referenzlichtfilter 94 reflektiert, das aus dem einfallenden Licht nur diejenigen Komponenten, die dem Referenzlicht entsprechen, extrahiert und durchlässt. Das durchgelassene Refe renzlicht gelangt dann zu dem dritten Rad 95. Wie in Fig. 9C gezeigt, ist das dritte Rad 95 eine Scheibe, längs deren Umfang eine Ausnehmung ausgebildet ist. In dieser Ausnehmung ist ein transparentes Element untergebracht, das das Refe renzlicht durchlässt. Das dritte Rad 95 ist an einen nicht gezeigten Motor gekop pelt, der dieses dreht. Das dritte Rad 95 ist an einer Stelle angeordnet an der die Ausnehmung periodisch in den Strahlengang des Referenzlichtes eingeführt wird. Das Referenzlicht wird dann an dem zweiten Spiegel 96 und anschließend an dem dritten Prisma 91 reflektiert, worauf es längs desselben Strahlenganges wie das Anregungslicht weiterläuft und schließlich in den Lichtleiter 87 eintritt.

Das dritte Rad 95 lässt das Referenzlicht nur dann durch, wenn das zweite Rad 90 das Anregungslicht durchlässt. Während das erste Blendenelement 84 das grüne Licht, das blaue Licht oder das rote Licht durchlässt, blockiert des zweite Blendenelement 92 das Anregungslicht und das Referenzlicht. Während das zweite Blendenelement 92 dagegen das Anregungslicht oder das Referenzlicht durchlässt, blockiert das erste Blendenelement 84 das grüne Licht, das blaue Licht und das rote Licht. Nachdem das erste Blendenelement 84 das grüne Licht, das blaue Licht und das rote Licht jeweils einmal durchgelassen hat, lässt das zweite Blendenelement 92 das Anregungslicht und das Referenzlicht jeweils einmal durch. Auf diese Weise treffen das grüne Licht, das blaue Licht, das rote Licht, das Anregungslicht und das Referenzlicht nacheinander und wiederholt auf den Lichtleiter 87. Das in den Lichtleiter 87 tretende Licht wird von diesem geführt und auf ein Objekt ausgegeben. Das Objekt wird so nacheinander und wiederholt mit grünem Licht, blauem Licht, rotem Licht, Anregungslicht und Referenzlicht bestrahlt.

In einem solchen Videoendoskopsystem muss die Lichtquellenvorrichtung das grüne Licht, das blaue Licht, das rote Licht, das Anregungslicht und das Referenz licht nacheinander und wiederholt in den Lichtleiter 87 einkoppeln. Die Optik der Lichtquellenvorrichtung hat demzufolge einen komplexen Aufbau unter Einbezie hung der oben genannten drei Prismen. Eine solch komplexe Optik schwächt die in den Lichtleiter 87 eintretende Lichtmenge ab. Da die aus lebendem Gewebe resultierende Autofluoreszenzstrahlung schwach ist, kann nur mit Anregungslicht ausreichender Intensität die für die Betrachtung erforderliche Autofluoreszenzin tensität erreicht werden. Die herkömmliche Lichtquellenvorrichtung ist nicht in der Lage, Anregungslicht ausreichender Intensität auszugeben, so dass Autofluores zenzstrahlung mit der erforderlichen Intensität nicht erzeugt werden kann. Außer dem erfordert eine komplexe Optik zusätzliche Fertigungsschritte sowie Zeit und Mühe für die Ausrichtung der optischen Achsen der die Optik bildenden optischen Elemente, wodurch die Kosten steigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Videoendoskopsystem mit einer Lichtquellenvor richtung anzugeben, die verschiedene Arten von Bestrahlungslicht aussenden kann und dabei einfach aufgebaut ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Videoendoskopsystem müt den Merk malen des Anspruchs 1.

Der Aufbau nach Anspruch 1 ermöglicht es, die Referenzbilddaten ohne separate, das Referenzlicht aussendende Optik aus den Normalbilddaten zu erhalten. Das Videoendoskopsystem kann so Diagnosebilddaten auf Grundlage der Referenz bilddaten mit einer einfachen Beleuchtungsoptik erzeugen, durch die das Anre gungslicht nicht geschwächt wird.

Der Umschaltmechanismus kann gegeben sein durch ein Prisma oder einen dichroitischen Spiegel, das bzw. der den Strahlengang des sichtbaren Lichtes mit dem des Anregungslichtes koppelt, und durch Blendenelemente, die das sichtba re Licht und das Anregungslicht blockieren können. Alternativ kann der Um schaltmechanismus als Umschaltspiegel ausgebildet sein, der in den Schnittpunkt der Strahlengänge des sichtbaren Lichtes und des Anregungslichtes und aus diesem zurückgezogen wird.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist ferner das Videoendoskopsy stem mit den Merkmalen des Anspruchs 2 vorgesehen.

Der Aufbau gemäß Anspruch 2 ermöglicht es, das sichtbare Licht und das Anre gungslicht aus einer einzigen Lichtquelle so zu erhalten, dass das sichtbare Licht und das Anregungslicht nacheinander und wiederholt in den Lichtleiter gelangen. Die Trennvorrichtung kann ein dichroitischer Spiegel oder ein Prisma sein.

Das sichtbare Licht wird in einer vorteilhaften Weiterbildung durch ein in den Strahlengang des sichtbaren Lichtes eingeführtes Rad nacheinander in grünes Licht, blaues Licht und rotes Licht gewandelt. In diesem Fall wird das Objekt nacheinander und wiederholt mit grünem Licht, blauem Licht, rotem Licht und Anregungslicht bestrahlt. Die Bildaufnahmevorrichtung wandelt dann ein Bild des Objektes, das nacheinander und wiederholt mit dem grünen Licht, dem blauen Licht, dem roten Licht und dem Anregungslicht bestrahlt wird, in ein Bildsignal. Der Prozessor verarbeitet dieses Bildsignal so, dass man Normalbilddaten und Fluoreszenzbilddaten erhält. Der Prozessor kann Referenzbilddaten auf Grundla ge eines Bildsignals erzeugen, das die Bildaufnahmevorrichtung erzeugt, während das Objekt mit rotem Licht bestrahlt wird.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Un teransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Videoendoskopsystems,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des optischen Aufbaus einer Licht quellenvorrichtung,

Fig. 3 die Vorderansicht eines ersten Rades,

Fig. 4 ein auf die Operationen der Lichtquellenvorrichtung und einer CCD bezogenes Zeitdiagramm,

Fig. 5 den Aufbau einer Bildsignalverarbeitungsschaltung an Hand eines Blockdiagramms,

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung eines Prozesses zum Erzeugen eines Diagnosebildes,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Lichtquellenvor richtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8 eine schematische Darstellung des optischen Aufbaus einer her kömmlichen Lichtquellenvorrichtung, und

Fig. 9 die Vorderansicht eines herkömmlichen Rades.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Videoendo skopsystems unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Videoendoskopsystems nach der Erfindung in einer schematischen Darstellung. Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht das Videoendoskopsystem aus einem Videoendoskop 1, einer externen Vorrichtung (Prozessor) 2, einer Eingabevorrichtung 3 und einer Anzeigevorrichtung 4.

Das Videoendoskop hat einen Einführteil 11, der aus einem flexiblen Rohr besteht und in den lebenden Körper eingeführt wird, einen Bedienteil 12, der einstückig an das proximale Ende des Einführteils 11 gekoppelt ist, und ein flexibles Lichtleiter rohr 13, das einstückig an den Bedienteil 12 gekoppelt und lösbar mit der exter nen Vorrichtung 2 verbunden ist. Der Einführteil 11 hat einen nicht gezeigten Biegemechanismus, der nahe der Spitze des Einführteils 11 untergebracht ist und gebogen wird, indem ein an dem Bedienteil 12 vorgesehenes Rad betätigt wird. Der Einführteil 11 hat ein nicht gezeigtes Endstück aus hartem Material an seinem distalen Ende. In das Endstück sind mindestens drei Durchgangslöcher gebohrt, von denen zwei mit einer Zerstreuungslinse bzw. einer Objektivlinse (nicht ge zeigt) versehen sind, während das dritte als Instrumentenkanal dient. Der Be dienteil 12 hat zusätzlich zu dem vorstehend genannten Rad verschiedene Be dienschalter. Das Videoendoskop 1 hat ein Lichtleitfaserbündel, im Folgenden kurz als Lichtleiter bezeichnet, das aus einer großen Zahl gebündelter Multimode- Lichtleitfasern besteht. Der Lichtleiter 14 ist so durch den Einführteil 11, den Bedienteil 12 und das flexible Lichtleiterrohr 13 geführt, dass seine distale Endflä che der Zerstreuungslinse zugewandt ist. Das eine Ende des Lichtleiterrohrs 13 ist an den Bedienteil 12 angeschlossen, während das andere Ende einen Stecker bildet. Eine in dem Videoendoskop 1 vorgesehene Schaltung ist an eine in der externen Vorrichtung 2 vorgesehene Schaltung angeschlossen, wenn der Stecker des Lichtleiterrohrs 13 in eine Buchse der externen Vorrichtung 2 gesteckt ist. Das proximale Ende des Lichtleiters 14 ist durch ein Führungsrohr geführt, das von einer Anschlussfläche des Steckers hervorsteht. Ist der Stecker an die Buchse der externen Vorrichtung 2 angeschlossen, so ist das proximale Ende des Lichtleiters 14 in die externe Vorrichtung 2 eingeführt. Das Videoendoskop 1 hat ferner eine ladungsgekoppelte Vorrichtung 15, kurz CCD, als Bildaufnahmevorrichtung, die in dem Endstück untergebracht ist. Die Bildaufnahmefläche der CCD 15 befindet sich an einer Stelle, an der die nicht gezeigte Objektivlinse ein Objektbild erzeugt, wenn das distale Ende des Videoendoskops 1 dem Objekt zugewandt ist. Weiter hin ist ein nicht gezeigtes Anregungslicht-Sperrfilter in einen Strahlengang einge setzt, der von der Objektivlinse zur CCD 15 führt. Das Anregungslicht-Sperrfilter blockiert Licht eines vorbestimmten Wellenlängenspektrums, das als lebendes Gewebe zur Autofluoreszenz veranlassendes Anregungslicht dient. Die Objek tivlinse und das Anregungslicht-Sperrfilter bilden eine Objektivoptik. In dem Stec ker des flexiblen Lichtleiterrohrs 13 ist eine CCD-Treiberschaltung 15a eingebaut, die über eine Signalleitung mit der CCD 15 verbunden ist.

Die externe Vorrichtung 2 enthält einen Lichtquellenteil 21, eine Systemsteuerung 22, eine Zeitsteuerung 23, eine Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 und einen Bedienfeldschalter 25. Der Lichtquellenteil 21 ist so angeordnet, dass er der proximalen Endfläche des Lichtleiters 14 zugewandt ist und so Beleuchtungslicht in diesen einkoppelt, wenn der Stecker mit der Buchse verbunden ist. Der interne Aufbau des Lichtquellenteils 21 wird weiter unten beschrieben. Die Systemsteue rung 22, die Zeitsteuerung 23, die CCD-Treiberschaltung 15a und die Bildsignal verarbeitungsschaltung 24 bilden eine Hauptschaltung des Prozessors. Die Sy stemsteuerung 22 ist an den Lichtquellenteil 21, die Zeitsteuerung 23, den Bedi enfeldschalter 25 und die Eingabevorrichtung 3 angeschlossen und steuert den Lichtquellenteil 21 und die Zeitsteuerung 23 entsprechend Betriebszuständen, die über den Bedienfeldschalter 25 und die Eingabevorrichtung 3 eingestellt werden. Die Zeitsteuerung 23 ist an den Lichtquellenteil 21 und die Bildsignalverarbei tungsschaltung 24 angeschlossen und erzeugt Referenzsignale, die für verschie dene, in der externen Vorrichtung 2 ausgeführte Prozesse erforderlich sind. Die Zeitsteuerung 23 ist mit in der Buchse vorgesehenen Anschlüssen verbunden, die wiederum mit nicht gezeigten Anschlüssen elektrisch verbunden sind, die in dem an die CCD-Treiberschaltung 15a angeschlossenen Stecker vorgesehen sind. Ist der Stecker mit der Buchse verbunden, so empfängt die CCD-Treiberschaltung 15a das von der Zeitsteuerung 23 ausgegebene Referenzsignal, erzeugt auf Grundlage dieses Referenzsignals ein Treibersignal und gibt dieses an die CCD 15 aus. Die CCD 15 fängt dann ein auf ihrer Bildaufnahmefläche erzeugtes Bild ein und gibt ein Bildsignal gemäß dem Treibersignal aus. Die Bildsignalverarbei tungsschaltung 24 ist mit anderen in der Buchse vorgesehenen Anschlüssen verbunden, die wiederum mit nicht dargestellten Anschlüssen elektrisch verbun den werden können, die in dem an die CCD 15 angeschlossenen Stecker vorge sehen sind. Ist der Stecker mit der Buchse verbunden, so ist die Bildsignalverar beitungsschaltung 24 elektrisch an die CCD 15 angeschlossen. Die Bildsignalver arbeitungsschaltung 24 ist mit der Anzeigevorrichtung 4 verbunden, die ein Per sonalcomputer oder ein Fernsehmonitor ist. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 empfängt das von der Zeitsteuerung 23 ausgegebene Referenzsignal und erhält ein von der CCD 15 ausgegebenes Bildsignal auf Grundlage dieses Refe renzsignals. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 verarbeitet dann das erhal tene Bildsignal in weiter unter erläuterter Weise und lässt es an der auf der Anzei gevorrichtung 4 darstellen.

Im Folgenden wird der Aufbau des Lichtquellenteils 21 der externen Vorrichtung 2 unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Der Lichtquellenteil 21 enthält eine erste Lichtquelle 211 zum Aussenden von Weißlicht und eine zweite Lichtquelle 212 zum Aussenden von Licht, das Komponenten eines als Anregungslicht verfügba ren Spektrums enthält. Die erste Lichtquelle 211 bildet also eine Quelle für sicht bares Licht, während die zweite Lichtquelle 212 eine Quelle für Anregungslicht bildet. Ein erstes Rad W1, ein erstes Blendenelement S1, ein Prisma 213, eine Blende 214 und eine Kondensorlinse C sind in dieser Reihenfolge längs des Strahlenganges des von der ersten Lichtquelle 211 ausgesendeten Weißlichtes angeordnet. Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht des erstens Rades W1. Wie in dieser Figur gezeigt, ist das erste Rad W1 eine Scheibe, längs deren Umfang drei Aus nehmungen ausgebildet sind. In diese Ausnehmungen sind ein nur grünes Licht durchlassendes Grün-Filter W1G, ein nur blaues Licht durchlassendes Blau-Filter W1B und ein nur rotes Licht durchlassendes Rot-Filter W1R untergebracht. Das erste Rad W1 ist an einen nicht gezeigten Motor gekoppelt, der dieses dreht. Das erste Rad W1 befindet sich an einer Stelle, an der die Filter W1G, W1B und W1R während ihrer durch den Motor verursachten Drehung nacheinander in den Strahlengang des von der ersten Lichtquelle 211 ausgesendeten Weißlichtes eingeführt werden. Das von der Weißlichtquelle als kollimiertes, d. h. paralleles Licht ausgesendete Weißlicht wird durch die Filter W1G, W1B und W1R des ersten Rades W1 nacheinander in grünes Licht, blaues Licht und rotes Licht gewandelt. Das durch die Filter W1G, W1B und W1R gewandelte Licht läuft weiter zu dem ersten Blendenelement S1. Das erste Blendenelement S1 ist so ausgebildet, dass es das einfallende Licht blockieren und durchlassen kann. Das durch das erste Blendenelement S1 tretende Licht gelangt dann zu dem Prisma 213, auf dessen geneigter Fläche ein UV-Reflexionsfilm aufgebracht ist, der sichtbares Licht durchlässt, während er Anregungslicht reflektiert. Das sichtbare Licht, d. h. das grüne, Licht, das blaue Licht und das rote Licht, das durch das Prisma 213 tritt, läuft so weiter zur Blende 214. Das Licht, das durch die Blende 214 auf eine geeignete Lichtmenge eingestellt worden ist, wird durch die Konden sorlinse C auf die proximale Endfläche des Lichtleiters 14 gebündelt.

Dagegen ist die zweite Lichtquelle 212 so angeordnet, dass der Strahlengang des von ihr in kollimierter, d. h. paralleler Form ausgesendeten Lichtes den Strahlen gang des durch das erste Blendenelement S1 tretenden Lichtes senkrecht auf der geneigten Fläche des Prismas 213 kreuzt. Das Prisma 213 ist so angeordnet, dass seine geneigte Fläche jeweils um 45° gegenüber dem Strahlengang des durch das erste Blendenelement S1 tretenden Lichtes und gegenüber dem Strahlengang des durch das zweite Blendenelement S2 tretenden Lichtes geneigt ist. Ein Anregungslichtfilter 215, das zweite Rad W2 und das zweite Blendenele ment S2 sind längs des Strahlenganges des Lichtes angeordnet, das von der zweiten Lichtquelle 212 zu dem Prisma 213 läuft. Aus dem von der zweiten Licht quelle 212 ausgesendeten Licht werden von dem Anregungslichtfilter 215 nur die Komponenten des Anregungslichtes extrahiert und durchgelassen. Das durch das Anregungslichtfilter 215 tretende Anregungslicht läuft dann weiter zu dem zweiten Rad W2. Wie in Fig. 3B gezeigt, ist das zweite Rad W2 eine Scheibe, längs deren Umfang eine fächerförmige Ausnehmung A ausgebildet ist. In der Ausnehmung A ist ein transparentes Element untergebracht, welches das Anregungslicht durch lässt. In dem Beispiel nach Fig. 3B erstreckt sich die Ausnehmung A über drei Viertel des Umfangs des zweiten Rades W2. Das zweite Rad W2 ist an einen nicht gezeigten Motor gekoppelt, der dieses dreht. Das zweite Rad W2 ist an einer Stelle angeordnet, an der die Ausnehmung A periodisch in den Strahlengang des Anregungslichtes eingeführt wird. Das durch die in dem zweiten Rad W2 ausge bildete Ausnehmung A tretende Anregungslicht läuft dann weiter zu dem zweiten Blendenelement S2, welches das auftreffende Anregungslicht blockieren oder durchlassen kann. Das durch das zweite Blendenelement S2 tretende Anregungs licht wird dann an dem Prisma 213 reflektiert und läuft anschließend längs dessel ben Strahlenganges wie das grüne, das blaue und das rote Licht und gelangt schließlich in den Lichtleiter 14.

Die an die Räder W1 und W2 gekoppelten Motoren sowie die Blendenelemente S1 und S2 sind über nicht gezeigte Signalleitungen an die Zeitsteuerung 23 angeschlossen. Die Räder W1 und W2 sowie die Blendenelemente S1 und S2 werden auf Grundlage des von der Zeitsteuerung 23 ausgegebenen Referenzsi gnals betrieben. Die Blendenelemente S1 und S2 bilden einen Umschaltmecha nismus. Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm mit der zeitlichen Steuerung, d. h. dem Timing, nach dem der Lichtquellenteil 21 und die CCD 15 arbeiten. Die Räder W1 und W2 des Lichtquellenteils 21 rotieren mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Während das erste Rad W1 eine Umdrehung vornimmt, werden die Filter W1G, W1B und W1R nacheinander in den Strahlengang des von der ersten Lichtquelle 211 ausgesendeten Weißlichtes eingeführt, so dass das Weißlicht nacheinander in grünes Licht, blaues Licht und rotes Licht gewandelt wird, das dann zu dem ersten Blendenelement S1 weiterläuft. Während das erste Rad W1 eine Umdre hung vollzieht, dreht sich auch das zweite Rad W2 synchron zu dem ersten Rad W1 einmal. Während das zweite Rad W2 eine Umdrehung vollzieht, wird seine Ausnehmung A einmal in den Strahlengang des von dem Anregungslichtfilter 215 durchgelassenen Anregungslichtes eingeführt, so dass das Anregungslicht nur für eine vorbestimmte Zeit, die kürzer als eine Umdrehung des zweiten Rades W2 ist, durch die in dem zweiten Rad W2 ausgebildete Ausnehmung A tritt, um zu dem zweiten Blendenelement S2 weiterzulaufen. Da also das zweite Rad W2 eine Umdrehung vollzieht, während auch das erste Rad W1 einmal rotiert, gelangen das grüne, das blaue und das rote Licht nacheinander zu dem ersten Blen denelement S1, während das Anregungslicht einmal zu dem zweiten Blendenele ment S2 gelangt. Die Blendenelemente S1 und S2 lassen das Licht jeweils wäh rend der in Fig. 4 mit "Durchtritt" bezeichneten Zeit durch, während sie es wäh rend der mit "Sperre" bezeichneten Zeit blockieren. Diese Durchtritts- und Sperr zeiten entsprechen insgesamt, d. h. in der Summe, der Zeit, während der die Räder W1 und W2 eine Umdrehung vollziehen. Während das erste Blendenele ment S1 Licht durchlässt, blockiert das zweite Blendenelement S2 Licht, so dass das grüne, das blaue und das rote Licht jeweils einmal durch das erste Blen denelement S1 treten. Während dagegen das erste Blendenelement S1 Licht blockiert, lässt das zweite Blendenelement S2 das Anregungslicht durch. Wäh rend also die Räder W1 und W2 zweimal rotieren, gefangen das grüne Licht, das blaue Licht, das rote Licht und das Anregungslicht nacheinander jeweils einmal in den Lichtleiter 14. Das in den Lichtleiter 14 gelangte Licht wird von diesem geführt und über die nicht gezeigte Zerstreuungslinse, die sich an dem Endstück des Videoendoskops 1 befindet, auf das Objekt projiziert. Das Objekt wird so nachein ander und wiederholt mit dem grünen Licht, dem blauen Licht, dem roten Licht und dem Anregungslicht bestrahlt.

Wird das Objekt mit grünem Licht beleuchtet, so erzeugt die nicht gezeigte Objek tivlinse aus dem grünen Licht ein Objektbild in oder nahe der Bildaufnahmefläche der CCD 15. Die Zeit, während der das Objekt mit dem grünen Licht beleuchtet wird, entspricht einer auf die CCD 15 bezogenen Zeit der "G-Anhäufung" (vgl. Fig. 4). Die in der CCD 15 während der Zeit der "G-Anhäufung" angesammelten Ladungen werden während einer Zeit des "G-Transfers", die unmittelbar auf die Zeit der "G-Anhäufung" folgt, als G-Bildsignal an die Bildsignalverarbeitungs schaltung 24 übertragen. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 erzeugt Bild daten (G-Bilddaten), die ein Objektbild auf Grundlage des grünen Lichtes ange ben. Wird das Objekt mit blauem Licht beleuchtet, so erzeugt die Objektivlinse in oder nahe der Bildaufnahmefläche der CCD 15 ein Objektbild aus dem blauen Licht. Die Zeit, während der das Objekt mit dem blauen Licht beleuchtet wird, entspricht einer auf die CCD 15 bezogenen Zeit der "B-Anhäufung". Die in der Zeit der "B-Anhäufung" in der CCD 15 angesammelten Ladungen werden in einer Zeit des "B-Transfers", die unmittelbar auf die Zeit der "B-Anhäufung" folgt, als B- Bildsignal an die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 übertragen. Die Bildsignal verarbeitungsschaltung 24 erzeugt dann Bilddaten (B-Bilddaten), die ein Objekt bild auf Grundlage des blauen Lichtes angeben. Wird das Objekt mit dem roten Licht beleuchtet, so erzeugt die Objektivlinse in oder nahe der Bildaufnahmefläche der CCD 15 ein Objektbild aus dem roten Licht. Die Zeit, während der das Objekt mit dem roten Licht beleuchtet wird, entspricht einer auf die CCD 15 bezogenen Zeit der "R-Anhäufung". Die in der CCD 15 während der Zeit der "R-Anhäufung" angesammelten Ladungen werden in einer Zeit des "R-Transfers", die unmittelbar auf die Zeit der "R-Anhäufung" folgt, als R-Bildsignal an die Bildsignalverarbei tungsschaltung 24 übertragen. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 erzeugt dann Bilddaten (R-Bilddaten), die ein Objektbild auf Grundlage des roten Lichtes angeben. Wird dagegen das Objekt mit dem Anregungslicht bestrahlt, so sendet es Autofluoreszenzstrahlung aus. Wird das Objekt mit dem Anregungslicht be strahlt, so treffen das an dem Objekt reflektierte Anregungslicht und die von dem Objekt ausgesendete Autofluoreszenzstrahlung auf die Objektivlinse. Da jedoch das Anregungslicht durch das nicht gezeigte Anregungslicht-Sperrfilter blockiert wird, wird in oder nahe der Bildaufnahmefläche der CCD 15 ein Objektbild nur aus der Autofluoreszenzstrahlung erzeugt. Die Zeit, während der das Objekt mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, entspricht einer auf die CCD 15 bezogenen Zeit der "F-Anhäufung". Die in der CCD 15 während der Zeit der "F-Anhäufung" ange sammelten Ladungen werden in einer Zeit des "F-Transfers", die unmittelbar auf die Zeit der "F-Anhäufung" folgt, als F-Bildsignal an die Bildsignalverarbeitungs schaltung 24 übertragen. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 erzeugt dann Bilddaten (F-Bilddaten), die ein Objektbild auf Grundlage der Autofluoreszenz strahlung angeben. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 erzeugt also nach einander und wiederholt G-Bilddaten, B-Bilddaten, R-Bilddaten und F-Bilddaten.

Im Folgenden werden die Einzelheiten der Bildverarbeitung erläutert, die von der Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 vorgenommen wird. Fig. 5 zeigt den Aufbau der Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 an Hand eines Blockdiagramms. Wie in dieser Figur gezeigt, hat die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 einen A/D- Wandler 241, einen Normalbildspeicher 242, einen Fluoreszenzbildspeicher 243 und einen Bildvergleicher 244. Der A/D-Wandler 241 ist an die CCD 15, den Normalbildspeicher 242 und den Fluoreszenzbildspeicher 243 angeschlossen. Der A/D-Wandler 241 empfängt nacheinander das G-, das B-, das R- und das F- Bildsignal, die von der CCD 15 ausgegeben werden, nimmt an diesen eine Ana log-Digital-Wandlung vor und gibt die gewandelten G-, B-, R- und F-Bilddaten nacheinander aus. Alternativ können die von der CCD 15 ausgegebenen Bildsi gnale dem A/D-Wandler 241 nach einer Verstärkung zugeführt werden. Der Normalbildspeicher 242 hat Speicherbereiche entsprechend den jeweiligen RGB- Farben jedes auf einem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 4 darzustellenden Pixels. Dagegen hat der Fluoreszenzbildspeicher 243 Speicherbereiche entspre chend den auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 4 darzustellenden Pixel. Der Normalbildspeicher 242 kann also Farbbilddaten speichern, während der Fluoreszenzbildspeicher 243 Monochrombilddaten speichern kann. Der Normal bildspeicher 242 und der Fluoreszenzbildspeicher 243 sind jeweils an die Zeitsteuerung 23 angeschlossen. Während der A/D-Wandler 241 die G, B- und R- Bilddaten an den Normalbildspeicher 242 ausgibt, wird die jeweilige Farbe der Bilddaten in den entsprechenden Speicherbereichen in dem Normalbildspeicher 242 gespeichert, um die das Objekt darstellenden Farbbilddaten (Normalbildda ten) zu erzeugen. Gibt der A/D-Wandler 241 dagegen die F-Bilddaten aus, so empfängt der Fluoreszenzbildspeicher 243 diese Daten und speichert sie als Monochrombilddaten (Fluoreszenzbilddaten), die das Objekt auf Grundlage der Autofluoreszenzstrahlung darstellen. Der Bildvergleicher 244, der an den Normal bildspeicher 242, den Fluoreszenzbildspeicher 243 und eine Bildmischschaltung 245 angeschlossen ist, empfängt die F-Bilddaten von dem Fluoreszenzbildspei cher 243 und extrahiert nur die R-Bilddaten aus den in dem Normalbildspeicher 242 gespeicherten Normalbilddaten. Der Bildvergleicher 244 subtrahiert die R- Bilddaten von den F-Bilddaten und gibt so Bilddaten aus, die im folgenden als spezifische Bilddaten bezeichnet werden. Die R-Bilddaten entsprechen den das Objekt auf Grundlage des roten Lichtes darzustellenden Monochrombilddaten und so den Referenzbilddaten. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 enthält die Bildmischschaltung 245, einen D/A-Wandler 246 und einen Codierer 247, die jeweils an die Zeitsteuerung 23 angeschlossen sind. Die Bildmischschaltung 245 ist an den Normalbildspeicher 242 und den Bildvergleicher 244 angeschlossen. Die Bildmischschaltung 245 kombiniert die von dem Normalbildspeicher 242 ausgegebenen Normalbilddaten mit den von dem Bildvergleicher 244 ausgegebe nen spezifischen Bilddaten, um so Diagnosebilddaten zu erzeugen. Der D/A- Wandler 246 ist an die Bildmischschaltung 245 und den Codierer 247 ange schlossen. Der Codierer 247 ist wiederum mit der Anzeigevorrichtung 4 verbun den. Die von der Bildmischschaltung 245 ausgegebenen Diagnosebilddaten werden dann von dem D/A-Wandler 246 einer Digital-Analog-Wandlung unterzo gen, und der Codierer 247 fügt den gewandelten analogen Diagnosebilddaten ein Signal hinzu, das für die Bilddarstellung auf der Anzeigevorrichtung 4 benötigt wird. Das von dem Codierer 247 ausgegebene Diagnosebildsignal wird an die Anzeigevorrichtung 4 übertragen, wodurch auf deren Bildschirm ein Diagnosebild als bewegtes Bild dargestellt wird.

Der Prozess zum Erzeugen eines Diagnosebildes, der von dem Bildvergleicher 244 und der Bildmischschaltung 245 durchgeführt wird, wird im Folgenden an Hand der Fig. 6 beschrieben. Fig. 6A zeigt ein Beispiel für ein Fluoreszenzbild, das aus den in dem Fluoreszenzbildspeicher 243 gespeicherten Fluoreszenzbild daten resultiert. Dieses Fluoreszenzbild wird eingefangen, wenn das distale Ende des Videoendoskops 1 einem Lumen im Inneren des lebenden Körpers zuge wandt ist. In diesem Fluoreszenzbild ist das Innere des Lumens mit F', eine aus dem Instrumentenkanal herausragende Zange mit Q, deren Schatten mit Q' und eine erkrankte Stelle mit T bezeichnet, wobei die Teile P, Q, Q' und T sämtlich dunkel sind. Fig. 6B zeigt ein zugleich eingefangenes Referenzbild, das aus den R-Bilddaten, d. h. den Referenzbilddaten resultiert, die aus den Normalbilddaten extrahiert sind. In diesem Referenzbild sind das Innere P des Lumens, die Zange Q und deren Schatten Q' dunkel, die erkrankte Stelle T jedoch nicht dunkel. Der Bildvergleicher 244 subtrahiert den Luminanzwert jedes Pixels der Referenzbild daten von dem Luminanzwert des entsprechenden Pixels der Fluoreszenzdaten nach Ausführen eines vorbestimmten Prozesses, um so Monochrombilddaten, d. h. spezifische Bilddaten zu erzeugen, die nur die erkrankte Stelle T enthalten. Fig. 6C zeigt ein spezifisches Bild, das aus den spezifischen Bilddaten resultiert. Die Bildmischschaltung 245 kombiniert die in dem Normalbildspeicher 242 ge speicherten Normalbilddaten und die von dem Bildvergleicher 244 erzeugten spezifischen Bilddaten, um so Diagnosebilddaten zu erzeugen. Fig. 6E zeigt ein Diagnosebild, das aus diesen Diagnosebilddaten erzeugt worden ist. Die Bild mischschaltung 245 überlagert also das in Fig. 6C gezeigte spezifische Bild dem in Fig. 6D gezeigten Normalbild, um so das in Fig. 6E gezeigte Diagnosebild zu erzeugen. Um dieses Kombinieren oder Überlagern zu realisieren, setzt die Bild mischschaltung 245 den Luminanzwert eines Pixels in den Normalbilddaten, das der in dem spezifischen Bild enthaltenen erkrankten Stelle T entspricht, auf einen Luminanzwert, der eine bestimmte Primärfarbe, z. B. Blau darstellt. In dem Dia gnosebild ist also die erkrankte Stelle T in einer bestimmten Farbe dargestellt, die einem Farbbild des Objektes überlagert ist. Die Bedienperson kann dieses Dia gnosebild betrachten und so leicht die Form und die Position der erkrankte Stelle T erkennen. Das Diagnosebild und das Normalbild können auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 4 nebeneinander dargestellt werden.

Wie oben erläutert, nutzt das beschriebene Videoendoskopsystem die R- Bildsignalkomponenten in den Normalbilddaten als Referenzbilddaten, die wie derum zur Erzeugung der Diagnosebilddaten verwendet werden. Der Lichtquel lenteil 21 sendet wiederholt das grüne Licht, das blaue Licht, das rote Licht und das Anregungslicht aus, um die Bildsignalverarbeitungsschaltung 24 in die Lage zu versetzen, Diagnosebilddaten für ein bewegtes Bild zu erzeugen. Da rotes Licht von lebendem Gewebe und Blut weniger absorbiert wird als blaues oder grünes Licht, sind die R-Bildsignalkomponenten in den Normalbilddaten unbeein flusst von lebendem Gewebe oder Blut und so als Referenzbilddaten geeignet. Da es weiterhin nicht erforderlich ist, dass der Lichtquellenteil 21 Referenzlicht ledig lich zum Zwecke der Erzeugung eines Referenzbildes aussendet, ist die Optik des Lichtquellenteils 21 gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht. So läuft das Anregungslicht bei dem bekannten System nach Fig. 8 über die drei Prismen 85, 88 und 89 zu dem Lichtleiter 87, während das Anregungslicht in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel durch das einzige Prisma 213 zu dem Lichtleiter 14 läuft. In diesem Ausführungsbeispiel ist deshalb die Anregungslichtmenge weniger stark abgeschwächt als im Stand der Technik. Das beschriebene Video endoskopsystem kann so das Objekt mit intensiverem Anregungslicht bestrahlen. Da demzufolge das Objekt Autofluoreszenzstrahlung ausreichender Intensität abgibt, erzeugt das beschriebene Videoendoskopsystem klare Fluoreszenz- und Diagnosebilder. Der vereinfachte Aufbau des Lichtquellenteils 21 führt ferner zu einer Verringerung der Zahl der benötigten Teile sowie der Zahl der für die Ferti gung erforderlichen Montageschritte. Außerdem vereinfacht er die Einstellung der optischen Achsen der optischen Elemente und senkt die Fertigungskosten. Wie in Fig. 3B gezeigt, erstreckt sich die in dem zweiten Rad W2 des Lichtquellenteils 21 ausgebildete Ausnehmung A länger längs des Umfangs als die in dem zweiten Rad 90 des bekannten Systems nach Fig. 9B ausgebildete Ausnehmung. Ver gleicht man die beiden Räder W2 und 90 unter der Annahme gleicher Rotations geschwindigkeit, so stellt man fest, dass die Dauer, während der das Anregungs licht durch das Rad W2 gemäß erläutertem Ausführungsbeispiel tritt, länger ist, als die für das herkömmliche Rad 90. Die Zeit (Zeit der "F-Anhäufung"), während der die Autofluoreszenzstrahlung in der CCD 15 gesammelt wird, ist deshalb in dem erläuterten Ausführungsbeispiel länger als im Stand der Technik. Die längere Zeit der "F-Anhäufung" führt zu klaren Fluoreszenz- und Diagnosebildern.

Zweites Ausführungsbeispiel

Das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Videoendoskopsystems unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch den Aufbau des mit 51 bezeichneten Lichtquellenteils der externen Vorrichtung 2. Fig. 7 zeigt den Aufbau des Lichtquellenteils 51 in schematischer Darstellung. Wie dort gezeigt, hat der Lichtquellenteil 51 eine Lichtquelle 511 zum Aussenden von kollimiertem, d. h. parallelem Licht, das Komponenten des sichtbaren Spektrums und eines als Anregungslicht nutzbaren Spektrums enthält. Der Lichtquellenteil 51 hat ferner einen dichroitischen Spiegel 512, der in dem Strahlengang des von der Lichtquelle 511 ausgesendeten Strahlenganges angeordnet ist. Der dichroitische Spiegel 512 lässt nur die Komponenten des sichtbaren Spektrums, die in dem von der Licht quelle 511 ausgesendeten Licht enthalten sind, als Weißlicht durch, während er die Komponenten des als Anregungslicht nutzbaren Spektrums reflektiert. Das an dem dichroitischen Spiegel 512 reflektierte Anregungslicht läuft in eine vorbe stimmte Richtung senkrecht zum Weg des von dem dichroitischen Spiegel 512 durchgelassenen Weißlichtes weiter. Der dichroitische Spiegel 512 bildet eine Trennvorrichtung.

Ein erstes Rad W1, ein erstes Blendenelement S1, ein Prisma 513, eine Blende 514 und eine Kondensorlinse C sind in dieser Reihenfolge längs des Strahlen ganges des durch den dichroitischen Spiegel 512 tretenden Weißlichtes angeord net. Das erste Rad W1 und das erste Blendenelement S1 sind die gleichen Kom ponenten wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Das in das erste Rad W1 ge langende Weißlicht wird so nacheinander und wiederholt in grünes Licht, blaues Licht und rotes Licht gewandelt, welches dann jeweils zum ersten Blendenelement S1 weiterläuft. Das grüne, das blaue und das rote Licht laufen nur in der Zeit zu dem Prisma 513, während der das erste Blendenelement S1 das auftreffende Licht durchlässt. Auf der geneigten Fläche des Prismas 513 ist ein UV- Reflexionsfilm aufgebracht, der sichtbares Licht durchlässt, während er Anre gungslicht reflektiert. Das sichtbare Licht, d. h. das grüne, das blaue und das rote Licht, welches in das Prisma 513 gelangt, wird von diesem durchgelassen und läuft weiter zu der Blende 514. Die Blende 514 stellt die einfallende Menge an grünem Licht, blauem Licht und rotem Licht auf einen geeigneten Wert ein. Das grüne, das blaue und das rote Licht werden dann durch die Kondensorlinse C auf die proximale Endfläche des Lichtleiters 14 gebündelt.

In dem Strahlengang des an dem dichroitischen Spiegel 512 reflektierten Anre gungslichtes ist ein erster Spiegel 515 angeordnet. Der erste Spiegel 515 reflek tiert das auftreffende Anregungslicht so, dass dieses parallel zu dem von dem dichroitischen Spiegel 512 durchgelassenen Weißlicht in der gleichen Richtung wie dieses weiterläuft. Das zweite Rad W2 und der zweite Spiegel 516 sind in dieser Reihenfolge in dem Strahlengang des an dem ersten Spiegel 515 reflek tierten Anregungslichtes angeordnet. Das zweite Rad W2 ist das gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Das durch die Ausnehmung in dem zweiten Rad W2 tretende Anregungslicht läuft so weiter auf den zweiten Spiegel 516, der das auftreffende Anregungslicht so reflektiert, dass der Strahlengang des reflektierten Anregungslichtes an der geneigten Fläche des Prismas 513 den Strahlengang des durch das erste Blendenelement S1 tretenden grünen, blauen und roten Lichtes senkrecht kreuzt. Das zweite Blendenelement S2 ist in dem Strahlengang zwischen dem zweiten Spiegel 516 und dem Prisma 513 angeordnet. Das zweite Blendenelement S2 ist das gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Das durch das zweite Blendenelement S2 tretende Anregungslicht wird an dem Prisma 513 reflektiert und läuft anschließend durch denselben Strahlengang wie das grüne, das blaue und das rote Licht, worauf es schließlich in den Lichtleiter 14 gelangt.

Die Räder W1, W2 und die Blendenelemente S1, S2 arbeiten in der gleichen Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Folglich gelangen das grüne Licht, das blaue Licht, das rote Licht und das Anregungslicht nacheinander und wieder holt in den Lichtleiter 14. In dem Videoendoskopsystem des zweiten Ausfüh rungsbeispiels werden Diagnosebilder in der gleichen Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erzeugt und dargestellt.

Der Lichtquellenteil 51, der in dem Videoendoskopsystem des zweiten Ausfüh rungsbeispiels eingesetzt wird, hat nur eine Lichtquelle 511. Der Lichtquellenteil 51 ist somit einfacher aufgebaut als derjenige, der eine Quelle für Anregungslicht sowie eine Quelle für sichtbares Licht enthält. Dadurch kann die Zahl der benö tigten Teile sowie die Zahl der für die Fertigung erforderlichen Montageschritte verringert sowie die Einstellung der optischen Achsen der optischen Elemente vereinfacht werden. Dies senkt die Fertigungskosten.

Das Videoendoskopsystem nach der Erfindung, das wie oben erläutert aufgebaut ist, hat in dem Lichtquellenteil ein vereinfachtes Strahlengangsystem zum Aus senden von sichtbarem Licht und Anregungslicht, um bewegte Diagnosebilder zu erhalten. Mit dem beschriebenen System kann das Objekt mit ausreichender Lichtintensität und ohne signifikante Lichtschwächung in dem Strahlengangsystem mit sichtbarem Licht und Anregungslicht bestrahlt werden, wodurch man klare bewegte Diagnosebilder des Objektes erhält.

Claims

1. Videoendoskopsystem mit
einer ersten Quelle zum Aussenden von sichtbarem Licht,
einer zweiten Quelle zum Aussenden von Anregungslicht, dass lebendes Gewebe zur Autofluoreszenz anregt, wobei die zweite Quelle so angeordnet ist, dass das von ihr ausgesendete Anregungslicht den Strahlengang des von der ersten Quelle ausgesendeten sichtbaren Lichtes in einem vorbe stimmten Schnittpunkt kreuzt,
einem Lichtleiter, der das Licht so führt, dass ein Objekt bestrahlt wird, einem in dem Schnittpunkt angeordneten optischen Element, welches das sichtbare Licht und das Anregungslicht längs desselben Strahlenganges zu dem Lichtleiter führt,
einem Umschaltmechanismus, der das dem optischen Element zuzuführen de Licht zwischen sichtbarem Licht und Anregungslicht umschaltet,
einer Objektivoptik, die aus dem Licht, das von der über den Lichtleiter bestrahlten Objektoberfläche stammt, diejenigen Komponenten, die nicht das Anregungslicht bilden, zu einem Bild der Objektoberfläche bündelt,
einer Bildaufnahmevorrichtung, die das Bild aufnimmt und in ein Bildsignal wandelt, und
einem Prozessor, der den Umschaltmechanismus so steuert, dass das sichtbare Licht und das Anregungslicht abwechselnd und wiederholt in den Lichtleiter eingekoppelt werden, auf Grundlage desjenigen Teils des Bildsi gnals, der auf die Zeit bezogen ist, während der das sichtbare licht in den Lichtleiter eingekoppelt wird, Normalbilddaten und auf Grundlage desjenigen Teils des Bildsignals, der auf die Zeit bezogen ist, während der das Anre gungslicht in den Lichtleiter eingekoppelt wird, Fluoreszenzbilddaten erzeugt, aus den Normalbilddaten Referenzbilddaten ermittelt, auf Grundlage der Referenzbilddaten und der Fluoreszenzbilddaten einen einen erkrankten Be reich darstellenden Teil extrahiert und diesen Teil den Normbilddaten über lagert, um Diagnosebilddaten zu erzeugen, die als bewegtes Bild dargestellt werden.

2. Videoendoskopsystem mit
einer Quelle zum Aussenden von Licht, die Komponenten eines Spektrums sichtbaren Lichtes und Komponenten eines Spektrums von Anregungslicht enthält, das lebendes Gewebe zur Autofluoreszenz anregt,
einem Lichtleiter, der das Licht so führt, dass ein Objekt bestrahlt wird,
einer Trennvorrichtung zum Trennen des von der Quelle ausgesendeten Lichtes in sichtbares Licht und Anregungslicht,
einer Lichtleitoptik, die das sichtbare Licht und das durch die Trennvorrich tung davon getrennte Anregungslicht getrennt voneinander so führt, dass das sichtbare Licht und das Anregungslicht einander in einem vorbestimmten Schnittpunkt kreuzen,
einem in dem Schnittpunkt angeordneten optischen Element, welches das sichtbare Licht und das Anregungslicht zu dem Lichtleiter führt,
einem Umschaltmechanismus, der das dem optischen Element zuzuführen de Licht zwischen sichtbarem Licht und Anregungslicht umschaltet,
einer Objektivoptik, die aus dem Licht, das von der über den Lichtleiter bestrahlten Objektoberfläche stammt, diejenigen Komponenten, die nicht das Anregungslicht bilden, zu einem Bild der Objektoberfläche bündelt,
einer Bildaufnahmevorrichtung, die das Bild aufnimmt und in ein Bildsignal wandelt, und
einem Prozessor, der den Umschaltmechanismus so steuert, dass das sichtbare Licht und das Anregungslicht abwechselnd und wiederholt in den Lichtleiter eingekoppelt werden, auf Grundlage desjenigen Teils des Bildsi gnals, der auf die Zeit bezogen ist, während der das sichtbare Licht in den Lichtleiter eingekoppelt wird, Normalbilddaten und auf Grundlage desjenigen Teils des Bildsignals, der auf die Zeit bezogen ist, während der das Anre gungslicht in den Lichtleiter eingekoppelt wird, Fluoreszenzbilddaten erzeugt, aus den Normalbilddaten Referenzbilddaten ermittelt, auf Grundlage der Referenzbilddaten und der Fluoreszenzbilddaten einen einen erkrankten Be reich darstellenden Teil extrahiert und diesen Teil den Normbilddaten über lagert, um Diagnosebilddaten zu erzeugen, die als bewegtes Bild dargestellt werden.

3. Videoendoskopsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein erstes Rad, entlang dessen Umfang ein grünes Licht durchlassendes Grün-Filter, ein blaues Licht durchlassendes Blau-Filter und ein rotes Licht durchlassendes Rot-Filter ausgebildet sind und das so gedreht wird, dass nacheinander das Grün-Filter, das Blau-Filter und das Rot-Filter in den Strahlengang des sichtbaren Lichtes eingeführt werden,
wobei der Prozessor die Normalbilddaten aus einem Teil des Bildsignals, der auf eine Zeit bezogen ist, während der das Grün-Filter in den Strahlengang eingeführt ist, aus einem Teil des Bildsignals, der auf eine Zeit bezogen ist, während der das Blau-Filter in den Strahlengang eingeführt ist, und aus ei nem Teil des Bildsignals erzeugt, der auf eine Zeit bezogen ist, während der das Rot-Filter in den Strahlengang eingeführt ist.

4. Videoendoskopsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor die Referenzbilddaten aus dem Teil des Bildsignals erzeugt, der auf die Zeit bezogen ist, während der das Rot-Filter in den Strahlengang eingeführt ist.

5. Videoendoskopsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch ein zweites Rad, entlang dessen Umfang eine Licht durchlassende Ausnehmung vorbestimmter Länge ausgebildet ist und das gedreht wird, um diese Ausnehmung intermittierend in den Strahlengang des Anregungslichtes einzuführen,
wobei der Prozessor die Fluoreszenzbilddaten aus dem Teil des Bildsignals erzeugt, der auf die Zeit bezogen ist, während der diese Ausnehmung in den Strahlengang des Anregungslichtes eingeführt ist.

6. Videoendoskopsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung zum Darstellen des bewegten Bildes entsprechend den von dem Prozessor erzeugten Bilddaten.