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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Endoskop und insbesondere eine
Lichtsignalübertragungseinrichtung.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Es
wird ein Endoskop vorgeschlagen, das eine Lichtsignalübertragungseinrichtung
zwischen der elektrischen Betrachtungseinheit und dem Prozessor
hat.
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Die
ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
(KOKAI) Nr. H10-295635
offenbart ein Endoskop, das eine Lichtsignalübertragungseinrich tung zum Übertragen
von Bildsignalen von dem Endoskop zu dem Prozessor hat.
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Da
jedoch das CCD-Element und die Treiberschaltung für das CCD-Element
an dem distalen Endteil der elektrischen Betrachtungseinheit angeordnet
sind, wird der distale Endteil groß. In dem Fall, in dem die
Treiberschaltung für
das CCD-Element in dem Prozessor angeordnet ist, werden die positive Stromleitung,
die negative Stromleitung und eine Steuerleitung zum Ansteuern des
CCD-Elements benötigt,
was ein dickes Kabel zwischen der elektrischen Betrachtungseinheit
und dem Prozessor erfordert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Daher
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Einrichtung
anzugeben, die zum Übertragen
von Signalen Licht verwendet, ohne den distalen Endteil der elektrischen
Betrachtungseinheit zu vergrößern.
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Gemäß vorliegender
Erfindung umfasst ein Endoskop eine elektrische Betrachtungseinheit
und einen Prozessor. Die elektrische Betrachtungseinheit hat einen
CMOS-Sensor und eine Videosignalausgabeeinheit, die ein Bildsignal
ausgibt, das von dem CMOS-Sensor abgebildet wird und das in ein
Lichtsignal umgesetzt wird. Der Prozessor hat eine Videosignal-Photosensoreinheit,
die Licht betreffend das Bildsignal empfängt, das von der Videosignal-Ausgabeeinheit
ausgegeben wird, und der basierend auf dem das Bildsignal betreffenden
Licht eine Bildverarbeitungsoperation durchführt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser
aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen,
in denen
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1 ein
Blockschaltbild des Endoskops nach dem ersten, dem zweiten und dem
dritten Ausführungsbeispiel
ist;
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2 eine
Seitenansicht der Abbildungseinheit in dem ersten Ausführungsbeispiel
ist;
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3 eine
Draufsicht der Abbildungseinheit in dem ersten Ausführungsbeispiel
ist;
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4 eine
Draufsicht der Abbildungseinheit in dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist;
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5 eine
Draufsicht der Abbildungseinheit in dem dritten Ausführungsbeispiel
ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, ist ein elektrisches Endoskopsystem 1,
das ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung betrifft, mit einer elektrischen Betrachtungseinheit 10 und
einem Prozessor 30 ausgestattet.
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Die
elektrische Betrachtungseinheit 10 hat eine Beleuchtungseinheit 11,
ein optisches Objektivsystem 13 und eine Abbildungseinheit 15 am
distalen Endteil der elektrischen Betrachtungseinheit. Die Abbildungseinheit 15 bildet
einen Körper
(ein hohles Inneres eines Organs) usw, ab, welches das fotografische
Objekt darstellt, und wird von der Beleuchtungseinheit 11 durch
das optische Objektivsystem 13 beleuchtet.
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Die
Beleuchtungseinheit 11 hat einen Lichtleiter 11a und
eine Beleuchtungslinse 11b.
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Die
Abbildungseinheit 15 hat einen CMOS-Sensor 15a,
eine CDS (Correlated Double Sampling; korrelierte Doppelabtastung)-Schaltung 15b,
einen ADU (Analog-Digital-Umsetzer) 15c, einen Videosignal-LD-Treiber 15d,
eine Videosignalausgabeeinheit 15e, die aus einer VCSEL-Laserdiode (Vertical
Cavity Surface Emitting Laser usw.) besteht, ein Videosignal-Lichtwellenleiterkabel 15f,
ein Steuersignal-Lichtwellenleiterkabel 17a,
eine Steuersignal-Photosensoreinheit 17b, die aus einer
Photodiode usw. (PD) besteht, einen Steuersignal-PLL-Dekodierer 17c,
einen Taktgeber (TG) 17d, ein Stromversorgungskabel 19a und
eine Stromversorgungseinheit 19b.
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Die
Abbildungseinheit 15 hat eine Keramikleiterplatte 14a,
eine CMOS-Sensorspitze 14b,
die aus einer Siliziumleiterplatte besteht, ein Abbildungsprisma 14c,
eine Drahtverbindung 14d, einen Leiterrahmen 14e,
eine Videosignal-Kondensorlinse 16a, ein Videosignalprisma 16b,
ein Steuersignalprisma 18a, ein Steuersignal-Kondensorprisma 18b und
einen Überbrückungskondensator 19c als
Befestigungsteil (siehe 2 und 3). In 3 entfallen das
Abbildungsprisma 14c, die Videosignal- Kondensorlinse 16a, das Videosignalprisma 16b,
das Steuersignalprisma 18a und die Steuersignal-Kondensorlinse 18b.
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Der
Prozessor 30 führt
der elektrischen Betrachtungseinheit 10 sowohl Licht als
auch elektrische Energie zu, führt
an dem Bildsignal des von der elektrischen Betrachtungseinheit 10 abgebildeten
fotografischen Objekt eine Bildverarbeitungsoperation durch und
wandelt das Bildsignal in ein Videosignal um, das auf einem (nicht
dargestellten) Fernsehbildschirm angezeigt werden kann.
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Der
Prozessor 30 hat eine Lichtquelleneinheit 31,
eine Videosignal-Photosensoreinheit 35a, die
aus einer Photodiode usw. (PD) besteht, einen Videosignal-PLL-Dekodierer 35b,
eine DSP-Schaltung 35c, einen DAU (Digital-Analog-Umsetzer) 35d,
einen Kodierer 35e, eine CPU 37a, einen Synchronisationssignalgenerator
(SSG) 37b, einen Steuersignal-LD-Treiber 37c,
eine Steuersignalausgabeeinheit 37d, die aus einer FP-LD
(Fabry-Perot Laserdiode) usw.
besteht, und eine CMOS-Stromversorgungseinheit 39.
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Die
Lichtquelleneinheit 31 ist eine Beleuchtungsschaltung,
die eine Xenonlampenlichtquelle usw. hat, die ein Licht beleuchtet,
das auf das fotografische Objekt scheint. Da Licht von der Lichtquelleneinheit 31 erreicht
das fotografische Objekt vom distalen Endteil der elektrischen Betrachtungseinheit 10,
nachdem es sich durch den Lichtleiter 11a und die Beleuchtungslinse 11b bewegt
hat.
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Das
fotografische Objekt wird als optisches Bild durch das optische
Objektivsystem 13 von dem CMOS-Sensor 15a abgebildet.
Nach der korrelierten Doppelabtastung und der A/D-Umsetzung durch
die CDS 15b bzw. den ADU 15c wird das optische
Bild von der DSP-Schaltung 35c des Prozessors 30 verarbeitet.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
wird der CMOS-Sensor als Abbildungssensor verwendet. Da der Verstärker für den CMOS-Sensor
nahe dem Photosensor (dem CMOS-Sensor) angeordnet ist, der das Licht
empfängt,
gibt es ein geringeres Auftreten von Signalrauschen gegenüber dem
Fall, wenn ein CCD-Sensor als Abbildungssensor verwendet wird.
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Da
zudem eine einzige Stromversorgungseinheit zum Ansteuern verwendet
wird, die +3,3 Volt bereitstellt, ergibt sich ein Vorteil hinsichtlich
des geringen Verdrahtungsaufwands zwischen dem distalen Endteil
der elektrischen Betrachtungseinheit 10 und dem Prozessor 30.
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Die Übertragung
des Bildsignals von dem ADU 15c der elektrischen Betrachtungseinheit 10 zu der
DSP-Schaltung 35c des Prozessors 30 erfolgt über Licht.
Insbesondere wird das Bildsignal durch den ADU 15c in ein
digitales Signal umgesetzt, wird dann von dem Videosignal-LD-Treiber 15d in
ein Ein/Aus-Lichtsignal (das Lichtsignal) umgesetzt, worauf das
Ein/Aus-Lichtsignal an der Videosignalausgabeeinheit 15e,
die ihrerseits von dem Impuls gesteuert wird, aufleuchtet und erlischt.
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Das
Ein/Aus-Lichtsignal bewegt sich dann durch das Videosignal-Lichtwellenleiterkabel 15f,
bevor es von der Videosignal-Photosensoreinheit 35a empfangen
und verstärkt
wird. Danach wird das Signal von dem Videosignal-PLL-Dekodierer 35b dekodiert,
worauf das dekodierte Signal eine Bildsignalverarbeitungsoperation
durchläuft,
die von der DSP-Schaltung 35c durchgeführt wird.
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Daher
kann die Signalverschlechterung (Verlust) zwischen der elektrischen
Betrachtungseinheit 10 und dem Prozessor 30 verglichen
mit dem Fall reduziert werden, bei dem ein analoges elektrisches
Signal von der elektrischer Betrachtungseinheit 10 zu dem
Prozessor 30 übertragen
wird.
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Da
ein digitales elektrisches Signal in das Lichtsignal umgesetzt wird,
das von der elektrischen Betrachtungseinheit 10 zu dem
Prozessor 30 übertragen
wird, kann zudem eine größere Menge
an Informationen übertragen
werden als wenn ein analoges elektrisches Signal in das übertragene
Lichtsignal umgesetzt wird.
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Wenn
beispielsweise die elektrische Betrachtungseinheit 10 einen
VGA (640 × 480
entsprechend 30 Megapixel)-CMOS-Sensor, eine Bildrate von 30 Bildern
pro Sekunde und eine Farbabstufung von 10 Bit (1024 Stufen) hat,
beträgt
die Übertragungsgeschwindigkeit,
mit der die Zahl der Pixel, die Bildrate und die Farbabstufung multipliziert
werden, ungefähr
92 Mbps. Wenn das analoge elektrische Signal von der elektrischen
Betrachtungseinheit 10 zu dem Prozessor 30 unter
Verwendung eines dünnen Kabels übertragen
wird, ist es schwierig, das Bildsignal mit einer Übertragungsgeschwindigkeit über 100 bis
200 MBps ohne Phasenverzögerung
zu übertragen.
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Wenn
jedoch das digitale Lichtsignal bei dem ersten Ausführungsbeispiel übertragen
wird, kann das Bildsignal ohne Phasenverzögerung mit hohen Übertragungsgeschwindigkeiten
von über
1 Gbps übertragen
werden, entsprechend hoher Pixeldichte, hoher Bildrate und hoher
Farbabstufung.
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Nach
der Bildverarbeitungsoperation durch die DSP-Schaltung 35c und
der D/A-Umsetzung durch den DAU 30d, werden das von dem
Kodierer 35e für
Y/C abgetrennte Videosignal, das analoge RGB-Komponenten-Signal usw. an den
(nicht dargestellten) Fernsehbildschirm übertragen. Der Fernsehbildschirm
zeigt sie als das Bildsignal an.
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Die
CPU 37a steuert jeden Teil der elektrischen Betrachtungseinheit 10 und
des Prozessors 30. Insbesondere werden Auslösesignale
für AVR (automatische
Verstärkungsregelung),
für AE
(Automatic Exposure; automatische Belichtung) und zum Gewinnen des
Standbilds als das Befehlssteuersignal von der CPU 37a durch
den SSG 37b usw. an die elektrische Betrachtungseinheit 10 übertragen.
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Genauer
gesagt erzeugt der SSG 37b gesteuert von der CPU 37a ein
Impulssignal (ein Synchronisationssignal). Das Synchronisationssignal wird
basierend auf dem Impuls des Steuersignal-LD-Treibers 37c in
das Ein/Aus-Lichtsignal umgesetzt, und das Ein/Aus-Lichtsignal leuchtet
auf und erlischt an der Steuersignalausgabeeinheit 37d,
die von dem Impuls angesteuert wird.
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Das
Ein/Aus-Lichtsignal bewegt sich durch das Steuersignal-Lichtwellenleiterkabel 17a,
bevor es von der Steuersignal-Photosensoreinheit 17b, die eine
Photodiode hat, empfangen und verstärkt wird. Das Ein/Aus-Lichtsignal
wird dann von dem Steuersignal-PLL-Dekodierer 17c dekodiert.
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Der
TG 17d gibt basierend auf dem von dem Steuersignal-PLL-Dekodierer
dekodierten Signal einen Taktimpuls aus. Die Operationen des CMOS-Sensors 15a,
der CDS-Schaltung 15b und des ADU 15c werden gemäß dem von
dem TG 17d ausgegebenen Taktimpuls ausgeführt.
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Die
CMOS-Stromversorgungseinheit 39 des Prozessors 30 liefert
die elektrische Energie über
das Stromversorgungskabel 19a an die Stromversorgungseinheit 19b der
elektrischen Betrachtungseinrichtung 10. Die Stromversorgungseinheit 19b liefert die
elektrische Energie an jeden Teil der elektrischen Betrachtungseinheit 10,
wie z.B. die Abbildungseinheit 15 usw.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
wird die Zufuhr der elektrischen Energie von dem Prozessor 30 zu
der elektrischen Betrachtungseinheit 10 durch das Stromversorgungskabel 19a abgegeben,
doch kann die Zufuhr der elektrischen Energie auch durch den Lichtleiter 11a abgegeben
werden. Genauer gesagt ist eine Solarzelle an dem distalen Endteil
der elektrischen Betrachtungseinheit 10 angeordnet, das den
CMOS-Sensor 15a enthält.
Das Licht durch den Lichtleiter 11a wird von der Solarzelle
in elektrische Energie umgesetzt, und die auf der umgesetzten elektrischen
Energie basierende elektrische Leistung wird jedem Teil der elektrischen
Betrachtungseinheit 10 zugeführt.
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Bei
dieser Konstruktion sind die CMOS-Stromversorgungseinheit 39 und
das Stromversorgungskabel 19a nicht notwendig, wodurch
der erforderliche Durchmesser des Kabels reduziert wird, das einen
Teil der elektrischen Betrachtungseinheit 10 sowohl mit
dem Prozessor 30 als auch mit dem distalen Endteil der
elektrischen Betrachtungseinheit 10 verbindet. Zudem können Interferenzen
durch externes Rauschen abgeschwächt
werden, und die Isolierung zwischen dem distalen Endteil der elektrischen
Betrachtungseinheit 10 und dem Prozessor 30 kann
verbessert werden, was das Potential eines plötzlichen elektrischen Schlags
bedingt durch das Hochspannungsnetzgerät der Xenonlampe der Lichtquelleneinheit 31 effektiv
verringert.
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Nachfolgend
wird der Befestigungsteil des CMOS-Sensors 15a usw. bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben (siehe 2 und 3).
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Die
CMOS-Sensorspitze 14b ist auf der Keramikleiterplatte 14a angeordnet,
die in einer Ebene senkrecht zur Linsenebene des optischen Objektivsystems 13 liegt
(parallel zur optischen Achse des optischen Objektivsystems 13).
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Der
CMOS-Sensor 15a ist an der CMOS-Sensorspitze 14b montiert
und bildet das fotografische Objekt durch das optische Objektivsystem 13 ab.
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Die
Steuersignal-Photosensoreinheit 17b ist an der CMOS-Sensorspitze 14b montiert
und bildet (empfängt)
das Steuersignal durch das Steuersignal-Lichtwellenleiterkabel 17a ab.
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Ein
Teil der einsetzbaren Photodiodenfläche der CMOS-Sensorspitze 14b kann
für die
Photodiode des CMOS-Sensors 15a verwendet werden, und der
andere Teil der einsetzbaren Photodiodenfläche der CMOS-Sensorspitze 14b kann
für die
Photodiode der Steuersignal-Photosensoreinheit 17b verwendet
werden.
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In
diesem Fall kann der Fertigungsprozess vereinfacht werden, und es
kann eine Kostensenkung erreicht werden. Insbesondere kann die Zahl der
Montageschritte für
den CMOS-Sensor 15a und die Steuersignal-Photosensoreinheit 17b verglichen mit
dem Fall, in dem die Photodioden für den CMOS-Sensor 15a und
die Steuersignal-Photosensoreinheit 17b mit dem separaten
(Photodruck) Prozess montiert werden, reduziert werden.
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Beispielsweise
können
zwei Photodioden unter Anwendung eines Photodruckprozesses und durch
Maskentechnik montiert werden, was die Kosten im Vergleich zu dem
Fall, bei dem die beiden Photodioden mit einem alternativen Fertigungsprozess
(Photodruck) montiert werden, effektiv reduziert.
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Da
die Photodioden des CMOS-Sensors 15a und der Steuersignalphotosensoreinheit 17b gleichzeitig
montiert werden, kann zudem die Anzahl der Prozesse zum Justieren
der Position reduziert werden.
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Die
CDS 15b, der ADU 15c, der Steuersignal-PLL-Dekodierer 17c und
der TG 17d sind an der CMOS-Sensorspitze 14b montiert
(in den 2 und 3 sind sie
nicht dargestellt). Also werden der CMOS-Sensor 15a, die
CDS 15b, der ADU 15c, die Steuersignal-Photosensoreinheit 17b,
der Steuersignal-PLL-Dekodierer 17c und der TG 17d alle
mit dem gleichen Fertigungsprozess montiert.
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Der
Eintrittsstrahlengang durch das optische Objektivsystem 13 wird
durch das Abbildungsprisma 14c zu dem CMOS-Sensor 15a abgelenkt.
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Der übertragene
Strahlengang durch das Steuersignal-Lichtwellenleiterkabel 17a wird
durch das Steuersignalprisma 18a zu der Steuersignal-Photosensoreinheit 17b abgelenkt
und durch die Steuersignal-Kondensorlinse 18b gebündelt.
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Die
Videosignalausgabeeinheit 15e ist mit der Drahtverbindung 14d mit
dem Leiterrahmen 14e verbunden, der an der Keramikleiterplatte 14a angebracht
ist. Das von der Videosignalausgabeeinheit 15e ausgegebene Licht
wird durch die Videosignal-Kondensorlinse 16a gebündelt, und
der gebündelte
Strahlengang wird durch das Videosignalprisma 16b zu dem
bei der Abbildungseinheit 15 liegenden Ende (der Eintrittsebene)
des Videosignal-Lichtwellenleiterkabels 15f abgelenkt durch
das Videosignalprisma 16b.
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Die
CMOS-Sensorspitze 14b ist durch die Drahtverbindung 14d mit
dem Leiterrahmen 14e verbunden.
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Das
Stromversorgungskabel 19a ist mit dem Überbrückungskondensator 19c an
dem Leiterrahmen 14e verbunden, der an der Keramikleiterplatte 14a angebracht
ist.
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Der
CMOS-Sensor 15a usw. kann in einer Ebene auf einer Leiterplatte
(der Keramikleiterplatte 14a) angeordnet sein, indem der übertragene
Strahlengang mit dem Abbildungsprisma 14c, dem Videosignalprisma 16b und
dem Steuersignalprisma 18a senkrecht abgelenkt wird.
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Der
distale Endteil der elektrischen Betrachtungseinheit 10 hat
einen Durchmesser von ungefähr 10
mm. Unter Berücksichtigung
der Anordnung der Austrittsöffnung,
des Lichtleiters 11a und des Halses der Zange, ist es wünschensert,
dass der Teil, in dem die Abbildungseinheit 15, auf der
der CMOS-Sensor 15 usw. montiert sind, eine geeignete Form
und Größe hat,
so dass er nicht über
das optische Objektivsystem 13 hinausgeht, das einen Durchmesser
von grob 4 mm hat.
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Es
ist notwendig, die peripheren Schaltkreise, wie beispielsweise die
CDS 15b usw. nahe bei dem CMOS-Sensor zu montieren, wenn
er als der Abbildungssensor fungiert. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ist jedoch die Keramikleiterplatte 14a, die diese peripheren
Schaltkreise trägt,
senkrecht zu der Linsenebene des optischen Objektivsystems 13 ausgerichtet.
Daher müssen
die peripheren Schaltkreise entsprechend angeordnet sein, so dass
der Teil, in dem die Abbildungseinheit 15 untergebracht ist,
nicht über
den Linsendurchmesser des optischen Objektivsystems 13 hinausgeht.
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Als
nächstes
wird das zweite Ausführungsbeispiel
erläutert.
Die Montage bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von derjenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
die Punkte, die sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden
werden wie folgt erläutert.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
hat die Abbildungseinheit 15 eine erste Leiterplatte 14a1, eine
zweite Leiterplatte 14a2, eine dritte Leiterplatte 14a3 und
eine CMOS-Sensorspitze 14b (siehe 4). Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
hat der TG 17d einen Neben-TG 17d1 und einen Haupt-TG 17d2.
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Die
erste, die zweite und die dritte Leiterplatte 14a1, 14a2 und 14a3 sind
laminierte Leiterplatten, die parallel zur Linsenebene des optischen
Objektivsystems 13 sind und der Reihe nach von der Seite des
optischen Objektivsystems 13 der Abbildungseinheit 15 aus
angeordnet sind.
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Die
CMOS-Sensorspitze 14b ist an der ersten Leiterplatte 14a1 und
auf der gleichen Seite wie das optische Objektivsystem 13 montiert.
Der CMOS-Sensor 15a ist an der CMOS-Sensorspitze 14b montiert
und bildet das abgebildete fotografische Objekt durch das optische
Objektivsystem 13 ab.
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Die
CDS 15b und der Neben-TG 17d1 sind an der CMOS-Sensorspitze 14b montiert.
Also werden der CMOS-Sensor 15a, die CDS 15b und
der Neben-TG 17d1 alle mit dem gleichen Fertigungsprozess
montiert.
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Der
Neben-TG 17d1 setzt einen von dem Haupt-TG 17d2 ausgegebenen
Taktimpuls in einen Taktimpuls für
den CMOS-Sensor 15a und die CDS 15b um und gibt
dann den umgesetzten Taktimpuls an den CMOS-Sensor 15a und
die CDS 15b aus.
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Da
der CMOS-Sensor 15a eine akkurate Auslese-Steuerung benötigt, ist
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Neben-TG 17d1, der die Auslese-Zeitsteuerung übernimmt,
nahe dem CMOS-Sensor 15a angeordnet, wodurch es einfacher
wird, die Zeitsteuerung des Anfangs- und des Endpunkts des Auslesens
einzustellen.
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Da
sowohl die Zwischenverbindungs- als auch die Leitungsführungslängen zum
Verhindern von Phasenverzögerung
eingeschränkt
werden können,
kann zudem die Vergrößerung der
Leiterplatte verhindert werden.
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Ferner
kann, wenn die Zahl der Pixel des CMOS-Sensors 15a in Zukunft
erhöht
wird, die Phasenverzögerung
eingeschränkt
werden, und die Lesegeschwindigkeit kann konstant gehalten werden, selbst
wenn die Betriebsgeschwindigkeit erhöht wird.
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Der
ADU 15c, der Steuersignal-PLL-Dekodierer 17c,
der Haupt-TG 17d2 und die Stromversorgungseinheit 19b sind
auf der zweiten Leiterplatte 14a2 montiert. Der Haupt-TG 17d2 gibt
einen Taktimpuls (einen Zeitsteuerimpuls) für den ADU 15c usw. aus.
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Die
Videosignalausgabeeinheit 15e, der Videosignal-LD-Treiber 15d und
die Steuersignal-Photosensoreinheit 17b sind auf der dritten
Leiterplatte 14a3 und auf der dem optischen Objektivsystem 13 abgewandten
Seite montiert.
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Ein
Ende (die Eintrittsebene) des Videosignal-Lichtwellenleiterkabels 15f ist
einer Ausgabeebene der Videosignalausgabeeinheit 15e zugewandt.
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Ein
Ende (eine Austrittsebene) des Steuersignal-Lichtwellenleiterkabels 17a ist
der lichtempfindlichen Ebene der Steuersignal-Photosensoreinheit 17b zugewandt.
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Es
ist notwendig, die peripheren Schaltkreise, wie beispielsweise die
CDS 15b usw. nahe dem CMOS-Sensor zu montieren, wenn dieser
als der Abbildungssensor fungiert. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
jedoch sind die laminierten Leiterplatten, die diese peripheren
Schaltkreise tragen, senkrecht zur optischen Achse des optischen
Objektivsystems 13 ausgerichtet. Daher müssen die
peripheren Schaltkreise entsprechend angeordnet sein, so dass der
Teil, in dem die Abbildungseinheit 15 untergebracht ist,
nicht über
den Linsendurchmesser des optischen Objektivsystems hinausgeht.
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Als
nächstes
wird das dritte Ausführungsbeispiel
erläutert.
Das Lichtwellenleiterkabel bei dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von demjenigen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, und die Punkte,
die sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel
unterscheiden, werden wie folgt erläutert.
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Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel
hat die Abbildungseinheit 15 eine erste Leiterplatte 14a1, eine
zweite Leiterplatte 14a2, eine dritte Leiterplatte 14a3,
eine vierte Leiterplatte 14a4, eine CMOS-Sensorspitze 14b,
einen ersten Polarisationsspiegel 15g, eine ersten Kondensorlinse 15h und
ein Lichtwellenleiterkabel 15i, das an die Stelle des Videosignal-Lichtwellenleiterkabels 14f und
des Steuersignal-Lichtwellenleiterkabels 17a tritt (siehe 5).
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Der
TG 17d des dritten Ausführungsbeispiels
hat einen Neben-TG 17d1 und einen Haupt-TG 17d2.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel hat
der Prozessor 30 ferner einen zweiten Polarisationsspiegel 37e und
eine zweite Kondensorlinse 37f.
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Das
Lichtwellenleiterkabel 15i wird zum Übertragen von Videosignalen
von der elektrischen Betrachtungseinheit 10 zu dem Prozessor 30 und zum Übertragen
von Steuersignalen von dem Prozessor 30 zu der elektrischen
Betrachtungseinheit 10 verwendet.
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Die
erste, die zweite und die dritte Leiterplatte 14a1, 14a2 und 14a3 sind
laminierte Leiterplatten, die parallel zur Linsenebene des optischen
Objektivsystems 13 liegen und sind der Reihe nach von der Seite
des optischen Objektivsystems 13 der Abbildungseinheit 15 aus
angeordnet. Die vierte Leiterplatte 14a4 ist senkrecht
zur dritten Leiterplatte 14a3 angeordnet.
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Die
Konstruktion der ersten und der zweiten Leiterplatte 14a1 und 14a2 des
dritten Ausführungsbeispiels
ist die gleiche wie die des zweiten Ausführungsbeispiels.
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Die
Videosignalausgabeeinheit 15e und der Videosignal-LD-Treiber 15d sind
auf der dritten Leiterplatte 14a3 auf der dem optischen
Objektivsystem 13 abgewandten Seite angeordnet.
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Das
bei der elektrischen Betrachtungseinheit 10 liegende Ende
des Lichtwellenleiterkabels 15i ist der ersten Kondensorlinse 15h zugewandt
und ist durch den ersten Polarisationsspiegel 15g der Ausgabeebene
der Videosignalausgabeeinheit 15e zugewandt.
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Der
erste Polarisationsspiegel 15g hat einen Polarisationsspiegel
(WDM: Wavelength Division Multiplexing; Wellenlängen-Multiplexing), der das Licht
eines von der Videosignalausgabeeinheit 15e ausgegebenen
Videosignals durchlässt
und das Licht eines von dem Lichtwellenleiterkabel 15i ausgegebenen
Steuersignals reflektiert. Die Wellenlänge von Licht von dem Videosignal
wird so eingestellt, dass sie sich von der Wellenlänge von
Licht von dem Steuersignal unterscheidet. Beispielsweise wird das Licht
des Videosignals, das eine größere Informationsmenge
hat als das Licht des Steuersignals, im Infrarotspektrum eingestellt,
das Wellenlängen
von ungefähr
850 nm hat, während
das Licht des Steuersignals im Rotspektrum einstellt wird, das Weilenlängen von
ungefähr
680 nm hat.
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Die
erste Kondensorlinse 15h bündelt das Licht des Videosignals,
das von der Videosignalausgabeeinheit 15e an das bei der
elektrischen Betrachtungseinheit 10 liegende Ende des Lichtwellenleiterkabels 15i übertragen
wird, und bündelt
das Licht des Steuersignals, das von dem bei der elektrischen Betrachtungseinheit 10 liegenden
Ende des Lichtweilenleiterkabels 15i durch den ersten Polarisationsspiegel 15g an
die Steuersignal-Photosensoreinheit 17b übertragen
wird.
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Die
Steuersignal-Photosensoreinheit 17b ist in der Abbildungseinheit 15 auf
der vierten Leiterplatte 14a4 montiert und ist dort angeordnet,
wo die Steuersignal-Photosensoreinheit 17b das Licht eines Steuersignals
empfangen kann, das von dem ersten Polarisationsspiegel 15g reflektiert
wird.
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Die
Videosignal-Photosensoreinheit 35a ist dort angeordnet,
wo die Videosignal-Photosensoreinheit 35a das Licht eines
Videosignals empfangen kann, das von dem zweiten Polarisationsspiegel 37e reflektiert
wird.
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Die
Steuersignalausgabeeinheit 37d ist dort angeordnet, wo
die Steuersignalausgabeeinheit 37d dem bei dem Prozessor 30 liegenden
Ende des Lichtwellenleiterkabels 15i durch den zweiten
Polarisationsspiegel 37e und die zweite Kondensorlinse 37f zugewandt
ist.
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Der
zweite Polarisationsspiegel 37e hat einen Polarisationsspiegel
(WDM: Wavelength Division Multiplexing; Wellenlängen-Multiplexing), der das Licht
eines von der Steuersignalausgabeeinheit 37d ausgegebenen
Steuersignals durchlässt
und das Licht eines von dem Lichtwellenleiterkabel 15i ausgegebenen
Videosignals reflektiert.
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Die
Kondensorlinse 37f bündelt
das Licht eines Steuersignals, das von der Steuersignalausgabeeinheit 37d ausgegeben
und durch den zweiten Polarisationsspiegel 37e zu dem bei
dem Prozessor 30 liegenden Ende des Lichtellenleiterkabels 15i übertragen
wird, und bündelt
das Licht eines Videosignals, das von dem bei dem Prozessor 30 liegenden Ende
des Lichtwellenleiterkabels 15i durch den zweiten Polarisationsspiegel 37e an
die Videosignal-Photodetektoreinheit 35a übertragen
wird.
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Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel
wird das Lichtwellenleiterkabel zum Übertragen sowohl des Videosignals
von der elektrischen Betrachtungseinheit 10 als auch des
Steuersignals von dem Prozessor 30 gemeinsam verwendet,
so dass der Durchmesser des Kabels der elektrischen Betrachtungseinheit 10 minimiert
werden kann, was eine größere Flexibilität in dem
Kabel ermöglicht,
während
es die Last auf den Patienten verringert.
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Zwar
wurden die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung hier unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben, doch sind offensichtlich zahlreiche Modifikationen
und Änderungen
durch den Fachmann auf diesem Gebiet möglich, ohne von dem Umfang
der Erfindung abzuweichen.
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Die
vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Material, das in der japanischen
Patentanmeldung Nr. 2006-087799 (eingereicht am 28. März 2006)
enthalten ist, die hier ausdrücklich
durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit inkorporiert ist.