DE3713978A1 - Endoskop - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein typisches Beispiel für ein Endoskop mit einem Fest
körper-Bildwandler im distalen Endstück seines Einführ
abschnittes, das mit einem Bildwiedergabegerät zusammen
arbeitet, ist aus der japanischen Patentschrift 60-258-
515 bekannt. Dieses bekannte Endoskop weist ein Objek
tivlinsensystem, ein Prisma und einen Festkörper-Bild
wandler auf. Sämtliche Lichtstrahlen, die von dem Be
reich, der untersucht werden soll, reflektiert werden
und in das Objektivlinsensystem eintreten, werden von
dem Prisma in eine Richtung reflektiert, die im wesent
lichen senkrecht zur optischen Achse des Objektivlinsen
systemes verläuft und werden zu einer der Seitenflächen
des Bildwandlers geführt.
Mit der anderen Seitenfläche des Bildwandlers ist eine
flache Schaltplatine in Form einer gedruckten Schaltung
verbunden. Auf der gedruckten Schaltung sind eine große
Anzahl von elektronischen Komponenten befestigt, die ein
von dem Bildwandler gesendetes Bildsignal verstärken und
die zum Teil einen Bildwandler-Treiberimpuls erzeugen
und eine Zeitverzögerung zwischen dem Bildwandler-Trei
berimpuls und einem Bildausgangssignal des Bildwandlers
einstellen.
Bei einem derartigen Endoskop sind die elektronischen
Komponenten mit vorgegebener Größe auf der gedruckten
Schaltung befestigt und der Durchmesser des distalen
Endstückes des Einführabschnittes des Endoskopes wird
zwangsläufig vergrößert.
Um viele elektronische Komponenten auf der gedruckten
Schaltung unterzubringen, muß die Fläche der gedruckten
Schaltung in axialer Richtung des Einführabschnittes
verlängert werden. Dadurch wird auch das steife distale
Endstück des Einführabschnittes entsprechend verlängert.
Wenn jedoch das distale Endstück des Einführabschnittes
vergrößert und verlängert wird, verursacht die Einfüh
rung des Einführabschnittes in den menschlichen Körper
verstärkt Schmerzen für den Patienten.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu
grunde, ein Endoskop zu entwickeln, bei dem die mit dem
Festkörper-Bildwandler verbundene Schaltung auf einer
gedruckten Schaltung untergebracht ist, ohne daß dadurch
der Einführabschnitt des Endoskopes vergrößert oder ver
längert werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch das kennzeich
nende Merkmal des Patentanspruches 1 gelöst.
Die gebogene gedruckte Schaltung umgibt in platzsparen
der und raumgünstiger Weise das optische Element, so daß
das distale Endstück des Einführabschnittes des Endosko
pes nicht verlängert oder vergrößert zu werden braucht.
Der Raum um das optische Element kann mit einem hohen
Wirkungsgrad ausgenutzt werden. Um die elektronischen
Komponenten und das Bündel von Signalleitungen mit der
gedruckten Schaltung zu verbinden, muß das steife dista
le Endstück des Endoskopes weder vergrößert noch verlän
gert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrie
ben und erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1: einen Längsschnitt durch das distale Endstück
des Einführabschnittes eines Endoskopes nach
einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2: einen Querschnitt durch das distale Endstück
gemäß Fig. 1 entlang der Linie A-A;
Fig. 3: einen Längsschnitt durch einen Prismenrahmen
nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4: die rückwärtige Ansicht des Prismenrahmens;
Fig. 5: eine Ansicht des Prismenrahmens von unten;
Fig. 6: einen Längsschnitt durch ein distales End
stück nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7: einen Querschnitt durch das distale Endstück
gemäß Fig. 6 entlang der Linie B-B;
Fig. 8: einen Längsschnitt durch das distale Endstück
eines dritten Ausführungsbeispieles und
Fig. 9: einen Querschnitt durch das distale Endstück
gemäß Fig. 8 entlang der Linie C-C.
Der Einführabschnitt 2 eines Endoskopes gemäß Fig. 1
und 2 besitzt ein steifes distales Endstück 4, das einen
distalen Abschluß 6 aufweist. Innerhalb des distalen
Endstückes 4 sind ein Objektivlinsensystem 8, ein Kanal
10 für Behandlungswerkzeuge, ein Paar von Lichtleitern
12 und Luft/Wasser-Zuführrohre 14 untergebracht. Wie aus
Fig. 1 hervorgeht, ist der Kanal 10 durch ein Verbin
dungsrohr 18 mit einem ersten Befestigungsloch 16 im di
stalen Abschluß 6 verbunden. Das Paar von Lichtleitern
12 ist optisch mit einem in der Zeichnung nicht darge
stellten Beleuchtungsfenster im distalen Abschluß 6 ver
bunden. Das Luft/Wasser-Zuführrohr 14 ist an eine in der
Zeichnung ebenfalls nicht dargestellte Düse angeschlos
sen, die im distalen Abschluß 6 angeordnet ist.
Das Objektivlinsensystem 8 weist einen Linsenrahmen 24
auf, in dem eine größere Anzahl von Objektivlinsen 20
eingebaut sind. Eine Abdecklinse 22 ist im distalen End
stück des Linsenrahmens 24 angeordnet. Die Außenfläche
des distalen Endstückes des Linsenrahmens 24 ist in ein
zweites Befestigungsloch 26 im distalen Abschluß 6 ein
gepaßt. Am rückwärtigen Endstück des Linsenrahmens 24
ist ein Prismenrahmen 28 befestigt. Wie in Fig. 3 bis 5
dargestellt ist, besitzt der Prismenrahmen 28 eine im
wesentlichen U-förmige obere Fläche. An beiden Seiten
sind Seitenteile 28 A bzw. 28 B angeformt. Ein Paßloch 32
mit einer Stufe 30 ist im vorderen Endstück des Prismen
rahmens 28 ausgebildet. Das rückwärtige Endstück des
Linsenrahmens 24 ist in das Paßloch 32 eingepaßt. Ein
Abstandsstück 34 ist zwischen die Stufe 30 und die rück
wärtige Endfläche des Linsenrahmens 24 eingesetzt. Da
durch kann die Position des Linsenrahmens 24 genau ein
gestellt werden. Falls das Abstandsstück 34 durch ein
anderes Abstandsstück mit unterschiedlicher Dicke er
setzt wird, kann dadurch die Position des Prismenrahmens
28 justiert werden.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist ein rechteckiges Prisma
36 als optisches Element zwischen den Seitenteilen 28 A
und 28 B des Prismenrahmens 28 festgelegt. Das Prisma 36
bricht sämtliche Strahlen, die von dem beobachteten Be
reich reflektiert werden und die Objektivlinsen 20 pas
sieren. Die Strahlen werden in einem rechten Winkel ge
brochen. Ein Festkörper-Bildwandler 40 ist in der Fort
pflanzungsrichtung der reflektierten Strahlen angeord
net. Eine Seite des Bildwandlers 40 ist an einem Schen
kelpaar 38 festgelegt, das an den oberen Enden der Sei
tenteile 28 A und 28 B des Prismenrahmens 28 ausgebildet
ist. Da das Schenkelpaar 38 Bestandteil des Prismenrah
mens 28 ist, kann der Bildwandler 40 fest an dem Pris
menrahmen 28 befestigt werden. Der Prismenrahmen 28
liegt in axialer Ausrichtung am Linsenrahmen 24 an und
das Objektivlinsensystem 8 wird dann fokussiert. Bei
diesem Aufbau kann im Vergleich zu einem Aufbau, bei
welchem der Prismenrahmen 28 gleitbar an dem Linsenrah
men 24 montiert ist und die Linse fokussiert wird, eine
Störung im Bereich zwischen dem Prismenrahmen und dem
Linsenrahmen weitgehend reduziert werden. Darüber hinaus
kann der Abstand zwischen dem Prismenrahmen und dem Lin
senrahmen verkürzt werden.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist ein Ende der aus einem
Kunstharz bestehendem flexiblen gedruckten Schaltung 42
mit der anderen Seitenfläche des Bildwandlers 40 ver
klebt. Die gedruckte Schaltung 42 ist gebogen und umgibt
das Prisma 36. Das andere Ende der gedruckten Schaltung
42 ist mit dem Seitenteil 28 A des Prismenrahmens 28 ver
bunden. Elektronische Bauelemente 44 wie Transistoren,
IC′s und Kondensatoren sind auf der gedruckten Schaltung
42 befestigt, um Bildsignale, die von dem Bildwandler 40
ausgegeben werden, zu verstärken und weiterzuleiten. Ein
Bündel von Signalleitungen 46 führt in den Raum, der
durch die gedruckte Schaltung gebildet wird. Die Enden
der Signalleitungen 46 sind nahe dem Prisma 36 angeord
net und von dort führen Einzelleitungen 48 zu der ge
druckten Schaltung 42. In den durch die gedruckte Schal
tung gebildeten Raum ist ein Bindemittel 50 eingefüllt,
das eine feste elektrische Verbindung zwischen den Lei
tungen 48 und der gedruckten Schaltung 42 sicherstellt.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Leitungen 48 nach
rückwärts umgebogen, wodurch der für die Verbindung be
nötigte Raum stark verkleinert werden kann. Das steife
distale Endstück 4 des Endoskopes kann auf diese Weise
verkürzt werden und in den Raum muß nur eine relativ
kleine Menge Bindemittel eingefüllt werden.
Die von dem beobachteten Bereich reflektierten Strahlen
werden durch den Bildwandler 40 in elektrische Bildsi
gnal umgewandelt. Diese Signale werden verstärkt und
einen in der Zeichnung nicht dargestellten Bildwiederga
begerät über die Signalleitungen 46 zugeführt.
Verglichen mit einem konventionellen Endoskop mit einer
ebenen gedruckten Schaltung kann bei der erfindungsgemä
ßen Ausführung, bei der die gedruckte Schaltung 42 das
Prisma 36 umgibt, viel Platz eingespart werden. Die
dreidimensionale Packungsdichte der elektronischen Bau
teile 44 und die Bündelung der Signalleitungen 46 können
gesteigert werden, um den Durchmesser und die Länge des
steifen distalen Endstückes 4 zu reduzieren.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 und 7
ist die gedruckte Schaltung 42 in ein erstes Teilstück
42 A und ein zweites Teilstück 42 B geteilt. Ein Teilstück
der gedruckten Schaltung 42 zwischen dem Bildwandler 40
und dem Kanal 10 kann weggelassen werden. Dadurch kann
der Durchmesser des Kanales 10 um die Dicke der gedruck
ten Schaltung vergrößert werden. Bei diesem Ausführungs
beispiel wird anstelle des Abstandstückes 34 eine Glas
platte 52 als Kopplungsteil zwischen dem Linsenrahmen 24
und dem Prismenrahmen 28 benutzt. Durch Austausch der
Glasplatte 52 gegen eine solche anderer Dicke kann das
Objektivlinsensystem 8 fokussiert werden. Die gedruckte
Schaltung 42 nach diesem zweiten Ausführungsbeispiel
weist ein Erweiterungsteil 56 auf, das sich in den Bie
geteil 54 des Einführabschnittes 2 hinein erstreckt, wie
aus Fig. 6 hervorgeht. Auf diese Weise kann die Fläche
der gedruckten Schaltung 42 weiter vergrößert werden im
Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel. Das Erweite
rungsteil 56 ist vorzugsweise nahe des Zentrums des Ein
führabschnittes 2 angeordnet, so daß es beim Biegen des
Biegeteiles 54 nicht beeinträchtigt wird.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 und
9 ist eine flexible gedruckte Schaltung entsprechend der
gedruckten Schaltung 42 im distalen Endstück eines Endo
skopes, das für seitwärts gerichtete Beobachtungen ge
eignet ist, angeordnet. Im distalen Endstück sind Objek
tivlinsen 20 in dem Linsenrahmen 24 durch ein Objektiv
prisma 58 optisch mit einem Beobachtungsfenster 60 ge
koppelt. Ein Beleuchtungsfenster 62 ist optisch mit
Lichtleitern 12 gekoppelt. Das Luft/Wasser-Zuführrohr 14
ist mit einer Düse 64 verbunden. Ein Draht 68 ist in ei
nem Führungsrohr 66 geführt, um eine Pinzette im Kanal
10 zu betätigen (Fig. 9). Bei dieser Art von Endoskop
kann der gleiche Effekt wie bei dem ersten Ausführungs
beispiel durch Verwendung einer flexiblen gedruckten
Schaltung erreicht werden.
In jedem Ausführungsbeispiel kann die gedruckte Schal
tung eine teils flexible, teils steife Karte sein. Die
elektronischen Bauteile 44 und das Bündel von Signallei
tungen 46 können auf den steifen Bereichen der gedruck
ten Schaltung montiert werden.
Alternativ kann die gedruckte Schaltung aus Kunstharz im
Spritzgußverfahren hergestellt werden.
Claims (8)
1. Endoskop mit einem Einführabschnitt, der ein
steifes distales Endstück, das ein Objektivlinsensystem
aufnimmt, dessen proximale Endfläche in Kontakt mit ei
ner der Seitenflächen eines optischen Elementes steht,
das in der Lage ist, die Richtung des optischen Weges so
zu ändern, daß er im wesentlichen senkrecht zur opti
schen Achse des Objektivlinsensystems verläuft, einen
Festkörper-Bildwandler, der an der anderen Seitenfläche
des optischen Elementes angebracht ist und Licht, das in
das Objektivlinsensystem einfällt, in ein elektrisches
Signal umwandelt, und eine gedruckte Schaltung aufweist,
die einen mit dem Bildwandler verbundenen elektrischen
Schaltkreis aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die
gedruckte Schaltung (42) um das optische Element (36)
gebogen ist.
2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die gedruckte Schaltung (42) eine flexible
Schaltkarte ist.
3. Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die gedruckte Schaltung (42) aus Kunstharz
besteht.
4. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das optische Element (36) ein
Prisma ist.
5. Endoskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen dem Objektivlinsensystem (8) und dem
Prisma (36) ein Prismenrahmen (28) angeordnet ist, der
ein im wesentlichen U-förmiges Bauteil mit einem Raum
für die Aufnahme des Prismas (36) aufweist.
6. Endoskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen dem Objektivlinsensystem (8) und dem
Prismenrahmen (28) ein Abstandsstück (34) vorgesehen
ist, mit Hilfe dessen das Objektivlinsensystem fokus
siert werden kann.
7. Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Schaltung
(42) ein erstes und ein zweites Teilstück (42 A, 42 B)
aufweist, von denen je ein Endstück mit einem entspre
chenden Randbereich des Bildwandlers (40) verbunden ist.
8. Endoskop nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beobachtungsfenster
(60) an einer der Seitenflächen des Einführabschnittes
(2) vorgesehen ist und daß zwischen dem Beobachtungsfen
ster und dem Objektivlinsensystem (20) ein zweites Pris
ma (58) angeordnet ist, das den Bildwandler (40) mit ei
nem Seitenbild versorgen kann, wodurch ein Endoskop mit
seitlicher Beobachtungsmöglichkeit entsteht.
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: MEYER GRAF VON ROEDERN, G., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT |
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