WO2015181025A1 - Videoendoskop - Google Patents

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WO2015181025A1
WO2015181025A1 PCT/EP2015/061144 EP2015061144W WO2015181025A1 WO 2015181025 A1 WO2015181025 A1 WO 2015181025A1 EP 2015061144 W EP2015061144 W EP 2015061144W WO 2015181025 A1 WO2015181025 A1 WO 2015181025A1
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WO
WIPO (PCT)
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circuit board
printed circuit
flexible printed
video endoscope
heat sink
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/061144
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Wieters
Thorsten JÜRGENS
Jens SCHNITGER
Original Assignee
Olympus Winter & Ibe Gmbh
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Publication date
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Priority to JP2016569733A priority patent/JP6440744B2/ja
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Priority to US15/358,546 priority patent/US10524649B2/en

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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2476—Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports
    • G02B23/2484—Arrangements in relation to a camera or imaging device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/12—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements
    • A61B1/128—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements provided with means for regulating temperature
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    • A61B1/043—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for fluorescence imaging
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Definitions

  • the invention relates to a video endoscope with an image pickup device which is arranged in the distal region of the video endoscope in a shaft, wherein the image pickup device is electrically connected to a flexible printed circuit board.
  • the electrical connector comprises an at least partially flexible printed circuit board with tracks, wherein the printed circuit board has a base with openings for contact pins, a hermetic passage and a bendable first arm and a bendable second arm, which branch off in different, in particular opposite directions from the base, the first arm and the second arm facing away from the base
  • Each end has a flat end surface, wherein the conductor track between the openings on the base surface and electrical contact surfaces extend in the end faces.
  • a video endoscope with an image pickup device which is arranged in the distal portion of the video endoscope in a shaft, wherein the image pickup device is electrically connected to a flexible printed circuit board, wherein the flexible printed circuit board rests on a heat sink, wherein the heat sink at least partially on its Outside is fitted tension-free to an inner contour of the shaft.
  • a very good heat transfer to the shaft is made possible, whereby the cooling is increased.
  • a correspondingly large size or correspondingly large area of the heat sink which is fitted in sections to an inner contour of the shaft tension-free, be provided an increased area for heat dissipation.
  • the stress-free fitting of the outside of the heat sink to the inner contour of the shaft also ensures that electrical transitions, for example in particular, solder joints of electronic components that are soldered onto a flexible printed circuit board, and in particular the electronic transitions to the image pickup device can be kept free of stress or substantially stress-free. This increases the life of the video endoscope.
  • a predeterminable distance is provided between the outside of the cooling body and the inner contour of the shaft.
  • the predeterminable distance may preferably be in the range of 0.1 to 0.5 mm, in particular preferably between 0.2 and 0.3 mm.
  • stress-free means in particular that mechanical stresses are avoided.
  • the cooling body is at least partially form-fitted on the outside thereof to the inner contour of the shaft.
  • the shaft may be provided, for example, as a cylindrical tube.
  • the heat sink is at least partially on its outer contour also cylindrical or circular in cross section in sections.
  • a flexible potting material is introduced between the inner contour of the shaft and the outside of the heat sink.
  • the potting material is preferably thermally conductive and at the same time electrically insulating.
  • This may be a liquid, curable polymer, such as silicone.
  • the liquid, curable polymer which is preferably still flexible in the cured state, may be filled with boron nitride.
  • boron nitride aluminum nitride, silicon carbide, aluminum oxide, silicon dioxide or silicon nitrite can be used as a further filling material to to increase the plasticity of the polymer such as silicone.
  • the heat of the components is dissipated when at least one heat-generating electronic component mounted on the flexible printed circuit board is in contact with the cooling body.
  • This may be, for example, a CCD chip, but above all, for example, a driver chip or transistors, which are used to operate the image pickup device.
  • the components are preferably in the form of SMD components. At least one of the components or a plurality of components are preferably in contact with the cooling body.
  • the flexible printed circuit board consists of at least one first flexible printed circuit board and a second flexible printed circuit board, which are electrically connected to each other in the region of the heat sink, in particular soldered.
  • the first flexible printed circuit board which is preferably designed to be correspondingly short, serves for carrying the image recording device or a part of the image recording device. H hereby the handling when installing the image pickup device in the video endoscope or the installation of the video endoscope is simplified. It may then be provided, for example, a prefabrication of a CCD chip on the first flexible printed circuit board. That is, the usually mechanically very small electrical contacts can be so mechanically soldered to a short flexible printed circuit board.
  • the video endoscope can be provided by the persons who are responsible for the assembly, correspondingly slightly larger solder contacts to electrically connect the first flexible printed circuit board to the second flexible printed circuit board.
  • the first flexible printed circuit board for receiving the Imaging device provided and further arranged to the distal end than the second flexible printed circuit board.
  • a particularly good thermal contact transition is made possible when the first flexible printed circuit board is glued to the heat sink.
  • the heat sink preferably has a lateral guide for the flexible printed circuit board.
  • both the first flexible printed circuit board and the second flexible printed circuit board can have a lateral guide. It may also be that only one of the two flexible printed circuit boards has a lateral guide.
  • the heat sink has a lateral guide for the second flexible printed circuit board, wherein in particular preferably the guide is formed as a groove, in order to additionally provide a guide of the second flexible printed circuit board perpendicular to the lateral guide.
  • the second flexible printed circuit board is limited in their height mobility.
  • the groove serves to clamp the second flexible printed circuit board.
  • the second flexible printed circuit board is clamped under tension in the groove such that the second flexible printed circuit board rests toward the distal end of the second printed circuit board on the first printed circuit board.
  • the first flexible printed circuit board is located between the second flexible printed circuit board and the heat sink.
  • the heat sink is at least partially, preferably completely, electrically insulated. Under no circumstances can short circuits of the electrical connections occur in this embodiment.
  • the heat sink is electrically insulating coated.
  • the cooling body can be coated, for example, with an electrically insulating coating, for example by means of electron sputtering or laser ablation.
  • a heat sink made of copper, silicon oxide or boron nitride and sapphire can serve.
  • a heat sink which is made of aluminum, wherein in particular the surface of the heat sink is designed to be electrically insulating by hard anodization. This not only allows electrical insulation of the coating of the heat sink or the surface of the heat sink, but also a very good abrasion resistance, so that it can be assumed that an insulating surface of the heat sink permanently.
  • the inner contour of the shaft is at least partially complementary to the shape or approximately complementary to the outer contour of a portion of the heat sink.
  • the inner contour of the shaft in a cross section, which is arranged transversely, in particular at right angles, to a longitudinal axis of the shaft, the inner contour of the shaft with the outer contour of a portion of the heat sink complementary or approximately complementary shape.
  • the outside of the heat sink is nikabitess- shaped and has a radius which substantially corresponds to the radius of the inner contour of the shaft.
  • the heat sink is completely encapsulated in the shaft with a flexible potting material.
  • the shaft is preferably an inner shaft of the video endoscope.
  • the image recording device is preferably provided in a hermetically sealed space of the video endoscope.
  • the video endoscope may be provided with an image pickup device.
  • a video endoscope with at least two image recording devices whose light-sensitive surfaces are oriented orthogonal to one another is preferred.
  • two CCD chips may be provided, the image-receiving surfaces of which are orthogonal to one another.
  • the image pickup surfaces of the CCD chips may be provided adjacent to surfaces of prisms.
  • corresponding lenses or a corresponding objective can be provided between the prism (s).
  • an inner contour or an inner side of the shank is adapted to form an outer contour or outer side of the heat sink.
  • this is adapted so that the outer contour of the heat sink is formed approximately complementary to the shape or complementary to the shape of the inner contour of the shaft, this is preferably the case in sections.
  • the section may in this case be a section in the longitudinal axial direction.
  • the section may hereby alternatively or additionally be a section transverse to the longitudinal axis of the shaft.
  • the cooling body may be designed wing-like and the wings have an outer contour or an outer side, which is adapted to the inner contour of the shaft.
  • the outer side of the heat sink can be nikab- sectional shape and thus be adapted to the inner contour of the shaft, in particular complementary shape.
  • Fig. 1 a schematic side view of a part of a video endoscope according to the invention
  • FIG. 2 a schematic sectional view along A-A from FIG. 1 and FIG
  • Fig. 3 is a schematic plan view of part of the figure of the figure of a part of the video endoscope of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows part of a video endoscope 1 according to the invention.
  • the image pickup devices 2, 2 ' are arranged adjacent to a respective prism 27 or 27 ' .
  • the prisms 27, 27 ' are used to forward an image, which is from an objective, not shown, which is arranged in the distal region 3 of the video endoscope 1 in an optical housing 28, to the CCD chip or CCD sensors 2, 2 ' .
  • an inner shaft or inner tube which is not shown in Figure 1, but with the reference numeral 10 is shown in Figure 2, is provided.
  • the flexible printed circuit boards 5, 5 ' which can also be referred to as CCD tabs or flex boards, are relatively short and, in the illustration of FIG. 1, extend maximally to the left end of the heat sink 7 and to the distal end of the endoscope 1 towards the image pickup devices 2, 2 ' .
  • On the flexible printed circuit boards 5, 5 ' corresponding electronic components 14, 1 5 are applied, which are preferably in thermal contact with the cooling body 7.
  • the thermal contact can be made, that, as in the example of the electronic components 14, these components from the surface with the cooling body 7 have contact.
  • the flexible printed circuit board 5 is shown relatively straight in this embodiment.
  • the flexible printed circuit board 5 ' is angled substantially vertically in the region of the image recording device 2 ' . It is also possible to provide only one image pickup device 2 or 2 ' and corresponding electronic components on the then provided flexible printed circuit board 5 or 5 ' .
  • flexible printed circuit boards 5 and 5 'overlying flexible printed circuit boards 4, 4' serve to guide the electrical contacts from the distal end of the video endoscope to the proximal end.
  • This flexible printed circuit board which is at least partially flexible is configured, is thus partially on the first flexible printed circuit board 5, 5 ' .
  • An electrical contacting, for example a soldering, of the electrical leads takes place, for example, in the contacting region 29 or 30, which are illustrated in FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of a part of the video endoscope 1 shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view along the section AA from FIG. 1. It is shown here the space between the heat sink 7 and the shaft 1 0 up and down. In addition, it is shown that on the sides of the heat sink 7 is formed like a wing.
  • the wings have an outer contour or an outer side, which is adapted to the inner contour 9 of the shaft 1 0.
  • the shaft is circular in cross-section and thus the inner contour 9 of the shaft 1 0 circular.
  • the outer side 8, 8 'of the heat sink 7 is circular-segment-shaped and thus adapted to the inner contour 9 of the shaft 10.
  • the inner contour 9 of the shaft and the outer side 8, 8 'of the heat sink are thus approximately complementary in shape.
  • the outer side 8, 8 'of the heat sink 7 is now tension-free fitted to the inner contour 9 of the shaft 10. It is thus a predetermined distance, by the two arrows 1 1 in Figure 2 is indicated provided. At this distance, potting material 1 2 can be introduced in order, as far as possible freedom from stress of the introduction of the heat sink 7 in the shaft 1 0 a very good heat transfer from the cooling body 7 to the shaft 1 to ermögl ichen.
  • a malll iche guide 20 and 21 is provided for the flexible printed circuit board. This is shown in FIG.
  • the flexible printed circuit board 4 can thus be mounted very efficiently and accurately.
  • a side guide, not shown, for the printed circuit board 5 or 5 ' may be provided, which is hidden in Figure 3 but in plan view of the flexible printed circuit board 4.
  • a groove 22, 23 is provided, into which the second flexible printed circuit board 4, 4 ' and / or the first flexible printed circuit board 5 can be introduced, so that guidance from above is possible.
  • the groove can be designed so that the printed circuit board 4, 4 ' and / or 5, 5 ' can be clamped into the groove.
  • the heat sink 7 is provided with a corresponding clamping cover 24, 25.
  • the heat sink is preferably formed part-cylindrical.
  • the invention makes it possible to design the cooling body very large, whereby a very good heat dissipation of the electronic components 14, 1 5 and the CCD sensors 2, 2 'is possible.
  • a gap 1 1 between the cooling body 7 and the shaft 1 0 is provided.
  • the force acting on the CCD sensors 2, 2 ' is reduced.
  • a flexible potting compound or a flexible mate- Rials which is formed in the free spaces in the shaft 1 0 between the shaft 1 0 and the heat sink 7, nachträgl I occurring position deviations, for example, by thermal or mechanical stress or forces are compensated.
  • the discharge surface of the heat is significantly increased to the environment, so that the temperature at the CCD sensors 2, 2 ' and also the electronic components 14, 1 5 is reduced.
  • at least one electronic component is glued or potted with the heat sink 7.
  • both the first flexible printed circuit board and the second flexible printed circuit board are guided or inserted in corresponding lateral guides or in corresponding grooves.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Videoendoskop (1) mit einer Bildaufnahmevorrichtung (2, 2´), die im distalen Bereich (3) des Videoendoskops (1) in einem Schaft (10) angeordnet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Bildaufnahmevorrichtung (2, 2´) elektrisch mit einer flexiblen Leiterplatine (4, 4´, 5, 5´) verbunden ist, wobei die flexible Leiterplatine (4, 4´, 5, 5´) auf einem Kühlkörper (7) aufliegt, wobei der Kühlkörper (7) wenigstens abschnittsweise auf dessen Außenseite (8, 8´) an eine Innenkontur (9) des Schafts (10) spannungsfrei eingepasst ist.

Description

Videoendoskop
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Videoendoskop mit einer Bildaufnahmevorrichtung, die im distalen Bereich des Videoendoskops in einem Schaft angeordnet ist, wobei die Bildaufnahmevorrichtung elektrisch mit einer flexiblen Leiterplatine verbunden ist.
Aus DE 1 0 201 2 202 1 33 A1 ist ein elektrisches Verbindungsstück für ein Videoendoskop mit einer hermetisch abgeschlossenen Videoeinheit in einem Schaft des Endoskops, ein entsprechendes Videoendoskop und ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung in einem Videoendoskop bekannt. Hierbei umfasst das elektrische Verbindungsstück eine wenigstens teilweise flexible Leiterplatine mit Leiterbahnen, wobei die Leiterplatine eine Grundfläche mit Öffnungen für Kontaktstifte, eine hermetische Durchführung sowie einen biegbaren ersten Arm und einen biegbaren zweiten Arm aufweist, die in verschiedenen, insbesondere entgegengesetzten Richtungen von der Grundfläche abzweigen, wobei der erste Arm und der zweite Arm an ihren von der Grundfläche weg weisenden Enden jeweils eine flache Endfläche aufweisen, wobei die Leiterbahn zwischen den Öffnungen an der Grundfläche und elektrischen Kontaktierungsflächen in den Endflächen verlaufen.
Um die Bildqual ität bei Videoendoskopen zu verbessern, ist es sinnvoll, einen Kühlkörper zu verwenden, der die durch elektronische Bauteile entstehende Wärme abführt. Hierdurch wird insbesondere das Dunkelrauschen vermindert. Zudem wird hierdurch eine Dejustage der optischen Komponenten vermieden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Video- endoskop mit einer Bildaufnahmevorrichtung anzugeben, wobei zudem die Lebensdauer erhöht ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Videoendoskop mit einer Bildaufnahmevorrichtung, die im distalen Bereich des Videoendoskops in einem Schaft angeordnet ist, wobei die Bildaufnahmevorrichtung elektrisch mit einer flexiblen Leiterplatine verbunden ist, wobei die flexible Leiterplatine auf einem Kühlkörper aufliegt, wobei der Kühlkörper wenigstens abschnittsweise auf dessen Außenseite an eine Innenkontur des Schafts spannungsfrei eingepasst ist.
Durch Vorsehen eines Kühlkörpers, der wenigstens abschnittsweise auf dessen Außenseite an eine Innenkontur des Schafts spannungsfrei eingepasst ist, wird eine sehr gute Wärmeübergabe an den Schaft ermögl icht, wodurch die Kühlung erhöht wird . Zudem kann bei entsprechend großer Größe bzw. entsprechend großer Fläche des Kühlkörpers, die abschnittsweise an eine Innenkontur des Schafts spannungsfrei eingepasst ist, eine erhöhte Fläche zur Wärmeabgabe vorgesehen sein. Durch das spannungsfreie Einpassen der Außenseite des Kühlkörpers an die Innenkontur des Schafts wird zudem dafür gesorgt, dass elektrische Übergänge, beispiels- weise insbesondere Lötstellen von elektronischen Bauelementen, die auf einer flexiblen Leiterplatine aufgelötet sind, und insbesondere die elektronischen Übergänge zur Bildaufnahmevorrichtung spannungsfrei bzw. im Wesentlichen spannungsfrei gehalten werden können . Hierdurch wird die Lebensdauer des Videoendoskops erhöht.
Vorzugsweise ist zwischen der Außenseite des Kühl körpers und der Innenkontur des Schafts ein vorgebbarer Abstand vorgesehen . Durch Vorsehen eines vorgebbaren Abstands ist es auf sehr einfache Weise möglich, eine spannungsfreie Einpassung zu ermögl ichen . Der vorgebbare Abstand kann vorzugsweise im Bereich von 0, 1 bis 0,5 mm liegen , insbesondere vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,3 mm. Unter spannungsfrei wird im Sinne der Erfindung insbesondere verstanden, dass mechanische Spannungen vermieden werden . Vorzugsweise ist der Kühl körper wenigstens abschnittsweise auf dessen Außenseite an die Innenkontur des Schafts forman- gepasst. Der Schaft kann beispielsweise als zylindrisches Rohr vorgesehen sein . Für diesen Fall ist der Kühlkörper wenigstens abschnittsweise an dessen Außenkontur auch zyl indrisch bzw. im Querschnitt abschnittsweise kreisförmig .
Vorzugsweise ist zwischen der Innenkontur des Schafts und der Außenseite des Kühlkörpers ein flexibles Vergussmaterial eingebracht. Das Vergussmaterial ist vorzugsweise wärmeleitend und gleichzeitig elektrisch isolierend . Hierbei kann es sich um ein flüssiges, aushärtbares Polymer, wie beispielsweise Silikon handeln . Um eine thermische Leitfähigkeit vorzusehen, kann das flüssige, aushärtbare Polymer, das im ausgehärteten Zustand vorzugsweise noch flexibel ist, mit Bornitrit gefüllt sein. Als weiteres Füllmaterial kann Aluminiumnitrit, Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid oder Siliciumnitrit beispielsweise Verwendung finden, um die Wär- meleitfähigkeit des Polymers wie beispielsweise Silikon zu erhöhen.
Sehr effizient wird die Wärme der Bauteile abgeführt, wenn wenigstens ein Wärme erzeugendes elektronische Bauteil, das auf der flexiblen Leiterplatine angebracht ist, in Kontakt mit dem Kühl körper steht. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen CCD-Chip handeln, aber vor allen Dingen beispielsweise um einen Treiberchip oder Transistoren handeln, die zum Betrieb der Bildaufnahmevorrichtung Verwendung finden . Die Bauteile liegen vorzugsweise in Form von SMD-Bauteilen vor. Wenigstens eines der Bauteile oder mehrere Bauteile stehen vorzugsweise in Kontakt mit dem Kühl körper.
Besonders bevorzugt ist, wenn die flexible Leiterplatine aus wenigstens einer ersten flexiblen Leiterplatine und einer zweiten flexiblen Leiterplatine besteht, die im Bereich des Kühlkörpers miteinander elektrisch verbunden sind, insbesondere verlötet sind . Hierbei dient die erste flexible Leiterplatine, die vorzugsweise entsprechend kurz ausgestaltet ist, zum Tragen der Bildaufnahmevorrichtung bzw. eines Teils der Bildaufnahmevorrichtung . H ierdurch wird das Handling beim Einbau der Bildaufnahmevorrichtung in das Videoendoskop bzw. der Montage des Videoendoskops vereinfacht. Es kann dann beispielsweise eine Vorfertigung eines CCD-Chips auf der ersten flexiblen Leiterplatine vorgesehen sein . Das heißt, die üblicherweise maschinell sehr kleinen elektrischen Kontakte können so maschinell auf einer kurzen flexiblen Leiterplatine verlötet werden . Bei der Montage des Videoendoskops können dann durch die Personen, die für die Montage zuständig sind, entsprechend etwas größere Lötkontakte vorgesehen sein, um d ie erste flexible Leiterplatine mit der zweiten flexiblen Leiterplatine elektrisch zu verbinden .
Vorzugsweise ist die erste flexible Leiterplatine zur Aufnahme der Bildaufnahmevorrichtung vorgesehen und weiter zum distalen Ende angeordnet als die zweite flexible Leiterplatine.
Ein besonders guter Wärmekontaktübergang ist dann ermöglicht, wenn die erste flexible Leiterplatine mit dem Kühlkörper verklebt ist.
Um eine genaue Montage zu ermögl ichen und eine möglichst spannungsfreie Montage der flexiblen Leiterplatine zu ermöglichen, weist der Kühlkörper vorzugsweise eine seitliche Führung für die flexible Leiterplatine auf. H ierbei kann sowohl die erste flexible Leiterplatine als auch die zweite flexible Leiterplatine eine seitliche Führung haben . Es kann auch sein, dass nur eine der beiden flexiblen Leiterplatinen eine seitliche Führung hat.
Vorzugsweise weist der Kühlkörper eine seitliche Führung für die zweite flexible Leiterplatine auf, wobei insbesondere vorzugsweise die Führung als Nut ausgebildet ist, um zusätzl ich eine Führung der zweiten flexiblen Leiterplatine senkrecht zu der seitlichen Führung vorzusehen . Hierdurch wird die zweite flexible Leiterplatine in deren Höhenbeweglichkeit begrenzt. Insbesondere ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Nut dazu dient, die zweite flexible Leiterplatine einzuklemmen . Vorzugsweise ist die zweite flexible Leiterplatine derart unter Spannung in der Nut eingeklemmt, dass die zweite flexible Leiterplatine zum distalen Ende der zweiten Leiterplatine hin auf der ersten Leiterplatine aufliegt. In diesem Fall liegt die erste flexible Leiterplatine zwischen der zweiten flexiblen Leiterplatine und dem Kühlkörper.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Kühlkörper wenigstens abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, elektrisch isolierend ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung kann es unter keinen Umständen zu Kurzschlüssen der elektrischen Verbindungen kommen . Vorzugsweise ist der Kühlkörper elektrisch isol ierend beschichtet. Der Kühlkörper kann hierzu beispielsweise mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung, beispielsweise mittels Elektronensputtern oder Laserablation beschichtet werden . Als Beschichtung beispielsweise eines aus Kupfer bestehenden Kühlkörpers kann Siliciumoxid oder Bornitrit sowie Saphir dienen . Besonders bevorzugt ist allerdings ein Kühlkörper, der aus Aluminium gefertigt ist, wobei insbesondere die Oberfläche des Kühlkörpers durch Hartanodisierung elektrisch isolierend ausgestaltet ist. Hierdurch ist nicht nur eine elektrische Isolierung der Beschichtung des Kühlkörpers bzw. der Oberfläche des Kühlkörpers ermöglicht, sondern auch eine sehr gute Abriebfestigkeit, so dass dauerhaft von einer isolierenden Oberfläche des Kühlkörpers ausgegangen werden kann .
Vorzugsweise ist die Innenkontur des Schafts wenigstens abschnittsweise formkomplementär oder annähernd formkomplementär zu der Außenkontur eines Abschnitts des Kühlkörpers. Vorzugsweise ist in einem Querschnitt, der quer, insbesondere rechtwinkl ig, zu einer Längsachse des Schafts angeordnet ist, die Innenkontur des Schafts mit der Außenkontur eines Abschnitts des Kühlkörpers formkomplementär oder annähernd formkomplementär. Hierdurch ist insbesondere eine enge Einpassung des Kühlkörpers in den Schaft ermögl icht, so dass ein guter Wärmeübergang von dem Kühlkörper auf den Schaft mögl ich ist.
Vorzugsweise ist die Außenseite des Kühlkörpers kreisabschnitts- förmig und hat einen Radius, der im Wesentlichen dem Radius der Innenkontur des Schafts entspricht.
Vorzugsweise ist der Kühlkörper vollständig in dem Schaft mit einem flexiblen Vergussmaterial eingegossen . Der Schaft ist vor- zugsweise ein Innenschaft des Videoendoskops. Die Bildaufnahme- vorrichtung ist vorzugsweise in einem hermetisch abgedichteten Raum des Videoendoskops vorgesehen .
Das Videoendoskop kann mit einer Bildaufnahmevorrichtung versehen sein . Bevorzugt ist allerdings ein Videoendoskop mit wenigstens zwei Bildaufnahmevorrichtungen, deren l ichtsensitiven Flächen orthogonal zueinander ausgerichtet sind . Beispielsweise können zwei CCD-Chips vorgesehen sein, deren Bildaufnahmeflächen orthogonal zueinander sind. Die Bildaufnahmeflächen der CCD-Chips können benachbart zu Oberflächen von Prismen vorgesehen sein . Zum distalen Ende des Videoendoskops hin können zwischen dem oder den Prismen entsprechende Linsen bzw. ein entsprechendes Objektiv vorgesehen sein .
Vorzugsweise ist wenigstens abschnittsweise eine Innenkontur oder eine Innenseite des Schaftes zu einer Außenkontur oder Außenseite des Kühlkörpers angepasst. Vorzugsweise ist dieses so angepasst, dass die Außenkontur des Kühlkörpers annähernd formkomplementär oder formkomplementär zur Innenkontur des Schafts ausgebildet ist, wobei dieses vorzugsweise abschnittsweise der Fall ist. Der Abschnitt kann hierbei ein Abschnitt in längsaxialer Richtung sein . Der Abschnitt kann hierbei alternativ oder ergänzend ein Abschnitt quer zur Längsachse des Schaftes sein .
Beispielsweise kann der Kühl körper flügelartig ausgebildet sein und die Flügel eine Außenkontur bzw. eine Außenseite aufweisen, die an die Innenkontur des Schaftes angepasst ist. Für den Fall , dass der Schaft kreisförmig ist und damit die Innenkontur des Schaftes kreisförmig ist, kann die Außenseite des Kühlkörpers kreisab- schnittsförmig sein und damit an die Innenkontur des Schafts, insbesondere formkomplementär, angepasst sein . Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtl ich . Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen .
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird . Es zeigen:
Fig . 1 : eine schematische Seitenansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Videoendoskops,
Fig . 2: eine schematische Schnittdarstellung entlang A-A aus Figur 1 und
Fig . 3: eine schematische Draufsicht eines Teils der Abbildung der Figur eines Teils des Videoendoskops aus Figur 1 .
Figur 1 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Videoendoskops 1 . Es sind zwei Bildaufnahmevorrichtungen 2 und 2 ' in diesem Fall in Form von CCD-Chips vorgesehen, die auf einer ersten flexiblen Leiterplatine 5 bzw. 5' aufgebracht sind. Die Bildaufnahmevorrichtungen 2, 2 ' sind benachbart zu jeweils einem Prisma 27 bzw. 27 ' angeordnet. Die Prismen 27, 27' dienen dazu, ein Bild, das von einem nicht dargestellten Objektiv, das im distalen Bereich 3 des Videoendoskops 1 in einem Optikgehäuse 28 angeordnet ist, zu dem CCD-Chip bzw. CCD-Sensoren 2, 2 ' weiterzuleiten . Es ist beispielsweise möglich, zwischen den CCD-Sensoren 2, 2 ' und den jeweil igen Prismen 27, 27' Filter vorzusehen, um für verschiedene Anwendungszwecke gefilterte Bilder vorzusehen . Üblicherweise ist hermetisch schließend mit dem Optikgehäuse 28 ein Innenschaft bzw. Innenrohr, das in Figur 1 nicht dargestellt ist, allerdings mit der Bezugsziffer 10 in Figur 2 dargestellt ist, vorgesehen .
Die flexiblen Leiterplatinen 5, 5', die auch als CCD-Tabs bzw. Flex- boards bezeichnet werden können, sind relativ kurz und erstrecken sich in der Darstellung der Figur 1 maximal bis zum linken Ende des Kühlkörpers 7 und zum distalen Ende des Endoskops 1 hin bis zu den Bildaufnahmevorrichtungen 2, 2 '. Auf den flexiblen Leiterplatinen 5, 5' sind entsprechende elektronische Bauteile 14, 1 5 aufgebracht, die vorzugsweise in Wärmekontakt mit dem Kühl körper 7 stehen . Der Wärmekontakt kann dadurch hergestellt werden, dass, wie im Beispiel der elektronischen Bauteile 14, diese Bauteile von der Oberfläche her mit dem Kühl körper 7 Kontakt haben . Zudem ist es möglich, mit einer wärmeleitenden, aber elektrisch isolierenden Vergussmasse, die vorzugsweise elastisch ist, einen guten Wärmekontakt des elektronischen Bauteils 1 5 mit dem Kühl körper 7 vorzusehen . Die flexible Leiterplatine 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel relativ gerade dargestellt. Die flexible Leiterplatine 5 ' ist im Bereich der Bildaufnahmevorrichtung 2 ' im Wesentlichen senkrecht abgewinkelt. Es ist auch möglich, nur eine Bildaufnahmevorrichtung 2 oder 2 ' vorzusehen und entsprechende elektronische Bauteile auf der dann vorgesehenen flexiblen Leiterplatine 5 bzw. 5'.
Die auf den flexiblen Leiterplatinen 5 bzw. 5' aufliegenden flexiblen Leiterplatinen 4, 4 ' dienen dazu, die elektrischen Kontakte vom distalen Ende des Videoendoskops zum proximalen Ende hin zu leiten . Diese flexible Leiterplatine, die zumindest abschnittsweise flexibel ausgestaltet ist, liegt somit teilweise auf der ersten flexiblen Leiterplatine 5, 5' auf. Eine elektrische Kontaktierung, beispielsweise eine Verlötung, der elektrischen Leitungen findet beispielsweise im Kontaktierbereich 29 bzw. 30, die in Figur 3 dargestellt sind, statt.
Figur 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Teil des Vi- deoendoskops 1 , das in Figur 1 dargestellt ist.
In Figur 1 ist ferner gezeigt, dass der Kühl körper 7 in Figur 1 rechts, d .h . zum distalen Bereich 3 hin, als Keil 26 ausgebildet ist. Im Bereich des Keils ist entsprechend Platz für elektron ische Bauelemente. Im Bereich des Kühl körpers 7 in Richtung zum proximalen Ende, vom Keil 26 aus gesehen ist, entsprechend ein Freiraum nach oben und unten hin zu einem in Figur 1 nicht dargestellten Innenschaft vorgesehen, um dort eine Vergussmasse einbringen zu können .
Figur 2 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung entlang des Schnitts A-A aus Figur 1 . Es ist hier der Raum zwischen dem Kühlkörper 7 und dem Schaft 1 0 nach oben und unten hin gezeigt. Zudem ist gezeigt, dass zu den Seiten hin der Kühlkörper 7 flügelartig ausgebildet ist. Die Flügel weisen eine Außenkontur bzw. eine Außenseite auf, die an die Innenkontur 9 des Schaftes 1 0 angepasst ist. In diesem Fall ist im Querschnitt der Schaft kreisförmig und damit die Innenkontur 9 des Schaftes 1 0 kreisförmig . Die Außenseite 8, 8 ' des Kühlkörpers 7 ist kreisabschnittsförmig und damit an die Innenkontur 9 des Schafts 10 angepasst. Die Innenkontur 9 des Schafts und die Außenseite 8, 8 ' des Kühlkörpers sind somit annähernd formkomplementär.
Erfindungsgemäß ist nun die Außenseite 8, 8 ' des Kühlkörpers 7 an die Innenkontur 9 des Schafts 1 0 spannungsfrei eingepasst. Es ist somit ein vorgebbarer Abstand, der durch die beiden Pfeile 1 1 in Figur 2 angedeutet ist, vorgesehen . In diesem Abstand kann Vergussmaterial 1 2 eingebracht werden, um bei weitestgehender Spannungsfreiheit des Einbringens des Kühlkörpers 7 in den Schaft 1 0 eine sehr gute Wärmeleitung vom Kühl körper 7 zum Schaft 1 0 zu ermögl ichen .
Zur weiteren Reduktion der Spannung und zur vereinfachten Montage ist eine seitl iche Führung 20 bzw. 21 für die flexible Leiterplatine vorgesehen . Dieses ist in Figur 3 dargestellt. Insbesondere die flexible Leiterplatine 4 kann somit sehr effizient und passgenau montiert werden . Zudem kann eine nicht dargestellte seitliche Führung für die Leiterplatine 5 bzw. 5' vorgesehen sein, die in Figur 3 allerdings in der Draufsicht von der flexiblen Leiterplatine 4 verdeckt ist.
Zudem ist es bevorzugt, wenn eine Nut 22, 23 vorgesehen ist, in die die zweite flexible Leiterplatine 4, 4 ' und/oder die erste flexible Leiterplatine 5 eingebracht werden kann, so dass eine Führung von oben her möglich ist. Insbesondere kann die Nut so ausgestaltet sein, dass die Leiterplatine 4, 4 ' und/oder 5, 5' in die Nut einklemmbar ist. Um eine entsprechende Nut vorzusehen, ist der Kühlkörper 7 mit einer entsprechenden Klemmabdeckung 24, 25 versehen .
Der Kühlkörper ist vorzugsweise teilzylindrisch ausgebildet. Durch die Erfindung ist es möglich, den Kühl körper sehr groß auszugestalten, wodurch eine sehr gute Wärmeabfuhr der elektronischen Bauteile 14, 1 5 und der CCD-Sensoren 2, 2 ' möglich ist. Zum Ausgleich von Toleranzen und Montageabweichungen sowie Ausrichtungsfehlern der Gesamtbaugruppe ist ein Spalt 1 1 zwischen dem Kühl körper 7 und dem Schaft 1 0 vorgesehen . Hierdurch wird die auf die CCD-Sensoren 2, 2 ' wirkende Kraft reduziert. Zudem kann durch Verwenden einer flexiblen Vergussmasse bzw. eines flexiblen Mate- rials, das in die Freiräume in dem Schaft 1 0 zwischen dem Schaft 1 0 und dem Kühlkörper 7 gebildet wird, nachträgl ich auftretende Positionsabweichungen, beispielsweise durch thermischen oder mechanischen Stress bzw. Kräfte, ausgeglichen werden . Durch die Erfindung wird die Abgabefläche der Wärme an die Umgebung deutlich vergrößert, so dass die Temperatur an den CCD-Sensoren 2, 2 ' und auch den elektronischen Bauteilen 14, 1 5 reduziert wird . Vorzugsweise ist wenigstens ein elektronisches Bauteil mit dem Kühlkörper 7 verklebt bzw. vergossen . Zur vereinfachten Montage wird sowohl die erste flexible Leiterplatine als auch die zweite flexible Leiterplatine in entsprechenden seitlichen Führungen bzw. in entsprechenden Nuten geführt bzw. eingebracht.
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen . Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein . Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere" oder „vorzugsweise" gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen . Bezugszeichenliste
1 Videoendoskop
2 , 2 ' CCD-Sensor
3 distaler Bereich
4 , 4 ' flexible Leiterplatine
5 , 5' flexible Leiterplatine
7 Kühlkörper
8 , 8 ' Außenseite
9 Innenkontur
1 0 Schaft
1 1 Abstand
1 2 Vergussmaterial
14 elektronisches Bauteil
1 5 elektronisches Bauteil
20 seitliche Führung
21 seitliche Führung
22 Nut
23 Nut
24 Klemmabdeckung
25 Klemmabdeckung
26 Keil
27, 27' Prisma
28 Optikgehäuse
29 Kontaktierbereich
30 Kontaktierbereich

Claims

Videoendoskop Patentansprüche
1 . Videoendoskop (1 ) mit einer Bildaufnahmevorrichtung (2, 2 '), die im distalen Bereich (3) des Videoendoskops (1 ) in einem Schaft (10) angeordnet ist, wobei die Bildaufnahmevorrichtung (2, 2 ') elektrisch mit einer flexiblen Leiterplatine (4, 4 ', 5, 5') verbunden ist, wobei die flexible Leiterplatine (4, 4 ', 5, 5') auf einem Kühl körper (7) aufl iegt, wobei der Kühlkörper (7) wenigstens abschn ittsweise auf dessen Außenseite (8, 8 ') an eine Innenkontur (9) des Schafts (1 0) spannungsfrei eingepasst ist.
2. Videoendoskop (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenseite (8, 8 ') des Kühlkörpers (7) und der Innenkontur (9) des Schafts (10) ein vorgebbarer Abstand (1 1 ) vorgesehen ist.
3. Videoendoskop (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenkontur (9) des Schafts (10) und der Außenseite (8, 8 ') des Kühlkörpers (7) ein flexibles Vergussmaterial (1 2) eingebracht ist.
Videoendoskop (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wärme erzeugendes elektronisches Bauteil (14, 1 5), das auf der flexiblen Leiterplatine (5, 5') angebracht ist, in Kontakt mit dem Kühlkörper (7) steht.
Videoendoskop (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Leiterplatine (4, 4 ', 5, 5') aus wenigstens einer ersten flexiblen Leiterplatine (5, 5 ') und einer zweiten flexiblen Leiterplatine (4, 4 ') besteht, die im Bereich des Kühlkörpers (7) miteinander elektrisch verbunden sind, insbesondere verlötet sind .
Videoendoskop (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste flexible Leiterplatine (5, 5') zur Aufnahme der Bildaufnahmevorrichtung (2, 2 ') vorgesehen ist und weiter zum distalen Ende angeordnet ist als die zweite flexible Leiterplatine (4, 4 ').
Videoendoskop (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste flexible Leiterplatine (5, 5') mit dem Kühlkörper (7) verklebt ist.
Videoendoskop (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühl körper (7) eine seitliche Führung (20, 21 ) für die flexible Leiterplatine (4, 4 ', 5, 5') aufweist.
Videoendoskop (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (7) eine seitliche Führung (20, 21 ) für die zweite flexible Leiterplatine (4, 4 ') aufweist, wobei insbesondere die Führung als Nut (22, 23) ausgebildet ist, um zusätzlich eine Führung der zweiten flexiblen Leiterplatine (4, 4 ') senkrecht zu der seitlichen Führung (20, 21 ) vorzusehen .
Videoendoskop (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (7) wenigstens abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, elektrisch isolierend ausgebildet ist.
Videoendoskop (1 ) nach Anspruch 1 0, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (7) elektrisch isolierend beschichtet ist.
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