DE3736688A1 - Bilderzeugungsvorrichtung - Google Patents
BilderzeugungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 27, wie ein
Endoskop oder eine TV-Kamera, welche eine Bildaufnahme
vorrichtung auf Halbleiterbasis in einem Kamerakopf
aufweist.
Ein Endoskopf, d. h. ein sogenanntes elektronisches Scope
ist als herkömmliche Bilderzeugungsvorrichtung bekannt.
Bei diesem Endoskop wird eine Bildaufnahmevorrichtung
auf Halbleiterbasis (SID = solid-state imaging device)
am distalen Endabschnitt eines Einführabschnittes ange
ordnet und ein optisches Bild, das von der lichtempfind
lichen Oberfläche der SID empfangen wird kann über eine
Kamerasteuereinheit beobachtet werden.
Ein Endoskop mit einem Kamerakopf, der eine SID verwen
det, ist in der JP-PS 60-2 08 726 beschrieben. Bei einem
Endoskop dieses Typs ist ein SID-Chip senkrecht zur
Längsachse eines Einführabschnittes des Endoskopes ange
ordnet und an der rückwärtigen Oberfläche des SID sind
nach außen führende Anschlüsse wahllos angeordnet. All
diese nach außen führenden Anschlüsse sind mit Leiter
platten verbunden, auf denen elektrische Komponenten an
geordnet sind. Leitungsgruppen eines Leistungskabels,
welche eine Kamerasteuereinheit und den Kamerakopf ver
binden sind mit allen Leiterplatten, die die elektroni
schen Komponenten tragen verbunden und sind weiterehin mit
den nach außen führenden Anschlüssen der SID verbunden.
In einer elektrischen Signalverarbeitungseinheit des
Kamerakopfes, an der die nach außen führenden Anschlüsse
wahllos angeordnet sind und bei der alle Anschlüsse wie
im Falle einer herkömmlichen SID mit Peripherieschalt
kreisen verbunden sind, gibt es keine Probleme, wenn die
Anzahl der ein- und ausgehenden Signale gering ist und
nur wenige abgeschirmte Leitungen, z. B. bei einer
Schwarz-Weiß-SID angeschlossen sind. Wenn jedoch mehrere
zehn abgeschirmte Leitungen angeschlossen werden müssen,
wird ein beachtlich großer Raum zum Anschluß der SID und
der Leiterplatten und zur Verbindung der Leiterplatten
und der abgeschirmten Leitungen benötigt und die Größe
der peripheren Schaltkreisaufbauten wird unerwünscht
hoch. Hieraus ergibt sich, daß der gesamte elektrische
Signalverarbeitungsabschnitt unhandlich wird und einen
kompakten Kamerakopf verhindert. Weiterhin bewirkt dies
im Fall des Endoskopes, daß der Außendurchmesser des
Einführabschnittes unerwünscht groß wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Bilderzeugungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des An
spruches 1 bzw. 27 derart auszubilden, daß ein kompakter
Kamerakopf möglich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeich
nenden Merkmale des Anspruches 1 bzw. 27.
Die erfindungsgemäße Bilderzeugungsvorrichtung weist ei
nen Kamerakopf und eine Kamerasteuereinheit auf. Am vor
deren Endabschnitt des Kamerakopfes ist ein optisches
Objektivsystem angeordnet und eine Bilderzeugungsvor
richtung auf Halbleiterbasis mit einer ersten Gruppe von
Anschlüssen zur Aufnahme oder Ausgabe von innerhalb der
Kamera verarbeiteten Signalen und eine zweite Gruppe von
Anschlüssen, die von der ersten Anschlußgruppe getrennt
ist und die zur Aufnahme oder Ausgabe von Signalen dient,
die nicht innerhalb des Kamerakopfes verarbeitet wurden
sind hinterhalb dem optischen Objektisystem angeordnet.
Eine Verbindungsanschlußgruppe einer Leiterplatte, die
wenigstens zwei Verbindungsanschlußgruppen aufweist ist
mit der ersten Anschlußgruppe verbunden. Die andere Ver
bindungsanschlußgruppe der Leiterplatte ist mit einem
Endabschnitt einer ersten Gruppe von Leitungskabeln eines
Leistungskabels verbunden. Ein Endabschnitt einer zweiten
Gruppe von Leitungskabeln des Leistungskabels ist mit der
zweiten Anschlußgruppe verbunden. Der andere Endbereich
sowohl der ersten als auch zweiten Gruppe von Leitungs
kabeln ist mit der Kamerasteuereinheit verbunden.
Die Leiterplatte ist nur mit den Anschlüssen der ersten
Gruppe und nicht mit allen Anschlüssen verbunden. Somit
kann sie relativ klein sein. Da weiterhin kein Signalaus
tausch zwischen den beiden voneinander getrennten Gruppen
von Anschlüssen nötig ist, ist die Verdrahtung innerhalb
des elektronischen Signalverarbeitungsabschnittes einfach
und benötigt nur geringen Raum.
Wie bereits erläutert, sind die Leistungskabel in zwei
Gruppen aufgeteilt. Somit ist das Layout dieser Kabel
einfach und benötigt keinen zusätzlichen Totraum.
Auf der Leiterplatte sind elektronische Bauteile, wie
integrierte Schaltkreise, Kondensatoren, Widerstände und
Transistoren aufgebaut, die verwendet werden, um Video
signale von der SID zu verstärken, die der SID zugeführte
Spannung zu stabilisieren und Signalreflektionen zwischen
dem Kamerakopf und den Leistungskabeln zu verhindern und
Rauschen von den Signalen zu entfernen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorlie
genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt
Fig. 1 in Längsschnittdarstellung ein Endoskop mit einer
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 und 3 Längsschnittdarstellungen eines Kamerakopf
abschnittes der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß
Fig. 1;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in
Fig. 3;
Fig. 5 bis 7 eine Vorderansicht, einen Längsschnitt und
eine Rückansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung
auf Halbleiterbasis gemäß der ersten Ausführungs
form;
Fig. 8 und 9 Längsschnitte einer ersten Abwandlung des
Kamerakopfabschnittes in der Bilderzeugungsvor
richtung gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 10 in Längsschnittdarstellung eine zweite Abwandlung
des Kamerakopfabschnittes der Bilderzeugungsvor
richtung gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 11 in Längsschnittdarstellung eine dritte Abwandlung
des Kamerakopfabschnittes der Bilderzeugungsvor
richtung gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 12 in Schnittdarstellung schematisch eine Bilder
zeugungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 eine Längsschnittdarstellung eines Kamerakopf
abschnittes der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß
der zweiten Ausführungsform;
Fig. 14 schematisch die Verdrahtung in dem Kamerakopf;
Fig. 15 bis 17 eine Draufsicht, eine Seitenansicht und
eine Rückansicht einer Leiterplatte;
Fig. 18 bis 20 eine Vorderansicht, eine Längsschnittdar
stellung und eine Rückansicht einer ersten Ab
wandlungsform der Bilderzeugungsvorrichtung auf
Halbleiterbasis;
Fig. 21 schematisch die Bilderzeugungsvorrichtung auf
Halbleiterbasis und einen elektrischen Schaltkreis
gemäß den Fig. 18 bis 20;
Fig. 22 bis 24 eine Vorderansicht, eine Schnittdarstel
lung und eine Rückansicht einer zweiten Abwandlung
der Bilderzeugungsvorrichtung auf Halbleiterba
sis;
Fig. 25 eine Längsschnittdarstellung eines Kamerakopfes
für die Bilderzeugungsvorrichtung auf Halbleiter
basis gemäß den Fig. 22 bis 24;
Fig. 26 eine Längsschnittdarstellung einer weiteren Ab
wandlung des Kamerakopfabschnittes der Bilderzeu
gungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungs
form;
Fig. 27 und 28 eine Schnittdarstellung und eine Rücken
ansicht der Bilderzeugungsvorrichtung auf Halb
leiterbasis gemäß Fig. 26;
Fig. 29 eine Längsschnittdarstellung einer Bilderzeu
gungsvorrichtung gemäß eine dritten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 30 schematisch die Bilderzeugungsvorrichtung auf
Halbleiterbasis und den elektrischen Schaltkreis
gemäß einer weiteren Abwandlung.
Gemäß Fig. 1 weist der Einführabschnitt des Endoskopes
einen Biegeabschnitt 2 auf. Eine Mehrzahl von rohrförmi
gen Segmenten 4, die miteinander drehbeweglich verbunden
sind, ist in dem Biegeabschnitt 2 angeordnet. Die äußere
Oberfläche eines jeden Segmentes 4 ist von einem Gewebe 6
und einer Gummischicht 8 abgedeckt. Ein distales Endteil
10 aus Metall ist mit dem rohrförmigen Segment 4 über ein
Isolierteil 12 verbunden, das am distalen Endabschnitt
angeordnet ist. Der freiliegende Bereich des distalen
Endteiles 10 ist mit einer isolierenden Abdeckung 14 und
der Schicht 8 überzogen. Das distale Endteil 10 und die
Schicht 8 sind mit einer Kleberschicht 16 miteinander
verbunden.
An dem distalen Endteil 10 und der isolierenden Abdeckung
14 am distalen Ende des Einführungsabschnittes ist eine
Mehrzahl von Befestigungsbohrungen ausgebildet. Ein op
tisches Objektivsystem 18 und ein optisches Beleuch
tungssystem 20 sind in den Befestigungsbohrungen ange
ordnet. Ein Instrumentierkanal 22, der von einem rohr
förmigen Isolierteil 23 gebildet wird, das in einer Be
festigungsbohrung am distalen Endteil 10 ausgebildet ist
steht mit einer Kanalleitung 24 in Verbindung, die mit
der rückwärtigen Öffnung des Isolierteils 23 in Verbin
dung steht, wobei sich eine Instrumentierkanalleitung 26
vom rückwärtigen Ende der Leitung 24 aus innerhalb des
Einführabschnittes erstreckt. Das optische Beleuch
tungssystem 20 weist eine Mehrzahl von optischen Linsen
20 A auf, die optisch mit der distalen Stirnfläche einer
Lichtleitfaser 28 verbunden sind, die sich ebenfalls
durch den Einführabschnitt erstreckt. Eine Bildaufnahme
vorrichtung auf Halbleiterbasis (SID) 30, welche einen
Kamerakopfabschnitt 29 der Bilderzeugungsvorrichtung
bildet, ist vorgesehen und ein elektrischer Signalverar
beitungsabschnitt 32 steht mit der SID 30 in Verbindung,
wobei der Abschnitt 32 und die SID 30 hinter dem opti
schen Objektivsystem 18 angeordnet sind, welches eine
Mehrzahl von Objektivlinsen 18 A aufweist. Somit kann Ge
webe in einer Körperhöhle unter der Verwendung der SID 30
beobachtet werden und erkranktes Gewebe kann gleichzeitig
mittels chirurgischen Instrumenten behandelt werden, die
in den Kanal 22 eingeführt werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 7 wird nun im fol
genden die SID 30 beschrieben. Gemäß Fig. 6 sind ein
SID-Chip 36, ein Farbfilter 37 und ein Deckglas 38 über
einander auf einer Basis 34 geschichtet, welche aus einem
keramischen Mehrschicht-Substrat besteht und werden mit
tels eines Versiegelungsteils 42 zusammengehalten. Ge
nauer gesagt, der SID-Chip 36 weist eine Bildfläche 39,
eine optische Schwarzfläche 40 und ein horizontales
Schieberegister 41 auf und ist auf die Oberfläche der
Basis 34 die-aufgebondet. Chipelektroden 44 des SID-Chips
36 und Kontaktflächen 46 zum Bonden, welche Durchgangs
bohrungen aufeisen und auf der Basis 34 ausgebildet
sind, sind mittels Bondierungs-Drähten 48 miteinander
verbunden. Die Kontaktflächen 46 sind mit ersten und
zweiten externen Anschlußgruppen 50 A und 50 B auf der
rückwärtigen Oberfläche der Basis 34 verbunden. Das
Farbfilter 37 und das Deckglas 38 sind auf der oberen
Oberfläche des SID-Chips 36 aufeinanderfolgend aufgesta
pelt, wonach diese Einzelkomponenten durch das Versiege
lungsteil 42 eingeschlossen und gehalten werden.
Die SID 30 mit dem geschilderten Aufbau wird senkrecht
zur Achse des Einführabschnittes des Endoskopes, d. h.
senkrecht zur optischen Achse des optischen Objektivsys
tems 18 in einer Ausnehmung 10 A angeordnet, welche in
dem rückwärtigen Endabschnitt des distalen Endteiles 10
ausgebildet ist. Die SID 30 wird mittels einer Kleber
schicht 52 gehalten, so daß seine lichtempfindliche
Oberfläche dem optischen Objektivsystem 18 gegenüber
liegt.
Der elektrische Signalverarbeitungsabschnitt 32 weist
eine erste Leiterplatte 54, auf deren oberen und unteren
Oberfläche elektrische und elektronische Bauteile ange
ordnet sind und eine zweite Leiterplatte 56 auf, auf der
lediglich ein Leitungsbahnmuster ausgebildet ist. Genauer
gesagt, ein integrierter Schaltkreis 58 ist auf der obe
ren Oberfläche der ersten Leiterplatte 54 angeordnet und
Kondensatoren 60 sind auf deren unterer Oberfläche ange
ordnet. Hierbei wird für den integrierten Schaltkreis 58
ein Kompaktgehäuse verwendet, wie in Fig. 2 dargestellt.
Genauer gesagt, ein bloßer Chip 59 ist direkt mit der
ersten Leiterplatte 54 verbunden. Der bloße Chip 59 und
die Leiterplatte 54 sind mittels Bondierungsdrähten 62
miteinander in Verbindung. Ein Teilbereich um den Chip 59
herum ist mittels eines IC-Versiegelungsbauteiles 64
verkapselt.
Ein größere Anzahl von L-förmigen Anschlußbeinen 66 ist
an der oberen Oberfläche eines Kantenbereiches der ersten
Leiterplatte 54 befestigt und eine größere Anzahl von
Ausnehmungen 68 a ist an der unteren Oberfläche des ande
ren Kantenbereiches der Leiterplatte 54 ausgebildet. In
jeder der Ausnehmungen ist eine Kontaktfläche 68 für ab
geschirmte Leitungen vorgesehen. Der Chip 59 und die
Kondensatoren 60 sind mit einigen der Anschlußbeine 66
und einigen der Kontaktflächen 68 verbunden.
An einem Kantenbereich der zweiten Leiterplatte 56 ist
eine größere Anzahl von L-förmigen Anschlußbeinen 70
vorgesehen und röhrchenförmige Anschlüsse 72, in welche
Leitungen eingeführt werden, sind an dem anderen Kanten
bereich der zweiten Leiterplatte vorgesehen. Auf der ge
samten Oberfläche der Leiterplatte 56 ist ein Leitungs
muster ausgebildet und mit den Anschlußbeinen 70 und den
Anschlüssen 72 verbunden. Ein freier Endbereich eines
jeden Anschlusses 72 ist schräg abgeschnitten, so daß ein
Leitungsdraht leicht eingeführt werden kann.
Gemäß Fig. 3 sind die ersten und zweiten Leiterplatten 54
und 56 weniger breit als die SID 30. Die ersten und
zweiten Leiterplatten 54 und 56 erstrecken sich vertikal
verschoben und parallel zueinander. Die Anschlußbeine 66
und 70 der Leiterplatten 54 und 56 sind an Kontaktflächen
50 angelötet. Die Leiterplatten 54 und 56 erstrecken sich
in Längsrichtung des Einführabschnittes.
Ein Leistungskabel 73, das in den Einführabschnitt ein
geführt ist, wird in ein erstes Bündel 74 aus abge
schirmten Leitungen und ein zweites Bündel 76 aus abge
schirmten Leitungen aufgeteilt. Jede abgeschirmte Leitung
wird mit der entsprechenden Kontaktfläche 68 oder dem
Anschluß 72 mittels Löten verbunden. Wenn beispielsweise
12 abgeschirmte Leitungen mit den Leiterplatten verbunden
werden sollen, werden die abgeschirmten Leitungen in die
beiden Bündel 74 und 76 aufgeteilt und die Bündel 74 und
76 werden in Durchgangsbohrungen eines Halters 78 einge
setzt. Dann werden die abgeschirmten Innenleiter 80 und
81 von den sie umgebenden Abschirmleitungen befreit. Da
nach wird eine Seele 80 A des Innenleiters 80 des ersten
Bündels 74 mit der Kontaktfläche 68 verlötet und eine
Seele 81 A des Innenleiters 81 des zweiten Bündels 76 wird
in den zugehörigen röhrchenförmigen Anschluß 72 einge
führt und mit diesem verlötet. Die Außenleiter 82 der
Bündel 74 und 76 werden mit dem Halter 78 mittels einer
Lötschicht 84 verbunden. Der Halter 78 ist innerhalb des
proximalen Endbereiches einer metallischen Schirmabdec
kung 86, welche die Leiterplatten 54 und 56 umgibt mit
tels einer Klebeschicht 78 A befestigt. Der Halter 78 ist
in elektrischer Verbindung mit der Schirmabdeckung 86.
Ein distaler Endbereich der Schirmabdeckung 86 ist elek
trisch mit einem distalen Endteil 10 verbunden. Somit kann
der gesamte elektrische Signalverarbeitungsabschnitt 32
abgeschirmt werden. Die ersten und zweiten Bündel 74 und
76 sind mit dem Halter 78 mittels eines Klebers 88 ver
bunden, so daß die Kontaktbereiche verstärkt sind.
Wie beschrieben sind bei dem Endoskop mit der Bilderzeu
gungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die
Leiterplatten 54 und 56 entlang der axialen Richtung des
Einführabschnittes angeordnet. Wenn sich somit die Anzahl
der abgeschirmten Leitungen oder elektrischen Komponenten
erhöht, brauchen die Leiterplatten 54 und 56 nur in
axialer Richtung des Einführabschnittes vergrößert wer
den. Somit wird der Verarbeitungsabschnitt 32 nicht grö
ßer als die Radialerstreckung der SID 30. Aus diesem
Grund wird das Layout der anderen Komponenten, wie z. B.
der Lichtleiter 28, der Instrumentierkanalleitung 26
und dergleichen nicht durch die Leiterplatten gestört,
die mit der SID verbunden sind und ein Einführabschnit
mit einem dünnen distalen Endbereich kann somit erhalten
werden. Da Lötstellen auf bestimmte Bereiche an den Lei
terplatten 54 und 56 konzentriert sind, wird der Ver
drahtungsvorgang erleichtert.
Die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der ersten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung weist die folgenden
Vorteile auf: da die Anschlußbeine 66 und 70 an den Kan
tenbereichen der Leiterplatten 54 und 56 angeordnet sind,
ist die Herstellung dieser Teile im Vegleich zu dem
Fall, in dem die Anschlußbeine 66 und 70 an der rückwär
tigen Oberfläche der SID 30 angeordnet sind, erleichtert.
Da die metallische Schirmabdeckung 86 als Stützteil für
das Leistungskabel 73 verwendet wird, kann das Lei
stungskabel 73 zuverlässig gehalten werden. Da die In
nenleiter 80 lediglich durch Einführen in die röhrchen
förmigen Anschlüsse 72 angeschlossen werden können, ist
die Verdrahtung mit den abgeschirmten Leitungen erleich
tert. Da weiterhin die abgeschirmten Leitungen in zwei
Bündel aufgeteilt werden, ist die Kabelführung innerhalb
des Einführabschnittes des Endoskopes wesentlich er
leichtert. Somit kann auch der Durchmesser des Einführ
abschnittes verringert werden und die Widerstandsfähig
keit der Kabel, wenn der Biegeabschnitt wiederholt gebo
gen wird, kann verbessert werden. Da die elektrischen
Teile auf der Leiterplatte 54 in Form eines bloßen Chips
angeordnet sind, kann die Leiterplatte kompakt gehalten
weden, so daß wiederum der gesamte elektrische Signal
verarbeitungsabschnitt 32 kompakt gehalten werden kann.
Der Signalverarbeitungsabschnitt 32 kann durch das di
stale Endteil 10, die Schirmabdeckung 8, den Halter 78
und die Außenleiter 82 vollständig abgeschirmt werden und
ist somit ausreichend gegen Störrauschen gesichert. Da
die Abschirmteile von außenliegenden Meallteilen am di
stalen Endbereich, wie z. B. rohrförmigen Segmenten
4, dem Gewebe 6, der Kanalleitung 26 und dergleichen
isoliert sind, ist auch eine ausreichende elektrische
Sicherheit sichergestellt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 wird im folgenden
eine erste Abwandlung des Kamerakopfabschnittes beschrie
ben. Bei dieser Abwandlung ist die Verbindungsstruktur
und die Abschirmstruktur der Leiterplatten 54 und 56 von
der der ersten Ausführungsform unterschiedlich. Genauer
gesagt, eine Mehrzahl von Leiterstiften 92 erstreckt sich
in zwei horizontalen Reihen von der rückwärtigen Ober
fläche der SID 30 und sind vertikal zueinander im Ab
stand. Die ersten und zweiten Leiterplatten 54 und 56
weisen je Kontaktflächen 94 an ihren beiden Endkanten auf
und sind miteinander einstückig durch ein Verbindungsteil
96 verbunden. Ein Endbereich der Leiterplatten ist zwi
schen die oberen und unteren Leiterstifte 92 eingesetzt
und mit diesen durch Löten verbunden.
Da die Leiterstifte 92 an der SID 30 angeordnet sind,
können die Leiterplatten 54 und 56 problemlos bezüglich
der SID 30 ausgerichtet werden. Da die Leiterplatten 54
und 56 einstückig miteinander verbunden sind, können sie
leicht mit der SID 30 verbunden werden, so daß der Aufbau
vereinfacht wird.
Vom rückwärtigen Endbereich des distalen Endteiles 10
springt ein Vorsprung 102 vor. Ein L-förmiges Stützteil
98 mit einem Halteteil für abgeschirmte Leitungen ist an
dem Vorsprung 102 angeordnet. Das Stützteil 98 ist aus
Metall gefertigt und steht elektrisch mit dem Endteil 10
in Verbindung. Die obere und die beiden Seitenoberflächen
des Stützteils 98 sind mit einem leitfähigen Film 100
überzogen und ein isolierendes Füllmaterial 104 zum
Stützen des leitfähigen Films 100 ist innerhalb des Films
100 vorgesehen.
Da somit in dieser ersten Abwandlung der gesamte Verar
beitungsabschnitt 32 nicht von einem harten Bauteil wie
in der ersten Ausführungsform abgeschirmt ist, kann der
zur Abschirmung nötige Raum verringert werden. Dies hat
zur Folge, daß der Verarbeitungsabschnitt 32 entsprechend
kompakt ausgestaltet werden kann.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine weitere Abwandlung des
Kamerakopfabschnittes. Bei dieser Abwandlung ist der
elektrische Signalverarbeitungsabschnitt des Kamerakopf
abschnittes gemäß der ersten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung bei einem Seitensicht-Endoskop verwen
det. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, ist die SID 30 im vor
deren Bereich des distalen Endteiles 10 angeordnet. Die
lichtempfindliche Oberfläche der SID 30 ist derart ange
ordnet, daß sie der Stirnfläche der optischen Objek
tivsystems 18 gegenüberliegt. Die erste Leiterplatte 54
zur Aufnahme von elektrischen Bauteilen und die zweite
Leiterplatte 56, die nur ein Leitungsmuster trägt, sind
zueinander parallel entlang der Axialerstreckung des
Einführabschnittes des Endoskopes angeordnet.
Wie aus Fig. 11 hervorgeht, können in dem Seitensicht-En
doskop die SID 30 und der Verarbeitungsabschnitt 32 hin
ter dem optischen Objektivsystem 18 angeordnet sein.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 12 bis 17 erläu
tert.
Gemäß Fig. 12 weist der elektrische Signalverarbeitungs
abschnitt 32 in dem Kamerakopf 29 bei der zweiten Aus
führungsform nur die erste Leiterplatte 54 auf, auf der
die elektrischen Bauteile angeordnet sind. Auf der oberen
Oberfläche der Leiterplatte 54 sind der integrierte Bau
stein 58 und die Kondensatoren 60 angeordnet. Das Lei
stungskabel 73, das mit dem Kamerakopf 29 verbunden ist,
ist mit einer Kamerasteuereinheit 105 verbunden, welche
wiederum mit einem TV-Monitor 107 verbunden ist.
Gemäß Fig. 13 ist für den integrierten Baustein 58 ein
sogenanntes Kompaktgehäuse verwendet. Der bloße Chip 59
ist auf die Leiterplatte 54 aufgebondet. Der Chip 59 und
die Leiterplatte 54 sind miteinander mit Bondierungs
drähten 52 verbunden. Ein Bereich um den Chip 59 herum
ist durch ein Versiegelungsbauteil 64 versiegelt.
Das Leistungskabel 73 ist über seine gesamte Länge in das
erste Bündel 74 bestehend aus abgeschirmten Leitungen
inklusive Signalleitungen für Signalverarbeitungen inner
halb des Kamerakopfes und ein zweites Bündel 76 aus abge
schirmten Leitungen, welche Signalleitungen sind, auf
denen keine Signalverarbeitung stattfindet aufgeteilt und
die beiden Bündel werden entsprechend in zwei Durch
gangsbohrungen des Halters 78 eingeführt. Die Innenleiter
81 des Bündels 76 werden direkt mit den Anschlüssen 50 h
bis 50 m (siehe Fig. 7) verbunden, welche keiner Signal
verarbeitung innerhalb des Verarbeitungsabschnittes 32,
d. h. innerhalb des Kamerakopfes unterworfen sind. Die
Innenleiter 80 des Bündels 74 sind mit Anschlüssen ver
bunden, die am rückwärtigen Endbereich der ersten Lei
terplatte 54 ausgebildet sind.
Die Verdrahtung des elektrischen Signalverarbeitungs
abschnittes gemäß der zweiten Ausführungsform wird nun
unter Bezugnahme auf das Verdrahtungsschema für den Ver
arbeitungsabschnitt 32 gemäß Fig. 14 näher erläutert.
Ein Reset-Impulsanschluß (Φ R) des SID-Chips 36 ist mit
(Φ R) einer abgeschirmten Leitung 111 über die Chipelek
trode 44 a, die Kontaktfläche 46 und die Kontaktfläche 50 n
verbunden.
Ein Energieversorgungsanschluß (VVD) des SID-Chips 36 ist
mit (VVD) eines einfachen Drahtes 112 über die Chipelek
trode 446, die Kontaktfläche 46 b, die Kontaktfläche 50 e
und die erste Leiterplatte 54 verbunden.
Ein Video-Ausgangsanschluß (Vout) ist mit einer abge
schirmten Leitung (Vout) über die Chipelektrode 44 c, die
Kontaktfläche 46 c, die Kontaktfläche 50 c und die erste
Leiterplatte 54 verbunden.
Ein Load-Gate-Anschluß (SG) (eine Konstantstromquelle für
einen Ausgangspuffer, d. h. eine angelegte Spannung zur
Festsetzung eines Stromwertes bei der Übertragung) ist
mit der ersten Leiterplatte 54 über die Chipelektrode
44 d, die Kontaktfläche 46 d und die Kontaktfläche 50 b
verbunden.
Ein Ausgangsgateanschluß (OG) (Ausgangsleitung für einen
Ausgangspuffer) ist mit der ersten Leiterplatte 54 über
eine Chipelektrode 44 e die Kontaktfläche 46 e und die
Kontaktfläche 50 b verbunden.
Eingangsanschlüsse (H 1, H 2) für horizontale Taktimpulse
(1) und (2) als CCD-Übertragungsgruppe sind weiterhin
vorgesehen, wobei der Anschluß für den horizontalen Takt
impuls (1) mt einer abgeschirmten Leitung (H 1) über die
Chipelektrode 44 f, die Kontaktfläche 46 f und die Kontaktflä
che 50 m verbunden ist und der Anschluß für den horizon
talen Taktimpuls (2) mit einer abgeschirmten Leitung (H 2)
über die Chipelektrode 44 g, die Kontaktfläche 46 g und die
Kontaktfläche 50 l verbunden ist.
Ein Testanschluß (IG) der zum Testen einer CCD (charge
coupled device = ladungsträgergekoppelte Vorrichtung)
verwendet wird, bevor diese in den Kamerakopf eingebaut
wird und dann als GND-Anschluß (Masse) nach dem Test
verwendet wird, ist mit der ersten Leiterplatte 54 über
die Chipelektrode 44 f, die Anschlußfläche 46 h und die
Anschlußfläche 50 f angeschlossen.
Von Anschlüssen (V 1, V 2, V 3, V 4) für vertikale Taktim
pulse (1), (2), (3), (4) als CCD-Übertragungsgruppe ist
der Anschluß für den vertikalen Taktimpuls (1) mit einer
abgeschirmten Leitung (V 1) über die Chipelektrode 44 i,
die Anschlußfläche 46 i und die Anschlußfläche 50 k ange
schlossen. Der Anschluß für den vertikalen Taktimpuls (2)
ist mit einer abgeschirmten Leitung (V 2) über die Chip
elektrode 44 j, die Anschlußfläche 46 j und die Anschluß
fläche 50 i angeschlossen. Der Anschluß für den Taktimpuls
(3) ist mit einer abgeschirmten Leitung (V 3) über die
Chipelektrode 44 k, die Anschlußfläche 46 k und die An
schlußfläche 50 j verbunden. Der Anschluß für den verti
kalen Taktimpuls (4) ist mit einer abgeschirmten Leitung
(V 4) übr die Chipelektrode 44 l, die Anschlußfläche
46 l und die Anschlußfläche 50 h verbunden.
Ein Anschluß (PW), der mit einer Elektrode einer Zwi
schenschicht eines CCD-Wafers verbunden ist, ist mit der
der ersten Leiterplatte 54 über die Chipelektrode 44 m,
die Anschlußfläche 46 m und die Anschlußfläche 50 g ver
bunden.
Ein Energieversorgungsanschluß (Vsub) für das Substrat,
der mit einer Elektrode der untersten Schicht des
CCD-Wafers verbunden ist, ist mit der ersten Leiterplatte
54 über die Chipelektrode 44 n, die Anschlußfläche 46 n und
die Anschlußfläche 50 a verbunden.
Die Anschlußflächen 50 h bis 50 n, mit denen die Anschlüsse
Φ R, H 1, H 2, V 1, V 2, V 3 und V 4 des SID-Chips 36
verbunden sind, sind Anschlüsse, die Signale empfangen, die nicht
innerhalb des Kamerakopfes verarbeitet werden müssen.
Diese Anschlüsse sind in einer Reihe auf einer Seite der
Basis 34 vorgesehen und sind direkt mit den Innenleitern
der abgeschirmten Leitungen verbunden. Die Kontaktflächen
50 a bis 50 g, die mit den Anschlüssen VDD, Vout, LG, OG,
IG, PW und Vsub des Chips 36 verbunden sind, sind An
schlüsse, zu denen oder von denen Signale verlaufen, die
innerhalb des Kamerakopfes verarbeitet werden. Diese
Anschlüsse sind mit den Anschlüssen der Leiterplatte 54
verbunden.
Selektionsanschlüsse 118 A und 118 B der Leiterplatte 54,
die in Fig. 14 dargestellt sind, werden verwendet, um
Änderungen der Treiberspannungen (OG) und (Vsub) während
der Herstellung der SID einstellen zu können und Verbin
dungen zwischen diesen Anschlüssen werden abhängig von
Charakteristiken individueller SIDs ausgewählt.
Der Anschluß IG (50 f) und der Anschluß PW (50 g) des
SID-Chips 36 werden verwendet, um die elektrischen Ei
genschaften des SID-Chips selbst zu testen. Im Einbauzu
stand nach dem Test werden diese Anschlüsse miteinander
auf der Leiterplatte 54 elektrisch verbunden.
Ein Dummy-Kabel, das mit der Leiterplatte 54 verbunden
ist, wird verwendet, um Rauschanteile an dem Kabel für
Vout zu entfernen. Genauer gesagt, Rauschanteile in dem
Kabel Vout können dadurch entfernt werden, daß die Tat
sache benutzt wird, daß die Rauschanteile auf dem
Dummy-Kabel gleich denen auf dem Kabel Vout sind.
Die Fig. 15 bis 17 zeigen die Leiterplatte 54 im Detail.
Gemäß Fig. 17 weist die Leiterplatte 54 Leiterbahnen 106
auf, die mit den Anschlüssen 50 a bis 50 g auf der linken
Seite verbunden sind, wobei jede Leiterbahn 106 eine
Durchgangsbohrung 108 aufweist, um eine elektrische Kom
ponente auf der Leiterplatte 54 anzuordnen und zu verka
beln. Um die Leiterplatte 54 kompakt zu machen, sind
seitliche Halbbohrungen 110 an den Seitenflächen der
Leiterplatte 54 ausgebildet.
Gemäß Fig. 16 wird kein eingegossenes Element als inte
grierter Schaltkreis 58 verwendet, sondern der reine oder
bloße Chip 59 wird auf die Leiterplatte 54 aufgesetzt und
mit den Leiterbahnen unter Verwendung der Bondierungs
drähte 62 verbunden. Der IC-Chip 59 und die Anschlußbe
reiche werden von dem Versiegelungsbauteil 64 abgedeckt,
um diese Komponenten vor äußeren Einflüssen zu schützen.
Leiterbahnen 114 zum Anschluß der Innenleiter 80 der ab
geschirmten Leitungen 111 und der Einfachdrähte 112 sind
am rechten Endbereich der Leiterplatte 54 vorgesehen.
Gemäß den Fig. 13 und 14 besteht das erste Bündel 74 aus
abgeschirmten Leitungen aus den zwei Koaxialleitungen 111
(Vout und Dummy-Leitungen) und aus zwei Einfachdrähten
112 (GND und VDD). Der Innenleiter 80 einer jeden abghe
schirmten Leitung 111 und jeder Einfachdraht 112 sind mit
den Leiterbahnen 114 der Leiterplatte 54 verbunden. Die
Außenleiter 82 der abgeschirmten Leitungen 74 sind elek
trisch mit dem Halter 78 verbunden.
Das zweite Bündel 76 aus abgeschirmten Leitungen besteht
aus sieben Koaxialleitungen 111 (V 1, V 2, V 3, V 4, H 1, H 2
und Φ R) und die Innenleiter 81 der abgeschirmten Leitun
gen 111 sind direkt mit den Anschlußflächen 50 h bis 50 n
der SID verbunden und die Außenleiter 82 sind elektrisch
mit dem Halter 78 verbunden.
Die Bündel 74 und 76 aus abgeschirmten Leitungen sind mit
einer Gesamtabdeckung 116 versehen und das proximale Ende
der Gesamtabdeckung 116 ist mit einem Masseanschluß
(nicht dargestellt) der Kamerasteuereinheit verbunden.
Weiterhin ist die Gesamtabdeckung 116 mit einer Kabelum
mantelung 118 versehen.
Bei der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der zweiten Aus
führungsform ist die Verdrahtung innerhalb des elektri
schen Signalverarbeitungsabschniittes vereinfacht und das
Layout der Komponenten benötigt nur geringen Platz. Somit
kann der Verarbeitungsabschnitt entsprechend kompakt
ausgebildet werden und der gesamte Kamerakopf kann eben
falls kompakt werden.
Keine zweite Leiterplatte mit einem Leiterbahnmuster ist
an die Anschlußgruppe der SID vorgesehen, um Signale zu
empfangen, die in dem Kamerakopf keiner Signalverarbei
tung unterworfen werden und die Kabel sind direkt mit der
Anschlußgruppe verbunden. Somit kann ein Lötabschnitt
weggelassen werden, so daß die Herstellung und Betriebs
sicherheit verbessert wird.
Gemäß den Fig. 15 bis 17 ist, um die Schaltkreiskompo
nenten für die Signalverarbeitung konzentrieren zu kön
nen, eine Verdrahtungsgruppe zum Empfang von Signalen,
die in dem Kamerakopf keiner Signalverarbeitung unter
worfen werden von der Leiterplatte getrennt. Somit kann
der Schaltkreisaufbau mit einer hohen Dichte erfolgen und
die Leiterplatte kann weiterhin verkleinert werden.
Eine Abwandlung des Kamerakopfabschnittes gemäß der
zweiten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die
Fig. 18 bis 21 beschrieben.
Die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausfüh
rungsform verwendet eine SID des Simultan-Typs. Eine
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der Abwandlung verwendet
eine SID des rahmensequentiellen Typs. Die rahmensequen
tielle SID 30 weist die Basis 34 auf. Der SID-chip 36 ist
auf die obere Oberfläche der Basis 34 aufgebondet. Der
Chip 36 weist Chipelektroden 120 a bis 120 f, die Bildflä
che 39, die opitsche Schwarzfläche 40 und das horizontale
Schieberegister 41 auf. Bondierungsanschlüsse 122 a bis
122 f mit Durchgangsbohrungen sind an den beiden Kanten
bereichen der oberen Oberfläche der Basis 34 vorgesehen.
Die Chipelektroden 120 a bis 120 f und die Bondierungsan
schlüsse 122 a bis 122 f sind miteinander durch Bondie
rungsdrähte 48 verbunden. Zapfenförmige Leiter 124 a bis
124 f, die in elektrischer Verbindung mit den Bondierungs
anschlüssen 122 a bis 122 f stehen, springen von der Bo
denfläche der Basis 34 vor.
Ein Anschluß (Φ P) für parallele Taktimpulse des SID-Chips
36 ist mit (ΦP) der abgeschirmten Leitung 111 durch die
Chipelektrode 120 a, den Bondierungsanschluß 122 a und den
Leiter 124 c verbunden.
Ein Anschluß (Φ S) für serielle Taktimpulse ist mit der
abgeschirmten Leitung (Φ S) über die Chipelektrode 120 b,
den Bondierungsanschluß 122 b und den Leiter 124 b verbun
den.
Ein Anschluß (Φ AB) für eine Anti-Helligkeitsübersteuerung
ist mit der abgeschirmten Leitung (Φ AB) über die Chip
elektrode 210 c, den Bondierungsanschluß 122 c und den
Leiter 124 a verbunden.
Ein Substratanschluß (Vsub) ist mit der ersten Leiter
platte 54 über die Chipelektrode 122 d, den Bondierungs
anschluß 122 d und den Leiter 124 f verbunden.
Ein Video-Ausgangsanschluß (Vout) ist mit einer abge
schirmten Leitung (Vout) über die Chipelektrode 120 e, den
Bondierungsanschluß 122 e, den Leiter 124 e und die erste
Leiterplatte 54 verbunden.
Ein Energieversorgungsanschluß (VDD) ist mit einer Ein
fachleitung (VDD) über die Chipelektrode 120 f, den Bon
dierungsanschluß 122 f, den Leiter 124 d und die erste
Leiterplatte 54 verbunden.
Leitungen 124 a, 124 b und 124 c, die mit Anschlüssen Φ P, Φ S
und Φ AB verbunden sind und auf denen keine Signalverar
beitung stattfindet sind Seite an Seite auf einer Seite
der Rückoberfläche der Basis 34 angeordnet. Die Leitungen
124 d, 124 e und 124 f, die mit den Anschlüssen Vsub, Vout
und VDD verbunden sind, und auf denen in dem Verarbei
tungsabschnitt eine Signalverarbeitung stattfindet, sind
Seite an Seite auf der gegenüberliegenden Seite der Rück
oberfläche der Basis 34 angeordnet. Die Leiter 124 a, 124 b
und 124 c, die mit den abgeschirmten Leitungen (Φ AB, Φ S
und Φ P) verbunden sind und die Leiter 124 d, 124 e und 124 f
sind mit den Anschlüssen auf der Leiterplatte 54 in Ver
bindung.
Das Leistungskabel 73 besteht aus zwei Einfachleitungen
112 (VDD und GND) und fünf abgeschirmten Leitungen 111
(Φ AB, Φ S, Φ P, Vout und Dummy) und ist mit der Gesamtab
deckung 116 versehen. Die weiteren Anordnungen dieser
Abwandlung entsprechen der der zweiten Ausführungsform
und eine weitere Beschreibung erfolgt hier nicht.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 22 bis 25 wird nun eine
zweite Abwandlung näher erläutert. Die SID 30 gemäß die
ser zweiten Abwandlung weist externe Eingabe/Ausgabe-An
schlüsse 124 a bis 124 f auf, die an einer Seitenfläche des
SID-Chips 36 vorgesehen sind. Diese Anschlüsse sind in
eine erste Anschlußgruppe für Signale, die in dem Verar
beitungsabschnitt 32 eine Signalverarbeitung erfahren und
eine zweite Anschlußgruppe unterteilt, auf der Signale
verlaufen, die in dem Verarbeitungsabschnitt 32 keine
Signalverarbeitung erfahren, wobei die Anschlußgruppen
voneinander getrennt angeordnet sind.
Der SID-Chip 36 und die Anschlüsse 124 a bis 124 f sind
mittels Sicken 128 verbunden und die entsprechenden
Anschlüsse sind auf gleiche Weise wie in der SID 30 gemäß
der ersten Abwandlung voneinander getrennt. Das Lei
tungsmuster auf der Leiterplatte 54 basiert auf dem
Schaltkreis gemäß der Fig. 21. Auf der einen Oberfläche
der Leiterplatte 54 ist ein Leitungsmuster zum Anschluß
der Anschlüsse 124 d, 124 e und 124 f der SID 30 an die In
nenleiter 81 der abgeschirmten Kabel 111 und der Ein
fachleitungen 122 vorgesehen und ein Leitungsmuster zum
Aufbau des integrierten Schaltkreises 58 und des Konden
sators 60 ist auf der anderen Oberfläche der Leiterplatte
54 angeordnet.
Das Kabel 73 ist in zwei Kabelgruppen aufgeteilt, beste
hend aus Signalleitungen, die innerhalb des Kamerakopfes
keine Signalverarbeitung erfahren und einer Kabelgruppe
für Signale, welche eine Signalverarbeitung erfahren. Die
Aufteilung des Kabels 73 erfolgt unmittelbar vor dem
Halter 78.
Die Innenleiter 80 der Kabelgruppe für Signale, die keine
Signalverarbeitung erfahren erstrecken sich weiter von
dem Halter 78 und sind direkt mit den Anschlüssen 124 d,
124 e und 124 f der SID verbunden. Die Außenleiter 82 der
abgeschirmten Leitungen 111 sind mit dem Halter 7 durch
Löten verbunden.
Die Fig. 26 bis 28 zeigen eine dritte Abwandlung. Bei
dieser dritten Abwandlung ist das Leistungskabel 73 nicht
entlang seiner Gesamtlänge aufgeteilt, sondern wird un
mittelbar vor dem elektrischen Signalverarbeitungsab
schnitt 32 in zwei Gruppen aufgeteilt. Externe Anschluß
gruppen auf einer Seite der SID 30 waren in den vorher
gehenden Ausführungsformen und Abwandlungen in einer
Reihe angeordnet. Bei dieser Abwandlung ist jedoch eine
Anschlußgruppe auf einer Seite in einer Reihe angeordnet
und die andere Anschlußgruppe ist in zwei Reihen ange
ordnet.
Jede der beiden Anschlußgruppen der SID 30 kann in zwei
oder mehr Reihen angeordnet sein.
Bei der beschriebenen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung sind die nach außen führenden
Anschlüsse in eine erste Anschlußgruppe zur Verbindung
mit umgebenden Schaltkreisen innerhalb des Kamerakopfes
und eine zweite Anschlußgruppe unterteilt, die nicht mit
derartigen Schaltkreisen verbunden ist. Somit kann eine
Leiterplatte für die Peripherieschaltkreise entsprechend
kompakt ausgelegt werden und die Verdrahtung innerhalb
des elektrischen Signalverarbeitungsabschnittes kann ver
einfacht werden. Somit kann der elektrische Signalverar
beitungsabschnitt innerhalb des Kamerakopfes kompakt ge
halten werden und somit wird auch der gesamte Kamerakopf
entsprechend kompakt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 29 wird nun im folgenden
eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
beschrieben. Ein Prisma 134 ist als optisches Element
hinter dem optischen Objektivsystem 18 angeordnet, so daß
eine Oberfläche des Prismas 134 mit der rückwärtigen
Oberfläche des optischen Objektivsystems in Verbindung
steht und eine Bildaufnahmevorrichtung auf Halbleiterba
sis (CCD) 30 ist an der anderen Oberfläche des Prismas
134 angeordnet. Somit wird ein auf das optische Objek
tivsystem 18 einfallendes Bild von dem Prisma 134 total
reflektiert und in Richtung auf die empfindliche Ober
fläche der CCD 30 gerichtet, welche im wesentlichen pa
rallel zur Achse des Kamerakopfes 29 ist. An den oberen
und unteren Oberflächen am proximalen Endbereich der CCD
30 sind Anschlußflächen als erste und zweite nach außen
führende Anschlußgruppen vorgesehen.
Wie aus Fig. 29 hervorgeht, ist die erste Leiterplatte 54
hinter dem Prisma 134 angeordnet. Gebogene Anschlußbeine
66 sind nahe dem Mittenbereich der unteren Oberfläche der
ersten Leiterplatte 54 durch Löten befestigt. Jedes
Anschlußbein 66 ist mit der ersten Anschlußgruppe an der
oberen Oberfläche der CCD 30 in Verbindung. Elektronische
Bauteile, wie z. B. der integrierte Schaltkreis 58, der
Kondensator 60 und dergleichen sind auf einen Mittenbe
reich der ersten Leiterplatte 54 angeordnet und erste und
zweite Verbindungsbereiche 135 A und 135 B aus leitendem
Draht sind an den beiden Kantenbereichen der Leiterplatte
54 angeordnet. Die Innen- und Außenleiter 80 und 82 des
ersten Bündels 74 von Signalleitungen sind mit dem ersten
Verbindungsbereich 135 A verbunden. Ein Verbindungsbereich
132 für das Bündel 74 der Signalleitungen ist am rück
wärtigen Bereich des Verbindungsbereichs 135 A angeordnet.
Die distalen Endabschnitte, die Innenleiter 80 und die
Außenleiter 82 des ersten Bündels 74 sind an der ersten
Leiterplatte 54 mit einem Kleber 133 befestigt.
Die zweite Leiterplatte 56 ist im wesentlichen parallel
zur ersten Leiterplatte 54 hinterhalb der CCD 30 ange
ordnet. Gebogene Abschlußbeine 67 sind an der unteren
Oberfläche am distalen Endbereich der Leiterplatte 56
befestigt. Jedes Abschlußbein 67 ist an die zweite An
schlußgruppe an der unteren Oberfläche der CCD 30 ange
lötet. Innen- und Außenleiter 81 und 82 des zweiten Bün
dels 76 der Signalleitungen sind mit einem Verbindungs
bereich 135 C der zweiten Leiterplatte 56 verbunden. Der
Verbindungsbereich 132 für das Bündel 76 der Signallei
tungen ist am rückwärtigen Bereich des Verbindungsbe
reiches 135 C angeordnet. Der distale Endbereich, die In
nenleiter 81 und die Außenleiter 82 des zweiten Bündels
76 sind mit der zweiten Leiterplatte 54 mit dem Kleber
133 verbunden.
Die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß dieser dritten Aus
führungsform weist weiterhin ein drittes Bündel 130 aus
Signalleitungen auf. Die Innenleiter 131 des Bündels 130
sind mit dem zweiten Verbindungsbereich 135 C der ersten
Leiterplatte 54 verbunden. Die CCD 30 gemäß der dritten
Ausführungsform weist zwei Masseanschlüsse (GND) auf. Ein
Masseanschluß ist mit dem Außenleiter 82 des ersten Bün
dels 74 über die erste Leiterplatte 54 verbunden und der
andere Masseanschluß ist mit dem Außenleiter 82 des
zweiten Bündels 76 über die zweite Leiterplatte 56 ver
bunden.
Wie beschrieben, müssen keine Verbindungsanschlüsse an
den beiden Kantenbereichen der ersten und zweiten Lei
terplatten vorgesehen werden, sondern können an anderen
Stellen angeordnet werden in Abhängigkeit des zu erwar
tenden Verdrahtungsmusters. Weiterhin ist die vorliegende
Erfindung nicht auf zwei Bündel von Leistungskabeln
beschränkt. Es können auch drei oder mehr Leistungska
belbündel verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 30 soll nun eine Abwandlung des
elektrischen Signalverarbeitungsabschnittes mit einer
rahmensequentiellen CCD 30 erläutert werden.
Bei dieser Abwandlung sind die Leiter 124 a bis 124 f der
CCD 30 mit Abschirmleitungen 111 im wesentlichen wie im
Falle der CCD 30 gemäß Fig. 21 verbunden. Bei dieser Abwand
lung sind jedoch die Leiter 124 a, 124 b und 124 c der CCD
30 mit einer Anschlußgruppe an der zweiten Leiterplatte
56 in Verbindung und die Innenleiter 81 von abgeschirmten
Leitungen 111 (Φ AB, Φ S und Φ P) sind mit der anderen An
schlußgruppe an der Leiterplatte 56 in Verbindung. Kon
densatoren 136 sind entsprechend zwischen die eine und
die andere Anschlußgruppe auf der zweiten Leiterplatte 56
geschaltet. Somit kann die zweite Leiterplatte 56 eine
Signalverarbeitung durchführen und nur eine Wechselspan
nungs-Komponente ausgeben.
Bei der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der beschriebenen
Abwandlung sind die nach außen führenden Anschlüsse der
CCD in zwei Gruppen unterteilt und die entsprechenden
Anschlußgruppen sind mit Leiterplatten verbunden, um eine
Signalverarbeitung durchzuführen. Jedoch findet nicht
zwischen allen Leiterplatten, die mit den nach außen
führenden Anschlußgruppen verbunden sind ein Signalaus
tausch statt. Aus diesem Grund kann der Kamerakopf wie in
dem bereits beschriebenen Ausführungsformen entsprechend
kompakt gehalten werden.
Claims (27)
1. Bilderzeugungsvorrichtung mit:
einem Kamerakopf (29) mit einem optischen Objek tivsystem (18) an einem vorderen Endbereich des Ka merakopfes (29), einem Leistungskabel (73) und einer Kamerasteuereinheit (105), dadurch gekennzeichnet, daß der Kamerakopf (29) weiterhin aufweist:
einem Kamerakopf (29) mit einem optischen Objek tivsystem (18) an einem vorderen Endbereich des Ka merakopfes (29), einem Leistungskabel (73) und einer Kamerasteuereinheit (105), dadurch gekennzeichnet, daß der Kamerakopf (29) weiterhin aufweist:
- (a) eine Bilderzeugungsvorrichtung (30) auf Halb leiterbasis hinter dem optischen Objektivsystem (18), wobei die Bilderzeugungsvorrichtung (30) auf Halbleiterbasis eine erste nach außen füh rende Anschlußgruppe (50 A) von Anschlüssen auf weist, zu denen oder von denen Signale eingege ben oder ausgegeben werden, die innerhalb des Kamerakopfs (29) einer Signalverarbeitung un terworfen werden und eine zweite nach außen führende Anschlußgruppe (50 B) aufweist, welche von der ersten nach außen führenden Anschluß gruppe (50 A) getrennt ist und Anschlüsse auf weist, zu denen oder von denen Signale eingege ben oder ausgegeben werden, die innerhalb des Kamerakopfs (29) keiner Signalverarbeitung un terworfen werden, und
- (b) eine erste Leiterplatte (54) mit wenigstens zwei
Gruppen von Verbindungsanschlüssen, wobei eine
Gruppe der Verbindungsanschlüsse elektrisch mit
der ersten nach außen führenden Anschlußgruppe
(50 A) verbunden ist;
wobei das Leistungskabel (73) eine erste Gruppe (74) von leitenden Drähten umfaßt, deren einer Endbereich mit der anderen Verbindungsanschluß gruppe der Leiterplatte (54) verbunden ist und eine zweite Gruppe (76) von leitenden Drähten aufweist, deren einer Endbereich mit der zweiten nach außen führenden Anschlußgruppe (50 B) ver bunden ist; und
wobei die Kamerasteuereinheit (105) mit dem an deren Endbereich der ersten und zweiten Gruppe von leitenden Drähten (74, 76) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Leiterplatte (54) parallel zur Längs
achse des Kamerakopfs (29) angeorndet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der ersten und zweiten Gruppen (50 A, 50 B)
der nach außen führenden Anschlüsse der Bilderzeu
gungsvorrichtung (30) auf Halbleiterbasis wenigstens
in einer Reihe angeordnet ist, wobei die Reihen der
nach außen führenden Anschlüsse zueinander parallel
verlaufen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der ersten und zweiten Gruppen (50 A, 50 B)
der nach außen führenden Anschlüsse in einer Reihe
angeordnet ist und senkrecht zur Längsrichtung des
Kamerakopfs (29) ausgerichtet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin gekennzeich
net durch: eine zweite Leiterplatte (56) mit wenig
stens zwei Verbindungsanschlußgruppen und einem
Leiterbahnmuster, wobei eine Verbindungsanschluß
gruppe mit der zweiten Gruppe (50 B) der nach außen
führenden Anschlüsse verbunden ist und die andere
Verbindungsanschlußgruppe mit einem Endbereich der
zweiten Gruppe (76) aus leitenden Drähten verbunden
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeich
net durch: eine zweite Leiterplatte (56) mit wenig
stens zwei Verbindungsanschlußgruppen und einem
Leiterbahnmuster, wobei eine Verbindungsanschluß
gruppe mit der zweiten Gruppe (50 B) der nach außen
führenden Anschlüsse verbunden ist und die andere
Verbindungsanschlußgruppe mit dem einen Endbereich
der zweiten Gruppe (76) aus leitenden Drähten ver
bunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Leiterplatten (54, 56)
parallel zur Längsachse des Kamerakopfs (29) ange
ordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der ersten und zweiten Gruppen (50 A, 50 B)
der nach außen führenden Anschlüsse in einer Reihe
angeordnet ist, wobei die Reihen senkrecht zur
Längsachse des Kamerakopfs (29) verlaufen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Leiterplatten (54, 56) zu
einander parallel sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Verbindungsanschluß am anderen Ende der
zweiten Leiterplatte (56) einen stiftförmigen An
schluß (72) aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Gruppen (50 A, 50 B) der
nach außen führenden Anschlüsse der Bilderzeugungs
vorrichtung (30) auf Halbleiterbasis Kontaktflächen
aufweist und die Verbindungsanschlüsse an den einen
Endbereichen der ersten und zweiten Leiterplatten
(54, 56) L-förmige Anschlußbeine (66, 70) aufwei
sen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Gruppen (50 A, 50 B) der
nach außen führenden Anschlüsse stiftförmige An
schlüsse (92) aufweisen, welche von einer Bodenflä
che der Bilderzeugungsvorrichtung (30) auf Halblei
terbasis senkrecht nach oben stehen und daß die
Verbindungsanschlüsse an dem einen Endbereich der
ersten Leiterplatte (54) Kontaktflächen aufweisen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Leiterplatten (54, 56) zu
einander parallel angeordnet sind, wobei ein Ver
bindungsteil (96) dazwischen geschaltet ist, um die
Leiterplatten (54, 56) einstückig miteinander zu
verbinden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kamerakopf (29) ein Metallgehäuse (98) auf
weist, wobei das Gehäuse (98) teilweise aus einem
leitfähigen Film (100) gebildet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Leistungskabel (73) nahe dem rückwärtigen
Endbereich des Kamerakopfes (29) in die erste und
zweite Gruppe (74, 76) aus leitenden Drähten aufge
teilt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß das Leistungskabel (73) erste und zweite
Bündel aus leitenden Drähten aufweist, wobei das
erste und zweite Bündel aus leitenden Drähten nahe
dem rückwärtigen Endbereich des Kamerakopfes (29)
endet, und hier als erste und zweite Gruppe (74, 76)
aus leitenden Drähten dient.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Leistungskabel (73) Abschirmleitungen (111)
mit Innen- und Außenleitern (80, 81, 82) aufweist,
wobei der Außenleiter (82) elektrisch mit einem Ab
schirmteil (78, 78A, 84) nahe dem rückwärtigen End
bereich des Kamerakopfes (29) verbunden ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten nach außen führenden
Anschlußgruppen (50 A, 50 B) stiftförmige Anschlüsse
aufweisen, welche sich von der Bodenfläche der Bild
erzeugungsvorrichtung (30) auf Halbleiterbasis nach
oben erstrecken, wobei die Verbindungsanschlüsse an
einem Endbereich der ersten Leiterplatte (54) Kon
taktflächen aufweisen und die zweite Gruppe (76) aus
leitenden Drähten direkt mit der zweiten Gruppe
(50 B) der nach außen führenden Anschlüsse verbunden
ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Gruppe (50 A) der nach außen führenden
Anschlüsse der Bilderzeugungsvorrichtung (30) auf
Halbleiterbasis Kontaktflächen aufweist, wobei eine
Verbindungsanschlußgruppe der ersten Leiterplatte
(54) Kontaktflächen aufweist und die erste Leiter
platte (54) in Kontakt mit der Bilderzeugungsvor
richtung (30) auf Halbleiterbasis ist und senkrecht
zu dieser angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Leiterplatte (54) aus einem hybriden
Schaltkreislauf besteht.
21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bilderzeugungsvorrichtung (30) auf Halblei
terbasis eine Bilderzeugungsvorrichtung des Simul
tan-Typs ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bilderzeugungsvorrichtung (30) auf Halblei
terbasis eine Bilderzeugungsvorrichtung des rahmen
sequentiellen Typs ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeich
net durch ein Endoskop mit einem Einführabschnitt,
der ein distales Endteil (10) aufweist, in welchem
sich der Kamerakopf (29) befindet.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich
net, daß die ersten und zweiten Gruppen (74, 76) aus
leitenden Drähten über die gesamte Länge des Ein
führabschnittes des Endoskops voneinander getrennt
sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das optische Objektivsystem (18) ein optisches
Element (134) zur Diffraktion einer optischen Achse
des optischen Objektivsystems (18) aufweist, wobei
die Bilderzeugungsvorrichtung (30) auf Halbleiter
basis parallel zur Achse des Kamerakopfes (29) an
geordnet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich
net, daß die ersten und zweiten Gruppen (50 A, 50 B)
der nach außen führenden Anschlüsse am proximalen
Endbereich der Bilderzeugungsvorrichtung (30) auf
Halbleiterbasis angeordnet sind.
27. Bilderzeugungsvorrichtung mit:
einem Kamerakopf (29) mit einem optischen Objek tivsystem (18) vor dem Endbereich des Kamerakopfes (29), einem Leistungskabel (73) und einer Kamera steuereinheit (105), dadurch gekennzeichnet, daß der Kamerakopf (29) weiterhin aufweist:
einem Kamerakopf (29) mit einem optischen Objek tivsystem (18) vor dem Endbereich des Kamerakopfes (29), einem Leistungskabel (73) und einer Kamera steuereinheit (105), dadurch gekennzeichnet, daß der Kamerakopf (29) weiterhin aufweist:
- (a) eine Bilderzeugungsvorrichtung (30) auf Halb leiterbasis hinter dem optischen Objektivsystem (18), wobei die Bilderzeugungsvorrichtung (30) auf Halbleiterbasis erste und zweite Gruppen (50 A, 50 B) von nach außen führenden Anschlüssen aufweist,
- (b) eine erste Leiterplatte (54) mit wenigstens zwei Verbindungsanschlußgruppen, wobei eine Verbin dungsanschlußgruppe mit der ersten Gruppe (50 A) nach außen führender Anschlüsse verbunden ist, um eine Signalverarbeitung durchzuführen, und
- (c) eine zweite Leiterplatte (56) mit wenigstens
zwei Verbindungsanschlußgruppen, wobei eine
Verbindungsanschlußgruppe mit der zweiten Gruppe
(50 B) der nach außen führenden Anschlüsse ver
bunden ist, um eine Signalverarbeitung durchzu
führen, die von der ersten Leiterplatte (54)
unterschiedlich ist;
wobei das Leistungskabel (73) eine erste Gruppe (74) aus leitenden Drähten aufweist, von denen ein Endbereich mit der anderen Verbindungsan schlußgruppe der ersten Leiterplatte (54) ver bunden ist und eine zweite Gruppe (76) aus lei tenden Drähten aufweist, von denen ein Endbe reich mit der anderen Verbindungsanschlußgruppe der zweiten Leiterplatte (56) verbunden ist; und
wobei weiterhin die Kamerasteuereinheit (105) mit dem anderen Endbereich der ersten und zwei ten Gruppen (74, 76) der leitenden Drähte ver bunden ist.
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