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Patent Searching and Data


Title:
VIDEO ENDOSCOPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/037069
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a video endoscope (1) comprising an interior (10) which is gas-tightly enclosed by a system tube (2) and in which an image sensor (5) is arranged on a support (6), said image sensor being able to view the outside from the interior (10) through a window (3). At least one strip conductor (7) that electrically connects the image sensor (5) is arranged on the support. Some areas of the interior (10) are delimited by a closing wall (8) through which a pin (9) extends in a sealed manner, said pin being in contact with the strip conductor (7) on the support (6) in the interior (10). The disclosed video endoscope is characterized in that the support (6) abuts the inner face of the closing wall (8) in such a way that the surface region of the support on which the strip conductor is mounted touches the closing wall (8) at such an angle at the point where the pin (9) is located that the end region of the pin (9) that protrudes into the interior (10) rests in a parallel manner on the surface region of the support (6) and makes contact with the strip conductor (7).

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Inventors:
STUEHLE SEBASTIAN (DE)
JUNGBAUER SEBASTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/002141
Publication Date:
March 13, 2014
Filing Date:
July 18, 2013
Export Citation:
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Assignee:
WINTER & IBE OLYMPUS (DE)
International Classes:
A61B1/00; A61B1/05; G02B23/24; H04N5/225
Foreign References:
DE102004023866B32006-02-23
DE102010044786A12012-03-15
JPH01222579A1989-09-05
US4831456A1989-05-16
DE19806984A11998-08-20
DE102004023866B32006-02-23
DE102010044786A12012-03-15
Attorney, Agent or Firm:
HAUSFELD, Norbert (DE)
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Claims:
Videoendoskop (1) mit einem von einem Systemrohr (2) gasdicht umschlossenen Innenraum (10), in dem ein durch ein Fenster (3) aus dem Innenraum (10) herausblickender Bildsensor (5) an einem Träger (6) angeordnet ist, auf dem mindestens eine den Bildsensor (5) elektrisch anschließende Leiterbahn (7) angeordnet ist, wobei der Innenraum (10) bereichsweise von einer Verschlusswand (8) begrenzt ist, welche von einem im Innenraum (10) auf dem Träger (6) mit der Leiterbahn (7) kontaktierten Stift (9) abgedichtet durchlaufen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) derart gegen die Innenseite der Verschlusswand (8) stößt, dass sein die Leiterbahn tragender Oberflächenbereich die Verschlusswand (8) an der Stelle des Stiftes (9) unter einem solchen Winkel trifft, dass der in den Innenraum (10) ragende Endbereich des Stiftes (9) dem Oberflächenbereich des Trägers (6) parallel anliegt und die Leiterbahn (7) kontaktiert.

Videoendoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenbereich des Trägers (6) die Verschlusswand (8) unter einem rechten Winkel trifft. 3 Videoendoskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) als senkrecht zur Verschlusswand (8) stehender Stab ausgebildet ist, wobei die Stifte (9) die Verschlusswand (8) parallel zur Achse des Stabes (6) durchsetzen.

4. Videoendoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (7) den Stift (9) überlaufend ausgebildet ist.

5. Videoendoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) an der Verschlusswand (8) befestigt ist.

6. Videoendoskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) mit der Verschlusswand (8) einstückig ausgebildet ist.

7. Videoendoskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusswand (8) mit dem Systemrohr (2) einstückig ausgebildet ist.

8. Videoendoskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusswand (8) an einer quer zu den Stiften (9) liegenden Ebene (15', 15") in zwei Teilstücke (8', 8") geteilt ist, von denen das distale Teilstück (8') am Träger (6) befestigt ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines Videoendoskopes (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (9) mit seinem inneren Endbereich der Oberfläche des Trägers (6) anliegend angeordnet wird und dass dann die Leiterbahn (7) auf der Oberfläche des Trägers (6) und auf dem Stift (9) aufgebrachte wird.

Description:
Videoendoskop

Die Erfindung betrifft ein Videoendoskop der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Die DE 10 2004 023 866 B3 und die DE 10 2010 044 786 AI zeigen gattungsgemäße Videoendoskope, bei denen der Bildsensor jeweils von einem starren Träger gehalten wird, der im Falle der erstgenannten Schrift als formsteife Platine und im Falle der zweitgenannten Schrift als stabförmiger Trägerkörper mit auf der Oberfläche angeordneten Leiterbahnen ausgebildet ist. An dem dem Bildsensor gegenüberliegenden Ende des Trägers ist dieser in beiden Fällen mit die Verschlusswand durchsetzenden Stiften verbunden, welche die Verschlusswand nach außen überragen und dort zum Anschluss der Leiterbahnen kontaktierbar sind.

Bei beiden bekannten Konstruktionen treten die in den Raum hineinragenden Enden der Stifte rechtwinklig in die dortige Stirnfläche des Trägers ein und können dort in herkömmlicher Löttechnik befestigt werden. Das erfordert aufwändige, kostenintensive Herstellungsschritte.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das eingangs genannte Videoendoskop konstruktiv und insbesondere hinsichtlich der Herstellungskosten zu verbessern.

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

Erfindungsgemäß trifft der Oberflächenbereich des Trägers, auf dem sich eine Leiterbahn befindet, die Verschlusswand an der Stelle, an der ein Stift nach innen hindurchragt. Dabei liegt der Stift der Oberfläche des Trägers parallel an. Daraus ergeben sich neue Möglichkeiten zur Gestaltung der Kontaktierung, so dass der Stift mit der Leiterbahn einfacher und insbesondere großflächiger kontaktiert werden kann. Damit lassen sich die Fertigungskosten senken und Kontaktie- rungsprobleme vermeiden.

Vorteilhaft gemäß Anspruch 2 ist der Winkel zwischen dem Oberflächenbereich und der Innenwand 90°. Dabei kann der Stift in der üblichen Weise senkrecht die Verschlusswand durchlaufen, um dann genau parallel zur Oberfläche des ebenfalls in üblicher Weise senkrecht zur Verschlusswand stehenden Trägers an diesem anliegen zu können. Damit ergibt sich die Möglichkeit großflächiger Kontaktierung zwischen Stift und Leiterbahn, wobei die Kontaktierungsfläche weitgehend beliebig über die Länge des kontaktierten Stiftbereiches wählbar ist.

Vorteilhaft sind dabei die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Es ergibt sich daraus die bewährte Konstruktion der DE 10 2010 044 786 AI.

Vorteilhaft gemäß Anspruch 4 ist die Kontaktierung zwischen Leiterbahn und Stift so ausgebildet, dass die Leiterbahn über den Stift hinwegläuft. Daraus ergibt sich insbesondere die Möglichkeit, die Leiterbahn in einer der üblichen Herstel- lungsarten auf der Oberfläche des Trägers und auf dem Stift anzubringen, z. B. als Metallschicht, die z. B. im Vakuum aufgedampft, bzw. elektrolytisch abgeschieden wird. Damit ergibt sich eine kostengünstige und besonders sichere Kon- taktierung.

Der Träger kann, wie sich aus den eingangs genannten Schriften ergibt, z. B. über die Stifte mit der Verschlusswand verbunden sein. Vorteilhaft gemäß Anspruch 5 ist er jedoch direkt an der Verschluss wand befestigt. Das ermöglicht eine sehr sichere und feste Verbindung. Die Kontaktierungsstellen müssen nicht die mechanische Verbindung gewährleisten und werden somit entlastet.

Träger und Verschlusswand müssen aus isolierenden Materialien gefertigt sein, da sie die Leiterbahnen und die Stifte tragen und dabei Kurzschlüsse vermeiden müssen. Vorteilhaft gemäß Anspruch 6 sind Träger und Verschlusswand einstückig ausgebildet und somit aus demselben Material, beispielsweise einer geeigneten Keramik oder einem geeigneten Kunststoff. Durch die einstückige Ausbildung wird der nachträgliche Verbindungsschritt zwischen den beiden Teilen eingespart und es ergibt sich eine sehr feste Verbindung. Auch die Herstellungskosten können auf diese Weise reduziert werden. Die Herstellung kann z. B. in einem Kunststoffgussverfahren oder in einem Keramiksinterverfahren erfolgen, wobei die die Verschlusswand durchlaufenden Stifte bei der Herstellung eingeformt werden.

Das Systemrohr besteht üblicherweise aus Metall, also einem vom Material des Trägers und der Verschlusswand abweichenden Material. Vorzugsweise gemäß Anspruch 7 sind jedoch alle drei Teile einstückig und somit auch aus demselben isolierenden Material gebildet. Damit ergibt sich die Möglichkeit, die gesamte Anordnung einstückig herzustellen, was fertigungstechnische Vorteile ergibt. Die Verschlusswand kann einstückig ausgebildet sein, kann jedoch auch vorteilhaft gemäß Anspruch 8 in ein distales und ein proximales Stück geteilt sein, von denen das distale Teilstück am Träger befestigt ist. An der Trennebene können diese Stücke aneinander montiert werden. Es ergeben sich hieraus Fertigungsund Kostenvorteile.

Nach Anspruch 9 wird bei der Herstellung des Videoendoskopes vorteilhaft so vorgegangen, dass an einer Kontaktierungsstelle zwischen Stift und Leiterbahn zunächst der Stift auf der Oberfläche des Trägers anliegend angeordnet wird und sodann die Leiterbahn auf der Oberfläche des Trägers und auf dem Stift aufgebracht wird. Damit kann in einem zur Herstellung der Leiterbahn geeigneten Schichtauftragungsverfahren gleichzeitig mit deren Anbringung auf dem Träger die Kontaktierung mit dem Stift hergestellt werden, ohne dass dazu ein gesonderter Fertigungsschritt, wie z. B. eine Verlötung erforderlich wäre.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Videoendoskop mit einer Verschlusswand an einem Ende,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich der Verschlusswand,

Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 2 in anderer Ausführungsform,

Fig. 4 die Konstruktion der Fig. 2, jedoch ohne das Systemrohr,

Fig. 5 die Konstruktion der Fig. 4 mit in zwei Stücke geteilter Verschlusswand, Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6 - 6 in Fig. 5,

Fig. 7 die Konstruktion der Fig. 5 in einer Aus führungs Variante und

Fig. 8 einen Schnitt nach Linie 8 - 8 in Fig. 7.

Fig. 1 zeigt ein Videoendoskop 1, das in der dargestellten Form selbstständig nutzbar ist oder auch in ein endoskopisches Gerät eingebaut werden kann.

Das dargestellte Videoendoskop 1 weist ein langgestrecktes Systemrohr 2 von im Ausführungsbeispiel rundem Querschnitt auf, das in üblicher Ausbildung aus einem geeigneten rostfreien Stahl hergestellt ist. Am distalen Ende ist das Systemrohr 2 mit einem Fenster 3 verschlossen, an dessen Innenseite ein Objektiv 4 angeordnet ist. Ein Bildsensor 5 betrachtet das distal vom Videoendoskop 1 liegende Arbeitsgebiet durch das Objektiv 4 und das Fenster 3 hindurch.

Der Bildsensor 5 ist am distalen Ende eines stabförmigen Trägers 6 angeordnet, der im Ausführungsbeispiel von rundem Querschnitt ist. Er trägt auf seiner Oberfläche mehrere in Längsrichtung des Trägers 6 erstreckte Leiterbahnen 7. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Träger 6 vier um 90° umfangsbeabstandete Leiterbahnen trägt.

Am proximalen Ende des Systemrohres 2 ist dieses mit einer Verschlusswand 8 verschlossen, an der, wie die Fig. 1 zeigt, der Träger 6 anstoßend befestigt ist. Die Verschlusswand 8 wird von Stiften 9 durchsetzt, die an ihren, in den Innenraum 10 hineinragenden Enden mit den Leiterbahnen 7 kontaktiert sind.

Die nach außen aus der Verschlusswand 8 herausragenden Enden der Stifte 9 lassen sich z. B. mit dem in Fig. 1 dargestellten Stecker 1 1 kontaktieren, der über ein Kabel 12 an einer nicht dargestellten Bildverarbeitungseinrichtung angeschlossen ist, die somit über mehrere elektrische Leitungen mit dem Bildsensor 5 verbunden ist. Über diese Leitungen kann der Bildsensor z. B. mit Strom versorgt werden und kann sein Videosignal nach außen abgeben.

Wie bereits erwähnt, ist der Träger 6 am proximalen Ende mit der Verschluss- wand 8 verbunden. Wie Fig. 2 im Einzelnen zeigt, können dabei diese beiden Teile einstückig ausgebildet sein und somit aus demselben Material, z. B. einem geeigneten Kunststoff oder einer geeigneten Keramik. Wichtige Anforderungen sind elektrisches Isolationsvermögen, damit die verschiedenen Stifte 9, bzw. Leiterbahnen 7 gut gegeneinander isoliert sind.

Fig. 2 zeigt, dass der Träger 6 mit seiner Achse senkrecht zur Ebene der Verschlusswand 8 steht. Damit ergibt sich, dass die Oberfläche des Trägers 6 überall im rechten Winkel auf die Innenseite der Verschlusswand 8 trifft.

Wie Fig. 2 zeigt, stehen die Stifte 9 zueinander parallel und senkrecht zur Ver- schlusswand 8. Sie stehen daher parallel zur Achse des Trägers 6 und können bei geeigneter Anordnung, wie in Fig. 2 dargestellt, mit ihren innenliegenden, die Verschluss wand 8 in den Innenraum 10 hinein überragenden Enden parallel und flach auf der Außenseite des Trägers 6 liegend angeordnet sein. Wie Fig. 2 zeigt, können sie auch etwas in die Oberfläche des Trägers 6 eingebettet sein.

Wie Fig. 2 ferner zeigt, verlaufen die Leiterbahnen 7 auf der Oberfläche des Trägers 6 und im Endbereich an der Kontaktierungsstelle 13 über die Stifte 9 hinweg.

Die Herstellung der Konstruktion der Fig. 2 erfolgt vorzugsweise so, dass zunächst die Einheit aus Träger 6 und Verschlusswand 8 einstückig als Kunststoffgusskörper, bzw. als Keramiksinterkörper hergestellt wird. Dabei werden die Stifte 9 eingearbeitet, die z. B. in der Kunststoffspritzform zum Umspritzen gehalten werden. Im Falle der Keramiksinterung können die Stifte im Grünkörper, also in dem noch nicht gebrannten Material angebracht werden. Dabei ist für eine gasdichte Einbettung zu sorgen.

Anschließend werden die Leiterbahnen aufgebracht, die in bekannter Weise elektrochemisch oder durch Aufdampfen, bzw. Sputtern aufgebracht werden können. Dabei werden die Leiterbahnen gleichzeitig auf der Oberfläche des Trägers 6 und auf den Stiften 9 abgeschieden, wodurch sich eine besonders sichere Kontaktierung ergibt.

Die in Fig. 2 nicht dargestellten Teile des Videoendoskopes müssen montiert werden und es wird abschließend das Systemrohr 2 übergeschoben und am Rand der Verschlusswand 8 abgedichtet befestigt, z. B. durch Verklebung, Verlötung, Verpressung oder dergleichen.

Fig. 3 zeigt eine Aus führungs Variante zu Fig. 2. Dabei ist das Systemrohr 2 durch ein Rohr 2' ersetzt, das einstückig mit dem Träger 6 und der Verschlusswand 8 ausgebildet ist. Es kann hier also die gesamte Grundkonstruktion einstückig hergestellt werden. Dadurch werden Fertigungsprobleme, z. B. mit der Dichtigkeit, verringert und Kosten gesenkt.

Vergleicht man mit Fig. 2, so sieht man, dass bei der Aus führungs form der Fig. 3 ein entsprechend dem Träger 6 gestalteter Stutzen 6' ausserhalb der Verschluss- wand 8 in der Flucht des Trägers 6 angeordnet ist. Auf diesem sitzen die Stifte 9 ebenso auf der Außenseite angeordnet, wie dies im Innenraum 10 beim Träger 6 der Fall ist.

Die die Verschlusswand 8 nach außen überragende Anordnung mit dem Stutzen 6' und den anliegenden Stiften 9 ergibt eine Konstruktion, die gut als männlicher Stecker geeignet ist, der mit dem weiblichen Stecker 1 1 gekuppelt werden kann. Der äußere männliche Stecker 6', 9, ist sehr stabil und sichert die Konstruktion z.B. gegen Verbiegen der Stifte.

In den Ausführungsformen der Figuren 2 und 3 ist die Verschlusswand 8 einstückig ausgebildet. Um dies zu verdeutlichen ist in Fig. 4 noch einmal der innere Teil der Konstruktion der Fig. 2 dargestellt, also bei weggelassenem Systemrohr 2. Bei der Montage wird die in Fig. 4 dargestellte Baueinheit zunächst fertiggestellt und dann gemäß Fig. 2 mit dem Systemrohr 2 verbunden.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Ausführungsvariante, bei der gegenüber der in Fig. 4 dargestellten Konstruktion ersichtlich ist, dass die Verschlusswand 8 der Fig. 4 nun in zwei Stücke 8' und 8" geteilt ist. Die Teilstücke 8' und 8" weisen gegeneinander gerichtete Planflächen 15' und 15" auf, mit denen die Teilstücke 8' und 8" aneinandersetzbar sind. Sie können dann z. B. durch Verklebung verbunden werden und dann anschließend in der zuvor beschriebenen Weise in das Systemrohr 2 eingesetzt und dort randverlötet werden.

Wie Fig. 5 zeigt, sind auch die die Verschlusswand durchsetzenden Stifte 9 jeweils in Stücke 9' und 9" geteilt. Die Enden der Stiftteile 9' und 9", die in den Planflächen 15' und 15" liege, tragen dort Kontaktplatten 17' und 17", die bei der Befestigung der Teilstücke 8' und 8" in Berührung kommen und miteinander verlötet oder leitfähig verklebt werden können.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Ausfuhrungsvariante zur Ausführungsform der Figuren 5 und 6. Es werden dieselben Bezugszeichen verwendet. Die konstruktiven Unterschiede sind wie folgt: Das distale Teilstück 8' der Verschlusswand ist im Durchmesser kleiner. Das ist für die vorliegenden Zwecke ausreichend. Die Befestigung im Systemrohr 2 wird am Teilstück 8" vorgenommen.

Die im distalen Teilstück 8' liegenden Stücke 9' der Stifte sind unter die Planfläche 15' versenkt. Die Stiftteile 9" im proximalen Teilstück 8" sind über die Planfläche 15" in distaler Richtung vorspringend ausgebildet und können beim Befestigen der Teilstücke 8' und 8" aneinander in Bohrungen 18 eintauchen, die oberhalb der Stiftteile 9' ausgebildet sind.

Es ergibt sich dabei ein bei der Montage hilfreicher Formschlusseingriff der Stiftteile 9' in die Bohrungen 18. Am Grunde der Bohrungen 18 treffen sich die Stiftteile 9' und 9" und können dort leitend verklebt oder verlötet werden.