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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Endoskop, dessen Inhalt Dampf
mit hoher Temperatur und hohem Druck standhält, der während der Autoklavenbehandlung
abgegeben wird, so dass er nicht zerstört oder verschlechtert wird,
und dessen Einführungseinheit
einen weichen Teil aufweist.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Endoskope,
von welchen eine Einführungseinheit
in eine Körperhöhle zur
Beobachtung eines tiefen Bereichs oder für medizinische Behandlungen,
die, falls erforderlich, unter Verwendung eines Behandlungsinstruments
durchgeführt
werden sollen, eingeführt
wird, wurden auf dem Gebiet der Medizin umfangreich verwendet.
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Im
Fall von Endoskopen für
medizinische Studien ist die Desinfektion und Sterilisation eines
benutzten Endoskops zum Verhindern von Infektionskrankheiten wesentlich.
Ein Sterilisationsgas wie z.B. Ethylenoxid-(EOG) Gas oder ein Desinfektionsmittel
wurde in der Vergangenheit verwendet, um ein benutztes Endoskop
zu desinfizieren und zu sterilisieren.
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Sterilisationsgase
sind jedoch, wie bereits bekannt, ziemlich toxisch. Die Sterilisationsarbeit
kann nicht umhin, unvollkommen zu werden, da sie sicher ausgeführt werden
muss. Überdies
stehen nachteilige Effekte eines Sterilisationsgases auf die Umgebung
in Frage. Da es viel Zeit für
die Lüftung
dauert, die Gas entfernen soll, das nach der Sterilisation an der
Ausrüstung
haftet, kann ein sterilisiertes Endoskop nicht sofort nach der Sterilisation
verwendet werden. Überdies
besteht ein Problem bezüglich
hoher Betriebskosten.
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Andererseits
sind Desinfektionsmittel schwierig zu handhaben. Außerdem muss
die Tatsache, dass ein großer
Aufwand erforderlich ist, um ein Desinfektionsmittel zu entsorgen,
in Erwägung
gezogen werden.
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Die
Autoklavenbehandlung wurde heutzutage zu einer Hauptrichtung zur
Desinfektion und Sterilisation einer Endoskopausrüstung. Dies
liegt daran, dass die Autoklavenbehandlung keine zeitaufwändige Arbeit erfordert,
es ermöglicht,
die Ausrüstung
sofort nach der Autoklavenbehandlung zu verwenden, und bei der Ausführung geringe
Kosten erfordert.
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Typische
Bedingungen für
die Autoklavenbehandlung werden als ANSI/AAMI ST37-1992 festgesetzt, das
vom American National Standards Institute anerkannt ist und von
der Association for the Advancement of Medical Instrumentation herausgegeben
wurde. Die Bedingungen legen fest, dass eine Autoklavenbehandlung
vom Vorvakuumtyp bei 132°C
für vier
Minuten durchgeführt
werden sollte und dass eine Autoklavenbehandlung vom Schwerkrafttyp
bei 132°C
für zehn
Minuten durchgeführt
werden sollte. Die Temperaturgrade, bei denen die Autoklavenbehandlung
tatsächlich
durchgeführt
wird, liegen im Allgemeinen im Bereich von 115°C bis 140°C.
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Ein
typischer Prozess der Autoklavenbehandlung vom Vorvakuumtyp umfasst
einen Vorvakuumschritt, einen Sterilisationsschritt und einen Trockenschritt.
Im Vorvakuumschritt wird eine Sterilisationskammer, in die eine
zu sterilisierende medizinische Ausrüstung gelegt wird, dekomprimiert,
so dass sie einen Unterdruck aufweist. Im Sterilisationsschritt
wird Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur in die Sterilisationskammer
zur Sterilisation eingeleitet. Im Trockenschritt wird die Sterilisationskammer
wieder dekomprimiert, um ein sterilisiertes Endoskop zu trocknen.
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Der
Vorvakuumschritt ist ein Schritt, der das Eindringen von Dampf in
die winzigen Räume
in einer medizinischen Ausrüstung
erleichtern soll, was im Sterilisationsschritt durchgeführt wird.
Die Sterilisationskammer wird dekomprimiert, wodurch Dampf mit hohem
Druck und hoher Temperatur in die gesamte eingelegte medizinische
Ausrüstung
eindringt. Der im Vorvakuumschritt und im Trockenschritt zu erreichende
Druck in der Sterilisationskammer wird als "Atmosphärendruck – 0,07 MPa oder dergleichen" berechnet. Der Vorvakuumschritt ist
in einem Prozess zur Gassterilisation unter Verwendung eines Ethylenoxidgases
enthalten. Der im Sterilisationsschritt zu erreichende Druck wird
häufig
auf einen Wert gesetzt, der als "Atmosphärendruck
+ 0,2 MPa oder dergleichen" berechnet
wird.
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Im
Allgemeinen weisen Endoskope eine weiche Einführungseinheit auf oder sind
vom biegsamen Typ mit einem biegsamen Teil. In diesem Fall wird
eine Mantelröhre,
die aus einem weichen Polymermaterial wie z.B. Kautschuk oder Elastomer
besteht, als Ummantelungselement für die weiche Einführungseinheit
oder den biegsamen Teil verwendet. Da die Endoskope in ein flüssiges Mittel
eingetaucht werden müssen,
sind die Endoskope überdies
vollständig
wasserdicht.
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Wenn
ein wasserdichtes Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen
wird, kann sich eine weiche Mantelröhre beim Dekompressionsschritt
wie z.B. beim Vorvakuumschritt dehnen, so dass sie bricht. Andererseits
kann eine Verbindungsstelle von Teilen nicht imstande sein, einer
Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Endoskops länger standzuhalten,
und kann schließlich
brechen.
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Zum
Verhindern des obigen Zwischenfalls hat die japanische ungeprüfte Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nr. 1-12802 eine Innen-Außen-Verbindungsvorrichtung
für luftdichte
Endoskope offenbart.
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Gemäß dem Gebrauchsmuster
wird, wenn ein Prozess zur Gassterilisation mit einem Vorvakuumschritt
eingeführt
wird, bei jedem Dekompressionsschritt eine Luftdichtheitsaufhebungskappe
an der Innen-Außen-Verbindungsvorrichtung
angebracht, welche sich an der Außenwand eines Endoskops befindet.
Dies soll ermöglichen,
dass der Innenraum des Endoskops (oder mit anderen Worten das Innere
des Endoskops) mit der Außenseite
des Endoskops in Verbindung steht, um ein Platzen einer biegsamen
Mantelröhre
eines biegsamen Teils zu verhindern.
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Überdies
beschreibt die japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichung
Nr. 63-315024 ein Endoskop, das so aufgebaut ist, dass ein Verbindungsweg,
der in einem Teil der Außenwand
des Endoskops ausgebildet ist, unter Verwendung einer wasserdichten
Kappe blockiert wird. Das Endoskop wird unter Verwendung eines Gases
sterilisiert, wobei die wasserdichte Kappe entfernt ist. Es wird
folglich verhindert, dass eine Mantelröhre eines biegsamen Teils oder
dergleichen in einem Dekompressionsschritt platzt.
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Soweit
es um die Autoklavenbehandlung geht, lässt man das Innere und Äußere eines
Endoskops miteinander in Verbindung treten und Dampf mit hohem Druck
und hoher Temperatur aktiv in das Innere eindringen. Dies wirft
insofern ein Problem auf, als verschiedener Inhalt des Endoskops,
einschließlich
eines Beobachtungsmittels und interner Strukturelemente desselben,
sich aufgrund des Dampfs bald verschlechtern.
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Bei
Anstrengungen, um mit dem Problem zurechtzukommen, hat die japanische
ungeprüfte
Patentveröffentlichung
Nr. 4-67445 eine
Innendruckeinstellvorrichtung für
luftdichte Endoskope offenbart. Die Innendruckeinstellvorrichtung
weist einen Rückschlagventilmechanismus
auf, der sich an einem Gehäuse
eines Endoskops befindet. Der Rückschlagventilmechanismus
ermöglicht
den Durchgang von Gas vom Inneren des Endoskops zu dessen Äußerem, aber
verhindert das Eindringen von Gas vom Äußeren des Endoskops in dessen
Inneres. Selbst wenn eine Autoklavenbehandlung durchgeführt wird,
wird verhindert, dass Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur
aktiv in das Innere des Endoskops eindringt.
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Ein
Endoskop kann jedoch Elemente enthalten, die aus einem Polymermaterial
wie z.B. Kunststoff oder Kautschuk bestehen. Wenn das Endoskop einer
Autoklavenbehandlung unterzogen wird, durchdringt in diesem Fall
Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur die Polymerelemente und
dringt in das Innere des Endoskops ein. Mit anderen Worten, wenn
nicht alle Elemente, die ein Endoskop bilden, aus einem Rohmaterial
wie z.B. einem Metall, Keramik (in breiter Hinsicht einschließlich eines
Glases) oder einem kristallinen Material bestehen und ohne Spalt
zusammengefügt
sind, dringt Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur in das Innere
des Endoskops während
der Autoklavenbehandlung ein.
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Die
japanische geprüfte
Patentveröffentlichung
Nr. 4-67445 hat ein Endoskop mit einem Rückschlagmechanismus offenbart.
Wenn das Endoskop ein Endoskop mit einer Biegefähigkeit ist, dessen Einführungseinheit
einen biegsamen Teil aufweist, ist der biegsame Teil mit einer Mantelröhre ummantelt,
die aus einem Polymermaterial wie z.B. einem weichen Kautschuk oder
Elastomer besteht. Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur durchdringt
die Mantelröhre
und dringt allmählich
in das Innere des Endoskops ein.
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Bei
dem Endoskop mit einer Biegefähigkeit
wird überdies
ein Kautschuk-Dichtungselement, das aus einem Polymermaterial besteht,
wie z.B. ein O-Ring, als Dichtungselement zum Abdichten einer Drehachse eines
Biegehebels, der zum Biegen des biegsamen Teils verwendet wird,
verwendet. Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur, der zur Autoklavenbehandlung
verwendet wird, durchdringt das Kautschuk-Dichtungselement und dringt
allmählich
in das Innere des Endoskops ein.
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Selbst
wenn eine Einführungseinheit
eines Endoskops nicht die Biegefähigkeit
aufweist und wenn die gesamte Einführungseinheit weich ist, wird
ferner ein Polymermaterial zur Herstellung der Mantelröhre der
Einführungseinheit
verwendet. Während
der Autoklavenbehandlung durchdringt Dampf mit hohem Druck und hoher
Temperatur die Mantelröhre
und dringt allmählich
in das Innere des Endoskops ein.
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Endoskope,
die als luftdichte Endoskope bezeichnet werden, umfassen Endoskope
mit einer Biegefähigkeit
und Endoskope, deren jeweilige Einführungseinheit weich ist. Bei
diesen Endoskopen durchdringt Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur,
der während
der Autoklavenbehandlung abgegeben wird, wie vorstehend erwähnt, ein
Element, das aus einem Polymermaterial besteht, und dringt allmählich in
das Innere des Endoskops ein.
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Das
Phänomen,
dass Dampf in das Innere eines Endoskops eindringt, findet während der
Autoklavenbehandlung ungeachtet dessen statt, ob die Autoklavenbehandlung
vom Vorvakuumtyp oder vom Schwerkrafttyp ist.
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Wenn
Dampf in das Innere eines Endoskops eindringt, taucht die Gefahr
auf, dass verschiedener Inhalt des Endoskops, einschließlich eines
Beobachtungsmittels und interner Strukturelemente desselben, sich verschlechtern
können,
wenn auch nur allmählich.
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Ein
elektronisches Endoskop wird nun beispielsweise betrachtet. Dampf,
der in das Innere des Endoskops eindringt, kann auf der Oberfläche einer
Linse, die in einer Objektiveinheit enthalten ist, die in eine Abbildungseinheit
integriert ist, oder auf der internen Oberfläche eines Deckglases der Objektiveinheit
kondensieren. Überdies
können
elektronische Teile, einschließlich
eines Halbleiter-Abbildungsbauelements, falsch funktionieren. In
beiden Fällen
besteht die Möglichkeit,
dass eindringender Dampf die Qualität der Sicht beeinträchtigt.
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Wenn
Dampf, der in das Innere eines Endoskops eindringt, ein optisches
Beobachtungssystem erreicht, kann der Dampf überdies auf der Oberfläche einer
Linse, die im optischen Beobachtungssystem enthalten ist, oder auf
der Innenfläche
eines Deckglases des optischen Beobachtungssystems kondensieren,
wodurch das Blickfeld verengt wird. Dies ist nicht auf das elektronische
Endoskop begrenzt, sondern dasselbe gilt für ein Faserendoskop.
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Ferner
ist ein Mehrkomponentenglas, das leicht maschinell bearbeitet werden
kann, ein Linsenglas, das umfangreich als vorangehende Linse oder
Deckglas verwendet wird. Das Mehrkomponentenglas verschlechtert
sich, wenn es Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur, der während der
Autoklavenbehandlung abgegeben wird, ausgesetzt wird. Wenn Dampf
in das Innere eines Endoskops eindringt, kann sich das Glas selbst
verschlechtern oder eine auf der Oberfläche der Linse ausgebildete
Beschichtung oder ein auf deren Oberfläche aufgebrachter Klebstoff
kann sich verschlechtern. Dies kann die Qualität der Sicht beeinträchtigen.
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Die
japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichung
Nr. 62-212614 beschreibt
ein Endoskop, bei dem zumindest ein Teil eines optischen Systems
dicht ausgebildet ist, um das Eindringen von Dampf in das optische System
zu verhindern. Das Endoskop weist jedoch optische Elemente, einschließlich einer
Linse und eines Deckglases, auf, die an einen Rahmen unter Verwendung
eines Klebstoffs geklebt sind. wenn eine Autoklavenbehandlung unter
den vom American National Standards Institute und anderen festgesetzten
Bedingungen durchgeführt
wird, dringt Dampf durch den Klebstoff hindurch in das optische
System ein. Kurz gesagt, der Aufbau kann das Eindringen von Dampf
mit hohem Druck und hoher Temperatur in der Praxis nicht verhindern.
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Unter
den vorangehenden Bedingungen für
die Autoklavenbehandlung durchdringt Dampf mit hohem Druck und hoher
Temperatur eine Schicht aus gehärtetem
Klebstoff, dessen Hauptkomponente ein Polymermaterial ist, wie z.B.
ein im Allgemeinen gewählter
Epoxidklebstoff oder Silikonklebstoff.
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Die
Stärke
einer Verbindung, die mit dem obigen Klebstoff sichergestellt ist,
ist jedoch nicht so hoch wie jene einer Verbindung, die mit Hilfe
eines Schweißvorgangs sichergestellt
ist. Wenn Teile, die aus verschiedenen Materialien bestehen, beispielsweise
einem Metall und einem Glas, unter Verwendung eines Klebstoffs verbunden
werden, unterscheidet sich der Wärmeausdehnungskoeffizient
zwischen den Teilen. Wenn sich die Teile aufgrund von Wärme während der
Autoklavenbehandlung ändern,
wird die Verbindung der Teile beansprucht. Folglich kann sich der
Klebstoff ablösen.
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In
Anbetracht der vorangehenden Nachteile weist ein starres Endoskop
mit einer starren Einführungseinheit,
wie in der japanischen ungeprüften
Patentveröffentlichung
Nr. 9-265046 beschrieben, ein Deckglas auf, das hermetisch in einer
Hülse,
die einer der Teile ist, die ein Gehäuse des Endoskops bilden, ohne
einen Spalt gesichert ist, indem Weichlöten durchgeführt wurde.
Eine Gehäusestruktur,
die als Gehäuse
des Endoskops dient, wird somit hermetisch abgedichtet.
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Im
Fall eines Endoskops, dessen Einführungseinheit einen biegsamen
Teil aufweist oder dessen Einführungseinheit
zumindest teilweise weich ist, wird jedoch ein Element, das aus
einem Polymermaterial besteht, als zumindest ein Teil eines Gehäuses des
Endoskops verwendet. Selbst wenn nur Elemente des distalen Teils
der Einführungseinheit
hermetisch verbunden sind, kann das Ganze des Gehäuses des
Endoskops nicht vollständig
hermetisch abgedichtet werden.
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Mit
anderen Worten, das Endoskop, dessen Gehäuse hermetisch abgedichtet
werden kann, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 9-265047 beschrieben, ist auf starre Endoskope begrenzt, die
nicht die Biegefähigkeit
aufweisen und es möglich
machen, eine Einführungseinheit
derselben unter Verwendung eines Metalls oder einer Keramik herzustellen.
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US 4 878 484 offenbart ein
Endoskop mit einem biegsamen Einführungsteil, der in einem starren
Vorderende endet. Optische Elemente sind im Einführungsteil angeordnet. Der
biegsame Einführungsteil
ist in einer äußeren Umhüllung eingeschlossen,
die wasserdicht und luftdicht ist.
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Das
Endoskop von
EP 0 842
633 A1 ist dazu ausgelegt, unter Verwendung einer einem
Autoklaven standhaltenden, starren äußeren Röhre, in der die optischen Elemente
angeordnet sind, einer Autoklavenbehandlung unterzogen zu werden.
In die äußere, dem
Autoklaven standhaltende Röhre
ist eine Objektivröhre eingesetzt,
die ein Objektsystem an ihrem Vorderende abstützt. Schließlich ist eine CCD-Röhre mit
einem CCD an ihrem Vorderende in die Objektivröhre eingesetzt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Endoskops, das eine Sicht mit hoher Qualität bereitstellen und Dampf mit
hohem Druck und hoher Temperatur standhalten kann.
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Die
Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Spezielle Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
2 bis 22 dargelegt.
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Insbesondere
kann während
der Autoklavenbehandlung Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur
eine Mantelröhre
durchdringen, die aus einem Polymermaterial besteht und verwendet
wird, um zumindest einen Teil einer Einführungseinheit zu umgeben, und
in das Innere des Endoskops eindringen. Das erfindungsgemäße Endoskop
verhindert, dass der eindringende Dampf ein optisches System beschlägt, was
sich auf die Beobachtung nachteilig auswirkt, oder dass sich elektronische
Teile oder dergleichen verschlechtern.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Endoskop bereit, das kein infolge
eines verschlechterten optischen Systems oder infolge von Beschlagen
verengtes Blickfeld bietet. Insbesondere verhindert es, dass Dampf
mit hohem Druck und hoher Temperatur in ein optisches System im
Endoskop während
der Autoklavenbehandlung eindringt.
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Dadurch
wird verhindert, dass einfallendes Licht von einer Beschichtung,
die den äußeren Umfang
eines optischen Elements bedeckt, reflektiert wird, was einen Reflexionsfleck
erzeugen würde.
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Kurz
gesagt, umfasst ein erfindungsgemäßes Endoskop, das zur Autoklavenbehandlung
tauglich ist, eine Einführungseinheit,
einen Endoskop-Innenraum und einen Inhalt. Die Einführungseinheit
weist ein weiches Element, das aus einem weichen Polymermaterial
besteht, als zumindest einen Teil einer Ummantelung desselben auf.
Der Endoskop-Innenraum umfasst den Innenraum der Einführungseinheit,
der mit einem ersten Dichtungsniveau ausgebildet ist, auf dem der
Innenraum relativ zu einer Außenseite
wasserdicht bleibt. Der Inhalt ist mit einer Vielzahl von luftdichten
Trennelementen ausgebildet, die alle oder von denen ein Teil im
Endoskop-Innenraum untergebracht sind. Der Inhalt umfasst mindestens
eine hermetisch abgedichtete Einheit, die durch Verbinden der luftdichten
Trennelemente unter Verwendung eines luftdichten Verbindungsmittels hergestellt
ist und somit mit einem zweiten Dichtungsniveau ausgebildet ist,
das höher
ist als das erste Dichtungsniveau.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 bis 10 betreffen
ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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1 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das die Anordnung eines elektronischen Endoskops betrifft;
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2 ist
eine Querschnittsansicht zum Erläutern
der Struktur einer Rückschlagventilkappe;
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3 ist
eine Längsschnittansicht
zum Erläutern
der Struktur des distalen Teils des elektronischen Endoskops und
seiner Umgebung;
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4 ist
eine Längsschnittansicht
zum Erläutern
der Struktur einer Abbildungseinheit;
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5A ist
ein erläuterndes
Diagramm, das eine Metallbeschichtung betrifft, die auf einem distalen Deckglas
ausgebildet ist;
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5B ist
ein erläuterndes
Diagramm, das eine Metallbeschichtung betrifft, die auf einem Hinterende-Deckglas ausgebildet
ist;
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6 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das das distale Deckglas betrifft, das mit der Metallbeschichtung mit
einer Schicht mit niedrigem Reflexionsvermögen bedeckt ist;
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7 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das eine Metallbeschichtung betrifft, die auf der Außenfläche eines
Isolationsrahmens ausgebildet ist;
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8A ist
eine Schnittansicht, die ein proximales Deckglas zeigt, das mit
dem Isolationsrahmen hermetisch vereinigt ist;
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8B ist
eine vergrößerte Ansicht
zum Erläutern
der luftdichten Verbindung;
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9 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das eine Prozedur zum Zusammenfügen von Linsen zur Herstellung
einer in einer Abbildungseinheit enthaltenen Objektiveinheit betrifft;
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10 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das eine hermetisch abgedichtete Objektiveinheit betrifft;
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11 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das eine Prozedur zum Zusammenfügen von Linsen zur Herstellung
einer in einer Abbildungseinheit enthaltenen Objektiveinheit betrifft;
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12 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das Kerben eines Eingriffsteils eines Rahmens betrifft;
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13 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das eine Abbildungseinheit mit einem anderen Aufbau betrifft;
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14 ist
eine Schnittansicht zum Erläutern
einer Strahlverengungsmaske, die auf der proximalen Oberfläche des
distalen Deckglases erzeugt ist;
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15 ist
eine perspektivische Ansicht des distalen Deckglases zum Erläutern der
Strahlverengungsmaske, die auf der proximalen Oberfläche des
distalen Deckglases erzeugt ist;
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16 und 17 betreffen
ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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16 ist
eine Längsschnittansicht
zum Erläutern
des Aufbaus des distalen Teils eines elektronischen Endoskops und
seiner Umgebung;
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17 ist
eine Längsschnittansicht
zum Erläutern
des Aufbaus einer Abbildungseinheit;
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18 zeigt
das elektronische Endoskop mit einem Bauelementrahmen und einem
HIC-Rahmen, die durch ein Relaiskabel verbunden sind;
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19 ist
ein erläuterndes
Diagramm zum detaillierten Darstellen des Bauelementrahmens, des HIC-Rahmens
und des Relaiskabels;
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20 zeigt ein elektronisches Endoskop mit einem
Bauelementrahmen und einem Substratrahmen, die durch ein Relaiskabel
verbunden sind;
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21 ist eine Längsschnittansicht
zum Erläutern
der Aufbaus eines Lichtleiter-Verbindungssteckers;
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22 ist eine Schnittansicht zum Erläutern des
Aufbaus einer Schaltereinheit;
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23 bis 25 betreffen
ein drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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23 ist ein erläuterndes
Diagramm, das die Anordnung eines Endoskops betrifft;
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24 ist eine Längsschnittansicht
zum Erläutern
des Aufbaus des distalen Teils des Endoskops und seiner Umgebung;
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25 ist eine Längsschnittansicht
zum Erläutern
des Aufbaus einer Okulareinheit des Endoskops;
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26 ist ein erläuterndes
Diagramm, das einen weiteren verbundenen Zustand eines Objektivrahmens
und eines Bildleiter-Faserrahmens betrifft;
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27 ist eine Längsschnittansicht
zum Erläutern
einer weiteren Aufbaus des distalen Teils eines Endoskops und seiner
Umgebung;
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28 ist ein erläuterndes
Diagramm, das ein Bildausgangsende eines Bildleiter-Faserbündels betrifft,
an dem ein Maskenabscheidungs-Deckglas befestigt ist;
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29 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des
Maskenabscheidungs-Deckglases; und
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30 ist ein erläuterndes
Diagramm, das eine Verbindungssteckereinheit betrifft, die mit einer
Lichtquellenvorrichtung gekoppelt ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Mit
Bezug auf 1 bis 10 wird
nachstehend ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, besteht ein elektronisches Endoskop 1 dieses
Ausführungsbeispiels
hauptsächlich
aus einer Einführungseinheit 2,
einer Betätigungseinheit 3 und
einem Universalkabel 4. Die Einführungseinheit 2 weist
ein Halbleiter-Abbildungsbauelement, beispielsweise ein ladungsgekoppeltes
Bauelement (CCD), auf, das in deren distalen Teil integriert ist.
Die Betätigungseinheit 3 ist
mit dem proximalen Ende der Einführungseinheit 2 gekoppelt
und wird von einem Beobachter gehalten, damit sie auf verschiedene
Weisen bedient wird. Das Universalkabel 4 ragt von der
Betätigungseinheit 3 weg.
Eine Verbindungssteckereinheit 5 ist am anderen Ende des
Universalkabels 4 angebracht. Die Verbindungssteckereinheit 5 ist
mit einer Lichtquellenvorrichtung, die nicht dargestellt ist, und
einer Kamerasteuereinheit (nachstehend als CCU abgekürzt), die
nicht dargestellt ist, verbunden.
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Ein
Lichtleiter-Verbindungsstecker 6 ist mit der Lichtquellenvorrichtung
verbunden und ein Kameraverbindungsstecker 7 ist mit der
CCU verbunden. Überdies
stehen die Innenräume
der Einführungseinheit 2,
der Betätigungseinheit 3,
des Universalkabels 4 und der Verbindungssteckereinheit 5 miteinander
in Verbindung. Mit anderen Worten, die Innenräume bilden einen Endoskop-Innenraum (oder einfach
einen Innenraum) innerhalb eines Gehäuses des Endoskops.
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Die
Einführungseinheit 2 besteht
aus einem distalen Teil 8, einem biegbaren Teil 9,
der frei gebogen werden kann, und einer biegsamen Röhre 10.
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Die
Betätigungseinheit 3 weist
einen Biegehebel 11, einen Behandlungsinstrument-Einführungskanal 12 und
eine Vielzahl von Schaltern 13 auf. Der Biegehebel 11 wird
verwendet, um die Bewegungen des biegbaren Teils 9 zu steuern.
Der Behandlungsinstrument-Einführungskanal 12 ist
ein Kanal, durch den ein Behandlungsinstrument wie z.B. eine Zange
eingeführt
wird. Die Schalter 13 werden verwendet, um ein Bild einzufrieren
oder freizugeben. Der Biegehebel 11 kann frei gedreht werden
und zusammen mit einem O-Ring, der nicht dargestellt ist, montiert
werden, um Wasserdichtheit zu erreichen.
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Der
Kameraverbindungsstecker 7 weist eine Lüftungsöffnung 14 auf, durch
die der Innenraum mit Außenluft
belüftet
wird. Eine wasserdichte Kappe 15 kann am Kameraverbindungsstecker 7 befestigt
oder von diesem gelöst
werden. Die wasserdichte Kappe 15 wird am Kameraverbindungsstecker 7 befestigt,
wodurch der Innenraum des Endoskops 1 auf ein Dichtungsniveau
(als erstes Dichtungsniveau bezeichnet) gesetzt wird, auf dem er
auf eine wasserdichte weise abgedichtet ist. wenn die wasserdichte
Kappe 15 gelöst
wird, stehen das Innere und das Äußere des
Endoskops 1 mit Bezug auf das Endoskopgehäuse oder
dessen Innenraum und Außenseite
miteinander in Verbindung.
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Die
wasserdichte Kappe 15 wird am Kameraverbindungsstecker 7 angebracht,
um das benutzte Endoskop 1 zu reinigen oder es in ein flüssiges Mittel
einzutauchen. Die wasserdichte Kappe 15 dichtet den Innenraum
des Endoskops 1 auf eine wasserdichte Weise ab, wegen der
Befürchtung,
dass ein Fluid in dessen Innenraum während der Reinigung unter laufendem
Wasser oder während
des Eintauchens in ein flüssiges Mittel
eindringen kann. Eine Rückschlagventilkappe 20 mit
der Fähigkeit
eines Rückschlagventils
kann auch am Kameraverbindungsstecker 7 befestigt oder
von diesem gelöst
werden. Die Rückschlagventilkappe 20 ermöglicht den
Durchgang von Gas vom Innenraum eines Endoskops zu dessen Außenseite,
behindert jedoch den Durchgang von Gas von der Außenseite
des Endoskops zu dessen Innerem.
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Wie
in 2 gezeigt, besteht die Rückschlagventilkappe 20 aus
einem Rückschlagventil-Kappenkörper 22,
einem Ventilkörper 24,
einer Feder 25, einem Befestigungsteil 26 und
einem Dichtungselement 27. Der Rückschlagventil-Kappenkörper 22 weist
einen Ventilsitz 21 auf und besteht beispielsweise aus
einem Metall. Der Ventilkörper 24 weist
ein mit diesem vereinigtes Kautschuk-Dichtungselement 23 auf
und besteht beispielsweise aus einem Metall. Die Feder 25 schränkt den
Ventilkörper 24 auf
eine Bewegung in Richtung des Ventilsitzes 21 ein. Der
Befestigungsteil 26 wird am Kameraverbindungsstecker 7 befestigt
und besteht beispielsweise aus einem Metall. Wenn der Befestigungsteil 26 am
Kameraverbindungsstecker 7 befestigt ist, hält das Dichtungselement 27,
das beispielsweise aus Kautschuk besteht, die Wasserdichtheit aufrecht,
die zwischen dem inneren Umfang des Befestigungsteils 26 und
dem äußeren Umfang
des Kameraverbindungssteckers 7 erreicht wird.
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Zur
Autoklavenbehandlung des Endoskops 1 wird vielmehr die
Rückschlagventilkappe 20 als
die wasserdichte Kappe 15 am Kameraverbindungsstecker 7 befestigt.
Durch Befestigen der Rückschlagventilkappe 20 wird
Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur, der während der
Autoklavenbehandlung abgegeben wird, daran gehindert, durch die
Lüftungsöffnung 14 einzudringen.
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Eine
durch die Feder 25 ausgeübte Spannkraft wird auf einen
Kraftbetrag gesetzt, der bewirkt, dass das Dichtungselement 23 eng
mit dem Ventilsitz 21 zusammentrifft unter der Bedingung,
dass: der Ventilkörper 24 auf
eine Bewegung in Richtung des Ventilsitzes 21 in einem
normalen Zustand eingeschränkt
wird, in dem die Rückschlagventilkappe 20 am
Kameraverbindungsstecker 7 befestigt ist. Überdies
ermöglicht
der Kraftbetrag, dass der Ventilkörper 24 von der Spannung
gelöst
wird, was bewirkt, dass er sich in Richtung des Ventilsitzes 21 in
einem Dekompressionsschritt, der in einem Prozess der Autoklavenbehandlung
enthalten ist, bewegt.
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Solange
der Innendruck des Innenraums des Endoskops 1 einen Atmosphärendruck
nicht übersteigt, oder
mit anderen Worten, in einer normalen Verwendungssituation, wird
der Innenraum des Endoskops 1 auf dem ersten Dichtungsniveau
gehalten, indem die Rückschlagventilkappe 20 befestigt
ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das erste Dichtungsniveau relativ
zur Außenluft
erreicht. Zum Reinigen des Endoskops 1 oder Eintauchen desselben
in ein flüssiges
Mittel kann vielmehr die Rückschlagventilkappe 20 als
die wasserdichte Kappe 15 angebracht werden.
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Wie
in 3 gezeigt, sind eine Abbildungseinheit 17,
die als Beobachtungsmittel und Bildübertragungsmittel dient, und
ein Lichtleiter-Faserbündel 18, über das
Beleuchtungslicht übertragen
wird, in einen distalen Körper 16 integriert,
der den distalen Teil 8 des Endoskops 1 umgibt.
Eine Beleuchtungslinse 19 ist an der distalen Oberfläche des
Lichtleiter-Faserbündels 18 angeordnet
und an den distalen Körper 16 unter
Verwendung eines Klebstoffs geklebt und an diesem befestigt.
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Ein
distales Deckelement 31 ist am äußeren Umfang des distalen Körpers 16 montiert.
Ein erstes Biegestück 32a befindet
sich in der vordersten Position unter einer Vielzahl von Biegestücken 32,
die den biegbaren Teil 9 bilden. Das erste Biegestück 32a ist
mit dem proximalen Ende des distalen Deckelements 31 durch eine
Niete 33 gekoppelt, so dass das erste Biegestück 32a frei
schwenken kann. Die Vielzahl von Biegestücken 32 sind mit dem
proximalen Ende des ersten Biegestücks 32a durch die
Nieten 33 verkettet, so dass sie frei schwenken können. Die äußeren Umfänge der
Biegestücke 32 sind
mit einer Metallnetzröhre 34 und
einer Mantelröhre 35 ummantelt.
Die Mantelröhre 35 besteht
aus einem Polymermaterial wie z.B. Kautschuk oder Elastomer mit
Biegsamkeit, beispielsweise einem Fluor enthaltenden Kautschuk.
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Ein
Bereich 28, der von der Abbildungseinheit 17 belegt
ist, entspricht der Länge
eines distalen starren Teils und fällt in eine distale starre
Länge,
die zur Niete 33 distal ist, welche sich in der vordersten
Position befindet, das heißt
in einem Bereich 29.
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Wie
in 4 gezeigt, ist ein distales Deckglas 36,
das ein optisches Fenster eines Beobachtungsmittels bildet, als
Teil der Ummantelung der Einführungseinheit 2 enthalten
(in diesem Ausführungsbeispiel
Teil der distalen Oberfläche)
und an der Spitze der Abbildungseinheit 17 angeordnet.
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Das
distale Deckglas 36 besteht aus Saphir, der sehr fest ist,
gegen Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur beständig ist
und zu einem luftdichten Trennelement gemacht ist, oder aus einem
Glas, das gegen Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur beständig ist.
Eine Metallbeschichtung, die eine Art von Oberflächenbearbeitung darstellt,
ist auf dem äußeren Umfang
des distalen Deckglases 36 vorgesehen. Das distale Deckglas 36 ist
hermetisch innerhalb des inneren Umfangs eines distalen Metallrahmens 37 ohne
Spalt unter Verwendung eines luftdichten Verbindungsmittels gesichert.
Der distale Metallrahmen 37 stellt ein luftdichtes Trennelement
dar, das gegen Dampf mit hoher Temperatur beständig ist. Das luftdichte Verbindungsmittel
ermöglicht
eine sehr starke Verbindung, aber verschlechtert sich nicht, selbst
wenn es Dampf ausgesetzt wird. In Abhängigkeit davon, wie ein optisches
System zu konstruieren ist, kann eine Linse als optisches Fenster
anstelle des Deckglases verwendet werden. Der distale Rahmen 37 besteht
aus rostfreiem Stahl oder Kovar.
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Eine
Plattierungsschicht wird auf dem inneren Umfang des distalen Rahmens 37 ausgebildet,
indem beispielsweise ein Elektroplattiervorgang ausgeführt wird.
Die Plattierungsschicht besteht beispielsweise aus einer unteren
Schicht, einer Nickelplattierungsschicht, und einer oberen Schicht,
einer Goldplattierungsschicht.
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Ein
Linsenrahmen 39, der eine Gruppe von Objektiven 38 aufnimmt,
ist am proximalen Ende des distalen Deckglases 36 montiert.
Die Gruppe von Objektiven 38 umfasst eine Vielzahl von
optischen Linsen und erzeugt ein Bild eines Objekts. Der Linsenrahmen 39 ist
an den distalen Teil eines Isolationsrahmens 41 geklebt
und an diesem befestigt, welcher als luftdichtes Trennelement dient,
das gegen Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur beständig ist
und aus einem Isolationsmaterial wie z.B. Keramik besteht. Der Isolationsrahmen 41 besteht
aus einer von Keramiken, die einen hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten aufweisen
und gegen einen Wärmeschock
stabil sind. Überdies
ist eine Aperturblendenplatte 42 an den inneren Umfang
des proximalen Teils des Isolationsrahmens 41 geklebt und
an diesem befestigt.
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Ein
CCD 43 ist ein Halbleiter-Abbildungsbauelement, auf das
ein durch die Gruppe von Objektiven 38 erzeugtes Objektbild
projiziert wird. Das CCD 43 wird unter Verwendung eines
Fadenkreuzes oder dergleichen positioniert und an ein proximales
Deckglas 44 geklebt und an diesem befestigt, welches aus
Saphir oder einem Glas besteht, das gegen Dampf mit hohem Druck
und hoher Temperatur beständig
ist. Das proximale Deckglas 44 ist eine Art optisches Fenster,
das der proximalen Oberfläche
der Gruppe von Objektiven 38 gegenüberliegt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist ein CCD-Deckglas 45 an der vorderen Oberfläche eines Abbildungschips
des CCD 43 angeordnet. Eine in einer Gruppe von Linsen 46 enthaltene
Linse ist an der distalen Oberfläche
des proximalen Deckglases 44 angeordnet, an diese geklebt
und an dieser befestigt.
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Der äußere Umfang
und Abschrägungen
des proximalen Deckglases 44 wurden derselben Oberflächenbearbeitung
unterzogen wie das distale Deckglas 36. Das proximale Deckglas 44 ist
hermetisch in einem Rahmenkörper 47,
der mit einem Metallelement ausgebildet ist, das ein luftdichtes
Trennelement ist, das gegen Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur
beständig
ist, unter Verwendung eines luftdichten Verbindungsmittels, das
später
beschrieben wird, gesichert. Es ist ein Spalt zwischen dem äußeren Umfang
der Gruppe von Linsen 46 und dem inneren Umfang des Rahmenkörpers 47 vorhanden.
Der Spalt soll verhindern, dass der Rahmenkörper 47 die verbundenen
Oberflächen
der Linsen beansprucht, wenn der Rahmenkörper 47 und die Gruppe
von Linsen 46, die unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweisen, sich aufgrund einer Erwärmung, die während der
Autoklavenbehandlung stattfindet, thermisch ausdehnen.
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Der
distale Teil des Rahmenkörpers 47 und
der proximale Teil des Isolationsrahmens 41 sind unter Verwendung
eines luftdichten Verbindungsmittels hermetisch verbunden. Der Rahmenkörper 47 besteht
wie der distale Rahmen 37 aus rostfreiem Stahl oder Kovar.
Der Rahmenkörper 47 weist
dieselbe Plattierungsschicht auf wie der distale Rahmen 37,
welche auf dessen innerem Umfang ausgebildet ist.
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Wenn
ein Spalt zwischen jedem Paar des distalen Deckglases 36 und
des distalen Rahmens 37, des distalen Rahmens 37 und
des Isolationsrahmens 41 und des Isolationsrahmens 41 und
des Rahmenkörpers 47 sehr
nahe Null liegt, werden überdies
die Eingriffe der Paare zuverlässig
bewerkstelligt.
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Überdies
besteht ein Spalt mit einer zweckmäßigen Abmessung zwischen dem
proximalen Deckglas 44 und dem Rahmenkörper 47.
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Das
CCD 43 ist mit einem Kabel 49 über Substrate 48 elektrisch
gekoppelt. Elektronische Teile mit ICs und Kondensatoren sind auf
den Substraten 48 montiert. Diese elektronischen Teile
sind unter Verwendung eines Dichtungselements wie z.B. eines Klebstoffs 50 mit
einer Isolationseigenschaft abgedichtet und gesichert.
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Das
CCD 43 und andere sind in einem ersten Abschirmungsrahmen 51 eingeschlossen,
der aus einem Metall besteht. Der erste Abschirmungsrahmen 51 ist
am äußeren Umfang
des Rahmenkörpers 47 zusammenfügend montiert,
indem Kleben oder Schweißen
durchgeführt
wird. Überdies
ist ein zweiter Abschirmungsrahmen 52, der aus einem Metall
besteht, am proximalen Teil des ersten Abschirmungsrahmens 51 durch
Durchführen
von Kleben oder Schweißen
befestigt.
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Ein
Raum, der durch den ersten Abschirmungsrahmen 51, das CCD 43 und
das proximale Deckglas 44 erzeugt ist, ist mit einem Füllstoff 53 gefüllt. Der
Füllstoff 53 ist
ein Klebstoff, ein Dichtungsmittel oder ein Vergussmaterial, das
für Dampf
weniger durchlässig
ist.
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Überdies
wird ein Klebstoff 54 in die Umgebungen desim zweiten Abschirmungsrahmen 52 liegenden Teils
des Kabels 49 eingespritzt. Der äußere Umfang des zweiten Abschirmungsrahmens 52 ist
mit wärmeschrumpfbaren
Röhren 55 und 56,
die beispielsweise aus einem Fluorkohlenstoffharz bestehen, das
für Dampf weniger
durchlässig
ist, ummantelt.
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Wenn
Elemente unter Verwendung eines Klebstoffs, der nicht dargestellt
ist, aneinander geklebt werden, kann der Klebstoff sich während der
Autoklavenbehandlung in Abhängigkeit
von dem Material, aus dem die Elemente bestehen, leicht oder schwer
ablösen.
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Wenn
ein optisches Element an einen Metallrahmen geklebt und an diesem
befestigt wird, kann sich, da sich der Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen
dem Metall und dem optischen Element erheblich unterscheidet, ein
Klebstoff ablösen.
Dies liegt daran, dass die Verbindung des optischen Elements und
des Metallrahmens aufgrund eines Unterschiedes des Wärmeausdehnungskoeffizienten
erheblich beansprucht wird, wenn eine hohe Temperatur während der
Autoklavenbehandlung erreicht wird.
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Wenn
identische Elemente, beispielsweise Metallelemente, unter Verwendung
eines Klebstoffs verklebt und befestigt werden, löst sich
der Klebstoff im Gegensatz dazu nicht ab, da die Verbindung der
Elemente kaum einer Beanspruchung ausgesetzt wird, die von einem
Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffizienten stammt.
Ein mit einem Klebstoff gefüllter
Teil wird überdies
kaum einer Beanspruchung ausgesetzt, die von einem Unterschied des
Wärmeausdehnungskoeffizienten
stammt. Der Klebstoff löst
sich daher kaum ab oder bricht.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden die vorangehenden Tatsachen berücksichtigt. Wenn Elemente,
die einen Teil bilden, der für
das Eindringen von Dampf anfällig
ist, unter Verwendung eines Klebstoffs befestigt werden müssen, werden
Elemente mit demselben Wärmeausdehnungskoeffizienten
oder Elemente, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten
einen kleinen Unterschied aufweisen, unter Verwendung eines Klebstoffs
aneinander geklebt und befestigt. Ansonsten wird ein Klebstoff ausschließlich zum
Füllen
verwendet. Folglich löst
sich ein auf eine Verbindung aufgebrachter Klebstoff kaum ab. Selbst
die Verbindung unter Verwendung eines Klebstoffs kann daher das
Eindringen von Dampf unterdrücken.
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Als
nächstes
werden eine Metallbeschichtung und eine luftdichte Verbindung mit
Bezug auf 5A bis 8 beschrieben.
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Die
Metallbeschichtung wird als Oberflächenbearbeitung durchgeführt, um
eine erste Metallbeschichtung 61 über der Seitenfläche 36a des
distalen Deckglases 36, das in 5A dargestellt
ist, und der Seitenfläche 44a und
den Abschrägungen 44b des
proximalen Deckglases 44, das in 5B gezeigt
ist, auszubilden.
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Die
erste Metallbeschichtung 61 besteht aus einer Chromschicht 62,
einer Nickelschicht 63 und einer Goldschicht 64.
Die Chromschicht 62 ist eine unterste Schicht, die als
metallisierte Schicht ausgebildet ist. Die Nickelschicht 63 ist
die zweite Schicht oder eine Zwischenschicht. Die Goldschicht 64 ist
eine oberste Schicht und dient als Verbindungsschicht. Die Schichten
werden mittels Abscheidung, Sputtern oder Plattieren in einem Vakuum
hergestellt.
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Wie
in 6 gezeigt, kann die unterste Schicht des distalen
Deckglases 36 ferner eine Chromoxid-(Cr2O3) Schicht 65 sein, die eine Schicht
mit niedrigem Reflexionsvermögen
ist. Strahlen, die die Chromoxidschicht 65, die die Schicht
mit niedrigem Reflexionsvermögen
ist, die auf dem äußeren Umfang
des Deckglases 36 ausgebildet ist, erreichen, werden kaum
reflektiert. Folglich kann das Auftreten eines Reflexionsflecks
oder dergleichen verhindert und die optische Eigenschaft des Endoskops
verbessert werden.
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Wenn
die Chromoxidschicht 65 ausgebildet wird, werden die Nickelschicht 63 und
die Goldschicht 64, wie dargestellt, über die Chromoxidschicht 65 gelegt.
Somit wird die erste Metallbeschichtung 61 realisiert.
Ansonsten können
die Chromschicht 62, die Nickelschicht 63 und
die Goldschicht 64 über
eine Chromoxidschicht 134 gelegt werden, wobei somit die
erste Metallbeschichtung 61 realisiert wird. Überdies
kann die unterste Schicht des proximalen Deckglases 44 die
Chromoxidschicht 65 sein, die die Schicht mit niedrigem
Reflexionsvermögen
ist. Selbst in diesem Fall können
dieselbe Funktion und derselbe Vorteil wie die vorstehend erwähnten erzielt
werden.
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Um
das Schwergewicht auf ein niedriges Reflexionsvermögen zu legen,
können
die Seitenflächen 36a und 44a der
Deckgläser 36 und 44 in
einem solchen Ausmaß poliert
werden, dass deren mittlere Rauhigkeit (Ra) bei 0,1 bis 1 μm liegt und
deren höchste
Rauhigkeit (PV) bei 2 bis 5 μm
liegt. Die Oberflächen
werden dann wie vorstehend erwähnt
endbearbeitet.
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Wenn
die Seitenflächen 36a und 44a wie
ein Spiegel endbearbeitet werden würden, würde nicht nur Licht an den
Oberflächen
reflektiert werden, sondern auch der Grad an Dichte, mit dem sich
die Schichten der Beschichtung berühren, würde verringert werden. Wenn
die Rauhigkeit einer Oberfläche
zu hoch wäre,
würde es
schwierig werden, Fremdstoffe, die an der Oberfläche haften, zu entfernen. Der
Grad an Dichte, mit dem sich die Schichten der Beschichtung berühren, würde daher
verringert werden.
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Wie
in 7 gezeigt, wird im übrigen eine zweite Metallbeschichtung 66 auf
der Außenfläche 41a des Isolationsrahmens 41,
der mit dem distalen Rahmen 37 in Eingriff steht, und auf
der Außenfläche 41b des
Isolationsrahmens 41, der mit dem Rahmenkörper 47 in
Eingriff steht, ausgebildet.
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Die
zweite Metallbeschichtung 66 auf den Außenflächen 41a und 41b besteht
aus einer Nickelschicht 67, die eine untere Schicht einer
metallisierten Schicht ist, und einer Goldschicht 68, die
als oberste Schicht dient. Die Schichten werden mittels Abscheidung
oder Sputtern in einem Vakuum oder mittels Plattieren ausgebildet.
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Die
Außenflächen 41a und 41b werden
nicht unter Verwendung eines leitenden Materials endbearbeitet.
Die Innenflächen
werden auch nicht unter Verwendung eines leitenden Materials endbearbeitet.
Der in Kontakt mit der Außenfläche 41a zu
befestigende distale Rahmen 37 und der in Kontakt mit der
Außenfläche 41b zu
befestigende Rahmenkörper 47 sind
daher elektrisch voneinander isoliert.
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Mit
Bezug auf 8 wird eine Beschreibung
der luftdichten Verbindung des Rahmenkörpers 47 und des proximalen
Deckglases 44 durchgeführt.
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Wie
in 8A gezeigt, ist eine Tiefe einer Aussparung 47a im
Rahmenkörper 47,
in dem das proximale Deckglas 44 festgelegt ist, auf einen
Wert gesetzt, der kleiner ist als die Dicke des proximalen Deckglases 44.
Mit anderen Worten, eine Oberfläche
des proximalen Deckglases 44 baucht über die Stirnfläche des
Rahmenkörpers 47,
in den die Aussparung 47a gebohrt ist, aus.
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Wie
in 8B gezeigt, werden die Seitenfläche 44a des
proximalen Deckglases 44 und der innere Umfang der Aussparung 47a durch
Einleiten eines Hartlotfüllmetalls
oder Weichlots in einen Spalt zwischen ihnen und deren Kanten hermetisch
verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Kehlnaht 71 mit
einem im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt an der Stirnfläche des
Rahmenkörpers 47, über den
das proximale Deckglas 44 ausbaucht, und auf der Abschrägung 44b des
proximalen Deckglases 44, die sich an einer Ecke der Aussparung 47a befindet,
ausgebildet. Die Kehlnaht 71 ist ein Klumpen des Hartlotfüllmetalls
oder Weichlots. Wenn die Querschnitte der Kehlnahten 71 eine
gewünschte
Form aufweisen, wurde das Hartlotfüllmetall oder das Weichlot
ununterbrochen in den Spalt zwischen der Seitenfläche 44a des
proximalen Deckglases 44 und dem inneren Umfang der Aussparung 47a eingespritzt.
Somit wird eine hermetische Verbindung vollendet. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
kann visuell geprüft
werden, ob die Kehlnahten 71 genau geformt wurden.
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Wenn
Flachs zum Weichlöten
oder Hartlöten
verwendet wird, müssen
der Rahmenkörper 47 und
das Deckglas 44 gereinigt werden, während sie verbunden werden,
um eine Korrosion eines Metalls zu verhindern.
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Die
weichgelöteten
oder hartgelöteten
Teile berühren
keinen lebenden Körper.
Irgendein Weichlot- oder Hartlotfüllmetall kann daher zur Verwendung
ausgewählt
werden. Vorzugsweise wird jedoch eine Legierung aus Gold und Zinn
oder eine Goldlegierung als Weichlot- oder Hartlotfüllmetall
verwendet. Die oberste Schicht der Plattierung, die auf dem Rahmenkörper 47 ausgebildet
wird, und jene der Metallbeschichtung, die auf dem Deckglas 44 ausgebildet
wird, sind Goldschichten. Die Plattierung und die Metallbeschichtung
treffen eng auf die Legierung aus Gold und Zinn oder die Goldlegierung.
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Mit
Bezug auf 9 und 10 wird
nachstehend eine Prozedur zum Zusammenfügen der Komponenten der Abbildungseinheit 17 beschrieben.
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Mit
Bezug auf 9 wird eine Prozedur zum Zusammenfügen der
Komponenten einer Objektiveinheit, die in der Abbildungseinheit 17 enthalten
ist, kurz beschrieben.
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Das
CCD 43 wird an das proximale Ende des proximalen Deckglases 44,
welches hermetisch im Rahmenkörper 47 festgelegt
ist, unter Verwendung eines transparenten Klebstoffs 72 auf
eine solche Weise geklebt und an diesem befestigt, dass keine Luftschicht
vorhanden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Mittelachse des CCD 43 auf
jene des proximalen Deckglases 44 ausgerichtet. Der Isolationsrahmen 41 und
der Rahmenkörper 47,
in dem das proximale Deckglas 44 festgelegt ist, werden
dann hermetisch verbunden. Anschließend wird der Linsenrahmen 39 mit
der Gruppe von Objektiven 38 in den Isolationsrahmen 41 eingesetzt.
Der Linsenrahmen 39 wird entlang der optischen Achse der
Gruppe von Objektiven verschoben. Die Gruppe von Objektiven 38 wird
auf das CCD 43 fokussiert. Wenn die Gruppe von Objektiven 38 in
den Brennpunkt gelangt ist, wird der Linsenrahmen 39 am
Isolationsrahmen 41 unter Verwendung eines Klebstoffs befestigt.
Anschließend
werden der distale Rahmen 37, in dem das distale Deckglas 36 hermetisch
festgelegt ist, und der Isolationsrahmen 41 hermetisch
verbunden. Dies führt
zu einer hermetisch abgedichteten Objektiveinheit 40, die
in 10 gezeigt ist, wobei die gesamte Gruppe von Objektiven 38 hermetisch
abgedichtet ist. Die Bezugsziffer 73 bezeichnet eine luftdichte
Verbindung, die mit einem Weichlot- oder Hartlotfüllmetall
realisiert ist.
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Mit
Bezug auf 10 erfolgt eine Beschreibung
des Aufbaus der hermetisch abgedichteten Objektiveinheit 40 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel.
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Anfangs
wird das distale Deckglas 36, auf dessen Seitenfläche 36a eine
Metallbeschichtung ausgebildet ist, in einer Aussparung 37a des
distalen Rahmens 37, der plattiert ist, gesichert. In diesem
Zustand wird Laserlicht in Richtung des Pfeils A auf den ganzen äußeren Umfang
des distalen Rahmens 37 abgestrahlt, in dem das distale
Deckglas 36 festgelegt ist.
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Die
Goldschicht 64, die über
der Seitenfläche 36a des
distalen Deckglases 36 aufgetragen ist, und die Goldschicht,
die über
dem distalen Rahmen 37 aufgetragen ist, werden mit der
Wärme des
Laserlichts verschmolzen. Die verschmolzenen Goldschichten werden
dann abgekühlt
und gegenseitig verbunden. Folglich werden der äußere Umfang des distalen Deckglases 36 und
der innere Umfang des distalen Rahmens 37 ohne Spalt dazwischen
verbunden. Kurz gesagt, das distale Deckglas 36 und der
distale Rahmen 37 werden hermetisch verbunden.
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Ein
Laser zum Abstrahlen von Laserlicht ist vorzugsweise ein YAG-Laser,
dessen Leistung niedrig ist und der fein eingestellt werden kann.
Wenn ein Laser zum Erzeugen von Laserlicht mit einer Impulswelle
verwendet wird, wird überdies
ein Ausmaß,
in dem aneinandergrenzende Impulse überlappen, auf 80 % oder höher festgelegt.
Somit kann die Verbindung erzielt werden, wobei die Luftdichtheit
sichergestellt wird.
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Anschließend wird
das CCD 43, an dem die Substrate 48 und das Kabel 49 montiert
sind, am proximalen Deckglas 44 angeordnet und an dieses
geklebt und an diesem befestigt. Die Gruppe von Linsen 46 wird am
proximalen Deckglas 44 angeordnet und an dieses geklebt
und an diesem befestigt.
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Das
Bildeingangsende des CCD 43, das als Bildübertragungsmittel
dient, und das proximale Deckglas 44 werden unter Verwendung
eines transparenten Klebstoffs aneinander befestigt.
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Zu
diesem Zeitpunkt darf keine Luftschicht in der Schicht des Klebstoffs
vorhanden sein. Als transparenter Klebstoff wird überdies
ein Klebstoff, der mit Ultraviolettstrahlen gehärtet werden soll, verwendet,
um das CCD und das proximale Deckglas zuverlässig aneinander zu befestigen,
wobei deren optische Achsen aufeinander ausgerichtet werden. Die
Teile, auf die der Klebstoff aufgebracht wird, liegen außerhalb
des luftdichten Bereichs. Ein Klebstoff mit dem Merkmal, dass er
Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur, der während der
Autoklavenbehandlung abgegeben wird, standhält, so dass er nicht abgelöst oder
entfärbt
wird, muss zur Verwendung ausgewählt
werden. Folglich wird verhindert, dass ein Phänomen, das eine schlechte Bildqualität verursacht,
auftritt, während
das CCD 43 und das proximale Deckglas 44 eingeschlossen
werden.
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Im
vorangehenden vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird das CCD-Deckglas 45 an die Vorderfläche des
Abbildungschips, der im CCD 43 enthalten ist, geklebt.
Die Abbildungsoberfläche
des Abbildungschips, der nicht gezeigt ist und der im CCD 43 enthalten
ist, und das CCD-Deckglas 45 werden eng aneinander befestigt
oder hermetisch abgedichtet, so dass eine Luftschicht, die das Eindringen
von Dampf ermöglicht,
nicht vorhanden ist. Die Vorderfläche des CCD-Deckglases 45 arbeitet
im Wesentlichen als Bildeingangsende des CCD 43. Wenn jedoch
das CCD-Deckglas 45 nicht enthalten ist, wird das Bildeingangsende
des Abbildungschips, der im CCD 43 enthalten ist, eng direkt
an das proximale Deckglas 44 geklebt.
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Anschließend wird
der Rahmenkörper 47 mit
dem Isolationsrahmen 41 in Eingriff gebracht, an den die Aperturblendenplatte 42 geklebt
und an dem sie befestigt ist. Laserlicht wird in Richtung des Pfeils
B auf den ganzen äußeren Umfang
des Rahmenkörpers 47 abgestrahlt.
Die Goldschicht 68b, die über dem Isolationsrahmen 41 aufgetragen
ist, und die Goldschicht, die über
dem Rahmenkörper 47 aufgetragen
ist, werden aufgrund der Wärme
des Laserlichts verschmolzen. Die Goldschichten werden dann abgekühlt und
gegenseitig verbunden. Somit werden der äußere Umfang des Isolationsrahmens 41 und
der innere Umfang des Rahmenkörpers 47 ohne
Spalt zwischen ihnen hermetisch verbunden.
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Anschließend werden
die Linsen, die die Gruppe von Objektiven 38 bilden, zusammengefügt und am Linsenrahmen 39 unter
Verwendung eines Klebstoffs befestigt. Anschließend wird der Linsenrahmen 39 in
den Isolationsrahmen 41 eingesetzt. Die Position in der
axialen Richtung des Linsenrahmens 39 wird eingestellt, um
die Gruppe von Objektiven 38 in den Brennpunkt zu bringen.
Der Linsenrahmen 39 wird dann an den Isolationsrahmen 41 geklebt
und an diesem befestigt.
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Anschließend wird
der distale Rahmen 37, in dem das distale Deckglas 36 festgelegt
ist, mit dem Isolationsrahmen 41 so in Eingriff gebracht,
dass er den Linsenrahmen 39 bedeckt. Laserlicht wird dann
in Richtung des Pfeils C auf den ganzen äußeren Umfang des distalen Rahmens 37 abgestrahlt.
Die Goldschicht 68, die über dem Isolationsrahmen 41 aufgetragen
ist, und die Goldschicht, die über
dem distalen Rahmen 37 aufgetragen ist, werden aufgrund
der Wärme
des Laserlichts verschmolzen. Die Goldschichten werden dann abgekühlt und
gegenseitig verbunden. Folglich werden der äußere Umfang des Isolationsrahmens 41 und
der innere Umfang des distalen Rahmens 37 hermetisch ohne
Spalt zwischen ihnen verbunden.
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Ein
zum Verbinden verwendeter Laser ist ein YAG-Laser, dessen Leistung
niedrig ist und der fein eingestellt werden kann. Wenn Komponenten
unter Verwendung des Lasers verbunden werden, ist die Temperatur
der Verbindung 1000°C
oder höher.
Die Wärme
wirkt sich jedoch nicht nachteilig auf den Teil der Aperturblendenplatte 42,
auf den ein Klebstoff aufgebracht ist, eine Verbindung des CCD 43,
des Linsenrahmens 39 und des Isolationsrahmens 41,
die mit einem Klebstoff ausgeführt
ist, und die Gruppe von Objektiven 38 aus. Dies liegt daran,
dass das Laserlicht lokal und momentan abgestrahlt wird.
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Das
distale Deckglas 36 und der distale Rahmen 37,
der distale Rahmen 37 und der Isolationsrahmen 41 und
der Isolationsrahmen 41 und der Rahmenkörper 47 werden durch
Verschmelzen der Goldschichten, die über die Elemente vorher aufgetragen
wurden, unter Verwendung von Laserlicht hermetisch verbunden. Der
Rahmenkörper 47 und
das proximale Deckglas 44 werden ohne Spalt dazwischen
unter Verwendung eines Weichlot- oder Hartlotfüllmetalls hermetisch verbunden.
Dies führt
zur hermetisch abgedichteten Objektiveinheit 40, die eine
hermetisch abgedichtete Einheit ist, die mit einem Abdichtungsgrad
(nachstehend als zweites Dichtungsniveau bezeichnet) abgedichtet
ist, bei dem Dampf während
der Autoklavenbehandlung nicht in die Einheit eindringt. Die hermetisch
abgedichtete Objektiveinheit 40 ist ein Teil der Abbildungseinheit 18,
die einer des Inhalts des Endoskops ist.
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Die
hermetisch abgedichtete Objektiveinheit 40 wird durch vereinigendes
Verbinden von luftdichten Trennelementen unter Verwendung eines
luftdichten Verbindungsmittels realisiert. Hierbei sind die luftdichten Trennelemente
dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Vakuum bieten, und werden verwendet,
um das distale Deckglas 36, den distalen Rahmen 37,
den Isolationsrahmen 41, den Rahmenkörper 47 und das proximale Deckglas 44 zu
realisieren. Das luftdichte Verbindungsmittel ermöglicht eine
Verbindung ohne Spalt zwischen verbundenen Elementen. Die hermetisch
abgedichtete Objektiveinheit 40 ist daher so druckbeständig und
stabil, dass sie einer Dekomprimierung und Druckbeaufschlagung,
die während
der Autoklavenbehandlung durchgeführt werden, sowie einer Temperaturänderung
standhält
und nicht zerstört
wird. Selbst wenn Dampf während
der Autoklavenbehandlung die Mantelröhre, die aus einem Polymermaterial
besteht, durchdringt und in den Innenraum eindringt, kann verhindert
werden, dass der Dampf in die hermetisch abgedichtete Objektiveinheit 40 eindringt,
die mit dem zweiten Dichtungsniveau abgedichtet ist.
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Überdies
werden das CCD 43 und das proximale Deckglas 44 unter
Verwendung eines transparenten Klebstoffs auf eine solche Weise
eng verbunden, dass keine Luftschicht vorhanden ist. Im übrigen befindet
sich das CCD 43 am hinteren Ende der hermetisch abgedichteten
Objektiveinheit 40 und das proximale Deckglas 44 dient
als optisches Fenster und liegt an deren Hinterende. Entlang eines
optischen Weges vom distalen Deckglas 36, das als optisches
Fenster dient, das auf der distalen Oberfläche des Endoskops 1 freiliegt,
zum Bildeingangsende des CCD 43 befindet sich kein Teil,
in den Dampf, der während
der Autoklavenbehandlung abgegeben wird, eindringen kann. Der Dampf
kann dann zu Wasser kondensieren. Infolge dieses Aufbaus behindert
nichts die Beobachtung, selbst wenn das Halbleiter-Abbildungsbauelement
nicht zusammen mit den Objektiven hermetisch abgedichtet ist. Die
Abbildungseinheit kann daher kompakt aufgebaut werden.
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Die
elektronischen Teile, einschließlich
des Halbleiter-Abbildungsbauelements,
sind gegen Dampf im Gegensatz zu den optischen Elementen, auf denen
eine Kondensation oder irgendein anderes Beobachtungshindernis aufgrund
selbst wenig eindringenden Dampfs auftritt, etwas beständig.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird jedoch überdies
der erste Abschirmungsrahmen 51, der das CCD 43 abschirmt,
am Rahmenkörper 47 unter
Verwendung eines Klebstoffs oder durch Durchführen von Schweißen montiert.
Der zweite Abschirmungsrahmen 52 wird am ersten Abschirmungsrahmen 51 unter
Verwendung eines Klebstoffs oder durch Durchführen von Schweißen montiert.
Der durch den ersten Abschirmungsrahmen 51, das CCD 43 und
das proximale Deckglas 44 erzeugte Raum wird mit dem Füllstoff 53, wie
z.B. einem Klebstoff, einem Dichtungsmittel oder einem Vergussmaterial,
die für
Dampf weniger durchlässig
sind, gefüllt. Überdies
wird der Klebstoff 54 in die Umgebungen des Teils des Kabels 49,
der innerhalb des zweiten Abschirmungsrahmens 52 liegt,
eingespritzt. Obwohl die Umgebungen des CCD 43 nicht vollständig hermetisch
strukturiert sind, werden zumindest das CCD 43 und andere
elektronische Teile mit einem Dichtungsniveau abgedichtet, auf dem
sie Dampf standhalten, so dass sie nicht zerstört werden. Infolge dieses Aufbaus
kann die ganze Abbildungseinheit der Autoklavenbehandlung ohne die
Notwendigkeit für
die Verwendung eines hermetischen Verbindungssteckers, der im zweiten
Ausführungsbeispiel
verwendet wird, standhalten. Außerdem
kann die Abbildungseinheit kompakt gestaltet werden.
-
Im übrigen ist
ein optisches Beleuchtungssystem nicht hermetisch abgedichtet. Dies
liegt daran, dass, selbst wenn Feuchtigkeit ein wenig auf einer
Beleuchtungslinse kondensiert, eine unzureichende Beleuchtung oder
irgendein anderer funktional ernsthafter Nachteil nicht auftritt.
Die Abdichtung des optischen Beleuchtungssystems kann auf einem
Niveau stattfinden, das durch die Befestigung von Komponenten unter
Verwendung eines Klebstoffs, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel
aufgegriffen, erreicht werden soll.
-
Durch
Aufgreifen des in 11 gezeigten Aufbaus kann die
Mittelachse des CCD 43 leicht auf jene der Gruppe von Objektiven 38 ausgerichtet
werden.
-
Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
wie dargestellt, wird die Mittelachse des CCD-Deckglases 45 auf
jene des CCD 43 im voraus ausgerichtet. Das CCD-Deckglas 45 wird
eng am CCD 43 befestigt, indem der transparente Klebstoff 72 aufgebracht
wird, ohne dass eine Luftschicht erzeugt wird.
-
Das
proximale Deckglas 44 wird hermetisch im Eingriffsteil 47b des
Rahmenkörpers 47,
welcher an dessen Ende ausgebildet ist, anstatt im Endteil des Rahmenkörpers 47 festgelegt.
-
Das
CCD-Deckglas 45 wird in den Eingriffsteil 47b des
Rahmenkörpers 47 eingesetzt.
Das proximale Deckglas 44 und das CCD-Deckglas 45 werden
dann eng aneinander befestigt, indem der transparente Klebstoff 72 ohne
Erzeugen einer Luftschicht aufgebracht wird.
-
Zu
diesem Zeitpunkt wird die Mittelachse der Gruppe von Objektiven 38 auf
jene des Rahmenkörpers 47 ausgerichtet.
Infolge dieses Aufbaus kann die Mittelachse des CCD 43 leicht
auf jene der Gruppe von Objektiven 38 ausgerichtet werden.
-
Wie
in 12 gezeigt, sind Kerben 47c im Eingriffsteil 47b des
Rahmenkörpers 47 ausgebildet.
wenn das CCD-Deckglas 45 eng am proximalen Deckglas 44 unter
Verwendung des Klebstoffs 72 befestigt wird, fließt der überschüssige Klebstoff 72 aus
den Kerben 47c heraus. Folglich wird keine Luftschicht,
die aus Blasen oder dergleichen besteht, zwischen dem CCD-Deckglas 45 und
dem proximalen Deckglas 44 zurückgelassen.
-
Bei
dem Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist die Gruppe von Objektiven 38, die sich vor dem Bildeingangsende
des CCD 43 befindet, im hermetisch abgedichteten Raum angeordnet.
Wassertröpfchen
werden daher nicht erzeugt, welche die Gruppe von Objektiven 38 beschlagen.
-
Überdies
sind das CCD 43, das CCD-Deckglas 45 und das proximale
Deckglas 44 unter Verwendung des transparenten Klebstoffs 72 eng
aneinander befestigt. Feuchtigkeit kondensiert daher nicht zu Wassertröpfchen über diesen
Elementen.
-
Wenn
die Gruppe von Objektiven 38 mit einem optischen Nicht-Brennpunkt-System
realisiert ist, sollte ferner eine Abbildungseinheit 17A mit
der in 13 gezeigten Struktur verwendet
werden.
-
Insbesondere
wird das CCD-Deckglas 45, wie dargestellt, eng am Bildeingangsende
des CCD 43 befestigt, indem der transparente Klebstoff 72 ohne
Erzeugen einer Luftschicht aufgebracht wird. Das CCD-Deckglas 45 wird
eng an der proximalen Stirnfläche
des proximalen Deckglases 44 befestigt, welches hermetisch im
Linsenrahmen 39 festgeklemmt ist, indem der transparente
Klebstoff 72 ohne Erzeugen einer Luftschicht aufgebracht
wird.
-
Der
Linsenrahmen 39 besteht aus Metall oder Keramik. Das distale
Deckglas 36, das aus Saphir besteht und dessen äußerer Umfang
mit der ersten Metallbeschichtung 61 bedeckt ist, wird
im distalen Teil des Linsenrahmens 39 hermetisch festgeklemmt.
Die Gruppe von Objektiven 38 und Abstandsringe 74 sind
in dem Raum angeordnet, der durch den Linsenrahmen 39,
das distale Deckglas 36 und das proximale Deckglas 44 hermetisch
abgedichtet ist.
-
Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Gruppe von Objektiven 38 in einer Position, in
der sie auf das CCD 43 fokussiert ist, mittels der Abstandsringe 74 angeordnet.
Dies vermeidet die Notwendigkeit, die Gruppe von Objektiven während der
Montage in den Brennpunkt zu bringen. Folglich wird es unnötig, Einheiten,
wobei das CCD in einer der Einheiten enthalten ist, durch Durchführen von
Weichlöten
oder Hartlöten
hermetisch zu verbinden. Die Montageeffizienz verbessert sich daher.
Die anderen Funktionen und Vorteile sind zu denjenigen, die vom
vorstehend genannte Ausführungsbeispiel
aufgezeigt werden, identisch.
-
Rohmaterialien,
aus denen die luftdichten Trennelemente, die die hermetisch abgedichtete
Objektiveinheit 40 bilden und diese hermetisch abdichten,
hergestellt werden sollen, wie z.B. ein Metall, eine Keramik, ein
Glas und Saphir, sind sehr wärmebeständig und
druckbeständig,
so dass sie der Dekomprimierung oder Druckbeaufschlagung, die während der
Autoklavenbehandlung durchgeführt
werden, standhalten und nicht zerstört werden. Überdies sind die Rohmaterialien
selbst dafür
charakteristisch, dass sie ein Vakuum bieten (wenn das Volumen eines
Raums in einem Prüfkörper irgendeines
von 0,1 bis 0,4 cm3 ist, ist ein Leck vom Syntyp,
das von einem Heliumleckdetektor erfasst wird, was in JIS Z2331
festgesetzt ist, 1 × 10–9 Pa·m3/s oder weniger). Außerdem können die Rohmaterialien hermetisch
verbunden werden.
-
Die
Rohmaterialien, die hermetisch verbunden werden können, sind
wärmebeständige Rohmaterialien,
die gegen einen Temperaturanstieg, der auftritt, wenn die Rohmaterialien
unter Verwendung eines nachstehend beschriebenen luftdichten Verbindungsmittels
verbunden werden, beständig
sind.
-
Im
Gegensatz dazu können
Polymermaterialien, die allgemeine Harze und Kautschuke umfassen,
die Bedingungen für
die luftdichten Trennelemente nicht erfüllen. Die Rohmaterialien, aus
denen die luftdichten Trennelemente hergestellt werden sollen, sind
daher auf Rohmaterialien begrenzt, deren Hauptkomponenten ein Metall,
eine Keramik, ein Glas oder ein kristallines Material sind. Ein
beliebiges bevorzugtes Rohmaterial wird aus diesen Rohmaterialien
ausgewählt.
-
Hinsichtlich
des Metalls können
verschiedene Rohmaterialien verwendet werden. Rostfreier Stahl oder
Kovar kann beispielsweise verwendet werden.
-
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden überdies
eine Keramik und ein Glas voneinander unterschieden, als ob sie
verschiedene Rohmaterialien wären.
Die Keramik ist jedoch ein allgemeiner Name von nicht-metallischen
anorganischen Materialien, die durch Schritte des Formens und Brennens
und andere hergestellt werden. Im weiteren Sinne sind daher Gläser in Keramiken
eingeschlossen. Viele Keramiken erfüllen die Bedingungen für luftdichte
Trennelemente. Wenn ein Metall aus den mit der Isolation in Zusammenhang stehenden
und optischen Gründen
nicht als Material für
luftdichte Trennelemente übernommen
werden kann, wird eine beliebige der Keramiken übernommen.
-
Einige
Keramiken sind jedoch weniger charakteristisch dafür, dass
sie ein Vakuum bieten, brechen wahrscheinlich aufgrund von Erhitzung,
die zum luftdichten Verbinden durchgeführt wird, oder können sich
aufgrund von Dampf außerordentlich
verschlechtern. Eine Keramik muss daher nach gründlicher Überlegung ausgewählt werden.
-
Vorzugsweise
sollte eine feine Keramik mit einer Isolationseigenschaft, die für ein Vakuum
geeignet ist, wie z.B. Aluminiumnitrid, Sialon, Aluminiumoxid, Siliziumoxid oder
Siliziumcarbid, zur Herstellung der Isolationselemente verwendet
werden.
-
Viele
Mehrkomponentengläser,
die zur Herstellung von optischen Elementen im Allgemeinen verwendet
werden, werden überdies
bei Dampf verschlechtert. Ein optisches Element, das als luftdichtes
Trennelement, das heißt
als optisches Fenster, verwendet wird, sollte aus einem kristallinen
Material, das transparent ist oder die Eigenschaft hat, dass es
Licht durchlässt,
oder einem Mehrkomponentenglas, das gegen Dampf mit hohem Druck
und hoher Temperatur beständig
ist, hergestellt werden. Saphir ist ein Einkristall von Al2O3 und wird in transparente
kristalline Materialien klassifiziert. Saphir ist daher ein typisches
optisches Material, das in der Lage ist, die Bedingungen für luftdichte
Trennelemente zu erfüllen.
Ein weiteres transparentes kristallines Material ist Quarz.
-
Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird ein Mittel zum Verschmelzen einer Goldplattierung unter Verwendung
von Wärme,
die von der Bestrahlung mit Laserlicht stammt, als luftdichtes Verbindungsmittel
aufgegriffen. Ansonsten kann Weichlöten, Hartlöten oder Hartlöten und
Weichlöten
als luftdichtes Verbindungsmittel aufgegriffen werden. Die vorliegende
Erfindung ist nicht auf diese Verfahren begrenzt. Alternativ können verschiedene
Schweißarten
als Verbindungsmittel aufgegriffen werden.
-
Verschiedene
Arten von Schweißen
umfassen Schmelzschweißen,
das durch Laserschweißen
oder Elektronenstrahlschweißen
repräsentiert
wird, Druckschweißen,
das durch Widerstandsschweißen
repräsentiert
wird, und Hartlöten
oder Weichlöten.
Wenn irgendeines dieser Verfahren als Verbindungsmittel aufgegriffen
wird, kann eine luftdichte Verbindung erzielt werden. Laserschweißen kann
beispielsweise aufgegriffen werden, um zwei Metallteile zu verbinden,
die als luftdichte Trennelemente dienen. Die zwei Metallteile werden verschmolzen
und vereinigt. Die Verbindung der zwei Metallteile besteht aus den
luftdichten Trennelementen allein. Eine zuverlässige Luftdichtheit kann sichergestellt
werden.
-
Wenn
Hartlöten
und Weichlöten
aufgegriffen wird, wird die Verbindung der luftdichten Trennelemente mit
einem Metall getränkt.
Die Luftdichtheit kann daher sichergestellt werden. Hartlotfüllmetalle
umfassen eine Goldlegierung, eine Silberlegierung, eine Nickellegierung,
eine Kupferlegierung und andere verschiedene Legierungen. Die Goldlegierung,
die Nickellegierung oder irgendwelche anderen Legierungen, die kaum
korrodieren, sollten jedoch in Anbetracht der Korrosionsbeständigkeit
ausgewählt
werden. Überdies
umfassen Weichlote abgesehen von einer im Allgemeinen übernommenen
Legierung aus Blei und Zinn eine Silberlegierung, eine Kupferlegierung
und eine Legierung aus Gold und Zinn. Weichlote, die kaum korrodieren,
wie z.B. die sehr korrosionsbeständige
Legierung aus Gold und Zinn, sollten ausgewählt werden.
-
Abgesehen
von Metallschweißen,
ist überdies
Verbinden unter Verwendung eines geschmolzenen Glases auch ein Verbindungsmittel,
das eine luftdichte Verbindung ermöglicht. Dieses Verbindungsmittel
kann natürlich übernommen
werden. Die in einen Spalt zwischen hermetisch zu verbindenden Elementen
einzuspritzenden geschmolzenen Gläser umfassen ein Glaspulver
mit niedrigem Schmelzpunkt. Ein geschmolzenes Glas wird erhitzt
und geschmolzen und dann in eine Verbindungsstelle von luftdichten
Trennelementen eingespritzt, um Luftdichtheit zu erreichen.
-
Das
Glaspulver mit niedrigem Schmelzpunkt fällt in eine Art, die wie ein
Scheibenglas geformt sein soll, und eine kristallisierte Art. Andere
Keramiken als Gläser
werden gebrannt, so dass sie zu Verbindungsmaterialien werden, die
eine luftdichte Verbindung ermöglichen.
Als Verbindungsmittel zum Ausführen
einer Verbindung, deren Hauptkomponente ein Metall, eine Keramik,
ein Glas oder ein kristallines Material ist, kann eine beliebige
Keramik übernommen
werden. Die Keramik funktioniert als luftdichtes Verbindungsmittel.
-
Wenn
irgendeines der vorstehend genannten luftdichten Verbindungsmittel
verwendet wird, um Elemente zu verbinden, steigt die Temperatur
einer Verbindung der Elemente häufig
beträchtlich
an. Wenn beispielsweise Weichlöten,
das ein typisches Metallschweißverfahren
ist, aufgegriffen wird, steigt die Temperatur auf 200°C bis 400°C an. Im
Fall von Hartlöten
steigt die Temperatur auf 700°C
bis 1000°C
an. Ferner steigt die Temperatur im Fall von Laserschweißen auf
die Schmelztemperatur eines Metalls an. Insbesondere wenn rostfreier
Stahl verwendet wird, steigt die Temperatur auf etwa 1400°C an. Im
Fall eines Glases mit niedrigem Schmelzpunkt, das im Allgemeinen
als geschmolzenes Glas zum luftdichten Verbinden übernommen
wird, liegt dessen Schmelzpunkt bei 300°C bis 600°C.
-
Funktionen,
die durch das Endoskop mit den vorstehenden Bauarten ausgeübt werden
sollen, werden nachstehend beschrieben.
-
Nachdem
das Endoskop benutzt wurde, wird das Endoskop, selbst wenn das Endoskop
einer Autoklavenbehandlung unterzogen werden kann, ohne Ausfall
gereinigt. Für
die Reinigung wird zumindest die wasserdichte Kappe 15 angebracht,
um das Eindringen eines Fluids während
der Reinigung unter laufendem Wasser oder während Eintauchen in ein flüssiges Mittel
zu verhindern. Das ganze Gehäuse
des Endoskops wird folglich auf eine wasserdichte Weise mit dem
ersten Dichtungsniveau abgedichtet. Folglich wird verhindert, dass
ein Fluid in das Innere des Endoskops während der Reinigung des Endoskops
eindringt und dass sich die internen Elemente des Endoskops verschlechtern.
-
Anschließend, wenn
die Reinigung beendet ist, wird die wasserdichte Kappe 15 gelöst und die
Rückschlagventilkappe 20 wird
angebracht. Das Endoskop 1 wird dann unter Verwendung eines
Autoklaven vom Vorvakuumtyp sterilisiert.
-
Im
Vorvakuumschritt wird der Innenraum des Endoskops 1 extern
durch die Rückschlagventilkappe 20 entlüftet. Dies
verursacht eine Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der
hermetisch abgedichteten Objektiveinheit 40, die mit dem
zweiten Dichtungsniveau hermetisch abgedichtet ist. Es kommt jedoch
nicht vor, dass die Mantelröhre 35 des
biegsamen Teils 9, die als Einheit des Endoskopgehäuses dient, sich
ausdehnt, so dass sie platzt. Überdies
besteht die hermetisch abgedichtete Objektiveinheit 40 aus
luftdichten Trennelementen oder ist durch hermetisches Verbinden
der luftdichten Trennelemente hergestellt. Es kommt daher nicht
vor, dass die hermetisch abgedichtete Objektiveinheit 40 aufgrund
der Druckdifferenz zerstört
wird.
-
Im
anschließenden
Sterilisationsschritt wird die Rückschlagventilkappe 20 angebracht.
Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur dringt daher nicht aktiv
in den Endoskop-Innenraum ein. Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur
durchdringt jedoch die Mantelröhre 35 und
andere, die aus einem Polymermaterial bestehen und das Endoskopgehäuse bilden,
und dringt allmählich
in den Endoskop-Innenraum ein. Die hermetisch abgedichtete Objektiveinheit 40 besteht
jedoch aus luftdichten Trennelementen oder ist durch hermetisches
Verbinden der luftdichten Trennelemente hergestellt. Dampf dringt
daher nicht in die hermetisch abgedichtete Objektiveinheit 40 ein. Überdies
wird das Endoskop 1 auf eine beliebige von Temperaturen
erhitzt, die im Bereich von 115 bis 140°c liegen. Es kommt jedoch nicht
vor, dass die hermetisch abgedichtete Objektiveinheit 40 aufgrund
der Temperaturänderung
zerstört
wird.
-
Der
Trockenschritt folgt dem Sterilisationsschritt. Dieselbe Druckdifferenz
wie jene, die im Vorvakuumschritt auftritt, tritt zwischen dem Inneren
und dem Äußeren der
hermetisch abgedichteten Objektiveinheit 40 auf. Zu diesem
Zeitpunkt kommt es nicht vor, dass die hermetisch abgedichtete Objektiveinheit 40 aufgrund der
Druckdifferenz, der Temperaturänderung
oder irgendeiner anderen nachteiligen Wirkung zerstört wird.
Ferner dringt Dampf nicht in die hermetisch abgedichtete Objektiveinheit 40 ein.
-
Nachdem
die Autoklavenbehandlung beendet ist, wird der Druck im Endoskop-Innenraum
niedriger als der Atmosphärendruck.
Die Mantelröhre 35 des
biegbaren Teils 9 klebt daher an der internen Struktur.
-
Wenn
der biegsame Teil in diesem Zustand gebogen werden würde, würde die
Mantelröhre 35 beschädigt werden.
Bevor das Endoskop in Gebrauch genommen wird, muss jedoch der Kameraverbindungsstecker 7 an
der CCU befestigt werden. Mit anderen Worten, die Rückschlagventilkappe 20 wird
vom Kameraverbindungsstecker 7 ohne Ausfall gelöst. Daher
strömt
Atmosphärenluft
in den Innenraum durch die Lüftungsöffnung 14 des
Kameraverbindungssteckers 7. Dies beseitigt die Druckdifferenz
zwischen dem Inneren und dem Äußeren der
hermetisch abgedichteten Objektiveinheit 40 und jene zwischen
dem Endoskop-Innenraum und dem Äußeren. Folglich
wird die Mantelöhre 35 von
der internen Struktur gelöst.
Die Mantelröhre 35 wird
daher während
des Biegens nicht beschädigt.
-
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
betrifft ein Endoskop für
medizinische Untersuchungen, das einer Autoklavenbehandlung unterzogen
werden soll. Der erfindungsgemäße Aufbau
kann an ein mit Dampf zu sterilisierendes Endoskop, ein in ein flüssiges Mittel
für lange
Zeit einzutauchendes Endoskop, ein Endoskop mit einer Möglichkeit,
dass Dampf in dessen Inneres eindringen kann, und ein in einer stark
feuchten Umgebung zu verwendendes Endoskop, beispielsweise ein Endoskop
zur industriellen Verwendung, angepasst werden.
-
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
betrifft überdies
ein Endoskop, dessen Einführungseinheit 2 den biegbaren
Teil 9 aufweist. Alternativ kann die erfindungsgemäße Struktur
an ein Endoskop mit einer starren Einführungseinheit, von welcher
ein Teil als biegbaren Teil 9 ausgebildet ist, oder ein
Endoskop, dessen Einführungseinheit
weich gemacht ist und keinen biegbaren Teil aufweist, angepasst
werden.
-
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
stellt die nachstehend beschriebenen Vorteile bereit.
- – Selbst
wenn ein biegsames Endoskop, von welchem ein Gehäuseelement aus einem Polymermaterial
besteht, einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, platzt eine
Mantelröhre,
die einen biegsamen Teil ummantelt, nicht.
- – Selbst
wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, durchdringt
Dampf nicht luftdichte Trennelemente, die eine hermetisch abgedichtete
Objektiveinheit umgeben, oder Verbindungen, an denen die luftdichten
Trennelemente hermetisch verbunden sind, und dringt daher nicht
in das Innere des Endoskops ein. Folglich wird verhindert, dass
die Qualität
der Sicht aufgrund von Kondensation auf einer Linse beeinträchtigt wird.
- – Selbst
wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, werden
weder die luftdichten Trennelemente, die die hermetisch abgedichtete Objektiveinheit
umgeben, noch Verbindungen, an denen die luftdichten Trennelemente
hermetisch verbunden sind, zerstört.
Es kommt daher nicht vor, dass Dampf aufgrund von Zerstörung in
das Innere eindringt. Natürlich
kommt es nicht vor, dass die Qualität der Sicht aufgrund von Kondensation
auf einer Linse beeinträchtigt
wird.
- – Wenn
das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, wird infolge
einer Rückschlagventilkappe
verhindert, dass Dampf aktiv in den Endoskop-Innenraum eindringt.
Die Verschlechterung der internen Elemente des Endoskops wird daher
vermindert. Nachdem die Autoklavenbehandlung beendet ist und bevor
das Endoskop verwendet wird, wird die Rückschlagventilkappe überdies
von einem Kameraverbindungsstecker gelöst. Es kommt daher nicht vor,
dass das Endoskop in Gebrauch genommen wird, wenn der Druck in dessen
Innenraum niedriger gelassen ist als der Außenluftdruck. Dies beseitigt
die Möglichkeit, dass
die Mantelröhre
eines biegsamen Teils beschädigt
wird, wenn sie verwendet wird, während
sie an der inneren Struktur haftet.
- – Die
hermetisch abgedichtete Objektiveinheit wird mit dem Bildeingangsende
eines Halbleiter-Abbildungsbauelements in engen Kontakt gebracht.
Es kommt nicht vor, dass das Blickfeld aufgrund der Autoklavenbehandlung
verengt wird. Überdies
kann eine Abbildungseinheit kompakt konstruiert werden. Der starre
Teil der Abbildungseinheit kann innerhalb einer distalen starren
Länge angeordnet
werden, die den biegbaren Teil des biegsamen Endoskops belegt. Außerdem kann
die distale starre Länge
verkürzt
werden.
- – Die
Abbildungseinheit weist die hermetisch abgedichtete Objektiveinheit
auf, die hermetisch abgedichtet ist. Außerdem wird ein Teil, der das
Halbleiter-Abbildungsbauelement
einschließt,
unter Verwendung eines beliebigen von Verbindungsmitteln, einschließlich eines
Klebstoffs, abgedichtet. Selbst wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung
unterzogen wird, kommt es nicht vor, dass das Halbleiter-Abbildungsbauelement
zerstört
wird und die Qualität
der Sicht beeinträchtigt
wird. Überdies
kann die Abbildungseinheit kompakt konstruiert werden. Trotz des
biegsamen Endoskops kann der starre Teil der Abbildungseinheit,
der gegen die Autoklavenbehandlung beständig ist, daher in der distalen
starren Länge
angeordnet werden, die den biegsamen Teil belegt. Überdies
wird verhindert, dass sich die distale starre Länge vergrößert.
-
Die
in Bezug auf die vorliegende Erfindung beschriebene Luftdichtheit
soll als Zustand bezeichnet werden, bei dem ein Leck vom Syntyp
(das Volumen des Innenraums eines Prüfkörpers fällt in den Bereich von 0,1
bis 0,4 cm3), das von einem Heliumleckdetektor
erfasst wird, was in JIS Z2331 festgesetzt ist, 1 × 10–9 m3/s oder weniger ist.
-
Wenn
das Leck vom Syntyp 1 × 10–9 m3/s übersteigt,
kann Dampf während
der Autoklavenbehandlung eindringen. Wenn die Autoklavenbehandlung
wiederholt wird, kann sich ansonsten Dampf ansammeln, so dass er
auf einer Linse kondensiert oder diese beschlägt. Folglich kann sich die
Linse, eine die Oberfläche
der Linse bedeckende Beschichtung oder ein Klebstoff verschlechtern,
so dass ein Nachteil wie z.B. die beeinträchtige Qualität der Sicht
verursacht wird.
-
Tabelle
1 listet verschiedene Lecks vom Syntyp und, ob Dampf eindringt oder
nicht, in Zusammenhang mit verschiedenen Verbindungsverfahren auf.
-
Eine
luftdichte Struktur, die durch Durchführen von Schweißen hergestellt
wird, oder kurz gesagt die luftdichte Struktur der hermetisch abgedichteten
Objektiveinheit
40, die in Bezug auf das obige Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, ist von einer wasserdichten Struktur, die unter
Verwendung eines typischen O-Rings oder Klebstoffs hergestellt wird,
hinsichtlich eines Lecks vom Syntyp scheinbar verschieden. Tabelle
1
-
Die
Daten, die angeben, ob Dampf nach der Autoklavenbehandlung eindringt,
demonstrieren, dass im Vergleich dazu, wenn Schweißen, einschließlich Hartlöten und
weichlöten,
und Schmelzweißen übernommen wird,
wenn ein Klebstoff oder Dichtungsmittel, das aus einem Polymermaterial
besteht, übernommen
wird, Dampf durch einen Teil, auf den Klebstoff aufgebracht wurde,
oder ein Dichtungselement eindringt.
-
Wie
in 14 und 15 gezeigt,
kann die Chromoxid-(Cr2O3) Plattierungsschicht 65 ferner
nicht nur auf dem äußeren Umfang
des distalen Deckglases 36, sondern auch auf einem ringförmigen Teil
von dessen proximaler Stirnfläche
ausgebildet werden. Die Plattierungsschicht 65 ist die
Schicht mit niedrigem Reflexionsvermögen der ersten Metallbeschichtung 61,
die auf dem distalen Deckglas 36 ausgebildet ist. In diesem
Fall kann die Chromoxid-Plattierungsschicht 65 auf
dem ringförmigen
Teil als Maske zum Einengen eines Strahls funktionieren.
-
Somit
wird der Schicht mit niedrigem Reflexionsvermögen, die dazu vorgesehen ist,
einen Reflexionsfleck zu verhindern, die Rolle der Maske zum Einengen
eines Strahls zugewiesen. Dies vermeidet die Notwendigkeit zum separaten
Herstellen eines Maskenelements zum Einengen eines Strahls, was
folglich zu einer Verringerung der Anzahl von Teilen beiträgt. Schließlich können die
Kosten des Endoskops minimiert werden.
-
Mit
Bezug auf 16 und 17 wird
nachstehend das zweite Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Der
Gesamtaufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen
identisch zu jenem des in 1 gezeigten
ersten Ausführungsbeispiels.
Nur Komponenten, die von jenen des ersten Ausführungsbeispiels verschieden
sind, werden beschrieben. Dieselben Bezugsziffern werden identischen
Komponenten zugewiesen. Auf die Beschreibung der Komponenten wird
verzichtet.
-
Wie
in 16 gezeigt, besteht der distale Teil 8 der
Einführungseinheit 8 des
Endoskops 1 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiels
hauptsächlich
aus dem distalen Metallkörper 16,
einer distalen Abdeckung 81, einer Abbildungseinheit 17B und
einer Lichtleitereinheit 82. Die Abbildungseinheit 17B wird
in Durchgangslöcher,
die in den distalen Körper 16 und
die distale Abdeckung 81 gebohrt sind, eingesetzt und darin
festgeklemmt und dient als Beobachtungsmittel und Bildübertragungsmittel.
Die Lichtleitereinheit 82 dient als Beleuchtungsmittel.
-
Die
distale Abdeckung 81 erfüllt die Rolle eines Isolators
und besteht aus einem Kunststoff, der eine Isolationseigenschaft
aufweist und wärmebeständig und
wasserdicht ist, wie z.B. Polyphenylen, Sulfit, Polyphenylsulfon
oder Polyetherketon, oder aus einer Keramik.
-
Das
erste Biegestück 32a befindet
sich am vordersten Ende der Vielzahl von Biegestücken, die den biegbaren Teil 9 bilden,
und ist am proximalen Ende des distalen Körpers 16 befestigt.
Die Biegestücke 32 sind unter
Verwendung der Niete 33 so verkettet, dass sie frei schwenken
können.
Der distale Teil der Mantelröhre 35 ist
am äußeren Umfang
des distalen Körpers 16 auf
eine wasserdichte Weise befestigt. Die Mantelröhre 35 besteht aus
einem weichen Polymermaterial, wie z.B. Fluor enthaltendem Kautschuk,
und ummantelt die äußeren Umfänge der
Biegestücke 32,
die den biegbaren Teil 9 bilden.
-
Wie
in 17 gezeigt, besteht die Abbildungseinheit 17B gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
hauptsächlich
aus einer Gruppe von Objektiven 83, dem CCD 43,
einem Substrat 84, dem Linsenrahmen 39, einem
CCD-Rahmen 85, einem hermetischen Verbindungsstecker 90,
einer Luftdichtheitsaufrechterhaltungsröhre 87 und einem CCD-Kabel 88.
Die Gruppe von Objektiven 83 erzeugt ein Objektbild. Das
erzeugte Objektbild wird auf das CCD 43 projiziert. Kondensatoren,
ICs und andere elektronische Komponenten zum Verarbeiten eines elektrischen
Signals, das vom CCD 43 erzeugt wird, sind auf dem Substrat 84 montiert.
Der Linsenrahmen 39, der aus einem Metall besteht, dient
als luftdichtes Trennelement zum Halten der Gruppe von Objektiven 38.
Der CCD-Rahmen 85, der aus einem Metall besteht, dient
als luftdichtes Trennelement zum Halten des CCD 43 und
steht mit dem proximalen Teil des Linsenrahmens 39 in Eingriff.
Der hermetische Verbindungsstecker 90 ist am proximalen
Ende des CCD-Rahmens 85 befestigt. Die Luftdichtheitsaufrechterhaltungsröhre 87,
die aus einem Metall besteht, dient als luftdichtes Trennelement
und ist über
dem Linsenrahmen 39 und dem CCD-Rahmen 85 angeordnet und
steht mit ihnen in Eingriff. Das CCD-Kabel 88 ist mit dem hermetischen
Verbindungsstecker 90 gekoppelt.
-
Der
hermetische Verbindungsstecker 90 weist Metallkontaktstifte 92 auf,
die durch Löcher
geführt sind,
die in einen Metallverbindungssteckerkörper 91 gebohrt sind,
welcher als luftdichtes Trennelement dient. Ein isolierendes und
luftdichtes Dichtungselement 93, das aus geschmolzenem
Glas besteht und als eines von luftdichten Verbindungsmitteln dient,
ist in die Durchgangslöcher
gegossen. Die Kontaktstifte 92 sind folglich vom Verbindungssteckerkörper 91 isoliert.
Da die Durchgangslöcher
mit dem geschmolzenen Glas gefüllt
sind, besteht kein Spalt zwischen jedem Kontaktstift 92 und
der Wand eines Durchgangslochs. Somit sind die Kontaktstifte 92 hermetisch
im Verbindungssteckerkörper 91 festgeklemmt.
-
Wie
in 16 gezeigt, sind der hermetische Verbindungsstecker 90 und
das CCD-Kabel 88 mit einer wärmeschrumpfbaren Röhre 86 ummantelt.
Das Innere der wärmeschrumpfbaren
Röhre 86 ist
mit einem Füllstoff 89 gefüllt, der
ein Epoxidklebstoff, ein Keramikklebstoff oder ein Silikonklebstoff
ist. Verbindungen der Kontaktstifte 92 und der Signalleitungen,
die im CCD-Kabel 88 enthalten sind, das heißt die Teile
von diesen, die unter Verwendung eines Weichlots oder dergleichen
verbunden sind und von welchen ein Metall freigelegt ist, sind mit
dem Füllstoff 89 bedeckt.
Folglich wird verhindert, dass die Verbindungen aufgrund von Dampf
korrodieren. Ein Bereich 98, der der Länge des distalen starren Teils
der Abbildungseinheit 17B entspricht, fällt innerhalb eine distale
starre Länge,
die als Bereich 99 distal zum Niet 33 angegeben
ist, welcher sich am vordersten Ende des biegbaren Teils 9 befindet.
-
Wie
in 17 gezeigt, liegt eine erste Linse 101 am
vordersten Ende der Gruppe von Objektiven 83 und dient
als optisches Fenster, das die distale Stirnfläche des Endoskops 1 bildet.
Die erste Linse 101 besteht aus Saphir oder einem Glas,
das gegen Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur beständig ist.
Die in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel
beschriebene Metallbeschichtung wird auf der Seitenfläche und
der Abschrägung
der ersten Linse 101 durchgeführt. Die erste Linse 101 wird
im Metalllinsenrahmen 39 durch Laserschweißen, das
ein luftdichtes Verbindungsmittel vorsieht, das in Bezug auf das
erste Ausführungsbeispiel beschrieben
wurde, hermetisch gesichert.
-
Der
CCD-Rahmen 85 und der hermetische Verbindungsstecker 90 werden
durch Schweißen
hermetisch verbunden. Für
das Schweißen
wird Laserlicht in Richtung des Pfeils D auf den ganzen Umfang einer Verbindungsstelle,
an der der CCD-Rahmen 85 auf
den hermetischen Verbindungsstecker 90 trifft, abgestrahlt. Der
CCD-Rahmen 85 und der hermetische Verbindungsstecker 90 werden
somit miteinander verschmolzen und vereinigt.
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Bevor
der CCD-Rahmen 85 und der hermetische Verbindungsstecker 90 verbunden
werden, wird der Linsenrahmen 39, in dem die Gruppe von
Objektiven 83 gesichert ist, ferner mit dem CCD-Rahmen 85 in
Eingriff gebracht. Der Linsenrahmen 39 wird in den axialen
Richtungen bewegt, um die Gruppe von Objektiven 83 in den
Brennpunkt zu bringen. Wenn die Gruppe von Objektiven 83 in
den Brennpunkt gelangt, wird der Linsenrahmen 39 am CCD-Rahmen 85 unter
Verwendung eines Klebstoffs befestigt.
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Anschließend wird
die Luftdichtheitsaufrechterhaltungsröhre 87 über dem
Linsenrahmen 39 und dem CCD-Rahmen 85 angeordnet.
In diesem Zustand wird Laserlicht in Richtung des Pfeils E auf den
ganzen Umfang der Luftdichtheitsaufrechterhaltungsröhre 87 abgestrahlt.
Somit werden die aufeinandertreffenden Teile der Luftdichtheitsaufrechterhaltungsröhre 87 und
des CCD- Rahmens 85 verschweißt und die
Luftdichtheitsaufrechterhaltungsröhre 87 und der CCD-Rahmen 85 werden
hermetisch verbunden. Laserlicht wird dann in Richtung des Pfeils
F auf den ganzen Umfang der Luftdichtheitsaufrechterhaltungsröhre 87 abgestrahlt.
Somit werden die aufeinandertreffenden Teile der Luftdichtheitsaufrechterhaltungsröhre 87 und
des Linsenrahmens 89 verschweißt und die Luftdichtheitsaufrechterhaltungsröhre 87 und
der Linsenrahmen 89 werden hermetisch verbunden. Dies führt zu einem
hermetisch abgedichteten Abbildungseinheitskörper 100, der mit
demselben zweiten Dichtungsniveau abgedichtet ist wie die hermetisch
abgedichtete Objektiveinheit 40 beim ersten Ausführungsbeispiel.
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Ein
verwendeter Laser ist ähnlich
jenem im ersten Ausführungsbeispiel
ein YAG-Laser, dessen Leistung niedrig ist und der fein eingestellt
werden kann. Wenn Laserlicht einer Impulswelle abgestrahlt wird,
wird überdies
ein Grad, in dem aneinandergrenzende Impulse überlappen, auf 80 % oder höher festgelegt.
Folglich kann eine zuverlässige
Luftdichtheit sichergestellt werden.
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Die
in 16 gezeigte Lichtleitereinheit 82 besteht
aus dem Lichtleiter-Faserbündel 18,
einem ersten Lichtleiter-Faserrahmen 111,
der Beleuchtungslinse 19, einem Beleuchtungsabdeckelement 112,
einem Beleuchtungslinsenrahmen 113 und einer Lichtleiterfaser-Ummantelungsröhre 114.
Das Lichtleiter-Faserbündel 18 ist
als optisches Faserbündel
ausgebildet, das durch Bündeln
von Fasern oder einer Vielzahl von optischen Fasern, die jeweils
aus einem Kern und einem Mantel bestehen, hergestellt wird. Der
erste Lichtleiter-Faserrahmen 11, der aus einem Metall
besteht, dient als luftdichtes Trennelement, in das das Lichtleiter-Faserbündel 18 integriert
ist. Die Beleuchtungslinse 19 befindet sich an der distalen
Oberfläche
des Lichtleiter-Faserbündels 18 und weitet
einen Beleuchtungswinkel auf. Das Beleuchtungsabdeckelement 112,
das aus Saphir besteht, dient als luftdichtes Trennelement, das
an der distalen Oberfläche
der Beleuchtungslinse 19 angeordnet ist. Der Beleuchtungslinsenrahmen 113,
der aus einem Metall besteht, dient als luftdichtes Trennelement,
in das das Beleuchtungsabdeckelement und andere integriert sind.
Ein Ende der Lichtleiterfaser-Ummantelungsröhre 114 befindet sich
am proximalen Ende des Beleuchtungslinsenrahmens 113 und
umhüllt
das Lichtleiter-Faserbündel 18.
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Der
distale Teil des Lichtleiter-Faserbündels 18, der in den
ersten Lichtleiter-Faserrahmen 111 eingesetzt ist, wird
mit geschmolzenem Glas, das eines von luftdichten Verbindungsmitteln
ist, getränkt,
wodurch die Fasern des Lichtleiter-Faserbündels 18 hermetisch
verbunden werden. Mit anderen Worten, die Fasern, die das Lichtleiter-Faserbündel 18 bilden,
werden mit geschmolzenem Glas (nicht dargestellt) ununterbrochen
getränkt.
Das geschmolzene Glas sollte ein Glaspulver vom Pastentyp mit niedrigem
Schmelzpunkt sein, in das organisches Bindemittel eingemischt ist.
Der Schmelzpunkt des Glaspulvers mit niedrigem Schmelzpunkt ist niedriger
als jener einer Faser. Das Glaspulver mit niedrigem Schmelzpunkt
wird aufgrund von Wärme
des Beleuchtungslichts nicht aufgeschmolzen. Die Schmelztemperatur
des Glaspulvers mit niedrigem Schmelzpunkt fällt in den Bereich von 300
bis 600°C. Überdies
kann das Glaspulver mit niedrigem Schmelzpunkt während der Montage leicht gehandhabt
werden.
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Bevor
das Glaspulver vom Pastentyp mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet
wird, um die Fasern des Faserbündels
zu verbinden, wird zuerst das mit dem Glaspulver mit niedrigem Schmelzpunkt
getränkte
Faserbündel
in den ersten Lichtleiter-Faserrahmen 111 eingesetzt. Der
mit dem Glaspulver getränkte
Teil des Faserbündels
wird auf eine beliebige von Temperaturen im Bereich von 300 bis
600°C erhitzt,
wodurch das organische Bindemittel dispergiert wird. Wenn das Glaspulver
mit niedrigem Schmelzpunkt geschmolzen ist, dann wird der mit dem
Glaspulver mit niedrigem Schmelzpunkt getränkte Teil abgekühlt.
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Somit
werden die Fasern hermetisch mit dem geschmolzenen Glas getränkt. Überdies
werden der äußere Umfang
des Endteils des Lichtleiter-Faserbündels 18, dessen Fasern
mit dem geschmolzenen Glas getränkt
sind, und der innere Umfang des Lichtleiter-Faserrahmens 11 infolge
des geschmolzenen Glases hermetisch verbunden.
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Das
geschmolzene Glas erfüllt
die Rolle eines Luftdichtheits-Aufrechterhaltungsfüllstoffs,
mit dem die Fasern getränkt
werden sollen, und die Rolle eines luftdichten Verbindungsmittels
zum hermetischen Verbinden des Lichtleiter-Faserbündels 18 und
des ersten Lichtleiter-Faserrahmens 111.
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Dieselbe
Metallbeschichtung wie die im ersten Ausführungsbeispiel verwendete wird
auf dem äußeren Umfang
des Beleuchtungsabdeckelements 112 durchgeführt. Das
Beleuchtungsabdeckelement 112 und der Beleuchtungslinsenrahmen 113 werden
durch dasselbe luftdichte Verbindungsmittel wie das im ersten Ausführungsbeispiel
verwendete hermetisch verbunden.
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Die
Struktur der Lichtleitereinheit 82 wird genauer beschrieben.
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Anfangs
wird die Beleuchtungslinse 19 in den Beleuchtungslinsenrahmen 113 eingesetzt,
der hermetisch mit dem Beleuchtungsabdeckelement 112 vereinigt
ist. Danach wird der Lichtleiter-Faserrahmen 111, der hermetisch
mit dem Ende des Lichtleiter-Faserbündels 18 infolge des
geschmolzenen Glases vereinigt ist, in den Beleuchtungslinsenrahmen 113 eingesetzt.
Laserschweißen wird
dann durchgeführt,
um den Beleuchtungslinsenrahmen 113 und den Lichtleiter-Faserrahmen 111 hermetisch
zu verbinden.
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Folglich
wird der Teil, der mit dem Beleuchtungsabdeckelement 112,
dem Beleuchtungslinsenrahmen 113, dem ersten Lichtleiter-Faserrahmen 111 und
einem Ende des Lichtleiter-Faserbündels 18 umschlossen ist,
auf dieselbe Weise wie der hermetisch abgedichtete Abbildungseinheitskörper 100 hermetisch
abgedichtet.
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Infolge
des vorstehenden Aufbaus wird verhindert, dass Dampf, der die Lichtleiterfaser-Ummantelungsröhre 114 durchdrungen
hat, durch die Fasern und den Spalt zwischen dem Lichtleiter-Faserbündel 18 und
dem ersten Lichtleiter-Faserrahmen 111 in
die Beleuchtungslinse 19 eindringt.
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Infolge
des vorstehenden Aufbaus wird die Beleuchtungslinse 19 im
vollständig
hermetisch abgedichteten Raum angeordnet. Ein luftdichtes Trennelement
muss nicht als Beleuchtungslinse 19 verwendet werden, sondern
ein im Allgemeinen verwendetes Mehrkomponentenglas, das ziemlich
leicht maschinell bearbeitet werden kann, kann übernommen werden.
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Ferner
kann die Beleuchtungslinse 19 aus Saphir oder irgendeinem
anderen optischen Material hergestellt werden, das gegen Dampf mit
hohem Druck und hoher Temperatur beständig ist. Die Beleuchtungslinse 19 und
der erste Lichtleiter-Faserrahmen 111 können dann direkt hermetisch
verbunden werden. Gemäß diesem
Aufbau kann das Beleuchtungsabdeckelement 112 ausgeschlossen
werden. Bei beiden Bauarten kondensiert keine Feuchtigkeit auf der
Innenfläche
der Beleuchtungslinse 19. Schließlich entsteht keine unzureichende
Beleuchtung.
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Beim
Endoskop des vorliegenden Ausführungsbeispiels
kann als weiteres Beispiel, wie in 18 gezeigt,
ein Bauelementrahmen 120, der die Gruppe von Objektiven 83 und
das CCD 43 aufnimmt, im distalen starren Teil enthalten
sein. Ein HIC-Rahmen 122, der eine integrierte Hybridschaltung
(nachstehend eine HIC) 121 aufnimmt, kann in der biegsamen
Röhre 10 angeordnet
sein, die sich hinter dem biegbaren Teil 9 befindet. In
diesem Fall werden ein Verbindungsstecker 123, der im Bauelementrahmen 120 gesichert
ist, und ein distaler Verbindungsstecker 124, der im HIC-Rahmen 122 gesichert
ist, durch eine Vielzahl von Signalkabeln 126, die in einem
Relaiskabel 125 enthalten sind, das durch den biegbaren
Teil 9 hindurchgeführt
ist, elektrisch verbunden.
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Wie
in 19 gezeigt, ist ein distales Deckglas 127,
das aus Saphir besteht, wie das im vorstehend genannten Ausführungsbeispiel
im distalen Teil des Bauelementrahmens 120 hermetisch festgelegt.
Der Verbindungsstecker 123 ist in dessen proximalem Teil
durch Durchführen
von Metallschweißen
wie z.B. Schmelzschweißen,
Hartlöten
oder Druckschweißen
hermetisch gesichert. Somit sind die Linseneinheit 83 und
das CCD 43 im hermetisch abgedichteten Innenraum des Bauelementrahmens 120 angeordnet.
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Verbindungsstifte 128 wie
die vorstehend genannten sind hermetisch in den Verbindungsstecker 123 unter
Verwendung von geschmolzenem Glas eingesetzt. Die distalen Enden
der Verbindungsstifte 128 sind mit dem CCD 43 elektrisch
verbunden, während
deren proximale Enden mit den Signalkabeln 126, die im
Relaiskabel 125 enthalten sind, elektrisch gekoppelt sind.
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Im übrigen sind
der distale Verbindungsstecker 124 und der proximale Verbindungsstecker 129 im
distalen Teil des HIC-Rahmens 122 bzw.
in dessen proximalem Teil festgelegt. Die äußeren Umfänge der Verbindungsstecker 124 und 129 und
der innere Umfang des HIC-Rahmens 122 sind durch Metallschweißen wie
z.B. Schmelzschweißen,
Hartlöten
und Schweißen
oder Druckschweißen
hermetisch verbunden. Somit ist die HIC 121 in dem hermetisch
abgedichteten Innenraum des HIC-Rahmens 122 angeordnet.
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Die
stabartigen Verbindungsstifte 128 sind in die Verbindungsstecker 124 und 129 unter
Verwendung eines geschmolzenen Glases auf dieselbe Weise wie die
vorstehend erwähnten
hermetisch eingesetzt. Die Signalkabel 126, die am proximalen
Ende des Relaiskabels 125 freiliegen, sind mit den distalen
Enden der Verbindungsstifte 128, die in den distalen Verbindungsstecker 124 eingesetzt
sind, elektrisch verspleißt.
Die proximalen Enden der Verbindungsstifte 128 sind mit
einer Oberfläche
der HIC 121 elektrisch gekoppelt.
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Die
distalen Enden der Verbindungsstifte 128, die in den proximalen
Verbindungsstecker 129 eingesetzt sind, sind überdies
mit der anderen Stirnfläche
der HIC 121 elektrisch gekoppelt. Die Signalleitungen,
die im CCD-Kabel 88 enthalten sind, welches sich zur Verbindungssteckereinheit 5 erstreckt,
sind mit den proximalen Enden der Verbindungsstifte 128 verspleißt.
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Wie
vorstehend erwähnt,
ist die HIC 121 nicht im distalen starren Teil, sondern
in der biegsamen Röhre 10 angeordnet.
Dies führt
zum verkürzten
distalen starren Teil.
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Überdies
ist das im distalen starren Teil angeordnete CCD mit der HIC, die
in der biegsamen Röhre angeordnet
ist, über
das Relaiskabel elektrisch verbunden. Das Verhältnis, mit dem der Inhalt des
distalen starren Teils und jener des biegsamen Teils die Innenräume des
distalen starren Teils und des biegsamen Teils belegen, kann auf
dieselben Werte wie die für
ein herkömmliches
Endoskop festgelegten festgelegt werden.
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Wie
in 20 gezeigt, sind beispielsweise der Bauelementrahmen 120,
der in einem luftdichten Raum angeordnet ist, und ein Substratrahmen 134 mit
einem Substrat 131 und dem hermetischen Verbindungsstecker 132,
der in einer Metallhülse 133 angeordnet
ist, voneinander getrennt und durch das Relaiskabel 125 elektrisch
verbunden. Der luftdichte Raum ist durch den Linsenrahmen 39,
der die Gruppe von Objektiven 38 aufnimmt, den distalen
Rahmen 37, in dem das distale Deckglas 36 festgelegt
ist, den Isolationsrahmen 41, in dem das proximale Deckglas 44 festgelegt
ist, und die Luftdichtheitsaufrechterhaltungsöhre 87, die mit dem Isolationsrahmen 41 und
dem distalen Rahmen 37 hermetisch vereinigt ist, definiert.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Relaiskabel 125 mit einer weichen
Röhre 135 ummantelt,
die gefaltet ist, so dass sie biegsam ist, und beispielsweise mit
rostfreiem Stahl oder Aluminium überzogen
ist. Der distale Teil der weichen Röhre 135 ist über den
proximalen Teil eines Metallverbindungsrahmens 136 gelegt,
der den Isolationsrahmen 41 verbindet. Der proximale Teil
der weichen Röhre 135 ist über den
distalen Teil der Hülse 133 gelegt.
Somit sind die weiche Röhre 135 und
der Verbindungsrahmen 136 und die Hülse 133 durch Metallschweißen oder
dergleichen hermetisch verbunden.
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Folglich
werden die Signalkabel 126, die durch das Relaiskabel 125 hindurchgeführt sind,
und die Kontakte der Signalkabel 126 und der Verbindungsstifte 92 nicht
Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur ausgesetzt.
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Nachstehend
wird nun der Aufbau des Lichtleiter-Verbindungssteckers 6 beschrieben.
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Wie
in 21 gezeigt, besteht der Lichtleiter-Verbindungsstecker 6 aus
einem zweiten Lichtleiter-Faserrahmen 140,
einer Stablinse 141, einem Einfallsende- Abdeckelement 142, einem Einfallsendrahmen 143 und
einem Verbindungssteckerbasiskörper 145.
Der zweite Lichtleiter-Faserrahmen 140,
der aus einem Metall besteht, dient als luftdichtes Trennelement,
in das der proximale Teil des Lichtleiter-Faserbündels 18 eingesetzt
ist. Die Stablinse 141 befindet sich an der proximalen
Stirnfläche
des Lichtleiter-Faserbündels 18 und
homogenisiert einfallendes Licht, das auf das Lichtleiter-Faserbündel 18 fällt. Das
Einfallsende-Abdeckelement 142, das aus Saphir besteht,
dient als luftdichtes Trennelement, das sich an der Hinterendfläche der
Stablinse 141 befindet. Der Einfallsendrahmen 143,
der aus einem Metall besteht, dient als luftdichtes Trennelement, das
den Einfallsendrahmen und andere aufnimmt. Der Verbindungssteckerbasiskörper 145 ist
am Einfallsendrahmen 143 unter Verwendung einer Schraube 144 befestigt.
Der Kopf der Schraube 144 ist mit einem Füllstoff 146 bedeckt,
der ein Klebstoff zum Aufrechterhalten der Wasserdichtheit ist.
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Der
proximale Teil des Lichtleiter-Faserbündels 18 ist ähnlich zu
dessen vorstehend genantem distalen Teil ununterbrochen mit einem
geschmolzenen Glas getränkt.
Der äußere Umfang
des proximalen Teils des Lichtleiter-Faserbündels 18 und der zweite
Lichtleiter-Faserrahmen 140 sind durch das geschmolzene
Glas hermetisch verbunden.
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Überdies
wird eine Metallbeschichtung, wie vorstehend erwähnt, auf der Seitenfläche des
Einfallsende-Abdeckelements 142 durchgeführt. Das
Einfallsende-Abdeckelement 142 und
der Einfallsendrahmen 143 sind durch ein luftdichtes Verbindungsmittel
hermetisch verbunden.
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Ferner
sind der zweite Lichtleiter-Faserrahmen 140 und der Einfallsenderahmen 143 durch
Laserschweißen
hermetisch verbunden.
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Der
mit dem Einfallsende-Abdeckelement 142, dem Einfallsendrahmen 143,
dem zweiten Lichtleiter-Faserrahmen 140 und dem Ende des
Lichtleiter-Faserbündels 18 eingeschlossene
Teil ist folglich auf dieselbe Weise wie der hermetisch abgedichtete
Abbildungseinheitskörper 100 hermetisch
abgedichtet.
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Folglich
liegt die Stablinse 141 in dem hermetisch abgedichteten
Inneren des Lichtleiter-Verbindungssteckers. Selbst wenn eine einzelne
Faser, die aus einem Mehrkomponentenglas oder dergleichen besteht, das
gegen Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur nicht beständig ist,
verwendet wird, ist es unnötig, sich über die
Verschlechterung aufgrund von Dampf Sorgen zu machen.
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Überdies
ist das Lichtleiter-Faserbündel 18 durch
die Lichtleiterfaser-Ummantelungsröhre 114 und die Lichtleiter-Faserrahmen 111 und 140 mit
dem ersten Dichtungsniveau oder höher abgedichtet. Als Lichtleiterfaser-Ummantelungsröhre 141 wird
im Allgemeinen eine Silikonröhre übernommen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird jedoch eine Fluorkohlenstoffharz-Röhre verwendet, da sie für Dampf
weniger durchlässig ist
und gegen Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur beständiger ist
als die Silikonröhre.
Zu diesem Zeitpunkt muss geprüft
werden, ob die Röhre
etwas weich sein muss.
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Nachstehend
wird nun die Struktur einer Schaltereinheit 13 beschrieben.
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Wie
in 22 gezeigt, besteht der Schalter 13 aus
einem elektrischen Schalter 148, einem Druckstift 149,
einer Schalterabdeckung 150, einem Druckelement 152,
einer Mutter 153, Schrauben 154, einem O-Ring 155,
und einem Schalterkabel 157. Der elektrische Schalter 148 ist
ein in einem Verkappungselement 147 montierter und kompakt
konstruierter elektronischen Teil. Der Druckstift 149 wird gedrückt, um
den elektrischen Schalter 148 ein- oder auszuschalten.
Die Schalterabdeckung 150 ist mit dem in diese eingesetzten Druckstift 149 geformt
und besteht aus Kautschuk wie z.B. Fluor enthaltendem Kautschuk.
Das Druckelement 152 befestigt die Schalterabdeckung 150 an
einem Betätigungseinheitsgehäuse 151 auf
eine wasserdichte Weise. Der Druckstift 149 ist durch das
Druckelement 152 geführt.
Die Mutter 153 wird verwendet, um das Druckelement 152 zu
fixieren. Die Schrauben 154 werden verwendet, um das Verkappungselement 147 am Betätigungseinheitsgehäuse 147 zu
befestigen. Der O-Ring 155 wird verwendet, um Wasserdichtheit
zwischen dem Verkappungselement 147 und dem Gehäuse 151 zu
erreichen. Das Schalterkabel 157 ist mit einem Kontakt 156 des
elektrischen Schalters 148 verspleißt. Folglich liegt der elektrische
Schalter 148 in dem Raum, der mit dem ersten Dichtungsniveau
oder höher
unter Verwendung der Schalterabdeckung 150 und des O-Rings 155 abgedichtet
ist.
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Die
Schalterabdeckung 150, die verwendet wird, um den abgedichteten
Raum zu realisieren, ist so ausgebildet, dass sie dick genug ist,
so dass sie nicht zerbrochen oder beschädigt wird, selbst wenn sich
die Luft im abgedichteten Raum aufgrund der Dekomprimierung oder
Druckbeaufschlagung, die während
der Autoklavenbehandlung durchgeführt werden, ausdehnt oder zusammenzieht.
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Der
abgedichtete Raum ist druckbeständig,
so dass er der Dekomprimierung und Druckbeaufschlagung, die während der
Autoklavenbehandlung durchgeführt
werden, standhält. Überdies
ist der abgedichtete Raum viel kleiner als der Innenraum des Endoskops.
Eine Menge an Luft, die sich aufgrund der während der Autoklavenbehandlung
durchgeführten
Dekomprimierung ausdehnt, ist daher begrenzt. Da die Möglichkeit, dass
die Mantelröhre,
die den biegsamen Teil umgibt, platzen kann, wie in Verbindung mit
dem Stand der Technik beschrieben, gering ist, ist die Möglichkeit,
dass die Schalterabdeckung 150 platzen kann, gering. von
diesem Gesichtspunkt aus ist es nicht nötig, die Schalterabdeckung 150 allzu
dick zu machen.
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Abgesehen
von der Schaltereinheit müssen
einige Teile des Endoskop-Innenraums nicht vollständig hermetisch
abgedichtet sein, sondern müssen
mit einem gewissen Dichtungsniveau abgedichtet und vor dem Eindringen
von Dampf geschützt
werden. Diese Teile sind wie die vorangehende Schaltereinheit mit
dem ersten Dichtungsniveau oder höher abgedichtet, wodurch das
Eindringen von Dampf erfolgreich minimiert werden kann.
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Ein
Feuchtigkeitsabsorptionselement 158 kann überdies
im abgedichteten Raum angeordnet sein. Das Feuchtigkeitsabsorptionselement 158 absorbiert
eindringenden Dampf und hilft somit, die Verschlechterung der elektronischen
Teile zu verhindern. Wenn das Feuchtigkeitsabsorptionselement gegen
ein neues ausgetauscht werden kann, wäre es vorteilhafter.
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Der
O-Ring und andere Kautschuk-Dichtungselemente bestehen im Allgemeinen
aus einem Silikonkautschuk oder Fluor enthaltendem Kautschuk. Ein
Silikonkautschuk ist jedoch für
Dampf ziemlich durchlässig. Aus
diesem Grund ist die Verwendung des vorstehend genannten Dichtungselements,
das aus einem Fluor enthaltenden Kautschuk besteht, bevorzugt. Aus
demselben Grund sollte eine Trennwand für einen Raum, der vor dem Eindringen
von Dampf abgeschirmt werden muss, beispielsweise vielmehr aus Fluor
enthaltendem Kautschuk als Silikonkautschuk hergestellt werden.
Ebenso sollte eine Verbindung, die vor dem Eindringen von Dampf
abgeschirmt werden muss, vielmehr unter Verwendung eines Epoxidklebstoffs
oder eines Keramikklebstoffs als eines Silikonklebstoffs ausgeführt werden.
-
Ein
Teil, der aus einem dimensionellen oder strukturellen Grund nicht
unter Verwendung eines luftdichten Trennelements oder luftdichten
Verbindungsmittels hermetisch abgedichtet werden kann, wird mit
einer Beschichtung vom Gassperrtyp bedeckt. Dies erweist sich beim
Verhindern des Eindringens von Dampf als wirksam.
-
Die
Außenfläche der
Lichtleiterfaser-Ummantelungsröhre 114,
die Außenfläche der
wärmeschrumpfbaren
Röhre der
Abbildungseinheit 17 und die anderen Außenflächen der Verbindungen, die
mit einem Klebstoff ausgebildet sind, können beispielsweise mit einer
Beschichtung vom Gassperrtyp bedeckt werden. Dies übt den Vorteil
aus, dass ein interner Teil, beispielsweise das Lichtleiter-Faserbündel 18 sich
kaum verschlechtert.
-
Die
Beschichtungsverfahren zum Ausbilden der Beschichtung vom Gassperrtyp
umfassen eine Harzbeschichtung, wie z.B. eine Parylenharzbeschichtung,
eine metallische Dünnfilmbeschichtung
wie z.B. eine auf Abscheidung basierende Beschichtung oder eine
Beschichtung auf Tauchlötbasis,
eine Keramikbeschichtung wie z.B. eine Beschichtung unter Verwendung
von Siliziumdioxid, in das Silazan umgewandelt wird, und eine Kristallbeschichtung.
Für beispielsweise
die Lichtleiterfaser-Ummantelungsröhre 114 muss ein Verfahren zum
Ausbilden einer weichen Beschichtung übernommen werden. Gemäß diesem
Verfahren kann das Eindringen von Dampf ohne Erhöhung der Größe des abzudichtenden Inhalts
verhindert werden. Wenn das zweite Dichtungsniveau gemäß der metallischen
Dünnfilmbeschichtung,
Keramikbeschichtung oder Kristallbeschichtung erreicht werden kann,
kann das Verfahren für
ein optisches Beobachtungssystem, das optische Elemente enthält, übernommen
werden.
-
Ähnlich dem
ersten Ausführungsbeispiel
wird, selbst wenn das Endoskop des vorliegenden Ausführungsbeispiels
einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, der hermetisch abgedichtete
Abbildungseinheitskörper 100 nicht
zerstört
und Dampf dringt nicht in das Innere des hermetisch abgedichteten
Abbildungseinheitskörpers 100 ein.
-
Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
werden überdies
der Emissionsendteil und der Einfallsendteil der Lichtleitereinheit 32,
die hermetisch abgedichtet sind und mit einem luftdichten Verbindungsmittel getränkt sind, ähnlich dem
hermetisch abgedichteten Abbildungseinheitskörper 100 nicht zerstört. Überdies dringt
Dampf nicht in die Lichtleitereinheit 82 ein.
-
Ferner
ist eine Schaltereinheit mit dem ersten Dichtungsniveau oder höher abgedichtet.
Das Eindringen von Dampf in die Schaltereinheit wird somit minimiert.
Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur, der in das Innere des
Endoskops eingedrungen ist, greift einen elektrischen Schalter nicht
direkt an.
-
Wenig
Dampf, der eingedrungen ist, wird durch ein Feuchtigkeitsabsorptionselement
absorbiert. Es wird daher verhindert, dass der elektrische Schalter
oder dergleichen aufgrund von Dampf oder Feuchtigkeit ausfällt. Dampf
mit hohem Druck und hoher Temperatur greift überdies ein Lichtleiter-Faserbündel infolge
der Wirkung einer Mantelröhre
nicht direkt an. Die Verschlechterung eines Faserglases kann verhindert
werden. Dies führt
zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit, dass eine Faser zerbrochen
wird.
-
Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist fast der gesamte Inhalt des Endoskops, der für Dampf anfällig ist, der in den Endoskop-Innenraum
eindringt, auf eine luftdichte oder wasserdichte weise abgedichtet. Dies
führt zu
einer verringerten Wahrscheinlichkeit, dass das ganze Endoskop ausfällt.
-
Das
Endoskop kann einer Autoklavenbehandlung unterzogen werden, ohne
dass eine Rückschlagventilkappe
angebracht ist, aber wobei eine Lüftungsöffnung in der Außenwand
des Endoskops auf dieselbe Weise, wie es wie herkömmlich unter
Verwendung eines Ethylenoxidgases sterilisiert wird, offen gelassen
wird. In diesem Fall kann Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur
aktiv in das Innere des Endoskops eindringen. Da fast der gesamte
Inhalt des Endoskops, der für
Dampf anfällig
ist, wie z.B. ein Beobachtungsmittel, ein Beleuchtungsmittel und
eine Schaltereinheit, auf eine luftdichte oder wasserdichte Weise
abgedichtet ist, fällt
das Endoskop trotzdem nicht aus.
-
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
stellt die nachstehend beschriebenen Vorteile bereit.
- – Selbst
wenn ein biegsames Endoskop, von welchem ein Gehäuseelement aus einem Polymermaterial
besteht, einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, platzt die
Mantelröhre
eines biegsamen Teils nicht und die in das Endoskop integrierten
Funktionsteile fallen nicht aus.
- – Selbst
wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, durchdringt
Dampf nicht luftdichte Trennelemente, die ein Gehäuse eines
hermetisch abgedichteten Abbildungseinheitskörpers bilden, und Verbindungen
der hermetisch verbundenen luftdichten Trennelemente. Der Dampf
dringt daher nicht in den hermetisch abgedichteten Abbildungseinheitskörper ein.
Es wird daher verhindert, dass elektronische Teile, einschließlich eines
CCD, ausfallen und dass die Qualität der Sicht aufgrund von Kondensation, die
auf einer Linse auftritt, beeinträchtigt wird.
- – Selbst
wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, werden
luftdichte Trennelemente, die ein Gehäuse einer hermetisch abgedichteten
Objektiveinheit bilden, und Verbindungen der hermetisch verbundenen
luftdichten Trennelemente nicht zerstört. Es kommt daher nicht vor,
dass Dampf in das Innere der hermetisch abgedichteten Objektivlinseneinheit
aufgrund von Zerstörung
eindringt. Selbstverständlich
kommt es nicht vor, dass die elektronischen Teile wie z.B. das CCD
ausfallen und dass die Qualität
der Sicht aufgrund von Kondensation auf einer Linse beeinträchtigt wird.
- – Selbst
wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, dringt
Dampf nicht in die hermetisch abgedichteten Emissions- und Einfallsendteile
eines Lichtleiter-Faserbündels
ein. Folglich findet eine unzureichende Beleuchtung, die von der
Kondensation auf einer Linse herrührt, nicht statt.
- – Selbst
wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, greift
Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur, der in den Endoskop-Innenraum
eingedrungen ist, einen elektrischen Schalter nicht direkt an. Überdies
wird wenig Dampf, der in eine Schaltereinheit eingedrungen ist,
durch ein Feuchtigkeitsabsorptionselement absorbiert. Es kommt nicht
vor, dass der elektrische Schalter aufgrund von Dampf oder Feuchtigkeit
ausfällt.
- – Selbst
wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, greift
Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur das Lichtleiter-Faserbündel nicht
direkt an. Dies führt
zu einer verringerten Wahrscheinlichkeit, dass Fasergläser sich
verschlechtern, so dass sie zerbrechen.
- – während der
Autoklavenbehandlung kann der Endoskop-Innenraum mit Außenluft belüftet werden, ohne dass eine
Rückschlagventilkappe
angebracht ist, um ein Platzen der Mantelröhre des biegsamen Teils zu verhindern.
Selbst in dieser Situation versagen das optische Beobachtungssystem, das
optische Beleuchtungssystem, die Schalter und anderer verschiedener
Inhalt des Endoskops nicht.
-
Mit
Bezug auf 23 bis 25 wird
nachstehend das dritte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Der
Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist im Wesentlichen identisch zu jenem des zweiten Ausführungsbeispiels.
Nur verschiedene Komponenten werden beschrieben. Dieselben Bezugsziffern werden
identischen Komponenten zugewiesen. Auf die Beschreibung der Komponenten
wird verzichtet.
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Ein
Endoskop 200 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist, wie in 23 und 24 gezeigt,
ein Faserendoskop, das Fasern als Beobachtungsmittel, das heißt als Bildübertragungsmittel,
verwendet.
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Ein
Bildleiter-Faserbündel 201 ist
durch die Einführungseinheit 2 hindurchgeführt. Das
Bildleiter-Faserbündel 201,
das als Bildübertragungsmittel
dient, ist als optisches Faserbündel
ausgebildet, das durch Bündeln
von Fasern, das heißt
einer Vielzahl von optischen Fasern mit jeweils einem Kern und einem
Mantel hergestellt wird. Objektive 202 befinden sich am
distalen Ende des Bildleiter-Faserbündels 201. Eine Okulareinheit 203 befindet
sich an dessen anderem Ende.
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Eine
Verbindungssteckereinheit 204 weist einen Lichtleiter-Verbindungsstecker 205 und
eine Lüftungsbasis 206 auf,
durch die Außenluft
durch den Innenraum des Endoskops 200 umgewälzt wird.
Eine Lüftungskappe 207 steht
mit der Lüftungsbasis 206 in
Eingriff, wodurch das Innere des Endoskops mit Außenluft belüftet wird.
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Im
Gegensatz zu den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen ist keine
Abbildungseinheit in den distalen Teil 8 integriert. Statt
dessen sind ein Bildleiter-Faserbündel 201, ein Bildleiter-Faserrahmen 208,
eine Gruppe von Objektiven 202, ein Objektivdeckelement 209,
ein Objektivlinsenrahmen 210 und eine Bildleiterfaser-Ummantelungsröhre 211 in
den distalen Teil 8 integriert. Der Bildleiter-Faserrahmen 208,
der aus einem Metall besteht, dient als luftdichtes Trennelement,
das das Bildleiter-Faserbündel 201 aufnimmt.
Die Gruppe von Objektiven 202 befindet sich am distalen
Ende des Bildleiter-Faserbündels 201 und
erzeugt ein Objektbild. Das Objektivdeckelement 209, das
aus Saphir besteht, dient als luftdichtes Trennelement, das sich
am distalen Ende der Gruppe von Objektiven 202 befindet.
Der Objektivlinsenrahmen 210, der aus einem Metall besteht, dient
als luftdichtes Trennelement, das das Objektivdeckelement und andere
aufnimmt. Die Bildleiterfaser-Ummantelungsröhre 211 schließt das Bildleiter-Faserbündel 201 ein.
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Die
Fasern, die das Bildleiter-Faserbündel 201 bilden, müssen auf
dieselbe Weise angeordnet werden wie deren distales Ende und proximales
Ende. Aus diesem Grund werden die beiden Endteile der Fasern fixiert,
während
sie mit einem Glas getränkt
werden, das mit einem flüssigen
Mittel wie z.B. einem säuregelösten Glas
geschmolzen wird. Das säuregelöste Glas
erfüllt
daher die Rolle eines Luftdichtheits-Aufrechterhaltungsfüllstoffs,
mit dem die beiden Endteile der Fasern, die das Bildleiter-Faserbündel 210 bilden,
getränkt
werden sollen.
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Der
distale Teil des Bildleiter-Faserbündels 201, der mit
dem säuregelösten Glas
fixiert ist, und der Bildleiter-Faserrahmen 208 werden,
wie in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel
beschrieben, unter Verwendung eines geschmolzenen Glases hermetisch
verbunden. Überdies
wird eine proximale Linse, die in der Gruppe von Objektiven 202 enthalten
ist, an das distale Ende des Bildleiter-Faserbündels unter Verwendung eines
transparenten Klebstoffs geklebt und an diesem befestigt.
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Eine
Metallbeschichtung wird auf der Seitenfläche des Objektivdeckelements 209 und
auf dem inneren Umfang des Objektivlinsenrahmens 210 ausgebildet.
Das Objektivdeckelement 209 und der Objektivlinsenrahmen 210 werden
beispielsweise durch Weichlöten
hermetisch verbunden.
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Eine
vordere Linse, die in der Gruppe von Objektiven 202 enthalten
ist, wird im Objektivrahmen 210, der hermetisch mit dem
Objektivdeckelement 209 vereinigt ist, gesichert. Anschließend wird
das Bildleiter-Faserbündel 201,
an dem eine proximale Linse, die in der Gruppe von Objektiven 202 enthalten
ist, befestigt ist, in den Objektivlinsenrahmen 210 eingesetzt.
Das Bildleiter-Faserbündel 201 wird
dann vorübergehend
an einer Position festgelegt, an der die Gruppe von Objektiven in
den Brennpunkt gelangt, indem beispielsweise Punktschweißen durchgeführt wird.
Anschließend
werden der Objektivrahmen 210 und der Bildleiter-Faserrahmen 208 durch
Durchführen
von Laserschweißen
hermetisch verbunden.
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Folglich
ist der Teil, der mit dem Objektivdeckelement 209, dem
Objektivrahmen 210, dem Bildleiter-Faserrahmen 208 und
dem Ende des Bildleiter-Faserbündels 201 umschlossen
ist, ähnlich
dem hermetisch abgedichteten Abbildungseinheitskörper 100 im zweiten
Ausführungsbeispiel
hermetisch abgedichtet.
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Daher
kommt es nicht vor, dass Dampf in das Objektivdeckelement 209 durch
Spalte unter den Fasern und einen Spalt zwischen dem Bildleiter-Faserbündel 201 und
dem Bildleiter-Faserrahmen 208 eindringt.
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Ein
beliebiges anderes Verfahren als ein Verbindungsverfahren unter
Verwendung eines geschmolzenen Glases kann zum Verbinden des distalen
Teils des Bildleiter-Faserbündels 201,
der mit einem säuregelösten Glas
fixiert ist, und des Bildleiter-Faserrahmens 208 übernommen
werden. Eine Metallbeschichtung kann beispielsweise auf dem äußeren Umfang
des distalen Teils des Bildleiter-Faserbündels ausgebildet werden, der
mit dem säuregelösten Glas
fixiert ist. Der distale Teil des Bildleiter-Faserbündels, dessen
Oberfläche
endbearbeitet wurde, und der Bildleiter-Faserrahmen 208 können unter
Verwendung eines Weichlots hermetisch verbunden werden.
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Überdies
ist das Bildleiter-Faserbündel 201 nicht
auf ein biegsames Faserbündel
begrenzt, dessen beide Endteile von Fasern mit dem säuregelösten Glas
fixiert sind und dessen Zwischenteil der Fasern mit dem säuregelösten Glas,
das mit einem flüssigen
Mittel geschmolzen wird, voneinander getrennt sind. Jede der Fasern
weist einen Kern und einen Mantel auf. Alternativ reicht eine Leitungsfaser,
die als eine Leitung über
deren ganze Länge
dient und durch Einkapseln einer Vielzahl von Kerngläsern in
ein Mantelglas hergestellt wird. In diesem Fall erfüllt das
Mantelglas die Rolle eines Luftdichtheits-Aufrechterhaltungsfüllstoffs
zum Bedecken jedes Kernglases einer optischen Faser.
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Im
Allgemeinen besteht das biegsame Faserbündel aus einem Mehrkomponentenglas.
Die Leitungsfaser besteht aus Quarzglas sowie dem Mehrkomponentenglas.
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Wie
in 25 gezeigt, besteht die Okulareinheit 203 aus
einer Gruppe von Okularen 215 und einer Okularfassung 213.
Die Okulareinheit 203 kann an einem Endoskopkörper 214 befestigt
oder von diesem gelöst
werden.
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Die
Gruppe von Okularen 215 ist in einem Hohlraum eines metallischen
Okularrahmens 216 montiert, der als Luftdichtheits-Trennelement
dient. Ein erstes Okulardeckglas 217 und ein zweites Okulardeckglas 218 sind
hermetisch im distalen Teil und proximalen Teil des Linsenrahmens 216 beispielsweise
unter Verwendung eines Weichlots festgelegt. Die äußeren Umfänge des
ersten und des zweiten Okulardeckglases 217 und 218, die
aus Saphir bestehen und als luftdichte Trennelemente dienen, sind
mit einer Metallbeschichtung bedeckt.
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Mit
anderen Worten, ein Innenraum, in dem die Gruppe von Okularen 215 angeordnet
ist, ist mit dem Okularrahmen 216, dem ersten Okulardeckglas 217 und
dem zweiten Okulardeckglas 218 hermetisch abgedichtet.
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Wenn
die Okulareinheit 203 am Endoskopkörper 214 befestigt
ist, dient das erste Okulardeckglas 217 als optisches Fenster,
das als Teil eines Gehäuses
des Endoskops enthalten ist.
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Ferner
weist der proximale Teil des Bildleiter-Faserbündels 201, das durch
den Endoskopkörper 214 hindurchgeführt ist,
dieselbe Struktur auf wie der distale Teil des vorstehend genannten
Bildleiter-Faserbündels 201.
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Eine
Metallbeschichtung ist überdies
auf der Seitenfläche
des Deckglases 219 ausgebildet. Das Deckglas 219 und
das Faserhalteelement 210 sind beispielsweise durch Weichlöten hermetisch
verbunden. Ein zweiter Bildleiter-Faserrahmen 221 und das
Faserhalteelement 220 sind beispielsweise unter Verwendung
eines Weichlots hermetisch verbunden.
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Da
das Ende des Bildleiter-Faserbündels 201 hermetisch
abgedichtet ist, durchdringt folglich Dampf nicht das Ende des Bildleiter-Faserbündels 201 und
die Innenfläche
des Deckglases 219.
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Wenn
die Okulareinheit 203 nicht am Endoskopkörper 214 befestigt
ist, dient das Deckglas 219 als optisches Fenster, das
ein Teil der Außenfläche des
Endoskops ist.
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Die
Gruppe von Okularen 215, die hermetisch abgedichtet ist,
kann überdies
frei am Bildausgangsende des Bildleiter-Faserbündels 201 befestigt
oder von diesem gelöst
werden. Alternativ kann ähnlich
der hermetisch abgedichteten Objektiveinheit 40 und dem
Bildeingangsende des CCD 43, die beim ersten Ausführungsbeispiel
verwendet werden, die Gruppe von hermetisch abgedichteten Okularen 215 eng
an das Bildausgangsende des Bildleiter-Faserbündels 201 geklebt
werden, indem ein transparenter Klebstoff derart aufgebracht wird,
dass keine Luftschicht vorhanden ist. In diesem Fall sollte ein
Okularfokussierungsmechanismus in der hermetisch abgedichteten Okulareinheit
für den
Zweck der Einstellung der Dioptrie der Okulare enthalten sein.
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Überdies
ist das Bildleiter-Faserbündel 201 ähnlich dem
Lichtleiter-Faserbündel 18 im
zweiten Ausführungsbeispiel
mit dem ersten Dichtungsniveau oder einem höheren Niveau mit einer Ummantelungsröhre und
Basis abgedichtet.
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Die
durch das Endoskop 200 mit dem vorstehenden Aufbau auszuübende Funktionen
werden nachstehend beschrieben.
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Wenn
die Lüftungskappe 207 mit
der Lüftungsbasis 206 in
Eingriff steht, wird der Innenraum des Endoskops 200 mit
Außenluft
belüftet.
Zur Reinigung wird die Lüftungskappe 207 nicht
mit dieser in Eingriff gebracht, um Wasserdichtheit zu erreichen.
Zur Autoklavenbehandlung wird das Endoskop in einen Autoklaven gelegt,
wobei die Lüftungskappe 207 mit
dieser in Eingriff steht. Somit wird ein Platzen der Mantelröhre 37,
die den biegbaren Teil 9 umgibt, verhindert.
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Zu
diesem Zeitpunkt dringt eine große Menge Dampf durch die Lüftungseinheit
in den Endoskopkörper 214 ein.
Trotzdem durchdringt der Dampf nicht das distale Ende des Bildleiter-Faserbündels 210,
das im Endoskopkörper 214 hermetisch
abgedichtet ist, und die Gruppe von Okularen 215, die in
der Okulareinheit 203 enthalten ist, die am Endoskopkörper 214 befestigt
oder von diesem gelöst
werden kann. Es kommt daher nicht vor, dass Dampf in die abgedichteten
Räume eindringt
und Wassertröpfchen
auf optischen Elementen erzeugt werden.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
weist die nachstehend beschriebenen Vorteile auf.
- – Wenn ein
biegsames Endoskop, dessen Gehäuseelement
aus einem Polymermaterial besteht, einer Autoklavenbehandlung unterzogen
wird, kommt es nicht vor, dass die Mantelröhre eines biegbaren Teils platzt und
dass das Blickfeld verengt wird.
- – Wenn
das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, dringt
Dampf nicht in den hermetisch abgedichteten distalen Teil eines
Bildleiter-Faserbündels
und eine Okulareinheit ein. Wenn Wassertröpfchen auf der Oberfläche des
Deckglases der Okulareinheit erzeugt werden, kann die Okulareinheit überdies
gelöst
werden, um die Wassertröpfchen
abzuwischen. Folglich kommt es nicht vor, dass das Blickfeld, das
durch die Okulareinheit bereitgestellt wird, aufgrund von Kondensation,
die auf einer Linse auftritt, verengt wird.
- – Wenn
das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, werden
der hermetisch abgedichtete distale Teil des Bildleiter-Faserbündels, die
luftdichten Trennelemente, die das Gehäuse der Okulareinheit bilden,
und Verbindungen der hermetisch verbundenen luftdichten Trennelemente
nicht zerstört.
Daher kommt es nicht vor, dass Dampf aufgrund von Zerstörung nach
innen eindringt. Natürlich
kommt es nicht vor, dass das Blickfeld aufgrund von Kondensation
auf einer Linse verengt wird.
- – Wenn
das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, greift
Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur das Bildleiter-Faserbündel nicht
direkt an. Folglich verschlechtern sich die Fasergläser nicht,
so dass sie brechen.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
kann anstelle der Lüftungskappe
ein Kappenelement mit der Fähigkeit
eines Rückschlagventils ähnlich der
Rückschlagventilkappe 20 im
ersten Ausführungsbeispiel
mit der Lüftungsbasis 206 in
Eingriff gebracht werden.
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In
diesem Fall muss das Kappenelement so konstruiert sein, dass, wenn
es mit der Lüftungsbasis 206 in
Eingriff steht, es mit einer Außenseite
in Verbindung steht und als Rückschlagventil
funktioniert. Wenn dieser Aufbau aufgegriffen wird, dringt Dampf ähnlich dem
ersten Ausführungsbeispiel
während
der Autoklavenbehandlung nicht aktiv in das Innere des Endoskops
ein. Es kann verhindert werden, dass der Inhalt des Endoskops beeinträchtigt wird.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sind überdies
der Objektivrahmen 210 und der Bildleiter-Faserrahmen 208 durch
Laserschweißen
hermetisch verbunden. Wie in 26 gezeigt,
kann alternativ ähnlich
der Luftdichtheitsaufrechterhaltungsröhre 87 im zweiten
Ausführungsbeispiel
ein Luftdichtheitsaufrechterhaltungselement 225, das aus
einem Metall, einer Keramik oder dergleichen besteht, verwendet
werden. Das Luftdichtheitsaufrechterhaltungselement 225 und
der Objektivrahmen 210 und der Bildleiter-Faserrahmen 208 können durch
Laserschweißen
oder Weichlöten
hermetisch verbunden werden. In diesem Fall können der Objektivrahmen 210 und
der Bildleiter-Faserrahmen 208 fester miteinander verbunden
werden. Folglich ist es einfach, die Gruppe von Objektiven 202 während der
Montage in den Brennpunkt zu bringen.
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Wenn
Feuchtigkeit auf der Oberfläche
des Deckglases 219 während
der Autoklavenbehandlung zu Wassertröpfchen kondensiert, oder wenn
Wassertröpfchen
auf der Oberfläche
des zweiten Deckglases 218 erzeugt werden, können die
Wassertröpfchen überdies
durch Abnehmen der Okulareinheit 203 leicht abgewischt
werden.
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Wie
in 27 gezeigt, kann eine hermetisch abgedichtete
Objektiveinheit 337 fest an das distale Ende eines Bildleiter-Faserbündels 336,
das heißt,
dessen Bildeingangsende, unter Verwendung eines transparenten Klebstoffs 329 derart
geklebt werden, dass keine Luftschicht vorhanden ist. Die Objektiveinheit 337 besteht aus
einem Objektivrahmen 338, einem distalen Deckglas 339,
einem Hinterende-Deckglas 340, einer Gruppe von Objektiven 341 und
einem Abstandsring 342. Der Objektivrahmen 338 besteht
aus einem Metall. Das distale Deckglas 339, das aus Saphir
besteht, ist im distalen Teil des Objektivrahmens 338 durch
Hartlöten
oder dergleichen hermetisch festgelegt. Eine Metallbeschichtung
ist auf dem äußeren Umfang
des distalen Deckglases 339 als Verbindung des distalen
Deckglases und des Objektivrahmens ausgebildet. Die Gruppe von Objektiven 341 ist
in einem Raum angeordnet, der mit dem Objektivrahmen 338 und
den Deckgläsern 339 und 340 hermetisch
abgedichtet ist.
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Bei
diesem Aufbau wird der Abstandsring 342 verwendet, um die
Gruppe von Objektiven 341 zu positionieren und um sie auf
das Bildeingangsende des Bildleiter-Faserbündels 336 zu fokussieren.
Die Fokussierung muss daher insbesondere nicht während der Montage durchgeführt werden.
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Das
Hinterende-Deckglas 340 ist nicht am proximalen Ende des
Objektivrahmens 338 befestigt, sondern mit einem Eingriffsteil 338a,
der am Ende des Objektivrahmens 338 belassen ist, befestigt.
Der distale Teil einer Basis 343 des Bildleiter-Faserbündels 336 ist
in den Eingriffsteil 338a eingesetzt und in diesem befestigt,
welcher am Ende des Objektivrahmens 338 ausgebildet ist.
Infolge dieses Aufbaus wird die Mittelachse der Gruppe von Objektiven 341 auf
die Mittelachse des Bildleiter-Faserbündels 336 ausgerichtet.
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Ein
Maskenabscheidungs-Deckglas 334 ist, wie in 28 gezeigt, am Bildausgangsende des Bildleiter-Faserbündels 336 befestigt.
Ein schwarzes Abscheidungsmaterial 345 wie z.B. Chromoxid
ist, wie in 29 gezeigt, auf dem Maskenabscheidungs-Deckglas 344 abgeschieden,
wodurch folglich eine Feldmaske ausgebildet wird. Ein Teil des Maskenabscheidungs-Deckglases,
auf dem das Abscheidungsmaterial 345 nicht abgeschieden
ist, legt einen Bereich eines von einem Beobachter gesehenen Blickfeldes
fest. Die Feldmaske weist einen Aufwärtsanzeiger 344a auf,
um dem Beobachter zu helfen, eine Aufwärtsrichtung zu erkennen.
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Das
Maskenabscheidungs-Deckglas 344 ist, wie in 28 gezeigt, eng am Bildausgangsende des Bildleiter-Faserbündels 36 unter
Verwendung eines transparenten Silikonklebstoffs 346 derart
befestigt, dass keine Luftschicht vorhanden ist.
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Ferner
ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine hermetisch abgedichtete Beleuchtungslinseneinheit 358,
wie in 27 gezeigt, eng am Emissionsende
eines Lichtleiter-Faserbündels 357 unter
Verwendung eines transparenten Klebstoffs 329 derart befestigt,
dass keine Luftschicht vorhanden ist. Die Beleuchtungslinseneinheit 358 besteht
aus einem Beleuchtungsrahmen 359, einem distalen Beleuchtungsdeckglas 360,
einem Hinterende-Beleuchtungsdeckglas 361 und
einer Beleuchtungslinse 362. Der Beleuchtungsrahmen 359 besteht
aus einem Metall. Das distale Beleuchtungsdeckglas 360,
das aus Saphir besteht, ist im distalen Teil des Beleuchtungsrahmens 359 beispielsweise
durch Hartlöten
hermetisch gesichert. Eine Metallbeschichtung ist auf dem äußeren Umfang
des distalen Beleuchtungsdeckglases 360 als Verbindung
des distalen Beleuchtungsdeckglases 360 und des Beleuchtungsrahmens 359 ausgebildet.
Das Hinterende-Beleuchtungsdeckglas 361, das aus Saphir
besteht, ist im proximalen Teil des Beleuchtungsrahmens 359 hermetisch
festgeklemmt. Die Beleuchtungslinse 362 ist in einem Raum
angeordnet, der durch den Beleuchtungsrahmen 359 und die Deckgläser 360 und 361 hermetisch
abgedichtet ist.
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Das
Lichtleiter-Faserbündel 357 und
die Beleuchtungslinseneinheit 358 sind in einem Montageloch festgelegt,
das in eine distale Struktur einer Einführungseinheit gebohrt ist.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Lichtleiter-Faserbündel 357 durch das
Hinterende des Lochs eingesetzt, während die Beleuchtungslinseneinheit 358 durch
dessen Vorderende eingesetzt wird.
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30 zeigt eine Verbindungssteckereinheit 365,
die mit einer Lichtquellenvorrichtung gekoppelt werden soll. Eine
hermetisch abgedichtete Einheit 366 eines optischen Elements
am Beleuchtungslicht-Einfallsende ist eng am Einfallende des Lichtleiter-Faserbündels 357 unter
Verwendung eines transparenten Klebstoffs 329 derart befestigt,
dass keine Luftschicht vorhanden ist.
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Die
Einheit 366 des optischen Elements am Beleuchtungslicht-Einfallsende
besteht aus einem Stablinsenrahmen 367, zwei Deckgläsern 368 und
einer Stablinse 369. Der Stablinsenrahmen 367 besteht
aus einem Metall. Die zwei Deckgläser 368, die aus Saphir
bestehen, sind in beiden Endteilen des Stablinsenrahmens 267 durch
Durchführen
von Hartlöten
oder dergleichen hermetisch festgeklemmt. Eine Metallbeschichtung
ist auf den äußeren Umfängen der
Deckgläser 368 als
Verbindungen der Deckgläser
und des Stablinsenrahmens ausgebildet. Die Stablinse 369 ist
in einem Raum angeordnet, der mit dem Stablinsenrahmen 367 und
den Deckgläsern 368 hermetisch
abgedichtet ist. Die Stablinse 369 ist mit einer einzelnen
Faser, die aus einem Mehrkomponentenglas besteht, ausgebildet und
streut einfallendes Licht, das von einer Lichtquelle ausgeht, homogen.
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In 27 und 30 bezeichnet
die Bezugsziffer 327 die Verbindungen, an denen die Linsen
und Rahmen durch Hartlöten,
Weichlöten
oder Metallschweißen
wie z.B. Laserschweißen
hermetisch verbunden sind.
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Unter
der Annahme, dass das Endoskop mit dem vorstehenden Aufbau unter
Verwendung von Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur einer
Autoklavenbehandlung unterzogen wird, dringt Dampf in das Innere
des Endoskops durch die O-Ringe, Klebstoffe, Harzteile oder dergleichen
ein. Da jedoch die Objektiveinheit 337, die sich am Bildeingangsende
des Bildleiter-Faserbündels 336 befindet,
hermetisch abgedichtet ist, dringt Dampf nicht in den hermetisch
abgedichteten Raum ein. Folglich kommt es nicht vor, dass Wassertröpfchen auf
optischen Elementen, einschließlich
der Gruppe von Objektiven 341, erzeugt werden, die sie
schließlich
beschlagen.
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Das
Lichtleiter-Faserbündel 336 und
das Hinterende-Deckglas 340 sind überdies unter Verwendung des
transparenten Klebstoffs 329 derart eng aneinander befestigt,
dass keine Luftschicht vorhanden ist. Feuchtigkeit kondensiert daher
nicht zu Wassertröpfchen
zwischen dem Lichtleiter-Faserbündel und
dem Hinterende-Deckglas. Ferner ist das Maskenabscheidungs-Deckglas 344 eng
am Bildausgangsende des Bildleiter-Faserbündels 336 unter Verwendung
des transparenten Klebstoffs 46 derart befestigt, dass
keine Luftschicht vorhanden ist. Feuchtigkeit kondensiert nicht
zu Wassertröpfchen
zwischen dem Maskenabscheidungs-Deckglas und der Bildleiterfaser.
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Ferner
ist die Beleuchtungslinseneinheit 358, die sich am Emissionsende
der Lichtleiterfaser 357 befindet, hermetisch abgedichtet.
Wassertröpfchen
werden daher nicht erzeugt, die die optischen Elemente, einschließlich der
Beleuchtungslinse 362 beschlagen. Überdies sind das Lichtleiter-Faserbündel 357 und
das Hinterende-Beleuchtungsdeckglas 361 unter
Verwendung des transparenten Klebstoffs 329 derart eng
aneinander befestigt, dass keine Luftschicht vorhanden ist. Feuchtigkeit
kondensiert daher nicht zu Wassertröpfchen zwischen dem Lichtleiter-Faserbündel und
dem Hinterende-Beleuchtungsdeckglas. Ferner ist die Beleuchtungseinfallsende-Linseneinheit 366,
die sich am Einfallsende des Lichtleiter-Faserbündels 357 befindet,
hermetisch abgedichtet. Dampf dringt daher nicht in den hermetisch
abgedichteten Raum ein. Es kommt daher nicht vor, dass Wassertröpfchen auf
den optischen Elementen, einschließlich der Stablinse 3269 erzeugt
werden, die schließlich
die optischen Elemente beschlagen. Überdies sind das Lichtleiter-Faserbündel 357 und das
Deckglas 368 unter Verwendung des transparenten Klebstoffs 329 derart
eng aneinander befestigt, dass keine Luftschicht vorhanden ist.
Folglich kondensiert Feuchtigkeit nicht zu Wassertröpfchen zwischen
dem Lichtleiter-Faserbündel
und dem Deckglas.
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Es
wird erwartet, dass das vorliegende Ausführungsbeispiel die nachstehend
beschriebenen Vorteile bereitstellt.
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Selbst
wenn ein Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, kommt
es nicht vor, dass optische Elemente, die in einer Objektiveinheit
und einer Okulareinheit enthalten sind, beschlagen oder das Blickfeld
aufgrund der Verschlechterung der Linsengläser verengt wird. Die Objektiveinheit
und die Okulareinheit sind hermetisch abgedichtet und am Bildeingangsende
eines Bildleiter-Faserbündels
bzw. dessen Bildausgangsende angeordnet.
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Selbst
wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, besteht überdies
keine Gefahr, dass Feuchtigkeit zu Wassertröpfchen zwischen dem Ende des
Bildleiter-Faserbündels
und einem optischen Element kondensieren kann. Dies liegt daran,
dass die optischen Elemente eng am Bildeingangsende und Bildausgangsende
des Bildleiter-Faserbündels
derart befestigt sind, dass keine Luftschicht vorhanden ist.
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Selbst
wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, werden
ferner die optischen Elemente, die in den Räumen gesichert sind, die am
Emissionsende und am Einfallsende eines Lichtleiter-Faserbündels hermetisch
abgedichtet sind, nicht beschlagen oder Linsengläser verschlechtern sich nicht.
Folglich kommt es nicht vor, dass Beleuchtungslicht abgeschwächt oder
Licht auf eine inhomogene Weise verteilt wird.
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Selbst
wenn das Endoskop einer Autoklavenbehandlung unterzogen wird, kondensiert
Feuchtigkeit überdies
nicht zu Wassertröpfchen
zwischen den Enden des Lichtleiter-Faserbündels und den optischen Elementen.
Dies liegt daran, dass die optischen Elemente am Einfallsende und
am Emissionsende des Lichtleiter-Faserbündels derart eng befestigt
sind, dass keine Luftschicht vorhanden ist. Folglich kommt es nicht
vor, dass das Beleuchtungslicht abgeschwächt und Licht auf inhomogene
Weise verteilt wird.
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Ferner
sind das Bildausgangsende des Bildleiter-Faserbündels und ein Maskenabscheidungs-Deckglas
derart eng aneinander befestigt, dass keine Luftschicht vorhanden
ist. Interferenzstreifen, die von einer Reflexion stammen, die zwischen
dem Bildausgangsende und dem Maskenabscheidungs-Deckglas auftritt, werden nicht erzeugt.
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Ferner
ist das Maskenabscheidungs-Deckglas an das Bildausgangsende des
Bildleiter-Faserbündels unter
Verwendung eines Silikonklebstoffs geklebt, der relativ leicht abgewischt
werden kann. Das Maskenabscheidungs-Deckglas kann daher leicht repariert
werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es ersichtlich, dass in einem weiten Bereich liegende,
unterschiedliche Ausführungsbeispiele
auf der Basis der Erfindung ohne Abweichung vom Schutzbereich der
Erfindung ausgeführt
werden können.