Title:
Bildaufnahmevorrichtung
Kind Code:
A1
Abstract:

Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung (1) mit einem Gehäuseteil (2) und einer in das Gehäuseteil (2) einsetzbaren Einschiebeoptik (3), wobei die Einschiebeoptik (3) eine Aufnahme (4) für einen Bildsensor (5) aufweist, und wobei die Bildaufnahmevorrichtung (1) ein die Einschiebeoptik (3) mit einer Klemmkraft beaufschlagendes Klemmelement (7) und ein Fixierungselement (8) zur Betätigung des Klemmelements (7) und Erzeugung einer Klemmkraft aufweist. Mittels eines Klemmmechanismus aus zumindest einem Klemmelement (7) und zumindest einem Fixierungselement (8) ist die in das Gehäuseteil (2) eingesetzte Einschiebeoptik (3) reversibel von einer Freigabestellung in eine Fixierungsstellung versetzbar, wobei eine durch Betätigung des Fixierungselements (8) erzeugte Betätigungskraft (27) in eine Klemmkraft (26) umsetzbar ist.



Inventors:
Lietzau, Thomas (79100, Freiburg, DE)
Paul, Steffen (79108, Freiburg, DE)
Application Number:
DE102015010482A
Publication Date:
02/16/2017
Filing Date:
08/13/2015
Assignee:
SCHÖLLY FIBEROPTIC GMBH, 79211 (DE)
Foreign References:
EP23945662011-12-14
Attorney, Agent or Firm:
Maucher Jenkins, 79102, Freiburg, DE
Claims:
1. Bildaufnahmevorrichtung (1) mit einem Gehäuseteil (2) und einer in das Gehäuseteil (2) einsetzbaren Einschiebeoptik (3), wobei die Einschiebeoptik (3) eine Aufnahme (4) für einen Bildsensor (5) aufweist, und wobei die Bildaufnahmevorrichtung (1) ein die Einschiebeoptik (3) mit einer Klemmkraft beaufschlagendes Klemmelement (7) und ein Fixierungselement (8) zur Betätigung des Klemmelements (7) und Erzeugung einer Klemmkraft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (7) an einer von der Einschiebeoptik (3) abgewandten Seite eine Schrägfläche (25) aufweist, mit welcher eine schräg oder in einem Winkel zu einer Radialrichtung ausgerichtete Betätigungskraft des Fixierungselements in eine radial ausgerichtete Klemmkraft umsetzbar ist.

2. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Betätigung des Fixierungselements (8) eine axial gerichtete Betätigungskraft (27) erzeugbar und in eine radial gerichtete Klemmkraft (26) umsetzbar ist, insbesondere derart, dass bei Betätigung des Fixierungselements (8) und dessen Versetzen in axialer Richtung dieses das Klemmelement (7), vorzugsweise an der Schrägfläche (25), beaufschlagt, und so das Klemmelement (7) in radialer Richtung relativ zum Fixierungselement (8) und/oder zum Gehäuseteil (2) verschiebt und/oder verdrängt.

3. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (7) entlang einer, insbesondere in radialer Richtung der Bildaufnahmevorrichtung (1) verlaufenden, Führungsschiene (15) verschiebbar geführt ist und/oder dass eine oder die Schrägfläche (25), insbesondere eingerichtet zur Beaufschlagung durch das Fixierungselement (8), des Klemmelements (7) uneben, vorzugsweise konvex, ausgestaltet ist.

4. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungselement (8) entlang einer, insbesondere in axialer Richtung der Bildaufnahmevorrichtung (1) verlaufenden, Führung (16), insbesondere einer als Gewinde (10), vorzugsweise als Feingewinde (10), ausgestalteten Führung (16), verschiebbar geführt ist und/oder dass das Fixierungselement (8) ein Gegengewinde aufweist und/oder als eine in einem Gewinde (10), insbesondere in einem Feingewinde (10), geführte Feststellschraube (9) ausgestaltet ist.

5. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (7) eine Kontaktfläche (11) aufweist, welche in der Fixierungsstellung eine Außenkontur (12) oder einen Teil der Außenkontur (12) der Einschiebeoptik (3) beaufschlagt und die Einschiebeoptik (3) dadurch fixiert, insbesondere wobei die Kontaktfläche (11) konkav und/oder die Außenkontur (12) konvex ausgestaltet ist/sind.

6. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung (1) einen Bildsensor (5), insbesondere eingesetzt in der Aufnahme (4), aufweist und/oder dass die Einschiebeoptik (3) eine optische Anordnung, insbesondere ein Linsensystem (17), vorzugsweise aus einer oder mehreren optischen Linsen, einhaust.

7. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerstruktur (14) der Einschiebeoptik (3), insbesondere zumindest die Aufnahme (4), aus einem nichtleitenden Material, insbesondere aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus Polyphenylsulfon, besteht und/oder dass eine Trägerstruktur (14) eine oder die Außenkontur (12) der Einschiebeoptik (3) bildet.

8. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (7) und/oder das Fixierungselement (8) mit dem Gehäuseteil (2) verbunden ist/sind, insbesondere in dem Gehäuseteil (2) festgelegt und/oder verschiebbar geführt ist/sind.

9. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung (1) eine Hülse (6) zur Einhausung einer optischen Anordnung, insbesondere einer Objektiv-Linsenanordnung (18), aufweist, die in einen Schaft eines Endoskops einführbar ist, insbesondere wobei die Hülse (6) an einem distalen Ende des Gehäuseteils (2) angeordnet ist.

10. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (7) als Klemmschuh (13) ausgestaltet ist und/oder dass zumindest ein Teil des Klemmelements (7) als zumindest ein Teil einer Kegelmantelfläche ausgestaltet ist.

11. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Klemmelement (7) zugewandte Teil des Fixierungselements (8) kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgestaltet ist.

12. Bildaufnahmevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung zwei oder mehr, insbesondere drei, Klemmelemente (7) aufweist und/oder dass die Bildaufnahmevorrichtung zwei oder mehr, insbesondere drei, Fixierungselemente (8) aufweist.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung mit einem Gehäuseteil und einer in das Gehäuseteil einsetzbaren Einschiebeoptik, wobei die Einschiebeoptik eine Aufnahme für einen Bildsensor aufweist, und wobei die Bildaufnahmevorrichtung ein die Einschiebeoptik mit einer Klemmkraft beaufschlagendes Klemmelement und ein Fixierungselement zur Betätigung des Klemmelements und Erzeugung einer Klemmkraft aufweist.

Derartige Bildaufnahmevorrichtung werden beispielsweise bei Endoskopen eingesetzt, um ein Bild als Standbild oder als Videobild von einem schwerzugänglichen Untersuchungsraum, insbesondere elektronisch, bereitzustellen.

Bei der Fertigung einer derartigen Bildaufnahmevorrichtung kann es notwendig sein, dass die Lage der Einschiebeoptik in Bezug auf eine mit dem Gehäuseteil festverbundenen optischen Anordnung ausgerichtet werden muss, um beispielsweise eine optische Achse definieren zu können. Eine optische Anordnung kann beispielsweise eine oder mehrere optische Linsen umfassen.

Zur Fixierung der Einschiebeoptik an dem Gehäuseteil ist üblicherweise vorgesehen, hierzu in Bezug auf die Längsachse der Bildaufnahmevorrichtung radial ausgerichtete Feststellschrauben zu verwenden. Diese Art des Aufbaus vorbekannter Bildaufnahmevorrichtungen hat jedoch den Nachteil, dass die Feststellschrauben nicht mehr oder nur sehr umständlich erreichbar sind, nachdem das Gehäuseteil der Bildaufnahmevorrichtung beispielsweise in ein Außengehäuse eingesetzt ist. Damit ist der Zugang zu den genannten Feststellschrauben bei derartig ausgestalteten Bildaufnahmevorrichtung beispielsweise für ein Werkzeug kaum mehr möglich, so dass die Fixierung der Einschiebeoptik nicht oder nur sehr umständlich aufhebbar ist, was eine Ausrichtung der Lage verhindert. Gerade bei der Montage einer derartigen Bildaufnahmevorrichtung kann es allerdings erforderlich sein, dass eine Veränderung der Ausrichtung der Einschiebeoptik relativ zum Gehäuseteil nach Inbetriebnahme der Bildaufnahmevorrichtung ist. Eine ideale Einstellung und Überprüfung derartiger, vorbekannter Bildaufnahmevorrichtungen ist daher häufig nicht möglich oder technisch zumindest äußerst schwierig vornehmbar.

Die dieser Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, eine Bildaufnahmevorrichtung der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, bei welcher die genannten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere beschäftigt sich die Erfindung daher damit, die Fertigung und/oder die Montage solcher Bildaufnahmevorrichtungen zu vereinfachen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination nach Anspruch 1 gelöst. Insbesondere ist somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, dass das Klemmelement an einer von der Einschiebeoptik abgewandten Seite eine Schrägfläche aufweist, mit welcher eine schräg oder in einem Winkel zu einer Radialrichtung ausgerichtete Betätigungskraft des Fixierungselements in eine radial ausgerichtete Klemmkraft umsetzbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es daher jederzeit möglich, bequem und einfach eine Feinjustierung der Lage der Einschiebeoptik relativ zum Gehäuseteil vornehmen zu können. Je näher dieser Winkel bei 90° liegt, desto besser ist eine platzsparende Betätigung in axialer Richtung ermöglicht.

Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, wenn durch Betätigung des Fixierungselements eine axial in Bezug auf eine Längsachse der Bildaufnahmevorrichtung gerichtete Betätigungskraft erzeugbar und in eine radial in Bezug auf eine Längsachse der Bildaufnahmevorrichtung gerichtete Klemmkraft umsetzbar ist. Insbesondere kann dies derart erreicht werden, dass bei Betätigung des Fixierungselements und dessen Versetzen in axialer Richtung (das kann insbesondere auch entlang einer optischen Achse der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung bedeuten) dieses Fixierungselement das Klemmelement beaufschlagt und so das Klemmelement in radialer Richtung (das kann auch quer, insbesondere senkrecht, zur optischen Achse der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung bedeuten) relativ zum Fixierungselement und/oder zum Gehäuseteil verschiebt und/oder verdrängt. Ein Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt darin, dass der in radialer Ausdehnung benötigte Bauraum relativ zu vorbekannten Ausgestaltungen geringer ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der hierin beschriebenen und beanspruchten Bildaufnahmevorrichtung kann ferner erreicht werden, dass das Fixierungselement selbst nicht radial ausgerichtet und/oder zugänglich sein muss.

Die Begriffe „axiale Ausrichtung” und „axial ausgerichtet” sind in Bezug auf eine Längsachse der Bildaufnahmevorrichtung zu verstehen. Die Begriffe „radiale Ausrichtung” und „radial ausgerichtet” sind ebenfalls in Bezug auf eine Längsachse der Bildaufnahmevorrichtung zu verstehen. Der Begriff „Längsachse” bezeichnet die Achse eines Körpers, die der Richtung seiner größten Ausdehnung entspricht und/oder die durch eine optische Achse und/oder eine Einsteckrichtung der Einschiebeoptik ausgezeichnet und/oder vorgegeben ist.

Die Schrägfläche kann im Vergleich zur Längsachse der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung in einem bestimmten Winkel angeordnet sein, wie beispielsweise in einem spitzen Winkel, insbesondere in einem Winkel von 45° oder weniger. Durch diese Schrägfläche kann erreicht werden, dass eine axial oder schräg und/oder in einem bestimmten Winkel zu einer Längsachse der Bildaufnahmevorrichtung ausgerichtete Betätigungskraft, welche durch die Betätigung des Fixierungselements erzeugbar ist, in eine radial und/oder im rechten Winkel zur Betätigungskraft ausgerichtete Klemmkraft umsetzbar ist. Damit kann eine Fixierung der Einschiebeoptik reversibel eingerichtet werden, so dass eine genaue Ausrichtung der Lage der Einschiebeoptik relativ zum Gehäuseteil der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung jederzeit, insbesondere auch nach Einsetzen der Bildaufnahmevorrichtung in ein Außengehäuse, durch Aufheben der Fixierung mittels Betätigung des Fixierungselement möglich ist. Nachdem eine genaue Ausrichtung der Lage der Einschiebeoptik erfolgt ist, kann durch erneutes Betätigen, insbesondere in entgegengesetzte Richtung, des Fixierungselements eine erneute Fixierung der Einschiebeoptik einrichtbar sein. Die Schrägfläche kann eben oder als Freifläche gekrümmt, beispielsweise in einer Richtung oder in zwei Richtungen konvex oder konkav gewölbt, ausgebildet sein.

Um eine gerichtete Verschiebung und/oder Verdrängung des Klemmelementes der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung in eine bestimmte Richtung und/oder entlang einer bestimmten Achse erreichen zu können, kann alternativ oder ergänzend zu den ergänzenden Merkmalen der breitesten Ausführung der Erfindung, wie hierin beschrieben, erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Klemmelement entlang einer Führung, vorzugsweise entlang einer Führungsschiene, verschiebbar geführt ist. Zur Umsetzung einer schräg oder in einem Winkel zu einer Radialrichtung, insbesondere axial, ausgerichteten Betätigungskraft in eine radial ausgerichtete Klemmkraft kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Führungsschiene in radialer Richtung der Bildaufnahmevorrichtung angeordnet ist und führt.

Alternativ oder ergänzend zu den ergänzenden Merkmalen der breitesten Ausführungsform der Erfindung kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass eine oder die bereits zuvor genannte Schrägfläche des Klemmelements oder zumindest ein Teil davon, die/der insbesondere zur Beaufschlagung durch das Fixierungselement eingerichtet ist, uneben, vorzugsweise konvex, ausgestaltet ist. Es kann weiter vorgesehen sein, dass der dem Klemmelement zugewandte Teil des Fixierungselements kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgestaltet ist. Durch diese hierin beschriebene Art der Ausgestaltung kann zumindest teilweise eine linienhafte oder flächige Kontaktierung zwischen dem Fixierungselement und dem Klemmelement erreicht werden, die sich vorteilhaft für die Betätigung des Fixierungselementes auswirkt.

Um eine gerichtete Verschiebung des Fixierungselements der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung erreichen zu können, kann alternativ oder ergänzend zu den ergänzenden Merkmalen der breitesten Ausführung der Erfindung, wie hierin beschrieben, erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Fixierungselement entlang einer Führung in seiner Position veränderbar geführt ist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass eine solche Führung in axialer Richtung der Bildaufnahmevorrichtung verläuft. Diese Führung kann beispielsweise als ein Gewinde, vorzugsweise als ein Feingewinde, ausgeformt sein. Besonders vorteilhaft kann es in diesem Fall sein, wenn das Fixierungselement ein zum Gewinde passendes Gegengewinde aufweist und/oder als eine in einem Gewinde, insbesondere in einem Feingewinde, geführte Feststellschraube ausgestaltet ist. Ein Feingewinde kann den Vorteil haben, dass eine feinstufigere Einstellung der Klemmkraft möglich ist.

In Fixierungsstellung ist die Einschiebeoptik der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung durch eine mittels des Klemmelements umgesetzte Klemmkraft fixiert. Dabei kann es alternativ oder ergänzend zu den ergänzenden Merkmalen der breitesten Ausführung der Erfindung vorteilhaft sein, wenn das Klemmelement eine Kontaktfläche aufweist, welche in der Fixierungsstellung eine Außenkontur oder zumindest einen Teil der Außenkontur der Einschiebeoptik beaufschlagt und die Einschiebeoptik dadurch innerhalb des Gehäuseteils fixiert. Die Form der Kontaktfläche kann dabei beispielsweise komplementär zur Form der Außenkontur ausgebildet sein. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Kontaktfläche konkav ausgestaltet ist und/oder die Außenkontur konvex ausgestaltet ist. Die in diesem Absatz beschriebene, erfindungsgemäße Art der Ausgestaltung erlaubt ein zumindest teilweises linienhaftes oder flächiges Anliegen des Klemmelementes an der Einschiebeoptik, was beispielsweise gegenüber einer punktuellen Klemmung den Vorteil hat, dass die Gefahr des Kippens der an sich fixierten Einschiebeoptik, vermindert oder verhindert ist.

Damit mittels der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung Bilder elektronisch bereitstellbar sind, kann es zweckmäßig sein, wenn die Bildaufnahmevorrichtung einen Bildsensor, insbesondere einen in der Aufnahme eingesetzten Bildsensor, aufweist.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die Einschiebeoptik eine optische Anordnung einhaust. Die optische Anordnung kann dabei beispielsweise ein Linsensystem, vorzugsweise zusammengesetzt aus einer oder mehreren optischen Linsen, aufweisen. Durch eine oder mehrere optische Anordnungen kann beispielsweise eine optische Achse einrichtbar sein, durch welche ein Lichtstrahl auf einen Bildsensor leitbar ist. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, wenn die optische Achse entlang einer Längsachse der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung ausgerichtet ist.

Um die Montage eines Bildaufnahmesensors zu vereinfachen, kann es vorteilhaft sein, wenn eine Trägerstruktur der Einschiebeoptik, insbesondere zumindest die Aufnahme, in welche ein Bildsensor einsetzbar ist, aus einem nichtleitenden Material hergestellt ist. Ein geeignetes Material kann beispielsweise ein Kunststoff oder mehrere Kunststoffe, vorzugsweise ein oder mehrere glasfaserverstärkte Kunststoffe, sein. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Trägerstruktur aus Polyphenylsulfon (auch als „PPSU” abgekürzt) hergestellt ist. Erfindungsgemäß kann es alternativ oder ergänzend zu den in diesem Absatz genannten Merkmalen vorgesehen sein, dass die Trägerstruktur eine oder die bereits hierin zuvor beschriebene Außenkontur oder einen Teil der Außenkontur der Einschiebeoptik bildet. Damit kann die Einschiebeoptik beispielsweise gegenüber dem Gehäuseteil isoliert sein.

Bei einer hohlzylinderförmigen Ausgestaltung des Gehäuseteil und/oder der Einschiebeoptik kann es alternativ oder ergänzend zu den ergänzenden Merkmalen der breitesten Ausführung der Erfindung zweckmäßig sein, um zu verhindern, dass eine ungewollte Torsionskraft auf die Einschiebeoptik bei einer Betätigung des Fixierungselements einwirkt, wenn das Klemmelement und/oder das Fixierungselement mit dem Gehäuseteil verbunden ist/sind. Dabei kann es weiter vorgesehen sein, dass das Klemmelement und/oder das Fixierungselement in dem Gehäuseteil festgelegt und/oder verschiebbar geführt ist/sind. Dadurch kann die erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung stabiler und langlebiger ausgestaltet sein.

Zur Einhausung einer optischen Anordnung kann erfindungsgemäß alternativ oder ergänzend zu den hierin beschriebenen ergänzenden Bildaufnahmevorrichtung vorgesehen sein, dass die Bildaufnahmevorrichtung eine Hülse aufweist. Diese Hülse kann dabei derart eingerichtet sein, dass sie in einen Schaft eines Endoskops einführbar ist, beispielswiese indem sie ein zur Form des Schaftes passendes Gegenstück aufweist. Insbesondere kann die Hülse dazu ausgestaltet sein, dass darin eine Objektiv-Linsenanordnung einhausbar ist oder eingehaust ist. Die Hülse kann vorzugsweise an einem distalen Ende des Gehäuseteils angeordnet sein. Der Begriff „distal” bedeutet in diesem Zusammenhang, eine von der Bildaufnahmevorrichtung, insbesondere vom Gehäuseteil, und/oder von einem Benutzer der Bildaufnahmevorrichtung abgewandte Seite.

Bei einer besonders platzsparenden und robusten, erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform des Klemmelementes kann vorgesehen sein, dass das Klemmelement als Klemmschuh ausgestaltet ist. Alternativ oder ergänzend dazu kann erfindungsgemäß dabei vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil des Klemmelements als zumindest ein Teil einer Kegelmantelfläche ausgestaltet ist. Eine derartige Ausgestaltung kann auch deshalb vorteilhaft sein, da diese einfach aus einem Kegelmantel herstellbar ist.

Die Erfindung betrifft also eine Bildaufnahmevorrichtung mit einem Gehäuseteil und einer in das Gehäuseteil einsetzbaren Einschiebeoptik, wobei die Einschiebeoptik eine Aufnahme für einen Bildsensor aufweist. Mittels eines Klemmmechanismus aus zumindest einem Klemmelement und zumindest einem Fixierungselement ist die in das Gehäuseteil eingesetzte Einschiebeoptik reversibel von einer Freigabestellung in eine Fixierungsstellung versetzbar, wobei eine durch Betätigung des Fixierungselements erzeugte Betätigungskraft in eine Klemmkraft umsetzbar ist, vorzugsweise wobei die Betätigungskraft schräg oder senkrecht zu der Klemmkraft ausgerichtet ist.

Die Erfindung wird nun anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch die Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale der Schutzansprüche untereinander und/oder durch einzelne oder mehrere Merkmale der Ausführungsbeispiele.

Es zeigt:

1 Eine schematisch dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung in längs geschnittener Ansicht, wobei die Einschiebeoptik in Fixierungsstellung vorliegt,

2 Die schematisch dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung gemäß 1 in perspektivischer Ansicht,

3 Eine schematische sowie längs geschnitten dargestellte Detailansicht des Fixierungs- und des Klemmelements in Freigabestellung einer eingesetzten Einschiebeoptik,

4 Eine schematische sowie längs geschnitten dargestellte Detailansicht des Fixierungs- und des Klemmelements in Fixierungsstellung einer eingesetzten Einschiebeoptik,

5 Eine schematische Detailansicht einer im Querschnitt abgebildeten erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung mit einem einzelnen Klemmelement,

6 Eine schematische Detailansicht einer im Querschnitt abgebildeten erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung mit drei Klemmelementen.

In den 1 und 2 ist eine spezifische Ausführung der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung dargestellt, die im Ganzen als 1 bezeichnet ist.

Die Bildaufnahmevorrichtung 1 weist ein Gehäuseteil 2 und eine in das Gehäuseteil 2 einsetzbare Einschiebeoptik 3 auf. In den 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung 1 mit einem zumindest teilweise als Hohlzylinder ausgeformten Gehäuseteil 2 und einer ebenfalls als Hohlzylinder ausgeformten, in das Gehäuseteil 2 zumindest teilweise eingesetzten Einschiebeoptik 3 gezeigt. Die Lage der Einschiebeoptik 3 ist relativ zum und zumindest teilweise innerhalb des Gehäuseteils 2 individuell ausrichtbar, indem die in das Gehäuseteil 2 eingesetzte Einschiebeoptik 3 reversibel von einer Freigabestellung in eine Fixierungsstellung versetzbar ist.

An einer Seite der Einschiebeoptik 3 ist eine Aufnahme 4 zum Einsetzen eines Bildsensors 5 ausgebildet. In 2 ist die erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung 1 ohne Bildsensor 5 und ohne optische Anordnung, wie zum Beispiel einem Linsensystem 17 und/oder einem Objektiv-Linsensystem 18, dargestellt. In 1 ist eine erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung 1 dargestellt, die einen Bildsensor 5 zur Aufnahme von zweidimensionalen Abbildern aus Licht auf elektrischem oder mechanischem Wege aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein halbleiterbasierter Bildsensor 5 in die Aufnahme 4 eingesetzt ist.

Um die Einschiebeoptik 3 reversibel von einer Freigabestellung in eine Fixierungsstellung oder umgekehrt versetzen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bildaufnahmevorrichtung 1 ein Klemmelement 7 und ein Fixierungselement 8 aufweist, wobei durch deren zusammenwirken durch Betätigung des Fixierungselements 8 eine Betätigungskraft 27 erzeugbar und in eine, insbesondere senkrecht zur Betätigungskraft 27 ausgerichteten, Klemmkraft 26 umsetzbar ist. Durch die Betätigung des Fixierungselementes 8 ist dieses relativ zum Klemmelement 7 und/oder zum Gehäuseteil 2 entlang einer Führung 16 zwischen einer begrenzenden Anschlagsfläche 22 und dem Klemmelement 7 versetzbar.

Das Klemmelement 7 ist in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung als Klemmschuh 13 ausgestaltet und weist eine in einem schrägen Winkel relativ zu der in axialer Richtung ausgerichteten Verschiebungsachse der Führung 16 angeordneten Schrägfläche 25 auf, welche durch das Fixierungselement 8 beaufschlagbar ist. Das Klemmelement 7 ist in einer mittels einer Führung 15 definierten, vorzugsweise radialen, Richtung versetzbar, insbesondere durch das Fixierungselement 8 verdrängbar. Die Schrägfläche 25 ist zudem an einer, der Einschiebeoptik 3 abgewandten Seite des Klemmelements 7 angeordnet.

Das Fixierungselement 8 ist als Feststellschraube 9 mit einer Werkzeugangriffsfläche 20 zum Betätigen des Fixierungselements 8 ausgeformt und in einer als Feingewinde 10 ausgestalteten Führung 16 durch Drehen versetzbar geführt. Durch Einschrauben und/oder Herausschrauben des Fixierungselementes 8 im oder gegen den Uhrzeigersinn, welches ein zum Feingewinde 10 komplementäres Gegengewinde aufweisen kann, kann die Lage des Fixierungselementes 8 somit relativ zum Klemmelement 7 und/oder zu einer Trägerstruktur 14 der Einschiebeoptik 3 und/oder zu dem Gehäuseteil 2 verändert werden. Wie in 1 gezeigt ist, ist durch ein Einschrauben des als Feststellschraube 9 ausgebildeten Fixierungselementes 8 in axialer Richtung eine koaxial ausgerichtete Betätigungskraft erzeugbar. Der dem Klemmelement 7 zugewandte Teil des Fixierungselementes 8 ist als Kegel oder Kegelstumpf ausgeformt und beaufschlagt in Fixierungsstellung die Schrägfläche 25 des Klemmelements 7. Durch die Beaufschlagung der Schrägfläche 25 des Klemmelements 7 durch das Fixierungselements 8 wird das Klemmelement 7 durch das Fixierungselement 8 vorzugsweise in radialer Richtung entlang seiner Führung 15 verdrängt, bis das Klemmelement 7 schließlich mit einer Kontaktfläche 11 die Außenkontur 12 der Einschiebeoptik 3 beaufschlagt. Die Führung 15 des Klemmelements 7 kann beispielsweise als eine, insbesondere radial ausgerichtete, Führungsschiene ausgestaltet sein. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Bildaufnahmevorrichtung 1, wie in den 1 bis 6 dargestellt, ist es somit möglich, eine axial ausgerichtete Betätigungskraft 27, die durch Betätigung des Fixierungselements 8 erzeugbar ist, in eine radial, insbesondere auf eine Längsachse und/oder auf die Einschiebeoptik 3, ausgerichtete Klemmkraft 26 umzusetzen. Dies kann vorteilhaft sein, da in radialer Ausdehnung der insgesamt benötigte Bauraum im Vergleich zu vorbekannten Lösungen geringer dimensioniert ist. Mittels der radial ausgerichteten Klemmkraft 26 ist es möglich die Einschiebeoptik 3 innerhalb des Gehäuseteils 2 festzulegen. Im Gegensatz zu vorbekannten Lösungen, ist es bei der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung 1 allerdings erstmals möglich, dass diese Fixierung durch Betätigen des Fixierungselements 8 in entgegengesetzter Richtung lösbar ist. Das heißt, die Fixierung der Einschiebeoptik 3 innerhalb des Gehäuseteils 2 ist reversibel vornehmbar. Dies hat den Vorteil, dass eine Ausrichtung der Lage der Einschiebeoptik 3 relativ zum Gehäuseteil 2 beispielsweise nach einem Einbau der Bildaufnahmevorrichtung 1 in ein diese umgebendes Außengehäuse (nicht dargestellt), einfach und bequem vornehmbar ist, insbesondere ohne dass ein bereits montiertes Außengehäuse demontiert werden muss (insofern eine Demontage überhaupt möglich ist). Die Schrägfläche 25 des Klemmelementes 7 kann uneben, beispielsweise konvex, ausgeformt sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil des Klemmelements 7 aus zumindest einem Teil eines Kegelmantels hergestellt ist und/oder einen Teil eines Kegelmantels aufweist.

Durch Herausschrauben des Fixierungselements 8 aus seiner Führung 16 kann das Fixierungselement 8 soweit herausschraubbar eingerichtet sein, dass es mit seiner, eine Werkzeugangriffsfläche 20 aufweisenden Seite, die Anschlagsfläche 22 beaufschlagt und bei weiterer Betätigung so eine, insbesondere entgegen der Richtung 27 der hierin zuvor beschriebenen Betätigungskraft gerichtete, auf die Anschlagsfläche 22 einwirkende Betätigungsverstellkraft erzeugbar ist, mittels welcher die Einschiebeoptik 3 relativ zum Gehäuseteil 2 verstellbar ist, insbesondere derart, dass die Einschiebeoptik 3 somit aus dem Gehäuseteil 2 herausschiebbar ist.

Um eine besonders feste Fixierung der Einschiebeoptik 3 innerhalb des Gehäuseteils 2 zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die Form der Kontaktfläche 11 des Klemmelements 7 komplementär zur Form der Außenkontur 12 oder zumindest eines Bereiches der Außenkontur 12 ausgestaltet ist. Beispielsweise kann die Kontaktfläche 11 eine konkave Form und/oder die Außenkontur 12 oder der zumindest eine Bereich der Außenkontur 12 eine konvexe Form aufweisen.

Die Einschiebeoptik 3 kann eine optische Anordnung aufweisen, die beispielsweise zumindest eine optische Linse oder ein Linsensystem umfasst. In 1 ist eine Ausführung der Erfindung dargestellt, die ein Linsensystem 17 aus mehreren optischen Linsen aufweist. Durch das Linsensystem 17 kann auch der Verlauf einer optischen Achse 21 durch die erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung 1 einstellbar sein.

Die Trägerstruktur 14 der Einschiebeoptik 3 kann aus zumindest einem nichtleitenden Material bestehen. Ein geeignetes Material ist zum Beispiel der Kunststoff Polyphenylsulfon (PPSU). Aber auch andere Kunststoffe, insbesondere glasfaserverstärkte Kunststoffe, sind denkbar. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn durch die Trägerstruktur 14 die Aufnahme 4 und/oder die Außenkontur 12 oder zumindest einen Bereich der Außenkontur 12, der durch die Kontaktfläche 11 des Klemmelements 7 beaufschlagbar ist, ausgebildet ist.

In 1 ist eine Ausgestaltung der Erfindung gezeigt, bei der das Klemmelement 7 und das Fixierungselement 8 mit dem Gehäuseteil 2 verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Betätigung, insbesondere durch Drehen, des Fixierungselements durch einen Benutzer, keine Torsionskraft auf die Einschiebeoptik 3 einwirkt, wodurch diese beispielweise beschädigt werden könnte.

Weiter ist in 1 eine Hülse 6 dargestellt, die zur Einhausung einer optischen Anordnung, insbesondere eines Linsensystems 17 und/oder eines Objektiv-Linsensystems 18, ausgestaltet sein kann. Die Hülse 6 ist als Teil der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung 1 an einem distalen Ende des Gehäuseteils 2 angeordnet und kann dazu eingerichtet sein, um in einen Schaft eines Endoskops einsetzbar zu sein.

In den 1, 2 und 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die ein einzelnes Klemmelement 7 und ein einzelnes Fixierungselement 8 aufweist.

In 6 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die insgesamt drei Klemmelemente 7 und drei Fixierungselemente 8 aufweist, welche, wie hier im Querschnitt gezeigt ist, insbesondere in gleichen Abständen entlang einer kreisförmigen Umlaufbahn, vorzugsweise am Gehäuseteil 2, zueinander angeordnet sein können. Eine derartige Ausgestaltung kann gegebenenfalls für eine noch bessere Fixierung sorgen, da die auf die Einschiebeoptik 3 einwirkenden Klemmkräfte gleichmäßig verteilt sind.

Es kann weiter vorgesehen sein, wie hier in 1 dargestellt ist, dass die Einschiebeoptik 3 gegen eine mittels eines, eine Vorspannung aufweisenden, insbesondere flexiblen, Rückstellelements 28 erzeugten Rückstellkraft in das Gehäuseteil 2 einsetzbar ist. Ein solches Rückstellelement 28 kann dazu dienen die Ausrichtung einer optischen Anordnung, wie einem Linsensystem 17 oder einem Objektiv-Linsensystem 18, insbesondere zur Ausbildung einer optischen Achse 21, zu verbessern. Das Rückstellelement 28 kann beispielsweise als Feder ausgestaltet sein. Das Rückstellelement kann alternativ oder ergänzend dazu auch dazu eingerichtet sein, die Ausrichtung einer oder der Hülse 6 feststellen zu können. Insbesondere kann das Rückstellelement 28 mittels eines durch dieses beaufschlagten Zwischenstücks 29 eine Rückstellkraft erzeugen, die auf die Hülse 6 wirkt und deren Ausrichtung festlegen kann.

Wie in der seitlichen Darstellung der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß 1 gut zu erkennen ist, kann es vorgesehen sein, dass die Einschiebeoptik 3 in Fixierungsstellung in ihrer seitlichen Dimensionierung mit einem Teil, wie zum Beispiel einer Leiterplatte 19 und/oder einem Teil der Trägerstruktur 14, über das Gehäuseteil 2 hinausragt.

In den 3 und 4 ist eine Detailansicht des erfindungsgemäßen Klemmmechanismus dargestellt, wobei dieser in 3 in einer Freigabestellung und in 4 in einer Fixierungsstellung vorliegt. In Freigabestellung ist das Fixierungselement 3 zwischen einer Anschlagsfläche 22 der Trägerstruktur 14 der Einschiebeoptik 3, die eine Werkzeugöffnung 23 zum Einführen eines Werkzeuges aufweist, angeordnet, ohne dass dabei eine Betätigungskraft 27 in eine Klemmkraft 26 umgesetzt wird. Die Werkzeugöffnung 23 kann, wie hier gezeigt ist, beispielsweise axial ausgerichtet sein. Die Anschlagsfläche 22 kann senkrecht zur Bewegungsachse des Fixierungselementes 8, insbesondere radial, ausgerichtet sein. In der in 3 dargestellten Stellung ist das Führungselement 8 nur soweit in die als Gewinde 10 ausgestalteten Führung 16 eingeschraubt, so dass es das Klemmelement 7 noch nicht beaufschlagt. Somit erfolgt keine Krafteinwirkung durch das Fixierungselement 8 auf das Klemmelement 7. In Fixierungsstellung beaufschlagt das Fixierungselement 8 mit einem dem Klemmelement 7 zugewandten und als Kegelstumpf ausgeformten Teil die Schrägfläche 25 des Klemmelementes 7. Dabei wird eine durch Einschrauben des Fixierungselements 8 in die Führung 16 erzeugte und axial ausgerichtete Betätigungskraft 27 in eine radial ausgerichtete Klemmkraft 26 umgesetzt, die zur Fixierung der Einschiebeoptik 3 im Inneren des Gehäuseteils 2 dient. Wird das Fixierungselement 8 in die Führung 16 eingeschraubt, so verdrängt es das Klemmelement 7 entlang einer als Schiene 15 ausgestalteten Führung 15 in radialer Richtung, sobald es das Klemmelement 7 beaufschlagt, bis das Klemmelement 7 selbst zumindest einen Teil der Außenkontur 12 der Einschiebeoptik 3 mit seiner Kontaktfläche 11 beaufschlagt. Durch die Ausgestaltung der Führung 16 des Fixierungselementes 8 als ein Feingewinde ist die Höhe der umgesetzten Klemmkraft 26 genau einstellbar. Ein Lösen der Fixierung, so dass die Einschiebeoptik 3 erneut in Freigabestellung vorliegt, ist jederzeit durch Herausschrauben des Fixierungselements 8 aus der Führung 16 möglich.

Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung 1 mit einem Gehäuseteil 2 und einer in das Gehäuseteil 2 einsetzbaren Einschiebeoptik 3, wobei die Einschiebeoptik 3 eine Aufnahme 4 für einen Bildsensor 5 aufweist, und wobei die Bildaufnahmevorrichtung 1 ein die Einschiebeoptik 3 mit einer Klemmkraft beaufschlagendes Klemmelement 7 und ein Fixierungselement 8 zur Betätigung des Klemmelements 7 und Erzeugung einer Klemmkraft aufweist. Mittels eines Klemmmechanismus aus zumindest einem Klemmelement 7 und zumindest einem Fixierungselement 8 ist die in das Gehäuseteil 2 eingesetzte Einschiebeoptik 3 reversibel von einer Freigabestellung in eine Fixierungsstellung versetzbar, wobei eine durch Betätigung des Fixierungselements 8 erzeugte Betätigungskraft 27 in eine Klemmkraft 26 umsetzbar ist.

Bezugszeichenliste

1
Bildaufnahmevorrichtung
2
Gehäuseteil
3
Einschiebeoptik
4
Aufnahme für Bildsensor
5
Bildsensor
6
Hülse
7
Klemmelement
8
Fixierungselement
9
Feststellschraube
10
Gewinde
11
Kontaktfläche des Klemmelements
12
Außenkontur der Einschiebeoptik
13
Klemmschuh
14
Trägerstruktur der Einschiebeoptik
15
Führung des Klemmelements
16
Führung des Fixierungselements
17
Linsensystem
18
Objektiv-Linsensystem
19
Leiterplatte
20
Werkzeugangriffsfläche
21
optische Achse
22
Anschlagsfläche
23
Werkzeugöffnung
24
Befestigungsöffnung
25
Schrägfläche des Klemmelements
26
Ausrichtung der Klemmkraft
27
Ausrichtung der Betätigungskraft
28
Rückstellelement
29
Zwischenstück