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Die
Erfindung betrifft eine Auswahlvorrichtung für ein elektronisches Endoskopsystem,
das mehrere elektronische Endoskope und Peripherieeinrichtungen
wie Fernsehmonitore und Videorecorder enthält.
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In
der Medizintechnik werden elektronische Endoskopsysteme unterschiedlicher
Art wie RGB-Reihenfolge- oder Farbchipsysteme, Ultraschallsysteme,
Systeme, die ein Fluoreszenzbild angeregter Zellen im Inneren eines
Hohlorgans aufnehmen, und dergleichen eingesetzt. Dabei kommen diese
elektronischen Endoskopsysteme in Abhängigkeit des konkreten Falls
wahlweise zur Anwendung. Im Gegensatz zur optischen Endoskopie,
bei der ein über
das distale Ende eines Lichtleitfaserbündels empfangenes optisches
Bild betrachtet wird, ist bei der elektronischen Endoskopie eine
Bilddarstellungsvorrichtung wie ein Fernsehmonitor erforderlich,
um das von dem elektronischen Endoskop eingefangene Bild zu betrachten.
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In
vielen medizinischen Einrichtungen werden eine Reihe von verschiedenartigen
elektronischen Endoskopsystemen in einer einzigen medizinischen
Untersuchung eingesetzt, da jedes dieser Endoskopsysteme seinen
eigenen Zweck hat. In diesen Einrichtungen werden Raum und Geld
dadurch verschwendet, dass für
jedes einzelne dieser Endoskopsysteme Peripherieeinrichtungen wie
Fernsehmonitore, Videorecorder etc. erforderlich sind. Außerdem ist
es mühevoll
und zeitaufwendig, die individuell auf jedes System ausgelegten
Peripherieeinrichtungen zu bedienen.
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Es
ist deshalb wünschenswert,
dass die elektronischen Endoskopsysteme Einrichtungen gleicher Funktion,
wie einen Fernsehmonitor, einen Videorecorder etc. gemeinsam nutzen
und so ein einziges organisiertes elektronisches Endoskopsystem
aufgebaut wird. Damit die Endoskopsysteme die Peripherieeinrichtungen
gemeinsam nutzen können,
ist eine Auswahlvorrichtung erforderlich, die zwischen den einzelnen
elektronischen Endoskopen und den Peripherieeinrichtungen vermittelt.
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Das
vorstehend genannte organisierte elektronische Endoskopsystem enthält mehrere
elektronische Endoskopeinheiten, von denen jedes einen langgestreckten
Einführteil,
der in eine Körperhöhle oder
in ein Hohlorgan eingeführt
wird, sowie eine Bildsignalverarbeitungseinheit enthält, die
Bildsignale verarbeitet, die eine an dem distalen Ende des Einführteils
montierte Bilderzeugungsvorrichtung liefert. Von der Bilderzeugungsvorrichtung
eingefangene Bilder werden von der Bildsignalverarbeitungseinheit als
Videosignale mit einem Synchronisationssignal an die Auswahlvorrichtung
ausgegeben. Der Fernsehmonitor benötigt Zeit für die Synchronisierung mit dem
von dem neu ausgewählten
elektronischen Endoskop gelieferten Synchronisationssignal. Schaltet die
Auswahlvorrichtung gleichzeitig sowohl die Videosignale als auch
das Synchronisationssignal von einem elektronischen Endoskop auf
ein anderes, so wird auf dem Fernsehmonitor ein unsynchronisiertes Videobild
dargestellt, während
der Fernsehmonitor mit dem Synchronisationssignal synchronisiert
wird. Während
der Fernsehmonitor mit der Synchronisation befasst ist, beobachtet
der Benutzer deshalb zwangsläufig
ein unsynchronisiertes Bild auf dem Fernsehmonitor. Dies strengt
die Augen des Benutzers an, insbesondere wenn der Fernsehmonitor zum
Zwecke der besseren Bildbetrachtung in einem abgedunkelten Raum
eingesetzt wird.
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In
der
US 5 243 416 A ist
eine Auswahlvorrichtung für
ein elektronisches Endoskopsystem beschrieben, mit einem Videosignal-Umschaltprozessor,
der an mindestens eine Peripherieeinrichtung auszugebende Signale
von ersten Videosignalen, die von einem ersten elektronischen Endoskop
stammen, auf zweite Videosignale umschaltet, die von einem zweiten
elektronischen Endoskop stammen, mit einem Synchronisationssignal-Umschaltprozessor, der
an die Peripherieeinrichtung auszugebende Synchronisationssignale
von Synchronisationssignalen, die von dem ersten elektronischen
Endoskop stammen, auf Synchronisationssignale umschaltet, die von
dem zweiten elektronischen Endoskop stammen, und mit einem Umschalt-Steuerprozessor,
der den Videosignal-Umschaltprozessor und den Synchronisationssignal-Umschaltprozessor
ansteuert.
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In
der
US 5 877 802 A ist
eine Signalverarbeitungseinheit für ein Endoskopsystem beschrieben,
die Videosignale und Synchronisationssignale an eine Peripherieeinrichtung
ausgibt. Diese Verarbeitungseinheit enthält eine Schaltungsanordnung, die
sicherstellt, dass die Videosignale erst dann an die Peripherieeinrichtung
ausgegeben werden, wenn die Verarbeitungseinheit die Synchronisationssignale empfängt.
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Zum
Stand der Technik wird ferner auf die
EP 0 881 834 A2 verwiesen, die einen Umschalter
für ein Endoskopsystem
mit mehreren Endoskopen beschreibt. Dieser Umschalter schaltet sowohl
Video- als auch Synchronisationssignale um.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Auswahlvorrichtung für ein elektronisches Endoskopsystem anzugeben,
die es ermöglicht,
dass mehrere elektronische Endoskope gemeinsam eine Peripherieeinrichtung
nutzen und mehrere elektronische Endoskopsysteme zu einem einzigen
organisierten elektronischen Endoskopsystem integriert werden. Weiterhin liegt
die Aufgabe der Erfindung darin, eine Auswahlvorrichtung anzugeben,
die ein Videobild eines ausgewählten
elektronischen Endoskops an eine Peripherieeinrichtung sendet, ohne
dass dieses Videobild bei Umschaltung auf ein anderes Endoskop unsynchronisiert
ist.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch die Auswahlvorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung sieht eine Auswahlvorrichtung vor, die einen Videosignal-Umschaltprozessor,
einen Synchronisationssignal-Umschaltprozessor und einen Umschalt-Steuerprozessor
enthält.
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Der
Videosignal-Umschaltprozessor schaltet die Videosignale, die an
mindestens eine Peripherieeinrichtung ausgegeben werden, zwischen
ersten, von einem ersten elektronischen Endoskop stammenden Videosignalen
und zweiten, von einem zweiten elektronischen Endoskop stammenden
Videosignalen um. Der Synchronisationssignal-Umschaltprozessor schaltet
Synchronisationssignale, die an die Peripherieeinrichtung ausgegeben
werden, zwischen von dem ersten elektronischen Endoskop stammenden
Synchronisationssignalen und von dem zweiten elektronischen Endoskop
stammenden Synchronisationssignalen um. Der Umschalt-Steuerprozessor steuert
den Videosignal-Umschaltprozessor und den Synchronisationssignal-Umschaltprozessor
und sperrt die Ausgabe der Videosignale nach Ansteuerung des Synchronisationssignal-Umschaltprozessors
für eine
vorbestimmte Zeit.
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Vorteilhaft
hat die Auswahlvorrichtung einen Bedienprozessor zum Ansteuern des
Umschalt-Steuerprozessors.
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Der
Umschalt-Steuerprozessor kann den Videosignal-Umschaltprozessor
und den Synchronisationssignal-Umschaltprozessor gleichzeitig ansteuern.
In diesem Fall hat der Umschalt-Steuerprozessor vorteilhaft einen
Ausgabe-Umschaltprozessor und eine Zeitsteuerung. Der Ausgabe-Umschaltprozessor
schaltet die Videosignale zwischen einem EIN- und einem AUS-Zustand
um. Der EIN-Zustand gibt die Ausgabe der Videosignale frei, während der AUS-Zustand
diese untersagt. Die Zeitsteuerung dient der Festlegung der vorstehend
genannten vorbestimmten Zeit, d.h. dem Timing. Ferner wird der Ausgabe-Umschaltprozessor
auf den ausgeschalteten Zustand eingestellt und die Zeitsteuerung
gestartet, wenn der Synchronisationssignal-Umschaltprozessor angesteuert
wird. Der Ausgabe-Umschaltprozessor
wird nach Ablauf der vorbestimmten Zeit auf den eingeschalteten
Zustand eingestellt. Der EIN- und der AUS-Zustand, die auf die Ausgabesteuerung der
Videosignale des Videosignal-Umschaltprozessors bezogen sind, werden
von dem Ausgabe-Umschaltprozessor geschaltet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung steuert der Umschalt-Steuerprozessor den
Videosignal-Umschaltprozessor nach Ansteuerung des Synchronisationssignal-Umschaltprozessors
für eine vorbestimmte
Zeit an und sperrt die Ausgabe der Videosignale für diese
vorbestimmte Zeit.
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Vorteilhaft
enthält
der Signal-Umschaltprozessor eine erste und eine zweite Pufferschaltung und
der Umschalt-Steuerprozessor eine erste und eine zweite Zeitschaltung.
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Die
erste Pufferschaltung, der die ersten Videosignale von dem ersten
elektronischen Endoskop zugeführt
werden, steuert den EIN- und den AUS-Zustand der Videosignalausgabe.
Der EIN-Zustand erlaubt die Videosignalausgabe und der AUS-Zustand untersagt
diese. Die zweite Pufferschaltung, der die zweiten Videosignale
von dem zweiten elektronischen Endoskop zugeführt werden, steuert den EIN- und
den AUS-Zustand der Videosignalausgabe. Die erste Zeitschaltung
stellt die erste Pufferschaltung unmittelbar nach Empfang eines
Steuersignals auf den AUS-Zustand ein, der die Videosignalausgabe verbietet.
Die zweite Zeitsteuerung stellt die zweite Pufferschaltung unmittelbar
nach Zuführung
des Steuersignals auf den AUS-Zustand ein. Weiterhin stellt sie
die zweite Pufferschaltung auf den EIN-Zustand ein, nachdem seit Abschluss
der Zuführung des
Steuersignals die vorbestimmte Zeit vergangen ist. Die Umschaltung
der ersten und der zweiten Videosignale wird also über das
Steuersignal gesteuert, das alternativ der ersten und der zweiten
Zeitsteuerung zugeführt
wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält der Synchronisationssignal-Umschaltprozessor
eine dritte und eine vierte Pufferschaltung. Die dritte Pufferschaltung
empfängt Synchronisationssignale
von dem ersten elektronischen Endoskop und steuert den EIN- und
AUS-Zustand der Ausgabe dieser Synchronisationssignale. Der EIN-Zustand
erlaubt die Ausgabe der Synchronisationssignale, während der
AUS-Zustand diese verbietet. Die vierte Pufferschaltung empfängt Synchronisationssignale
von dem zweiten elektronischen Endoskop und steuert den EIN- und
den AUS-Zustand der Synchronisationssignalausgabe. Die Umschaltung
der Synchronisationssignale wird durch die alternative Einstellung
des EIN- und des AUS-Zustandes der dritten und der vierten Pufferschaltung
gesteuert.
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin
zeigen.
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1 den
elektronischen Aufbau eines elektronischen Endoskopsystem, das in
einer ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellenden Auswahlvorrichtung integriert ist,
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2 den
elektronischen Aufbau der Auswahlvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, und
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3 den
Schaltplan der in 2 gezeigten Zeitschaltungen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele
erläutert.
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1 zeigt
den elektronischen Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Auswahlvorrichtung.
In 1 sind zwei Arten von herkömmlichen elektronischen Endoskopen
an eine Auswahlvorrichtung 10 angeschlossen. Die für die Beleuchtung
in den elektronischen Endoskopeinheiten vorgesehenen optischen Komponenten
sind in 1 nicht dargestellt.
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An
die Auswahlvorrichtung 10 sind ein Fernsehmonitor 20,
ein Videorecorder 21 und Bildsignalverarbeitungseinheiten 42, 64 angeschlossen.
Die Bildsignalverarbeitungseinheit 42 dient der Verarbeitung
von Bildsignalen, die nach dem herkömmlichen RGB-Reihenfolgeverfahren
aufgenommen werden. Dagegen dient die Bildsignalverarbeitungseinheit 64 der
Verarbeitung von Bildsignalen, die nach einem herkömmlichen
Farbchipverfahren aufgenommen werden. Ein Endoskop 30,
das Bilder nach dem RGB-Reihenfolgeverfahren einfängt, ist
lösbar
an die Bildsignalverarbeitungseinheit 42 und ein Endoskop 50,
das Bilder nach dem Farbchipverfahren einfängt, lösbar an die Bildsignalverarbeitungseinheit 64 angeschlossen.
Auf dem Fernsehmonitor 20 wird wahlweise das von dem Endoskop 30 oder
das von dem Endoskop 50 eingefangene Bild dargestellt.
Die wahlweise Darstellung der Bilder auf dem TV-Monitor 20 erfolgt
durch Umschalten mittels der Auswahlvorrichtung 10. Die
auf dem Fernsehmonitor 20 dargestellten Bilder können gleichzeitig
durch den Videorecorder 21 auf Band aufgezeichnet werden.
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Zunächst wird
der Fluss der Bild- und Videosignale in der ersten elektronischen
Endoskopeinheit beschrieben, die das Endoskop 30 und die
Bildsignalverarbeitungseinheit 42 enthält.
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Die
Bilderzeugungsvorrichtung 31 befindet sich an dem distalen
Ende des langgestreckten Einführteils
des Endoskops 30. Die Bilderzeugungsvorrichtung 31 fängt innerhalb
einer Körperhöhle oder
eines Hohlorgans Bilder als Bildsignale ein und gibt diese über in dem
Endoskop 30 verlaufende Kabel an die Bildsignalverarbeitungseinheit 42 aus.
Die der Bildsignalverarbeitungseinheit 42 zugeführten Bildsignale
werden von einem nicht dargestellten Vorverstärker verstärkt und dann einer Vorverarbeitungsschaltung 32 zugeführt. In
der Vorverarbeitungsschaltung 32 werden an den Bildsignalen
verschiedene Signalverarbeitungen vorgenom men, z.B. eine Filterung
der Videobandbreite, eine Abtast- und Halteoperation, kurz S/H („sample
and hold"), eine
Verstärkung,
eine Klemm- oder "clamping"-Operation, eine Signalbegrenzungsoperation,
eine Gammakorrektion etc. Die Signale werden dann in digitale Bildsignale
gewandelt und von der Vorverarbeitungsschaltung 32 ausgegeben.
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In
dem RGB-Reihenfolgeverfahren werden die Bilder nacheinander in Einheiten
von R-, G- und B-Farbbildern eingefangen, so dass die von der Vorverarbeitungsschaltung 32 ausgegebenen
digitalen Bildsignale ebenfalls Reihenfolgesignale der R-, G- und
B-Bilder sind. R steht hierbei für
die Farbe Rot, G für
die Farbe Grün
und B für
die Farbe Blau. Die R-, G- und B-Bildsignale werden dann jeweils
einem Bildspeicher 33, 34 bzw. 35 gemäß der zeitlichen Festlegung,
d.h. dem Timing der Bildsignale zugeführt und dort temporär gespeichert.
Die Bilddaten der jeweiligen R-, G- und B-Bilder werden also getrennt
voneinander in den entsprechenden Bildspeichern 33, 34, 35 gespeichert.
Die zeitliche Festlegung, d.h. das Timing für die Ausgabe und die Speicherung
der RGB-Bildsignale in der Vorverarbeitungsschaltung 32 und
den Bildspeichern 33, 34 und 35 wird
von einer Zeitsteuerung 36 gesteuert.
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Liegt
in den Bildspeichern 33, 34 und 35 ein Satz
R-, G- und B-Bilder enthaltender Bilddaten vor, so werden die einzelnen
R-, G-, B-Bilddaten in analoge Signale gewandelt und an entsprechende
Nachverarbeitungsschaltungen 39, 40 bzw. 41 ausgegeben.
In jeder dieser Nachverarbeitungsschaltungen 39, 40, 41 werden
die jeweiligen R-, G-, B-Bildsignale verschiedenen Signalverarbeitungsoperationen
unterzogen, z.B. einer Filterung, einer Verstärkung, einer Gammakorrektion,
einer Klemmoperation, einer Signalbegrenzungsoperation, einer sogenannten
Enhance-Operation,
einer Signalpegeleinstellung etc., und dann auf das herkömmliche
standardisierte RGB-Komponentenformat transformiert, d.h. in RGB-Komponentenvideosignale überführt. Die
Zeitsteuerung 36 kontrolliert dabei die zeitliche Festlegung
der Ausgabe der R-, G-, B-Bildsignale aus den Bildspeichern 33, 34, 35 und
die Ansteuerung der Nachverarbeitungsschaltungen 39, 40, 41.
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Die
Vorverarbeitungsschaltung 32, die Zeitsteuerung 36 sowie
die Nachverarbeitungsschaltungen 39, 40 und 41 werden
von der Systemsteuerschaltung 37 gesteuert. Die Systemsteuerschaltung 37 ist
an ein Bedienfeld 38 angeschlossen, das mit nicht dargestellten
Betätigungsschaltern
ausgestattet ist. Die Systemsteuerschaltung 37 wird dabei über Befehlssignale
gesteuert, die in dem Bedienfeld 38 bei Betätigung der
Schalter erzeugt werden.
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Die
von den jeweiligen Nachverarbeitungsschaltungen 39, 40 und 41 ausgegebenen RGB-Komponentenvideosignale
R1, G1 bzw. B1 werden über
Kabel Schaltvorrichtungen 11, 12 bzw. 13 zugeführt, die
in der Auswahlvorrichtung 10 vorgesehen sind. Zugleich
gibt die Zeitsteuerung 36 ein Synchronisationssignal T1
an eine in der Auswahlvorrichtung 10 vorgesehene Schaltvorrichtung 14 aus.
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Der
Fluss der Bild- und Videosignale in der zweiten elektronischen Endoskopeinheit,
die das Endoskop 50 und die Bildsignalverarbeitungseinheit 64 enthält, wird
im Folgenden erläutert.
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Die
Bilderzeugungsvorrichtung 51 ist an dem distalen Ende des
langgestreckten Einführteils
des Endoskops 50 vorgesehen. Die Bilderzeugungsvorrichtung 51,
die auf das Farbchipverfahren ausgelegt ist, liefert die R-, G-
und B-Bildsignale für
ein beliebiges Bild einzeln und gleichzeitig. Die in einer Körperhöhle oder
im Inneren eines Hohlorgans von der Bilderzeugungsvorrichtung 51 eingefangenen
Bilder werden über
in dem Endoskop 50 verlaufende Kabel als Bildsignale an
die Bildsignalverarbeitungseinheit 64 ausgegeben. Die der
Bildsignalverarbeitungseinheit 64 zugeführten Bildsignale werden dann
von einem nicht dargestellten Vorverstärker geeignet verstärkt und
Vorverarbeitungsschaltungen 52, 53 und 54 zugeführt. In
den Vorverarbeitungsschaltungen 52, 53 und 54 werden
die Bildsignale verschiedenen Signalverarbeitungsoperationen unterzogen,
z. B. einer Filterung der Videobandbreite, einer Abtast- und Halteoperation,
einer Verstärkung,
einer Klemmoperation, einer Signalbegrenzungsoperation, einer Gammakorrektion
etc. Die Bildsignale werden dann in digitale Bildsignale gewandelt
und von den Vorverarbeitungsschaltungen 52, 53 und 54 ausgegeben.
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Die
von den Vorverarbeitungsschaltungen 52, 53 und 54 ausgegebenen
digitalen RGB-Bildsignale werden jeweils in einem entsprechenden
Bildspeicher 55, 56 bzw. 57 temporär gespeichert.
Die den R-, G-, B-Bildern entsprechenden Bilddaten werden also jeweils
in dem ihnen zugeordneten Bildspeicher 55, 56 bzw. 57 einzeln
gespeichert. Die in den Bildspeichern 55, 56, 57 gespeicherten
R-, G-, B-Bilddaten
werden in analoge Signale gewandelt und Nachverarbeitungsschaltungen 61, 62 bzw. 63 zugeführt. In
den Nachverarbeitungsschaltungen 61, 62 und 63 werden
die entsprechenden R-, G- bzw. B-Bildsignale verschiedenen Signalverarbeitungsoperationen
unterzogen, z. B. einer Filterung, einer Verstärkung, einer Gammakorrektion,
einer Klemmoperation, einer Signalbegrenzungsoperation, einer sogenannten
Enhance-Operation, einer Signalpegeleinstellung etc., und dann in
herkömmlich
standardisierte RGB-Komponentenvideosignale transformiert.
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Die
zeitliche Festlegung für
die Vorverarbeitungsschaltungen 52, 53, 54,
die Bildspeicher 55, 56, 57 und die Nachverarbeitungsschaltungen 61, 62, 63 wird
von einer Zeitsteuerung 58 gesteuert. Die Vorverarbeitungsschaltungen 52, 53, 54,
die Zeitsteuerung 58 und die Nachverarbeitungsschaltungen 61, 62 und 63 werden
von einer Systemsteuerschaltung 59 gesteuert. Die Systemsteuerschaltung 50 ist
an ein Bedienfeld 60 angeschlossen, das mit nicht dargestellten
Betätigungsschaltern
versehen ist. Die Systemsteuerschaltung 59 wird dabei über Signale gesteuert,
die das Bedienfeld 60 bei Betätigung ihrer Schalter erzeugt.
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Von
den Nachverarbeitungsschaltungen 61, 62, 63 ausgegebene
RGB-Komponentenvideosignale
R2, G2 und B2 werden über
entsprechende Kabel an Schaltvorrichtungen 11, 12 bzw. 13 ausgegeben, die
in der Auswahlvorrichtung 10 vorgesehen sind. Zugleich
gibt die Zeitsteuerung 58 ein Synchronisationssignal T2
an eine in der Auswahlvorrichtung 10 vorgesehene Schaltvorrichtung 14 aus.
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Im
Folgenden werden die in der Auswahlvorrichtung 10 vorgenommenen
Umschaltungen zwischen den RGB-Komponentenvideosignalen und den
Synchronisationssignalen erläutert.
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Die
Schaltvorrichtungen 11, 12, 13 und 14 haben
jeweils mehrere Eingangskanäle
und einen einzigen Ausgangskanal. Dabei nimmt die jeweilige Schaltvorrichtung
eine Auswahl unter den Eingangskanälen mittels einer Umschaltung
derart vor, dass nur Signale von einem einzigen ausgewählten Eingangskanal
an den Ausgangskanal ausgegeben werden. In diesem Ausführungsbeispiel
sind für
jede Schaltvorrichtung zwei Eingangskanäle vorgesehen. Beispiele für eine solche
Schaltvorrichtung sind ein herkömmlicher
Analogschalter, eine Relais und dergleichen. Die RGB-Komponentenvideosignale,
die von den Schaltvorrichtungen 11, 12 und 13 ausgegeben
werden, werden EIN/AUS-Schaltern 15, 16, 17 zugeführt und
dann über
Kabel an den Fernsehmonitor 20 und den Videorecorder 21 übertragen.
Dagegen werden die von der Schaltvorrichtung 14 ausgegebenen
Synchronisationssignale über
Kabel direkt an den Fernsehmonitor 20 und den Videorecorder 21 ausgegeben,
ohne dass zwischen der Schaltvorrichtung 14 und der entsprechenden
Peripherieeinrichtung ein EIN/AUS-Schalter vorgesehen ist. Beispiele für einen
solchen EIN/AUS-Schalter sind ein herkömmlicher Analogschalter, ein
Relais etc.
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Die
von den Schaltvorrichtungen 11 bis 14 vorgenommenen
Umschaltungen werden über
Befehlssignale gesteuert, die von dem Bedienfeld 19 geliefert
werden. Die in den Schaltvorrichtungen 11 bis 14 vorgenommenen
Umschaltungen erfolgen dabei gleichzeitig. Nimmt nämlich der
Benutzer durch Betätigung
eines entsprechenden auf dem Bedienfeld 19 vorgesehenen
Schalters eine Umschaltung des ausgewählten elektronischen Endoskops
vor, so werden die Ausgangssignale der Schaltvorrichtungen 11 bis 14 simultan
auf das jeweilige alternative Signal umgeschaltet. Da die von der
Schaltvorrichtung 14 ausgegebenen Signale dem Fernsehmonitor 20 und
dem Videorecorder 21 direkt zugeführt werden, werden die neu
ausgewählten
Synchronisationssignale unmittelbar mit der Umschaltoperation an den
Fernsehmonitor 20 und den Videorecorder 21 übertragen.
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Dagegen
werden die EIN/AUS-Schalter 15, 16, 17 mit
der Schaltoperation in den AUS-Zustand und eine vorbestimmte Zeit
nach der Schaltoperation wieder in den EIN-Zustand umgeschaltet.
Die RGB-Komponentenvideosignale, die von den Schaltvorrichtungen 11, 12, 13 über die
EIN/AUS-Schalter 15, 16, 17 an den Fernsehmonitor 20 oder
den Videorecorder 21 übertragen
werden, werden so erst nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit seit
der an dem Bedienfeld 19 vorgenommenen Schaltoperation
an den Fernsehmonitor 20 und den Videorecorder 21 ausgegeben.
Während
dieser Zeit wird auf dem Fernsehmonitor 20 kein Bild dargestellt,
und der Bildschirm des Fernsehmonitors 20 ist dunkel.
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Die
Schaltoperationen an den EIN/AUS-Schaltern 15, 16, 17 werden über ein
Signal gesteuert, das die Zeitsteuerung 18 liefert. Die vorstehend
genannte vorbestimmte Zeit, nämlich
die Zeit zwischen dem Beginn des AUS-Zustandes und dem Beginn des
EIN-Zustandes in den EIN/AUS-Schaltern 15, 16, 17 reicht
aus, dass die Peripherieeinrichtungen, also der Fernsehmonitor 20,
der Videorecorder 21 etc. mit dem Synchronisationssignal
synchronisiert werden, was von der neu ausgewählten elektronischen Endoskopeinheit
geliefert wird. Die vorbestimmte Zeit beträgt dabei z.B. einige Minuten.
Die Zeitschaltung 18 ist eine herkömmliche Zeitschaltung, z.B.
eine Zeitschaltung, welche die Zahl der von einem Taktimpulsgenerator
ausgegebenen Taktimpulse zählt,
eine Zeitschaltung, die mit der Zeitkonstante einer R-C-Schaltung
arbeitet, etc.
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Wie
oben erläutert,
gibt das erste Ausführungsbeispiel
eine Auswahlvorrichtung an, die Bilder an einer Anzeigevorrichtung
wie einen Fernsehmonitor umschalten kann, ohne dass an der Anzeigevorrichtung
unsynchronisierte Videobilder dargestellt werden.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 und 3 wird im
Folgenden eine Auswahlvorrichtung als zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
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2 zeigt
den elektronischen Aufbau einer Auswahlvorrichtung 70.
Die Auswahlvorrichtung 70 enthält acht Pufferschaltungen 71, 71b bis 74a, 74b, zwei
Zeitschaltungen 75, 76 und ein Bedienfeld 78.
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Das
von der ersten elektronischen Endoskopeinheit ausgegebene Komponentenvideosignal
R1 wird der Pufferschaltung 71a und das von der zweiten
elektronischen Endoskopeinheit ausgegebene Komponentenvideosignal
R2 der Puffer schaltung 71b zugeführt, wie in 2 gezeigt
ist. Entsprechend wird das Komponentenvideosignal G1 der Pufferschaltung 72a,
das Komponentenvideosignal G2 der Pufferschaltung 72b,
das Komponentenvideosignal B1 der Pufferschaltung 73a und
das Komponentenvideosignal 62 der Pufferschaltung 73b zugeführt. Die in 2 dargestellten
Eingangssignale G1, G2, B1 und B2 sind mit den in 1 gezeigten
Komponentenvideosignalen identisch. Ferner wird das Synchronisationssignal
T1 der Pufferschaltung 74a und das Synchronisationssignal
T2 der Pufferschaltung 74b zugeführt. Die Synchronisationssignale
T1 und T2 sind auch in 1 dargestellt.
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Eine
solche Pufferschaltung ist beispielsweise ein Leitungstreiber, dessen
Ausgang über
Signale angesteuert wird, die seinem Steueranschluss zugeführt werden.
Die dem Steueranschluss der jeweiligen Pufferschaltung 71a bis 74a, 71b bis 74b zugeführten Steuersignale
können
zwei Zustände
annehmen, z.B. einen Hochpegel "H" und einen Tiefpegel "L". Befinden sich die Steuersignale der
Pufferschaltungen 71a bis 74a, 71b bis 74b im
Zustand H, so ist die Impedanz der Ausgangsanschlüsse der
Pufferschaltungen 71a bis 74a, 71b bis 74b hoch.
Befinden sich dagegen die Steuersignale der Pufferschaltungen 71a bis 74a, 71b bis 74b im
Zustand L, so werden die RGB-Komponentenvideosignale und die Synchronisationssignale
von den Ausgangsanschlüssen
der Pufferschaltungen 71a bis 74a, 71b bis 74b ausgegeben.
Die Pufferschaltungen 71a bis 74, 71b bis 74b bilden
also jeweils eine Vorrichtung, die das jeweilige Signal ausgibt,
wenn sich da an seinem Steueranschluss anliegende Steuersignal im Zustand
L befindet, und die das Signal nicht ausgibt, wenn sich das Steuersignal
im Zustand H befindet. Außerdem
sind die Ausgangsanschlüsse
der Pufferschaltungen jeweils paarweise zusammengeschaltet, d.h. 71a bis 71b, 72a mit 72b, 73a mit 73b und 74a mit 74b.
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Die
Pufferschaltungen 71a bis 74a, 71b bis 74b geben
einen Satz RGB-Komponentenvideosignale
und Synchronisationssignale aus, wobei zwei alternative Sätze, nämlich die
R1-, G1-, B1-, T1-Signale und die R2-, G2-, B2-, T2-Signale vorgesehen sind,
von denen der erste von der ersten elektronischen Endoskopeinheit
und der zweite von der zweiten elektronischen Endoskopeinheit geliefert wird.
Einer der beiden oben genannten Signalsätze wird entsprechend den von
dem Bedienfeld 78 gelieferten Steuersignalen dem Fernsehmonitor 20 und
dem Videorecorder 21 zugeführt.
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Von
dem Bedienfeld 78 führen
Leitungen S1 zu dem Steueranschluss der Pufferschaltung 74b und
zu einem Eingangsanschluss der Zeitschaltung 75. Ferner
führen
Leitungen S2 von dem Bedienfeld 78 zu dem Steueranschluss
der Pufferschaltung 74a und zu einem Eingangsanschluss
der Zeitschaltung 76. Ein Ausgangsanschluss der Zeitschaltung 75 ist über Leitungen
S1' mit den Steueranschlüssen der Pufferschaltungen 71b, 72b und 73b verbunden.
Entsprechend ist ein Ausgangsanschluss der Zeitschaltung 76 über Leitungen
S2' mit den Steueranschlüssen der
Pufferschaltungen 71a, 72a und 73a verbunden.
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Während die
von der ersten elektronischen Endoskopeinheit stammenden Komponentenvideosignale
in der Auswahlvorrichtung 70 ausgewählt sind, werden so die auf
die Leitungen S2 und S2' gegebenen
Signale im Zustand L gehalten, so dass die Ausgangsanschlüsse der
Pufferschaltungen 71a, 72a, 73a und 74a zur
Ausgabe der Eingangssignale bereit sind. Dagegen werden die Signale
auf den Leitungen S1 und S1' im
Zustand H gehalten, so dass die Impedanz der Ausgangsanschlüsse der
Pufferschaltungen 71b, 72b, 73b und 74b hoch
ist. Die Auswahlvorrichtung 10 gibt deshalb zu diesem Zeitpunkt
nur Signale aus, die von den Pufferschaltungen 71a, 72a, 73a und 74a stammen.
An den Fernsehmonitor 20 und den Videorecorder 21 wird
deshalb nur der aus den Signalen R1, G1, B1 und T1 bestehende Signalsatz
ausgegeben.
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Wählt der
Benutzer an dem Bedienfeld 78 einen entsprechenden Schalter
aus, um die Videoausgabe von der ersten elektronischen Endoskopeinheit auf
die zweite elektronische Endoskopeinheit umzuschalten, so ändert sich
der Signalzustand auf den Leitungen S2 und S2' unmittelbar von tiefem Pegel auf hohen
Pegel. Die Impedanz der Ausgangsanschlüsse der Pufferschaltungen 71a, 72a, 73a und 74a wird
so hoch, so dass die Ausgabe aus den Pufferschaltungen 71a, 72a, 73a und 74a unterbunden wird.
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Gleichzeitig
mit der von dem Benutzer über den
an dem Bedienfeld 78 vorgesehenen Schalter vorgenommenen
Auswahl ändern
sich auch die Steuersignale auf den Leitungen S1 von hohem Pegel
auf tiefen Pegel, so dass der Ausgangsanschluss der Pufferschaltung 74 so
umgeschaltet wird, dass ihm eine Signalausgabe gestattet ist. Das
Synchronisationssignal T2 wird so gleichzeitig mit der Umschaltoperation
an den Fernsehmonitor 20 und den Videorecorder 21 ausgegeben.
Dagegen ändert
sich der Signalzustand auf den Leitungen S1' von hohem Pegel auf niedrigen Pegel
erst nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit. So schalten die Zeitsteuerungen 75 und 76 die
Ausgangssignale unmittelbar auf hohen Pegel um, wenn die Eingangssignale
von tiefem Pegel auf hohen Pegel umgeschaltet werden, um so die Videosignalausgabe
zu stoppen. Werden jedoch die Eingangssignale von hohem Pegel auf
tiefen Pegel umgeschaltet, so schalten die Zeitsteuerungen 75 und 76 die
Ausgangssignale von hohem Pegel auf tiefen Pegel um, um so die Videosignalausgabe
erst nach einer vorbestimmten Zeit zu gestatten. Den Ausgangsanschlüssen der
Pufferschaltungen 71b, 72b und 73b ist
es so erst nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit seit der von dem
Benutzer vorgenommenen Umschaltoperation möglich, die Ausgabe der RGB-Komponentenvideosignale
der zweiten elektronischen Endoskopeinheit, nämlich der Videosignale R2,
G2 und B2, an den Fernsehmonitor 20 und den Videorecorder 21 freizugeben.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel
ist diese vorbestimmte Zeit notwendig und hinreichend dafür, dass
die Peripherieeinrichtungen wie der Fernsehmonitor 20 und
der Videorecorder 21 mit dem von einer elektronischen Endoskopeinheit
gelieferten Synchronisationssignal synchronisiert werden. Auf dem
Fernsehmonitor 20 wird so nur ein mit den Synchronisationssignalen
einer elektronischen Endoskopeinheit synchronisiertes Videobild
dargestellt. Unsynchronisierte Videobilder werden auf dem Fernsehmonitor 20 deshalb
zu keiner Zeit dargestellt.
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Obige
Beschreibung bezieht sich auf den Fall, dass die Videoausgabe von
der ersten elektronischen Endoskopeinheit auf die zweite elektronische Endoskopeinheit
umgeschaltet wird. Die Funktionsweise ist jedoch die gleiche, wenn
die Videoausgabe von der zweiten elektronischen Endoskopeinheit
auf die erste elektronische Endoskopeinheit umgeschaltet wird.
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Im
Folgenden wird das Verhalten der Zeitschaltungen 75 und 76 unter
Bezugnahme auf 3 erläutert. 3 zeigt
einen Schaltplan der Zeitschaltungen 75 und 76.
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Zunächst wird
das Verhalten der Zeitschaltungen 75, 76 bei Umschaltung
des Steuer- oder Eingangssignals Vin von
tiefem Pegel auf hohen Pegel erläutert.
Eine Diode D ist in Durchlassrichtung vorgespannt, wenn das Hochpegelsignal
an dem Eingangsanschluss anliegt, so dass durch einen Puffer 80,
die Diode D und einen Widerstand R ein Strom fließt und einen
Kondensator C lädt.
Der Strom verursacht eine elektrische Potentialdifferenz zwischen den
beiden Anschlüssen
des Widerstandes R, und in dem Kondensator C sammelt sich elektrische
Ladung an. An einem Vergleicher 81 wird die elektrische
Potentialdifferenz mit einem elektrischen Referenzpotential Vref verglichen. Das Referenzpotential Vref ist beispielsweise auf die Hälfte des
Hochpegelsignals H eingestellt (H/2). Ist die über den Anschlüssen des
Widerstandes R abfallende Potentialdifferenz größer als das Referenzpotential
Vref, so gibt der Vergleicher 81 ein
Signal Vout als Hochpegelsignal H aus. Ist
das Referenzpotential Vref auf den Pegel
H/2 eingestellt, so wird der Widerstandswert des Widerstandes R
so gewählt,
dass die Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen des Widerstandes R größer als
der Pegel H/2 ist, wenn das Eingangssignal Vin das
Hochpegelsignal H ist. Schalten nämlich die auf den Leitungen
S1 und S2 ausgegebenen Steuersignale von tiefem Pegel L auf hohen
Pegel H um, und schalten die Eingangssignale der Zeitsteuerungen 75, 76 von
L nach H um, so werden die Ausgangssignale der Zeitsteuerung 75, 76 unmittelbar von
L nach H umgeschaltet. Die auf die Leitungen S1' und S2', die mit den Ausgangsanschlüssen der
Zeitschaltungen 75, 76 verbunden sind, ausgegebenen Steuersignale
schalten so unmittelbar von L auf H um.
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Wird
dagegen das Steuer- oder Eingangssignal Vin von
H nach L umgeschaltet, so ist die Diode D in Sperrrichtung vorgespannt.
Da in dem Kondensator C elektrische Ladung angesammelt ist, nimmt in
diesem Fall das elektrische Potential, das an dem Eingangsanschluss
des Vergleichers 81 anliegt, während der Entladung exponentiell
mit der Zeitkonstante ab, die durch die Kapazität des Kondensators C und den
Widerstandswert des Widerstandes R gegeben ist. Nimmt die elektrische
Potentialdifferenz zwischen den beiden Anschlüssen des Kondensators C auf
Vref oder weniger ab, so schaltet das von der
Zeitschaltung 75 und der Zeitschaltung 76 ausgegebene
Ausgangssignal Vout von H nach L um. Die Zeit,
die dafür
benötigt
wird, dass die Potentialdifferenz zwischen den beiden Anschlüssen des
Kondensators C auf Vref oder weniger abnimmt,
ist die vorbestimmte Zeit, die zum Synchronisieren des Fernsehmonitors 20 oder
des Videorecorders 21 mit einem neu ausgewählten elektronischen
Endoskop vorgesehen ist. Die Steuersignale, die auf die mit den
Ausgangsanschlüssen
der Zeitschaltungen 75, 76 verbundenen Leitungen
S1', S2 gelegt werden,
werden deshalb ebenfalls auf hohem Pegel gehalten, bis die vorbestimmte
Zeit abgelaufen ist. Während
dieser Zeit werden die Videosignale dem Fernsehmonitor 20,
dem Videorecorder 21 etc. nicht zugeführt, so dass auf dem Fernsehmonitor 20 keine
Darstellung erfolgt.
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Mit
dem zweiten Ausführungsbeispiel
können
die technischen Wirkungen erreicht werden, die schon für das erste
Ausführungsbeispiel
erläutert wurden.
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In
den erläuterten
Ausführungsbeispielen sind
die Bildsignalverarbeitungseinheiten 42, 64, der Fernsehmonitor 20 und
der Videorecorder 21 jeweils über nicht dargestellte Steckverbindungen
an die Auswahlvorrichtung 10 angeschlossen.
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In
den Ausführungsbeispielen
wurden das RGB-Reihenfolgeverfahren und das Farbchipverfahren als
Beispiele für
ein in einem elektronischen Endoskop eingesetztes Bildaufnahmeverfahren
genannt. Das Bildaufnahmeverfahren des elektronischen Endoskops
ist jedoch auf die eben genannten Verfahren nicht beschränkt. So
kann das elektronische Endoskop auch ein Ultraschall-Endoskopsystem oder
ein elektronisches Endoskopsystem einsetzen, das im Inneren eines
Hohlorgans ein Fluoreszenzbild von angeregten Zellen einfängt. Weiterhin wurden
in den eben erläuterten
Ausführungsbeispielen
lediglich zwei elektronische Endoskope oder elektronische Endoskopeinheiten
beschrieben, die an die Auswahlvorrichtung angeschlossen sind. Es kann
jedoch eine beliebige Anzahl von elektronischen Endoskopen an die
Auswahlvorrichtung angeschlossen werden.
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In
den Ausführungsbeispielen
wurden die RGB-Komponentenvideosignale und deren Synchronisationssignale
als Beispiele für
Videosignale genannt. Die Erfindung erlaubt jedoch auch die Anwendung
von Videosignalen anderen Formats, sofern die Komponenten dieser
Videosignale von den Synchronisationssignalen getrennt sind. Beispielhaft
sind hier Farbdifferenzsignale und Luminanzsignale zu nennen.