CN111258052A - 内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内窥镜，所述内窥镜具有内窥镜轴(2)和主体(4)，所述主体连接到内窥镜轴(2)，并且具有第一接触表面的第一转盘(12、50)以可旋转的方式安装在所述主体(4)上，其中所述主体(4)具有第二接触表面，所述第一接触表面支承抵靠所述第二接触表面，其中当所述第一转盘(12、50)旋转时，所述第一接触表面和所述第二接触表面抵靠彼此移动，并且其中第一设定单元(E1、E2)被设置，利用该第一设定单元可设定将所述第一接触表面压靠在所述第二接触表面上所使用的压力，以便设定旋转所述第一转盘(12、50)所需的最小转矩。

Description

内窥镜

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月30日提交的德国专利申请No.102018130553.2的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种内窥镜，该内窥镜具有内窥镜轴和主体，该主体连接到内窥镜轴，并且第一转盘以可旋转的方式安装在该主体上。

背景技术

这种可旋转转盘例如设置在内窥镜上，以便通过旋转位置来设定聚焦光学单元的聚焦位置或者旋转连接到转盘的照相机以便共同旋转。为了旋转转盘，必须施加一定的最小转矩。为了制造内窥镜，使得期望的最小转矩被设定，对所讨论的部件提出了非常高的公差要求，从而导致复杂且昂贵的制造。

发明内容

由此出发，因此本发明的目的是提供一种开头所述类型的内窥镜，其中尽可能完全地解决了上述困难。

本发明在权利要求1中被限定。在从属权利要求中具体说明了有利的改进。

根据本发明的内窥镜可以具有内窥镜轴和主体，该主体连接到内窥镜轴，并且具有第一接触表面的第一转盘以可旋转的方式安装在该主体上。主体可以具有第二接触表面，第一接触表面支承抵靠第二接触表面，其中当第一转盘旋转时，第一接触表面和第二接触表面抵靠彼此移动。可以设置第一设定单元，利用该第一设定单元可以设定将第一接触表面压靠在第二接触表面上所使用的压力，以便设定旋转第一转盘所需的最小转矩。

由于压力可通过第一设定单元设定，因此，例如在内窥镜的组装期间，可容易地设定期望的最小转矩。因此，可以为各个部件规定更高的容许公差，并且尽管这些容许公差会导致各个部件的尺寸的更大变化，但是这可以通过可设定的压力来补偿，以使得最终甚至可以以更高的精度限定期望的最小转矩。

第一设定单元尤其被构造成使得在内窥镜的组装状态下该第一设定单元不能被使用者致动。换句话说，一旦内窥镜已经被组装而成，用户就不能进行调节。

第一设定单元可以具有第一弹簧，所述第一弹簧的回复力是可设定的。

特别地通过改变弹簧的长度可以改变回复力。

因此，第一设定单元可以具有第一调节元件，该第一调节元件的轴向位置是可变的，其中变化第一调节元件的轴向位置会改变第一弹簧的长度，并因此改变第一弹簧的回复力。

特别地，第一调节元件可以经由第一螺纹连接被连接到主体，这允许不同的拧入深度。特别地，可以设置固定单元，该固定单元固定设定的拧入深度。

第一弹簧可以呈螺旋弹簧的形式。此外，第一弹簧可以由金属制成，并且特别地由不锈钢制成。

接触表面可以横向于内窥镜轴的纵向方向定向，并且压力可以平行于纵向方向作用。

接触表面中的一个可以是塑料滑动轴承的表面。塑料滑动轴承可以特别地呈止推垫圈的形式。

第一转盘能够可轴向地移位以便设定压力。

第二接触表面能够可轴向地移位以便设定压力。

内窥镜可以具有光学通道，在该光学通道中布置有可在轴向方向上移位的光学单元。因此，第一转盘能够联接到光学单元，以使得当第一转盘旋转时，光学单元轴向地移动。例如，可以通过磁体实现联接。

第一转盘可以具有连接件，照相机或光学耦合器可机械地紧固到该连接件以便共同旋转，以使得第一转盘的旋转引起照相机或光学耦合器的旋转。

根据本发明的内窥镜可以具有第二转盘，该第二转盘具有第三接触表面并且以可旋转的方式安装在主体上，其中主体具有第四接触表面，第三接触表面支承抵靠该第四接触表面。当第二转盘旋转时，第三接触表面和第四接触表面抵靠彼此移动，并且设置第二设定单元，利用该第二设定单元可设定将第三接触表面压靠在第四接触表面上所使用的压力，以便设定旋转第二转盘所需的最小转矩。

因此，根据本发明的内窥镜包括两个转盘，这两个转盘可以彼此独立地旋转，并且对于这两个转盘可以彼此独立地设定实现旋转所必需的最小转矩。

第二转盘可以以与第一转盘相同的方式构造和开发。

特别地，第一转盘可以联接到布置在光学通道中的光学单元，以使得当第一转盘被旋转时，光学单元轴向地移动。这种轴向的移动例如可以用于聚焦。第二转盘可以具有连接件，照相机或光学耦合器可机械地紧固到该连接件以便共同旋转。因此，通过第二转盘的旋转可引起照相机或光学耦合器的旋转。

内窥镜可以具有物镜和位于内窥镜轴中的光学传输单元。使用物镜和光学传输单元，位于内窥镜的远端前面的物体可以被成像并传输到内窥镜的近端。

内窥镜可以呈直视内窥镜(观察方向对应于内窥镜轴的纵向轴线)或斜视内窥镜(观察方向与内窥镜轴的纵向轴线成0°以外的角度)的形式。内窥镜轴可以是刚性的或柔性的。内窥镜可以被构造成使得物镜和光学传输单元与环境气密地密封。特别地，内窥镜可以可高压灭菌的。

内窥镜可以呈技术内窥镜的形式，或者特别是医疗内窥镜的形式。

塑料密封件可以布置在第一转盘的第一密封表面或连接到第一转盘以便共同旋转的第一部件的第一密封表面与主体的第二密封表面或连接到主体以便共同旋转的第二部件的第二密封表面之间，其中热塑性塑料用作塑料。

这样，不仅可以实现良好的密封，而且可以避免不期望的粘滑效应。

塑料密封件可以呈环形(例如圆环形)密封件的形式，所述环形密封件具有一体式预加载元件。特别地，环形密封件可以呈开槽环的形式。预加载元件可以呈钢弹簧或不锈钢弹簧的形式。

特别地，聚卤代烯烃，并且特别优选地聚四氟乙烯可用作塑料密封件的塑料。

在根据本发明的内窥镜中，另一塑料密封件可以布置在第一转盘的第三密封表面或连接到第一转盘以便共同旋转的第三部件的第三密封表面与主体的第四密封表面或连接到主体以便共同旋转的第四部件的第四密封表面之间，其中热塑性塑料用作塑料。

第三部件可以对应于第一部件或者是单独的部件。第四部件可以对应于第二部件或者是单独的部件。

该另一塑料密封件可以呈环形(例如圆环形)密封件的形式，所述环形密封件具有一体式预加载元件。特别地，环形密封件可以呈开槽环的形式。预加载元件可以呈钢弹簧或不锈钢弹簧的形式。

特别地，聚卤代烯烃，特别优选地聚四氟乙烯可用作另一塑料密封件的塑料。

因此，根据本发明的内窥镜可以具有一个、两个或更多个塑料密封件，这些塑料密封件由热塑性塑料制成，特别是由聚卤代烯烃制成，特别优选地由聚四氟乙烯制成，并且这些塑料密封件呈例如环形(例如圆环形)密封件(例如开槽环)的形式，所述环形密封件具有一体式预加载元件(例如钢弹簧或不锈钢弹簧)。

不言而喻，在不背离本发明的范围的情况下，上述特征以及下面将要解释的那些特征不仅可以以指定的组合使用，而且可以以其它组合其自身使用。

附图说明

在下文中，将参考附图基于示例性实施例更详细地解释本发明，所述附图同样公开了对于本发明来说必要的特征。这些示例性实施例仅用于说明，而不应被解释为进行限制。例如，具有大量元件或部件的示例性实施例的描述不应被解释为意味着所有这些元件或部件对于实施是必需的。相反，其它示例性实施例也可以包含替代元件和部件、更少的元件或部件、或额外的元件或部件。除非另外地说明，否则不同示例性实施例的元件或部件可以彼此组合。针对示例性实施例中的一个描述的修改和变更也可以适用于其它示例性实施例。为了避免重复，在不同附图中相同或相互对应的元件设有相同的附图标记，并且不解释多次。在附图中：

图1示出了根据本发明的内窥镜1的示意图；

图2示出了图1中的内窥镜1的主体4的放大图；

图3示出了通过图2中的主体4的纵向截面A-A；

图4示出了主体4的透视分解图，其中近端端子元件15在图4中未示出；

图5以侧视图示出了根据图4的分解图；

图6和图7示出了光学单元连接件5的转盘12的平面图和C-C截面图；

图8和图9示出了光学单元连接件5的近端端子元件15的平面图和D-D截面图；

图10和图11示出了连接调节盘28和连接螺纹衬套29的平面图和E-E截面图；

图12和图13示出了塑料盖35的平面图和F-F截面图；

图14示出了第一环形密封件38的轮廓的示意性截面图；

图15示出了主体的一部分的分解图，以便说明聚焦转盘50的最小转矩的设定；

图16以透视图示出了根据图15的分解图；

图17示出了图2的B-B截面图；以及

图18和图19示出了聚焦转盘50以及聚焦滑动衬套51的G-G截面图和平面图。

具体实施方式

在图1和图2中所示的示例性实施例中，根据本发明的内窥镜1包括具有远端3的内窥镜轴2，该远端同时是内窥镜1的远端。内窥镜轴2的远离远端3的端部连接到内窥镜1的主体4，该主体具有用于光学记录装置6(例如，摄像机)或光学耦合装置的光学单元连接件5(其可以包括例如C型安装连接件13或卡口连接件)。此外，主体4包括照明灯连接件7。在图1的图示中仅示意性地示出了光学记录装置6，该光学记录装置6包括例如光学单元8和CMOS传感器9，并且可以是但不必须是根据本发明的内窥镜1的一部分。

内窥镜1可以在内窥镜轴2中在其远端3处具有物镜D1，在所述物镜1的后面布置有光学传输单元D2，所述光学传输单元可以包括例如三个棒透镜D3、D4和D5。可以呈例如聚焦光学单元D6形式的另一光学单元D6可以布置在主体4中。图1中还示出了光学单元D1-D6的光轴OA，光轴OA平行于轴2的纵向方向延伸。

因此，可以以已知的方式通过物镜D1、光学传输单元D2和光学单元D6将位于远端3前面的物体OB成像到内窥镜1的近端。该成像可以发生到无限远或发生到可以位于内窥镜1内部或外部的聚焦平面中。在图1所示的示例性实施例中，成像已经被选择，以使得通过记录装置6可以在CMOS传感器9上进行期望的成像，因此可以对图像进行数字记录。

如尤其在图3中明显的，光学单元连接件5被安装成可相对于主体4的基体10旋转，其中用于旋转光学单元连接件5的必要转矩是可设定的。优选地在内窥镜1的组装期间执行该设定。

为此，内窥镜1具有联接器轴承11(所述联接器轴承也在图4和图5中被示出)，该联接器轴承连接到基体10以便共同旋转，并且连接转盘12相对于该联接器轴承以可旋转的方式被安装。连接转盘12在其近端处具有接收螺纹13(所述接收螺纹呈外螺纹的形式)，记录装置6可以被拧到该接收螺纹上。此外，连接转盘12在其近端处包括内螺纹14(图7)，近端端子元件15(图8和图9)能够被拧到所述内螺纹中，该近端端子元件因此形成内窥镜1的近端。用于进行例如内窥镜观察的期望记录的光能够穿过该近端端子元件15。为此，内窥镜1具有光学通道18，该光学通道的近端19例如在图5中可见。光学通道18的近端可以被近端玻璃盖16(图3)气密地密封。为了拧到内螺纹14中，近端端子元件15具有相应的外螺纹17。当然，光学通道18的远端也可以被气密地密封，以使得物镜D1、光学传输单元D2和另一光学单元D6以气密方式与环境隔离。

连接转盘12还包括内环部分20(图7)，在内环部分20的两侧上布置有远端连接滑动轴承21和近端连接滑动轴承22。滑动轴承21、22可以呈塑料滑动轴承的形式，并且特别是呈聚合物滑动轴承的形式。特别地，所述滑动轴承21、22可以被实现为止推垫圈。

在组装状态下，远端连接滑动轴承21抵靠在联接器轴承11的第一环形接触面25上。连接压力盘26压靠在近端连接滑动轴承22上，该连接压力盘26被连接弹簧27在近端连接滑动轴承22的方向上挤压。为此，连接弹簧27利用其另一端抵靠在连接调节盘28上，如图3中的双箭头P1所示。在图3中仅示出了连接弹簧27的一部分。

连接调节盘28连接到连接螺纹衬套29(图10和图11)，该连接螺纹衬套具有内螺纹30，所述连接螺纹衬套29通过该内螺纹30能够被拧到基体10的相应外螺纹31上。根据连接螺纹衬套29被拧的程度，连接调节盘28与连接压力盘26之间的距离以及因此连接弹簧27利用其压靠在近端连接滑动轴承22上的力被改变并因此可以被设定。这样，可以限定使连接转盘12与外螺纹13和拧上的近端端子元件15一起旋转所必需的期望的转矩。

连接调节盘28、连接螺纹衬套29、连接压力盘26和连接弹簧27可以表示为设定单元E1，这是因为这些部件可以用于设定连接压力盘26利用其压靠在近端连接滑动轴承22上的压力。

如从图11中可以获悉，连接螺纹衬套29具有外螺纹32，塑料盖35(图12和图13)能够利用其内螺纹36拧到该外螺纹32上。塑料盖35在其外侧具有连接滑动衬套37。连接滑动衬套37可以由钢特别是硬化钢制成。连接滑动衬套37的外表面38可以被抛光。

在连接滑动衬套37与近端端子元件15之间布置有第一环形密封件38，该第一环形密封件38在图9和图3中被示出。第一环形密封件38可以特别是塑料密封件。作为塑料，尤其可以使用热塑性塑料，例如聚卤代烯烃。特别优选地使用聚四氟乙烯(也经常被称为PTFE或铁氟龙)。特别地，第一环形密封件38呈塑料开槽环的形式，所述塑料开槽环具有作为预加载元件的一体式弹簧(例如，不锈钢弹簧)。在这种情况下，塑料开槽环39可以具有例如C形轮廓40，该C形轮廓40具有两个自由腿部41和42，所述腿部通过弹簧43向外被预加载(图14)。

使用热塑性塑料特别是PTFE作为塑料产生的优点是，可以实现充分的密封，同时摩擦非常小。这样，可以减小这种密封件的摩擦对旋转连接转盘12所需的转矩的不期望的影响。特别地，减小或避免了不期望的粘滑效应，并因此不再出现不期望的向后滑动。第二环形密封件45(图3-5和图7)布置在连接转盘12的环形内部46与联接器轴承11的环形外部47之间。第二环形密封件45可以以与第一环形密封件38相同的方式形成。

还设置聚焦转盘50，所述聚焦转盘50连接到聚焦滑动衬套51以便共同旋转(图3、图18和图19)。转子止动件55紧固到基体10以便共同旋转，该转子止动件55支撑轴承套56，以使得轴承套56仅可轴向地移位。聚焦弹簧59布置在轴承套56的远端与转子止动件55的止动件58之间，该聚焦弹簧59使轴承套56受到沿内窥镜的近端方向的力，如由双箭头P2所示。在图3中仅示出了聚焦弹簧59的一部分。

如下面详细描述的，轴承套56与转子止动件55的止动件58之间的距离可以被改变和设定，以便因此设定旋转聚焦转盘50所必需的期望转矩。聚焦转盘50支承一个或多个磁体60，该一个或多个磁体60与光学单元62的磁体61相互作用，以使得一个或多个磁体60的旋转产生使得该旋转运动被转换成光学单元62的轴向移动(双箭头P3)的结果，如图3中示意性示出的。以此方式，可以例如执行聚焦。

聚焦压力盘65在联接器轴承11中被轴向地引导，并且同时被防止旋转，该聚焦压力盘65压靠在聚焦转盘50的近端聚焦滑动轴承66上。近端聚焦滑动轴承66可以以与远端连接滑动轴承21相同的方式被构造而成。聚焦压力盘65在联接器轴承11中的引导例如可以通过三个轴向延伸的突起67、68、69(图3、图16和图17)实现，该三个轴向延伸的突起67、68、69延伸穿过联接器轴承11中的相应通孔。突起67至69可以在圆周方向上彼此间隔开例如120°，如图16和图17中所示。

拧到联接器轴承11中的聚焦调节盘70压在突起67至69上。为此，聚焦调节盘70具有外螺纹71，该外螺纹71被拧到联接器轴承11的相应内螺纹72中。聚焦调节盘70被拧入得越深，聚焦压力盘65沿内窥镜1的远端的方向移动得越远。该移动导致聚焦转盘50与聚焦滑动衬套51的轴向移位以及因此也导致轴承套56的轴向移位，以使得轴承套56的远端与转子止动件55的止动件58之间的距离变得越小，结果使聚焦弹簧59被压缩得更厉害。这导致了较高的回复力，并因此导致旋转聚焦转盘50所必需的更大的转矩。具有相应内螺纹76的聚焦螺母75被拧到聚焦调节盘70的外螺纹71上，其中该为螺纹71固定聚焦调节盘70的设定拧入深度。

聚焦压力盘65、聚焦调节盘70可以与聚焦弹簧59一起被表示为设定单元E2，利用该设定单元E2可以设定聚焦压力盘利用其压靠在近端聚焦滑动轴承66上的力。

第三环形密封件80布置在聚焦转盘50与联接器轴承11之间。此外，第四环形密封件81布置在聚焦滑动衬套51与转子止动件55之间。第三环形密封件80和第四环形密封件81可以以与第一环形密封件38相同的方式被构造而成。

因此，在根据本发明的内窥镜1中，能够彼此独立地设定用于旋转连接转盘12和聚焦转盘50所需的转矩。由于存在所描述的转矩的各个设定值被超过的可能性，与先前已知的解决方案相比，有利的是可以使各个部件的容许公差更大，这是因为所产生的各个部件的尺寸的更大变化可以通过所述的用于连接转盘12和聚焦转盘50的转矩的可设定性来补偿。

Claims (18)

1.一种内窥镜，所述内窥镜具有：

内窥镜轴(2)；和

主体(4)，所述主体(4)连接到所述内窥镜轴(2)，并且具有第一接触表面的第一转盘(12、50)以可旋转的方式安装在所述主体(4)上，

其中所述主体(4)具有第二接触表面，所述第一接触表面支承抵靠所述第二接触表面，其中当所述第一转盘(12、50)旋转时，所述第一接触表面和所述第二接触表面抵靠彼此移动，以及

其中第一设定单元(E1、E2)被设置，利用所述第一设定单元能够设定将所述第一接触表面压靠在所述第二接触表面上所使用的压力，以便设定旋转所述第一转盘(12、50)所需的最小转矩。

2.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述第一设定单元(E1、E2)具有第一弹簧(27、59)，所述第一弹簧(27、59)的回复力能够变化以设定所述压力。

3.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述第一设定单元(E1、E2)具有第一调节元件(28、70)，所述第一调节元件(28、70)的轴向位置能够变化，

其中变化所述第一调节元件(28、70)的轴向位置改变所述第一弹簧(27、59)的长度，并因此改变所述第一弹簧(27、59)的回复力。

4.根据权利要求3所述的内窥镜，其中，所述第一调节元件(28、70)经由第一螺纹连接被连接至所述主体(4)，所述第一螺纹连接允许不同的拧入深度。

5.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述第一弹簧(27、59)呈螺旋弹簧的形式。

6.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述第一接触表面和所述第二接触表面横向于所述内窥镜轴(2)的纵向方向定向，并且所述压力平行于所述纵向方向作用。

7.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述第一接触表面和所述第二接触表面中的一个是塑料滑动轴承(22、66)的表面。

8.根据权利要求7所述的内窥镜，其中，所述塑料滑动轴承(22、66)呈止推垫圈的形式。

9.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述第一转盘(12、50)能够轴向移位以便设定所述压力。

10.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述第二接触表面能够轴向移位以便设定所述压力。

11.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述内窥镜(1)具有光学通道(18)，能够在轴向方向上移位的光学单元(62)布置在所述光学通道中，

其中所述第一转盘(12、50)联接到所述光学单元(62)，以使得当所述第一转盘(12、50)旋转时，所述光学单元(62)轴向地移动。

12.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述第一转盘(12、50)具有连接件(13)，照相机(6)或光学耦合器能够机械地紧固到所述连接件以便共同旋转，以使得所述第一转盘(12、50)的旋转引起所述照相机(6)或光学耦合器的旋转。

13.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，所述内窥镜具有第二转盘(50、12)，所述第二转盘具有第三接触表面并以能够旋转的方式安装在所述主体(4)上，

其中所述主体(4)具有第四接触表面，所述第三接触表面支承抵靠所述第四接触表面，

其中当所述第二转盘(50、12)旋转时，所述第三接触表面和所述第四接触表面抵靠彼此移动，以及

其中第二设定单元(E2、E1)被设置，利用所述第二设定单元能够设定将所述第三接触表面压靠在所述第四接触表面上所使用的压力，以便设定旋转所述第二转盘(50、12)所需的最小转矩。

14.根据权利要求1所述的内窥镜，其中，塑料密封件布置在所述第一转盘(12、50)的第一密封表面或连接到所述第一转盘(12、50)以便共同旋转的第一部件的第一密封表面与所述主体(4)的第二密封表面或连接到所述主体(4)以便共同旋转的第二部件的第二密封表面之间，其中热塑性塑料用作塑料。

15.根据权利要求14所述的内窥镜，其中，所述塑料密封件呈环形密封件的形式，所述环形密封件具有一体式预加载元件。

16.根据权利要求15所述的内窥镜，其中，所述环形密封件呈开槽环的形式。

17.根据权利要求15所述的内窥镜，其中，所述预加载元件呈钢弹簧的形式。

18.根据权利要求16所述的内窥镜，其中，所述预加载元件呈钢弹簧的形式。

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