DE19621652A1 - Bildübertragungseinrichtung mit Lichtleitfaserbündel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildübertragungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Derartige Bildübertragungseinrichtungen werden insbesondere in Endoskopen für medizinische oder technische Zwecke verwendet, vor allem in flexiblen Endoskopen. Dabei überträgt das Bündel von Lichtleitfasern das Bild von seiner einen Fläche zu seiner anderen Fläche über die Länge des Instrumentes. Auf der Okularfläche wird das Bild von einer Videoeinrichtung erfaßt und zur Anzeige auf ei­ nem elektronischen Bildschirm oder zur Abspeicherung auf einem Speichermedium verarbeitet. Bei bekannten Bildübertragungsein­ richtungen dieser Art werden Bündel von Lichtleitfasern verwendet, die wohlgeordnet sind derart, daß für jede Lichtleitfaser die relative Anordnung ihres einen Endes in der einen Endfläche des Bündels übereinstimmt mit der relativen Anordnung ihres anderen Endes in der anderen Endfläche des Bündels. Ein auf die eine Endfläche des Bündels projiziertes Bild erscheint folglich in derselben Anordnung, also als identisches Bild auf der anderen Endfläche.

Solche geordneten Bündel von Lichtleitfasern sind in ihrer Herstel­ lung außerordentlich teuer. Es sind auch wesentlich kostengünstiger herstellbare Lichtleitfaserbündel bekannt, bei denen die Fasern un­ geordnet sind. Diese lassen sich nach dem Stand der Technik je­ doch nur als Lichtleiter zu Beleuchtungszwecken verwenden, bei denen es auf eine korrekte Bildübertragung nicht ankommt und bei denen die Unordnung der Fasern sogar gezielt zur Vergleichmäßi­ gung der Ausleuchtung verwendet wird. Zur Bildübertragung sind solche Bündel nicht verwendbar, da sie aus einem auf ihre eine Endfläche projizierten Bild ein auf der anderen Endfläche erschei­ nendes Bild machen, das nur aus einer ungeordneten Punk­ tanordnung besteht und das nicht mehr erkennbar ist.

Die erheblichen Herstellungskosten geordneter Bündel stellen einen wesentlichen Kostenfaktor bei Bildübertragungseinrichtungen der eingangs genannten Art dar. Daher sind solche Einrichtungen, ob­ wohl die Kosten auf Seiten der Videoeinrichtung in den letzten Jah­ ren stark gesunken sind, immer noch extrem teuer.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bild­ übertragungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei wesentlich verringerten Herstellungskosten erweiterte kon­ struktive Möglichkeiten bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.

Die erforderlichen Mehrkosten bei der Bildverarbeitungseinrich­ tung, um dieser das Rückrechnen des Bildes zu ermöglichen, sind beim heutigen Stand der Computertechnik vernachlässigbar. Jeder heutzutage für Bürozwecke verwendete Computer wäre für diese Aufgabe geeignet. Durch die Verwendung eines ungeordneten Bün­ dels gegenüber einem geordneten Bündel lassen sich jedoch die Ko­ sten für das Bündel auf unter 1% senken. Insgesamt lassen sich also die Kosten der Bildübertragungseinrichtung um einen bisher für unvorstellbar gehaltenen Wert senken. Ferner ergeben sich eine Reihe weiterer Vorteile bei der Herstellung. Da das Bündel unge­ ordnet ist, besteht beispielsweise die Möglichkeit, das Bündel bei der Montage beliebig zu zerlegen und ohne Rücksicht auf die Fa­ serordnung z. B. in Teilbündeln zu verlegen, wodurch sich nicht nur die Montage vereinfachen läßt, sondern sich auch bedeutende Vor­ teile hinsichtlich der Gestaltbarkeit der Räume, in denen das Bündel zu verlegen ist, ergeben. Ein Endoskop kann auf diese Weise in seiner inneren Querschnittsaufteilung optimiert werden und in sei­ nem Gesamtquerschnitt verringert werden.

Bei der Verwendung eines ungeordneten Bündels für die erfin­ dungsgemäßen Zwecke muß die Zuordnungsfunktion bekannt sein. Sie kann auf einfache Weise bestimmt werden, beispielsweise durch ihre Ableitung aus dem Herstellungsprozeß des Faserbündels, wenn sich die Unordnung mathematisch ableitbar aus dem Herstellungs­ verfahren ergibt. Eine weitere, stets einfach durchführbare Methode zur Bestimmung der Zuordnungsfunktion besteht darin, die Faserenden auf der einen Endfläche des Bündels nacheinander ge­ zielt zu einzeln zu beleuchten und dabei jeweils den Ort des auf der anderen Endfläche aufleuchtenden Faserendes zu bestimmen. Wurde das Faserbündel zuvor fest, z. B. in einem Endoskop mon­ tiert, so ändert sich die Zuordnungsfunktion nicht mehr und kann beispielsweise über einen Magnetspeicherträger, wie z. B. eine Dis­ kette, jederzeit einer diesem Bündel zugeordneten Bildverarbei­ tungseinrichtung eingegeben werden.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Mit einem solchen Bündel kann beispielsweise in einem Endoskop mit einem Objektiv geradeaus und mit einem oder mehreren weiteren Objektiven zur Seite blickend gearbeitet werden. Von allen einzel­ nen Objektivflächen gelangen die Bilder ungeordnet und gemischt auf die Okularflächen. Die Bildverarbeitungseinrichtung rechnet die einzelnen objektivseitig erfaßten Bilder zurück und bringt diese in geeigneter Weise zur Anzeige oder zur Abspeicherung.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Ist das Bündel ausreichend ungeordnet mit hinreichend gleichmäßiger statistischer Verteilung der Fasern zwischen den einzelnen Okular­ flächen, so läßt sich aus jeder der mehreren Okularflächen das ge­ samte Bild, das auf die Objektivfläche projiziert wird, rückrechnen, wenn auch mit durch die verringerte Faserzahl verringerte Auflö­ sung. Mit einer solchen Konstruktion lassen sich verschiedene vor­ teilhafte Lösungen erzielen, z. B. zwei getrennte Okularflächen, von denen die eine mit einer Videokamera und die andere direkt mit dem Auge betrachtet wird. Bei Verwendung dreier Okulare mit ent­ sprechenden Farbfiltern läßt sich unter Verwendung von einfachen Schwarz/Weiß-Bildwandlern in der üblichen RGB-Technik ein Farbbild erzeugen.

Die Konstruktion nach Anspruch 3 läßt sich mit der nach Anspruch 2 kombinieren, wobei durch die Unordnung der Fasern komplette Bilder aller Objektivflächen auf z. B. drei Okularflächen zur RGB-Bildverarbeitung übertragen werden.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Auf diese Weise läßt sich in das Bündel ein Teilbündel integrieren, das zu Beleuchtungszwecken betrieben wird. Objektivseitig können diese Fasern zwischen den Enden der zur Bildübertragung verwen­ deten Fasern enden oder vorzugsweise zu einem Teilbündel abge­ zweigt in einer getrennten lichtabstrahlenden Fläche enden, wo­ durch Reflexionen im Objektiv vermieden werden.

Die Zuordnungsfunktion kann eine einfache ortsabhängige Funktion sein, wenn bei dem Herstellungsverfahren des Faserbündels sich die Unordnung beispielsweise nur als einfache ortsabhängige Verdre­ hung oder teilgeordnete Anordnung der Fasern ergibt. In der Regel wird aber aus Kostengründen und auch zur Gleichverteilung der Fa­ sern auf einzelne Teilbündel bei Konstruktionen nach Anspruch 2 oder Anspruch 3 ein völlig ungeordnetes Bündel vorzuziehen sein, bei dem für jede Faser die Koordinaten des Endes in der einen End­ fläche und in der anderen Endfläche bestimmt werden und eine Ta­ belle ergeben, die auf einfache Weise elektronisch abspeicherbar ist. Besteht das Bündel beispielsweise aus 30000 Fasern, so sind 60000 Koordinaten, zu zweit zugeordnet abzuspeichern. Die vor­ teilhafte Form der Zuordnungsfunktion als Tabelle gemäß Anspruch 5 hat auch Vorzüge bei der Regenerierung des Bildes in der Bild­ verarbeitungseinrichtung, da das Rechnen mit Tabellen einfacher und schneller elektronisch durchführbar ist. Damit ist eine Online-Verarbeitung des Bildes leicht möglich.

Die Bildverarbeitungseinrichtung muß von den Pixelkoordinaten des Bildwandlers als Ausgangsdaten ausgehen. Bevor sie die Zuord­ nungsfunktion der Faserenden berücksichtigt, muß sie also eine weitere Zuordnungsfunktion berücksichtigen, die die Projektion der Faserenden auf der Okularfläche zu Pixeln oder Pixelgruppen des Bildwandlers wiedergibt. Wenn der Bildwandler und das Faserbün­ del z. B. in einem Endoskop fest montiert sind, kann aber auch vorteilhaft gemäß Anspruch 6 unmittelbar die Zuordnungsfunktion der objektivseitigen Bildpunkte zu Pixeln oder Pixelgruppen des Bildwandlers ermittelt und in einer Tabelle abgespeichert werden, wodurch die Berechnung erheblich beschleunigt wird.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 7 vorgesehen. Be­ steht das Bündel aus Fasern unterschiedlicher Fasersorten, die sich hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften unterscheiden, so lassen sich eine Reihe von Problemen bisher bekannter Bündel lösen. Die Fasern können z. B. aus unterschiedlichen Gläsern bestehen, wobei eine Fasersorte bis weit in den ultravioletten Bereich und eine an­ dere Fasersorte bis weit in den infraroten Bereich durchlässig ist. Es lassen sich also Bündel schaffen, die gegenüber bisherigen aus nur einer Glassorte gefertigten Bündeln den Vorteil eines wesentlich erweiterten Spektralbereiches haben. Durch die ungeordnete Vermi­ schung der Fasern läßt sich das gesamte Bild mit hoher Auflösung im erweiterten Spektralbereich übertragen.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines einfachen erfin­ dungsgemäßen Bildwandlers bei der Betrachtung und Wiedergabe eines Bildes,

Fig. 2 die Darstellung einer komplexeren erfindungsgemäßen Bildübertragungseinrichtung und

Fig. 3 eine Variante des Bildwandlers der Fig. 1 in einem Ausschnitt der Darstellung der Fig. 1 im Bereich des Okulares.

In Fig. 1 ist das Grundprinzip der Erfindung dargestellt. Die stark schematisiert dargestellte Bildübertragungseinrichtung weist ein Bündel 1 von Lichtleitfasern auf, das in üblicher Ausbildung zwei quer durch alle Fasern verlaufende Endflächen aufweist, nämlich eine Objektivfläche 2 und eine Okularfläche 3.

Vor der Objektivfläche 2 ist ein mit einer einfachen Linse schema­ tisch angedeutetes Objektiv 4 angeordnet, das ein Objekt 5, im Dar­ stellungsbeispiel den Buchstaben "V" betrachtet. Das Objektiv 4 bildet das Objekt 5 als Bild 5′ auf die Objektivfläche 2 des Bündels 1 ab.

Das Bündel 1 besteht aus Lichtleitfasern, die ungeordnet im Bündel verlegt sind, und zwar derart, daß die relative Anordnung der Fa­ serenden zueinander in der Objektivfläche 2 eine andere ist als in der Okularfläche 3. Vorzugsweise sind die relativen Anordnungen völlig ungeordnet. Solche ungeordneten Bündel sind wesentlich ein­ facher und kostengünstiger herstellbar als geordnete Bündel. Die Herstellungskosten liegen gegenüber geordneten Bündeln bei unter 1%.

Das Bild 5′ auf der Objektivfläche 2 erscheint folglich auf der Okularfläche 3 als wahllose Punktverteilung, die kein erkennbares Bild vermittelt. Dieses ungeordnete Bild 5′′ wird mittels eines Okulars 6, das in Fig. 1 mit einer einfachen Linse dargestellt ist, auf einen Bildwandler 7 projiziert, z. B. einen üblichen Farbbild­ wandlerchip, wie er in Videokameras Verwendung findet. Das vom Bildwandler 7 erzeugte Videosignal, das das ungeordnete Bild 5′′ enthält, gelangt über eine Leitung 8 zu einer Bildverarbeitungsein­ richtung 9, von deren Ausgang über eine Leitung 10 im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel ein Videomonitor 11 angesteuert wird. Wahlweise kann auch anstelle des Videomonitors 11 eine Video­ speichereinrichtung, z. B. ein Videobandaufzeichnungsgerät, ange­ steuert werden.

Die Bildverarbeitungseinrichtung 9 ist derart ausgebildet, daß sie aus dem vom Bildwandler 7 empfangenen ungeordneten Bild 5′′ das Bild 5′ auf der Objektivfläche 2 rückrechnen kann. Dazu muß ihr die Zuordnungsfunktion bekannt sein, die die relative Lage der Faserenden in der Okularfläche 3 zur Lage der zugeordneten Fase­ renden in der Objektivfläche 2 beschreibt. Diese Zuordnungsfunk­ tion muß zunächst ermittelt werden.

Wenn das Bündel 1 so weit fertiggestellt ist, daß sich die relative Anordnung der Faserenden in den Endflächen 2 und 3 nicht mehr verschiebt, was in der Regel spätestens nach Montage des Bündels 1 in der Bildübertragungseinrichtung, z. B. im Schaft eines Endo­ skopes der Fall ist, so kann die Zuordnungsfunktion dadurch er­ mittelt werden, daß z. B. mit einem koordinatengesteuerten eng fo­ kussierten Laserstrahl auf einer der beiden Endflächen 2, 3 die Fa­ serenden nacheinander einzeln beleuchtet werden. Gleichzeitig wird auf der anderen Fläche die Lage des dann leuchtenden Faserendes ermittelt. Auf diese Weise können die- Lagekoordinaten der beiden Faserenden jeder Faser in den Endflächen ermittelt und als Koordi­ natenpaare in einer Tabelle abgelegt werden. Besteht das Bündel 1 z. B. aus 30000 Fasern, so ergibt sich eine Tabelle, in der 60000 Koordinatenwerte, jeweils zu zweit einander zugeordnet, abgelegt sind. Diese Tabelle kann in geeignet datenmäßig aufgearbeiteter Form in einem Arbeitsspeicher der Bildverarbeitungseinrichtung 9 abgelegt sein. Bei der Umrechnung des über die Leitung 8 einge­ henden ungeordneten Bildes 5′′ in das geordnete Bild 5′ müssen nur jeweils an Hand der Tabelle die Bildpunkte verschoben werden. Es ergibt sich das wieder geordnete Bild 5′, das auf dem Monitor 11 angezeigt wird.

In Sonderfällen kann die Zuordnungsfunktion auch anders aussehen, wenn beispielsweise eine geringere Unordnung im Bündel 1 vorliegt, wie beispielsweise durch Verdrehen oder durch teilgeordnete Verschiebung der Fasern, in einem einfachen Umordnungsprozeß bei der Herstellung des Bündels 1 entsteht. Dann kann die Zuordnungsfunktion beispielsweise als ortsabhängige Funktion beschreibbar sein, mittels derer die Bildverarbeitungs­ einrichtung 9 die Koordinatenwerte einzeln umrechnet, ähnlich wie bei einem Bildverzerrungsprogramm oder einem Programm zur Bilddrehung.

Beispielsweise kann das Bündel 1 aus in sich geordneten Teilbün­ deln zusammengesetzt sein. In diesem Falle müßte die Zuordnungs­ funktion nur die jeweilige Abgrenzung der Teilbündel in den End­ flächen beschreiben und die jeweilige Lage dieser Teilbündel in den beiden Endflächen, die an den beiden Endflächen unterschiedlich sein kann. Es ergäbe sich eine sehr einfache Zuordnungsfunktion, da das Bild nur in wenige in sich geordnete Teilbilder zerlegt ist.

Zur Bestimmung der Zuordnungsfunktion kann abweichend vom obigen Beispiel, bei dem mit koordinatengesteuerter objektseitiger Beleuchtung der Faserenden gearbeitet wird, auch beispielsweise mit einem Verfahren gearbeitet werden, bei dem auf die Objektiv­ fläche 2 ein Testbild projiziert wird und aus dem ungeordneten Bild 5′′ auf der Okularfläche 3 eine Rekonstruktion berechnet wird. In der Regel werden dazu mehrere feinauflösende Testbilder nachein­ ander erforderlich sein, die beispielsweise aus engen, gegebenen­ falls farbigen Streifenmustern bestehen können.

Die Bildverarbeitungseinrichtung 9 muß bei dieser Umrechnung be­ rücksichtigen, daß je nach Punktauflösung des Bündels 1 und des Bildwandlers 7 unter Umständen Licht von einem Faserende auf der Okularfläche 3 mit dem Okular 6 auf einen Teil eines Pixels des Bildwandlers 7, auf ein Pixel, gleichzeitig auf zwei Pixel oder auf eine Pixelgruppe fallen kann. Zur Vereinfachung der Berechnung mittels einer Tabelle kann daher bei der Ermittlung der Tabelle vorzugsweise okularseitig von den Pixeln des Bildwandlers 7 aus­ gegangen werden. Die Tabelle enthält dann also eine Zuordnung zwischen den Bildkoordinaten auf der Objektivfläche 2 und den Pi­ xelkoordinaten auf dem Bildwandler 7.

Die Bildverarbeitungseinrichtung 9 kann, wie Fig. 1 zeigt, geson­ dert über eine Leitung 8 an ein die Bildverarbeitungseinrichtung enthaltendes Endoskop angeschlossen sein und z. B. in einem Com­ putertischgerät als Programm ausgebildet sein. Die dem Bündel 1 entsprechende Zuordnungsfunktion muß der Bildverarbeitungsein­ richtung 9 dann z. B. mittels einer Diskette eingegeben werden, die vom Hersteller mit dem Bündel 1 bzw. dem dieses enthaltenden Endoskop geliefert wird.

Die Bildverarbeitungseinrichtung 9 kann aber auch z. B. unmittel­ bar am Bildwandler 7 angeordnet und in das Endoskop eingebaut sein. Sie kann dann werkseitig mit der Zuordnungsfunktion fest programmiert werden.

Ersichtlich kann auf diese Weise bei Verwendung einer Tabelle, die alle Koordinaten der einzelnen Faserenden enthält, mit völlig unge­ ordneten Bündeln 1 gearbeitet werden. Diese können bis zur Fertig­ stellung der Bildübertragungseinrichtung, bevor also die Zuord­ nungsfunktion bestimmt wird, beliebig vermischt werden. Dies kann bei der Verlegung des Bündels 1 von Vorteil sein, da im Ex­ tremfall, z. B. bei Verlegeschwierigkeiten, das Bündel in Teilsträn­ gen verlegt werden kann, ohne daß irgendein Verlust von Bildqua­ lität zu befürchten ist.

Fig. 2 zeigt bei einem komplizierteren Ausführungsbeispiel eine Reihe von konstruktiven Möglichkeiten, die sich aus dem am einfa­ chen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 dargestellten Konstruktions­ prinzip ergeben.

Es ist ein Bündel 21 dargestellt, das ungeordnete Fasern enthält, die an beiden Enden in verschiedenen Teilbündeln zusammengefaßt sind. Am objektivseitigen Ende endet ein Teilbündel in einer Objektivfläche 22 mit Objektiv 24 und ein weiteres Teilbündel in einer unter einem anderen Winkel angeordneten Objektivfläche 22′ mit in andere Richtung blickendem Objektiv 24′.

Die in den Objektivflächen 22 und 22′ endenden Fasern verlaufen ungeordnet durch das Bündel 21 und sind am okularseitigen Ende zu drei Teilbündeln zusammengefaßt, die in drei Okularflächen 23, 23′ und 23′′ enden. Jeder dieser drei Okularflächen ist ein eigenes Okular 26, 26′, 26′′ mit Bildwandler 27, 27′, 27′′ zugeordnet. Diese sind mit Leitungen 28, 28′, 28′′ an eine Bildverarbeitungs­ einrichtung 29 angeschlossen.

Sind die Fasern, die von den Objektivflächen 22 und 22′ zu den Okularflächen 23, 23′ und 23′′ verlaufen, ausreichend ungeordnet, so liegen auf allen drei Okularflächen ungeordnete Bilder vor, die jeweils beide Bilder der beiden Objektivflächen vermischt enthalten. In den Okularen 26, 26′, 26′′ können nicht dargestellte Rot-, Grün- und Blaufilter angeordnet sein. Als Filter können beispielsweise die Okularlinsen 26 bis 26′′ selbst verwendet werden, wenn diese entsprechend eingefärbt sind. Die Bildwandler 27 bis 27′′ sind dann einfache Grauwertbildwandler. Die Bildverarbeitungseinrichtung 29 würde in diesem Fall zunächst aus den ungeordneten Bildern auf den Okularflächen 23 bis 23′′ einzelne Farbauszüge in Grauwerten berechnen, die jeweils die beiden Bilder von den Objektivflächen 38 und 38′ enthalten. Anschließend wird in einer RGB-Stufe das Farbbild zusammengesetzt. Dieses kann sodann mit der Zuordnungsfunktion in die wahren Bilder, die auf die Objektivflächen 38 und 38′ projiziert wurden, zurückgerechnet werden. Diese beiden Bilder können über Leitungen 30 und 31 getrennt auf Monitoren 32 und 33 oder über die gestrichelte Leitung 34, alternativ auch auf einem Monitor 35 in zwei Fenstern 36, 37 auf einem Bildschirm zur An­ zeige gebracht werden.

Bei Verwendung in einem Endoskop können beispielsweise das Objektiv 24 geradeaus blickend und das Objektiv 24′ schräg seitlich blickend angeordnet sein. Damit läßt sich umschaltbar oder zu gleichzeitiger Bearbeitung ein größerer Bildbereich erfassen. Es können ohne weiteres auch noch mehr Objektivflächen, z. B. drei Objektivflächen, mit eigenen Objektiven vorgesehen sein. Bei Ver­ wendung zweier Objektive und Okulare kann beispielsweise auch eine 3D-Darstellung erfolgen.

Mehrere Okularflächen können auch zu anderen Zwecken verwen­ det werden. So können beispielsweise zwei Okularflächen vorgese­ hen sein, von denen die eine von einer Videokamera, die im we­ sentlichen, z. B. der Anordnung 26, 27 entspricht, betrachtet wird und die andere an ein mit dem Auge einsehbares Okular ange­ schlossen ist. Die Faserzahl in den Okularflächen und Objektivflä­ chen kann unterschiedlich sein. Dadurch lassen sich hochauflösende und niedrigauflösende Flächen vorsehen. Z.B. würde man im ge­ schriebenen Falle zweier Okularflächen für eine Videokamera und für die Betrachtung mit dem Auge die Okularfläche für die Video­ kamera mit höherer Auflösung, also größerer Faserzahl, und die Okularfläche zur Hilfsbetrachtung mit dem Auge mit geringerer Auflösung vorsehen.

An eine solche gesonderte Okularfläche mit sehr geringer Faserzahl und entsprechend geringer Auflösung könnte beispielsweise ein Be­ lichtungsmesser angeschlossen sein.

Über unterschiedliche Okularflächen können nicht nur, wie bereits erwähnt, unterschiedliche Farbauszüge (RGB) ermittelt werden, sondern beispielsweise auch Bilder in auf andere Weise unter­ schiedlicher spektraler Erfassung z. B. Bilder im ultravioletten Be­ reich und getrennt davon Bilder im infraroten Bereich. Die gewon­ nenen Bilder können z. B. in unterschiedlicher Kontrastverteilung bearbeitet und in einer Falschfarbdarstellung wieder zusammenge­ führt werden. Schließlich lassen sich die verschiedenen, jeweils denselben Bildinhalt wiedergebenden Bilder auch z. B. mit unter­ schiedlichem Vergrößerungsfaktor darstellen, um beispielsweise gleichzeitig ein Übersichtsbild und ein Ausschnittsbild darzustellen.

Wird eine solche Bildbearbeitungseinrichtung zur Bildbetrachtung in verschiedenen spektralen Bereichen verwendet, so kann vor­ zugsweise das Bündel 1 aus unterschiedlichen Fasern gemischt sein, die eine unterschiedliche spektrale Durchlässigkeit aufweisen. Bei­ spielsweise können bis weit ins Ultraviolette durchlässige Fasern mit anderen Fasern gemischt sein, die bis ins Infrarote reichen. Der beschränkte Transmissionsbereich von in üblicher Weise nur aus einer Glassorte gefertigten Bündeln kann auf diese Weise erheblich erweitert werden.

Dem Bündel 21 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel weitere Fasern beigemischt, die objektivseitig in zwei Beleuchtungsendflä­ chen 38 und 38′ enden. Alle Fasern aus den Beleuchtungsendflä­ chen 38 und 38′ sind am okularseitigen Ende des Bündels 21 in ei­ nem Teilbündel ausgegliedert und enden in einer Endfläche 39, die über eine Kondensorlinse 40 von einer Lampe 41 in einer Licht­ quelle 42 beleuchtet wird. Die Beleuchtungsendflächen 38 und 38′ sind in Richtung der Objektive 24 bzw. 24′ abstrahlend, also para­ llel zu diesen angeordnet und beleuchten jeweils das Blickfeld der Objektive.

Innerhalb des Bündels 21 können alle Fasern völlig ungeordnet verlaufen. Sie können beispielsweise zu den zwei Teilsträngen 21′ und 21′′ getrennt werden, die z. B. getrennt voneinander auf unter­ schiedlichen Wegen verlegt werden können, was die Konstruktion eines Endoskopes und auch die Verlegearbeit wesentlich erleichtern kann. Bei der Herstellung und Verlegung des Bündels 21 ist ledig­ lich darauf zu achten, daß alle zur Beleuchtung dienenden Fasern nur zwischen der Endfläche 39 am okularseitigen Ende und den Beleuchtungsendflächen 38 und 38′ verlaufen. Bei den übrigen zur Bildübertragung dienenden Fasern ist lediglich darauf zu achten, daß die Fasern von den Objektivflächen 22 und 22′ in möglichst gleichmäßiger Vermischung in den Okularflächen 23, 23′ und 23′′ enden.

Die zur Beleuchtung dienenden Fasern müssen objektivseitig nicht unbedingt in gesonderten Beleuchtungsendflächen 38 und 38′ en­ den. Sie können auch den zur Bildübertragung dienenden Fasern unmittelbar bis zu deren Endflächen beigemischt sein, also in den Objektivflächen 22 und 22′ enden. Die Beleuchtung erfolgt dann durch die Objektive 24 und 24′. Unter Umständen auftretende Rückreflexionsprobleme müssen mit geeigneten, bekannten Mitteln bekämpft werden.

Bei der Beimischung der zur Beleuchtung dienenden Fasern im Bündel 21 zu den zur Bildübertragung dienenden Fasern entfällt die sonst übliche Trennung zwischen zwei Faserbündeln. Das sonst üb­ liche Trennrohr wird eingespart, und es ergibt sich für das Gesamt­ bündel eine Querschnittsverringerung, die eine Endoskopkonstruk­ tion mit verringertem Gesamtquerschnitt ermöglicht.

Fig. 3 zeigt in einem Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich des Okulares das objektivseitige Ende des Bündels 1, die Okularlinse 6 und den Bildwandler 7. In Abwandlung zur Ausführungsform der Fig. 1 ist hier das okularseitige Ende des Bündels 1 mit halbmondförmigem Querschnitt ausgebildet. Ein solcher Querschnitt hat den Vorteil, daß er in Endoskopen, beispielsweise zwischen einem Innenrohr und einem Außenrohr sehr raumökonomisch unterbringbar ist. Auch mit dieser Ausführungsform ist eine Bildübertragung in glei­ cher Weise möglich wie bei der Ausführungsform der Fig. 1. Die halbmondförmige Okularfläche 3′ wird auf dem Bildwandler 7 ab­ gebildet. Die Bildverarbeitungseinrichtung 9 kann aus diesem Bild mit geeignet bestimmter Zuordnungsfunktion ohne weiteres das ur­ sprüngliche Bild zurückrechnen.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind okularseitig drei Teilbündel erläutert mit Okularflächen 20 bis 23′′, die im dargestellten Fall zur RGB-Ermittlung eines Farbbildes dienen. Diese drei Teilbündel am okularseitigen Ende des Bündels 21 können auch z. B. nur dazu verwendet werden, ein Endoskop einfacher und kostengünstiger zu gestalten. Es können beispielsweise die drei zu den Okularflächen 23 bis 23′′ führenden Teilbündel raumökonomisch im Endbereich des Endoskopes an unterschiedlichen Stellen, wo gerade Platz ist, verlegt sein. Die Bildwandler 27 bis 27′ können Farbbildwandler sein, die getrennt, raumökonomisch günstig angeordnet sind und von denen das gesamte Bild wieder zusammengerechnet wird. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß ein hochauflösendes Bild mit drei kleineren und wesentlich kostengünstigeren Bildwandlern ermittelt wird.

Claims (7)

1. Bildübertragungseinrichtung mit einem Bündel (1, 21) von Lichtleitfasern, das in einer objektseitigen Objektivfläche (2; 22, 22′) und einer betrachtungsseitigen Okularfläche (3; 3′; 23, 23′, 23′′) endet, wobei ein Objektiv (4; 24, 24′) ein zu übertragendes Bild (5′) auf die Objektivfläche (2; 22, 22′) projiziert, die Lichtleitfasern des Bündels (1, 21) das Bild von der Objektivfläche zur Okularfläche transportieren und ein Okular (6; 26, 26′, 26′′) das Bild (5′′) von der Okular­ fläche (3; 3′; 23, 23′, 23′′) auf den elektronischen Bild­ wandler (7; 27, 27′, 27′′) einer Videoeinrichtung projiziert, die mittels einer elektronischen Bildverarbeitungseinrichtung (9, 29) ein Videobild erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des Bündels (1, 21) derart ungeordnet sind, daß die relative Anordnung ihrer Enden in der Okularfläche (3; 3′; 23, 23′, 23′′) von der relativen Anordnung ihrer Enden in der Objektivfläche (2; 22, 22′) abweicht, wobei die Zu­ ordnungsfunktion des Bündels (1, 21) bekannt ist, die für jede Faser die Koordinaten des Endes in der einen Fläche denen des Endes in der anderen Fläche zuordnet, und daß die Bildverarbeitungseinrichtung (9, 29) derart ausgebildet ist, daß sie mittels der Zuordnungsfunktion aus den ungeordneten Bildpunkten (5′′) auf der Okularfläche (3; 3′; 23, 23′, 23′′) das auf die Objektivfläche (2; 22, 22′) projizierte Bild (5′) regeneriert.

2. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bündel (21) in seinem objektseitigen Endbereich zu wenigstens einem Teilbündel (Objektivfläche 22′) abzweigt, dem ein weiteres Objektiv (24′) zugeordnet ist.

3. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bündel (21) in seinem okularseitigen Endbereich zu wenigstens einem Teilbündel (Okularflächen 23′, 23′′) abzweigt, dem ein weiteres Okular (26′, 26′′) mit einem weiteren an die Bildverarbeitungseinrichtung (29) an­ geschlossenen Bildwandler (27′, 27′′) zugeordnet ist.

4. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bündel (21) einen Anteil von Fasern enthält, die wenigstens am okularseitigen Ende des Bündels in einer gemeinsamen, von der Okularfläche (23, 23′, 23′′) getrennten Endfläche (39) enden, an die eine Lichtquelle (42) angeschlossen ist.

5. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zuordnungsfunktion eine Tabelle ist.

6. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tabelle die Zuordnung jedes Bild­ punktes auf der Objektivfläche (2; 22, 22′) zu den von der zugehörigen Faser über das Okular (6; 26, 26′, 26′′) be­ strahlten Pixeln des Bildwandlers (7; 27, 27′, 27′′) enthält.

7. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bündel (1, 21) aus Fasern unter­ schiedlicher optischer Eigenschaften besteht.