DE4015633C2 - - Google Patents
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- 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
- A61B1/04—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
- A61B1/05—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 characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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- H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
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- H—ELECTRICITY
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes
Description
Die Erfindung betrifft eine Abbildungsvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1, 2, 3, 4 bzw. 5. Eine
derartige Vorrichtung ist aus der US 47 77 524 bekannt.
In letzter Zeit findet in zunehmendem Ausmaß eine
Endoskopvorrichtung Anwendung, mit deren Hilfe durch Einführen
eines länglichen Einführteils in eine Körperhöhle das
Körperhöhleninnere betrachtet oder, falls erforderlich, unter
Verwendung eines Behandlungsinstruments eine therapeutische
Behandlung durchgeführt oder durch Einführen des Einführteils
in eine Rohröffnung das Innere des Rohres betrachtet werden
kann.
Bei derartigen Endoskopvorrichtungen wird u. a. zwischen einem
optischen Endoskop, bei dem als optisches Übertragungssystem
ein Faserbündel Verwendung findet, und einem elektronischen
Endoskop, bei dem eine Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung, wie
z. B. eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD), als
Abbildungseinrichtung verwendet wird, unterschieden.
Ein derartiges elektronisches Endoskop ist insoweit von
Vorteil, daß es eine höhere Auflösung aufweist und eine
Aufzeichnung, eine Wiedergabe, eine Vergrößerung und einen
Vergleich von Bildern im Vergleich zum optischen Endoskop auf
einfache Weise ermöglicht.
Wie z. B. in der JP-OS 2 72 180/1988 offenbart, ist die oben
erwähnte Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung in der
Abbildungsposition einer Objektivlinse angeordnet, so daß ein
von dieser Objektivlinse erzeugtes Bild eines betrachteten
Gegenstandes mit Hilfe der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung
fotoelektrisch umgewandelt und die erhaltenen Signale mit
Hilfe einer Verstärkerschaltung, die auf einem
Schaltungssubstrat angeordnet ist, verstärkt werden können.
Dieses verstärkte Signal wird über ein mit dem
Schaltungssubstrat verbundenes Signalkabel einer
Bildsignalverarbeitungsschaltung zugeführt, die in einem
Videoprozessor angeordnet ist. Nach Verarbeitung des Signals
kann dieses einem Fernsehmonitor eingespeist werden, so daß
das Bild des Gegenstands über diesen Fernsehmonitor
wahrgenommen werden kann.
Die oben erwähnte Verstärkerschaltung erzeugt während ihres
Betriebs jedoch Wärme. Ferner ist auf dem oben erwähnten
Schaltungssubstrat im allgemeinen ein Regler angeordnet, der
gleichfalls bei seinem Betrieb Wärme erzeugt. Wird die Wärme
dieser wärmeerzeugenden Teile, wie z. B. dieser
Verstärkerschaltung und dieses Reglers, zur Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung übertragen, so steigt die Temperatur
der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung über die normale
Betriebstemperatur an, so daß dadurch Wärmerauschen erzeugt,
das auf dem Monitor wiedergegebene Bild verschlechtert und die
Lebensdauer der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung verringert
wird.
Während z. B. die normale Betriebstemperatur der oben
erwähnten Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung bei etwa 55°C
liegt, erreicht ein Verstärkungs-IC als Beispiel einer
Verstärkerschaltung über 70°C, so daß damit die Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung eine geringere Wärmekapazität
aufweist. Bei einem Experiment, bei dem die
Verstärkerschaltung in der Nähe der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet wurde, stieg die Temperatur
der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung auf etwa 58°C.
Zur Lösung dieses Problems kann man in Erwägung ziehen, das
wärmeerzeugende Teil an einer Stelle anzuordnen, die einen
ausreichenden Abstand von der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung aufweist, wie z. B. auf der Seite des
Endoskopbetätigungsteils oder längs des Einführteils, so daß
die Übertragung der vom wärmeerzeugenden Teil hervorgerufenen
Wärme zur Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung schwierig ist.
Werden das wärmeerzeugende Teil, wie z. B. die
Verstärkerschaltung, und die Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung in großem Abstand voneinander
angeordnet, so wird der Signalübertragungsweg größer und es
ist wahrscheinlicher, daß externes Rauschen die Signale
beeinflußt. Außerdem werden die Abmessungen der Vorrichtung
dadurch größer.
Aus der DE 34 33 848 A1 ist eine Bildaufnahmeeinrichtung mit
Festkörper-Bildwandler bekannt, der mit Hilfe eines
thermoelektrischen Kühlers aktiv gekühlt wird, um
unerwünschtes Rauschen zu beseitigen. Durch die Verwendung
eines Kühlers steigen jedoch die Gesamtabmessungen der
Bildaufnahmeeinrichtung.
Aus der eingangs erwähnten US 47 77 524 ist eine
Abbildungseinrichtung für ein Endoskop bekannt, die mit einer
Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung zum Abbilden eines
Gegenstandes und einer mit der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung verbundenen elektronischen Schaltung
ausgestattet ist. Diese elektronische Schaltung ist zusammen
mit elektrisch leitenden Zuführungsstiften in eine
Silikonharzschicht eingebettet. An die Silikonharzschicht
schließt sich ein Keramiksubstrat an, das auf der
gegenüberliegenden Seite die Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung trägt. Da die Wärmeleitfähigkeit der
elektrisch leitenden Zuführungsstifte höher als die des
Keramiksubstrats ist, wird die von der elektronischen
Schaltung während ihres Betriebs erzeugte Wärme teilweise über
die Zuführungsstifte und das daran angeschlossene Kabel
abgeführt. Allerdings läßt sich durch diese Maßnahme nur eine
unzureichende Wärmeableitung erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Abbildungsvorrichtung der vorstehend genannten Art so
weiterzubilden, daß bei Einhaltung kompakter Abmessungen ein
besserer Wärmeableitungswirkungsgrad erzielt und somit eine
gute Bildqualität erhalten werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1,
2, 3, 4 bzw. 5 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche 6 bis 8.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 7 das erste Ausführungsbeispiel, wobei
Fig. 1 die Abbildungsvorrichtung in Schnittansicht,
Fig. 2 das vordere Ende eines Endoskops in Schnittansicht,
Fig. 3 das vordere Ende eines Endoskops in Stirnansicht,
Fig. 4 den Aufbau eines Endoskopsystems in schematischer
Darstellung,
Fig. 5 ein Endoskopbild, falls eine Pinzette verwendet wird,
in schematischer Darstellung,
Fig. 6 die Lichtverteilungseigenschaften eines Endoskops in
schematischer Darstellung, und
Fig. 7 ein Schaltdiagramm, das der elektronischen Schaltung
entspricht, wiedergibt;
Fig. 8 ein Schaltdiagramm, das eine Modifikation der
elektronischen Schaltung des ersten
Ausführungsbeispiels wiedergibt;
Fig. 9 eine Abbildungsvorrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel in Schnittansicht;
Fig. 10 eine Abbildungsvorrichtung gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel in Schnittansicht;
Fig. 11 eine Abbildungsvorrichtung gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel in Schnittansicht;
Fig. 12 und 13 ein fünftes Ausführungsbeispiel, wobei
Fig. 12 eine Abbildungsvorrichtung in Schnittansicht und
Fig. 13 die Abbildungsvorrichtung in Ansicht von unten
wiedergibt;
Fig. 14 eine Abbildungsvorrichtung gemäß einem sechsten
Ausführungsbeispiel in Schnittansicht; und
Fig. 15 eine Abbildungsvorrichtung gemäß einem siebten
Ausführungsbeispiel in Schnittansicht.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 7 das erste
Ausführungsbeispiel betrachtet.
Zu allererst wird mit Bezug auf die Fig. 4 der Gesamtaufbau
eines Endoskopsystems erläutert. Das Endoskopsystem umfaßt ein
Endoskop 1, eine Lichtquelleneinrichtung 2, an die das
Endoskop 1 angeschlossen ist, und einen Videoprozessor 3, der
eine Videosignalverarbeitungsschaltung sowie eine
Treiberschaltung enthält und an den periphere Geräte, wie z. B.
ein Monitor 4, ein Videorecorder 5, ein Bilddrucker 6 und
eine Bildplatteneinheit 7 angeschlossen sind.
Das vorstehend erwähnte Endoskop 1 weist ein längliches,
flexibles Einführteil 8, das in eine Körperhöhle einführbar
ist, und an der Rückseite dieses Einführteils 8 ein dickes
Betätigungsteil 9 auf. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das
Einführteil 8 am vorderen Ende mit einem Kopfteil 12
ausgestattet. Hinter dem Kopfteil 12 ist ferner ein biegbares
Teil 11 vorgesehen, das aus einer Vielzahl von
Verbindungsringen 11a besteht. Mit einem Abwinklungshebel, der
am oben erwähnten Betätigungsteil 9 befestigt, jedoch in der
Fig. 4 nicht dargestellt ist, kann das biegbare Teil 11 so
gebogen werden, daß das Kopfteil 12 auf den gewünschten
Gegenstand, der untersucht werden soll, ausgerichtet werden
kann.
Von einer Seite des Betätigungsteils 9 ragt ein
Universalanschlußkabel 13 weg, dessen freies Ende mit einem
Stecker 13a ausgestattet ist. Die oben erwähnte
Lichtquelleneinrichtung 2 weist andererseits eine
Steckeraufnahme 2a auf, mit der der Stecker 13a gekoppelt
werden kann. Nach dem Einführen des Steckers 13a in die
Steckeraufnahme 2a kann das von einer Lampe 2b in der
Lichtquelleneinrichtung 2 erzeugte und mittels einer
Kondensorlinse 2c konzentrierte Beleuchtungslicht über einen
nicht dargestellten, durch das Universalanschlußkabel 13
verlaufenden Lichtleiter dem Endoskop 1 zugeführt werden.
Der Lichtleiter wird in zwei Lichtleiter 14 aufgezweigt, die
durch das Einführteil 8 verlaufen und sich bis zum oben
erwähnten Kopfteil 12 erstrecken. Wie aus Fig. 3 ersichtlich,
sind zwei Beleuchtungsdurchgangslöcher 15a und 15b nach oben
bzw. unten versetzt im Kopfteil 12 ausgebildet, so daß das von
der Lichtquelleneinrichtung 2 stammende Beleuchtungslicht über
Lichtverteilungslinsen 16, die in diesen
Beleuchtungsdurchgangslöchern 15a und 15b befestigt sind, auf
den zu betrachtenden Gegenstand gestrahlt werden kann.
Ein Pinzettendurchgangsloch 17 ist an einer Stelle angeordnet,
die zwischen den Beleuchtungsdurchgangslöchern 15a und 15b
liegt und zur Außenumfangsseite des Kopfteils 12 versetzt ist.
Dieses Pinzettendurchgangsloch 17 steht über einen nicht
gezeigten, durch das Einführteil 8 verlaufenden Pinzettenkanal
mit einer Pinzetteneinführöffnung 17b in Verbindung, so daß
die in die Pinzetteneinführöffnung 17b eingesetzte Pinzette
durch das Pinzettendurchgangsloch 17 aus dem Kopfteil 12
herausragen kann.
In diesem Kopfteil 12 ist ferner ein
Beobachtungsdurchgangsloch 18 ausgebildet, in das eine
Abdecklinse 18b mittels eines ersten Linsenrahmens 18a
eingesetzt ist, so daß der zu betrachtende Gegenstand über
dieses Beobachtungsdurchgangsloch 18 wahrgenommen werden kann.
Eine Düse 21, die Luft und Wasser zuführen kann und auf die
oben erwähnte Abdecklinse 18b ausgerichtet ist, ist im
Kopfteil 12 so angeordnet, daß durch Betätigen von Schaltern
9a, die am Betätigungsteil 9 vorgesehen sind, der Außenseite
der Abdecklinse 18b Luft und Wasser über die Düse 21 zugeführt
werden kann, um somit einen auf der Oberfläche dieser
Abdecklinse 18b befindlichen Niederschlag oder dergleichen zu
entfernen.
Das oben erwähnte Beobachtungsdurchgangsloch 18 ist an einer
Stelle angeordnet, die dem Pinzettendurchgangsloch 17
gegenüberliegt, wobei die Mittelachse des Kopfteils zwischen
beiden zu liegen kommt. Das oben erwähnte
Beleuchtungsdurchgangsloch 15a, das im unteren Teil des
Kopfteils 12 ausgebildet ist, ist im Durchmesser kleiner als
das an der oberen Seite des Kopfteils 12 ausgebildete
Beleuchtungsdurchgangsloch 15b, so daß das Kopfteil 12 einen
kleinen Durchmesser aufweist, und daß, wenn das
Beleuchtungslicht gleichmäßig von diesen
Beleuchtungsdurchgangslöchern 15a und 15b abgestrahlt wird,
die über das Beleuchtungsdurchgangsloch 15b mit größerem
Durchmesser abgestrahlte Lichtmenge größer als die Lichtmenge,
die über das Beleuchtungsdurchgangsloch 15a mit kleinerem
Durchmesser sein wird, und daß, wie aus Fig. 5 ersichtlich,
falls eine therapeutische Behandlung mit der Pinzette 19
durchgeführt wird, ein Schatten 19a der Pinzette 19 in dem
über das Beobachtungsdurchgangsloch 18 wahrgenommenen Bild
erzeugt wird, der die Beobachtung und Therapie voraussichtlich
behindern wird.
Dieses Problem wird bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch
gelöst, daß das Beleuchtungslicht, das durch das
Beleuchtungsdurchgangsloch 15a bzw. 15b auf den Gegenstand
nach außen gestrahlt wird, entsprechende Spitzenwerte
aufweist. Das heißt, wie durch die zweipunktierte Linie in
Fig. 6 verdeutlicht, wird das Beleuchtungslicht, das vom
Beleuchtungsdurchgangsloch 15b abgestrahlt wird, das im oberen
Teil des Kopfteils 12 vorgesehen ist, so eingestellt, daß der
Spitzenwert der Lichtverteilung an einer Stelle liegt, an der
sich die Mittellinie A-B in senkrechter Richtung des
Kopfteils 12 und die Linie 22, die die Mittellinien bzw.
Mittelpunkte der Objektlinse 18 und des
Pinzettendurchgangsloches 17 verbindet, schneiden, d. h. an
der Position A′ in Fig. 3. Andererseits wird, wie in Fig. 6
anhand der gestrichelten Linie dargestellt, der
Lichtverteilungsspitzenwert des Beleuchtungslichtes, das von
dem im unteren Teil des Kopfteils 12 vorgesehenen
Beleuchtungsdurchgangsloch 15a mit verhältnismäßig geringem
Durchmesser abgestrahlt wird, so eingestellt, daß dieser an
einer Stelle auf der Linie 22 liegt, die in bezug auf die
Stelle A′ zur Seite des Pinzettendurchgangsloches 17 hin
verlagert ist. Demzufolge wird das Beleuchtungslicht vom
Beleuchtungsdurchgangsloch 15a unter die in Fig. 5 gezeigte
Pinzette 19 gestrahlt, so daß an dieser Stelle kein Schatten
19a erzeugt wird.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist der oben erwähnte
erste Linsenrahmen 18a mit Hilfe einer Befestigungsschraube 24
im Beobachtungsdurchgangsloch 18 befestigt, wobei zwischen
Innenwandung des Beobachtungsdurchgangsloches 18 und dem ersten
Linsenrahmen 18a ein O-Ring 23 eingesetzt ist, so daß in dem
Beobachtungsdurchgangsloch 18 mit Hilfe dieses O-Ringes 23 ein
flüssigkeitsdichter Zustand aufrecht erhalten wird.
Auf der der Abdecklinse 18b des ersten Linsenrahmens 18a
gegenüberliegenden Seite ist über ein Isolierelement 26 ein
zweiter Linsenrahmen 25 befestigt. In diesem zweiten
Linsenrahmen 25 ist ein Objektivlinsensystem 27 angeordnet,
das aus einer Vielzahl von Linsengruppen besteht, deren
optische Achse mit der Achse des Beobachtungsdurchgangsloches
18 und der optischen Achse der Abdecklinse 18b übereinstimmt.
Auf der dem Linsenrahmen 18a gegenüberliegenden Seite des zweiten
Linsenrahmens 25 ist am Außenumfang des zweiten Linsenrahmens
25 ein Einrichtungsrahmen 28 befestigt, der von der Rückseite
des zweiten Linsenrahmens 25 wegragt. In dem wegragenden Teil
ist mit Hilfe eines Haftmittels 30 eine Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 befestigt, die die optische Achse
des oben erwähnten Objektivlinsensystems 27 im rechten Winkel
schneidet.
Diese Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 besteht aus einem
Abdeckglas 29a, das auf der Seite des oben erwähnten
Objektivlinsensystems 27 angeordnet ist, einem transparenten
Dichtharz 29b, das auf der Seite des Abdeckglases 29a
angeordnet ist, die dem Objektivlinsensystem 27 abgewandt ist,
und einem Einrichtungschip 29f, der über Bindedrähte am
Dichtharz 29b befestigt ist und über eine interne Verdrahtung
des Einrichtungssubstrats 29d mit einer Vielzahl von externen
Leitungen 29e in Verbindung steht. Auf der
Objektivlinsensystemseite des oben erwähnten Abdeckglases 29a
ist eine Streulichtblende 31 vorgesehen, mit deren Hilfe die
Helligkeit des über das Objektivlinsensystem 27 einfallenden
Bildes reguliert wird.
Ein Abschirmrahmen 32, der zylindrisch ausgebildet und am
Außenumfang mit einer Isolierhülle 32a abgedeckt ist, steht am
vorderen Ende mit dem basisendseitigen Außenumfang des oben
erwähnten Einrichtungsrahmens 28 in Verbindung und erstreckt
sich vom Basisende des Einrichtungsrahmens 28 nach hinten. In
dem sich nach hinten erstreckenden Teil des Abschirmrahmens 32
ist ein aus Keramik bestehendes Schaltungssubstrat 33 im
wesentlichen parallel zur oben erwähnten optischen Achse
angeordnet, das mit den externen Leitungen 29e verbunden ist.
Auf diesem Schaltungssubstrat 33 ist auf der Seite der
Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 ein Kondensator 34
angeordnet, der mit einem Leitungsmuster (Leiterbild) des
Schaltungssubstrats 33 durch Löten verbunden ist. Dieser
Kondensator 34 ist ferner in einen Isolierkörper 34a
eingeschlossen.
Ein Signalverstärkungs-IC 35, der eine Verstärkerschaltung
ausbildet, die ein Beispiel für ein wärmeerzeugendes Teil
darstellt, ist auf einem Teil des Schaltungssubstrats 33
befestigt, das der Seite des Kondensators 34 gegenüberliegt,
die der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 abgewandt ist.
Die Anschlußdrähte dieses Signalverstärkungs-IC′s 35 sind mit
dem Leitungsmuster des Substrats 33 kontaktiert, wobei der IC
35 mit einem Dichtharz 35a umhüllt ist. Der Kondensator 34 und
der Signalverstärkungs-IC 35 bilden eine elektronische
Schaltung 41 aus.
Innerhalb des Abschirmrahmens 32 ist im wesentlichen parallel
zum Schaltungssubstrat 33 ein Trogsubstrat 36 befestigt, das
über die oben erwähnten externen Leitungen bzw. Anschlußdrähte
29e mit der internen Verdrahtung des Einrichtungssubstrats 29d
in Verbindung steht. Der zwischen dem Schaltungssubstrat 33
und diesem Trogsubstrat 36 vorliegende Raum ist zur
Wärmeabstrahlung mit einer Vergußmasse 37 ausgefüllt. An der
Basisendseite des Trogsubstrats 36 und des Schaltungssubstrats
33 ist durch Löten ein aus Metall bestehendes
Kabelbefestigungselement 38 befestigt.
Ein Signalübertragungskabel 40, das aus einer Vielzahl von
Kabeln 39 besteht, ist von der Basisendseite des
Abschirmrahmens 32 weggeführt. Die Außenleiter 39b dieser
Kabel 39 weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf und stehen mit dem Kabelbefestigungselement 38 in
Kontakt. Eine Vielzahl von Innenleitern 39a der Kabel 39 sind
mittels Löten auf der Fläche des Trogsubstrats 36, die dem
Schaltungssubstrat 33 abgewandt ist, d. h. auf der Oberfläche
des Trogsubstrats 36 sowie auf der Fläche des
Schaltungssubstrats 33, die dem Trogsubstrat 36 abgewandt ist,
d. h. auf der unteren Fläche des Schaltungssubstrats 33
festgelegt.
Unter der oben erwähnten Vielzahl von Innenleitern 39a sind,
die Innenleiter 39a, die an dem Schaltungssubstrat 33 befestigt
sind, mittels Löten auf der Seite des Schaltungssubstrats 33
festgelegt, die dem vorstehend erwähnten Signalverstärkungs-IC
35 gegenüber liegt, so daß die von diesem IC 35 erzeugte Wärme
über das Schaltungssubstrat 33 zu den Innenleitern 39a und
über diese zur Basisendseite des Einführteils 8 übertragen
werden kann. Die zum Schaltungssubstrat 33 übertragene Wärme
kann über die mit dem Kabelbefestigungselement 38 in Kontakt stehenden Teile der Außenleiter 39b zum Signalübertragungskabel 40 und zur
Basisendseite des Einführteils 8 übertragen werden, so daß
eine Wärmeübertragung zur Seite der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 verhindert und ein
Temperaturanstieg in dieser Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung
29 ausgeschlossen werden kann.
Isolierelemente 43 stehen in engem Kontakt mit der Oberfläche
des Trogsubstrats 36 bzw. der unteren Fläche des
Schaltungssubstrats 33 und sind weiterhin am Außenumfang mit
einem Isolierrohr 44 umhüllt.
Die Isolierhülle 32a, die den oben erwähnten Abschirmrahmen 32
abdeckt, erstreckt sich bis über das Basisende des
Abschirmrahmens 32, woraufhin anschließend der Durchmesser der
Isolierhülle 32a verjüngt wird. Das verjüngte Teil der
Isolierhülle 32a ist mittels eines
Fadenwicklungsverbindungsteils 32b am Signalübertragungskabel
40 befestigt. Zwischen dem Abschirmrahmen 32 und den
Außenleitern des Kabels 39 ist ein elektrisch leitendes
Bindemittel 52 angeordnet, während zwischen dem Teil, das sich
vom Abschirmrahmen 32 zur Basisendseite erstreckt, und dem
oben erwähnten Kabel 39 ein verstärkendes bzw. versteifendes
Bindemittel 53 angeordnet ist, so daß die Kabel 39 festgelegt
werden können.
Was das oben erwähnte Signalübertragungskabel 40 betrifft, so
sind eine Vielzahl von Kabeln 39 mit einem integralen
Abschirmelement 40a überzogen, mit Hilfe eines
Druckwickelelements 40b fixiert und am Außenumfang des
Druckwickelelements 40b von einem Kabelmantel 40c umhüllt.
Dieses Signalübertragungskabel 40 erstreckt sich auf der
Basisendseite über das Einführteil 8 zum Stecker 13a des
Universalanschlußkabels 13. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ragt
auf einer Seite dieses Steckers 13a ein anderes
Universalanschlußkabel 45 weg, in dem das oben erwähnte
Signalkabel 40 weiterläuft. Am vorderen Ende dieses
Universalanschlußkabels 45 ist ein zweiter Stecker 45a
vorgesehen, der in eine Steckeraufnahme 3a des Videoprozessors
3 einsteckbar ist. Das im Inneren des Universalanschlußkabels
45 verlaufende Signalübertragungskabel 40 kann über diesen
Stecker 45a mit dem Videoprozessor 3 gekoppelt werden. Wird
das Bildsignal des betrachteten Gegenstandes, das von der oben
erwähnten Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 fotoelektrisch
umgewandelt wurde, in der im Videoprozessor 3 vorgesehenen
Signalverarbeitungsschaltung verarbeitet und dann dem Monitor
4 zugeführt, so kann das Videobild des betrachteten
Gegenstandes auf der Bildfläche 4a des Monitors 4 betrachtet
werden.
Die oben erwähnte elektronische Schaltung 41 weist z. B. den
in Fig. 7 gezeigten Aufbau auf.
Das heißt, die Innenleiter der drei Kabel 39c, die z. B. für
die Übertragung von Steuerimpulsen auf dem
Signalübertragungskabel 40 dienen, stehen mit den
Steuerimpulseingangsklemmen der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 über das Trogsubstrat 36 in
Verbindung. Das Kabel 39d, an dem z. B. eine Spannung von 12 V
anliegt und das zur Stromversorgung dient, steht mit der
Stromversorgungseingangsklemme der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 in Verbindung, während die
Erdungsklemme über das Kabel 39e mit dem oben erwähnten
Abschirmrahmen 32 zu dessen Erdung und über das
Signalübertragungskabel 40 mit dem Videoprozessor 3 verbunden
ist. An dieses Erdungskabel 39e sind übrigens auch die
Außenleiter 39b der Vielzahl von Kabeln 39 angeschlossen.
Die Ausgangsklemme der oben erwähnten Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 steht über das für das
Ausgangssignal vorgesehene Kabel 39f mit der Basis eines
Transistors 46 in Verbindung. Der Kollektor des Transistors 46
ist an das für die Stromversorgung vorgesehene Kabel 39d
angeschlossen, während der Emitter mit dem für die Erdung
vorgesehenen Kabel 39e und mit der Basis eines weiteren
Transistors 48 verbunden ist. Der Kollektor des weiteren
Transistors 48 steht mit dem für die Stromversorgung
vorgesehenen Kabel 39d und der Emitter über einen Widerstand
49 mit dem Videoprozessor 3 in Verbindung.
Andererseits ist der oben erwähnte Kondensator 34 zwischen das
zur Ansteuerung dienende Kabel 39d und das zur Erdung dienende
Kabel 39e geschaltet. Das für die Erdung vorgesehene Kabel 39e
steht ferner über einen Widerstand 50 mit einem Hilfskabel 39g
in Verbindung.
Soll ein Gegenstand mit einem Endoskop 1 wahrgenommen werden,
das den vorstehend erläuterten Aufbau aufzeigt, so wird das
Universalanschlußkabel 13 über den Stecker 13a mit der
Lichtquelleneinrichtung 2 und das andere
Universalanschlußkabel 45 über den anderen Stecker 45a mit dem
Videoprozessor 3 verbunden. Anschließend wird die
Lichtquelleneinrichtung 2 und die Stromquelle des
Videoprozessors 3 eingeschaltet. Daraufhin wird das
Einführteil 8 des Endoskops 1 in einen Körperhohlraum oder
eine Öffnung eines rohrförmigen Körpers eingeführt und das
Kopfteil 12 durch Biegen des biegbaren Teils 11 mit dem am
Betätigungsteil 9 vorgesehenen Winkelhebel (nicht dargestellt)
auf den wahrzunehmenden Gegenstand ausgerichtet.
Das von der Lampe 2b der Lichtquelleneinrichtung 2 erzeugte
und von der Kondensorlinse 2c konzentrierte Beleuchtungslicht
wird mit Hilfe der Lichtleiter 14 dem Kopfteil 12 des
Endoskops 1 zugeführt und von dort über die
Lichtverteilungslinsen 16, die in den im Kopfteil 12
vorgesehenen beiden Beleuchtungsdurchgangslöchern 15a und 15b
angeordnet sind, auf den zu betrachtenden Gegenstand
gestrahlt.
Das Bild des betrachteten Gegenstandes wird mit Hilfe des
Objektivlinsensystems 27 im Einrichtungschip 29f der
Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 erzeugt. Durch
Einschalten der Stromquelle des Videoprozessors 3 wird die
Abbildungsvorrichtung in Betrieb genommen, so daß das im
Einrichtungschip 29f erzeugte Bild fotoelektrisch umgewandelt
und das Bildsignal mit Hilfe des Signalverstärkungs-IC′s 35
verstärkt wird. Das verstärkte Bildsignal wird über das
Signalübertragungskabel 40 dem Videoprozessor 3 zugeführt und
dann von der im Videoprozessor 3 vorgesehenen
Signalverarbeitungsschaltung verarbeitet. Anschließend wird
das Bildsignal an den Monitor 4 angelegt, so daß das Bild des
betrachteten Gegenstandes auf der Bildfläche 4a des Monitors 4
wahrgenommen werden kann.
Befindet sich der oben erwähnte Signalverstärkungs-IC 35 in
Betrieb, so wird in diesem Wärme erzeugt, die zum
Schaltungssubstrat 33 übertragen wird, an dem der
Signalverstärkungs-IC 35 befestigt ist. Das Schaltungssubstrat
33 besteht aus Keramik und weist demzufolge eine niedrige
Wärmeleitfähigkeit auf. Der Innenleiter 39a des Kabels 39 ist
durch Löten an der Fläche des Schaltungssubstrats 33
befestigt, die dem Signalverstärkungs-IC 35 abgewandt ist. Das
heißt, am Schaltungssubstrat 33 ist der Abstand zwischen dem
Innenleiter 39a und dem Signalverstärkungs-IC 35 kürzer als
der Abstand auf dem Schaltungssubstrat 33 zwischen der
Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 und dem
Signalverstärkungs-IC 35, so daß die Wärmeleitfähigkeit der
von dem Signalverstärkungs-IC 35 erzeugten Wärme zur Seite des
Kabels 39 größer als die Wärmeleitfähigkeit dieser Wärme zur
Seite der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 ist.
Demzufolge wird im wesentlichen die gesamte vom
Signalverstärkungs-IC 35 zum Schaltungssubstrat 33 übertragene
Wärme zum oben erwähnten Innenleiter 39a übertragen.
Da die vom Signalverstärkungs-IC 35 erzeugte Wärme über den
bzw. die Innenleiter 39a zur Basisendseite des bzw. der Kabel
39 übertragen wird, wird verhindert, daß diese zur Kopf- und
Basisendseite des Schaltungssubstrats 33 über das
Schaltungssubstrat 33 übertragen wird.
Das oben erwähnte Signalverstärkungs-IC 35 ist an einem Teil
des Schaltungssubstrats 33 befestigt, das von der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 abgewandt ist, d. h. an dem Teil
des Schaltungssubstrats 33, das soweit wie möglich von der
Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 entfernt liegt, wobei
der Kondensator 34 dazwischen zu liegen kommt. An der
Basisendseite dieses Schaltungssubstrats 33 ist durch Löten
das aus Metall bestehende Kabelbefestigungselement 38 fixiert.
Demzufolge wird die Wärme, die vom Signalverstärkungs-IC 35
über das Schaltungssubstrat 33 übertragen werden soll, über
das Kabelbefestigungselement 38 und das Kabel 39 zur
Basisendseite und über das elektrisch leitende Bindemittel zum
Abschirmrahmen 32 übertragen, so daß diese vom Abschirmrahmen
32 abgestrahlt wird. Demzufolge ist es für die Wärme sehr
schwierig, zur Seite der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29
übertragen zu werden, da dorthin ein vergleichsweise langer
Weg zurückzulegen ist. Auf diese Weise kann ein
Temperaturanstieg der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29
vermieden werden.
Ebenso wird die Wärme, die vom Signalverstärkungs-IC 35 zum
Abdichtharz übertragen wird, das das Signalverstärkungs-IC 35
umhüllt, zur Vergußmasse 37, die zwischen dem
Schaltungssubstrat 33 und dem Trogsubstrat 36 vorgesehen ist,
übertragen und über diese abgestrahlt.
Da somit die vom Signalverstärkungs-IC 35 erzeugte Wärme über
das Kabel 39 zur Basisendseite übertragen oder über die
Vergußmasse 37 abgestrahlt wird und demzufolge nicht zur
Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 gelangen kann, kann ein
Temperaturanstieg der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29
verhindert, eine Bildverschlechterung infolge Wärmerauschens
unterbunden und die Lebensdauer der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 beträchtlich verlängert werden. Wie
Experimente ergaben, konnte die Temperatur der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 auf 53°C gesteuert werden.
Falls während der Beobachtung eine therapeutische Behandlung
mit der Pinzette 19 erforderlich wird, so wird diese in die
Einsetzöffnung 17b, die im Betätigungsteil 9 ausgebildet ist,
eingeführt und über einen nicht dargestellten Pinzettenkanal
und dann über das im Kopfteil 12 ausgebildete
Pinzettendurchgangsloch 17 nach vorn, d. h. zu dem zu
betrachtenden Gegenstand, geführt. Auf der Bildfläche 4a des
Monitors 4 kann dann das vordere Ende der Pinzette 19
wahrgenommen werden. Auf diese Weise kann die therapeutische
Behandlung über diese Bildfläche 4a verfolgt werden.
In einem solchen Fall wird das Beleuchtungslicht zum
Beleuchten des zu betrachtenden Gegenstandes von den beiden im
Kopfteil 12 vorgesehenen Beleuchtungsdurchgangslöchern 15a und
15b abgestrahlt, wobei die Lichtverteilungen der von den
Beleuchtungsdurchgangslöchern 15a und 15b abgestrahlten
Beleuchtungslichtanteile vorbestimmte Spitzenwerte aufweisen.
Demzufolge wird von der Pinzette 19 kein Schatten 19a im Bild
erzeugt, so daß die Beobachtung und die Therapie nicht
beeinträchtigt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird übrigens als Beispiel für
ein wärmeerzeugendes Bauteil der Signalverstärkungs-IC 35
herangezogen. Falls jedoch dieses wärmeerzeugende Bauteil ein
eine Spannungsstabilisierung vornehmender Regler oder
dergleichen ist, so kann gleichfalls ein Temperaturanstieg bei
der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 verhindert werden.
Bei der Erläuterung dieses Ausführungsbeispiels wird
vorausgesetzt, daß die oben erwähnte Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 zur Erzeugung von
Schwarzweißbildern vom Zeitfolgetyp dient. Diese Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 kann jedoch auch zur Erzeugung von
Farbbildern vom Simultantyp dienen, bei denen auf der
Stirnfläche der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 ein
Farbmosaikfilter angeordnet ist.
In Fig. 8 ist eine Modifikation der oben erwähnten
elektronischen Schaltung 41 dargestellt.
Bei dieser Modifikation ist ein Kabel 39h für die Übertragung
einer Spannung von z. B. 9 V vorgesehen, die der Ansteuerung
des Signalverstärkungs-IC′s 35 dient, wobei die Spannung von
12 V weiterhin der Ansteuerung der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 dient. Ferner weist die Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 eine Vielzahl von Ausgängen auf, in
Erwiderung dessen der Signalverstärkungs-IC 35 mit einer
Vielzahl von gleichen Transistoren 46 und 48, die in Fig. 7
erläutert wurden, ausgestattet ist.
Bei diesem modifizierten Aufbau kann die Ansteuerungsspannung
für den Signalverstärkungs-IC 35 herabgesetzt werden, so daß
diese niedriger als die des in Fig. 7 gezeigten Beispiels ist.
Auf diese Weise kann die vom Signalverstärkungs-IC 35 erzeugte
Wärme verringert und somit ein Temperaturanstieg der
Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 verhindert werden.
In Fig. 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt. Im
übrigen werden für die Bauteile, die dem ersten
Ausführungsbeispiel hinsichtlich Aufbau und Funktion
entsprechen, die gleichen Bezugszeichen verwendet, so daß sich
eine Beschreibung dieser Teile hier erübrigt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das Schaltungssubstrat
33 aus einem adiabatischen Element, auf dem ein elektrisch
leitendes Element 54 vorgesehen ist, das aus einer
Metallplatte, einem fortlaufenden Leitermuster oder einer
Goldplattierung besteht und eine hohe Wärmeleitfähigkeit
aufweist. Der Signalverstärkungs-IC 35 ist auf diesem
elektrisch leitenden Element 54 befestigt, das auf der
Basisendseite in Kontakt mit dem Kabelbefestigungselement 38
steht. Das heißt, das vorstehend erwähnte elektrisch leitende
Element 54 führt die vom Signalverstärkungs-IC 35 erzeugte
Wärme zur Seite des Kabels 39 mit einer Wärmeleitfähigkeit ab,
die größer als die Wärmeleitfähigkeit zur Seite der
Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 ist.
Selbst wenn bei diesem Aufbau der Signalverstärkungs-IC 35
Wärme erzeugt, so wird diese über das elektrisch leitende
Element 54 zum Kabelbefestigungselement 38 und von dort zum
Kabel 39 übertragen. Da das Schaltungssubstrat 33 aus einem
adiabatischen Element besteht, ist die Wärmeübertragung zum
Schaltungssubstrat 33 schlecht. Selbst wenn Wärme übertragen
wird, wird diese zum Innenleiter 39a des Kabels 39 übertragen,
der auf der dem Element 54 abgewandten Seite des
Schaltungssubstrats 33 befestigt ist, und von dort über den
Innenleiter zur Basisendseite. Auf diese Weise wird
verhindert, daß die Wärme zur Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 übertragen wird.
Die übrigen Ausgestaltungen, Funktionen und Wirkungen
entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels.
Fig. 10 verdeutlicht das dritte Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Schaltungssubstrat 33
auf der Seite der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 eine
große Dicke und auf der in Kontakt mit dem
Kabelbefestigungselement 38 stehenden Seite eine geringe Dicke
auf. Da die Wärmeleitfähigkeit auf der Seite des
Schaltungssubstrats 33, die eine große Dicke aufweist, gering
ist, jedoch auf der dünn ausgebildeten Seite eine hohe
Wärmeleitfähigkeit vorliegt, wird die in dem
Signalverstärkungs-IC 35 erzeugte und zum Schaltungssubstrat
33 übertragene Wärme im wesentlichen über das dünne Teil des
Schaltungssubstrats 33 zum Kabelbefestigungselement 38 und von
dort zum Kabel 39 übertragen. Demzufolge ist die Wärmemenge,
die zu dem dick ausgebildeten Teil des Schaltungssubstrats 33
übertragen wird, so gering, daß ein Temperaturanstieg der
Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 sicher verhindert werden
kann.
Die übrigen Ausgestaltungen, Funktionen und Wirkungen
entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels.
In Fig. 11 wird das vierte Ausführungsbeispiel verdeutlicht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel steht das Schaltungssubstrat 33
auf der Basisendseite mit dem aus Metall bestehenden
Kabelbefestigungselement 38 in Kontakt. Das am
Schaltungssubstrat 33 befestigte Kabel 39 erstreckt sich über
den Signalverstärkungs-IC 35 hinaus, wobei der Innenleiter 39a
dieses Kabels 39 auf der Seite des Kondensators 34 befestigt
ist. Das heißt, der Innenleiter 39a ist an dem Ende zwischen
Signalverstärkungs-IC 35 und Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 angeordnet.
Infolge dieses Aufbaus wird die zum Schaltungssubstrat 33
übertragene Wärme zur Seite des Kabelbefestigungselements 38,
das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, übertragen.
Andererseits wird die über das Schaltungssubstrat 33 zur Seite
des Kondensators 34 übertragene Wärme zum Innenleiter 39a
übertragen, der in der Nähe dieses Kondensators 34 befestigt
ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß die Wärme zur
Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 übertragen wird.
Die übrigen Ausgestaltungen, Funktionen und Wirkungen
entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels.
Die Fig. 12 und 13 zeigen das fünfte Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist, wie aus Fig. 13
ersichtlich, die Fläche der Leiterbahnen (Kontaktflecken) 33b
des Schaltungssubstrats 33, die in Kontakt mit den
Innenleitern 39a des Kabels 39 stehen, weitaus größer als die
Fläche der Leiterbahnen 33a des Schaltungssubstrats 33, die in
Kontakt mit den externen Leitungen 29e stehen.
Die Wärmemenge, die über die Leiterbahnen 33b mit großer
Fläche zu den Innenleitern 39a übertragen wird, wird somit
größer sein, als die Wärmemenge, die über die Leiterbahnen 33a
mit kleiner Fläche zu den externen Leitungen 29e übertragen
wird. Auf diese Weise wird die im Signalverstärkungs-IC 35
erzeugte und zum Schaltungssubstrat 33 übertragene Wärme zur
Seite der Innenleiter 39a der Kabel 39 über die oben erwähnten
Leiterbahnen 33b übertragen und somit verhindert, daß diese
über die externen Leitungen 29e zur Seite der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 übertragen wird.
Die übrigen Ausgestaltungen, Funktionen und Wirkungen
entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels.
Fig. 14 zeigt das sechste Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die externen Leitungen 29e
der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 29 und das
Schaltungssubstrat 33 mit Hilfe eines elektrisch leitenden
Bindemittels 52 miteinander verbunden, während andererseits
das Schaltungssubstrat 33 und die Innenleiter 39a der Kabel 39
mittels Lötstellen 60 miteinander verbunden sind.
Vergleicht man die Wärmeleitfähigkeit dieser Lötstellen 60 mit
der Wärmeleitfähigkeit des oben erwähnten elektrisch leitenden
Bindemittels 52, so ist die Wärmeleitfähigkeit der Lötstellen
60 höher. Demzufolge wird die im Signalverstärkungs-IC 35
erzeugte und zum Schaltungssubstrat 33 übertragene Wärme über
diese Lötstellen 60 zur Seite der Innenleiter 39a der Kabel 39
übertragen und somit verhindert, daß diese zur Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 übertragen wird.
Die übrigen Ausgestaltungen, Funktionen und Wirkungen
entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels.
Fig. 15 zeigt das siebte Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Schaltungssubstrat 33
relativ lang ausgebildet, wobei auf dessen vorderem Ende ein
Einrichtungschip 29f direkt befestigt ist, so daß das optische
Bild mit Hilfe eines Prismas 56 auf das Einrichtungschip 29f
einfallen kann. Der Signalverstärkungs-IC 35 ist auf der Seite
des Schaltungssubstrats 33, die der Seite abgewandt ist, auf
der das Einrichtungschip 29f befestigt ist, d. h. auf der
unteren Fläche des Schaltungssubstrats befestigt. Der
Kondensator 34 ist im wesentlichen in der Mitte der unteren
Fläche des Schaltungssubstrats 33 befestigt, während
elektrische Einrichtungen 57, wie z. B. Widerstände, auf der
unteren Fläche an einer Stelle befestigt sind, die dem auf der
oberen Fläche befindlichen Einrichtungschip 29f
gegenüberliegt.
Auf der oberen Fläche des Schaltungssubstrats 33 sind die
Innenleiter 39a der Kabel 39 durch Löten an einer Stelle
befestigt, die im wesentlichen zwischen dem
Signalverstärkungs-IC 35 und dem Kondensator 34 liegt. Die
Außenleiter 39b der Kabel 39 sind durch Löten an einer Stelle
auf dem Schaltungssubstrat 33 befestigt, die dem
Signalverstärkungs-IC 35 entspricht. Die Kabel 39 sind ab dem
Schaltungssubstrat 35 mit einem Versteifungsmittel 53 am
Abschirmrahmen 32 befestigt.
Mit Hilfe eines solchen Aufbaus wird die im
Signalverstärkungs-IC 35 erzeugte und zum Schaltungssubstrat
33 übertragene Wärme zu den Außenleitern 39b der Kabel 39
übertragen, wodurch verhindert wird, daß diese über das
Schaltungssubstrat 33 zur Seite des Einrichtungschip 29f
übertragen wird. Selbst wenn Wärme zur Seite des
Schaltungssubstrats übertragen werden sollte, auf der der
Einrichtungschip 29f angeordnet ist, so wird diese Wärme zu
den Innenleitern 39a der Kabel 39 übertragen, die zwischen dem
Signalverstärkungs-IC 35 und dem Kondensator 34 am
Schaltungssubstrat 33 befestigt sind.
Da ferner das oben erwähnte Schaltungssubstrat 33 relativ lang
ist und das Signalverstärkungs-IC 35 an der Basisendseite und
der Einrichtungschip 29f an der vorderen Endseite angeordnet
sind, wobei diese soweit wie möglich voneinander entfernt
sind, kann verhindert werden, daß die vom Signalverstärkungs-
IC 35 erzeugte Wärme zur Seite des Einrichtungschip 29f
übertragen wird.
Die übrigen Ausgestaltungen, Funktionen und Wirkungen
entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels.
Bei den Ausführungsbeispielen 1 bis 7 kann als Material für
das Schaltungssubstrat 33 ein Harz, für die Innen- und
Außenleiter 39a, 39b der Kabel 39 ein Golddraht und für das
Kabelbefestigungselement 38 eine Kupferlegierung verwendet
werden.
Die vom Signalverstärkungs-IC 35 erzeugte Wärme wird
größtenteils über das Schaltungssubstrat 33 zur Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 übertragen. Wird das
Schaltungssubstrat 33 somit aus einem Material mit hoher
Wärmeleitfähigkeit wie z. B. einem Harz hergestellt und werden
auf der Seite der Kabel 39 die Innenleiter 39a, die
Außenleiter 39b und das Kabelbefestigungselement 38 aus
Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. aus den
oben erwähnten Metallen, hergestellt, so wird die
Wärmeübertragung zur Seite der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung 29 verringert. Der oben erwähnte
Aufbau ist ferner für das Vorsehen eines elektrisch leitenden
Elements 54, wie insbesondere in Fig. 9 gezeigt, geeignet.
Wie vorstehend erläutert, kann bei den Ausführungsbeispielen 1
bis 7 verhindert werden, daß die Temperatur der Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung infolge der Wärme des wärmeerzeugenden
Teils ansteigt. Demzufolge ergeben sich insoweit Vorteile, daß
eine Verschlechterung der Qualität des durch die Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung umgewandelten Bildes verhindert, die
Lebensdauer bzw. Haltbarkeit dieser Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung gesteigert und die
Abbildungsvorrichtung insgesamt kompakt aufgebaut werden kann.
Claims (13)
1. Abbildungsvorrichtung mit
- - einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) zum Abbilden eines betrachteten Gegenstandes,
- - einer elektronischen Schaltung (35), die mit der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) betrieblich verbunden ist und bei ihrem Betrieb Wärme erzeugt,
- - einem Kabel (39, 40), das mit der elektronischen Schaltung (35) betrieblich verbunden ist, und
- - einer Wärmeleiteinrichtung, die von der elektronischen Schaltung (35) erzeugte Wärme abführt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeleiteinrichtung ein wärmeleitendes Element
(54) einschließt, das zwischen der elektronischen Schaltung
(35) und dem Kabel (39, 40) angeordnet ist und die
Wärme zur Seite des Kabels mit einer Wärmeleitfähigkeit
überträgt, die höher als die Wärmeleitfähigkeit zur Seite
der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) ist.
2. Abbildungsvorrichtung mit
- - einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) zum Abbilden eines betrachteten Gegenstandes,
- - einer elektronischen Schaltung (35), die mit der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) betrieblich verbunden ist und bei ihrem Betrieb Wärme erzeugt,
- - einem Kabel (39, 40), das mit der elektronischen Schaltung (35) betrieblich verbunden ist, und
- - einer Wärmeleiteinrichtung, die von der elektronischen Schaltung (35) erzeugte Wärme abführt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeleiteinrichtung ein Schaltungssubstrat (33)
aufweist, an dem die Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung
(29), die elektronische Schaltung (35) und das Kabel (39,
40) befestigt sind, wobei die Dicke des Schaltungssubstrats
(33) zwischen der elektronischen Schaltung (35) und
der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) größer als die
Dicke des Schaltungssubstrats (33) zwischen der elektronischen
Schaltung (35) und dem Kabel (39, 40) ist, so daß
die Wärmeleitfähigkeit zur Seite des Kabels höher als die
Wärmeleitfähigkeit zur Seite der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung
(29) ist.
3. Abbildungsvorrichtung mit
- - einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) zum Abbilden eines betrachteten Gegenstandes,
- - einer elektronischen Schaltung (35), die mit der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) betrieblich verbunden ist und bei ihrem Betrieb Wärme erzeugt,
- - einem Kabel (39, 40), das mit der elektronischen Schaltung (35) betrieblich verbunden ist, und
- - einer Wärmeleiteinrichtung, die von der elektronischen Schaltung (35) erzeugte Wärme abführt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeleiteinrichtung ein Schaltungssubstrat (33)
aufweist, an dem die Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung
(29), die elektronische Schaltung (35) und das Kabel (39,
40) befestigt sind, wobei das Kabel am Schaltungssubstrat
(33) zwischen der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29)
und der elektronischen Schaltung (35) befestigt ist, so
daß die Wärmeleitfähigkeit zur Seite des Kabels höher als
die Wärmeleitfähigkeit zur Seite der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung
(29) ist.
4. Abbildungsvorrichtung mit
- - einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (29) zum Abbilden eines betrachteten Gegenstandes,
- - einer elektronischen Schaltung (35), die mit der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) betrieblich verbunden ist und bei ihrem Betrieb Wärme erzeugt,
- - einem Kabel (39, 40), das mit der elektronischen Schaltung (35) betrieblich verbunden ist, und
- - einer Wärmeleiteinrichtung, die von der elektronischen Schaltung (35) erzeugte Wärme abführt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeleiteinrichtung ein Schaltungssubstrat (33)
aufweist, an dem die Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung
(29), die elektronische Schaltung (35) und das Kabel (39,
40) befestigt sind, wobei das Schaltungssubstrat (33)
einen ersten Kontaktflecken (33a), an dem die Festkörper-
Bildaufnahmeeinrichtung (29) angeschlossen ist, und einen
zweiten Kontaktflecken (33b), an dem das Kabel (39, 40)
angeschlossen ist, aufweist und wobei die Fläche des zweiten
Kontaktfleckens (33b) größer als die Fläche des ersten
Kontaktfleckens (33a) ist, so daß die Wärmeleitfähigkeit
zur Seite des Kabels (39, 40) höher als die Wärmeleitfähigkeit
zur Seite der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung
(29) ist.
5. Abbildungsvorrichtung mit
- - einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) zum Abbilden eines betrachteten Gegenstandes,
- -einer elektronischen Schaltung (35), die mit der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) betrieblich verbunden ist und bei ihrem Betrieb Wärme erzeugt,
- - einem Kabel (39, 40), das mit der elektronischen Schaltung (35) betrieblich verbunden ist, und
- - einer Wärmeleiteinrichtung, die von der elektronischen Schaltung (35) erzeugte Wärme abführt
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeleiteinrichtung aufweist:
- - ein Schaltungssubstrat (33), an dem die Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29), die elektronische Schaltung (35) und das Kabel (39, 40) befestigt sind,
- - eine erste Befestigungseinrichtung (52) zum elektrischen Verbinden und mechanischen Befestigen der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) mit dem bzw. am Schaltungssubstrat (33) und
- - eine zweite Befestigungseinrichtung (60) zum elektrischen Verbinden und mechanischen Befestigen des Kabels (39, 40) mit dem bzw. am Schaltungssubstrat (33),
- - wobei die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Befestigungseinrichtung (60) höher als die der ersten Befestigungseinrichtung (52) ist, so daß die Wärmeleitfähigkeit zur Seite des Kabels (39, 40) höher als die Wärmeleitfähigkeit zur Seite der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektronische Schaltung (35) eine Verstärkerschaltung
aufweist, die das Ausgangssignal der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung
(29) verstärkt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektronische Schaltung eine Treiberschaltung einschließt,
die ein Treibersignal an die Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung
(29) anlegt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung (29) ein Endoskopbild
abbildet, das von einem optischen Bilderzeugungssystem
(27) eines Endoskops (1) erzeugt wird.
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