DE102019003842A1 - Endoscope and method for producing an endoscope - Google Patents
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Abstract
Endoskop (1) umfassend einen länglichen Schaft (2), ein Objektivlinsensystem (10) und einen an einem distalen Endbereich (9) des Schaftes (2) angeordneten Bildsensor (11), und ein an einem proximalen Endbereich des Schaftes (2) angeordnetes Kopfstück (3), wobei der elektronische Bildsensor (11) eine im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Schaftes (2) angeordnete Sensorebene aufweist und wobei der Bildsensor (11) mit einem distalen Endbereich (13) einer biegsamen Anschlussplatine (14) verbunden ist, und wobei die biegsame Anschlussplatine (14) sich durch den Schaft (2) wenigstens bis zu einem proximalen Endbereich des Schaftes (2) erstreckt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Endoskops (1).Endoscope (1) comprising an elongated shaft (2), an objective lens system (10) and an image sensor (11) arranged on a distal end region (9) of the shaft (2), and a headpiece arranged on a proximal end region of the shaft (2) (3), wherein the electronic image sensor (11) has a sensor plane arranged essentially perpendicular to a longitudinal axis of the shaft (2) and wherein the image sensor (11) is connected to a distal end region (13) of a flexible connection board (14), and wherein the flexible connection board (14) extends through the shaft (2) at least up to a proximal end region of the shaft (2). The invention also relates to a method for producing an endoscope (1).
Description
Die Vorliegende Erfindung betrifft ein Endoskop entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Endoskops.The present invention relates to an endoscope according to the preamble of
Endoskopische Untersuchungen haben sich zum Standard in einer Vielzahl von medizinischen und tiermedizinischen Disziplinen sowie auch in vielen nichtmedizinischen Disziplinen entwickelt. Bei dieser Untersuchungstechnik wird ein Endoskop, welches einen länglichen Schaft mit einem optischen Bildverarbeitungssystem aufweist, in einen Hohlraum eines menschlichen oder tierischen Körpers oder eines anderen Objektes eingeführt um diesen zu untersuchen. Der längliche Schaft kann dabei starr, halbstarr oder biegsam ausgeführt sein. An einem distalen (z.B. abgewandt von einem Benutzer) Endbereich des länglichen Schafts ist ein Endoskop-Objektiv zur Erzeugung eines Bildes eines Untersuchungsbereiches innerhalb des Hohlraums des Körpers oder des anderen Objektes angeordnet. In Video-Endoskopen, die auch als elektronische Endoskope bekannt sind, wird das erzeugte Bild mittels eines elektronischen Bildsensors aufgenommen. Entsprechend einer weit verbreiteten Ausgestaltung ist der elektronische Bildsensor im distalen Endbereich des Schaftes angeordnet und mit elektrischen Leitern mit Steuerschaltkreisen verbunden, wobei diese Steuerschaltkreise an einem proximalen (z.B. zugewandt zum Benutzer) Ende des Endoskops angeordnet sind.Endoscopic examinations have become the standard in a large number of medical and veterinary disciplines as well as in many non-medical disciplines. In this examination technique, an endoscope, which has an elongated shaft with an optical image processing system, is inserted into a cavity of a human or animal body or another object in order to examine it. The elongated shaft can be made rigid, semi-rigid or flexible. An endoscope objective for generating an image of an examination region within the cavity of the body or of the other object is arranged at a distal (e.g. facing away from a user) end region of the elongated shaft. In video endoscopes, which are also known as electronic endoscopes, the generated image is recorded by means of an electronic image sensor. According to a widespread embodiment, the electronic image sensor is arranged in the distal end region of the shaft and connected to control circuits by electrical conductors, these control circuits being arranged at a proximal (e.g. facing the user) end of the endoscope.
Der elektronische Bildsensor kann dabei zum Beispiel in einer Ebene, die parallel zu einer Längsachse des Schaftes ist, angeordnet sein. Eine solche Ausgestaltung erfordert ein optisches Umlenkelement, um das endoskopische Bild in der Sensorebene zu erzeugen. Dieses Umlenkelement erhöht dabei die Komplexität und die Herstellungskosten. Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann der Bildsensor im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Schaftes angeordnet sein (sog. „stehender Sensor“). In diesem Fall müssen die elektrischen Leiter zur Übertragung der elektrischen Energie und der Signale durch den Schaft in einem Winkel mit dem Bildsensor verbunden werden, was ebenfalls die Herstellungskosten erhöht.The electronic image sensor can be arranged, for example, in a plane that is parallel to a longitudinal axis of the shaft. Such a configuration requires an optical deflection element in order to generate the endoscopic image in the sensor plane. This deflection element increases the complexity and the manufacturing costs. According to another embodiment, the image sensor can be arranged essentially perpendicular to the longitudinal axis of the shaft (so-called “standing sensor”). In this case, the electrical conductors for transmitting the electrical energy and the signals through the shaft must be connected at an angle to the image sensor, which also increases the manufacturing costs.
In
Gemäß
Endoskope gemäß dem Stand der Technik erfordern eine Vielzahl von Produktionsschritten um die elektrischen Verbindungen zwischen dem Bildsensor und elektrischen Schaltkreisen am zugewandt befindlichen Ende des Endoskops sicherzustellen, wodurch die Herstellungskosten und die Komplexität erhöht werden. Insbesondere ist die Verbindung von Kabeln oder Drähten ein fehlerbehafteter Prozess.Endoscopes according to the prior art require a large number of production steps in order to ensure the electrical connections between the image sensor and electrical circuits at the facing end of the endoscope, whereby the production costs and the complexity are increased. In particular, connecting cables or wires is a flawed process.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Endoskop vorzuschlagen, welches die oben genannten Nachteile vermeidet oder verringert. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Endoskop vorzuschlagen, welches mit weniger Montageschritten und/oder reduzierten Herstellungskosten montiert werden kann. Es ist zudem Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren für die Herstellung eines Endoskops vorzuschlagen.It is the object of the present invention to propose an endoscope which avoids or reduces the disadvantages mentioned above. In particular, it is the object of the invention to propose an endoscope which can be assembled with fewer assembly steps and / or reduced manufacturing costs. It is also an object of the invention to propose an improved method for manufacturing an endoscope.
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit einem Endoskop gemäß Anspruch 1 sowie gemäß einem Verfahren gemäß Anspruch 11. Spezielle Ausführungsformen der vorgestellten Erfindung sind in den Ansprüchen 2-10 sowie dem Anspruch 12 angegeben.This object is achieved by the invention with an endoscope according to
Gemäß der vorgestellten Erfindung umfasst ein Endoskop einen länglichen Schaft, ein Objektivlinsensystem, einen elektronischen Bildsensor und ein Kopfstück. Das Objektivlinsensystem und der elektronische Bildsensor sind beide an einem distalen Endbereich des Schaftes angeordnet wohingegen das Kopfstück an einem proximalen Endbereich des Schaftes angeordnet ist. Der längliche Schaft ist derart ausgebildet, dass er in einen Hohlraum eines menschlichen oder tierischen Körpers oder eines anderen Objektes eingeführt werden kann. Der Schaft kann dabei starr, halbstarr oder biegsam sein, vorzugsweise ist der Schaft des Endoskops gemäß der vorgestellten Erfindung starr. Das Endoskop kann dabei weitere Elemente wie einen Griff oder Einrichtungen für Manipulationen innerhalb des Hohlraumes aufweisen. Das Endoskop kann zum Beispiel ein Video-Mediastinoskop sein.According to the presented invention, an endoscope comprises an elongated shaft, an objective lens system, an electronic image sensor and a head piece. The objective lens system and the electronic image sensor are both arranged on a distal end region of the shaft, whereas the head piece is arranged on a proximal end region of the shaft. The elongated shaft is designed in such a way that it can be inserted into a cavity of a human or animal body or another object. The shaft can be rigid, semi-rigid or flexible, preferably the shaft of the endoscope according to the invention presented is rigid. The endoscope can have further elements such as a handle or devices for manipulations within the cavity. The endoscope can be a video mediastinoscope, for example.
Das Objektivlinsensystem weist eine oder mehrere optische Linsen auf und kann auch andere optische Elemente, wie zum Beispiel ein oder mehrere Umleitungsprismen aufweisen. Die Objektivlinse ist derart gestaltet, dass sie in einer Bildebene ein optisches Bild des Untersuchungsbereiches des Hohlraums erzeugt. Der elektronische Bildsensor kann dabei zum Beispiel ein CCD oder ein CMOS Bildsensor sein, dessen Sensorebene sich im Wesentlichen in der Bildebene der Objektivlinse befindet. Der Bildsensor in dieser Weise angeordnet, um ein endoskopisches Bild des Untersuchungsbereiches aufzunehmen und elektronische Bildsignale zu erzeugen, die dem endoskopischen Bild entsprechen. Auf Grund der Anordnung des Bildsensors am distalen Endbereich des Schaftes wird ein solches Endoskop üblicherweise als ein chip-on-the-tip Video-Endoskop bezeichnet.The objective lens system has one or more optical lenses and can also have other optical elements, such as, for example, one or more diversion prisms. The objective lens is designed in such a way that it generates an optical image of the examination area of the cavity in an image plane. The electronic image sensor can be, for example, a CCD or a CMOS image sensor, the sensor plane of which is essentially located in the image plane of the objective lens. The image sensor is arranged in this way to take an endoscopic image of the examination area and to generate electronic image signals corresponding to the endoscopic image. Due to the arrangement of the image sensor on the distal end area of the shaft, such an endoscope is usually referred to as a chip-on-the-tip video endoscope.
Das Kopfstück ist an dem proximalen Endbereich des Schaftes angeordnet und weist üblicherweise eine größere Breite auf als der Schaft und ist derart gestaltet, dass es während der endoskopischen Untersuchung außerhalb des Hohlraumes des Körpers verbleibt. Das Kopfstück kann zum Beispiel als Handgriff für das Endoskop ausgeführt sein, einen Teil eines Hangriffs bilden oder zur Befestigung eines Handgriffes oder eines Teils eines Handgriffs gestaltet sein. Das Kopfstück kann elektronische Schaltkreise umfassen, die den Bildsensor mit elektrischer Energie versorgen und/oder die vom Bildsensor erzeugten Bilddaten an ein Anzeigeinstrument und/oder einen Speicher weiterleiten oder die mit solchen Schaltkreisen verbunden werden können. Weiterhin kann das Kopfstück mit Bedienelementen für den Bildsensor und/oder andere Funktionen des Endoskops versehen sein oder kann mit einem Griffstück oder anderen Einrichtungen verbindbar sein, die ebensolche Bedienelemente aufweisen. Das Endoskop kann weiterhin Einrichtungen wie eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Hohlraumes im Körper und/oder ein integriertes Anzeigeelement aufweisen. The head piece is arranged on the proximal end region of the shaft and usually has a greater width than the shaft and is designed in such a way that it remains outside the cavity of the body during the endoscopic examination. The head piece can, for example, be designed as a handle for the endoscope, form part of a handle or be designed to attach a handle or part of a handle. The head piece can comprise electronic circuits which supply the image sensor with electrical energy and / or forward the image data generated by the image sensor to a display instrument and / or a memory or which can be connected to such circuits. Furthermore, the head piece can be provided with operating elements for the image sensor and / or other functions of the endoscope or can be connected to a handle piece or other devices which have such operating elements. The endoscope can also have devices such as an illumination device for illuminating the cavity in the body and / or an integrated display element.
In einem Endoskop entsprechend der vorgestellten Erfindung ist die Sensorfläche des elektronischen Bildsensors im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Schaftes angeordnet. Eine solche Anordnung kann im Gegensatz zu einem Sensor, dessen Sensorfläche parallel zur Schaftachse angeordnet ist, auch als „stehender Sensor“ bezeichnet werden.In an endoscope according to the present invention, the sensor surface of the electronic image sensor is arranged essentially perpendicular to a longitudinal axis of the shaft. In contrast to a sensor whose sensor surface is arranged parallel to the shaft axis, such an arrangement can also be referred to as a “stationary sensor”.
Das Endoskop weist eine biegsame Anschlussplatine auf sowie einen elektrisch damit verbundenen Bildsensor auf. Insbesondere ist eine Rückseite des Bildsensors mit den Leiterbahnen der biegsamen Anschlussplatine verbunden um damit den Bildsensor mit elektrischer Energie zu versorgen und Bilddaten, die durch den Bildsensor erzeugt werden zu übertragen. Die biegsame Anschlussplatine oder die biegsame gedruckte Schaltung oder das biegsame PCB (PCB: Printed Circuit Board) wird hier kurz als „biegsame Platine“ bezeichnet. Die biegsame Platine weist eine Mehrzahl von Leiterbahnen oder Leitwegen auf und kann eine Mehrzahl von Ebenen umfassen. Die biegsame Platine weist eine Breitenausdehnung oder Breite und eine Längenausdehnung oder Länge auf wobei üblicherweise die Längenausdehnung die Breitenausdehnung übersteigt und wobei die Leiterbahnen allgemein im Wesentlichen parallel zur Längenausdehnung angeordnet sind. Die biegsame Platine kann in Einbaulage im Endoskop mehrere biegsame Bereiche umfassen, die gebogen sind. Vorzugsweise ist die biegsame Platine eine hoch biegsame Leiterplatine die Biegungen mit einem Biegeradius herunter bis 0,2mm oder 0,1mm zulässt oder sogar weniger.The endoscope has a flexible connection board and an image sensor electrically connected to it. In particular, a rear side of the image sensor is connected to the conductor tracks of the flexible connection board in order to supply the image sensor with electrical energy and to transmit image data generated by the image sensor. The flexible connection board or the flexible printed circuit board or the flexible PCB (PCB: Printed Circuit Board) is referred to here as "flexible circuit board" for short. The flexible board has a plurality of conductor tracks or conductive paths and can comprise a plurality of levels. The flexible circuit board has a width dimension or width and a length dimension or length, the length dimension usually exceeding the width dimension and the conductor tracks generally being arranged essentially parallel to the length dimension. In the installed position in the endoscope, the flexible circuit board can comprise a plurality of flexible areas that are bent. The flexible board is preferably a highly flexible printed circuit board that allows bends with a bending radius down to 0.2 mm or 0.1 mm or even less.
Gemäß der vorgestellten Erfindung reicht die flexible Anschlussplatine bis in den Schaft des Endoskops, und zwar zumindest bis zum proximalen Endbereich des Schaftes, vorzugsweise bis über den proximalen Endbereich des Schaftes hinaus, besonders vorzugsweise in das Kopfstück des Endoskops hinein. Die biegsame Platine ist insbesondere derart im Schaft angeordnet, dass deren Längsausdehnung entlang der Achsausrichtung des Schaftes angeordnet ist wobei die Leiterbahnen in Längsrichtung des Schaftes weitergeführt sind. Die biegsame Platine kann an elektrische Schaltkreise angeschlossen sein, die in dem proximalen Endbereich des Schaftes oder im Kopfstück angeordnet sind. Das Endoskop, zumindest jedoch der Schaft des Endoskops weisen vorzugsweise keine Kabel oder Drähte auf, stattdessen sind alle elektrischen Verbindungen im Schaft mittels der biegsamen Anschlussplatine umgesetzt.According to the presented invention, the flexible connection board extends into the shaft of the endoscope, specifically at least to the proximal end area of the shaft, preferably beyond the proximal end area of the shaft, particularly preferably into the head piece of the endoscope. The flexible board is arranged in particular in the shaft in such a way that its longitudinal extent is arranged along the axial alignment of the shaft, the conductor tracks being continued in the longitudinal direction of the shaft. The flexible circuit board can be connected to electrical circuits which are arranged in the proximal end region of the shaft or in the head piece. The endoscope, but at least the shaft of the endoscope, preferably has no cables or wires; instead, all electrical connections in the shaft are implemented by means of the flexible connection board.
Dadurch, dass eine biegsame Anschlussplatine, welche durchgehend von einem distalen Endbereich hin zu einem proximalen Endbereich durch den Schaft des Endoskops verläuft können die elektrischen Verbindungen durch den Schaft mit einer minimalen Anzahl von Bauteilen, die montiert werden müssen, bereitstellt werden, wodurch eine minimale Anzahl von Herstellungsschritten notwendig sind und minimale Kosten entstehen. Im Allgemeinen sind so keine Kabel notwendig, ein Löten von Drähten zur Herstellung von elektrischen Verbindungen zum elektronischen Bildsensor ist nicht erforderlich wodurch fehleranfällige Herstellungsschritte reduziert werden. Weiterhin können die Betriebssicherheit und Robustheit des Endoskops durch die ununterbrochene Übertragung von Strom und Signalen entlang der im wesentlichen ganzen Länge des Schaftes erhöht werden. Weiterhin passt sich die biegsame Anschlussplatine einfach an eine Biegung des Schaftes an, welche zeitweilig während des Einsatzes vorkommen kann, wodurch die Haltbarkeit des Endoskops gesteigert wird.Because a flexible connection board, which goes through continuously from a distal end area to a proximal end area Running the shaft of the endoscope, the electrical connections through the shaft can be provided with a minimum number of components that need to be assembled, thereby requiring a minimum number of manufacturing steps and incurring minimal costs. In general, no cables are necessary, soldering of wires to establish electrical connections to the electronic image sensor is not necessary, which reduces manufacturing steps that are prone to errors. Furthermore, the operational safety and robustness of the endoscope can be increased by the uninterrupted transmission of current and signals along essentially the entire length of the shaft. Furthermore, the flexible connection board simply adapts to a bend in the shaft that can occur temporarily during use, thereby increasing the durability of the endoscope.
Vorzugsweise ist der Bildsensor mit einem distalen Endbereich der biegsamen Platine verbunden, wobei der distale Endbereich im Wesentlichen eben beschaffen und senkrecht zur Achsrichtung des Schaftes angeordnet ist, und an den distalen Endbereich schließt sich in weiterführender Richtung der biegsamen Platine ein erster biegsamer Abschnitt an, der vorzugsweise direkt an den distalen Endbereich angrenzt. Der erste biegsame Abschnitt weist dabei einen Biegewinkel von vorzugsweise 90° oder mehr, zum Beispiel 180° auf. Der distale Endbereich ist dazu im Wesentlichen eben ausgebildet, wobei er gegen die Rückseite des Bildsensors ausgerichtet und mit diesem verbunden ist und im Wesentlichen senkrecht zur Schaftachse angeordnet ist. Insbesondere ist der Bildsensor mit der Stirnfläche der biegsamen Platine verbunden und parallel zu dieser angeordnet. An einer proximalen Seite des distalen Endbereiches bildet die biegsame Platine einen ersten biegsamen Abschnitt aus. Durch diese Ausführung kann eine einfache Anordnung zur Verbindung des Bildsensors und Herstellung der elektrischen Verbindungen in Richtung einer proximalen Seite bereitgestellt werden.The image sensor is preferably connected to a distal end area of the flexible board, the distal end area being essentially flat and arranged perpendicular to the axial direction of the shaft, and a first flexible section adjoins the distal end area in the continuing direction of the flexible board, which preferably directly adjacent to the distal end area. The first flexible section has a bending angle of preferably 90 ° or more, for example 180 °. For this purpose, the distal end area is essentially flat, it being aligned with the rear side of the image sensor and connected to it and being arranged essentially perpendicular to the shaft axis. In particular, the image sensor is connected to the end face of the flexible board and is arranged parallel to it. The flexible plate forms a first flexible section on a proximal side of the distal end region. This embodiment makes it possible to provide a simple arrangement for connecting the image sensor and establishing the electrical connections in the direction of a proximal side.
Entsprechend eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weist die erste Biegung einen Winkel von etwa 180° auf. An den ersten biegsamen Bereich schließt sich in proximaler Richtung der biegsamen Platine ein Stützbereich an, der näherungsweise eben ist und parallel zu oder gegenüberliegend des distalen Endbereiches angeordnet ist. Dieser Stützbereich erstreckt sich daher im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Schaftes. Durch diese Ausführung wird die Montage der biegsamen Platine in den Schaft des Endoskops ermöglicht.According to a preferred embodiment of the invention, the first bend has an angle of approximately 180 °. The first flexible area is adjoined in the proximal direction of the flexible plate by a support area which is approximately flat and is arranged parallel to or opposite the distal end area. This support area therefore extends essentially perpendicular to the longitudinal axis of the shaft. This design enables the flexible circuit board to be installed in the shaft of the endoscope.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der distale Endbereich und der Stützbereich beide an einer Stützstruktur befestigt, welche vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, zum Beispiel einem Polyamid-Kunststoff. Insbesondere sind der distale Endbereich sowie der Stützbereich beide mit ihrer jeweiligen Rückseite an der Stützstruktur befindlich. Vorzugsweise sind im Wesentlichen der ganze distale Endbereich und der ganze Stützbereich mit ihrer jeweiligen Rückseite an der Stützstruktur befindlich. Die Stützstruktur dient dabei der Versteifung des distalen Endbereichs und des Stützbereichs der biegsamen Platine, wodurch die Gefahr des Bruches der elektrischen Verbindung zum Bildsensor während der Biegung der biegsamen Platine reduziert wird und wodurch eine kompakte Anordnung der beiden Bereiche entsteht. Die Stützstruktur kann dadurch im Inneren des Schaftes verbleiben und zusätzlich Stabilität für die Anordnung aus Bilderzeuger und biegsamer Leiterplatine liefern.In a particularly preferred embodiment, the distal end area and the support area are both attached to a support structure, which preferably consists of an electrically insulating material, for example a polyamide plastic. In particular, the distal end area and the support area are both located with their respective rear side on the support structure. Preferably, essentially the entire distal end area and the entire support area are located with their respective rear side on the support structure. The support structure serves to stiffen the distal end area and the support area of the flexible circuit board, which reduces the risk of the electrical connection to the image sensor breaking during the bending of the flexible circuit board and which results in a compact arrangement of the two areas. The support structure can thus remain in the interior of the shaft and additionally provide stability for the arrangement of the image generator and the flexible printed circuit board.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird die Stützstruktur aus zumindest zwei Teilen gebildet, zum Beispiel aus zwei Platten oder Folien eines zweckdienlichen Kunststoffs, welche aneinander anhaften und mit der jeweiligen Rückseite des distalen Endbereichs und des Stützbereichs der biegsamen Platine. Dadurch wird die Herstellung des Endoskops ermöglicht.According to a preferred embodiment, the support structure is formed from at least two parts, for example from two plates or foils of a suitable plastic, which adhere to one another and to the respective rear side of the distal end area and the support area of the flexible board. This enables the endoscope to be manufactured.
Vorzugsweise folgen nach dem Stützbereich in einem angrenzenden Bereich an die biegsame Platine, zum Beispiel an einer der ersten Biegung abgewandten Seite des Stützbereiches, eine zweite Biegung, wobei diese zweite Biegung vorzugsweise einen Biegewinkel von mehr als 90° aufweist und weiterhin eine dritte Biegung, welche die biegsame Platine in eine Richtung im Wesentlichen nahe der Längsachse leitet. Die erste Biegung, die zweite Biegung und die dritte Biegung weisen dabei abwechselnde Biegerichtungen auf. Ein Biegewinkel der zweiten Biegung kann dabei zum Beispiel in etwa 140° aufweisen, ein Biegewinkel der dritten Biegung in etwa 50°, wobei dadurch ein Winkel von zusammengenommen in etwa 90° zur BildsensorEbene entsteht. Durch diese Ausführung kann die biegsame Platine in eine mittlere Längsebene des Schaftes geführt werden, wodurch die Ausnutzung des vorhandenen Raum im Innenraum des Schaftes gesteigert wird. Weiterhin können die zweite und die dritte Biegung einen Längenausgleich für den Fall der thermischen Ausdehnung oder Biegung des Schaftes bieten.A second bend preferably follows the support area in an area adjoining the flexible plate, for example on a side of the support area facing away from the first bend, this second bend preferably having a bending angle of more than 90 ° and a third bend which directs the flexible board in a direction substantially near the longitudinal axis. The first bend, the second bend and the third bend have alternating bending directions. A bending angle of the second bend can be around 140 °, for example, and a bending angle of the third bend around 50 °, resulting in an angle of around 90 ° to the image sensor plane. With this design, the flexible plate can be guided in a central longitudinal plane of the shaft, whereby the use of the space available in the interior of the shaft is increased. Furthermore, the second and the third bend can provide length compensation in the event of thermal expansion or bending of the shaft.
Vorzugsweise ist die biegsame Anschlussplatine im proximalen Endbereich des Schaftes oder im Kopfstück mit einem elektrischen Verbinder, zum Beispiel einem SMD-Verbinder, welcher eine Steckverbindung aufweisen kann zur Verbindung mit einem Einsatz mit zu der Steckverbindung korrespondierenden Pins. Der elektrische Verbinder kann eine Verbindungsebene aufweisen, welche näherungsweise senkrecht zur Achsrichtung des Schaftes ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann der Zusammenbau des Endoskops weiter vereinfacht werden.The flexible connection board is preferably in the proximal end area of the shaft or in the head piece with an electrical connector, for example an SMD connector, which can have a plug connection for connection to an insert with pins corresponding to the plug connection. The electrical connector can have a connection plane which is approximately perpendicular to the axial direction of the shaft is aligned. In this way, the assembly of the endoscope can be further simplified.
Besonders bevorzugt weist die biegsame Platine eine Überlänge derart auf, dass eine Bucht zum Längenausgleich entsteht. Die Bucht zum Längenausgleich ist dabei insbesondere an einem proximalen Endbereich des Schaftes oder im Kopfstück angeordnet. Auf diese Weise kann der Zusammenbau weiter vereinfacht werden, wobei die Steckverbindung zum Beispiel außerhalb des Schaftes und des Kopfstücks verbunden werden kann und dann in den distalen Endbereich oder das Kopfstück eingeführt wird. Weiterhin kann die Bucht zum Längenausgleich dazu dienen, Fertigungstoleranzen und/oder Wärmeausdehnung auszugleichen.The flexible plate particularly preferably has an excess length in such a way that a bay is created for length compensation. The bay for length compensation is arranged in particular on a proximal end region of the shaft or in the head piece. In this way, the assembly can be further simplified, the plug-in connection, for example, being able to be connected outside the shaft and the head piece and then being introduced into the distal end area or the head piece. Furthermore, for length compensation, the bay can be used to compensate for manufacturing tolerances and / or thermal expansion.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Objektivlinsensystem, der Bildsensor und die biegsame Anschlussplatine in einer hermetisch abgeschlossenen Einheit befindlich. Diese Einheit kann zum Beispiel einen inneren Schaft des Endoskops aufweisen, welcher die Bilderzeugungsoptik des Endoskops beinhaltet und daher als optischer Schaft bezeichnet wird. Der hermetische Abschluss kann ein abgedichtetes Abdeckglas im optischen Schaft oder der distalen Seite des Objektivlinsensystems und/oder einen Verbinder im proximalen Endbereich der biegsamen Platine aufweisen, wobei der Verbinder auf hermetisch abgeschlossene Weise in das zugewandte Ende des optischen Schaftes oder ein Verbindungsgehäuse eingeführt wird, wobei das Verbindungsgehäuse im Kopfstück angeordnet ist und mit dem proximalen Ende des optischen Schaftes hermetisch abgedichtet verbunden ist. Auf diese Weise wird ein Endoskop bereitgestellt, welches sterilisiert werden dann und damit in medizinischen Anwendungsgebieten wiederverwendbar ist und welches zum Beispiel für die Wartung einfach vom Handgriff getrennt werden kann.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the objective lens system, the image sensor and the flexible connection board are located in a hermetically sealed unit. This unit can, for example, have an inner shaft of the endoscope which contains the imaging optics of the endoscope and is therefore referred to as an optical shaft. The hermetic seal can have a sealed cover glass in the optical shaft or the distal side of the objective lens system and / or a connector in the proximal end area of the flexible circuit board, the connector being inserted in a hermetically sealed manner into the facing end of the optical shaft or a connection housing, whereby the connection housing is arranged in the head piece and is connected to the proximal end of the optical shaft in a hermetically sealed manner. In this way, an endoscope is provided which can then be sterilized and thus reused in medical fields of application and which, for example, can be easily separated from the handle for maintenance.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Endoskops vorgestellt, insbesondere eines Endoskops wie oben beschrieben. Gemäß diesem Verfahren wird ein einem ersten Schritt ein länglicher Schaft, ein Objektivlinsensystem, ein Bildsensor und eine biegsame Anschlussplatine bereitgestellt, wobei die flexible Platine länglich ausgeführt ist und eine Länge aufweist, die in etwas der Länge des Schaftes entspricht.According to a further aspect of the invention, a method for producing an endoscope is presented, in particular an endoscope as described above. According to this method, an elongated shaft, an objective lens system, an image sensor and a flexible connection board are provided in a first step, the flexible board being elongated and having a length which corresponds somewhat to the length of the shaft.
In einem zweiten Schritt wird der Bildsensor elektrisch mit einem distalen Endbereich der biegsamen Anschlussplatine verbunden und das Objektivlinsensystem, der Bildsensor und zumindest ein Teilbereich der biegsamen Platine werden in den länglichen Schaft eingeführt und in einem distalen Endbereich des Schaftes befestigt. Vorzugsweise wird der Bildsensor derart angeordnet, dass seine Sensorebene sich näherungsweise in einem rechten Winkel zur Längsachse des Schaftes erstreckt, wobei die biegsame Platine derart gebogen wird, dass eine elektrische Verbindung zum Bildsensor geschaffen wird und die biegsame Platine sich durch den Schaft erstreckt und über den zugewandt befindlichen Endbereich des Schaftes übersteht. Besonders bevorzugt wird der distale Endbereich der biegsamen Platine an eine Stützstruktur geklebt bevor die biegsame Anschlussplatine gebogen wird um dadurch einen Bruch der elektrischen Verbindung zum Bildsensor zu verhindern, wobei die Stützstruktur zum Beispiel zwei Teile aufweisen kann, welche mit jeweiligen Rückseiten eines distalen Endbereiches des Stützbereiches der biegsamen Platine anhaftend verbunden werden und danach miteinander anhaftend verbunden werden.In a second step, the image sensor is electrically connected to a distal end area of the flexible connection board and the objective lens system, the image sensor and at least a partial area of the flexible circuit board are inserted into the elongated shaft and fastened in a distal end area of the shaft. The image sensor is preferably arranged such that its sensor plane extends approximately at a right angle to the longitudinal axis of the shaft, the flexible board being bent in such a way that an electrical connection to the image sensor is established and the flexible board extends through the shaft and over the facing end of the shaft protrudes. Particularly preferably, the distal end area of the flexible board is glued to a support structure before the flexible connection board is bent in order to prevent a break in the electrical connection to the image sensor, wherein the support structure can, for example, have two parts, which with respective rear sides of a distal end area of the support area the flexible board are adhesively connected and then adhesively connected to each other.
Gemäß einem dritten Schritt wird ein proximaler Endbereich der biegsamen Platine mit einem elektrischen Verbinder verbunden welcher eine Mehrzahl von Steckplätzen aufweist zur Aufnahme von dazu korrespondierenden Pins. Ein Gehäuse wird mit einem proximalen Endbereich des Schaftes verbunden. Diese Schritte können auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden.According to a third step, a proximal end area of the flexible circuit board is connected to an electrical connector which has a plurality of plug-in positions for receiving pins that correspond thereto. A housing is connected to a proximal end region of the shaft. These steps can also be performed in reverse order.
Schließlich wird ein Steckereinsatz elektrisch mit dem elektrischen Verbinder verbunden, zum Beispiel durch das Einführen von einer Mehrzahl von Steckfähnchen des Steckereinsatzes in korrespondierende Steckplätze des elektrischen Verbinders, wobei dann der Steckereinsatz und der elektrische Verbinder in eine Öffnung des Verbindungsgehäuses eingeführt werden. Vorzugsweise wird der Schaft am distalen Ende mit einem durchsichtigen Abdeckglas abgedichtet, das Verbindungsgehäuse wird dichtend mit dem proximalen Endbereich des Schaftes verbunden und der Steckereinsatz wird dichtend in eine Öffnung des Verbindungsgehäuses eingeführt. Die biegsame Anschlussplatine kann dabei eine zweckdienliche Länge aufweisen, welche eine Bucht zum Längenausgleich in einem proximalen Endbereich ausbildet, wodurch die abschließenden Schritte des Verfahrens ermöglicht werden.Finally, a plug insert is electrically connected to the electrical connector, for example by inserting a plurality of tabs of the plug insert into corresponding slots in the electrical connector, the plug insert and the electrical connector then being inserted into an opening in the connection housing. The shaft is preferably sealed at the distal end with a transparent cover glass, the connection housing is sealingly connected to the proximal end region of the shaft and the plug insert is sealingly inserted into an opening in the connection housing. The flexible connection board can have an expedient length which forms a bay for length compensation in a proximal end area, which enables the final steps of the method.
Das Verfahren kann weitere Schritte, wie zum Beispiel Vormontage des Objektivlinsensystems, abschließende Dichtigkeitsprüfung oder die Montage des Kopfstücks, umfassen.The method can include further steps, such as, for example, pre-assembly of the objective lens system, a final leak test or assembly of the head piece.
Weitere Merkmale des Endoskops sind in den Parallelanmeldungen „Video Endoscope and method for configuring a video endoscope“ (interne Akte KST083) und „Endoskop, Verfahren zum Betreiben eines Endoskops sowie Verfahren zum Herstellen eines Endoskops“ (interne Akte KST084) veröffentlicht, welche vom selben Anmelder am gleichen Anmeldetag eingereicht wurden und welche hiermit mittels Bezug auf diese in die vorliegende Anmeldung eingebunden werden.Further features of the endoscope are published in the parallel applications "Video Endoscope and method for configuring a video endoscope" (internal file KST083) and "Endoscope, method for operating an endoscope and method for manufacturing an endoscope" (internal file KST084), which are published by the same Applicants were submitted on the same filing date and which hereby by With regard to this, are incorporated into the present application.
Die Merkmale der Erfindung wie oben bezeichnet und unten beschrieben sind nicht nur in der erwähnten Zusammenstellung anwendbar, sondern auch in anderer Zusammenstellung oder allein ohne den Bereich der vorgestellten Erfindung zu verlassen.The features of the invention as designated above and described below can be used not only in the combination mentioned, but also in a different combination or alone without departing from the scope of the invention presented.
Weitere Aspekte der vorgestellten Erfindung ergeben sich aus den Figuren und aus der Beschreibung der speziellen Ausführung der Erfindung, welche sich hieran anschließt.
-
1 zeigt ein Endoskop gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittansicht entlang der Längsachse; -
2 zeigt ein vergrößertes Detail desEndoskops aus 1 ; -
3 zeigt einen Längsschnitt eines beispielhaften endoskopischen Instrumentes mitdem Endoskop aus 1 .
-
1 shows an endoscope according to an embodiment of the invention in a sectional view along the longitudinal axis; -
2 shows an enlarged detail of the endoscope from1 ; -
3 shows a longitudinal section of an exemplary endoscopic instrument with the endoscope from1 .
Wie in
An der proximalen Seite der Glasscheibe
Der elektronische Bildsensor
Auf seiner proximalen Seite ist der Bildsensor
Der Innenraum
Die Sensorfläche
Weiter entlang der proximalen Richtung des Stützbereiches
Die biegsame Anschlussplatine
Gemäß einem beispielhaften Verfahren zur Herstellung des Endoskops
Das Objektivlinsensystem
Auf Grund der Überlänge der biegsamen Anschlussplatine
Das Endoskop
Das endoskopische Instrument
Die Instrumentenröhre
Das endoskopische Instrument
Zur Erhaltung der Übersichtlichkeit sind nicht alle Referenzzeichen in allen Figuren verwendet. Sofern ein Referenzzeichen nicht explizit in der Beschreibung zu einer Figur erwähnt wurde so fällt diesem die gleiche Bedeutung wie in den weiteren Figuren zu.For the sake of clarity, not all reference symbols are used in all figures. Unless a reference symbol was explicitly mentioned in the description of a figure, it has the same meaning as in the other figures.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Endoskopendoscope
- 22
- Schaftshaft
- 33
- KopfstückHeadjoint
- 44th
- äußere Röhreouter tube
- 55
- innere Röhreinner tube
- 66th
- LichtleiterLight guide
- 77th
- StirnflächeFace
- 88th
- GlasscheibePane of glass
- 99
- distaler Endbereichdistal end area
- 1010
- ObjektivlinsensystemObjective lens system
- 1111
- BildsensorImage sensor
- 1212
- BefestigungskragenFastening collar
- 1313
- distaler Endbereichdistal end area
- 1414th
- biegsame Anschlussplatineflexible connection board
- 1515th
- proximaler Endbereichproximal end area
- 1616
- Gehäusecasing
- 1717th
- distaler Bereichdistal area
- 1818th
- Einsatzcommitment
- 1919th
- PinPin code
- 2020th
- Innenrauminner space
- 2121st
- SMD VerbinderSMD connector
- 2222nd
- proximaler Endbereichproximal end area
- 2323
- Bucht zum LängenausgleichBay for length compensation
- 2424
- Innenrauminner space
- 2525th
- Bohrungdrilling
- 2626th
- Deckelcover
- 2727
- proximaler Endbereichproximal end area
- 2828
- LichtleiterbefestigungFiber optic attachment
- 3030th
- SensorflächeSensor area
- 3131
- AnschlussterminalConnection terminal
- 3232
- Rückseiteback
- 3333
- erster biegsamer Abschnittfirst flexible section
- 3434
- StützbereichSupport area
- 3535
- Versteifungstiffening
- 3636
- Kondensatorcapacitor
- 3737
- zweiter biegsamer Bereichsecond flexible area
- 3838
- dritter biegsamer Bereichthird flexible area
- 4040
- Instrumentinstrument
- 4141
- InstrumentenschaftInstrument shaft
- 4242
- InstrumentenröhreInstrument tube
- 4343
- EndoskopröhreEndoscope tube
- 4444
- distales Endedistal end
- 4545
- HandgriffHandle
- 4646
- KopfstückgehäuseHeader housing
- 4747
- GriffanschlussHandle connection
- 4848
- GriffstückHandle
- 4949
- FingermuldenFinger grooves
- 5050
- BedienelementControl element
- 5151
- AnschlussflanschConnection flange
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 8698887 B2 [0004]US 8698887 B2 [0004]
- US 9609286 B2 [0005]US 9609286 B2 [0005]
Claims (12)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019003842.8A DE102019003842A1 (en) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | Endoscope and method for producing an endoscope |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019003842.8A DE102019003842A1 (en) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | Endoscope and method for producing an endoscope |
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DE102019003842A1 true DE102019003842A1 (en) | 2020-12-03 |
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ID=73264404
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DE102019003842.8A Pending DE102019003842A1 (en) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | Endoscope and method for producing an endoscope |
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DE (1) | DE102019003842A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114211244A (en) * | 2021-12-13 | 2022-03-22 | 深圳市云顶信息技术有限公司 | Assembling method of electric toothbrush |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7780359B2 (en) * | 2006-02-03 | 2010-08-24 | Hosiden Corporation | Connection structure of photoelectric flexible wiring board, connector and photoelectric flexible wiring board |
US20100271292A1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | Nokia Corporation | Display with improved electromagnetic compatibility characteristics |
US20150065800A1 (en) * | 2012-05-18 | 2015-03-05 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Video endoscope |
US20160213229A1 (en) * | 2015-01-26 | 2016-07-28 | Fujifilm Corporation | Endoscope |
-
2019
- 2019-06-03 DE DE102019003842.8A patent/DE102019003842A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7780359B2 (en) * | 2006-02-03 | 2010-08-24 | Hosiden Corporation | Connection structure of photoelectric flexible wiring board, connector and photoelectric flexible wiring board |
US20100271292A1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | Nokia Corporation | Display with improved electromagnetic compatibility characteristics |
US20150065800A1 (en) * | 2012-05-18 | 2015-03-05 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Video endoscope |
US20160213229A1 (en) * | 2015-01-26 | 2016-07-28 | Fujifilm Corporation | Endoscope |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114211244A (en) * | 2021-12-13 | 2022-03-22 | 深圳市云顶信息技术有限公司 | Assembling method of electric toothbrush |
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