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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildgebungsmodul und ein Endoskop, das ein Bildgebungsmodul beinhaltet.
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Stand der Technik
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Ein Endoskop ist eine medizinisches Ausstattung, die in eine Körperhöhle eines Subjekts eingeführt wird, um die Beobachtung und Behandlung einer gewünschten Stelle zu ermöglichen, und die ein Bildgebungsmodul beinhaltet, das in eine distale Spitze einer in die Körperhöhle eingeführten Einführröhre eingebaut ist. Das Bildgebungsmodul beinhaltet einen Bildsensor wie einen komplementären Metalloxidhalbleiter (CMOS) und eine Montageplatte, auf der der Bildsensor zusammen mit einer Vielzahl passiver Bauteile montiert ist.
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Um die Belastung des Subjekts zu reduzieren, wird in dem Endoskop ein Durchmesser der Einführröhre reduziert, und es besteht eine Notwendigkeit, das in der distalen Spitze des Einführröhre eingebaute Bildgebungsmodul zu verkleinern und insbesondere eine projizierte Fläche in einem Querschnitt senkrecht zu einer Achse zu reduzieren. Patentliteratur 1 und 2 offenbaren ein verkleinertes Bildgebungsmodul.
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Liste der Zitate
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP2015-173736 A
- Patentliteratur 2: JP2016-36558 A
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Das in der Patentliteratur 1 offenbarte Bildgebungsmodul beinhaltet eine Elementplatte, die einen Bildsensor auf einer Oberfläche davon oberflächenmontiert aufweist, und eine zylindrische Kabelverbindungsplatte mit Boden, die fest auf der anderen Oberfläche der Elementplatte geschichtet ist und auf einer äußeren Umfangsfläche davon ein Kabelverbindungsteil und auf einer Bodenfläche davon einen Montageteil eines passiven Bauteils aufweist, wobei die projizierte Fläche durch den Stapel der Elementplatte und der Kabelverbindungsplatte reduziert wird. Bei dieser Konfiguration wird, wenn es notwendig ist, die Vielzahl passiver Bauteile umzusetzen, die projizierte Fläche der Kabelverbindungsplatte, die den Montageteil auf ihrem Boden aufweist, groß, und es ist schwierig, die Nachfrage nach Miniaturisierung des Bildgebungsmoduls zu befriedigen.
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Das in der Patentliteratur 2 offenbarte Bildgebungsmodul beinhaltet eine Leiterplatte, die eine Bauelementmontageoberfläche, auf der ein Bildsensor oberflächenmontiert ist, und eine Bauteilmontageoberfläche eines passiven Bauteils, die zu der Elementmontageoberfläche orthogonal ist, wobei es möglich ist, die Vielzahl passiver Bauteile durch Erweitern der Bauteilmontageoberfläche in axialer Richtung zu montieren. Bei dieser Konfiguration kann die Nachfrage nach Reduzierung der projizierten Fläche gerecht werden, aber die axiale Abmessung des Bildgebungsmoduls nimmt zu, was den Änderungsvorgang der Richtung der distalen Spitze der Einführröhre, in die das Bildgebungsmodul eingebaut ist, beeinträchtigen kann.
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Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein Bildgebungsmodul, das in der Lage ist, Miniaturisierungsnachfragen zu erfüllen, und ein Endoskop bereitzustellen, das mit diesem Bildgebungsmodul versehen ist.
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Lösung des Problems
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Ein Bildgebungsmodul gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: einen Bildsensor; und eine Montageplatte, auf der der Bildsensor zusammen mit einer Vielzahl passiver Bauteile montiert ist, wobei ein Montageteil des Bildsensors und ein Montageteil des passiven Bauteils auf entgegengesetzten Seiten der Montageplatte liegen und das Montageteil des passiven Bauteils mit einer Vielzahl von Montageoberflächen versehen ist, die über eine Stufe miteinander zusammenhängen und jeweils mit einer Verbindungskontaktfläche des passiven Bauteils versehen sind.
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Ein Bildgebungsmodul gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: einen Bildsensor; und eine Montageplatte, auf der der Bildsensor zusammen mit einer Vielzahl passiver Bauteile montiert ist, wobei die Montageplatte beinhaltet: eine erste Oberfläche, auf der der Bildsensor oberflächenmontiert ist, eine zweite Oberfläche, die auf einer der ersten Oberfläche entgegengesetzten Seite liegt und mit einer Verbindungskontaktfläche des passiven Bauteils versehen ist; eine dritte Oberfläche, die über eine Stufe mit der zweiten Oberfläche zusammenhängt und mit der Verbindungskontaktfläche des passiven Bauteils versehen ist; und einen säulenförmigen Kabelverbindungsblock, der sich von der zweiten und der dritten Oberfläche erhebt und mit dem ein Kabel verbunden ist.
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Ferner beinhaltet die Montageplatte zudem eine vierte Oberfläche, die über eine Stufe mit der zweiten und der dritten Oberfläche zusammenhängt und mit der Verbindungskontaktfläche des passiven Bauteils versehen ist.
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Ferner sind Kabelverbindungskontaktflächen zum Verbinden einer Vielzahl von Kernadern des Kabels Seite an Seite auf der Seitenoberfläche des Kabelverbindungsblocks angeordnet.
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Ferner ist das Kabel ein geschirmtes Kabel und ist eine Erdungskontaktfläche zum Erden der Schirmung an einer Endoberfläche des Kabelverbindungsblocks bereitgestellt.
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Ferner weist die Montageplatte eine projizierte Fläche auf, die in einem Querschnitt senkrecht zu einer Achse gleich jener des Bildsensors oder kleiner ist.
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Ein Endoskop gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Bildgebungsmodul, das in eine distale Spitze einer Einführröhre eingebaut ist, wobei das Bildgebungsmodul beinhaltet: einen Bildsensor; und eine Montageplatte, auf der der Bildsensor zusammen mit einer Vielzahl passiver Bauteile montiert ist, und die Montageplatte beinhaltet: eine erste Oberfläche, auf der der Bildsensor oberflächenmontiert ist; eine zweite Oberfläche, die auf einer der ersten Oberfläche entgegengesetzten Seite liegt und mit einer Verbindungskontaktfläche des passiven Bauteils versehen ist; eine dritte Oberfläche, die über eine Stufe mit der zweiten Oberfläche zusammenhängt und mit der Verbindungskontaktfläche des passiven Bauteils versehen ist; und einen säulenförmigen Kabelverbindungsblock, der sich von der zweiten und der dritten Oberfläche erhebt und mit dem ein Kabel verbunden ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, das Bildgebungsmodul bereitzustellen, das dem Bedarf an Miniaturisierung gerecht wird, indem die projizierte Fläche in dem Querschnitt senkrecht zu der Achse durch Unterdrücken der Zunahme der axialen Abmessung und des Endoskops, in das das Bildgebungsmodul eingebaut ist, reduziert wird.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm einer Endoskopvorrichtung.
- 2 ist eine Seitenansicht eines Bildgebungsmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 3 ist eine Draufsicht, die einen Montagemodus eines passiven Bauteils veranschaulicht.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht, die den Montagemodus des passiven Bauteils veranschaulicht.
- 5 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Modus des Bildens einer leitenden Struktur und einer Durchkontaktierung veranschaulicht.
- 6 ist eine Seitenansicht eines Bildgebungsmoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 7 ist eine Draufsicht, die einen Montagemodus eines passiven Bauteils veranschaulicht.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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1 ist ein Blockdiagramm einer Endoskopvorrichtung. Die Endoskopvorrichtung beinhaltet ein Endoskop 1 und eine Prozessorvorrichtung 2. Das Endoskop 1 beinhaltet eine Einführröhre 10, die in eine Körperhöhle eines Subjekts eingeführt wird, und eine Steckverbindereinheit 13, die über eine Betätigungseinheit 11 und ein Universalröhre 12 mit dem Einführröhre 10 verbunden ist und durch Verbinden mit der Prozessorvorrichtung 2 durch die Steckverbindereinheit 13 verwendet wird.
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Eine Lichtverteilungslinse 14 und eine Objektivlinse 15 sind an einer distalen Spitze der Einführröhre 10 angebracht. Ein Ende eines Lichtwellenleiters 16 ist einer Innenseite der Lichtverteilungslinse 14 zugewandt, und ein Bildgebungsmodul 3 mit einer nachstehend beschriebenen Konfiguration in das Innere der Objektivlinse 15 eingebaut, wobei eine Bildoberfläche der Objektivlinse 15 zugewandt ist.
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Der Lichtwellenleiter 16 ist durch Bündeln einer Vielzahl von Lichtleitern konfiguriert und erstreckt sich zu der Steckverbindereinheit 13 über das Innere der Einführröhre 10, die Betätigungseinheit 11 und die Universalröhre 12. Das Bildgebungsmodul 3 ist mit einer Antriebseinheit 18 verbunden, die in der Steckverbindereinheit 13 durch ein Kabel 17 bereitgestellt ist, das durch das Innere der Einführröhre 10, die Betätigungseinheit 11 und die Universalröhre 12 verläuft. Das Kabel 17 ist ein geschirmtes Kabel, das eine Vielzahl von Kernadern, wie eine Steuerleitung und eine Signalleitung, beinhaltet.
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Die Betätigungseinheit 11 ist mit Betätigungstasten zum Ausführen verschiedener Vorgänge versehen. 1 zeigt eine Steuertaste 19. Die Steuertaste 19 ist zur Fernsteuerung der Prozessorvorrichtung 2, die durch die Steckverbindereinheit 13 verbunden ist, bereitgestellt.
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Die Prozessorvorrichtung 2 beinhaltet eine Steuereinheit 20, eine Zeitsteuerung 21 und eine Signalverarbeitungsschaltung 22. Die Steuereinheit 20 beinhaltet eine CPU, einen ROM und einen RAM und führt integrierte Steuerung an der Endoskopvorrichtung durch, indem die CPU gemäß einem in dem ROM gespeicherten Steuerprogramm betätigt wird. Die Steuereinheit 20 ist mit der Antriebseinheit 18, die in der Steckverbindereinheit 13 des Endoskops 1 bereitgestellt ist, und der Steuertaste 19, die in der Betätigungseinheit 11 bereitgestellt ist, verbunden. Die Antriebseinheit 18 gibt eindeutige Informationen (Anzahl von Pixeln, Empfindlichkeit, Feldrate und dergleichen) des Bildgebungsmoduls 3 an die Steuereinheit 20 aus. Die Steuereinheit 20 arbeitet als Reaktion auf die Betätigung der Steuertaste 19, führt verschiedene Berechnungen basierend auf den von der Antriebseinheit 18 gegebenen eindeutigen Informationen aus und gibt an jede Einheit einen Steuerbefehl aus.
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Die Zeitsteuerung 21 erzeugt einen Taktimpuls gemäß dem von der Steuereinheit 20 gegebenen Steuerbefehl und gibt den erzeugten Taktimpuls an die Signalverarbeitungsschaltung 22 und die in der Steckverbindereinheit 13 bereitgestellte Antriebseinheit 18 aus. Die Antriebseinheit 18 steuert das Bildgebungsmodul 3 zu einer Zeit an, die mit dem von der Zeitsteuerung 21 ausgegebenen Taktimpuls synchronisiert ist. Das Bildgebungsmodul 3 gibt durch einen nachstehend beschriebenen Bildgebungsvorgang ein Bildsignal aus.
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Das durch das Bildgebungsmodul 3 ausgegebene Bildsignal wird in der Antriebseinheit 18 vorverarbeitet und in einem Ein-Feld-Zyklus in die Signalverarbeitungsschaltung 22 der Prozessorvorrichtung 2 eingegeben. Der Taktimpuls wird von der Zeitsteuerung 21 in die Signalverarbeitungsschaltung 22 eingegeben, und die Signalverarbeitungsschaltung 22 führt eine Bildverarbeitung, wie eine Gammakorrektur und eine Interpolationsverarbeitung an dem Eingangsbildsignal, eine Überlagerungsverarbeitung an verschiedenen Zeichen und Bildern und dergleichen gemäß dem Taktimpuls aus und wandelt die verarbeiteten Bilder in ein Bildsignal um, das einem vorbestimmten Standard entspricht, und gibt dann die umgewandelten, verarbeiteten Bilder an den externen Monitor 23 aus. Der Monitor 23 ist eine Anzeigevorrichtung, wie eine Flüssigkristallanzeige und eine organische EL-Anzeige, und zeigt ein Bild an, das durch das Bildgebungsmodul 3 basierend auf dem von der Prozessorvorrichtung 2 ausgegebenen Bildsignal aufgenommen wird.
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Die Prozessorvorrichtung 2 beinhaltet ferner eine Lichtquelle 24 und ein Bedienfeld 25. Die Lichtquelle 24 ist eine Hochintensitätslampe, wie eine Xenonlampe, eine Halogenlampe oder eine Metallhalogenidlampe, und wird durch Leistung von einer Lampenstromversorgung 26 beleuchtet. Die Lampenstromversorgung 26 beinhaltet einen Zünder zum Beleuchten der Lichtquelle 24, eine stabilisierte Stromversorgungsvorrichtung zum Steuern des Stroms nach dem Beleuchten und dergleichen und schaltet das Licht der Lichtquelle 24 gemäß einem von der Steuereinheit 20 gegebenen Steuerbefehl ein und aus.
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Ein Ende des Lichtwellenleiters 16 des Endoskops 1 wird durch die Verbindung der Steckverbindereinheit 13 in die Prozessorvorrichtung 2 eingeführt und ist über eine Kondensorlinse 27 der Lichtquelle 24 zugewandt. Das von der Lichtquelle 24 abgegebene Licht wird von der Kondensorlinse 27 kondensiert und in den Lichtwellenleiter 16 eingeführt, wie von einer Zweipunktkettenlinie in 1 veranschaulicht. Das in den Lichtleiter 16 eingeführte Licht wird zu der distalen Spitze der Einführröhre 10 geleitet, von der Lichtverteilungslinse 14 gestreut und schließlich abgegeben und beleuchtet das Innere der Körperhöhle, in die die Einführröhre 10 eingeführt ist.
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Das Bildgebungsmodul 3 bildet das beleuchtete Innere der Körperhöhle ab, und das aufgenommene Bild wird der Bildverarbeitung durch die Signalverarbeitungsschaltung 22 unterzogen und auf dem Monitor 23 als Bewegtbild oder Standbild angezeigt. Ein Benutzer des Endoskops 1 kann eine gewünschte Position in der Körperhöhle aus dem Anzeigebild des Monitors 23 betrachten, indem er die Einführposition der Einführröhre 10 und zudem die Richtung der distalen Spitze an einer zweckdienlichen Einführposition ändert. Die Bildgebung durch das Bildgebungsmodul 3 wird als Reaktion auf die Betätigung der Steuertaste 19 ausgeführt, die auf der Betätigungseinheit 11 bereitgestellt ist. Ferner wird die Richtung der distalen Spitze der Einführröhre 10 durch Betätigen eines (nicht dargestellten) Betätigungknaufs geändert, der an der Betätigungseinheit 11 bereitgestellt ist.
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Das Bedienfeld 25 beinhaltet eine Betätigungstaste und eine grafische Benutzerschnittstelle (GUI) vom Tastfeldtyp und ist betriebsmäßig in dem Gehäuse der Prozessorvorrichtung 2 von außen ausgestattet. Das Bedienfeld 25 ist mit der Steuereinheit 20 verbunden, und verschiedene Einstellungen, einschließlich Bildgebungsbedingungen, wie Helligkeit und Kontrast, können durch Bedienen des Bedienfelds 25 vorgenommen werden.
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines Bildgebungsmoduls 3 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das dargestellte Bildgebungsmodul 3 beinhaltet einen Bildsensor 4, drei passive Bauteile 5 und eine Montageplatte 6, auf der der Bildsensor 4 und die passiven Bauteile 5 montiert sind.
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Der Bildsensor 4 ist beispielsweise ein komplementärer Metalloxidhalbleiter (CMOS), eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) oder dergleichen, und wandelt ein optisches Bild, das mit einer rechteckigen Bildgebungsoberfläche (der unteren Oberfläche in der Figur) verbunden ist, in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal aus. Eine Vielzahl von Elektroden 40 zur Eingabe und Ausgabe ist vertikal und horizontal auf einer hinteren Oberfläche (der der Bildgebungsoberfläche entgegengesetzten Oberfläche) des Bildsensors 4 bereitgestellt, und durch diese Elektroden 40 ist der Bildsensor 4 auf einer ersten Oberfläche 60 der Montageplatte 6 oberflächenmontiert.
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Das passive Bauteil 5 ist ein elektronisches Bauteil, das das Ausgangssignal des Bildsensors 4 verarbeitet und das verarbeitete Ausgangssignal in ein Bildsignal umwandelt, das die Luminanz jedes Pixels des Bildsensors 4 angibt und das Bildsignal ausgibt, wie ein Kondensator oder dergleichen, das zwischen einer Stromversorgungsleitung und einer Masse verläuft und auf einer zweiten Oberfläche 61 und einer dritten Oberfläche 62 montiert ist, die auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Oberfläche 60 bereitgestellt sind, wie nachstehend beschrieben ist.
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3 ist eine Draufsicht, die einen Montagemodus des passiven Bauteils 5 veranschaulicht, und 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Montagemodus des passiven Bauteils 5 veranschaulicht. Wie veranschaulicht, beinhaltet die Montageplatte 6 die zweite Oberfläche 61, die dritte Oberfläche 62 und einen Kabelverbindungsblock 63, der auf der entgegengesetzten Seite der ersten Oberfläche 60 bereitgestellt ist.
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Die zweite Oberfläche 61 und die dritte Oberfläche 62 sind Montageoberflächen des passiven Bauteils 5 parallel zur ersten Oberfläche 60. Wie in den 3 und 4 veranschaulicht, ist die zweite Oberfläche 61 derart ausgebildet, dass sie eine vorbestimmte Breite von einer Kante entlang einer halben Länge einer Seite der Montageplatte 6 aufweist, und ist die dritte Oberfläche 62 derart ausgebildet, dass sie eine Breite, die im Wesentlichen jener der zweiten Oberfläche 61 entspricht, entlang der verbleibenden halben Länge der einen Seite und der anderen Seite neben der einen Seite aufweist. Wie in den 2 und 4 veranschaulicht, hängen die zweite Oberfläche 61 und die dritte Oberfläche 62 über eine Stufe, die sich an einer Mittelposition der einen Seite vertikal von der zweiten Oberfläche 61 erhebt, zusammen.
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Auf der zweiten Oberfläche 61 ist ein Paar von Verbindungskontaktflächen 64 zum Verbinden des passiven Bauteils 5 bereitgestellt. Die Verbindungskontaktfläche 64 ist eine rechteckige leitende Struktur, die sich in einer Breitenrichtung der zweiten Oberfläche 61 erstreckt. Wie in den 3 und 4 veranschaulicht, liegt eine Verbindungskontaktfläche 64 entlang einer Kante der zweiten Oberfläche 61 mit einem zweckdienlichen Abstand, und die andere Verbindungskontaktfläche 64 liegt entlang einer ansteigenden Kante der Stufe ohne Abstand. Das passive Bauteil 5 ist derart montiert, dass es die Verbindungskontaktflächen 64 und 64 überbrückt, und durch einen Lot-Reflow verbunden, um montiert zu werden.
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Auf der dritten Oberfläche 62 sind zwei Paare von Verbindungskontaktflächen 64 zum Montieren des passiven Bauteils 5 bereitgestellt. Wie in 3 veranschaulicht, ist das Paar von Verbindungskontaktflächen 64 in einem Abschnitt bereitgestellt, der mit der zweiten Oberfläche 61 über eine Stufe zusammenhängt, und liegt eine Verbindungskontaktfläche 64 entlang einer abfallenden Kante der Stufe ohne Abstand, und liegt die andere Verbindungskontaktfläche 64 entlang einer Kante der dritten Oberfläche 62, die einer abfallenden Kante zugewandt ist, mit einem geeigneten Abstand. Wie in 3 veranschaulicht, ist ein anderes Paar von Verbindungskontaktflächen 64 in dem Rest der dritten Oberfläche 62 bereitgestellt, liegt eine Verbindungskontaktfläche 64 entlang der Kante der dritten Oberfläche 62 mit geeignetem Abstand, und ist die andere Verbindungskontaktfläche 64 angeordnet, um von einer Verbindungskontaktfläche 64 um eine vorbestimmte Länge beabstandet zu sein. Zwei passive Bauteile 5 sind derart montiert, dass sie jedes Paar von Verbindungskontaktflächen 64 und 64 überbrücken und sind durch einen Lot-Reflow verbunden, um montiert zu werden. In 3 ist jede Verbindungskontaktfläche 64 schraffiert und somit ist eine Positionsbeziehung zwischen diesen klar gezeigt.
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Der Kabelverbindungsblock 63 ist ein säulenförmiger Block, der sich von der zweiten Oberfläche 61 und der dritten Oberfläche 62 in einer zweckdienlichen Höhe erhebt und einen rechteckigen Querschnitt aufweist, der fast die gesamte Oberfläche mit Ausnahme der zweiten Oberfläche 61 und der dritten Oberfläche 62 in der in 3 dargestellten Ebene einnimmt. Die Kabelverbindungskontaktfläche 65 ist an vier Seiten des Kabelverbindungsblocks 63 bereitgestellt, und eine Erdungskontaktfläche 66 ist an einer Endoberfläche des Kabelverbindungsblocks 63 bereitgestellt.
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Die Kabelverbindungskontaktfläche 65 ist eine rechteckige leitende Struktur, die sich in der Höhenrichtung des Kabelverbindungsblocks 63 erstreckt, und, wie in 3 veranschaulicht, ist jede der beiden Kabelverbindungskontaktflächen 65 Seite an Seite auf drei Seiten des Kabelverbindungsblocks 63 eingerichtet, und eine Kabelverbindungskontaktfläche 65 ist auf der verbleibenden einen Seite davon bereitgestellt. Wie von einer Zweipunktkettenlinie in 2 veranschaulicht, ist jede der Vielzahl von Kernadern des oben beschriebenen Kabels 17 mit jeder Kabelverbindungskontaktfläche 65 verbunden.
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Die Erdungskontaktfläche 66 ist eine rechteckige leitende Struktur, die in der Mitte der Endoberfläche bereitgestellt ist, und ein Endabschnitt der Schirmung, der in dem oben beschriebenen Kabel 17 bereitgestellt ist, ist mit der Erdungskontaktfläche 66 verbunden, wie von einer Zweipunktkettenlinie in 2 veranschaulicht. Die Kabelverbindungskontaktfläche 65 und die Erdungskontaktfläche 66, die in den 2 und 3 veranschaulicht sind, sind schraffiert.
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Die Montageplatte 6, die die oben stehende Konfiguration aufweist, kann beispielsweise konfiguriert werden, indem eine Vielzahl von Keramikplatten in einer Stärkenrichtung gestapelt werden. Die in 2 veranschaulichte Montageplatte 6 wird durch Stapeln von 12 Keramikplatten konfiguriert, und der auf der ersten Oberfläche 60 oberflächenmontierte Bildsensor 4 ist mit den Verbindungskontaktflächen 64, die auf der zweiten Oberfläche 61 und der dritten Oberfläche 62 bereitgestellt sind, und der Kabelverbindungskontaktfläche 65, die auf dem Kabelverbindungsblock 63 durch leitende Strukturen und über auf jeder Keramikplatte ausgebildete Durchkontaktierungen bereitgestellt ist, verbunden. 5 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Modus des Bildens einer leitenden Struktur und einer Durchkontaktierung veranschaulicht. In jeder Figur ist die leitende Struktur schraffiert und sind die Positionen der Durchkontaktierungen, die jede Schicht durchdringen, durch einen kleinen Kreis angegeben.
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Die untere rechte Seite der 5 veranschaulicht eine untere Oberfläche der Keramikplatte der untersten Schicht in 2, das heißt, dass die erste Oberfläche 60, und die untere Oberfläche vertikal und horizontal mit der Vielzahl leitender Strukturen 41, die der Vielzahl von Elektroden 40 entsprechen, die in dem Bildsensor 4 enthalten sind, ausgebildet sind. Die verbleibenden drei Figuren auf der rechten Seite der 5 veranschaulichen obere Oberflächen einer Keramikplatte einer untersten Schicht, einer zweiten Schicht und einer dritten Schicht in dieser Reihenfolge von unten beginnend. Die zweite Oberfläche 61, die mit dem Paar von Verbindungskontaktflächen 64 und 64 versehen ist, ist auf einem Abschnitt der oberen Oberfläche der Keramikplatte der dritten Schicht bereitgestellt.
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Die sechs Figuren auf der linken Seite der 5 veranschaulichen obere Oberflächen einer Keramikplatte einer vierten Schicht, einer fünften Schicht, einer sechsten und einer siebten Schicht, einer achten Schicht, einer neunten, einer zehnten und einer elften Schicht sowie einer zwölften Schicht in dieser Reihenfolge von unten beginnend. Die dritte Oberfläche 62, die mit zwei Paaren von Verbindungskontaktflächen 64 und 64 versehen ist, ist auf einem Abschnitt der oberen Oberfläche der Keramikplatte der fünften Schicht bereitgestellt. Die Keramikplatten der sechsten Schicht und nachfolgende Schichten bilden den Kabelverbindungsblock 63, und die Kabelverbindungskontaktfläche 65 ist als eine kontinuierliche leitende Struktur auf der Seitenoberfläche der Keramikplatte der achten bis elften Schichten ausgebildet und durch die auf der Keramikplatte der achten Schicht bereitgestellte leitende Struktur mit einer inneren Durchkontaktierung verbunden. Die Erdungskontaktfläche 66 ist auf der oberen Oberfläche der Keramikplatte der zwölften Schicht (der obersten Schicht) bereitgestellt.
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In dem Bildgebungsmodul 3 gemäß der ersten Ausführungsform ist die Montageplatte 6, in der der Bildsensor 4 auf der ersten Oberfläche 60 oberflächenmontiert ist, mit der zweiten Oberfläche 61 und der dritten Oberfläche 62 versehen, die auf der entgegengesetzten Seite der ersten Oberfläche 60 liegen und mit den Verbindungskontaktflächen 64 der Vielzahl passiver Bauteile 5 versehen sind, und die zweite Oberfläche 61 und die dritte Oberfläche 62 sind über die Stufe zusammenhängend. Die Verbindungskontaktflächen 64 sollten derart eingerichtet werden, dass ein vorbestimmter Abstand zwischen den benachbarten Verbindungskontaktflächen 64 eingehalten werden kann, um einen Kurzschluss aufgrund einer Lötbrücke, wenn die jeweiligen passiven Bauteile 5 verbunden werden, zu verhindern.
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Dabei liegt eine Stufe zwischen der zweiten Oberfläche 61 und der dritten Oberfläche 62 vor, und diese Stufe fungiert als dreidimensionaler Abstand zwischen den auf der zweiten Oberfläche 61 bereitgestellten Verbindungskontaktflächen 64 und der dritten Oberfläche 62. Daher ist es nicht erforderlich, einen flachen Abstand zwischen der auf der zweiten Oberfläche 61 bereitgestellten Verbindungskontaktfläche 64 und der auf dem zu dem Verbindungskontaktfläche 64 benachbarten und auf der dritten Oberfläche 62 bereitgestellten Verbindungskontaktfläche 64 sicherzustellen, und ist es, wie oben beschrieben, möglich, die Verbindungskontaktflächen 64 entlang der Stufe ohne Abstand einzurichten.
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Bei einer solchen Einrichtung, wie in 3 veranschaulicht, können das auf der zweiten Oberfläche 61 montierte passive Bauteil 5 und das auf der dritten Oberfläche 62 montierte passive Bauteil 5 in einer Längsrichtung in Draufsicht Seite an Seite angeordnet sein und kann daher die Abmessung A in 3 um eine Menge, die dem Abstand entspricht, reduziert werden. Die zwei passiven Bauteile 5 auf der dritten Oberfläche 62 sind derart angeordnet, dass sie in Längsrichtung orthogonal sind, und es einfach ist, den Abstand zwischen den benachbarten Verbindungskontaktflächen 64 sicherzustellen. Es ist möglich, die vertikalen und horizontalen Abmessungen der Montageplatte 6 zu reduzieren und die Montageplatte 6, die eine projizierte Fläche aufweist, die in einem Querschnitt senkrecht zu einer Achse gleich jener des Bildsensors 4 oder kleiner ist, zu realisieren.
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Wenn das wie oben beschrieben konfigurierte Bildgebungsmodul 3 wie oben beschrieben in das Endoskop 1 eingebaut ist, ist an der distalen Spitze der Einführröhre 10 nur die minimal belegte Fläche, die der Bildgebungsoberfläche des Bildsensors 4 entspricht, die der Objektivlinse 15 zugewandt ist, erforderlich, wodurch es möglich ist, die Anforderung zu erfüllen, den Durchmesser der Einführröhre 10 zu reduzieren. Die axiale Abmessung der Montageplatte 6 nimmt mit der Höhe der Stufe zwischen der zweiten Oberfläche 61 und der dritten Oberfläche 62 zu, aber die Zunahmemenge ist klein und der Änderungsvorgang der Richtung der distalen Spitze wird nicht behindert.
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Ferner beinhaltet das Bildgebungsmodul 3 den säulenförmigen Kabelverbindungsblock 63 und die Vielzahl von Kabelverbindungskontaktflächen 65 ist auf der Seitenoberfläche des Kabelverbindungsblocks 63 bereitgestellt. Wie in 2 veranschaulicht, kann die Verbindung des Kabels 17 mit dem Bildgebungsmodul 3 ohne Weiteres und zuverlässiger durch eine Vorgehensweise des Ziehens einer Vielzahl von Kernadern, wie Steuerleitungen und Signalleitungen, von dem Endabschnitt des Kabels 17, der dem Kabelverbindungsblock 63 ungefähr koaxial entgegengesetzt ist, und des Verbindens jeder Kernader mit jeder der entsprechenden Kabelverbindungskontaktflächen 65 realisiert werden.
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Die Erdungskontaktfläche 66 ist auf der Endoberfläche des Kabelverbindungsblocks 63 bereitgestellt. Die in dem Kabel 17 bereitgestellte Schirmung kann ohne Weiteres durch Verbinden mit der Erdungskontaktfläche 66 geerdet werden, und der Einfluss von elektromagnetischem Rauschen und elektrostatischem Rauschen kann ausgeschlossen werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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6 ist eine Seitenansicht eines Bildgebungsmoduls 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform, und 7 ist eine Draufsicht, die einen Montagemodus einer passiven Komponente 5 veranschaulicht. In dem Bildgebungsmodul 3 der zweiten Ausführungsform beinhaltet eine Montageplatte 6 eine zweite Oberfläche 61, eine dritte Oberfläche 62 und einen Kabelverbindungsblock 63, die auf einer gegenüberliegenden Seite einer ersten Oberfläche 60 angeordnet sind, auf der ein Bildsensor 4, wie bei der ersten Ausführungsform Oberflächen montiert ist, und beinhaltet ferner eine vierte Oberfläche 67.
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Die zweite Oberfläche 61, die dritte Oberfläche 62 und die vierte Oberfläche 67 sind Montageoberflächen des passiven Bauelements 5 parallel zur ersten Oberfläche 60. Wie bei der ersten Ausführungsform wird die zweite Oberfläche 61 entlang einer halben Länge einer Seite der Montageplatte 6 gebildet, wird die dritte Oberfläche 62 entlang der verbleibenden halben Länge der einen Seite gebildet und hängen die zweite Oberfläche 61 und die dritte Oberfläche 62 über eine Stufe, die sich vertikal von der zweiten Oberfläche 61 erhebt, zusammen. Die vierte Oberfläche 67 ist entlang der anderen Seite neben der einen Seite gebildet, und die dritte Oberfläche 62 und die vierte Oberfläche 67 hängen durch eine Stufe, die sich vertikal von der dritten Oberfläche 62 erhebt, zusammen.
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Jedes Paar von Verbindungskontaktflächen 64 zum Verbinden der passiven Bauteile 5 ist auf der zweiten Oberfläche 61, der dritten Oberfläche 62 und der vierten Oberfläche 67 bereitgestellt, und die passiven Bauteile 5 sind derart montiert, dass sie jedes Paar von Verbindungskontaktflächen 64 und 64 überbrücken und durch einen Lot-Reflow verbunden sind, um montiert zu werden. In der zweiten Oberfläche 61 und der dritten Oberfläche 62 sind die Verbindungskontaktflächen 64, die auf der Seite der Stufe liegen, zwischen den Stufen ohne Abstand wie in der ersten Ausführungsform eingerichtet. Selbst in der vierten Oberfläche 67 liegt die Verbindungskontaktfläche 64, die auf der Stufenseite liegt, entlang einer abfallenden Kante der Stufe ohne Abstand.
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Bei dem Bildgebungsmodul 3 gemäß der zweiten Ausführungsform kann eine auf der vierten Oberfläche 67 bereitgestellte Verbindungskontaktfläche 64 entlang der abfallenden Kante der Stufe ohne Abstand eingerichtet sein, und wie bei der ersten Ausführungsform kann zusätzlich dazu, dass die Abmessung A in 7 reduziert werden kann, die Abmessung B in 7 um eine Menge reduziert werden, die dem Abstand entspricht. Dementsprechend ist es möglich, die vertikale und horizontale Abmessung der Montageplatte 6 weiter zu reduzieren und die Montageplatte 6 mit einer projizierten Fläche, die in einem Querschnitt senkrecht zu einer Achse gleich jener des Bildsensors 4 oder kleiner ist, zu realisieren.
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Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform können die dritte Oberfläche 62 und die vierte Oberfläche 67 dazu konfiguriert werden, über die Stufe, die sich von der dritten Oberfläche 62 erhebt, zusammenzuhängen, können jedoch auch dazu konfiguriert werden, über die Stufe, die sich von der dritten Oberfläche 62 erhebt, zusammenzuhängen.
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Die andere Konfiguration des Bildgebungsmoduls 3 gemäß der zweiten Ausführungsform, die in den 6 und 7 dargestellt ist, ist gleich wie jene des Bildgebungsmoduls 3 gemäß der ersten Ausführungsform, die in den 2 und 3 dargestellt ist, und die entsprechenden Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen.
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Es ist zu beachten, dass die hier offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht als beispielhaft und nicht als einschränkend zu betrachten sind. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch den Schutzumfang der Ansprüche angegeben, nicht durch die oben erwähnte Bedeutung, und soll alle Modifikationen innerhalb der Bedeutung und des Schutzumfangs, die den Ansprüchen gleichwertig sind, enthalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endoskop
- 3
- Bildgebungsmodul
- 4
- Bildsensor
- 5
- passives Komponente
- 6
- Montageplatte
- 10
- Einführröhre
- 17
- Kabel
- 60
- erste Oberfläche
- 61
- zweite Oberfläche
- 62
- dritte Oberfläche
- 63
- Kabelverbindungsblock
- 64
- Verbindungskontaktfläche
- 65
- Kabelverbindungskontaktfläche
- 66
- Erdungskontaktfläche
- 67
- vierte Oberfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2015173736 A [0003]
- JP 2016036558 A [0003]
