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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abbildungsvorrichtung, welche an einem distalen Ende eines Einführabschnitts eines Endoskops angeordnet ist, welches in einen Gegenstand einführbar ist, um einen zu untersuchenden Bereich abzubilden und betrifft eine Endoskopvorrichtung unter Verwendung der Abbildungsvorrichtung.
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Hintergrund
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Für medizinische Anwendungen und industrielle Anwendungen werden üblicherweise Endoskopvorrichtungen vielfach für verschiedene Untersuchungen verwendet. Unter diesen Endoskopvorrichtungen kann eine medizinische Endoskopvorrichtung einen zu untersuchenden Bereich beobachten, in dem ein lang gestreckter Einführabschnitt mit Flexibilität, der eine Abbildungsvorrichtung an seinem distalem Ende enthält, in einen Körperhohlraum eines Gegenstands, also eines Patienten eingeführt wird. Es ist jedoch wünschenswert, dass der Einführabschnitt kleinen Durchmesser hat, um problemlos in den Gegenstand eingeführt zu werden.
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Üblicherweise hält eine Abbildungsvorrichtung zur Verwendung für ein Endoskop oder dergleichen einen äußeren Umfangsabschnitt einer Linsengruppe eines optischen Objektivsystems durch ein metallisches Rahmenbauteil und definiert eine Position der Linsengruppe in radialer Richtung und Richtung einer optischen Achse. Jedoch wird eine Endoskopvorrichtung beschrieben, bei der als eine Technik, damit der Einführabschnitt geringen Durchmesser erhält, die Höhenabmessung verringert wird, in dem ein Spalt in Richtung eines optischen Pfads in einem Bauteil vorgesehen wird, welches das Rahmenteil des optischen Objektivsystems hält und eine äußere Umfangsfläche des Spaltabschnitts wird beschnitten und danach wird das optische Objektivsystem nahe an einer oberen Oberfläche eines Halbleiterabbildungssensors angeordnet (siehe beispielsweise Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2).
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Druckschriftenliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP 2000-271066 A
- Patentliteratur 2: JP 2002-45333 A
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Es ist jedoch aufgrund von Einschränkungen bei der Metallbearbeitung schwierig, die Dicke des metallischen Rahmenteils kleiner als einen bestimmten Wert zu machen, sodass in der Technik gemäß Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2 dann, wenn das optische Objektivsystem weiter verkleinert werden soll, die Dicke des Rahmenteils relativ groß im Vergleich zur Außenabmessung des optischen Objektivsystems wird. Es kann somit schwierig werden, eine Abbildungsvorrichtung geringer Abmessungen zu erhalten. Selbst wenn ein Kunstharz als Material für das Rahmenteil verwendet wird, ist aufgrund von Einschränkungen beim Ausbilden des Rahmenteils (beispielsweise durch Einschränkungen beim Bilden des Rahmenbauteils durch Einspritzgießen) die Dicke auf gleiche Weise wie bei einem metallischen Rahmenteil beschränkt, was es schwierig macht, klein bauende Vorrichtungen zu erreichen.
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Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf das Voranstehende gemacht und Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abbildungsvorrichtung geringer Abmessungen, sowie eine Endoskopvorrichtung zu schaffen.
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Lösung der Aufgabe
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Um die oben beschriebenen Probleme zu beseitigen und um die Aufgabe zu lösen, enthält eine Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung: eine Linsengruppe, welche einfallendes Licht zu sammeln vermag; ein Prisma, welches das von der Linsengruppe gesammelte Licht zu reflektieren vermag; und einen Abbildungssensor mit einer lichtempfangenen Einheit, welche das vom Prisma reflektierte Licht zu empfangen vermag und eine fotoelektrische Umwandlung an dem empfangenden Licht durchführt, um ein elektrisches Signal zu erzeugen. Das Prisma ist in der lichtempfangenden Einheit angeordnet und die Linsengruppe ist direkt an einer Oberfläche des Abbildungssensors angeordnet.
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Bei der Abbildungsvorrichtung gemäß der obigen Erfindung hat die Linsengruppe einen flachen Abschnitt an einer Bodenfläche der Linsengruppe, der in Kontakt mit dem Abbildungssensor ist.
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Die Abbildungsvorrichtung gemäß der obigen Erfindung enthält weiterhin eine Linsenpositionsdefinierungseinheit an der Oberfläche des Abbildungssensors, um eine Position der Linsengruppe zu definieren.
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Bei der Abbildungsvorrichtung gemäß der oben genannten Erfindung ist die Linsenpositionsdefinierungseinheit ein Siliziumblock, dessen vertikaler Querschnitt eine V-Form hat.
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Bei der Abbildungsvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Erfindung ist die Linsenpositionsdefinierungseinheit ein zurückspringender Abschnitt oder ein Dünnfilm, der auf der Oberfläche des Abbildungssensors ausgebildet ist.
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Bei der Abbildungsvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Erfindung ist die Linsenpositionsdefinierungseinheit eine Ausrichtungsmarkierung, die an der Oberfläche des Abbildungssensors ausgebildet ist.
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Bei der Abbildungsvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Erfindung ist die Linsengruppe mit einem Membranteil und einem Spalthalteteil zusammengefasst, um eine Baugruppe zu bilden und wenn eine Position der Baugruppe auf dem Bildsensor definiert wird, ist die Lage der Baugruppe auf der Grundlage einer Bildinformation eingestellt, welche von der Baugruppe eingegeben wird.
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Eine Endoskopvorrichtung gemäß der Erfindung kann in einen lebenden Körper eingeführt werden und enthält die Abbildungsvorrichtung gemäß der oben genannten Erfindung, um das Innere des lebenden Körpers abzubilden.
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Eine Endoskopvorrichtung gemäß der Erfindung enthält einen Einführabschnitt, der in einen lebenden Körper eingeführt werden kann, um eine in-vivo-Information zu erlangen, wobei der Einführabschnitt eine Abbildungsvorrichtung in einem distalen Endabschnitt des Einführabschnitts enthält. Die Abbildungsvorrichtung weist auf: eine Linsengruppe, welche einfallendes Licht zu sammeln vermag; ein Prisma, welches das von der Linsengruppe gesammelte Licht zu reflektieren vermag; und einen Abbildungssensor mit einer lichtempfangenden Einheit, welche das von dem Prisma reflektierte Licht zu empfangen vermag und eine fotoelektrische Umwandlung an dem empfangenden Licht durchführt, um ein elektrisches Signal zu erzeugen. Der Abbildungssensor wird durch einen Bestandteil des distalen Endabschnitts gelagert.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Linsengruppe direkt an einer Oberfläche eines Abbildungssensors angeordnet. Durch diesen Aufbau ist es möglich, den Durchmesser und die Länge einer Abbildungsvorrichtung zu verringern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 ist eine Darstellung, welche schematisch den Gesamtaufbau eines Endoskopsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2A ist eine Schnittteilansicht eines distalen Endes des Endoskops von 1 in einer vertikalen Ebene parallel zur Richtung einer optischen Achse.
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2B ist eine Vorderansicht auf das distale Ende des Endoskops von 1.
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3A ist eine perspektivische Ansicht einer Abbildungsvorrichtung von 2a.
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3B ist eine Schnittansicht entlang Linie A-A in 3A.
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4 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Herstellungsprozesses für die Abbildungsvorrichtung von 2A.
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5A ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Abbildungsvorrichtung gemäß eines ersten Abwandlungsbeispiels der Ausführungsform.
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5B ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Linsenpositionsdefinierungseinheit einer Abbildungsvorrichtung gemäß eines zweiten Abwandlungsbeispiels der Ausführungsform.
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5C ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung einer Linsenpositionsdefinierungseinheit einer Abbildungsvorrichtung gemäß einem dritten Abwandlungsbeispiel der Ausführungsform.
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5D ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung einer Linsenpositionsdefinierungseinheit gemäß eines vierten Abwandlungsbeispiels der Ausführungsform.
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5E ist eine Schnittansicht entlang Linie B-B in 5D.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Bezug genommen wird nachfolgend auf eine Endoskopvorrichtung mit einem Abbildungsmodul als Möglichkeiten zur Durchführung der vorliegenden Erfindung (nachfolgend als „Ausführungsform/Ausführungsformen” bezeichnet). Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die Ausführungsformen eingeschränkt. Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um in der Zeichnung gleiche Elemente zu bezeichnen. Weiterhin ist die Zeichnung schematisch und es ist festzuhalten, dass die Beziehung zwischen der Dicke und der Breite eines jeden Bauteils und das Größenverhältnis eines jeden Bauteils unterschiedlich zur Realität sind. Größe und Verhältnis gleicher Elemente können in einer unterschiedlichen Figur unterschiedlich sein.
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1 ist eine Darstellung, die schematisch den Gesamtaufbau eines Endoskopsystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 1 dargestellt, enthält eine Endoskopvorrichtung 1 ein Endoskop 2, einen Mehrfachleiter 6, einen Verbinder 7, eine Lichtquellenvorrichtung 9, einen Prozessor (eine Steuervorrichtung) 10 und eine Anzeigevorrichtung 13.
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Das Endoskop 2 nimmt ein in-vivo-Bild eines Gegenstands durch Einführen eines Einführabschnitts 4 in einen Körperhohlraum des Gegenstands auf und gibt ein Abbildungssignal aus. Ein elektrisches Kabelbündel in dem Mehrfachleiter 6 ist zu einem distalen Ende des Einführabschnitts 4 des Endoskops 2 geführt und mit einer Abbildungsvorrichtung verbunden, welche sich in einem distalen Endabschnitt 31 des Endabschnitts 4 befindet.
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Der Verbinder 7 ist an einem proximalen Ende des Mehrfachleiters 6 angeordnet und mit einer Lichtquellenvorrichtung 9 und dem Prozessor 10 verbunden und legt eine bestimmte Signalverarbeitung an einem Abbildungssignal an, welches von der Abbildungsvorrichtung in distalen Endabschnitt 31 in Verbindung mit dem Mehrfachleiter 6 ausgegeben wird und wandelt das Abbildungssignal analog/digital um (A/D-Wandlung), um das Abbildungssignal als ein Bildsignal auszugeben.
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Die Lichtquellenvorrichtung 9 wird durch Verwendung beispielsweise einer weißen LED gebildet. Gepulstes weißes Licht, das von der Lichtquellenvorrichtung 9 abgegeben wird, wird Bestrahlungslicht, mit welchem ein Objekt von dem distalen Ende des Einführabschnitts 4 des Endoskops 2 her durch den Verbinder 7 und den Mehrfachleiter 6 beleuchtet wird.
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Der Prozessor 10 legt eine bestimmte Bildbearbeitung an dem Bildsignal vom Verbinder 7 an und steuert die gesamte Endoskopvorrrichtung 1. Die Anzeigevorrichtung 13 zeigt das vom Prozessor 10 verarbeitete Bildsignal an.
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Eine Betätigungseinheit 5 ist mit verschiedenen Schaltern und Knöpfen zum Betätigen von Endoskopfunktionen versehen, und mit dem proximalen Ende des Einführabschnitts 4 des Endoskops 2 verbunden. Die Betätigungseinheit 5 ist mit einer Behandlungswerkzeugeinführöffnung 17 versehen, über welche Behandlungswerkzeuge wie eine in-vivo-Pinzette, ein elektrisches Skalpell und eine Untersuchungssonde in einen Körperhohlraum in dem Gegenstand eingeführt werden.
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Der Einführabschnitt 4 enthält den distalen Endabschnitt 31 mit der Abbildungsvorrichtung, einen Biegeabschnitt 32, der in eine Mehrzahl von Richtungen biegbar ist und mit dem proximalen Ende des distalen Endabschnitts 31 verbunden ist und einen flexiblen Rohrabschnitt 33, der mit dem proximalen Ende des Biegeabschnitts 32 verbunden ist. Eine Biegeröhre in dem Biegeabschnitt 32 wird durch Betätigung eines Biegebetätigungsknopfs an der Betätigungseinheit 5 gebogen und kann beispielsweise in vier Richtungen nach oben, unten, links und rechts Zieh- und Nachgebevorgängen eines Biegedrahtes in dem Einführabschnitt 4 folgend gebogen werden.
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Ein Lichtleiter (in der Zeichnung nicht dargestellt), der Beleuchtungslicht von der Lichtquellenvorrichtung 9 überträgt, ist im Endoskop 2 angeordnet und eine Beleuchtungslinse (in der Zeichnung nicht dargestellt) ist am Emissionsende des Beleuchtungslichts angeordnet, das vom Lichtleiter übertragen wird. Die Beleuchtungslinse liegt an dem distalen Endabschnitt 31 des Einführabschnitts 4 und das Beleuchtungslicht beleuchtet den Gegenstand.
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Nachfolgend wird der Aufbau des distalen Endabschnitts 31 des Endoskops 2 näher beschrieben. 2A ist eine Schnittansicht entlang einer Oberfläche, welche senkrecht zu einer Substratoberfläche der Abbildungsvorrichtung im distalen Endabschnitt 31 des Endoskops 2 ist und welche parallel zur Richtung einer optischen Achse des Einfallslichts der Abbildungsvorrichtung ist. 2B ist eine Vorderansicht auf den distalen Endabschnitt 31 des Endoskops 2. 2A zeigt den distalen Endabschnitt 31 des Einführabschnitts 4 des Endoskops 2 und einen Teil des Biegeabschnitts 32.
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Wie in 2A gezeigt, ist der Biegeabschnitt 32 in vier Richtungen nach oben, unten, links und rechts Zieh- und Nachgebevorgängen eines Biegedrahts in einer Biegeröhre 34 folgend biegbar. Eine Abbildungsvorrichtung 100 ist an einem oberen Abschnitt des distalen Endabschnitts 31 sich vom distalen Ende des Biegeabschnitts 32 aus erstreckend angeordnet. Ein Behandlungswerkzeugkanal 36, der das Einführen verschiedener Behandlungswerkzeuge erlaubt, ist in einem unteren Abschnitt im distalen Endabschnitt 31 ausgebildet.
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Die Abbildungsvorrichtung 100 enthält eine Linseneinheit 40 und eine Abbildungseinheit 50, welche zum proximalen Ende der Linseneinheit 40 weisend angeordnet ist. Die Abbildungsvorrichtung 100 ist an einer Innenseite des distalen Endabschnitts 31 mittels eines Klebers befestigt. Der distale Endabschnitt 31 ist aus einem steifen Bauteil zur Ausbildung eines Innenraums gebildet, der die Abbildungsvorrichtung 100 aufnimmt. Ein proximal endseitiger äußerer Umfangsabschnitt des distalen Endabschnitts 31 ist mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten flexiblen Hülle bedeckt. Ein bezüglich des distalen Endabschnitts 31 an der proximalen Endseite liegendes Bauteil ist ein flexibles Bauteil, sodass der Biegeabschnitt 32 gebogen werden kann.
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Die Linseneinheit 40 enthält eine Mehrzahl von Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3, Abstandshalter 40b-1 und 40b-2 zwischen den Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 und ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Membranteil. Die oberen Enden der Objektivlinsen 40a-1 und der Abstandshalter 40b-1 sind in einen distalendigen Befestigungsabschnitt 35 im Inneren des distalen Endabschnitts 31 eingeführt und befestigt, sodass die Linseneinheit 40 am distalen Endabschnitt 31 festgelegt ist. Obgleich der Außendurchmesser des distalen Endes des Endoskops verringert werden kann, wenn die Dicke des Abbildungssensors 53 verringert wird, nimmt die Biegefestigkeit erheblich ab, da der Abbildungssensor 53 ein Halbleiter ist und aus einem zerbrechlichen Material ist, beispielsweise einem Siliziumeinkristall. Daher wird bei der Ausführungsform der Abbildungssensor 53 von dem distalendigen Befestigungsabschnitt 35 und dem Behandlungswerkzeugkanal 36 gestützt, sodass der Abbildungssensor 53 verstärkt wird und nicht durch externe Belastungen oder dergleichen bricht. Der Abbildungssensor 53 kann entweder durch den distalendigen Befestigungsabschnitt 35 oder den Behandlungswerkzeugkanal 36 verstärkt werden oder er kann durch ein anderes Bauteil im distalen Endabschnitt 31 verstärkt werden.
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Die Abbildungseinheit 50 enthält ein Prisma 51, welches von den Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 der Linseneinheit 40 abgegebenes Licht reflektiert und den Abbildungssensor 53 mit einer lichtempfangenden Einheit 52, welche ein elektrisches Signal erzeugt, wenn sie vom Prisma 51 reflektiertes Licht empfängt und welche eine fotoelektrische Umwandlung durchführt. Der Abbildungssensor 53 ist ein horizontal angeordneter Typ, bei dem die lichtempfangende Einheit 52 horizontal angeordnet ist. Das Prisma 51 ist auf die lichtempfangende Einheit 52 geheftet. Eine flexible gedruckte Schaltkreiskarte 54, mit der ein Signalkabel 55 verbunden ist, ist am proximalen Ende des Abbildungssensors 53 angeordnet. Ein elektronisches Bauteil 57, welches den Abbildungssensor 53 antreibt, ist auf der flexiblen gedruckten Schaltkreiskarte 54 angeordnet. Der Abbildungssensor 53 bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Halbleiterbildsensor vom ladungsträgergekoppelten Typ (CCD) oder ein CMOS-Bildsensor (komplementärer Metalloxidhalbleiter).
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Das proximale Ende des Signalkabels 55 erstreckt sich in Richtung proximales Ende des Einführabschnitts 4. Das Signalkabel 55 ist in den Einführabschnitt 4 eingesetzt und hier angeordnet und erstreckt sich durch die Betätigungseinheit 5 und den Mehrfachleiter 6 gemäß 1 zum Verbinder 7.
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Licht, welches in den distalen Endabschnitt 31 eintritt, wird von den Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 gesammelt und fällt auf das Prisma 51. Die lichtempfangende Einheit 52 empfängt das vom Prisma 51 abgegebene Licht und wandelt das empfangende Licht in ein Abbildungssignal um. Das Abbildungssignal wird über das Signalkabel 55, welches mit der flexiblen gedruckten Schaltkreiskarte 54 verbunden ist, über den Verbinder 7 an den Prozessor 10 ausgegeben. In der Beschreibung wird die Seite des distalen Endabschnitts 31, durch welche Licht eintritt, das heißt, eine Seite, an der die Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 angeordnet sind, als vorderer Endabschnitt bezeichnet und eine Seite, an der das Prisma 51 angeordnet ist, wird als hinterer Endabschnitt bezeichnet.
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Wie in 2B gezeigt, sind Seitenflächen des Abbildungssensors 53, die in Anlage mit einer Innenwandfläche des distalendigen Befestigungsabschnitts 35 sind, an dieser Innenwandfläche des distalendigen Befestigungsabschnitts 35 mittels eines Klebers befestigt und eine hintere Endseite des Prismas 51 an dem Abbildungssensor 53 ist mit einer Versiegelungsmasse 67 versiegelt.
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Nachfolgend wird die Abbildungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform beschrieben. 3A ist eine perspektivische Ansicht der Abbildungsvorrichtung 100 von 2A. 3B ist eine Schnittansicht entlang Linie A-A in 3A.
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Wie in den 3A und 3B gezeigt, sind bei der Abbildungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform die Außenumfänge der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 direkt an der Oberfläche des Abbildungssensors 53 angeordnet. Ein optisches Abbildungssystem wird von den Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 und dem Prisma 51 gebildet und ein Objektbild wird durch das optische Abbildungssystem auf der lichtempfangenden Einheit 52 des Abbildungssensors 53 gebildet.
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Eine Abbildungssensorelektrode 56 in Verbindung mit der flexiblen gedruckten Schaltkreiskarte 54 ist am hinteren Endabschnitt des Abbildungssensors 53 ausgebildet.
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Bei der Abbildungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform werden die Spalten zwischen den Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 durch die Abstandshalter 40b-1 und 40b-2 eingestellt und die Lagen der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 werden durch die Abstandshalter 40b-1 und 40b-2 definiert. Jedoch ist die Dicke der Abstandshalter 40b-1 und 40b-2 in Richtung der optischen Achse kleiner als diejenige der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3, sodass es wünschenswert ist, dass jeder der Abstandshalter 40b-1 und 40b-2 mit einer der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 zusammengefügt ist. Beispielsweise ist es wünschenswert, dass die Objektivlinse 40a-3 und der Abstandshalter 40b-2 zusammengefasst sind, die Objektivlinse 40a-2 und der Abstandshalter 40b-1 zusammengefasst sind und jeder zusammengefasste Teil an einer bestimmten Position auf dem Abbildungssensor 53 angeordnet ist. Es ist wünschenswert, dass das in der Zeichnung nicht dargestellte Membranteil ebenfalls mit irgendeiner der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 auf gleiche Weise wie die Abstandshalter 40b-1 und 40b-2 zusammengefasst ist. Die Objektivlinse und der Abstandshalter können zusammengefasst werden, indem die Objektivlinse, die durch eine Handhabungsvorrichtung am Abstandshalter gehalten ist, bewegt wird, eine Positionierung durch eine Bildbearbeitung durchgeführt wird und dann die Objektivlinse mittels eines Klebers am Abstandshalter befestigt wird. Alternativ kann ein Metallfilm als ein Abstandshalter mit einer gewünschten Dicke an einer Oberfläche der Objektivlinse ausgebildet werden und dann kann ein optischer Pfad für einfallendes Licht durch Ätzen oder dergleichen gebildet werden, sodass die Objektivlinse und der Abstandshalter zu einer Einheit zusammengefasst sind.
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Auf diese Weise ist es möglich, eine sogenannte passive Ausrichtung des optischen Abbildungssystems auf der Oberfläche des Abbildungssensors 53 durch eine Bildverarbeitung durchzuführen. Um weiterhin das optische Abbildungssystem noch genauer auf dem Abbildungssensor 53 ausrichten zu können, ist es wünschenswert, dass die Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3, die Abstandshalter 40b-1 und 40b-2 und das Membranteil miteinander zu einer Einheit zusammengefasst werden, sodass die Linseneinheit 40 als einzelne Baugruppe gebildet wird und dann eine sogenannte aktive Ausrichtung so durchgeführt wird, dass die Baugruppe aktiv ausgerichtet wird, indem die Lage der Baugruppe eingestellt wird, während Bilder überprüft werden, welche vom Abbildungssensor 53 ausgegeben werden.
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Die Linseneinheit 40 kann zu einer einzelnen Baugruppe zusammengefasst werden, indem ein Kleber auf Anheftflächen der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 oder der Abstandshalter 40b-1 und 40b-2 vorab aufgebracht wird, dann beispielsweise die Objektivlinse 40a-3, der Abstandshalter 40b-2, die Objektivlinse 40a-2, der Abstandshalter 40b-1 und die Objektivlinse 40a-1 in dieser Reihenfolge für eine Zusammenfassung in ein Rahmenbauteil eingeführt werden, der Kleber ausgehärtet wird und die Linseneinheit 40 aus dem Rahmenteil genommen wird.
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Die integrierte Linseneinheit 40 wird von einer Handhabungsvorrichtung 58 mit einer Absorptionsfunktion gehalten und an dem Abbildungssensor 53 angeordnet, wo vorab das Prisma 51 an der lichtempfangenden Einheit 52 angebracht wurde. 4 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Herstellprozesses für die Abbildungsvorrichtung 100. Wie in 4(a) gezeigt, wird die integrierte Linseneinheit 40 an dem Abbildungssensor 53 angeordnet, wobei die Linseneinheit 40 von der Handhabungsvorrichtung 58 gehalten wird. Wie in 4(b) gezeigt, wird, während die Linseneinheit 40 von der Handhabungsvorrichtung 58 gehalten ist, ein Bild einer Testkarte 59 aufgenommen und das aufgenommene Bild wird über die Linseneinheit 40 an die lichtempfangende Einheit 52 übertragen. Von der lichtempfangenden Einheit 52 in ein elektrisches Signal umgewandelte Bilddaten werden durch Kontaktieren eines Tastkopfs 60 mit der Bildsensorelektrode 56 an einen Monitor 61 ausgegeben. Die aktive Ausrichtung kann durchgeführt werden, in dem die Lage der Linseneinheit 40 auf der Grundlage des Bildausgangs an dem Monitor 61 eingestellt wird. Bei der aktiven Ausrichtung kann die Position der Linseneinheit 40 auf der Grundlage einer Analyse mittels Software oder derer gleichen eingestellt werden, ohne dass Bilddaten an den Monitor 61 oder dergleichen ausgegeben werden. Die Ausrichtung der Linseneinheit 40 erfolgt auf dem Abbildungssensor 53, sodass es möglich ist, nicht nur die Lage nach vorne, hinten, links und rechts, sondern auch einen Neigungswinkel einzustellen. Damit ist es möglich, die Position genau zu definieren.
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Es ist möglich, die Linseneinheit 40 mit der Oberfläche des Abbildungssensors 53 zu verbinden, in dem die Linseneinheit 40 direkt auf dem Abbildungssensor 53 ausgerichtet wird und dann ein Kleber ausgehärtet wird, der vorab auf einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Abbildungssensor 53 und den Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 aufgebracht worden ist. In der Beschreibung umfasst die Oberfläche des Abbildungssensors 53 nicht nur eine Oberfläche von Silizium, welches einen Hauptkörper des Abbildungssensors 53 bildet, sondern auch eine Dünnfilmfläche von Pixeln und Farbfiltern, die auf der Siliziumoberfläche ausgebildet sind.
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In der Abbildungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform ist es möglich, die Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 direkt am Abbildungssensor 53 anzuordnen, ohne ein Rahmenbauteil zu verwenden, sodass es möglich ist, eine Abbildungsvorrichtung 100 kleiner Abmessung zu erhalten. Weiterhin wird die Anordnungsposition der Linseneinheit 40 durch die aktive Ausrichtung definiert, sodass es möglich ist, die Position des optischen Abbildungssystems noch genauer zu definieren.
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Um weiterhin die Ausrichtung der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 auf dem Abbildungssensor 53 zu erleichtern, können flache Abschnitte 40c-1 bis 40c-3 an Seitenflächen der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 ausgebildet werden, die in Kontakt mit dem Abbildungssensor 53 sind. 5A ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Abbildungsvorrichtung gemäß eines ersten Abwandlungsbeispiels der Ausführungsform. Die flachen Abschnitte 40c-1 bis 40c-3 (die flachen Abschnitte 40c-2 und 40c-3 sind in der Zeichnung nicht dargestellt) haben flache Oberflächen und können durch Beschneiden von Seitenflächenabschnitten der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 gebildet werden. Wenn die flachen Abschnitte 40c-1 bis 40c-3 gebildet werden, nehmen die Kontaktflächen zwischen der Oberfläche des Abbildungssensors 53 und den Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 zu, sodass es möglich ist, die Positionen der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 einfach und stabil zu definieren. Die flachen Abschnitte 40c-1 bis 40c-3 werden so vorgesehen, dass, auch wenn die Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 und die Abstandshalter 40b-1 und 40b-2 zusammengefügt werden, es möglich ist, die Position der Linseneinheit 40 einfach und stabil zu definieren.
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Weiterhin kann ein Linsenpositionsdefinierungsteil 62, welches die Positionen der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 definiert, am Abbildungssensor 53 vorgesehen seien. 5B ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Abbildungsvorrichtung gemäß eines zweiten Abwandlungsbeispiels der Ausführungsform. Das Linsenpositionsdefinierungsteil 62 ist aus einem Siliziumblock mit einem Vertiefungsabschnitt 63, der in einem vertikalen Schnitt eine V-Form hat. In dem Linsenpositionsdefinierungsteil 62 kann der Vertiefungsabschnitt 63 mit der V-Form gebildet werden, indem ein plattenförmiger Siliziumblock auf die Oberfläche des Abbildungssensors 53 gesetzt und der aufgesetzte Siliziumblock geätzt wird. Was das Linsenpositionsdefinierungsteil 62 betrifft, so kann ein Linsenpositionsdefinierungsteil mit einer Länge größer als oder gleich der Länge der Linseneinheit 40 mit dem Abstandshalter 40b-1 und 40b-2 in Richtung der optischen Achse ausgebildet werden und die Position der integrierten Linseneinheit 40 kann durch das Linsenpositionsdefinierungsteil 62 definiert werden. Alternativ kann eine Mehrzahl von Linsenpositionsdefinierungsteilen entsprechend den Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-2 an Positionen ausgebildet werden, wo die Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-1 liegen und die Positionen können für jede der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 definiert werden.
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Weiterhin kann eine Linsenpositionsdefinierungseinheit, die am Abbildungssensor ausgebildet ist, in Form von Ausrichtungsmarkierungen vorliegen. 5C ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung einer Abbildungsvorrichtung 100c gemäß eines dritten Abwandlungsbeispiels der Ausführungsform. Ausrichtungsmarkierungen 64a-1 bis 64a-3 sind an einem Abbildungssensor 53c durch Fotolithographie oder dergleichen ausgebildet und sind so angeordnet, dass sie den Verbindungspositionen der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 entsprechen. Die Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 werden zu den entsprechenden Ausrichtungsmarkierungen 64a-1 bis 64a-3 bewegt, wobei eine obere Fläche einer jeden Objektivlinse 40a-1 bis 40a-3 durch ein Werkzeug oder dergleichen angesaugt ist und werden auf dem Abbildungssensor 53 nach einer Positionseinstellung befestigt, welche passiv durchgeführt wird, wobei die Lagen der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 zu den Ausrichtungsmarkierungen 64a-1 bis 64a-3 als die Linsenpositionsdefinierungseinheit durch eine Kamera oder dergleichen von oben her überprüft werden. Die Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3, welche bei diesem dritten Abwandlungsbeispiel verwendet werden, können die flachen Abschnitte 40c-1 bis 40c-3 haben.
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Weiterhin kann die Linsenpositionsdefinierungseinheit, die am Abbildungssensor ausgebildet ist, in Form von zurückspringenden Abschnitten vorliegen, die an einem Dünnfilm, beispielsweise einem Farbfilter auf der Oberfläche des Abbildungssensors ausgebildet sind. 5D ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung einer Linsenpositionsdefinierungseinheit einer Abbildungsvorrichtung 100D gemäß eines vierten Abwandlungsbeispiels der Ausführungsform. 5E ist eine Schnittansicht entlang Linie B-B in 5D.
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Zurückspringende Abschnitte 65a-1 bis 65a-3 sind durch Ätzen eines Dünnfilms 66 gebildet. Üblicherweise beträgt die Dicke eines Dünnfilms 66, beispielsweise eines Farbfilters auf der Oberfläche des Abbildungssensors 53d ungefähr 10 μm. Die zurückspringenden Abschnitte 65a-1 bis 65a-3 werden gebildet, in dem Teile des Dünnfilms 66 an Verbindungspositionen der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 entfernt werden. Selbst wenn die Tiefe der zurückspringenden Abschnitte ungefähr der Dicke des Dünnfilms 66 entspricht, wie in 5E gezeigt, können die Positionen der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 passiv durch Einsetzen der Objektivlinsen 40a-1 bis 40a-3 in die zurückspringenden Abschnitte 65a-1 bis 65a-3 definiert werden.
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In den dritten und vierten Abwandlungsbeispielen liegt die vordere Endfläche der Objektivlinse 40a-1 hinter der vorderen Endfläche des Abbildungssensors. Es ist jedoch bevorzugt, wenn die Objektivlinse 40a-1 an einer Position liegt, wo die Oberfläche des angeschlossenen Abbildungssensors außerhalb des Gesichtsfelds ist. In anderen Beispielen ist die vordere Endfläche der Objektivlinse 40a-1 an die vordere Endseitenfläche des Abbildungssensors angepasst. Wenn jedoch die vordere Endfläche der Objektivlinse 40a-1 vorderhalb der vorderen Endseitenfläche des Abbildungssensors angeordnet ist, kann, wenn die Objektivlinse 40a-1 in den distalen Endabschnitt der Endoskopvorrichtung oder dergleichen eingesetzt wird und an dem distalen Endbefestigungsabschnitt festgelegt wird, eine innere Flüssigkeitsdichtigkeit einfach aufrecht erhalten werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endoskopvorrichtung
- 2
- Endoskop
- 4
- Einführabschnitt
- 5
- Betätigungseinheit
- 6
- Mehrfachleiter
- 7
- Verbinder
- 9
- Lichtquellenvorrichtung
- 10
- Prozessor
- 13
- Anzeigevorrichtung
- 17
- Behandlungswerkzeugeinführöffnung
- 31
- distaler Endabschnitt
- 32
- Biegeabschnitt
- 33
- flexibler Rohrabschnitt
- 34
- Biegeröhre
- 35
- distalendiger Befestigungsabschnitt
- 36
- Behandlungswerkzeugkanal
- 40
- Linseneinheit
- 40a-1 bis 40a-3
- Objektivlinse
- 40b-1 und 40b-2
- Abstandshalter
- 40c-1 bis 40c-3
- flacher Abschnitt
- 50
- Abbildungseinheit
- 51
- Prisma
- 52
- lichtempfangende Einheit
- 53, 53C und 53D
- Abbildungssensor
- 54
- flexible gedruckte Schaltkreiskarte
- 55
- Signalkabel
- 56
- Abbildungssensorelektrode
- 57
- elektronisches Bauteil
- 58
- Werkzeug
- 59
- Testkarte
- 60
- Sonde
- 61
- Monitor
- 62
- Linsenpositionsdefinierungsteil
- 63
- Vertiefungsabschnitt
- 64a-1 bis 64a-3
- Ausrichtungsmarkierung
- 65a-1 bis 65a-3
- zurückspringender Abschnitt
- 66
- Dünnfilm
- 76
- Versiegelungsmasse
- 100, 100C, 100D
- Abbildungsvorrichtung
