DE102004023866B3

DE102004023866B3 - Videoendoskop mit Verbindungsleitern

Info

Publication number: DE102004023866B3
Application number: DE200410023866
Authority: DE
Inventors: Andreas Mückner
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2024-05-13

Abstract

Ein Videoendoskop mit langgestrecktem Rohr (1) und darin distal angeordnetem Objektiv (3) mit Videokamera (8), welche Kamerakontakte (9) aufweist, die über in dem Rohr (1) verlaufende Leiter (12) mit proximal im Rohr (1) angeordneten Anschlußkontakten (11) verbunden sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leiter als Leiterbahnen (12) auf einer Leiterplatte (13) ausgebildet sind.

Description

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

Videoendoskope sind aus DE 199 25 323 A1 , DE 199 24 361 A1 , DE 198 00 931 A1 und US 2002/080233 A1 bekannt.

Diesem Stand der Technik gemeinsam ist die Ausbildung der Leiter als isolierte Kabel, die ggf. zu einem Kabelbündel zusammengefaßt sind. Diese Konstruktionsart hat vor allem bei der Montage eine Reihe erheblicher Nachteile.

Die Leiterenden müssen einzeln zur Kontaktierung vorbereitet, angesetzt und z.B. durch Lötung verbunden werden. Die gesamte Leiteranordnung ist unübersichtlich und es kann somit an den einzelnen Leiterenden zu Verwechslungen beim Löten kommen. Die Montagevorgänge sind kaum automatisierbar und bedürfen erheblicher Handarbeit.

Die US 6,293,910 B1 zeigt ein gattungsgemäßes Videoendoskop, bei dem mehrere Leiter als Leiterbahnen auf einer Leiterplatte ausgebildet sind, an deren Enden die Leiter Kontaktstellen in passender Anordnung zu den zu kontaktierenden Kontakten ausbilden. Dadurch erleichtert sich die Konstruktion wesentlich. Insbesondere wird die Montage erheblich vereinfacht.

Aus der WO 02/102224 A2 ist ein verschluckbares Kapselendoskop bekannt, in dem eine flexible Leiterplatte die Kamera und weitere elektrische Bauelemente kontaktiert.

Bei den beiden letztgenannten bekannten Konstruktionen sind die Leiterplatten in dem Videoendoskop feststehend angeordnet.

Ein Videoendoskop wird häufig während der Anwendung gedreht, beispielsweise um ein im Videoendoskop angeordnetes Arbeitsinstrument in günstige Lage zu bringen oder um z.B. bei schrägblickendem Objektiv die Blickrichtung zu ändern. Wenn dabei die Videokamera gegenüber dem Videoendoskop feststeht, ergibt sich bei Drehung des Videoendoskopes eine Drehung des Bildes auf dem zur Anzeige des Kamerabildes dienenden Monitor. Bei einer solchen Bilddrehung geht die Übersicht verloren, und in Extremfällen kann dem Betrachter dabei sogar schwindlig werden. Es ist daher bekannt, die Videokamera drehbar in dem äußeren Rohr des Videoendoskopes anzuordnen und von einer Dreheinrichtung in die gewünschte Lage zu bringen, wobei die Dreheinrichtung aus Platzgründen proximal im Videoendoskop angeordnet und mit der Videokamera über ein langgestrecktes Drehglied verbunden ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Videoendoskop, mit den Vorteilen einer Leiterplatte, mit drehbarer Kamera auszubilden.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Danach ist die Leiterplatte drehsteif ausgebildet und dient als Drehglied, das über die Leitungsverbindungen mit den Kamerakontakten und den Anschlußkontakten drehfest mit der Videokamera und der Dreheinrichtung verbunden ist. Ein gesondertes Drehglied kann dabei entfallen, was die sehr beengten Platzverhältnisse stark verbessert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus Anspruch 2.

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

1 einen Achsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Videoendoskop mit flexibler Leiterplatte,

2 eine Draufsicht auf die Leiterplatte,

3 einen Schnitt nach Linie 3-3 durch die Leiterplatte,

4 einen Schnitt entsprechend 1 durch eine alternative, drehbare Ausführungsform des Videoendoskopes mit drehsteifer Leiterplatte und

5 einen Schnitt nach Linie 5-5 durch die Leiterplatte.

1 zeigt ein Rohr 1, das die für die Betrachtung wesentlichen Elemente eines Videoendoskopes umschließt. An seinem distalen Ende ist es mit einem schrägstehenden Fenster 2 verschlossen, hinter dem ein Objektiv 3, das sehr schematisch dargestellt ist, mittels eines Objektivrohres 4 im Rohr 1 befestigt ist. Das Objektiv 3 ist schrägblickend ausgebildet.
Proximal vom Objektivrohr 4 ist im Rohr 1 ein Innenrohr 5 mit Ringen 6 gelagert. Das Innenrohr 5 trägt in seinem distalen Endbereich in einem dort befestigten Kamerarohr 7 eine Videokamera 8, die einen nach distal blickenden Sensorchip, elektronische Bauelemente und dergleichen aufweist. Auf der proximalen Stirnseite der Videokamera 8 trägt diese als parallel zur Achse des Rohres 1 stehende Kontaktstifte ausgebildete Kamerakontakte 9.
Das proximale Ende des Innenrohres 5 ist mit einer Isolierplatte 10 verschlossen, die beispielsweise als Glasverguß ausgebildet ist und die von Anschlußkontakten 11 durchlaufen ist, welche im Ausführungsbeispiel als Kontaktstifte ausgebildet sind.
Die Kamerakontakte 9 und die Anschlußkontakte 11 sind mit Leitern zu verbinden.
Diese Leiter sind, wie insbesondere 3 zeigt, als Leiterbahnen 12 auf einer Leiterplatte 13 in üblicher Platinentechnik ausgebildet. Dabei besteht die Leiterplatte 13 aus isolierendem Material und die Leiterbahnen 12 sind z.B. als Kupferbahnen in Drucktechnik oder dergleichen auf einer Oberfläche der Leiterplatte 13 ausgebildet.
2 zeigt die Leiterplatte 13 in Draufsicht. Die Leiterplatte ist an ihren Enden zu Kontaktierflächen 14 und 15 erweitert, auf denen die Enden der Leiterbahnen 12 Kontaktstellen 16 ausbilden, die beispielsweise als Ringösen mit einem die Leiterplate 13 jeweils durchlaufenden Loch ausgebildet sind. Die Kontaktstellen 16 entsprechen in ihrer gegenseitigen Anordnung der Anordnung der Kamerakontakte 9 bzw. der Anschlußkontakte 11. Wie aus 2 bei der Kontaktierfläche 14 ersichtlich, passen hier die Kontaktstellen 16 zu einer Anordnung der Kamerakontakte 9 zu je drei Stück in zwei Reihen. An der Kontaktierfläche 15 sind die Kontaktstellen 16 passend zu einer kreisförmigen Anordnung von sechs Anschlußkontakten 11 angeordnet.
Wie 1 zeigt, ist die Leiterplatte 13 flexibel ausgebildet. Sie kann also, wie 1 zeigt, in beliebiger Weise flexibel im Innenraum des Videoendoskopes verlegt und an den Enden mit den Kontaktierflächen 14 und 15 in passende Lage zu den Kontakten 9 bzw. 11 gebracht werden.
Wie die 1 und 2 weiterhin zeigen, kann die Leiterplatte 13 auf einer Erweiterungsfläche 17 ein elektrisches Bauelement 18 tragen, das im dargestellten Ausführungsbeispiel an insgesamt fünf Leiterbahnen 12 angeschlossen ist. Das Bauelement 18 kann beispielsweise ein Zwischenverstärker oder dergleichen sein.
In üblicher Ausbildung ist die dargestellte Anordnung in nicht dargestellter Weise in einem Außenrohr zusammen mit einer Beleuchtungseinrichtung angeordnet. Diese kann z.B. distal angeordnete Leuchtdioden oder das Rohr durchlaufende Lichtleitfasern aufweisen.
Bei dem in 1 dargestellten Videoendoskop kann die Videokamera 8 feststehend zu den übrigen Teilen des Videoendoskopes angeordnet sein. Die Ringe 6 können beispielsweise als Isolierringe dazu dienen, das Rohr 1 gegenüber dem Innenrohr 5 elektrisch zu isolieren, um im Falle von Kontaktfehlern eventuell auf das Innenrohr 5 gelangende Spannungen vom außenliegenden Rohr 1 zu isolieren. Auf diese Weise wird eine verbesserte Patientensicherheit gewährleistet.
Wird das in 1 gezeigte Videoendoskop mit seinem Rohr 1 gedreht, um beispielsweise den Blickwinkel des schrägblickenden Objektivs 3 zu verstellen, so wird die Videokamera 8 mitgedreht und es dreht sich das auf einem Monitor dargestellte Bild. Um dies zu verhindern, kann die Videokamera 8 drehbar angeord net sein. Beispielsweise können die Ringe 6 als Drehlager ausgebildet sein, so daß das Innenrohr 5 mit der Videokamera 8 gegenüber dem Rohr 1 gedreht werden kann. Dazu kann beispielsweise am proximalen Ende des Innenrohres 5 oder z.B. an einem auf die Anschlußkontakte 11 aufgesteckten Stecker angefaßt werden, um als Dreheinrichtung die Videokamera 8 in die gewünschte Lage zu drehen. Dabei ist das Innenrohr 5 erforderlich, um als Drehglied den Drehantrieb von einer proximal gelegenen Dreheinrichtung durch die Länge des Rohres 1 zur Videokamera 8 zu übertragen.
Die 4 und 5 zeigen schematisch eine alternative Ausführungsform des Videoendoskopes mit verbessertem Drehantrieb für die Videokamera. Es sind, soweit möglich, dieselben Bezugszeichen verwendet wie in 1.
Rohr 1, Fenster 2 und Objektiv 3 mit Objektivrohr 4 entsprechen der Ausführung gemäß 1. Die Videokamera 8 ist jedoch mit dem Kamerarohr 7 unmittelbar im Rohr 1 angeordnet, und zwar drehbar. Das Innenrohr 5 fehlt über die wesentliche Länge des Rohres 1 und ist nur als kurzes Rohrstück am proximalen Ende des Rohres 1 ausgebildet. Es trägt die Anschlußkontakte 11 in derselben Weise wie gemäß 1.
Wie bereits alternativ zu 1 erwähnt, soll bei der Ausführungsform der 4 die Videokamera 8 mit dem Innenrohr 5 drehgekoppelt sein. Dazu dient jedoch im Ausführungsbeispiel der 4 und 5 die Leiterplatte 13, die jedoch im Gegensatz zur flexiblen Ausbildung gemäß 1 in ihrer Ausbildung gemäß 4 und 5 drehsteif ausgebildet ist.
Die Leiterplatte 13 ist gemäß 4 und 5 aus starrem, ggf. auch dickerem Material ausgebildet und trägt in derselben Weise wie gemäß 1 die Leiterbahnen 12. Ferner weist sie an ihren Enden starr abgewinkelt die Kontaktierflächen 14 und 15 auf.
Zur Verbesserung ihrer Drehsteifigkeit kann die Leiterplatte 13, wie insbesondere 5 zeigt, im Bereich zwischen den Kontaktierflächen 14 und 15, der in realen Ausführungsbeispielen sehr lang sein kann, zu einem Dreiecksprofil geschlossen sein. Sie kann beispielsweise an den Kanten 19 umgewinkelt und an der Kante 20 anschließend verklebt sein. Sie kann jedoch beispielsweise auch als geschlossenes Profil ausgebildet sein, das z.B. nicht, wie in 5 dargestellt, auf der Innenseite mit den Leiterbahnen 12, sondern auf einer Außenseite mit den Leiterbahnen 12 versehen ist. Auch andere Profilquerschnitte, z.B. als rundes Rohrprofil, oder eine sonstige, z.B. auf die Leiterplatte 13 aufgeklebte Versteifung sind möglich.
In den beiden dargestellten Ausführungsformen gemäß 1 und 5 sind jeweils eine Leiterplatte zur Verbindung aller Kamerakontakte 9 mit den Anschlußkontakten 11 vorgesehen. Es können jedoch auch z.B. zwei oder mehr getrennte Leiterplatten vorgesehen sein, die jeweils Gruppen von Kontakten miteinander verbinden. Einzelne Leiter können beispielsweise auch als getrennte Kabel vorgesehen sein, beispielsweise für höhere Strombelastung oder dergleichen.
Bei der dargestellten Videokamera 8 stehen die Kamerakontakte 9 als Kontaktstifte parallel zur Achsrichtung des Rohres 1. Die Kamerakontakte können aber beispielsweise auch seitlich an der Kamera angeordnet sein und z.B. von zwei, die Seiten der Kamera überfassenden Kontaktierflächen einer Leiterplatte versorgt werden.
In den dargestellten Ausführungsformen sind die Kamerakontakte 9 und Anschlußkontakte 11 als Kontaktstifte ausgebildet, die durch Löcher in den Kon taktstellen 16 der Leiterplatte 13 gesteckt und mit den ringförmig ausgebildeten Kontaktstellen 16 verlötet werden. Diese Anschlußverbindungen der Leiterbahnen 12 der Leiterplatte 13 können jedoch auch auf andere übliche Weise ausgebildet sein. Die Kontaktstellen 16 können z.B. als Steckkontakte ausgebildet sein, die auf die Kontaktstifte 9 bzw. 11 aufsteckbar sind. Die Kontaktstellen 16 können auch als Lötpunkte ausgebildet sein, die auf als Lötpunkte ausgebildete Kamerakontakte 9 und Anschlußkontakte 11 justiert aufgelegt und anschließend durch Erwärmen verlötet oder leitend verklebt werden. Es sind hier alle üblichen Kontaktiermöglichkeiten einschließlich z.B. auch Bonden und Wire-Wrap möglich.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Leiterplatte 13 nur auf einer Seite mit Leiterbahnen 12 versehen. Sie kann in nicht dargestellter Weise auch auf ihrer gegenüberliegenden Fläche mit zusätzlichen Leiterbahnen ausgerüstet sein. Außerdem ist es möglich, die Leiterplatte 13 in üblicher Mehrschichtausbildung aus mehreren aufeinander liegenden Leiterplatten auszubilden, wobei an Oberflächen und Zwischenebenen, also in mehreren Ebenen, Leiterbahnen vorgesehen sein können. Dadurch wird zum einen mehr Fläche zum Unterbringen von Leiterbahnen gewonnen und es ergibt sich die Möglichkeit, bei gegebener Anzahl von Leiterbahnen deren Abstände zu vergrößern.
Durch geschickte Anordnung der Leiterbahnen 12 in ein- oder mehrschichtiger Bauweise kann dafür Sorge getragen werden, dass die Impedanzen der Leiterbahnen bei zu übertragenden höheren Frequenzen ausreichend niedrig gehalten werden, so dass die zu übertragenden Signale nicht zu sehr abgeschwächt oder verzerrt werden.

Claims

Videoendoskop mit langgestrecktem Rohr (1) und darin distal angeordnetem Objektiv (3) mit Videokamera (8), welche Kamerakontakte (9) aufweist, die über in dem Rohr (1) verlaufende Leiter (12) mit proximal im Rohr (1) angeordneten Anschlußkontakten (11) verbunden sind, wobei mehrere Leiter als Leiterbahnen (12) auf einer Leiterplatte (13) ausgebildet sind und an ihren Enden als Kontaktstellen (16) ausgebildet sind, die passend zu den zu kontaktierenden Kontakten (9, 11) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera (8) von einer proximal angeordneten Dreheinrichtung (5) über die drehsteif als Drehglied ausgebildete Leiterplatte (13) drehangetrieben ist, wobei die Anschlußkontakte (11) an der Dreheinrichtung (5) angeordnet sind.
Videoendoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (13) an die Leiter (12) angeschlossene elektronische Bauelemente (18) trägt.