CN110087527A - 内窥镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内窥镜，具有主体(12)、杆轴(10)和从该主体(12)至杆轴远端地延伸经过该杆轴(10)的光纤束(18)，其中该光纤束(18,118,218)在该杆轴(10)的远端在照明出口(11)处结束，并且该光纤束(18)在该主体(12)上在用于连接光缆(31)的光导连接部件(13,113,213)处结束。如此改进内窥镜，光导连接部件(13,113,213)被设计成减少该光导连接部件(13)材料对无法自光缆(31)被耦合输入光纤束(18,118,218)的光的吸收。

Description

内窥镜
本发明涉及内窥镜，其具有主体、杆轴和从主体到杆轴远端地延伸穿过杆轴的光纤束，其中该光纤束在杆轴远端在照明出口处结束，该光纤束在该主体上在用于连接光缆的光导连接部件处结束。
相应的内窥镜已经有一段时间被成功用于在技术装备或患病动物或人类患者中难以接近的孔腔的光学检查。在这些情况下，内窥镜被用来采集孔腔内表面的图像并且可以在孔腔外利用该图像。通过延伸穿过内窥镜内部的光纤束提供照明。在许多情况下，照明所用光源被设计成单独用具，于是光经由光缆被传送至内窥镜。
为在内窥镜使用中获得尽量最大的灵活性，光缆通常被设计用于可分离连接至内窥镜。内窥镜为此具有光缆被插入和固定至其上的光导连接部件。它在大多数情况下通过标准化部件如卡口接头、卡接接头或螺纹被固定。
光纤束可以直接行至光导连接部件的端面。但是，通常可利用光纤锥来在光缆光纤与光纤束光纤之间调整数值孔径。
在杆轴远端，光纤束可以被直接引导至照明出口。在许多内窥镜中，在光纤束与照明出口之间设有用于调整光输出方向或强度分布的附加光学元件例如透镜、反射镜、棱镜或熔合光纤元件。
大量的特殊内窥镜已经针对不同应用被研发出来，这些内窥镜例如在直径、杆轴长度和视向方面不同。依据所述设计和特殊使用，穿过内窥镜的光纤束具有不同数量的光纤且因此进也具有不同的直径。
为了避免同时存在大量的不同光缆，内窥镜与少量标准化光缆结合使用。为了总是保证穿过内窥镜的光纤束的完全照明，光缆总是具有如下的光导横截面，其大于或等于可在光导连接部件处获得的光纤束的横截面积。
如果内窥镜现在与如下光缆结合使用，其光导横截面大于可在光导连接部件处获得的光纤束横截面积，则一些照明光未被耦合输入光纤束，而是照中光导连接部件材料并在这里被大幅度吸收。这导致了不希望有的内窥镜主体变热。
在现代的内窥镜系统中，因以下事实而加剧所述问题，越来越高的图像分辨率的使用要求增大的照明强度。这也导致了在横截面有偏差时所吸收的能量的增加。
本发明的目的因此是能获得一种内窥镜，其就上述问题而言得以改进。
根据本发明，该目的通过一种内窥镜来时间，其具有主体、杆轴和从主体到杆轴远端地延伸穿过杆轴的光纤束，其中光纤束在杆轴远端在照明出口处结束，并且光纤束在主体上在用于连接光缆的光导连接部件处结束，该内窥镜被进一步如此改进，该光导连接部件被设计用于减少该光导连接部件的材料对无法自光缆被耦合输入光纤束的光的吸收。通过减少在光导连接部件中的减少，减轻不希望的主体变热。
在根据本发明的内窥镜的一个可能实施方式中，该光导连接部件的端面包括光可经此被耦合输入光纤束的耦合面并且还包括光无法经此被耦合输入光纤束的盲面，该盲面是反射性的。反射性的盲面造成了在盲面区域内发自光缆的光被反射且引导回光缆。光于是返回光源并在这里也被吸收。但是，在光源区域内的吸收造成的变热相比于内窥镜主体变热就不那么有破坏性。
在根据本发明的内窥镜一个优选改进中方案，该盲面在350纳米至950纳米的波长范围内具有超过85％、尤其超过90％、尤其最好超过95％的反射率。这应该被理解为是指，在本发明的上下文中，盲面至少在所述波长范围内的每个波长下具有所指明的反射率。
根据本发明内窥镜的一个实施方式，该光导连接部件包括包围光纤束的套，该套的端面具有反射涂层。
反射涂层可以是漆或可包含漆。例如高反光性金属薄膜可以被蒸气沉积在套的端面上，该膜层又被薄的保护漆层覆盖。
在根据本发明的内窥镜的一个替代实施方式中，该光导连接部件的端面包括盖玻璃，盖玻璃在盲面区域中具有反射涂层。在此情况下，反射涂层可以被施加到盖玻璃的朝向光导连接部件的侧面，从而它在安装或移除光缆时被保护以免机械损伤。
此外，盖玻璃可以在耦合面区域中具有减少反射涂层。这样一来，光耦合效率被同时优化。
所述盖玻璃的反射涂层和/或减少反射涂层例如可以是多层介电涂层。借助这种涂层，可以在大的波长范围内获得高的透射率或反射率。
以下，基于附图中的一些例子来解释本发明，其中：
图1示出内窥镜系统，
图2示出一个光导连接部件连同所连的光缆，
图3示出另一个光导连接部件连同所连的光缆。
图1示出了带有内窥镜5的内窥镜系统。内窥镜5包括带有照明出口11的杆轴10、主体12、光导连接部件13和目镜杯14。
光源30通过光缆31被连接至内窥镜5。为此，光缆31被插套到光导连接部件13上。来自光源30的光经光缆31被耦合输入内窥镜5中的光纤束(未示出)并在光纤束中被引导至在杆轴10远端上的照明出口11。光在那里被辐射向解剖学结构S。
自解剖学结构S反射的光通过在杆轴10远端上的物镜(未示出)被采集并经由图像载体(同样未示出)被传送到目镜杯14，图像载体可以是中继透镜系统或者图像纤维束。在那里，它通过安装在目镜杯14上的照相机40被转换为视频图像并且经由视频缆线41被传导至图像处理器42，其将视频图像载送至监视器50以便显示。
图2示出了内窥镜5的光导连接部件13的剖视示意图。它由具有锥形扩宽的孔16的套15构成，光纤锥17被夹紧在该孔中。靠近光纤锥17，光纤束18被插入孔16中。
光缆31被安装到光导连接部件13上。光缆包括为了清楚起见未被示出的许多独立光纤的光导横截面32。光缆被保护管33包围，保护管保护光纤以免机械损伤。插装套34被固定在保护管33上，借助插装套34将光缆31插套到光导连接部件13上并固定。
来自光缆31的光被耦合输入光纤锥17并从后者被送至光纤束18。光纤锥的锥形保证了光缆31的光纤的数值孔径适配于光纤束18的光纤的数值孔径。
光纤锥17的朝向光缆31的端面构成光经此可被耦合输入光纤维17和进而光纤束18中的耦合面19。相比之下，套15的朝向光缆31的端面构成光无法经此被耦合输入的环形盲面20。
在盲面20区域内发自光缆31的大部分光被套15吸收，结果套变热。在所示例子中，光缆31的光导横截面32的直径比耦合面19直径大了约50％。在此布置形式中，约50％的经光缆31传送的光已经损失。它照中盲面20并且大部分在那里被吸收且仅有助于套15和进而主体12变热。
图3示出了根据本发明的内窥镜的有所改动的光导连接部件113。光导连接部件113基本上对应于图2的光导连接部件13。因此，相互对应的零部件由加100的附图标记来标示并且不再次描述。光缆31还是被安装到光导连接部件113上。
在这里，高反光性金属层121和保护漆层122被施加至套115的盲面120。在盲面120区域内发自光缆31的光现在照中反射面121并被反射回向光缆31。除了轻微耦合损失外，该光经由光缆31被传送回至光源30且在那里被发出。尽管反射光在此也最终被转化为热，这在光源30区域中与在光导连接部件113区域中相比不那么严重。
例如金属层121可以是银层。利用这样的层，可以在大的波长范围内获得超过85％的反射率。
图4示出根据本发明的内窥镜的另一个光导连接部件213的分解视图。光导连接部件213再次包括带有锥形孔216的套215。光纤锥217从一侧被插入该孔，设于内窥镜中的光纤束218末端从另一侧被插入。盖玻璃223布置在套215的和光纤锥217的端面上，减少反射层224被施加至盖玻璃223的朝向套215的一侧的耦合输入面219区域。在盲面220区域内，反射层225被施加到盖玻璃223。
光导连接部件213的功能基本上对应于图3的光导连接部件113的功能，因此无需单独解释。
涂层224、225可以被设计成多层介电涂层，以保证在尽量最大的波长范围内的充分效率。对于反射层225，可以在大的波长范围内利用介电涂层获得超过95％的反射率。
在所有说明性实施方式中的反射层如此布置，尽可能在光源所发光的整个光谱范围内获得整个所期望的反射率。这包括了整个可见光范围，但也包括近紫外和红外范围。这些波长范围尤其是荧光检查所需要的，因此也由光源产生。因此也应该避免在光导连接部件中的相应光谱范围部分的吸收。

Claims (8)

1.一种内窥镜，该内窥镜具有主体(12)、杆轴(10)和从所述主体(12)至所述杆轴的远端延伸经过所述杆轴(10)的光纤束(18)，其中所述光纤束(18,118,218)在所述杆轴(10)的所述远端处在照明出口(11)处结束，并且所述光纤束(18)在所述主体(12)处在用于连接光缆(31)的光导连接部件(13,113,213)处结束，其特征是，所述光导连接部件(13,113,213)被设计成减少所述光导连接部件(13)的材料对无法自所述光缆(31)被耦合输入所述光纤束(18,118,218)的光的吸收。
2.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述光导连接部件(113,213)的端面包括光能经此被耦合输入所述光纤束(118,218)的耦合面(119,219)，并且所述光导连接部件(13)的所述端面还包括光无法经此被耦合输入所述光纤束(18)的盲面(120,220)，其中所述盲面(120,220)是反射性的。
3.根据权利要求2所述的内窥镜，其特征是，所述盲面(120,220)在350纳米至950纳米的波长范围内具有超过85％、尤其超过90％、尤其最好超过95％的反射率。
4.根据权利要求2或3所述的内窥镜，其特征是，所述光导连接部件(113)包括包围所述光纤束(118)的套(115)，所述套(115)的端面具有反射涂层(121,122)。
5.根据权利要求4所述的内窥镜，其特征是，所述反射涂层(121,122)是漆或包含漆。
6.根据权利要求2或3所述的内窥镜，其特征是，所述光导连接部件(213)的端面包括盖玻璃(223)，该盖玻璃在所述盲面(220)的区域内具有反射涂层(225)。
7.根据权利要求6所述的内窥镜，其特征是，所述盖玻璃(223)在所述耦合面(219)的区域内具有减少反射涂层(224)。
8.根据权利要求6或7所述的内窥镜，其特征是，所述盖玻璃(223)具有多层介电涂层(224,225)。
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