DE19950840B4

DE19950840B4 - Video-Endoskopiesonde

Info

Publication number: DE19950840B4
Application number: DE19950840A
Authority: DE
Inventors: Jean Rovegno
Original assignee: Tokendo (sarl); Tokendo Sarl
Current assignee: TOKENDO (SAS), LA CIOTAT, FR
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: DE19950840A1; FR2785132A1; GB2345606A; GB2345606B; US6315712B1; FR2785132B1; GB9925375D0

Abstract

Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor mit einer optoelektronischen Struktur, umfassend: einen distalen Anschluß, der ein Objektiv, einen CCD-Farbsensor und eine elektrische Mikroschaltkreis-Schnittstelle kombiniert;
wobei das proximale Ende des in der Hand gehaltenen Griffs fest einstückig mit dem distalen Ende eines rohrförmigen Verbindungskabels ist, dessen proximales Ende fest einstückig mit dem distalen Ende einer Verbindungseinrichtung ist, die frei von jeder inneren elektrischen Anpassungseinrichtung ist;
ein durchgehendes Bündel von Lichtleitfasern, deren distales Ende, das in dem distalen Anschluß aufgenommen ist, das Ziel beleuchtet, wenn sein proximales Ende mit einer Lichtquelle verbunden ist;
einen Videoprozessor, der über mehradriges elektrisches Kabel mit einer elektrischen Mikroschaltkreis-Schnittstelle verbunden ist, die mit dem distalen CCD-Farbsensor verbunden ist; wobei der Videoprozessor die Funktion der Versorgung und Synchronisation des CCD-Farbsensors, der Verarbeitung des vom CCD-Sensor erzeugten Signals, und der Ausgabe eines Videosignals hat, das direkt von einem Farbvideo-Monitor verwendet werden kann, dessen Funktionen mittels eines Tastenbedienfelds steuerbar...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor. Das technische Gebiet der Erfindung betrifft Endoskopiegeräte.
Derartige Endoskopiesonden sind beispielsweise aus dem Stand der Technik JP 09-285443 A , WO 98/02085 A2 , WO 97/15144 A1 oder WO 93/15648 A1 bekannt.
Mit dem Begriff "Video-Endoskopie" wird eine Untersuchung bezeichnet, mit der auf einem Fernsehbildschirm ein Bild eines Zielgegenstands erfaßt werden kann, der im Inneren eines dunklen Hohlraums liegt, in den das distale Ende einer Video-Endoskopiesonde eingeführt wurde. Bei den bekannten Geräten für farbige Video-Endoskopieaufzeichnungen können zwei Arten von Video-Endoskopen unterschieden werden.
Die erste Art umfaßt alle Geräte, bei denen das Bild des mittels eines Endoskops oder einer Faseroptik im Inneren eines Hohlraums betrachteten Zielgegenstands zu einem CCD-Farbsensor außerhalb des Hohlraums übertragen wird. Dieser ersten Art von Video-Endoskopen entsprechen vor allem Kameras mit CCD-Farbsensor, die mit einem Fokussierungsobjektiv und einer mechanischen Anschlußeinrichtung ausgestattet sind, die eine Verriegelung des Kameraobjektivs auf der Vorsatzlinse ermöglicht, die das Okular eines Endoskops oder einer faseroptischen Einrichtung umschließt, wobei die Kamera über ein Verbindungskabel mit einem externen Videoprozessor verbunden ist, der ein Videosignal generiert, das direkt auf einem Farbmonitor ausgewertet werden kann.
Die zweite Art von Video-Endoskopen umfaßt alle Geräte, bei denen sich der CCD-Sensor direkt im distalen Ende der Video-Endoskopiesonde befindet und somit in das Innere des Hohlraums eingeführt wird, in dem der zu untersuchende Zielgegenstand liegt. Bei den Geräten dieser zweiten Ausführungsart können zwei Kategorien von Video-Endoskopen mit CCD-Sensor unterschieden werden, die ein Video-Farbbild liefern können.
Zur ersten Kategorie gehören alle Geräte, bei denen der CCD-Sensor ein "monochromer" (auch als "schwarz/weiß-Sensor" bezeichneter) Sensor ist, der ein elektrisches Signal liefert, das ausschließlich Luminanz-Informationen enthält. Um in diesem Fall ein Videosignal auf einem Farbmonitor auswerten zu können, sind eine Beleuchtungseinrichtung, die sequentielle Blitze in den drei Primärfarben abgibt, eine Einrichtung zum Erfassen der Videosignale, die sequentiell vom distalen monochromen CCD-Sensors während der Blitze generiert wurden, und ein Prozessor erforderlich, der die drei letzten monochromen Videobilder permanent speichern und aus den im Speicher verfügbaren drei monochromen Videobildern ein direkt auf einem Farbmonitor auswertbares Videosignal zusammensetzen kann.
Die zweite Kategorie von Video-Endoskopen mit distalem CCD-Sensor umfaßt alle Geräte, bei denen der CCD-Sensor ein "trichromatischer" (auch als "Farbsensor" bezeichneter) Sensor ist, der, verbunden mit einer Beleuchtungseinrichtung, die ein permanentes und ununterbrochenes weißes Licht abgibt, ein elektrisches Signal liefert, das die Luminanz- und Farbinformationen enthält. Dieses Signal wird zu einem Prozessor übertragen, der ein direkt auf einem Farbmonitor auswertbares Videosignal generiert.
Die vorliegende Erfindung gehört zu dieser zweiten Kategorie von Video-Endoskopen mit distalem CCD-Farbsensor, wobei sich der Aufbau dieser Video-Endoskope aus der Verbindung der nachstehend beschriebenen Elemente ergibt:
Ein Ansatzstück, in dem eine Abbildungseinrichtung angeordnet ist, die ein distales Objektiv, einen CCD-Farbsensor, auf dessen photoelektrischem Substrat sich das reale Bild des vom Objektiv betrachteten Zielgegenstands bildet, und eine Mikroschaltungs-Schnittstelle umfaßt, mit der die vom CCD-Sensor empfangenen oder generierten elektrischen Signale korrigiert werden.
Ein flexibles oder starres Untersuchungsrohr, das eine distale, gelenkig verbundene Abstützung aufweisen kann, aber nicht muß, und dessen distales Ende mit dem Ansatzstück verbunden ist, in dem die Abbildungseinrichtung angeordnet ist.
Ein Bedienungsgriff, dessen distales Ende mit dem proximalen Ende des Untersuchungsrohrs einstückig ist.
Ein Verbindungskabel, dessen distales Ende mit dem Bedienungsgriff einstückig ist und dessen proximales Ende aus einer Verbindungseinrichtung gebildet wird, mit deren Hilfe die Video-Endoskopiesonde an die externen elektrischen Einrichtungen sowie an die Lichtquelle angeschlossen werden kann, die für ihren Einsatz erforderlich sind.
Eine Beleuchtungseinrichtung, die aus einem ungeordneten Lichtleitfaserbündel gebildet wird, dessen distales Ende, das sich an der distalen Seite des distalen Ansatzstücks befindet, den betrachteten Zielgegenstand beleuchtet, wenn sein proximales Ende, das in der Verbindungseinrichtung des Verbindungskabels gelagert ist, mit einer Lichtquelle verbunden ist.
Ein Videoprozessor, der die Synchronisation und die Stromversorgung der distalen Abbildungseinrichtung sowie die Bearbeitung des von der Abbildungseinrichtung generierten elektrischen Signals sicherstellt und ein direkt auf einem Farbmonitor auswertbares Videosignal liefert.
Ein Farb-Videomonitor, der das Bild des von der distalen Abbildungseinrichtung betrachteten Zielgegenstands sichtbar macht.
Eine Lichtquelle, deren Farbtemperatur der Einstellung der in den Videoprozessor integrierten Weißpegel-Abgleicheinrichtung entspricht, wobei die Quelle über einen Beleuchtungsanschlußkontakt verfügt, an den die mit dem proximalen Ende des Verbindungskabels der Sonde einstückige Verbindungseinrichtung angeschlossen wird.
Die Schwierigkeiten bei der Gestaltung eines Video-Endoskops mit distalem CCD-Sensor sind im wesentlichen auf die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten zurückzuführen, für die mehrere verschiedene Sonden erforderlich sind, deren zweckmäßige Längen zwischen 20 Zentimetern (für Zahnsonden) und 50 Metern (für Sonden zur Untersuchung von Leitungen) liegen können, woraus sich die Notwendigkeit einer Anpassung der Merkmale des Videoprozessors in Abhängigkeit von der Länge des elektrischen Kabels ergibt, das den Prozessor mit dem distalen CCD-Sensor verbindet.
Das gemeinsame Funktionieren des CCD-Farbsensors und des Videoprozessors, an den er angeschlossen ist, ergibt sich tatsächlich im wesentlichen aus einer einwandfreien Steuerung der vom Prozessor generierten und nachstehend beschriebenen Phasenverschiebungen der unterschiedlich schnellen Taktfrequenzen (14,2 MHz bei Standard-PAL).
"Pixel"-Takte – hierbei handelt es sich um Takte, die an den distalen CCD-Sensor übertragen werden, in dem sie einerseits für die Synchronisation beim Ablesen der elektrischen Spannungen verwendet werden, die in den (als Pixel bezeichneten) einzelnen Zellen der lichtempfindlichen Schicht des Sensors enthalten sind, und andererseits, um aus diesen einzelnen Spannungen die wesentlichen Informationen auszulesen, die nach ihrer Integration das elektrische Signal bilden werden, das vom CCD-Sensor geliefert und an den Videoprozessor übertragen wird.
"Signalabtast"-Takt – hierbei handelt es sich um einen Takt, der lokal für die Synchronisation der Signalabtastung des vom CCD-Sensor generierten und an den Prozessor übertragenen elektrischen Signals durch den Videoprozessor verwendet wird. Für die einwandfreie Funktion des Prozessors ist eine absolute Gleichphasigkeit des Signalabtast-Takts mit dem eingehenden elektrischen Signal erforderlich. Die räumliche Versetzung des CCD-Farbsensors im distalen Ende der Video-Endoskopiesonde verursacht jedoch aufgrund der Länge der elektrischen Verbindungen zwischen dem Sensor und dem Videoprozessor, mit dem er verbunden ist, am Prozessor eine redhibitorische Phasenverschiebung zwischen dem Signalabtast-Takt und dem eingehenden elektrischen Signal. Diese Phasenverschiebung ergibt sich aus der Anhäufung der Verzögerungen der Übertragung der vom Videoprozessor generierten Pixel-Takte zum CCD-Sensor und der Verzögerungen der Übertragung des vom CCD-Sensor generierten elektrischen Signals zum Videoprozessor. Das Mittel, einer solchen Fehlfunktion abzuhelfen, besteht darin, entweder den Signalabtast-Takt oder die vom Videoprozessor an den distalen CCD-Sensor übertragenen Pixel-Takte zu verzögern, und zwar so, daß die gesamte vorher beschriebene Phasenverschiebung ausgeglichen wird. Die Modalitäten einer Ausführung der einen oder anderen dieser Verzögerungseinrichtungen und die sich daraus ergebenden Anschlußprobleme fallen je nach Integrationsmodus des Videoprozessors unterschiedlich aus, der entsprechend der angegebenen Konstruktionsweise entweder außerhalb der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Sensor liegt oder integrierter Bestandteil der Sonde ist.
Die Video-Endoskopiesonden der ersten Ausführungsart verfügen über ein Gehäuse, in dem im allgemeinen eine Lichtquelle und ein Videoprozessor enthalten sind, wobei an dieses Gehäuse die mit dem proximalen Ende des Verbindungskabels der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Sensor einstückige Verbin dungseinrichtung angeschlossen ist. Die Austauschbarkeit der verschiedenen Sondenmodelle, die an den gleichen Prozessor angeschlossen werden können, setzt offensichtlich eine einwandfreie Kompatibilität zwischen Prozessor und der jeweiligen Sonde voraus, und damit die Integration einer spezifischen Verzögerungseinrichtung in jeder Sonde. Daher sind die Video-Endoskopiesonden mit distalem monochromen CCD-Sensor, die im Patent US 4 539 586 (WELCH ALLYN, September 1985) beschrieben werden, mit einem Anschlußgehäuse versehen, das den Anschluß der Sonden an ein Gehäuse ermöglicht, in dem ein trichromatischer Lichtblitzgenerator und ein Videoprozessor zusammen untergebracht sind. Das Anschlußgehäuse enthält zwei Einrichtungen, mit denen die Merkmale der beiden Pixel-Takte eingestellt werden können, die vom Videoprozessor geliefert und an den monochromen distalen CCD-Sensor übertragen werden, und einen Verstärker, der die Regulierung des Pegels des elektrischen Signals ermöglicht, das vom monochromen distalen CCD-Sensor generiert und an den Videoprozessor übertragen wird. Das europäische Patent 0 218 226 B1 (OLYMPUS, Oktober 1986) beschreibt einen Videoprozessor mit einem Synchronisationsgenerator, der mehrere Arten von Signalabtast-Takten liefern kann, die einer gleichen Anzahl von Endoskopiesondenmodellen mit distalem CCD-Sensor entsprechen, wobei die Steckverbinder der Sonden eine elektronische Codierung enthalten, die nach entsprechender Decodierung durch den Prozessor diesem die automatische Auswahl des für die angeschlossene Sonde richtigen Signalabtast-Takts ermöglichen. Das Patent US 5 434 615 (FUJI OPTICAL, Juli 1995) beschreibt eine Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor, die einen Bedienungsgriff, in dem die normalerweise mit dem Videoprozessor verbundene Signalabtasteinrichtung untergebracht ist, und ein Verbindungskabel aufweist, dessen proximales Ende mit einem Anschlußgehäuse ausgestattet ist, in dem sich der Signalabtast-Taktgenerator befindet, wobei dessen Taktverzögerung an die Merkmale der jeweiligen Sonde angepaßt ist. Die Sonde ist an einen externen Videoprozessor angeschlossen, der das elektrische Signal direkt empfängt, das von der im Bedienungs griff der Sonde befindlichen Signalabtasteinrichtung geliefert und vom Signalabtast-Taktgenerator synchronisiert wird, der sich in der Steckverbindung der jeweiligen Sonde befindet. Abgesehen von Sonderkonfigurationen, die in den vorher genannten Patenten beschrieben werden, weisen die an einen externen Videoprozessor anschließbaren Video-Endoskopiesonden sehr häufig eine Verzögerungseinrichtung auf, die in die Steckverbindung oder den Griff der Sonde integriert ist und auf die vom Videoprozessor generierten und an den distalen CCD-Farbsensor übertragenen Pixel-Takte einwirkt. Wie dem auch sei, der hauptsächliche technische Nachteil dieser ersten Bauart liegt in der Unterbrechung der Kontinuität der elektrischen Verbindung (Steckverbindung und Masseband) zum Videoprozessor, die durch den Anschluß der Sonde verursacht wird, wobei sich die Übertragung des vom distalen CCD-Farbsensor generierten elektrischen Signals aufgrund des schwachen Pegels und des großen Durchlaßbandes als schwach erweist. Außerdem muß angemerkt werden, daß selbst, wenn diese Bauart die Verzögerung der Pixel-Signaltakte ermöglicht, die von einem Videoprozessor so an einen distalen CCD-Farbsensor übertragen werden, daß Video-Endoskopiesonden unterschiedlicher Längen mit einem gleichen Prozessor kompatibel sind, trotzdem nicht die Korrekturen ausgeführt werden können, die einen Ausgleich der Streuung der Merkmale der CCD-Farbsensoren ermöglichen würden, die in diesen Sonden vorhanden ist.
Die vorher genannten Nachteile wurden in den Video-Endoskopen der genannten zweiten Bauart beseitigt, bei denen jede VideoEndoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor über einen eigenen Videoprozessor verfügt, wobei diese Sonden an ein externes Gehäuse angeschlossen sind, das eine Beleuchtungslampe und eine Einrichtung zur Erzeugung der verschiedenen Stromspannungen für den Videoprozessor enthält. Jeder Prozessor kann daher unter diesen Bedingungen einwandfrei eingestellt werden, sowohl in Abhängigkeit von der Länge der Sonde, in die er integriert ist (Verzögerungsregulierung des Signalabtast-Takts oder der Pixel-Takte), als auch in Abhängigkeit von den spezifischen Merkmalen des distalen CCD-Farbsensors, an den er angeschlossen ist (Kolorimetrieregulierungen zur möglichen Korrektur der Parameterstreuung des CCD-Sensors). Daher beschreiben die amerikanischen Patente 5 701 155 (WELCH ALLYN, Dezember 1997) sowie 5 441 043 (WELCH ALLYN, September 1992) und die europäischen Patente 0 587 514 A1 (WELCH ALLYN, September 1993) sowie 0 587 512 A2 (WELCH ALLYN, September 1993) Video-Endoskopiesonden mit distalem CCD-Farbsensor, die mit einem Anschlußgehäuse ausgestattet sind, das mit dem proximalen Ende des Verbindungskabels der Sonden einstückig ist und als Aufnahme für einen Videoprozessor dient. Dieses Gehäuse ist mit einem Verbundstecker ausgestattet, der an ein externes Gehäuse angeschlossen ist, das eine Beleuchtungslampe, die Stromversorgung des in das Anschlußgehäuse integrierten Videoprozessors und die Mittel enthält, die den Anschluß eines Farb-Videomonitors an dieses Gehäuse ermöglichen. Der hauptsächliche Nachteil, den das in diesen beiden Patenten beschriebene Konzept aufweist, ergibt sich aus der Notwendigkeit, die Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor an ein bestimmtes externes Gehäuse anzuschließen, in dem sich insbesondere eine Beleuchtungslampe befindet, auf deren Farbtemperatur die Weißpegel-Abgleicheinrichtung der Videoprozessoren fest eingestellt ist, die in die Sondensteckverbindungen integriert sind, wobei diese Lösung natürlich dem Benutzer keine freie Wahl bei der verwendeten Lichtquelle läßt.
Wie dem auch sei, die mit dem proximalen Ende des Verbindungskabels einer Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Sensor einstückige Verbindungseinrichtung muß unter diesen Bedingungen gleichzeitig die Kontinuität einer bestimmten Anzahl elektrischer Verbindungen und die Übertragung des von einer Beleuchtungslampe abgegebenen Lichts zu einem Lichtleitfaserbündel sicherstellen. Die Verbindungseinrichtung von Video-Endoskopiesonden, die nur an ein einziges Gehäuse angeschlossen werden können, (in dem sich eine Beleuchtungslampe und Einrichtungen der Stromversorgung oder eine Beleuchtungslampe und ein Videoprozessor befinden), wird im allgemeinen eine "Verbund"-Struktur darstellen, die sich von der "Y"-Struktur der Verbindungseinrichtungen von Sonden unterscheidet, die an zwei verschiedene Gehäuse angeschlossen werden können (Zum Beispiel: eine Lichtquelle und ein Videoprozessor).
Die sechs nachstehend genannten Patente betreffen Verbindungseinrichtungen, die den Anschluß von Video-Endoskopiesonden mit distalem CCD-Sensor an ein einzelnes externes Gehäuse ermöglichen. Das europäische Patent EP 0 131 971 B1 (OLYMPUS, Juli 1984) beschreibt eine Faseroptik-Verbindungsvorrichtung, die gleichzeitig die Durchgängikeit einer Licht- und mehrerer elektrischer Leitungen sicherstellen kann, eine Einrichtung, die also leicht an eine Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Sensor angepaßt werden könnte. Diese Einrichtung besteht aus einer Steckverbindung in zylindrischer Form, die ein axiales Faseransatzstück und mehrere seitliche elektrische Anschlußstellen aufweist, die ringförmig um das Ende der Steckverbindung verteilt sind. Das Patent US 4 539 586 (WELCH ALLYN, September 1985) beschreibt ein mit dem proximalen Ende des Verbindungskabels einer Video-Endoskopiesonde mit monochromem distalem CCD-Sensor einstückiges Gehäuse, in das eine Platine integriert ist, welche die Austauschbarkeit der Sonden sicherstellen soll, wobei die proximale Seite des Gehäuses eine Reihe von Steckverbindungen aufweist, an die gleichzeitig eine Lichtleitung und mehrere elektrische oder pneumatische Leitungen angeschlossen werden können. Die Besonderheit dieses Patents liegt in der Tatsache, daß es gleichzeitig das Prinzip einer Verbund-Steckverbindung und die Integration eines elektronischen Schaltkreises in diese Steckverbindung beschreibt, wobei dieses Konzept in den amerikanischen Patenten 5 701 155 (WELCH ALLYN, Dezember 1997) sowie 5 441 043 (WELCH ALLYN, September 1992) und in den europäischen Patenten 0 587 512 A2 (WELCH ALLYN, September 1993) sowie 0 587 514 A1 (WELCH ALLYN, September 1993) wieder aufgegriffen wurde, die Video-Endoskopiesonden mit distalem CCD-Farbsensor betreffen, die mit einem Verbund-Steckergehäu se ausgestattet sind, in das ein Videoprozessor integriert ist. Der vorher beschriebene Anschlußmodus wird insbesondere von der Firma WELCH ALLYN (SYSTEM 2000 und SYSTEM XT) sowie von der Firma PENTAX (SYSTEM EPM 3000) verwendet.
Das europäische Patent EP 0 730 844 A1 (OLYMPUS, September 1996) beschreibt eine Verbindungseinrichtung, mit der eine Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor an zwei verschiedene Gehäuse angeschlossen werden kann, und daher um so mehr auch an ein einziges Gehäuse. Die in diesem Patent beschriebene Einrichtung besteht aus einer zylindrischen Steckverbindung, die ein axiales Faseransatzstück aufweist, das direkt in die Anschlußbefestigungsfläche einer Lichtquelle eingesteckt werden kann, wobei die Steckverbindung eine seitliche mehrpolige Elektroanschlußkontakte aufweist, an die ein mehradriges Elektrokabel angeschlossen ist, dessen anderes Ende an den Anschlußkontakten eines Videoprozessors eingesteckt ist. Der Nachteil einer solchen Verbindungseinrichtung, die von der Firma OLYMPUS (SYSTEM EVIS 100) verwendet wird, liegt in der Vielfalt der Verbindungen, die sich auf die elektrischen Leitungen auswirkt, von denen einige elektrische Signale übertragen, die gleichzeitig einen niedrigen Pegel und ein großes Durchlaßband aufweisen. Andere Varianten von Verbindungseinrichtungen, die den Anschluß einer Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor an zwei verschiedene Gehäuse ermöglichen, wurden ebenfalls von der Firma OLYMPUS entwickelt: diese Varianten bestehen entweder darin, eine Beleuchtungs-Anschlußstelle fest an eine elektrische Verbindungseinrichtung anzuschließen oder eine elektrische Anschlußstelle fest mit einer Lichtverbindungseinrichtung zu verbinden.
Der Einsatz einer Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor setzt offensichtlich voraus, daß das Bild des vor dem distalen Ende der Sonde gelegenen Zielgegenstands auf einem Farb-Videomonitor sichtbar gemacht wird, wobei dieser Monitor am häufigsten mit dem externen Gehäuse verbunden ist, das an die Sonde angeschlossen ist. Die kürzliche Miniaturisierung von Videobildschirmen mit LCD-Technologie ermöglicht die beabsichtigte Integration eines Videomonitors mit kleinen Abmessungen in den Bedienungsgriff einer Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor. Der in den Bedienungsgriff integrierte Farb-Videomonitor kann auch zu anderen Zwecken als nur für die einfache Darstellung des Videobilds genutzt werden, das von der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor geliefert wird: daher beschreibt das Patent US 5 373 317 (WELCH ALLYN, Dezember 1994) eine Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor, deren Bedienungsgriff einen Farb-Videomonitor und einen Griffhebel aufweist, wobei dieser Griffhebel entweder zum Steuern des elektrischen Motorisierungssystems verwendet werden kann, das in den Griff integriert ist und zur Ausrichtungsänderung der distalen gelenkigen Abstützung der Sonde bestimmt ist, oder aber zum Verschieben der Anzeigen in dem am Videomonitor sichtbar gemachten Bild, mit denen ein Verarbeitungsprogramm für das am Monitor sichtbare Bild gesteuert werden kann. Der ästhetische Aspekt eines solchen Bedienungsgriffs mit integriertem Videomonitor und Griffhebel zum Steuern der Abstützung ist im Patent US DES.358 471 (WELCH ALLYN, Mai 1995) beschrieben. Die beiden vorgenannten Patente wurden in den Video-Endoskopiesonden des Modells SYSTEM XT eingesetzt, das von WELCH ALLYN entwickelt wurde, wobei der elektronische Aufbau der Sonden übrigens auf das europäische Patent 0 587 514 A1 (WELCH ALLYN, September 1993) zurückgeht. Wie dem auch sei, die Integration eines Farb-Videomonitors in den Bedienungsgriff einer Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor setzt als Bedingung voraus, daß in das mit dem Griff einstückige Verbindungskabel zusätzliche elektrische Leitungen zwischen Videoprozessor und Griff integriert werden, wobei diese Leitungen dem Monitor das Videosignal und die für den Betrieb erforderlichen Versorgungsspannungen liefern sollen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor zu schaffen, die ihre eigenen Verarbeitungs- und Visualisierungsmittel für das Videosignal integriert enthält und für deren vollautomatischen Betrieb, analog zum Betrieb einer herkömmlichen faseroptischen Vorrichtung, nur noch der Anschluß der Sonde an eine universelle Lichtquelle und eine ebenfalls universelle elektrische Energiequelle erforderlich ist. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine noch unabhängigere Ausführung einer Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor zu schaffen, in die zusätzlich ihre eigenen Beleuchtungsmittel integriert sind und für deren Betrieb unter diesen Bedingungen daher nur noch der einfache Anschluß an eine universelle elektrische Energiequelle erforderlich ist.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus Anspruch 1. Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, wobei auch andere Kombinationen von Merkmalen als in den Unteransprüchen beansprucht möglich sind.
Die Grundausführung der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor als Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Ergebnis der Kombination folgender Elemente:

I. Ein distales Ansatzstück, in dem eine Abbildungseinrichtung mit einem distalen Objektiv fest angeordnet ist, das auf der lichtempfindlichen Schicht eines CCD-Farbsensors, mit dem sie verbunden ist, ein reelles Bild des betrachteten Zielgegenstands erzeugt, wobei die proximale Seite des CCD-Farbsensors fest einstückig mit einer Mikroschaltungs-Schnittstelle ist, mit der die vom CCD-Farbsensor empfangenen oder generierten elektrischen Signale korrigiert werden sollen.
II. Ein flexibles oder starres Untersuchungsrohr, das eine distale, gelenkig verbundene Abstützung aufweisen kann, aber nicht muß, und dessen distales Ende fest mit dem distalen Ansatzstück nach Punkt I verbunden ist.
III. Ein Bedienungsgriff, dessen distales Ende mit dem proximalen Ende des Untersuchungsrohrs nach Punkt II fest einstückig ist. Der Griff kann mechanische Mittel zur Steuerung der Ausrichtung der distalen, gelenkig verbundenen Abstützung des Untersuchungsrohrs nach Punkt II aufweisen.
IV. Ein Gehäuse in der Form eines Quaders, das mechanisch einstückig ist mit dem proximalen Ende des Bedienungsgriffs nach Punkt III.
V. Ein rohrförmiger Griff, dessen distales Ende mechanisch einstückig ist mit dem unteren Teil des proximalen Endes des Bedienungsgriffs nach Punkt III.
VI. Ein flexibles Verbindungskabel, dessen distales Ende fest einstückig ist mit dem proximalen Ende des rohrförmigen Griffs nach Punkt V.
VII. Eine zylindrische Verbindungseinrichtung ohne jede elektrische Anpassungseinrichtung, deren distales Ende fest einstückig ist mit dem proximalen Ende des Verbindungskabels nach Punkt VI und deren proximale Seite ein zylindrisches axiales Anschlußstück aufweist, das den Anschluß des Verbindungskabels nach Punkt VI an die Anschlußkontaktfläche einer externen universellen Lichtquelle ermöglicht. Die Verbindungseinrichtung ist ferner mit einem seitlichen elektrischen Verbindungs-Ansatzstück für den Anschluß einer externen universellen elektrischen Energiequelle ausgestattet, die eine Gleichspannung mit einem Wert von beispielsweise 12 V liefert und die einzige Stromversorgung der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor darstellt.
VIII. Eine Beleuchtungseinrichtung, die aus einem durchgehenden Bündel von nicht ausgerichteten Lichtleitfasern gebildet wird, die nacheinander, ohne Unterbrechung der Kontinuität, in das Untersuchungsrohr nach Punkt II, in den Bedienungsgriff nach Punkt III, den rohrförmigen Griff nach Punkt V und schließlich in das Verbindungskabel nach Punkt VI führen. Das distale Ende des Lichtleitfaserbündels, das zweckdienlicherweise um die im distalen Ansatzstück nach Punkt I angeordnete Abbildungseinrichtung angeordnet ist, beleuchtet den betrachteten Zielgegenstand, wenn sein proximales Ende, das fest im zylindrischen axialen Ansatzstück befestigt ist, das auf der proximalen Seite der Verbindungseinrichtung nach Punkt VII angeordnet ist, an eine Lichtquelle angeschlossen wird.
IX. Ein Videoprozessor, der im distalen Teil des Gehäuses nach Punkt IV untergebracht und mit der Abbildungseinrichtung, die sich im distalen Ansatzstück nach Punkt I befindet, über ein mehradriges elektrisches Kabel verbunden ist, das ohne Unterbrechung der Kontinuität in den Bedienungsgriff nach Punkt III und anschließend in die Untersuchungssonde nach Punkt II führt. Die Phasenverschiebung des Pixel-Takts, der vom Videoprozessor generiert und über das Verbindungskabel zur distalen Abbildungseinrichtung übertragen wird (oder gemäß einer anderen Lösung die Phasenverschiebung der Schnelltaktung, mit der die Signalabtastung des vom distalen CCD-Farbsensor generierten eingehenden elektrischen Signals durch den Videoprozessor synchronisiert wird), ist in Abhängigkeit von der Länge des Verbindungskabels mit Hilfe von Verzögerungsleitungen fest und dauerhaft geregelt. Die Verarbeitung des elektrischen, vom distalen CCD-Farbsensor generierten und über das Verbindungskabel übertragenen Signals durch den Videoprozessor ist übrigens den spezifischen Merkmalen des distalen CCD-Farbsensors dauerhaft und einwandfrei angepaßt. Die Regulierung des Empfindlichkeitspegels des Videoprozessors nach einem Regelungsmodus, der gleichzeitig auf die automatische Verstärkungsregelung sowie die Öffnung der elektronischen Blende des CCD-Farbsensors (Shutter) wirkt, ermöglicht den automatischen Ausgleich großer Schwankungen in der Beleuchtungsstärke des Zielgegenstands und nimmt dem Benutzer jede Sorge um die Regulierung der Empfindlichkeitseinstellung des Videoprozessors und/oder der Intensität der von der Lichtquelle gelieferten Beleuchtung ab. Der oben beschriebene Aufbau ermöglicht daher die permanente Optimierung der Funktionsweise des Videoprozessors in Abhängigkeit von der Länge der Untersuchungssonde, den spezifischen Merkmalen des distalen CCD-Farbsensors und der Ausleuchtungsstärke des betrachteten Zielgegenstands. Dieser Aufbau erweist sich insbesondere von Vorteil hinsichtlich der elektrischen Isolierung der Leitungen, welche die im distalen Ansatzstück nach Punkt I befindliche Abbildungseinrichtung mit dem Videoprozessor ohne Unterbrechung der Kontinuität verbinden. Der Videoprozessor verfügt über eine Stromversorgung, die unterschiedlich starke Gleichspannungen liefert, die je nach seiner sowie nach der Funktionsart des Videomonitors nach Punkt X und derjenigen der Abbildungseinrichtung, die sich im distalen Ansatzstück nach Punkt I befindet, geregelt werden. Die Stromversorgung selbst wird durch eine elektrische Gleichspannung gespeist, die vom distalen Ende eines elektrischen Kabels geliefert wird, das durchgehend in den Bedienungsgriff nach Punkt III, in den rohrförmigen Griff nach Punkt V und schließlich in das Verbindungskabel nach Punkt VI führt und dessen proximales Ende über die elektrischen Anschlußkontakte der Verbindungseinrichtung nach Punkt VII gespeist wird. Diese Einrichtungen bestätigen die Vorteile hinsichtlich einer unabhängigen Funktionsweise der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor, die der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
X. Ein flacher Farb-Videomonitor, beispielsweise mit LCD-Technologie, der im proximalen Teil des Gehäuses nach Punkt IV untergebracht ist und das von dem im gleichen Gehäuse befindlichen Videoprozessor nach Punkt IX bearbeitete Videosignal empfängt und damit das Bild des betrachteten Zielgegenstands über die im distalen Ansatzstück nach Punkt I befindliche Abbildungseinrichtung sichtbar macht. Die Integration eines leichtgewichtigen Farb-Videomonitors in den Bedienungsgriff nach Punkt III der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ermöglicht den Verzicht auf einen externen Videomonitor und erhöht damit die Vorteile der Video-Endoskopiesonde hinsichtlich ihrer unabhängigen Funktionsweise.
XI. Ein Bedienfeld mit Drucktasten, das in die proximale Seite des Gehäuses nach Punkt IV integriert und mit dem numerischen Mikrosteuerbaustein verbunden ist, der die Steuerung des Videoprozessors nach Punkt IX sicherstellt, das dem Benutzer die Änderung der Funktionsparameter des Videoprozessors ermöglicht. Dieses Bedienfeld enthält insbesondere eine Taste "AUTO LOCK", die eine automatische Blockierung der Weißpegel-Abgleicheinrichtung des Videoprozessors in Abhängigkeit von den chromatischen Merkmalen des Videobilds des über das distale Ansatzstück nach Punkt I betrachteten Zielgegenstands und vom distalen Endes des Lichtleitfaserbündels der Beleuchtungseinrichtung nach Punkt VIII beleuchteten Zielgegenstands ermöglicht. Diese Einrichtungen ermöglichen es dem Benutzer, sich von der Farbtemperatur der an die Video-Endoskopiesonde angeschlossenen Lichtquelle unabhängig zu machen und damit jede gängige Quelle zu benutzen.

Eine weitere Ausführungsform der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ergibt sich aus den nachstehend beschriebenen. spezifischen Anordnungen.
Das Verbindungskabel nach Punkt VI und die Verbindungseinrichtung nach Punkt VII entfallen.
Das proximale Ende des Lichtleitfaserbündels der Beleuchtungseinrichtung der Video-Endoskopiesonde ist in das distale Ende des rohrförmigen Griffs nach Punkt V integriert.
Eine Beleuchtungslampe mit einem Reflektor, der die von der Lampe abgegebenen Lichtstrahlen auf das proximale Ende des Lichtleitfaserbündels der Beleuchtungseinrichtung konzen triert, wird in den rohrförmigen Griff nach Punkt V integriert.
Eine elektronische Einrichtung für die Stromversorgung der Beleuchtungslampe wird in den rohrförmigen Griff nach Punkt V integriert, wobei die Einrichtung mit einer Gleichspannung mit einem Wert gespeist wird, der demjenigen der Versorgungsspannung des Videoprozessors nach Punkt IX entspricht.
In das proximale Ende des rohrförmigen Griffs nach Punkt V werden mehrpolige elektrisches Anschlußkontakte integriert, die an die Stromquelle der Video-Endoskopiesonde anzuschließen sind.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren erläutert.
I stellt den funktionellen Aufbau der Grundausführung der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor dar, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
II stellt den funktionellen Aufbau einer Ausführungsform mit Beleuchtung dar, die in die Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor integriert ist, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
I stellt schematisch den funktionellen Aufbau der Grundausführung der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor dar, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Ein distales Ansatzstück 1, das fest mit dem distalen Ende einer gelenkig verbundenen Abstützung 15 verbunden ist, enthält eine Abbildungseinrichtung mit einem Objektiv 25, einem CCD-Farbsensor 26 und einer Mikroschaltungs-Schnittstelle 27 für die Korrektur der vom CCD-Sensor empfangenen oder generierten elektrischen Signale. Die Mikroschaltung stellt vor allem das Filtern der Versorgungsspannungen des CCD-Sensors, die Bildung der Schnell-Synchronisationstaktung des Sensors und die Impedanzanpassung des vom Sensor erzeugten elektrischen Signals sicher.
Die Abstützung 15, deren proximales Ende fest einstückig mit dem distalen Ende eines flexiblen Untersuchungsrohrs 2 ist, wird aus einer Reihe von Ringen 16 gebildet. Jeder Ring ist mit den beiden angrenzenden Ringen gelenkig so verbunden, daß das distale Ende der Abstützung in zwei zueinander senkrecht stehenden Ebenen ausrichtbar ist. Das proximale Ende des Untersuchungsrohrs ist fest einstückig mit dem distalen Ende eines Bedienungsgriffs 3.
Die Ausrichtung der Abstützung 15 wird von zwei Kabelpaaren 17 gesteuert, die im flexiblen Untersuchungsrohr 2 verlaufen. Von den zwei mechanischen Stellantrieben 18, die im Mittelteil des Bedienungsgriffs 3 gehaltert sind, wirkt einer auf das Kabelpaar, das die Ausrichtung der Abstützung in einer Ebene vornimmt, und der andere auf das Kabelpaar, das die Ausrichtung der Abstützung senkrecht zur vorherigen Ebene ausführt. Zwei konzentrische Schalträder 19, die sich innen im Griff 3 befinden und deren Achsen fest und mechanisch mit den Stellantrieben 18 verbunden sind, ermöglichen dem Benutzer die Steuerung der Ausrichtung der Abstützung.
Das proximale Ende des Bedienungsgriffs 3 ist fest einstückig mit der distalen Seite eines Gehäuses 4. Dieses Gehäuse dient zur Aufnahme eines Videoprozessors 9, der in dessen distalem Teil gelagert ist, und eines flachen Farb-Videomonitors 10, der im proximalen Teil gelagert ist. Die Funktionsparameter des Videoprozessors 9 werden über ein Bedienfeld mit Drucktasten 13 eingestellt, das sich an der proximalen Seite des Gehäuses befindet.
Der untere Teil des proximalen Endes des Bedienungsgriffs 3 ist fest einstückig mit einem zylindrischen Stück 50, das zwei längliche Öffnungen 51 und 52 aufweist, die jeweils als Durchlaß für die optischen Fasern bzw. Lichtleitfasern 20 und die mehradrigen elektrischen Kabel 35 und 40 dienen, die den Bedienungsgriff mit den Anschlußeinrichtungen der Video-Endoskopiesonde verbinden.
Das zylindrische Stück 50 dient als Halterung für das distale Ende eines rohrförmigen zylindrischen Griffs 5, dessen proximales Ende fest einstückig mit dem distalen Ende eines Verbindungskabels 6 ist. Das proximale Ende des Verbindungskabels 6 ist fest einstückig mit der Verbindungseinrichtung 7. Das proximale Ende der Verbindungseinrichtung weist ein zylindrisches axiales Anschlußstück 8 auf, das den Anschluß der Video-Endoskopiesonde an eine universelle externe Lichtquelle ermöglicht. Die Verbindungseinrichtung verfügt ferner über drei mehrpolige elektrische Anschlußkontakte 12, 37 und 39. Der Anschlußkontakt 12 ermöglicht den Anschluß der Video-Endoskopiesonde an eine elektrische Energiequelle. Über den Anschlußkontakt 37 kann ein externer Farb-Videomonitor an die Video-Endoskopiesonde angeschossen werden. Der Anschlußkontakt 39 ermöglicht den Anschluß der Video-Endoskopiesonde an die Schnittstelle RS 232T eines externen Computers.
Die Beleuchtungseinrichtung der Video-Endoskopiesonde wird aus einem durchgehenden ungeordneten Lichtleitfaserbündel 20 gebildet, das nacheinander, ohne Unterbrechung der Kontinuität, in das Untersuchungsrohr 2, in den Bedienungsgriff 3, in die längliche Öffnung 51 des zylindrischen Stücks 50, in den Griff 5, in das Verbindungskabel 6 und in die Verbindungseinrichtung 7 führt. Das distale Ende 21 des Faserbündels, das praktischerweise um das im distalen Ansatzstück 1 angeordnete Objektiv 25 angeordnet ist, beleuchtet den betrachteten Zielgegenstand, wenn das proximale Ende, das fest im zylindrischen Ansatzstück 8 der Verbindungseinrichtung 7 gehaltert ist, an eine Lichtquelle angeschlossen wird.
Der Videoprozessor 9, der sich im Gehäuse 4 befindet, ist direkt mit der Mikroschaltungs-Schnittstelle 27 verbunden, die über ein mehradriges elektrisches Kabel 28 an den distalen CCD-Sensor angeschlossen ist, wobei das Kabel nacheinander und durchgehend in den Bedienungsgriff 3 und in das Untersuchungsrohr 2 führt. Durch das Kabel werden die Versorgungsspannung für den CCD-Sensor, die langsamen "Leitungs"-Synchronisationstaktungen des CCD-Sensors (darunter vor allem der Steuertakt der elektronischen Blende des CCD-Sensors), die schnelle "Pixel"-Synchronisationstaktung des CCD-Sensors und in umgekehrter Richtung das elektrische Signal geführt, das vom CCD-Sensor generiert wird. Der Videoprozessor 9 weist eine Verzögerungsleitung auf, mit der die vom Videoprozessor generierte und an die elektrische, mit dem distalen CCD-Sensor 26 verbundene Mikroschaltungs-Schnittstelle 27 (wobei die Mikroschaltungs-Schnittstelle lokal die Integrationstaktung generiert), übertragene Pixel-Taktung so verschoben werden kann, daß die Taktung, welche die Signalabtastung des vom CCD-Sensor generierten elektrischen Signals durch den Videoprozessor synchronisiert, einwandfrei in Phase mit dem eingehenden elektrischen Signal ist.
Das vom Videoprozessor 9 gelieferte Videosignal wird direkt zum Videoeingang eines flachen Farbmonitors 10 übertragen, der sich auf der proximalen Seite des Gehäuses 4 befindet. Das Videosignal wird über eine Koaxialleitung 36 ebenfalls an die elektrischen Anschlußkontakte 37 der Verbindungseinrichtung 7 übertragen, die in das mehradrige elektrische Kabel 35 integriert ist, das den Videoprozessor mit der Verbindungseinrichtung verbindet und nacheinander durchgehend in die längliche Öffnung 52 des zylindrischen Stücks 50, in den Griff 5 und in das Verbindungskabel 6 führt.
Die Funktion des Videoprozessors 9 wird von einer in den Videoprozessor integrierten Steuereinrichtung gesteuert, die einen numerischen Mikrosteuerbaustein, einen Speicher und eine Standardschnittstelle RVS 232T umfaßt. Der Mikrosteuerbau stein ist mit einem Bedienfeld mit Drucktasten 13 verbunden, das sich an der proximalen Seite des Gehäuses 4 befindet und dem Bediener die Änderung der Funktionsparameter des Videoprozessors ermöglicht. Das Bedienfeld verfügt vor allem über eine Taste, mit der im "AUTO LOCK"-Modus automatisch die Weißpegel-Abgleicheinrichtung des Videoprozessors blockiert werden kann, und zwar abhängig von den chromatischen Merkmalen des Farb-Videobilds des über das distale Ansatzstück 1 betrachteten und vom distalen Ende 21 des Lichtleitfaserbündels 20 beleuchteten Zielgegenstands. Diese Einrichtungen ermöglichen daher den Anschluß der Video-Endoskopiesonde an eine beliebige Lichtquelle. Die Schnittstelle RVS 232T der in den Videoprozessor eingebauten Steuereinrichtung ist an die mehrpoligen elektrischen Anschlußkontakte 39 der Verbindungseinrichtung 7 über mehrere Leitungen 39 angeschlossen, die in das mehradrige Kabel 35 integriert sind, das den Videoprozessor mit der Verbindungseinrichtung verbindet und nacheinander durchgehend in die längliche Öffnung 52 des zylindrischen Stücks 50, in den zylindrischen Griff 5 und anschließend in das Verbindungskabel 6 führen.
Der Videoprozessor 9 weist eine Stromversorgung auf, welche die verschiedenen geregelten Gleichspannungen liefert, die für den Betrieb des Videoprozessors, des Videomonitors 10, des distalen CCD-Farbsensors 26 und der mit dem CCD-Sensor verbundenen Mikroschaltungs-Schnittstelle 27 erforderlich sind. Die Stromversorgungseinheit selbst wird von einer einheitlichen Gleichspannung gespeist, deren Wert stark vom Nennwert abweichen kann. Diese Stromversorgungseinheit wird über ein elektrisches Kabel 40 gespeist, das in die längliche Öffnung 52 des zylindrischen Stücks 50, in den zylindrischen Griff 5 und anschließend in das Verbindungskabel 6 führt und ohne Unterbrechung der Kontinuität den Videoprozessor 9 mit den Anschlußkontakten 12 der Verbindungseinrichtung 7 verbindet. Die Kontakte können an eine universelle elektrische Energiequelle angeschlossen werden, wie beispielsweise an ei nen Akkumulator, der eine Nennspannung von 12 V liefert, die zwischen 9 und 15 V schwanken kann.
II stellt schematisch den funktionellen Aufbau einer Ausführungsform mit in die Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor integrierter Beleuchtung dar, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Diese Ausführungsform ist gekennzeichnet durch das Fehlen des. Verbindungskabels 6 und der Verbindungseinrichtung 7, durch die Integration einer Beleuchtungseinrichtung in den zylindrischen Griff und durch die Integration von mehrpoligen elektrischen Anschlußkontakten in das proximale Ende des zylindrischen Griffs, wodurch die einzige Schnittstelle dieser Ausführungform einer Video-Endoskopiesonde gebildet wird. Alle anderen Einrichtungen dieser Ausführungform sind übrigens mit den vorher im Text zu I beschriebenen identisch.
Die Beleuchtungseinrichtung dieser Ausführungform der Video-Endoskopiesonde wird von einem ungeordneten Lichtleitfaserbündel 20 gebildet, dessen proximales Ende fest in der länglichen Öffnung 51 gehaltert ist, die im zylindrischen Stück 50 ausgespart ist, das mit dem proximalen unteren Teil des Bedienungsgriffs 3 der Video-Endoskopiesonde fest einstückig ist. Der zylindrische Griff 5, dessen distales Ende das zylindrische Stück 50 fest umschließt, dient als Aufnahme für eine Beleuchtungslampe 53 mit einem Reflektor, der so berechnet ist, daß die von der Lampe abgegebene Lichtstrahlung auf die proximale, vorzugsweise polierte Seite 30 des proximalen Endes des Lichtleitfaserbündels 20 konzentriert wird. Die Beleuchtungslampe 53 wird von einer geregelten Stromversorgung 54 gespeist, die ebenfalls im zylindrischen Griff 5 gelagert ist und deren Stromspannung derjenigen des Videoprozessors 9 entspricht.
Das proximale Ende des zylindrischen Griffs 5 weist mehrpolige elektrische Anschlußkontakte 55 auf. Diese Kontakte sind mit dem proximalen Ende eines innenliegenden elektrischen Kabels 42 elektrisch fest verbunden, das eine Abzweigung 41 aufweist, welche die Stromversorgung der elektronisch geregelten Einspeisung der Beleuchtungslampe 53 sicherstellt, und eine Abzweigung 40, welche die Stromversorgung des Videoprozessors 9 gewährleistet. Die Abzweigung 40 führt dazu in den zylindrischen Griff 5, in die längliche Öffnung 52 des zylindrischen Stücks 50 und in den Bedienungsgriff 3. Die mehrpoligen elektrischen Anschlußkontakte 55 sind ebenfalls elektrisch leitend fest mit dem proximalen Ende eines innen verlaufenden mehradrigen elektrischen Kabels 35 verbunden, das die Kontakte mit dem Videoprozessor 9 verbindet und dazu in den zylindrischen Griff 5, in die längliche Öffnung 52 des zylindrischen Stücks 50 und in den Bedienungsgriff führt. Das mehradrige Kabel stellt die Übertragung des vom Videoprozessor generierten Videosignals sowie die RS 232T-Verbindung des Prozessors sicher.
Es versteht sich von selbst, daß die Anwendungsmöglichkeiten der Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, sowohl im technischen als auch medizinischen Untersuchungsbereich liegen können.

Claims

Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor mit einer optoelektronischen Struktur, umfassend: einen distalen Anschluß, der ein Objektiv, einen CCD-Farbsensor und eine elektrische Mikroschaltkreis-Schnittstelle kombiniert; wobei das proximale Ende des in der Hand gehaltenen Griffs fest einstückig mit dem distalen Ende eines rohrförmigen Verbindungskabels ist, dessen proximales Ende fest einstückig mit dem distalen Ende einer Verbindungseinrichtung ist, die frei von jeder inneren elektrischen Anpassungseinrichtung ist; ein durchgehendes Bündel von Lichtleitfasern, deren distales Ende, das in dem distalen Anschluß aufgenommen ist, das Ziel beleuchtet, wenn sein proximales Ende mit einer Lichtquelle verbunden ist; einen Videoprozessor, der über mehradriges elektrisches Kabel mit einer elektrischen Mikroschaltkreis-Schnittstelle verbunden ist, die mit dem distalen CCD-Farbsensor verbunden ist; wobei der Videoprozessor die Funktion der Versorgung und Synchronisation des CCD-Farbsensors, der Verarbeitung des vom CCD-Sensor erzeugten Signals, und der Ausgabe eines Videosignals hat, das direkt von einem Farbvideo-Monitor verwendet werden kann, dessen Funktionen mittels eines Tastenbedienfelds steuerbar sind, die mit dem Videoprozessor verbunden sind, und einen Farbvideo-Monitor, wobei der distale Anschluß mit dem distalen Ende einer rohrförmigen Sonde verbunden ist, deren proximales Ende einstückig mit einem Steuergriff ist, in dem der Videoprozessor und der Farbvideo-Monitor integriert sind; das mehradrige elektrische Kabel durch die Sonde verläuft und direkt und ohne Unterbrechung seines inneren Zusammenhangs den Videoprozessor mit der elektrischen Mikroschaltkreis-Schnittstelle verbindet, die mit dem distalen CCD-Farbsensor verbunden ist; der Farbvideo-Monitor das Videosignal, das von dem Videoprozessor erzeugt wird, direkt empfängt; der Videoprozessor eine geregelte Stromversorgung aufweist, die die unterschiedlichen, stabilisierten Gleichspannungen liefert, die für sein Funktionieren und das des Videomonitors, der elektrischen Mikroschaltkreis-Schnittstelle und des CCD-Farbsensors erforderlich sind; dadurch gekennzeichnet, dass das proximale Ende der Verbindungseinrichtung einen axialen Anschluß aufweist, in dem das proximale Ende des Bündels von Lichtleitfasern fest aufgenommen ist; der axiale Anschluß der Verbindungseinrichtung direkt in die Verbindungsankopplung einer externen Lichtquelle eingesteckt werden kann; die Verbindungseinrichtung eine seitliche elektrische Verbindungsankopplung aufweist, die elektrisch einstückig mit dem proximalen Ende des elektrischen Kabels ist; und das Kabel nacheinander durch das Verbindungskabel, durch den in der Hand gehaltenen Griff, durch die Längsöffnung des zylindrischen Stücks und durch den Steuergriff verläuft; das Kabel direkt und ohne Unterbrechung seines inneren Zusammenhangs die Verbindungseinrichtung mit dem Videoprozessor verbindet; die Verbindungsankopplung mit einer externen elektrischen Stromquelle verbunden werden kann.
Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung selbst mit einer elektrischen Gleichspannung versorgt wird, die von einem elektrischen Kabel, dessen distales Ende elektrisch einstückig mit dem Videoprozessor ist, geliefert wird; die Stromversorgung so berechnet ist, dass die durch das elektrische Kabel übertragene Gleichspannungszufuhr um ihren Nennwert (beispielsweise von 9 bis 16 Volt für einen Nennwert von 12 Volt) variieren kann.
Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Videoprozessor an das distale Ende eines Koaxialkabels, das in einem mehradrigen Kabel integriert ist, ein Videosignal liefert; die Verbindungseinrichtung eine seitliche koaxiale Verbindungsankopplung aufweist, die elektrisch einstückig mit dem proximalen Ende des Koaxialkabels ist; das mehradrige Kabel nacheinander durch das Umbilicalkabel durch den in der Hand gehaltenen Griff, durch die Längsöffnung des zylindrischen Stücks und durch den Steuergriff verläuft; das Koaxialkabel direkt und ohne Unterbrechung seines inneren Zusammenhangs die Verbindungseinrichtung mit dem Videoprozessor verbindet; und die Verbindungsankopplung verbindbar mit einem üblichen externen Videomonitor ohne das Erfordernis einer inneren elektronischen Anpassungseinrichtung ist.
Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Videoprozessors von einem digitalen Mikrocontroller bewerkstelligt wird, der eine Standard RS 232T Schnittstelle aufweist, die eine Veränderung ihrer Funktionsparameter erlaubt; die Schnittstelle elektrisch einstückig mit dem distalen Ende einer RS 232T Verbindung ist, die aus mehreren Leitern, die in dem mehradrigen Kabel integriert sind, zusammengesetzt ist; die Verbindungseinrichtung eine seitliche, mehrpolige Verbindungsankopplung aufweist, die elektrisch einstückig mit dem proximalen Ende der RS 232T Verbindung ist; das mehradrige Kabel ohne Unterbrechung seines inneren Zusammenhangs durch das Umbilicalkabel, des zylindrischen Stücks und durch den Steuergriff verläuft; und die RS 232T Verbindung direkt und ohne Unterbrechung ihres inneren Zusammenhangs die Verbindungseinrichtung mit dem Videoprozessor verbindet; die Verbindungsankopplung verbindbar mit der RS 232T Schnittstelle eines externen Computers ohne das Erfordernis einer inneren elektronischen Anpassungseinrichtung ist.
Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastenbedienfeld eine spezielle Taste aufweist, die es erlaubt, automatisch die Vorrichtung zur Anpassung des Weißabgleichs des Videoprozessors als eine Funktion der Farbcharakteristiken des Videobilds des Ziels, das durch das distale Ende des Bündels von Lichtleitfasern beleuchtet ist, zu verriegeln.
Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regulierung der Sensitivität des Videoprozessors als eine Funktion des Beleuchtungsgrads des beobachteten Ziels entsprechend einem automatischen Kontrollmodus verläuft, der gleichzeitig die Ausbeute des Videoprozessors und die Öffnung der elektronischen Blende des distalen CCD-Farbsensors berücksichtigt, eine Anordnung, die es möglich macht, Variationen des Beleuchtungsgrads des Ziels automatisch auszugleichen.
Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Phasenverschiebung, die einen Ausgleich für die Verzögerungen in der Übertragung der elektrischen Signale erlaubt, die durch das mehradrige elektrische Kabel wandern, das den Videoprozessor mit der elektrischen Mikroschaltkreis-Schnittstelle verbindet, die mit dem distalen CCD-Farbsensor verbunden ist, aus einer Verzögerungsleitung besteht, die jeweils auf den Pixeltakt und den Integrationstakt, der durch den Videoprozessor erzeugt wird und an die elektrische Schaltkreis-Schnittstelle übertragen wird, einwirkt.
Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Phasenverschiebung, die einen Ausgleich für Verzögerungen in der Übertragung der elektrischen Signale erlaubt, die durch das mehradrige elektrische Kabel wandern, das den Videoprozessor mit der elektrischen Mikroschaltkreis-Schnittstelle verbindet, die mit dem distalen CCD-Farbsensor verbunden ist, aus einer Verzögerungsleitung besteht, die auf den Takt einwirkt, der das Abtasten des ankommenden elektrischen Signals durch den Videoprozessor synchronisiert, das durch den distalen CCD-Farbsensor erzeugt wird und durch das Kabel übertragen wird.
Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende des Beobachtungsrohrs einstückig mit einer Stützeinrichtung ist, deren distales Ende die distale Schnittstelle hält; die Stützvorrichtung aus einer Reihe von Ringen besteht, wobei jeder Ring mit seinen zwei benachbarten Ringen ein Gelenk derart bildet, dass die Stützvorrichtung in zwei senkrecht zueinander stehende Ebenen gerichtet werden kann; die Bewegungen der Stützvorrichtung in jeder dieser Ebenen durch die Translationsbewegungen zweier flexibler Kabel in die entgegengesetzte Richtung gesteuert wer den, die durch das Beobachtungsrohr verlaufen, worin jedes Paar von Kabeln, das den Bewegungen der Stützvorrichtung in einer Ebene zugeordnet ist, durch ein Bedienteil angetrieben wird, das im Griff aufgenommen ist.
Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Bedienteile ausschließlich mechanische Vorrichtungen sind; und jedes dieser Bedienteile direkt und mechanisch mit einer externen Steuerscheibe verbunden ist.
Video-Endoskopiesonde mit distalem CCD-Farbsensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Bedienteile motorisierte Vorrichtungen sind; der Start und die Rotationsrichtung der zwei Elektromotoren der Bedienvorrichtung durch einen Steuerhebel, der auf dem Steuergriff angeordnet ist, mit vier Freiheitsgraden gesteuert werden; und die Spannungen der Stromversorgung der zwei Gleichstrommotoren, die mit den Bedienteilen verbunden sind, gleich der Spannung der Stromversorgung des Videoprozessors sind.