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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberWO1993009707 A1
Publication typeApplication
Application numberPCT/DE1992/000966
Publication date27 May 1993
Filing date19 Nov 1992
Priority date19 Nov 1991
Also published asDE4138128A1
Publication numberPCT/1992/966, PCT/DE/1992/000966, PCT/DE/1992/00966, PCT/DE/92/000966, PCT/DE/92/00966, PCT/DE1992/000966, PCT/DE1992/00966, PCT/DE1992000966, PCT/DE199200966, PCT/DE92/000966, PCT/DE92/00966, PCT/DE92000966, PCT/DE9200966, WO 1993/009707 A1, WO 1993009707 A1, WO 1993009707A1, WO 9309707 A1, WO 9309707A1, WO-A1-1993009707, WO-A1-9309707, WO1993/009707A1, WO1993009707 A1, WO1993009707A1, WO9309707 A1, WO9309707A1
InventorsNorbert Lemke
ApplicantLemke Gmbh
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: Patentscope, Espacenet
Video system for use in endoscopy
WO 1993009707 A1
Abstract
A video system for use in endoscopy, comprising the following elements: a video camera, consisting of an objective lens, an imaging unit and in particular a CCD chip, which can either be arranged, together with an objective lens, fibre-optic light guide system and light guide for the illuminating beam, at the proximal extremity of an endoscope, or is alternatively mounted at the distal extremity; a variable lighting unit from which light can be input into the light guide for the illuminating beam; and a control unit to which is applied the output signal from the imaging unit. The control unit produces a video image on a monitor and varies the beam input into the illuminating beam light guide in accordance with the output signal from the imaging unit. The invention is distinguished by fact that control unit shows the brightness of the video image on the monitor, either together with the image or instead of it.
Claims  translated from German  (OCR text may contain errors)
P atentanspr ü che P atentanspr ü che
1. Videosystem für die Endoskopie, mit einem Videoaufnehmer, der ein Objektiv und einen Bildaufnehmer und insbesondere einen CCD-Chip aufweist, und der an das proximale Ende eines Endoskops mit einem Objektiv, einem Bildleiter-System und einem Beleuch¬ tungslichtleiter ansetzbar oder im distalen Ende ange¬ ordnet ist, einer steuerbaren Beleuchtungseinheit, deren Licht in den Beleuchtungslichtleiter des Endoskops einkoppel- bar ist, und einer Steuereinheit, an der das AusgangsSignal des Bildaufnehmers anliegt, und die ein Videobild auf einem Monitor darstellt, und auf der Grundlage des Ausgangs¬ signals des Bildaufnehmers den in den Beleuchtungs¬ lichtleiter eingekoppelten Lichtstrom steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit auf dem Monitor zusätzlich oder anstelle des Videobildes an¬ zeigt, welche Helligkeit das aufgenommene Videobild hat. 1. Video system for endoscopy, with a Videoaufnehmer having a lens and an image sensor and in particular a CCD chip, and the device lichtleiter attachable to the proximal end of an endoscope with a lens, an image guide system and a Beleuch¬ or distal end is arranged ange¬, a controllable illumination unit whose light coupling-in the illumination light guide of the endoscope is bar, and a control unit to which is applied the output signal of the image sensor, and the representative of a video image on a monitor, and on the basis of Ausgangs¬ signal of the image sensor the light guide in the Beleuchtungs¬ coupled luminous flux control, characterized in that the controller shows on the monitor addition to or instead of the video image an¬ which brightness has the recorded video image.
2. VideoSystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Wei߬ abgleichs durch Aufnehmen eines weißen Objektes die Steuereinheit auf dem Monitor einen Soll-Helligkeits¬ wert und einen Ist-Helligkeitswert darstellt. 2. The video system of claim 1, characterized in that for carrying out the Wei߬ adjustment by including a white object, the control unit on the monitor value of a target Helligkeits¬ and represents an actual brightness value.
3. Videosyste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit bei der Durchführung des Weißabgleichs den Lichtstrom auf einen mittleren Wert einstellt. 3. Videosyste according to claim 2, characterized in that the control unit controls the light power to an intermediate value sets in performing the white balance.
4. Videosystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit auf dem Bildschirm eine Skala und den momentanen Helligkeits¬ wert darstellt (Fig. 1). 4. Video system as claimed in claim 2 or 3, characterized in that the control unit on the screen value representing a scale and the current Helligkeits¬ (Fig. 1).
5. Videosystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit den Wei߬ abgleich nur durchführt, wenn der Ist-Helligkeitswert für eine bestimmte Zeit angenähert gleich dem Soll- Helligkeitswert ist. 5. The video system of any one of claims 2 to 4, characterized in that the control unit controls the adjustment Wei߬ only performs, if the actual brightness value for a certain time approximately equal to the target brightness value.
6. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung des Videosy¬ stems einschließlich des jeweils angeschlossenen Endos¬ kops die Steuereinheit auf dem Bildschirm darstellt, welchen Arbeitsabstand in Abhängigkeit von dem jeweili¬ gen Endoskop und der Leistung der Beleuchtungseinheit ein Objekt mit einer bestimmten Farbe haben soll (Fig. 2). 6. Video system as claimed in any one of claims 1 to 5, characterized in that stems for testing the Videosy¬ including Endos¬ respectively connected kops the control unit on the screen showing what working distance in dependence on the jeweili¬ gene endoscope and the performance of the lighting unit is said to have an object with a specific color (Fig. 2).
7. Videosystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Helligkeit in Prozent von einem Norm-Helligkeitswert angezeigt wird. 7. Video system according to claim 6, characterized in that the measured brightness is displayed as a percentage of a standard brightness value.
8. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit eine Mikrocomputer-Einheit aufweist, die zumindest nach dem Einschalten des Systems einen Selbsttest und/oder einen automatischen Weißabgleich ausführt. 8. The video system of any one of claims 1 to 7, characterized in that the control unit comprises a microcomputer unit, which performs a self-test and / or an automatic white balance at least after turning on the system.
Description  translated from German  (OCR text may contain errors)

Videosvstem für die Endoskopie Videosvstem for endoscopy

B eschreibung D escription

Technisches Gebiet Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf ein Videosystem für die Endoskopie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a video system for endoscopy according to the preamble of claim 1.

Stand der Technik State of the art

Videosysteme für die Endoskopie finden seit einiger Zeit immer stärkere Verbreitung, da sie die Betrachtung des endoskopisch aufgenommenen Bildes nicht als ver¬ gleichsweise kleines Ocularbild, sondern als großes Bild auf einem Monitor gestatten. Video systems for endoscopy find for some time gaining in popularity because they allow the observation of the endoscopic image captured not as comparatively small as Ocularbild, but on a large screen on a monitor.

Die bekannten Videosysteme für die Endoskopie weisen einen Videoaufnehmer auf, der entweder am proximalen Ende oder am distalen Ende eines Endoskops angeordnet ist. The known video systems for endoscopy have a Videoaufnehmer which is disposed either at the proximal end or the distal end of an endoscope. Im Falle der distalen Anordnung weist das Endoskop kein optisches Bildubertragungs- bzw. Bildleiter-System auf, da das Bild "elektronisch übertragen" wird. In the case of the distal assembly includes the endoscope to no optical Bildubertragungs- or image guide system, since the image "transmitted electronically" is. Im Falle der proximalen Anordnung des Videoaufnehmers ist das Endoskop in an sich bekannter Weise aufgebaut und weist insbesondere ein Objektiv und ein optisches Bild¬ leiter-System auf, das bei einem starren Endoskop bei¬ spielsweise ein Stablinsen-System und bei einem flexib¬ len Endoskop ein Glasfaser-Bündel sein kann. In the case of the proximal assembly of Videoaufnehmers the endoscope is constructed in a conventional manner and has in particular a lens and an optical Bild¬ ladder system that to Example in a rigid endoscope for example, a rod lens system and len in a flexib¬ endoscope may be a fiber optic bundle. Das von dem Bildleiter-System und gegebenenfalls einem Okular erzeugte Bild des distalen Objektivs des Endoskops nimmt dann der proxi al angeordnete Videoaufnehmer auf. The image produced by the image conductor system and optionally an eyepiece of the distal lens of the endoscope then takes on the proximal al arranged Videoaufnehmer. In jedem Falle ist jedoch ein Beleuchtungslichtleiter vorgesehen, in den das Licht einer Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung des aufgenommenen Bildes einkoppelbar ist. In any case, however, an illuminating light guide is provided, into which the light of a lighting unit for illuminating the captured image can be coupled.

Ferner ist in der Regel eine Steuereinheit vorgesehen, an der das AusgangsSignal des Bildaufnehmers anliegt, und die ein Videobild erzeugt, das auf dem Monitor dargestellt wird. Further, usually, a control unit is provided to which is applied the output signal of the image sensor, and generates a video image which is displayed on the monitor. Dabei ist in der Regel der Videover¬ stärker aus Platzgründen entfernt vom Videoaufnehmer in der Steuereinheit angeordnet. It is more usually removes the Videover¬ reasons of space from Videoaufnehmer in the control unit arranged. Die Steuereinheit steuert zudem auf der Grundlage des Ausgangssignals des Bild¬ aufnehmers bzw. des Videoverstärkers den in den Be¬ leuchtungslichtleiter eingekoppelten Lichtstrom. The control unit also controls on the basis of the output of Bild¬ pickup or the video amplifier to leuchtungslichtleiter in Be¬ coupled luminous flux.

Nun ist es bei der Benutzung einer Videokamera nötig, einen Farbabgleich - auch als Weißabgleich bezeichnet - durchzuführen. Now it is necessary when using a video camera, a color balance - also referred to as white balance - perform.

Dies geschieht bei Videokameras, wie sie beispielsweise als sogenannte Camcorder in großen Serien gefertigt werden, dadurch, daß eine neutrale weiße Fläche vor der Kameraoptik angeordnet wird. This is done with video cameras as they are manufactured, for example, as so-called camcorder in large series, characterized in that a neutral white area is located in front of the camera optics. Diese neutrale weiße Flä¬ che kann beispielsweise ein weißer, diffus streuender Objektivdeckel oder ein weißes Blatt Papier sein. This neutral white Flä¬ che can be for example a white, diffusely scattering lens cap or a white paper. Dabei wird bei den bekannten Videokameras die Blende des Objek¬ tivs in der Regel automatisch so weit geöffnet oder geschlossen, daß die abgebildete weiße Fläche einem für den elektronischen Abgleich idealen Signalwert ent¬ spricht, da nur bei dem richtigen Signal-Helligkeits¬ wert ein idealer Weißabgleich erfolgen kann. Here in the known video cameras the aperture of Objek¬ tivs is usually automatically opened so far and concluded that the imaged white surface ideal for electronic calibration signal value speaks ent because value only when the correct signal Helligkeits¬ an ideal can take place white balance. Videosysteme für die Endoskopie weisen jedoch im Gegen¬ satz zu üblichen Videokameras keine Objektivblende auf, da eine Blende den Strahlengang zu stark vignettieren würde. However, video systems for endoscopy have in Gegen¬ rate to conventional video cameras on any lens aperture as an aperture would vignetting too strong the beam path.

Deshalb wird bei Videosystemen für die Endoskopie der Lampenstrom für die Beleuchtungseinheit so geregelt, daß das aufgenommene Bild den richtigen Signal-Hellig¬ keitswert hat. Therefore, it is controlled for video systems for endoscopy of the lamp current for the illumination unit so that the captured image has the proper keitswert signal Hellig¬.

Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, daß beim Regeln des Lampenstroms die Farbtemperatur verändert wird, so daß sich beispielsweise dann, wenn der Weißab¬ gleich bei minimalem Lampenstrom durchgeführt worden ist, bei maximalem Lampenstrom ein farbverfälschtes Bild ergibt. However, this procedure has the disadvantage that during adjustment of the lamp current, the color temperature is changed, so that, for example, when the Weißab¬ has been performed is equal at minimum lamp current, at maximum lamp power results in a farbverfälschtes image. Dies gilt natürlich auch umgekehrt. This also applies vice versa.

Hierbei ist zu berücksichtigen, daß bei einem bei her¬ kömmlichen Videosystemen für die Endoskopie durchge¬ führten Weißabgleich in der Regel die Farbtemperatur der Lampe so verändert wird, daß kein korrekter Weißab¬ gleich erfolgt. It should be noted that in a conventional case her¬ video systems for endoscopy durchge led white balance is usually the color temperature of the lamp is changed so that no correct Weißab¬ done the same. Der Grund hierfür ist, daß eine für den Weißabgleich nötige neutrale weiße Fläche einen höheren Lampenregelwert erzeugt als das tatsächliche farbige Arbeitsbild. The reason for this is that a white balance necessary neutral white surface a higher lamp control value generated as the actual color image work.

Es sind zwar geregelte Lampen mit motorisch angetriebe¬ nen Blenden im Lichtstrom bekannt, bei diesen Lampen ergibt sich aber während des herkömmlich ausgeführten Weißabgleichs in der Regel eine ungünstige Abschattung der Eintrittsfläche des Lichtleiters. Although there are regulated lamps with motorized angetriebe¬ NEN aperture in luminous flux known in these lamps but arises during the conventionally designed white balance is usually an unfavorable shading the entrance surface of the light guide.

Auch die Abschaltung der Lichtregelung führt zu keinem korrekten Kamera-Weißabgleich, da eine abzubildende weiße Fläche nicht erkennen läßt, wann der richtige Helligkeitswert erreicht ist, bei dem der automatische Abgleich ideal abläuft. The shutdown of the light control does not result in proper camera white balance, as a imaged white surface does not reveal what the correct brightness level is reached at which the automatic calibration runs ideal.

Beim gegenwärtigen Stand der Technik muß deshalb der Weißabgleich bei abgeschalteter Lampensteuerung und mittlerer Lampeneinstellung von Hand mehrfach wieder¬ holt werden, bis das Videobild zufällig gute Farben wiedergibt. therefore the white balance control lamp off and lamp medium setting must be manually repeatedly brings wieder¬ In the current state of the art, until the video image by chance are good colors.

Ferner besteht bei bekannten Videosystemen für die Endoskopie das Problem, daß vor dem Einsetzen des Vi¬ deosystems beispielsweise in eine Körperhöhle nicht ohne weiteres überprüft werden kann, ob das System ein ausreichend helles Bild liefert. in known video systems for endoscopy There is also the problem that prior to insertion of Vi¬ deosystems example in a body cavity can not be checked easily if the system provides a sufficiently bright image. Gründe für ein zu dunkles Bild können beispielsweise Beschädigung des Bildleiter-Systems oder des Beleuchtungslichtleiters sowie unzureichende Steckverbindungen bei der Verbin¬ dung des Beleuchtungslichtleiters im Endoskop mit der Beleuchtungseinheit sein. Reasons for being too dark image, for example, damage to the image conductor system or the illumination light guide and inadequate connections in Verbin¬ the illumination light guide training be in the endoscope with the lighting unit.

Darstellung der Erfindung Summary of the Invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Video- system für die Endoskopie derart weiterzubilden, daß eine einfache Überprüfung des Videosystems und/oder ein ein-facher Weißabgleich möglich ist. The invention has for its object, a video system for endoscopy in such a way that a simple review of the video system and / or a one-time white balance is possible.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. One inventive solution to this problem is defined in claim. 1 Weiterbildungen der Erfin¬ dung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Developments of Erfin education are subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß zeigt die Steuereinheit auf dem Monitor zusätzlich oder anstelle des Videobildes an, welche Helligkeit das aufgenommene Videobild hat. According to the invention the control unit in addition to the monitor, or instead of the video image, which brightness has the recorded video image. Anders aus- gedrückt wird von der Steuereinheit eine elektronische Einblendung innerhalb des Kamerasignals in der Form vorgenommen, daß ein Helligkeitswert, beispielsweise ein gesteuerter Zeiger in eine auf dem Bildschirm ange¬ zeigte feststehende Markierung geführt wird (Anspruch 4). an electronic display appears within the camera signal is pushed Anders off by the control unit made in the form that a brightness value, for example, a controlled pointer showed ange¬ in an on-screen fixed marker is performed (claim 4).

Gemäß Anspruch 2 stellt die Steuereinheit zur Durchfüh¬ rung des Weißabgleichs durch Aufnehmen eines weißen Objektes auf dem Monitor einen Soll-Helligkeitswert und einen Ist-Helligkeitswert dar. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, daß beim Eintreffen des be¬ reits erwähnten Zeigers in der Markierung die Steuer¬ einheit den automatische Weißabgleich durchgeführt. According to claim 2, the control unit for Durchfüh¬ tion the White Balance by capturing a white object on the monitor a target brightness value and an actual brightness value is. This can for example be realized by the arrival of be¬ already mentioned pointer in the mark the Steuer¬ unit the automatic white balance performed. Das Monitorbild bei einer derartigen Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt, auf deren Text ausdrücklich als Offenbarung Bezug genommen wird. The monitor image in such an embodiment of the invention is shown in Fig. 1, on the text expressly incorporated by reference as a disclosure.

Der Helligkeitswert wird dabei durch Variieren einer weißen Fläche vor dem Endoskop oder der Optik erzeugt, bei einer während des Abgleichs konstant gehaltenen Steuerspannung im mittleren Regelbereich der Lampe (Anspruch 3). The brightness value is generated by varying a white surface in front of the endoscope or the optics, analyzed under constant during adjustment control voltage in the middle ranges of the lamp (claim 3). Da der für die Elektronik ideale Hellig¬ keitswert einer weißen Fläche angezeigt wird, und dabei die Lampe auf mittlerem Regelbereich bis zur Beendigung des automatischen Abgleichs gehalten wird, erhält man einen idealen Farbabgleich, der außerdem vollautoma¬ tisch mit sterilen Händen durchgeführt werden kann. Since the ideal for electronics Hellig¬ keitswert appears a white surface, while the lamp is held at the medium control range until the end of the automatic adjustment, you get a perfect color balance, which can be also performed vollautoma¬ table with sterile hands.

Es ist bei der beschriebenen Ausgestaltung nämlich nicht erforderlich einen unsterilen Knopf zu drücken. It is in the described embodiment, namely not required to press a button unsterile. Weiterhin ist auch keine externe elektronische Schal¬ tung zur Durchführung oder Anzeige erforderlich. Furthermore, no external electronic Schal¬ is processing to perform or display required. Ferner ist es bevorzugt, wenn gemäß Anspruch 5 die Steuereinheit den Weißabgleich nur dann durchführt, wenn der Ist-Helligkeitswert für eine bestimmte Zeit angenähert gleich dem Soll-Helligkeitswert ist (vgl. auch Fig. 1) . It is further preferred if, according to claim 5, the control unit controls the white balance only performs, if the actual brightness value for a certain time approximately equal to the target brightness value (see. Also FIG. 1).

Bei einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Videosystems stellt die Steuereinheit zur Prüfung des Videosystems einschließlich des jeweils angeschlossenen Endoskops auf dem Bildschirm dar, welchen Arbeitsab¬ stand in Abhängigkeit von dem jeweiligen Endoskop und der Leistung der Beleuchtungseinheit ein Objekt mit einer bestimmten Farbe haben soll. In a further embodiment of the video system of the invention, the control unit for checking the video system including the endoscope respectively connected on the screen is what Arbeitsab¬ stand in dependence on the respective endoscope and the performance of the lighting unit an object having a particular color is supposed to have. Ein entsprechendes Monitorbild ist in Fig. 2 dargestellt, wobei die ange¬ gebenen Endoskop-Typen selbstverständlich nur Beispiele sind. A corresponding monitor image is shown in FIG. 2, the endoscope passed ange¬ types are only examples of course.

Die Bedienungsperson hat dann eine weiße reflektierende Fläche in dem angegebenen Abstand vor das Endoksop zu halten. The operator then has to keep a white reflective surface in the specified distance before the Endoksop. Die Steuereinheit ermittelt dann die Helligkeit des aufgenommenen "Bildes" und vergleicht diesen Hel¬ ligkeitswert mit einem Norm-Helligkeitswert. The controller then determines the brightness of the captured "image" and compares this Hel¬ ligkeitswert with a standard brightness value. Die gemes¬ sene Helligkeit wird gemäß Anspruch 7 bevorzugt in Prozent von einem Norm-Helligkeitswert angezeigt (vgl. auch Fig. 2) . The gemes¬ sene brightness is preferably displayed in percent of a standard brightness value according to claim 7 (see. Also FIG. 2).

Weiterhin ist bei einer im Anspruch 8 beanspruchten Ausgestaltung der Steuereinheit eine Mikrocomputer- Einheit vorgesehen, die zumindest nach dem Einschalten des Systems einen Selbsttest und/oder einen automati¬ schen Weißabgleich ausführt. Furthermore, at a claimed in claim 8 configuration of the control unit, a microcomputer unit is provided, which performs a self-test and / or a rule automati¬ white balance at least after switching on the system.

Da das erfindungsgemäße Videosystem für die Endoskopie anhand der vorliegenden Beschreibung beispielsweise unter Verwendung einer handelsüblichen Mikrocomputer- Schaltung realisiert werden kann, wird auf die Be¬ schreibung eines Schaltungs-Aufbaus verzichtet. Since the video system of the invention for endoscopy can be realized from the present description, for example, using a commercially available microcomputer circuit is on the Be¬ scription of a circuit structure omitted.

Das erfindungsgemäße Videosystem ist für distal oder proximal angeordnete Videoaufnehmer geeignet. The video system according to the invention is suitable for distally or proximally located Videoaufnehmer.

Patent Citations
Cited PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
DE3432018A1 *31 Aug 19841 Aug 1985Olympus Optical CoEndoskopanordnung mit einem laenglichen einschiebeelement
US4831437 *19 Apr 198816 May 1989Olympus Optical Co., Ltd.Video endoscope system provided with color balance adjusting means
Non-Patent Citations
Reference
1 *PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 403 15. Oktober 1991
2 *PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 5, no. 179 (E-82)(851) 17. November 1981
3 *PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 81 (E-238)(1518) 13. April 1984
Classifications
International ClassificationA61B1/04, A61B1/07, H04N9/73, H04N5/235, H04N5/225
Cooperative ClassificationH04N2005/2255, H04N5/2354, H04N9/735, A61B1/042
European ClassificationA61B1/04D, H04N9/73B, H04N5/235L, A61B1/07
Legal Events
DateCodeEventDescription
27 May 1993AKDesignated states
Kind code of ref document: A1
Designated state(s): JP US
27 May 1993ALDesignated countries for regional patents
Kind code of ref document: A1
Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL SE
2 Sep 1993DFPERequest for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
15 Mar 1995122Ep: pct application non-entry in european phase