DE102023113279A1

DE102023113279A1 - Endoskopvorrichtung

Info

Publication number: DE102023113279A1
Application number: DE102023113279.2A
Authority: DE
Inventors: Yi-Ting Lee
Original assignee: Medical Intubation Technology Corp
Current assignee: Medical Intubation Technology Corp
Priority date: 2022-09-21
Filing date: 2023-05-22
Publication date: 2024-03-21
Also published as: TW202412697A; US20240090747A1; CN117741945A

Abstract

Eine Endoskopvorrichtung umfasst einen Kopftubus mit einer vorderen Öffnung und einer seitlichen Öffnung, eine vordere Bilderfassungslinse, die in dem Kopftubus angeordnet ist und der vorderen Öffnung zugewandt ist, einen Lichtleiter, der in dem Kopftubus angeordnet ist und sich an einer Seite der vorderen Bilderfassungslinse befindet, eine seitliche Bilderfassungslinse, die in dem Kopftubus angeordnet ist und der seitlichen Öffnung zugewandt ist, und eine seitliche Lichtquelle, die in dem Kopftubus angeordnet ist und benachbart zu der seitlichen Bilderfassungslinse angeordnet ist. Als solche verwendet die Endoskopvorrichtung der vorliegenden Erfindung den Lichtleiter, um Licht zu der vorderen Bilderfassungslinse zu übertragen, und verwendet die seitliche Lichtquelle, um Licht zu der seitlichen Bilderfassungslinse zu liefern, so dass das Gesamtvolumen wirksam reduziert werden kann und eine Hochintensitätsbeleuchtungswirkung erzielt werden kann, wodurch die Bilderfassungsauflösung und Bilderkennungsgenauigkeit verbessert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Endoskope und insbesondere eine Endoskopvorrichtung, die eine geringe Größe hat und eine hohe Beleuchtungsintensität bietet.
2. Stand der Technik
Um den Mangel an Licht auszugleichen, ist ein Übergangsendoskop mit mehreren lichtemittierenden Elementen um eine Bilderfassungslinse herum ausgestattet. So haben beispielsweise sowohl TWI764057 B als auch US2013/0274551 A1 entsprechende Merkmale offenbart. Zu viele lichtemittierende Elemente erschweren jedoch die Miniaturisierung des Endoskops. Dem Benutzer ist die Bedienung unbequem, und zudem kann es nicht in kleineren Körperteilen verwendet werden. Daher gibt es viele Beschränkungen für den vorstehend genannten Stand der Technik.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Endoskopvorrichtung bereitzustellen, die in ihrer Größe verkleinert und einen Beleuchtungseffekt hoher Intensität bereitstellen kann.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, umfasst die Endoskopvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Kopftubus mit einer vorderen Öffnung und einer seitlichen Öffnung, eine vordere Bilderfassungslinse, die in dem Kopftubus angeordnet ist und der vorderen Öffnung zugewandt ist, einen Lichtleiter, der in dem Kopftubus angeordnet ist und sich an einer Seite der vorderen Bilderfassungslinse befindet, eine seitliche Bilderfassungslinse, die in dem Kopftubus angeordnet ist und der seitlichen Öffnung zugewandt ist, und eine seitliche Lichtquelle, die in dem Kopftubus angeordnet ist und neben der seitlichen Bilderfassungslinse angeordnet ist.
Es ist aus dem Vorstehenden erkennbar, dass die Endoskopvorrichtung der vorliegenden Erfindung einerseits den Lichtleiter verwendet, um Licht an die vordere Bilderfassungslinse zu übertragen, und andererseits die Endoskopvorrichtung der vorliegenden Erfindung die seitliche Lichtquelle verwendet, um Licht an die seitliche Bilderfassungslinse zu liefern. So kann das Gesamtvolumen wirksam reduziert werden und eine Hochintensitätsbeleuchtungswirkung erzielt werden, um die Bilderfassungsauflösung und die Bilderkennungsgenauigkeit zu verbessern. Vorzugsweise ist ein Ende des Lichtleiters mit einem lichtemittierenden Element verbunden, das außerhalb des Kopftubus angeordnet ist, um das von dem lichtemittierenden Element erzeugte Licht an die vordere Bilderfassungslinse zu übertragen. Da das lichtemittierende Element nicht in den Kopftubus eingesetzt ist, muss der Kopftubus nicht vergrößert werden, um das lichtemittierende Element unterzubringen, so dass ein Miniaturisierungseffekt erzielt werden kann.
Vorzugsweise ist eine Linse in dem Kopftubus angeordnet und benachbart zu der vorderen Bilderfassungslinse und einem Ende des Lichtleiters angeordnet, um das von dem Lichtleiter übertragene Licht zu streuen und zu homogenisieren, so dass der Beleuchtungseffekt verbessert werden kann.
Vorzugsweise ist die Linse mit einem Ende des Lichtleiters durch eine Konkavität verbunden, um dem Lichtleiter eine Positionierungswirkung zu verleihen. Vorzugsweise ist die vordere Bilderfassungslinse auf einer ersten flexiblen Leiterplatte angebracht. Die seitliche Bilderfassungslinse ist auf einer starren Leiterplatte angebracht. Die seitliche Lichtquelle ist auf einer zweiten flexiblen Leiterplatte angeordnet. Die erste flexible gedruckte Schaltung, die starre gedruckte Schaltung und die zweite flexible gedruckte Schaltung sind in dem Kopftubus angeordnet. Auf diese Weise wird durch die erste flexible Leiterplatte, die starre Leiterplatte und die zweite flexible Leiterplatte eine einfache und stabile Trägerstruktur ausgebildet, die der Miniaturisierung des Gesamtvolumens und der Verringerung des Verschleißes der Komponenten zugute kommt.
Vorzugsweise ist eine Frontprojektionslinse in dem Kopftubus angeordnet und neben der vorderen Bilderfassungslinse platziert. Ein Muster wird von der Frontprojektionslinse auf die vordere Öffnung projiziert und von der vorderen Bilderfassungslinse erfasst. Eine seitliches Projektionslinse ist in dem Kopftubus angeordnet und befindet sich Seite an Seite mit der seitlichen Bilderfassungslinse. Ein weiteres Muster wird von der seitlichen Projektionslinse in Richtung der seitlichen Öffnung projiziert und von der seitlichen Bilderfassungslinse erfasst. Auf diese Weise werden die Muster von der vorderen Bilderfassungslinse und der seitlichen Bilderfassungslinse erfasst, um arithmetische Operationen durchzuführen und so die Größe der fotografierten Objekte zu messen.
Vorzugsweise ist die vordere Bilderfassungslinse auf einer ersten flexiblen Leiterplatte angeordnet. Die seitliche Bilderfassungslinse ist auf einer starren Leiterplatte angebracht. Die seitliche Lichtquelle, die vordere Projektionslinse und die seitliche Projektionslinse sind auf einer zweiten flexiblen Leiterplatte angeordnet. Die erste flexible gedruckte Schaltung, die starre gedruckte Schaltung und die zweite flexible gedruckte Schaltung sind in dem Kopftubus angeordnet. Auf diese Weise wird durch die erste flexible Leiterplatte, die starre Leiterplatte und die zweite flexible Leiterplatte eine einfache und stabile Trägerstruktur ausgebildet, die der Verkleinerung des Gesamtvolumens und der Verringerung der Abnutzungsrate der Komponenten zugute kommt.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die nachstehende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Aufbaukomponenten bezeichnen, vollständig verstanden werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Perspektivansicht einer Endoskopvorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Explosionsansicht der Endoskopvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Draufsicht auf die Endoskopvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Teilschnittansicht der Endoskopvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine weitere Teilschnittansicht der Endoskopvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Perspektivansicht der Endoskopvorrichtung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Explosionsansicht der Endoskopvorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Draufsicht auf die Endoskopvorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Linse als Schnittansicht dargestellt ist.
9 ist eine Teilschnittansicht der Endoskopvorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine weitere Teilschnittansicht der Endoskopvorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zunächst sei erwähnt, dass die in den nachstehenden Ausführungsformen und den angehängten Ansprüchen verwendeten Richtungen auf den Richtungen in den angefügten Zeichnungen beruhen. Ferner bezeichnen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen, die in den nachstehenden Ausführungsformen und in den angefügten Zeichnungen verwendet werden, gleiche oder ähnliche Elemente oder deren Aufbaumerkmale.
Mit Bezug auf die 1 und 2 umfasst eine Endoskopvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Kopftubus 20, eine vordere Bilderfassungslinse 30, einen Lichtleiter 40, eine seitliche Bilderfassungslinse 50 und eine seitliche Lichtquelle 60.
Der Kopftubus 20 ist durch eine obere Hülse 22 und eine untere Hülse 24 verbunden. Die obere Hülse 22 hat eine vordere Öffnung 26 an einem vorderen Ende und eine seitliche Öffnung 28 an einer seitlichen Seite davon. Sowohl die vordere Öffnung 26 als auch die seitliche Öffnung 28 sind durch ein transparentes Material 25 (z. B. einen transparenten Kleber oder eine transparente Abdeckung, die hier nicht beschränkt ist) verschlossen. Zur besseren Veranschaulichung wird das transparente Material 25 jedoch weggelassen und in den anderen Zeichnungen als in den 1 und 6 nicht dargestellt. Wie in den 3 bis 5 dargestellt, ist die vordere Bilderfassungslinse 30 im Kopftubus 20 angeordnet und der vorderen Öffnung 26 zugewandt und mit einer ersten flexiblen Leiterplatte 32 elektrisch verbunden, die im Kopftubus 20 angeordnet ist.
Wie in den 3 bis 5 gezeigt, ist der Lichtleiter 40 im Kopftubus 20 angeordnet und befindet sich auf einer Seite der vorderen Bilderfassungslinse 30 und ist versetzt zur seitlichen Öffnung 28 des Kopftubus 20. Zudem befindet sich ein Ende des Lichtleiters 40 neben der vorderen Bilderfassungslinse 30 und ragt nicht aus dem Kopftubus 20 heraus. Das andere Ende des Lichtleiters 40 erstreckt sich aus dem Kopftubus 20 heraus, um elektrisch mit einem lichtemittierenden Element 42 verbunden zu werden, das sich außerhalb des Kopftubus 20 befindet (hier wird eine LED als Beispiel genommen), so dass der Lichtwellenleiter 40 das von dem lichtemittierenden Element 42 erzeugte Licht an die vordere Bilderfassungslinse 30 überträgt.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist die seitliche Bilderfassungslinse 50 in dem Kopftubus 20 angeordnet und der seitlichen Öffnung 28 zugewandt und mit einer starren Leiterplatte 52 elektrisch verbunden, die in dem Kopftubus 20 angeordnet ist. Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist die seitliche Lichtquelle 60 (hier wird eine LED als Beispiel genommen) in dem Kopftubus 20 und angrenzend an die seitliche Bilderfassungslinse 50 angeordnet und elektrisch mit einer zweiten flexiblen Leiterplatte 62 verbunden, die in dem Kopftubus 20 angeordnet ist, so dass die seitliche Lichtquelle 60 Licht für die seitliche Bilderfassungslinse 50 liefert.
Es ist aus dem vorstehenden erkennbar, dass die Endoskopvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Lichtleiter 40 einerseits verwendet, um durch das lichtemittierende Element 42 erzeugt Licht auf die vordere Bilderfassungslinse 30 zu übertragen, und die Endoskopvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung andererseits die seitliche Lichtquelle 60 verwendet, um Licht auf die seitliche Bilderfassungslinse 50 zu liefern. Ferner ist das lichtemittierende Element 42 außerhalb des Kopftubus 20 angeordnet. Daher gibt es keine Notwendigkeit, viele lichtemittierende Elemente 42 innerhalb des Kopftubus 20 einzusetzen, wodurch ein Zweck der Miniaturisierung und hohe Beleuchtungsintensität erzielt wird. Darüber hinaus wird durch die erste flexible Leiterplatte 32, die starre Leiterplatte 52 und die zweite flexible Leiterplatte 62 eine einfache und stabile Trägerstruktur ausgebildet, die der Verkleinerung des Gesamtvolumens und der Verringerung des Verschleißes von Komponenten zugute kommt.
Wie in 6 und 7 gezeigt, umfasst die Endoskopvorrichtung 12 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu dem Kopftubus 20, der vorderen Bilderfassungslinse 30, dem Lichtleiter 40, dem lichtemittierenden Element 42, der seitlichen Bilderfassungslinse 50 und der seitlichen Lichtquelle 60 eine vordere Projektionslinse 70, eine seitliche Projektionslinse 80 und eine Linse 90.
Wie in den 8 bis 10 gezeigt, ist die vordere Projektionslinse 70 in dem Kopftubus 20 angeordnet und Seite an Seite mit der vorderen Bilderfassungslinse 30 angeordnet und zusammen mit der seitlichen Lichtquelle 60 mit der zweiten flexiblen Leiterplatte 62 elektrisch verbunden. Die vordere Projektionslinse 70 verwendet eine eingebaute Lichtquelle (LED), um ein Muster in Richtung der vorderen Öffnung 26 zu projizieren, das dann von der vorderen Bilderfassungslinse 30 erfasst wird, um arithmetische Operationen durchzuführen und so die Größe eines fotografierten Objekts zu messen. Wie in den 9 und 10 gezeigt, ist die seitliche Projektionslinse 80 in dem Kopftubus 20 angeordnet und Seite an Seite mit der seitlichen Bilderfassungslinse 50 angeordnet und mit der zweiten flexiblen Leiterplatte 62 zusammen mit der seitlichen Lichtquelle 60 elektrisch verbunden. Die seitliche Projektionslinse 80 verwendet eine eingebaute Lichtquelle (LED), um ein Muster in Richtung der seitlichen Öffnung 28 zu projizieren, das dann von der seitlichen Bilderfassungslinse 50 erfasst wird, um arithmetische Operationen durchzuführen und so die Größe eines fotografierten Objekts zu messen. An dieser Stelle sei hinzugefügt, dass das von der seitlichen Projektionslinse 80 projizierte Muster und das von der Frontprojektionslinse 70 projizierte Muster in dieser Ausführungsform identisch sind. Tatsächlich sind die von der Frontprojektionslinse 70 und der seitlichen Projektionslinse 80 projizierten Muster j edoch nicht notwendigerweise die gleichen.
Die Linse 90 ist im Kopftubus 20 und neben der vorderen Bilderfassungslinse 30 und der Frontprojektionslinse 70 angeordnet. Wie in 7 dargestellt, weist die Linse 90 zwei gekrümmte Rillen 92 auf, die nebeneinander angeordnet sind. Eine der gekrümmten Rillen 92 entspricht dem Profil der vorderen Bilderfassungslinse 30, die andere der gekrümmten Rillen 92 entspricht dem Profil der Frontprojektionslinse 70. Die Linse 90, die vordere Bilderfassungslinse 30 und die vordere Projektionslinse 70 werden durch die gekrümmten Rillen 92 an einer gegenseitigen Beeinflussung gehindert. Wie in den 7 und 8 gezeigt, weist die Linse 90 zudem eine Konkavität auf, die mit einem Ende des Lichtleiters 40 in Eingriff steht, um den Lichtleiter 40 in Position zu halten. Wenn den Lichtleiter 40 das vom lichtemittierenden Element 42 erzeugte Licht zur vorderen Bilderfassungslinse 30 überträgt, wird das Licht durch die Linse 90 gestreut und homogenisiert, um einen Beleuchtungseffekt zu verbessern. Da die vordere Bilderfassungslinse 30 seine eigene Lichtquelle verwendet, um das Muster zu projizieren, muss das lichtemittierende Element 42, das mit des Lichtleiter 40 verbunden ist, ausgeschaltet werden, wenn das Muster projiziert wird, um die Projektionswirkung nicht zu beeinträchtigen. Was hier hinzugefügt sei, ist, dass die Linse 90 auch in der ersten Ausführungsform verwendet werden kann, und die Konfiguration zwischen der Linse 90, der vorderen Bilderfassungslinse 30 und dem Lichtleiter 40 die gleiche ist wie diese Ausführungsform, so dass deren Details hier weggelassen werden.
Wie vorstehend angegeben, verwendet die Endoskopvorrichtung 12 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusätzlich zur gleichen Wirkung wie die erste Ausführungsform die vordere Bilderfassungslinse 30, um das von der Frontprojektionslinse 70 projizierte Muster zu erfassen, und die seitliche Bilderfassungslinse 50, um das von der seitlichen Projektionslinse 80 projizierte Muster zu erfassen, um arithmetische Operationen durchzuführen, Die Endoskopvorrichtung 12 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet die Linse 90, um das von des Lichtleiters 40 übertragene Licht zu streuen und zu homogenisieren, um die Beleuchtungswirkung zu verbessern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20130274551 A1 [0002]

Claims

Endoskopvorrichtung (10, 12), welche umfasst: einen Kopftubus (20) mit einer vorderen Öffnung (26) und einer seitlichen Öffnung (28); eine vordere Bilderfassungslinse (30), die in dem Kopftubus (20) angeordnet und der vorderen Öffnung (26) zugewandt ist; einen Lichtleiter (40), der in dem Kopftubus (20) angeordnet ist und sich an einer Seite der vorderen Bilderfassungslinse (30) befindet, um die vordere Bilderfassungslinse (30) mit Licht zu versorgen; eine seitliche Bilderfassungslinse (50), die in dem Kopftubus (20) angeordnet ist und der seitlichen Öffnung (28) gegenüberliegt; und eine seitliche Lichtquelle (60), die in dem Kopftubus (20) angeordnet ist und zu der seitlichen Bilderfassungslinse (50) benachbart angeordnet ist, um Licht für die seitliche Bilderfassungslinse (50) bereitzustellen.
Endoskopvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei ein Ende des Lichtleiters (40) mit einem lichtemittierenden Element (42) verbunden ist, das außerhalb des Kopftubus (20) angeordnet ist, um das von dem lichtemittierenden Element (42) erzeugte Licht an die vordere Bilderfassungslinse (30) zu übertragen.
Endoskopvorrichtung (12) nach Anspruch 1, welche ferner eine vordere Projektionslinse (70), die in dem Kopftubus (20) angeordnet ist und Seite an Seite mit der vorderen Bilderfassungslinse (30) angeordnet ist, und eine seitliche Projektionslinse (80) umfasst, die in dem Kopftubus (20) angeordnet ist und Seite an Seite mit der seitlichen Bilderfassungslinse (50) angeordnet ist.
Endoskopvorrichtung (12) nach Anspruch 3, welche ferner eine Linse (90) aufweist, die in dem Kopftubus (20) angeordnet ist und neben der vorderen Bilderfassungslinse (30) und der Frontprojektionslinse (70) angeordnet ist.
Endoskopvorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei den Lichtleiter (40) mit einem Ende in eine Konkavität der Linse (90) eingeführt ist.
Endoskopvorrichtung (12) nach Anspruch 3, wobei die vordere Bilderfassungslinse (30) auf einer ersten flexiblen Leiterplatte (32) angeordnet ist; die seitliche Bilderfassungslinse (50) auf einer starren Leiterplatte (52) angeordnet ist; die seitliche Lichtquelle (60), die vordere Projektionslinse (70) und die seitliche Projektionslinse (80) auf einer zweiten flexiblen Leiterplatte (62) angeordnet sind; und die erste flexible Leiterplatte (32), die starre Leiterplatte (52) und die zweite flexible Leiterplatte (62) in dem Kopftubus (20) angeordnet sind.
Endoskopvorrichtung (12) nach Anspruch 1, welche ferner eine Linse (90) umfasst, die in dem Kopftubus (20) angeordnet ist und an die vordere Bilderfassungslinse (30) angrenzt.
Endoskopvorrichtung (12) nach Anspruch 7, wobei der Lichtleiter (40) mit einem Ende in eine Konkavität der Linse (90) eingeführt ist.
Endoskopvorrichtung (10, 12) nach Anspruch 1, wobei die vordere Bilderfassungslinse (30) auf einer ersten flexiblen Leiterplatte (32) angeordnet ist; die seitliche Bilderfassungslinse (50) auf einer starren Leiterplatte (52) angeordnet ist; die seitliche Lichtquelle (60) auf einer zweiten flexiblen Leiterplatte (62) angeordnet ist; die erste flexible Leiterplatte (32), die starre Leiterplatte (52) und die zweite flexible Leiterplatte (62) in dem Kopftubus (20) angeordnet sind.