(57)【要約】【課題】本願発明はビデオ内視鏡に関する。【解決手段】遠位端及び近位端を有する長尺なシャフトと、シャフトの遠位端に配置されるレンズと、レンズの近位にシャフトが配置される少なくとも一つのイメージコンバータと、を有する。少なくとも一つのイメージコンバータは、シャフト軸の長手方向軸を中心に回動可能に、シャフトに配置される管状スリーブによって囲まれる。少なくとも一つのイメージコンバータは、シャフトの近位端に配置される接続要素に可撓性信号ラインを介して接続している。ビデオ内視鏡は、可撓性信号ラインが位置固定要素によって管状スリーブ内に着脱可能に固定されることを特徴とする。【選択図】図２
2021506497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ内視鏡であって、
遠位端（３）及び近位端（４）を有する長尺のシャフト（２、１０１、２０１）と、
前記シャフト（２、１０１、２０１）の前記遠位端（４）に配置される対物レンズと、
前記対物レンズに近接して、前記シャフト（２、１０１、２０１）に配置される少なくとも一つのイメージコンバータ（１８、１０５、１０６）と、を備え、
前記少なくとも一つのイメージコンバータ（１８、１０５、１０６）は、前記シャフト（２、１０１、２０１）の長手方向軸を中心として回動可能な状態で、前記シャフト（２、１０１、２０１）に配置される管状スリーブ（１５、１０２、２０２）によって囲まれており、
前記少なくとも一つのイメージコンバータ（１８、１０５、１０６）は、前記シャフト（２、１０１、２０１）の近位端（４）に配置されている接続要素（２０）に、可撓性信号ライン（１９、１１２、１１３、２１２、２１３）によって接続されており、
前記可撓性信号ライン（１９、１１２、１１３、２１２、２１３）は、位置固定要素（２５、１１５、２１５）によって前記管状スリーブ（１０２、２０２）内に着脱可能に固定されることを特徴とする、ビデオ内視鏡。
【請求項２】
前記可撓性信号ラインが少なくとも一つのフレキシブルプリント回路基板（１１２、１１３、２１２、２１３）を備えることを特徴とする請求項１記載のビデオ内視鏡。
【請求項３】
前記ビデオ内視鏡が、共通の管状スリーブ（１０２、２０２）内に配置される２つの前記イメージコンバータ（１０５、１０６）を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のビデオ内視鏡。
【請求項４】
前記可撓性信号ラインが、前記イメージコンバータ（１０５、１０６）それぞれのための別々のフレキシブルプリント回路基板（１１２、１１３、２１２、２１３）を備えることを特徴とする請求項３記載のビデオ内視鏡。
【請求項５】
前記位置固定要素（１１５、２１５）は、外側から前記管状スリーブ（１０２、２０２）に挿入可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載のビデオ内視鏡。
【請求項６】
前記位置固定要素（１１５、２１５）が、前記少なくとも一つのフレキシブルプリント回路基板（１１２、１１３、２１２、２１３）用のスリット状受け部（１１８、１１９、２１８、２１９）を備えることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項記載のビデオ内視鏡。
【請求項７】
前記位置固定要素（１１５、２１５）は２つの補助部品（１１６、１１７、２１６、２１７）からなり、前記２つの補助部品（１１６、１１７、２１６、２１７）が前記管状スリーブ（１０２、２０２）に挿入されると、好適には相互に弾性変形を受け、前記少なくとも一つのフレキシブルプリント回路基板（１１２、１１３、２１２、２１３）は、前記スリット状受け部（１１８、１１９、２１８、２１９）に圧入固定されることを特徴とする請求項６記載のビデオ内視鏡。
【請求項８】
前記２つの補助部品（１１６、１１７）それぞれが、前記フレキシブルプリント回路基板（１１２、１１３）のための前記スリット状受け部（１１８、１１９）を備えることを特徴とする請求項７記載のビデオ内視鏡。
【請求項９】
前記２つの補助部品（２１６）のうち１つが、前記フレキシブルプリント回路基板（２１２、２１３）のための２つのスリット状受け部（２１８、２１９）を備えることを特徴とする請求項７記載のビデオ内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビデオ内視鏡に関する。本発明のビデオ内視鏡は、遠位端と近位端とを有する長尺なシャフト、シャフトの遠位端に配置される対物レンズ、ならびに対物レンズに近接してシャフトに配置される少なくとも一つのイメージコンバータを備える。そして、この少なくとも一つのイメージコンバータは、シャフトの長手方向軸を中心として回動可能な状態で、シャフト内に配置されている管状スリーブに囲まれており、シャフトの近位端に配置される接続要素に、可撓性信号ライン（信号路）によって接続されている。
【背景技術】
【０００２】
ビデオ内視鏡は、アクセスするのが困難である腔（内部空間）を調べるために医療及び科学技術において使用されている。この目的のために内視鏡は、近位端（すなわち使用者の近くに配置）と遠位端（すなわち使用者から離れて配置）とを有する長尺なシャフトを備える。この場合のシャフトは可撓性であっても硬性であってもよい。
【０００３】
対物レンズはシャフトの遠位端に配置され、そして電子イメージコンバータ上に腔のイメージを投影する。このイメージは、イメージコンバータによって電気映像信号に変換される。イメージコンバータは例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳチップであってもよい。
【０００４】
イメージコンバータが生成した映像信号は、信号ラインを介してシャフトの近位端へ伝達され、接続要素を介して、必要に応じて電子前処理の後に出力される。
【０００５】
使用中に、例えば関心を注いでいる（対象の）詳細部に対する視角をより良好にするために、内視鏡シャフトが長手方向軸を中心に回動すると、映像データから再生されている映像の水平位置が回転する。この場合、ビデオ内視鏡の使用者がこの映像の方向を決めることはさらに困難である。ビデオ内視鏡が横方向、又は可変の視野方向を有する場合、この問題はさらに深刻となる。
【０００６】
この対策のために、イメージコンバータは、シャフトの長手方向軸を中心として回動できるようにシャフトに取り付けられることが多い。このためイメージコンバータは、管状スリーブに固定されており、そして管状スリーブはシャフトに回動可能に設置されている。このスリーブは、例えば磁気結合（磁気カップリング）を利用して回転させることができる。磁気結合により、シャフトの外側に配置される在軸受けの回転がシャフトを介して管状スリーブに伝えられる。
【０００７】
シャフトの近位端にある接続要素は、シャフトの近位端に密閉接続されているのが一般的であるので、管状スリーブと一緒に回転することはできない。従って、イメージコンバータと接続要素間では、可撓性信号ラインが使用されている。
【０００８】
例えば、同様のビデオ内視鏡は、独国特許公開第１０２００７００９２９２号により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許公開第１０２００７００９２９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
同様のビデオ内視鏡は、可撓性信号ラインがさまざまな機械的ストレスを受けるという点で問題がある。この機械的ストレスとは、シャフトの長手方向に作用する張力及び／又は圧縮力であり、個別部品の熱膨張が異なるために結果として生じ得る。加えて、管状スリーブがシャフトを中心に回転するときにねじりの力が生じる。
【００１１】
同様の力は、イメージコンバータに対して、又はイメージコンバータに接続される更なる回路に対して、信号ラインの接続ポイント上で作用する。ビデオ内視鏡の遠位端では、スペースが限られているので、この種の接続ポイントは小さく、繊細である。よって、接続ポイントが損傷する危険性があり、最悪の場合はビデオ内視鏡が使用できなくなる。
【００１２】
従って本発明の目的は、上記の課題に対して改良されたビデオ内視鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、本発明によるビデオ内視鏡によって達成される。本発明によるビデオ内視鏡は、遠位端と近位端とを有する長尺のシャフト、シャフトの遠位端に配置される対物レンズ、及び対物レンズに近接してシャフトに配置される少なくとも一つのイメージコンバータを含む。少なくとも一つのイメージコンバータは、シャフトの長手方向軸を中心として回動可能な状態で、シャフトに配置されている管状スリーブで囲まれており、そしてシャフトの近位端に配置される接続要素に、可撓性信号ラインによって接続されている。そして本発明のビデオ内視鏡は、可撓性信号ラインが位置固定要素によって管状スリーブに着脱可能に固定されているという点で発展している。
管状スリーブ内で信号ラインを固定すると結果として、信号ラインに作用している力は、位置固定要素を介することにより管状スリーブに逸れて伝達され、シャフトの遠位端では信号ラインの接続ポイントに応力を加わらない。このように接続ポイントに対する損傷の危険は、ほぼ完全に排除することができる。
【００１４】
本発明のビデオ内視鏡の可能な実施例において、可撓性信号ラインは、フレキシブルプリント回路基板を備えることができる。フレキシブルプリント回路基板は、例えば、ケーブルより接続がシンプルであり、同時に曲げ挙動がより均一となる。
【００１５】
本発明のビデオ内視鏡は、共通の管状スリーブに配置される２つのイメージコンバータを備えることができる。３Ｄビデオ内視鏡では例えば、立体内視鏡画像を考慮するために、２つのイメージコンバータが使用される。この種類の３Ｄビデオ内視鏡の場合、信号ラインに対するイメージコンバータの接続ポイントは、取付け空間が制限されるため特に繊細である。
【００１６】
したがって、このビデオ内視鏡の可撓性信号ラインは、イメージコンバータそれぞれのために、別々のフレキシブルプリント回路基板を備えてもよい。
【００１７】
本発明のビデオ内視鏡の好ましい実施例によれば、位置固定要素を外側から管状スリーブに挿入することができる。その結果、信号ラインを固定するために、イメージコンバータに対して可撓性信号ラインを接続した後、位置固定要素を特に単純な方法で導入することが可能である。
【００１８】
本発明のビデオ内視鏡の有利な変形例において位置固定要素は、少なくとも一つのフレキシブルプリント回路基板用のスリット状受け部（レセプタクル）を備えることができる。その後、スリット状受け部がフレキシブルプリント回路基板及び固定された回路基板上を滑るように、管状スリーブに位置固定要素を挿入することができる。
【００１９】
本発明のビデオ内視鏡の特に好適な実施例において、位置固定要素は２つの補助部品から成ってもよく、この補助部品は管状スリーブに挿入されるときに、好適には相互の弾性変形を受ける。結果、少なくとも一つのフレキシブルプリント回路基板は、圧入（圧力バメ）で、スリット状受け部に固定される。この場合例えば、補助部品のスリット状容器の相互に対向する壁がもう一方の補助部品と互いに押圧し合うことができ、結果として、フレキシブルプリント回路基板は壁の間に固定される。
【００２０】
この場合、２つの補助部品はそれぞれ、フレキシブルプリント回路基板用のスリット状受け部を備えることができる。第１の補助部品のスリット状受け部が第１のフレキシブルプリント回路基板に重なるように、まず第１の補助部品を管状スリーブに挿入することができる。その後、第２の補助部品のスリット状受け部が第２のフレキシブルプリント回路基板に重なるように、第２の補助部品が挿入される。
【００２１】
あるいは、それぞれの場合において、２つの補助部品のうちの１つが、１つのフレキシブルプリント回路基板に対して２つのスリット状受け部を備えてもよい。この場合第２の補助部品は、フレキシブルプリント回路基板をそこに固定するために、第１の補助部品の弾性変形のためだけに利用される。
【００２２】
本発明は、例として与えられるいくつかの図面を参照し、以下で説明がなされる。これらの図面は、本発明の理解を高めることのみを目的とし、本発明の要旨の限定することを目的としない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ビデオ内視鏡を示す。
【図２】ビデオ内視鏡の内部構造を示す。
【図３】内視鏡の更なる内部構造を示す。
【図４ａ】図３のビデオ内視鏡の断面図である。
【図４ｂ】図３のビデオ内視鏡の断面図である。
【図４ｃ】図３のビデオ内視鏡の断面図である。
【図４ｄ】図３のビデオ内視鏡の断面図である。
【図５】更なるビデオ内視鏡の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１はビデオ内視鏡１を示す。ビデオ内視鏡１は、遠位端３と近位端４とを有する長尺なシャフト２を備える。シャフト２の近位端４にはハンドル５が配置され、このハンドルを利用してビデオ内視鏡１の保持及び操作が行われる。
【００２５】
対物レンズ（図示せず）はシャフト２の遠位端３に配置され、対物レンズの視野方向は矢印６の方向に向けられる。ビデオ内視鏡１を回転させることにより、対物レンズの視野方向をその長手方向軸を中心として回動させることができる。ビデオ内視鏡１によって記録される画像の水平位置を制御するために、自在軸受け（スイベル）７が用いられる。ビデオ内視鏡１が生成する映像信号は、ケーブル８を介して出力される。
【００２６】
図２はビデオ内視鏡１の内部構造の略図である。
【００２７】
シャフト２の遠位端３は、窓部１０により気密封止（ハーメチックシール）されている。窓部１０の後ろには、プリズムアッセンブリ１２及びレンズ１３を備えた遠位対物レンズモジュール１１が配置されている。遠位対物レンズモジュール１１は、結合して回転するためにシャフト２に接続されている。
【００２８】
さらにまたシャフト２には管状スリーブ１５が設けられており、スリーブはシャフト２の長手方向軸を中心に回動することができる。管状スリーブは磁石１６を用いて自在軸受け７と結合される。その結果、ビデオ内視鏡１の長手方向軸を中心とした自在軸受け７の回動が管状スリーブ１５へと伝達される。
【００２９】
近位対物レンズ部１７及び電子イメージコンバータ１８は、結合して回転するために、管状スリーブ１５の遠位端で、管状スリーブ１５に固定される。可撓性信号ライン１９により、イメージセンサ１８はシャフト２の近位端４で接続要素２０に接続される。接続要素２０は、気密封止されシャフト２に挿入される。
【００３０】
イメージセンサ１８の電気信号は、可撓性信号ライン１９を介して接続要素２０へ伝達され、そして、接続要素部でシャフト２の外にガイドされる。信号処理回路２１は信号を処理し、ケーブル８を介してそれらを出力する。
【００３１】
使用者は、ビデオ内視鏡の視野方向を調整するためにハンドル５を回転させることができる。その過程で、そこに強固に接合されているシャフト２及び遠位対物レンズモジュール１１も回転する。そして画像の水平位置を失わないために、使用者はしっかりと自在軸受け７を握る。そうすると水平位置は回転しない。したがって、近位対物レンズモジュール１７及びイメージコンバータ１８と一緒に管状スリーブ１５が回転することはなく、記録画像の水平位置は一定となる。
【００３２】
管状スリーブ１５とシャフト間の相対的な回転は、結果として信号ライン１９をねじれさせる。その結果、信号ライン１９とイメージコンバータ１８との結合部は、機械的ストレスを受ける。
【００３３】
この応力を減らすために、位置固定要素２５が設けられており、この要素により、管状スリーブ１５内の信号ライン１９が着脱可能に固定される。その結果、信号ライン１９のねじれ力は、位置固定要素２５によって吸収され、管状スリーブ１５を通過し、信号ラインとイメージコンバータ間の接続ポイントがストレスを受けることがない。
【００３４】
この場合位置固定要素２５は、例えば保守目的のためにビデオ内視鏡１を分解することを考慮するために、着脱可能であるように設計される。
【００３５】
信号ライン１９と接続要素２０間の接続ポイントは、信号ライン１９のねじれによって同様に応力を受ける。しかし接続要素２０の領域では利用可能な設置スペース（空間）は非常に広いので、これらの接続ポイントは機械的にさらに安定するように形成することができる。
【００３６】
図３は、本発明の更なるビデオ内視鏡１００の内部構造の詳細図である。図４ａ〜４ｄは、平面Ａ−Ａ（図４ａ）、Ｂ−Ｂ（図４ｂ）、Ｃ−Ｃ（図４ｃ）、Ｄ―Ｄ（図４ｄ）と共に、図３に示されるビデオ内視鏡の断面図を示す。
【００３７】
立体ビデオ内視鏡として設計されるビデオ内視鏡１００はまた、シャフト１０１に回動可能に設置されるシャフト１０１と管状スリーブ１０２とを備える。近位対物レンズ部として、２つのプリズムブロック１０３、１０４は、管状スリーブ１０２内で互いに並列に配置されており、図３ではプリズムブロック１０３のみが確認できる。プリズムブロックは、遠位対物レンズ部（図示せず）から発せられる光ビームを２つのイメージコンバータ１０５、１０６上へと９０度屈折する。図３ではイメージコンバータ１０５だけが確認できる。
【００３８】
プリズムブロック１０３、１０４及びイメージコンバータ１０５、１０６は、結合して回転するよう、管状スリーブ１０２に接続されている支持要素１０７に固定される。支持要素１０７はさらに、イメージコンバータ１０５、１０６からの電気熱損失に対する吸熱器（ヒートシンク）及び放熱体として機能する。
【００３９】
イメージコンバータ１０５、１０６から画像情報を読み出し、情報を映像信号に変換する回路１０８、１０９に、イメージセンサ１０５、１０６は接続されている。映像信号は、遷移回路基板１１０、１１１を介して可撓性信号伝導体１１２、１１３へ伝達され、信号伝導体はシャフト１０１の近位端（図示せず）まで伸びる。図３では信号伝導体１１２、１１３の信号伝導体１１３のみが確認できる。信号伝導体１１２、１１３は、フレキシブルプリント回路基板として設計されている。
【００４０】
遷移回路基板１１０、１１１及び信号伝導体１１２、１１３はそれぞれ、明確にするために示されてない複数の個々のストリップ導体を備えている。信号伝導体１１２、１１３のストリップ導体は、はんだ接合によって接続領域１１４で遷移回路基板１１０、１１１のストリップ導体に接続されている。
【００４１】
遷移回路基板１１０、１１１はその近位領域で、ビデオ内視鏡１００の長手方向軸の方へ約９０度の角度で曲げられる。その結果、信号伝導体１１２、１１３をビデオ内視鏡１００の長手方向軸のできるだけ近くに配置することができる。
【００４２】
スリーブ１０２がシャフト１０１内で回転する場合、信号伝導体１１２、１１３はねじれる。結果的に生じるねじれ力が接続領域１１４のはんだ位置に損傷を与えるのを防止するために、信号伝導体１１２、１１３は位置固定要素１１５を用いて、接続領域１１４に近接して固定される。位置固定要素１１５は、それぞれ対向する側からスリーブ１０２に挿入される２つの補助部品１１６、１１７から成る。
【００４３】
補助部品１１６、１１７はそれぞれ、信号伝導体１１２、１１３のうち１つを受けるスリット状受け部１１８、１１９それぞれを備える。この場合、補助部品１１６、１１７がスリーブ１０２に挿入されるときは、補助部品１１６、１１７は相互の弾性変形を受けるように設計される。その結果、信号伝導体１１２、１１３は、圧入（圧力バメ）でスリット状受け部１１８、１１９に固定される。
【００４４】
補助部品１１６、１１７はその外側端部で、補助部品１１６、１１７両方が過剰に深くスリーブ１０２に押し込まれるのを防止するキノコ状の拡張部１２０、１２１を備える。そして、ビデオ内視鏡１００が保守又は修理のために解体されるときに、スリーブ１０２から補助部品１１６、１１７を容易に取り外しできるようにする。
【００４５】
補助部品１１６、１１７は例えば、射出成形によりプラスチック材料から作成することができる。この場合プラスチック材料は、ビデオ内視鏡１００を組み立て又は分解する際に、信号伝導体１１２、１１３への損傷を防止するために、できる限り擦傷を引き起こさないものであるべきである。
【００４６】
図５は、ビデオ内視鏡１００に主に対応する更なるビデオ内視鏡２００の断面図である。この場合、図５は、図３の平面Ｄ―Ｄの平面における断面図である。図において相互に対応する要素は、参照符号に１００を足して設けられており再び詳細に説明されない。
【００４７】
この場合補助部品２１６が信号伝導体２１２、２１３を受ける２つのスリット状受け部２１８、２１９を備えるという点で、ビデオ内視鏡２００はビデオ内視鏡１００と異なる。対照的に補助部品２１７は広い受け部（レセプタクル）２２５を備え、これが全ての補助部品２１６を囲むので、信号伝導体２１２、２１３は圧入（圧力バメ）で固定される。
【図１】
2021506497.tif 000003
【図２】
2021506497.tif 000004
【図３】
2021506497.tif 000005
【図４ａ】
2021506497.tif 000006
【図４ｂ】
2021506497.tif 000007
【図４ｃ】
2021506497.tif 000008
【図４ｄ】
2021506497.tif 000009
【図５】
2021506497.tif 000010
【国際調査報告】
2021506497.tif 000011
2021506497.tif 000012
2021506497.tif 000013
2021506497.tif 000014
2021506497.tif 000015