CN111405864A - 光学连接设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于沿着光轴将第一光纤设备(44)的第一连接器(42)与第二光纤设备(48)的第二连接器(46)光学连接的光学连接设备,所述光学连接设备包括:插头零件(40),其具有细长的轴杆(58),所述轴杆具有纵向轴杆轴线(62)和沿着所述轴杆轴线(62)延伸通过所述轴杆(58)的、用于容纳所述第一连接器(42)的腔体(60),所述插头零件(40)还具有在所述轴杆(58)的具有插入开口(66)的第一端部处的帽(64),所述插入开口用于将所述第一连接器(42)插入所述腔体(60),所述开口(66)与所述腔体(60)对准并且与所述腔体连通,所述插头零件(40)具有光学窗口(68),所述光学窗口具有实心体元件(69),其中,所述插头零件(40)至少部分是能变形的;以及夹具零件(18),其中,所述插头零件(40)被配置为至少部分地插入所述夹具零件(18),并且当所述插头零件(40)至少部分地插入所述夹具零件(18)时并且当所述第一连接器(42)插入所述插头零件(40)的所述轴杆(58)的所述腔体(60)时,所述夹具零件(18)被配置为将力施加到所述插头零件(40)上,所述力使得在插紧所述夹具零件(18)时使所述插头零件(40)变形,以便夹紧所述第一连接器(42)并将所述第一连接器保持在相对于所述光轴的位置和取向中。
Description
技术领域
本发明涉及将光纤设备彼此连接的领域。本发明应用于介入医学设备和介入处置流程,特别应用于使用光学询问技术的微创医学流程。
背景技术
在微创医学介入中,导丝用于使导管前进到目标区域(例如,在微创心血管介入期间导丝用于使导管前进到心脏)。这些流程通常利用例如实时X射线成像来引导,该实时X射线成像描绘了导管和导丝的二维投影图像。然而,X射线成像的挑战包括成像的2D性质以及对患者和医生的电离辐射。一种更可行的替代方法是使用光学形状感测技术,该技术可以提供医学设备的完整三维形状信息,而无需任何有害辐射。一种使用光纤来实施空间敏感的弯曲和扭曲感测的方法是将多条具有沿着其长度的光纤布拉格光栅的纤芯组合在一起。一种可能的设置可以是三条或更多条沿着纵向纤维轴线呈螺旋结构定向的纤芯,该纵向纤维轴线包括在螺旋中心的额外直纤芯。特别地,启用光学形状感测的导丝用于微创流程,该导丝在其近侧具有光学连接器以用于促进导管在导丝的近端上进行回载。可以在引入诊断或治疗导管之前使导丝前进到介入的目标区域。导丝通常是具有特别设计的材料性质的细丝,其促进导管在导丝的近端上进行装载以及导管在导丝上前进以到达目标区域。
在使导管前进之前需要使导丝到达目标区域的情况下,期望在导管的回载之前在导丝前进阶段期间使用形状感测能力。然而,为了使用具有形状感测能力的导丝,需要经由在通常会发生回载的点处的光学连接器将导丝连接到光学系统(例如,光学询问器控制台)。为了允许回载,要求用于导丝的光学连接器,该光学连接器足够小以允许在重新建立光学连接以继续对导丝进行形状感测之前将标准导管回载到导丝上。
对于可回载导丝,已经提出了例如在WO 2016/193051 A1中描述的包括一个或多个渐变折射率(GRIN)透镜的光学连接器。由于GRIN透镜具有紧凑性和固有的低表面反射性,因此它作为光学连接器中的光学部件是有希望的选择。在普通透镜中,由于轴向方向(光传播的总体方向)上折射率的差异,光的聚焦依赖于光在其入射表面和出射表面上的折射。在GRIN透镜中,情况有所不同。GRIN透镜具有径向折射率分布,这使得在其工作范围(由光圈和数值孔径给出)内,光在透镜中朝向光轴弯曲(这意味着光被聚焦)。这意味着:对于GRIN透镜,聚焦能够在折射率没有任何轴向变化的情况下发生,因此在任何轴向折射率阶跃的情况下都不会发生光的反射(这点与普通透镜一样)。当在两个光学连接器之间建立连接时,这种性质用于消除所有的空气到玻璃的转变。GRIN透镜的长度应使一组准直光束可以从(单模)多芯传感器光纤的纤芯处的焦点进入连接器,并且可以从(单模)多芯传感器光纤的纤芯处的焦点离开连接器。然而,为了测量和计算光纤的形状,要求一些可识别的反射,以便能够在微米水平将针对光纤的所有纤芯的形状重建的相对起始位置对准。从GRIN透镜的端面发生的相对较低但足够的反射似乎是完成该任务的非常有用、稳定且自然的选择。从GRIN透镜到光纤的转变开始的光纤的第一短段(例如为20-40mm)必须保持笔直(或至少保持已知的形状),以便了解起始方向以及针对光学感测流程的起始位置。因此,可回载导丝的连接器被设计为相当坚硬的杆,其长度可能为若干厘米。
使用可回载导丝的另一个问题是无菌性。从WO 2016/193051 A1中已知在导丝的近端处的连接器与被连接到非无菌区中的光学控制台的接插线的远端处的连接器之间使用光学元件(例如,箔片)作为无菌屏障。对于回载流程,应当确保在将导丝连接器连接到接插线连接器时,要回载的导管所在的导丝连接器不会被接插线连接器所污染。
因此,为了保护患者,要求在第一光纤设备的连接(例如,导丝)和第二光纤设备的配对连接器(例如,接插线)处制作无菌屏障。然而,无菌屏障必须是光学透明的并且具有足够低的光学反射,并且应当透射光而不会引入太多的光学损失或像差。为此,可以要求第一连接器(例如,导丝连接器)与第二连接器(例如,接插线或控制台连接器)的主动机械对准。
因此,当在第一光纤设备的第一连接器与第二光纤设备的第二连接器之间进行光学连接时,必须完成两个任务。一个任务是使两个连接器相对于彼此正确地光学对准并在流程(例如,医学介入流程)期间维持这种对准。另一个任务是维持无菌性,特别是在将另外的介入设备装载到第一光纤设备的背面并向前推入患者体内时。换句话说,要求(一方面)既具有良好的光学性能(另一方面)又满足无菌要求的光学连接。
美国专利US 5283850公开了一种光纤连接器,该光纤连接器包括可变形套管,该可变形套管用于将光纤容纳在刚性连接器主体中,以将光纤相对于主体保持就位。在压缩之后,套筒的前端仍留在体内。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于将第一光纤设备的第一连接器与第二光纤设备的第二连接器光学连接的光学连接设备,该光学连接设备在光学性质和机械性质这两方面均得到改善,并且在无菌性方面也得到改善。
本发明的另外的目的是提供一种将第一光纤设备的第一连接器与第二光纤设备的第二连接器光学连接的方法,该方法提供了光纤设备之间的无菌且光学性能良好的连接。
根据本发明的一个方面,提供了一种用于沿着光轴将第一光纤设备的第一连接器与第二光纤设备的第二连接器光学连接的光学连接设备,包括:
插头零件,其具有细长的轴杆,所述轴杆具有纵向轴杆轴线和沿着所述轴杆轴线延伸通过所述轴杆的、用于容纳所述第一连接器的腔体,所述插头零件还具有在所述轴杆的具有插入开口的第一端部处的帽,所述插入开口用于将所述第一连接器插入所述腔体,所述开口与所述腔体对准并且与所述腔体连通,所述插头零件具有光学窗口,所述光学窗口具有实心体元件,所述实心体元件将所述轴杆的包括所述腔体的内部封闭起来而免受环境影响,其中,所述插头零件至少部分是能变形的;以及
夹具零件,其中,所述插头零件被配置为至少部分地插入所述夹具零件,并且当所述插头零件至少部分地插入所述夹具零件时并且当所述第一连接器插入所述插头零件的所述轴杆的所述腔体时,所述夹具零件被配置为将力施加到所述插头零件上,所述力使得在插紧所述夹具零件时使所述插头零件变形,以便夹紧所述第一连接器并将所述第一连接器保持在相对于所述光轴的位置和取向中。
光学连接设备被配置为沿着光轴连接第一连接器和第二连接器,其中,光轴由第二连接器限定(即,包含第二连接器)。当进行连接时,第一连接器与第二连接器对准并因此与光轴对准。根据本发明的光学连接设备包括插头零件和夹具零件。插头零件被设计为容纳光纤设备的连接器,例如,可回载导丝的连接器。插头零件具有细长的轴杆,该轴杆优选是直的。插头零件的轴杆可以具有若干厘米的长度,使得其可以针对可回载导丝的典型连接器的长度很好地进行调整。插头零件还具有帽,该帽在操纵插头零件时可以用作手柄。该帽还用于将连接器引入插头零件的轴杆。当在两个连接器之间进行连接时,帽和轴杆还可以提供无菌性。特别地,插头零件的帽可以具有垂直于轴杆轴线的尺寸,该尺寸可以显著更大,例如比轴杆的横向尺寸大2至10倍。轴杆可以是圆柱形的,其外径可以小至几毫米,例如2-5mm或甚至更少。细长的轴杆是有利的,因为当将连接器插入轴杆时,轴杆会自动将第一连接器与轴杆轴线对准。因此,通过根据本发明的光学连接设备,可以避免连接器彼此之间的任何对准问题。可以有利的是,当连接器插入轴杆时,连接器能够绕轴杆轴线旋转,以便在固定连接之前以旋转方式将第一连接器相对于第二连接器对准。
作为另外的无菌措施,轴杆具有光学窗口,该光学窗口可以由实心体元件形成或者包括实心体元件,该实心体元件相对于光纤设备所使用的波长是光学透明的。特别地,当进行连接时,光学窗口可以以机械方式关闭在无菌连接器与非无菌连接器之间的轴杆的腔体。该窗口可以被布置在轴杆的与插头零件的帽相对的端部处或者靠近轴杆的与插头零件的帽相对的端部。在本文的实施例中使用的实心体元件应被理解为实心状态的元件,其可以是硬的或坚硬的(例如,玻璃板),也可以是软的,特别是柔性的或能变形的(例如,箔片或膜)。
夹具零件具有提供作用在插头零件上的力的作用,当插头零件插入夹具零件时,该力使插头零件变形。通过在插紧或封闭夹具零件时施加力,插头零件变形,从而夹紧第一连接器并将第一连接器保持在相对于光轴的位置和取向中。光轴可以通过纵向对称性(例如通过光学连接设备的中心轴线)来定义。可以提供如下情况:当夹具零件在插头零件上施加力时,仅插头零件的轴杆变形,而帽不变形,然而,本发明不限于此。夹具零件还可以被配置为将第二连接器保持与第一连接器对准。
总体而言,根据本发明的光学连接设备为诸如导丝之类的光纤设备的连接器提供了足够的无菌性,并且在光纤设备的连接器之间提供了具有改善的光学性质的光学连接。
在从属权利要求中定义了本发明的优选实施例。
根据优选实施例,所述光学连接设备可以被布置为与帘状物或袜状物配合工作,所述帘状物或袜状物被配置为被布置在所述夹具零件上,其中,所述帘状物或袜状物具有孔,所述插头零件能够通过所述孔插入所述夹具零件。当插头零件插入夹具零件时,帘状物或袜状物可以以三明治形式被夹在插入零件与夹具零件之间。帘状物或袜状物是有利于使介入设备(例如,导丝)的连接器保持无菌的进一步的措施。袜状物可以具有裙状物,该裙状物可以在外科手术流程中下降到手术台上。帘状物、袜状物和裙状物可以在连接器夹具零件与患者台(一方面)与介入设备(例如,导丝)和患者(另一方面)之间提供扩展的无菌屏障。
帘状物或袜状物中的孔优选小于帽或帽的部分,在插头零件插入夹具零件中时,帽或帽的部分被设置在帘状物或袜状物的孔中。另外,帘状物或袜状物可以被配置为在插头零件的帽与夹具零件之间形成密封。通过防止非无菌流体进入插头零件或夹具零件的内部而避免这样的流体与介入设备的连接器的接触,进一步提高了无菌性。帘状物或袜状物与插头零件一起形成了屏障,该屏障将用于患者和介入设备的无菌区与非无菌区分开。
另外,有利的是,轴杆的腔体被布置在用于轴杆的压缩的所谓的中性线上,这意味着轴杆在夹具零件施加的压缩力下不会产生位置移位。通常,为了兼容性和易于制造,这可以是连接设备的对称线,因此轴杆的腔体可以居中地布置在轴杆中,其中,轴杆可以具有与腔体流体连通的至少一个细长的通道。该中心腔体更一般地被称为中性腔体,并且是第一连接器插入其中的腔体。
这样的一个或多个通道是有利的,因为特别是在第一连接器与第二连接器之间进行连接时,诸如空气之类的气体或诸如盐溶液、水或血液之类的液体能够通过一个或多个通道逸出。因此,可能不会产生压力,但是在光学连接设备中压力在任何时间都是相等的。
轴杆可以具有与中性腔体流体连通并围绕腔体成角度地布置分布的多个通道。通道可以是中性腔体的部分或者与中性腔体分离。
围绕腔体并且与腔体流体连通的轴杆中可以有任意数量的通道,但是更优选为八个或六个或五个通道。当夹具零件将力施加到插头零件上以将连接器夹紧在插头零件中时,通道可以有利地有助于插头零件的轴杆的可变形性。
优选地,通道围绕中性腔体以等距的方式成角度地分布,因此轴杆的变形有利地是旋转对称的,这在夹具零件被插紧时改善了连接器被保持就位的情况。为了使夹紧力具有最优的对称性和均匀性,夹具零件可以具有与插头零件中的通道数量相同或其整数倍的夹紧部分。
进一步优选地,所述插头零件的所述轴杆是能弹性变形的。
当插头零件能弹性变形时,同一插头能够使用若干次,因为可以重复夹紧和松开,而不会损坏插头零件,也不会破坏无菌屏障。优选地,插头零件的材料可以足够光滑以使第一连接器容易滑入,但是,当夹具零件被插紧并且插头零件被压缩到第一连接器上时,第一连接器应当与插头零件的材料具有足够的摩擦力。
另外,所述窗口的所述实心体元件包括透明元件,所述透明元件的折射率与所述第一连接器的第一光学元件和所述第二连接器的第二光学元件中的至少一个的折射率相匹配。
当窗口的折射率与第一连接器和/或第二连接器的光学元件相匹配时,可以避免在这些界面处的任何不期望的反射和折射。
另外,所述窗口的所述实心体元件包括在所述腔体的纵向方向上能弹性变形(特别是能压缩)的透明元件。当将光纤设备的连接器放在一起时,它们之间的透明元件可能会留有一些气隙,这会引起光学反射。例如,连接器端部因抛光工艺可能会产生小的但不可避免的角度。为了克服这些几何差异,透明元件优选被制作为经受足够的压缩力并且优选足够厚,使得通过在连接器之间建立连接,透明元件可以被压缩,直到去除界面处的任何气隙。因此,该措施可以进一步增强光学连接设备的光学性能。
另外,所述插头零件的所述帽具有被配置为卡扣配合到所述夹具零件中的部分。当组装插头零件与夹具零件时,插头零件可以插入夹具零件,并且在初始状态下,可以通过卡扣或卡入夹具零件来预先固定插头零件。当在连接器之间进行连接时,这促进了对光学连接设备的操纵。在插头零件卡入夹具零件之后,可以通过使第一连接器滑入插头零件的轴杆来使第一连接器插入插头零件,这种滑动不会受到插头零件在夹具零件中的卡扣座的阻碍。
另外,所述插头零件的所述帽具有包括所述插入开口的漏斗形或喇叭形端部。帽的漏斗形或喇叭形端部有利地促使或促进第一连接器插入插头零件。
另外,当所述第一连接器插入所述插头零件时,所述第一连接器在所述夹具零件被插紧之前能够相对于所述插头零件绕所述插头零件的纵向轴线旋转。
另外,所述第二连接器能够相对于所述插头零件和所述第一连接器绕所述纵向轴线旋转。
如果连接器包括多芯光纤,在这种情况下可能需要正确旋转对准两个连接器的纤芯,则这样的配置是特别有利的。通过绕光轴(例如,光学连接设备的纵向对称轴)旋转连接器中的一者或两者,能够容易地执行这样的对准。
就这一点而言,所述插头零件的所述轴杆可以具有内部引导表面,当所述夹具零件没有被预先插紧或者仅被轻微地预先插紧时,所述内部引导表面允许所述第一连接器在所述轴杆中滑动,并且当所述夹具零件被插紧时,所述内部引导表面提供摩擦力以将所述第一连接器保持就位。
另外,所述光学连接设备还可以包括被配置为将所述第二光纤设备的所述第二连接器连接并保持到所述夹具零件的结构。该结构可以是夹具零件的部件。在插头零件插入夹具零件之前,可以将第二连接器预先安装在夹具零件上。这样的结构可以是插座,该插座具有与光轴对准的膛,第二连接器可以插入该膛(例如在插头零件插入夹具零件之前)。夹具零件可以具有用于容纳插头零件的轴杆的膛,该膛与插座的膛同轴。当进行连接时,这样的配置还促进了连接器沿着光轴相对于彼此的正确对准。
根据第二方面,提供了一种将第一光纤设备的第一连接器与第二光纤设备的第二连接器光学连接的方法,包括:
提供具有细长的轴杆、帽的插头零件,所述轴杆具有延伸通过所述轴杆的腔体,所述帽在所述轴杆的具有插入开口的第一轴杆端部处,所述开口与所述腔体对准并且与所述腔体连通,所述插头零件具有光学窗口,所述光学窗口具有实心体元件,所述实心体元件将所述轴杆的包括所述腔体的内部封闭起来而免受环境影响,
提供夹具零件,所述夹具零件具有连接到所述夹具零件的所述第二连接器,
将所述插头零件至少部分地插入所述夹具零件,使得所述窗口在所述窗口的一侧接触所述第二连接器,
将所述第一连接器插入所述插头零件,使得所述第一连接器在相对的一侧接触所述窗口,
插紧所述夹具零件以将力施加到所述插头零件上,以便使所述插头零件变形而夹紧所述第一连接器并将所述第一连接器保持在相对于所述第二连接器的位置和取向中。
应当理解,所要求保护的方法具有与所要求保护的设备和从属权利要求中所限定的相似和/或相同的优选实施例。
所述方法优选还包括:在插紧所述夹具零件之前,以旋转方式将所述第一连接器与所述第二连接器相对于彼此对准,同时测量穿过所述第一连接器和所述第二连接器的光学信号。
当第一光纤设备是光学形状感测使能设备时,来自光学控制台的光可以通过第二光纤设备传输到第一光纤设备中,并且通过在将第一连接器和/或第二连接器相对于彼此旋转的同时测量从第一光学设备反射回来的光的信号强度,可以在反射回来的光的信号强度最大时找到适当的旋转对准。
在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。应当理解,所要求保护的方法具有与本文描述的所要求保护的设备相似和/或相同的优选实施例。
附图说明
参考下文描述的实施例,本发明的这些方面和其他方面将变得明显并且得到阐明。在以下附图中:
图1以侧视图示出了被连接到用于光纤设备的连接器的多芯光纤的两个GRIN透镜;
图2示出了在形状感测模态中的设备的布置的概要图,其中,工作空间被示意性地划分为左侧的无菌区和右侧的非无菌区;
图3a)至图3d)示意性地示出了在外科手术环境中将光学连接设备的夹具零件搭接的示例,其中,图3a)和图3c)示出了侧视图,图3d)示出了俯视图,并且图3b)以侧视图孤立地示出了帘状物或袜状物;
图4示意性地示出了光学连接设备的插头零件以及光纤设备的连接器的实施例的纵向截面图;
图5示出了光学连接设备的插头零件的实施例的透视图,其中,光纤设备的连接器插入该插头;
图6示出了光学连接设备的实施例的纵向截面图,其中,两个光纤设备的连接器彼此连接;
图7示出了根据实施例的光学连接设备的插头零件的轴杆的截面图;
图8示出了根据实施例的光学连接设备的插头零件的轴杆的截面图;
图9示出了根据实施例的光学连接设备的插头零件的轴杆的截面图;
图10a)和图10b)示意性地示出了两个连接器,在这两个连接器之间具有透明元件;
图11示出了作为多芯光纤的外芯的未对准的函数的外芯上的光学信号模拟图;并且
图12示出了在根据可获得的信噪比估计多芯光纤的外芯的最优位置中产生的角度误差的模拟图。
具体实施方式
在用于将光纤设备的连接器彼此光学连接的光学连接设备的实施例之前,将参考图1给出具有GRIN透镜的连接器的一般说明。图1示出了光学连接器OC1和配对光学连接器OC2。光学连接器OC1包括光纤F1和GRIN透镜GRIN1。光纤F1可以延伸通过导丝,以便在介入流程中感测导丝的光学形状。光纤F1可以是具有纤芯C11、C12、C13或更多纤芯的多芯光纤,其中,纤芯C12是相对于光纤F1的纵向中心轴线LC的中心纤芯。
来自纤芯C11、C12、C13中的每个纤芯的光束在GRIN透镜GRIN1的端面IF处进入GRIN透镜GRIN1,并且在GRIN透镜GRIN1的端面处作为准直光束离开GRIN透镜GRIN1。如本领域技术人员所知,GRIN透镜GRIN1的准直效果归因于GRIN透镜GRIN1的1/4的节距。然后,准直光束进入具有GRIN透镜GRIN2和光纤F2的光学连接器OC2,该光学连接器OC2可以被包括在接插线中,该接插线例如可以被连接到光学形状感测流程中使用的光学询问器控制台。
应当注意,来自纤芯C11的光束在已经传播通过GRIN透镜GRIN1和GRIN2之后进入纤芯C23,即,纤芯C11、C12、C13的图像在纤芯C21、C22、C23处被反转。
由于GRIN透镜具有紧凑性和固有的低表面反射性,因此GRIN透镜是医学介入设备中的光学形状感测技术的可回载版本的不错选择。因此,光在空气-玻璃转变处不会反射或折射,而是以例如在GRIN透镜的径向方向上延伸的渐变折射率分布弯曲。该性质在建立连接时(例如在光纤(例如,光纤F1)与GRIN透镜GRIN1熔接、胶合或以其他方式进行折射率匹配并推在一起时)可以用于消除所有的空气到玻璃的转变。应当使该反射很低,否则它将淹没来自沿着光纤F1的其余部分的每个点的相对较弱的反射信号。在连接器OC1与OC2之间,可以布置薄的折射率匹配的箔片IM以减少或消除在端面OF1和IF2处的反射。
图1示出了典型长度L例如为1.3mm且典型直径d例如为0.3mm的GRIN透镜。刚从光纤F1与GRIN透镜GRIN1之间的界面开始的光纤F1的第一短段(例如20-40mm)必须保持笔直或至少保持已知形状以知晓起始方向以及针对光纤F1的形状重建的起始位置。在可回载导丝的情况下,包括GRIN透镜GRIN1和光纤F1的近侧部分的连接器OC1因此被设计为相当坚硬的杆并且可以是若干厘米长。
图2示出了针对微创医学流程的典型模态,其中可以包括使用可回载导丝GW,该可回载导丝GW经由光学连接设备OCD与接插线PC连接,而接插线PC又连接到控制台C。在这样的导丝GW包括例如用于感测或光输送的某种光纤的情况下,该导丝的近端部分PE具有作为连接器(如图1中的连接器OC1)的额外功能并且需要与在接插线PC的远端部分DE处的配对连接器(如图1中的连接器OC2)配合工作。与患者直接接触的导丝GW必须是无菌的,而接插线和控制台可能不是无菌的。无菌区还包括在近端PE处的导丝GW的连接器,即,导丝的连接器也必须是无菌的。当将导管回载到导丝的近端上并使其前进到患者体内时,当将导管推到导丝GW的光学连接器上时,导管一定不能被污染。相比之下,在接插线PC的远端部分DE处的光学连接器不必一定是无菌的,并且通常是非无菌的。因此,在两个连接器之间(即,在将光学连接器OC1和OC2彼此连接的光学连接设备OCD中或处)提供无菌屏障B。另一方面,光学连接器OC1与OC2之间的光学连接应在光学上尽可能好地实现它们之间的最优光学信号传输。屏障B必须是光学透明的,并且应当具有足够低的光学反射(通常低于-60dB),并且应当透射光而不会引入太多的光学损失或像差。
因此,光学连接设备OCD的目的不仅是建立光学连接,而且还要在光纤设备的连接器(例如,导丝GW和接插线PC)之间形成无菌屏障。这样的光学连接设备OCD可以包括多个零件,这些零件可以是帘状物或袜状物、具有光学窗口的插头、借助于通过插头传递的夹紧力将光纤设备保持在一起的夹具以及用于提供两个光纤设备的对准的机构。
在以下描述中,相同的附图标记标示相同或相似的元件。
关于图3a)至图3d),示意性地示出了与光学连接设备10搭接连接的可能配置。图3a)、图3c)和图3d)示出了没有插头零件的光学连接设备10。图3a)和图3c)示出了手术台或患者台12的侧视图,其中,光学连接设备10固定在手术台或患者台12上。请注意,这些图并未按比例绘制。图3d)示出了手术台12的俯视图。图3b)、图3c)和图3d)示出了覆盖患者(未示出)的部分的帘状物14。可能的孔(例如,用于通过孔16进行手术的孔16)能够与患者对准并且可以独立于光学连接设备10的位置进行移位。光学连接设备10被示意性地示为具有夹具零件18,夹具零件18具有带有开口19的插座24,插头零件(未示出并且将在下文中描述)可以被引入开口19以用于例如连接接插线的连接器。帘状物14可以具有(但有利地也可以没有)孔20,光学连接设备10的柱22可以穿过孔20。通常,如图3a)所示,帘状物将从桌台降落到柱22周围,以用于将连接设备10附接到桌台12。如图3b)所示,光学连接设备10的夹具零件18例如在连接导丝与接插线之前可以被具有裙状物28的袜状物26所覆盖,其中,图3c)示出了具有覆盖夹具零件18的插座24和杆22的裙状物28的袜状物26。袜状物26具有孔30,孔30的外围可以由索环32加强。当孔30被放置在夹具零件18上时,孔30与插座24的开口19相匹配。裙状物28可以从帘状物上面越过或者可以从帘状物下面越过。也可以使用双层裙状物,第一层从帘状物下面越过,而第二层从帘状物上面越过。
帘状物14(特别是具有裙状物28的袜状物26)是本文描述的用于经由光学连接设备10在例如导丝连接器与接插线连接器之间提供无菌连接的措施的实施例。
图4示出了可以在光学连接设备10中使用的插头零件。图4以纵向截面示出了插头零件40的实施例。图4还示出了第一光纤设备44的第一连接器42和第二光纤设备48的第二连接器46。第一光纤设备44可以是导丝,并且第二光纤设备48可以是接插线。连接器42包括GRIN透镜50和固定地连接到GRIN透镜50上的光纤52,并且连接器46可以包括GRIN透镜54和固定地连接到GRIN透镜54上的光纤56。
插头零件40具有轴杆58,轴杆58具有在纵向方向上延伸通过轴杆58的中心腔体60(中性腔体)。轴杆58是细长的并且具有轴杆轴线62。中心腔体60被配置为容纳第一连接器42。插头零件40还具有帽64,帽64具有用于将第一连接器42插入腔体60的插入开口66。第一连接器42在图4中被示为即将滑入腔体60。腔体60的内表面61用作针对连接器42的引导表面。
插头零件40还包括光学窗口68,光学窗口68具有实心体元件69,例如,可弯曲的、弹性的透明元件,例如,箔片,实心体元件69被布置为与轴杆58的第一端部纵向地间隔开,在轴杆58的第一端部处布置有帽64。第二连接器46在图4中被示为在与光学窗口68面向帽64的一侧相反的一侧与光学窗口68接触。光学窗口68封闭轴杆58的包括腔体60的内部而免受环境影响。第二连接器46可以是弹簧加载的,使得第二连接器46被轻轻地推压在光学窗口68上,以使GRIN透镜54与光学窗口68良好地光学接触。
插头零件40还包括与中心腔体60流体连通的一个或多个细长的通道70。在图4所示的实施例中,通道70与腔体60之间的流体连通是通过光学窗口68附近的腔室72实现的。光学窗口68因此不妨碍中心腔体60与通道70之间的流体连通。一个或多个通道70具有在光学连接器42和/或光学连接器46的插入和缩回期间使腔体60中的压力相等的功能。腔室72还允许光学窗口68被连接器46轻微推入。
光学窗口68还用作可以是非无菌的连接器46与无菌的连接器42之间的无菌屏障。光学窗口68还确保任何气体或流体停留在光学窗口68的同一侧。
总体而言,无菌屏障由光学窗口68和插头零件40的其余部分形成。因此,插头零件40用于改善光学连接器42的一侧的无菌性。
插头零件40的轴杆58可以被制造为挤压零件。在其他实施例中,帽64和轴杆58可以通过注塑成型而被制造成一个零件。在其他实施例中,帽64可以通过注射成型来制造,然后被附接到轴杆58。光学窗口68可以在任何上述工艺中(特别是在注塑成型工艺中)被附接到轴杆58。
图5以透视图示出了插头零件40,其中,光纤设备44(例如,导丝)的连接器插入插头零件40。插头零件40包括轴杆58,轴杆58的内部具有用于容纳设备44的连接器零件的腔体。因此在图5中无法看到设备44的连接器。插头零件40包括类似于图4的帽64,不同之处在于帽64具有突起或部分74,突起或部分74用作用于将插头零件40与夹具进行卡扣配合的卡扣或卡入零件,这将在稍后进行描述。
如图5所示,帽64可以具有包括插入开口66的漏斗形或喇叭形端部,插入开口66促进将连接器42插入插头零件40。
从图4和图5能够看到,帽64可以具有横向于轴杆轴线62的外径,该外径比轴杆58的外径大5倍以上。例如,虽然轴杆58可以具有大约1-4mm的外径,但是帽64可以具有例如大约1-5cm的外径。
图6示出了在插头零件40与夹具零件18彼此连接的状态下具有插头零件40和夹具零件18的光学连接设备10。第一光纤设备44的第一连接器42被示为插入插头零件40的轴杆58,其中,连接器42被放置为使得连接器42的最外连接器端部接触光学窗口68。夹具零件18被配置为使得其将力施加在插头零件40上(这里是施加在插头零件40的轴杆58上),该力在夹具零件18被插紧或封闭时使插头零件40(特别是或者仅使轴杆58)变形。通过使插头零件40的轴杆58变形,将连接器42夹紧并保持在相对于轴杆58的轴杆轴线62(其也是光轴)的位置和取向中。在图6所示的示例中,夹具零件18包括锥形夹紧零件63,锥形夹紧零件63将夹紧力施加到插头零件40的轴杆58上。然而,也能够使用其他设计的夹紧单元。夹具零件18还包括结构80。结构80包括用于插紧(封闭)和松开(打开)夹具零件18的单元,该单元可以被配置为螺母82。螺母82与耦合器84共同作用,耦合器84被配置为相对于锥形零件63移动,以便在螺母82被拧紧时压缩夹紧口18,从而压缩插头零件40的轴杆58。结构80还具有与螺母82螺纹接合的邻接零件86。当螺母82被拧紧时,螺母将耦合器84推向邻接零件86的方向,从而逐渐压缩锥形零件63。
如图6所示,夹具零件18(这里是夹具零件18的结构80)还被配置为容纳并保持第二光纤设备48的第二连接器46。例如,耦合器84可以具有容纳膛88,第二连接器46的保持器90可以被插入并保持在容纳膛88中。保持器90又具有用于将第二连接器46容纳并保持在保持器90中的容纳膛92。第二连接器46保持与插头零件40的轴杆58的轴杆轴线62对准,使得当由光学连接设备10在连接器42与46之间建立连接时,第一连接器和第二连接器沿着光轴(在这里由轴杆轴线62限定)笔直对准。第二连接器46可以从容纳膛92略微突出,以便与光学窗口68形成良好的光学接触。
在下文中,描述了将第一光纤设备44的第一连接器42与第二光纤设备48的第二连接器46光学连接的方法。要描述的方法可以使用如图6所示的光学连接设备10。
在第一步骤中,提供插头零件40和夹具零件18,其中,安装了接插线48的第二连接器46。然后,将无菌的帘状物(例如,帘状物14)或插座26施加在夹具零件18上。接下来,将可以在之前已经经过灭菌的插头零件40插入通过利用帘状物14的索环32加强的孔30。插头零件40的帽64大于孔30,使得帽64封闭孔30。以这种方式,帘状物14在帽64与夹具零件18之间形成密封。当操纵插头零件40(特别是当将插头零件40插入夹具零件18或从夹具零件18移除时)时,插头零件40的帽64可以用作手柄。
由于插头零件40的帽64的卡扣部分74,插头零件40卡扣配合或卡入到夹具零件18中。在该阶段中,插头零件的轴杆58位于夹具零件18的锥形可压缩零件中。在该阶段中,轴杆58的端部靠近窗口68。在该阶段中,在图6的实施例中,可以通过将螺母82一点一点地拧到邻接零件86上,直到插头零件40被卡在夹具零件18中来稍微地插紧夹具零件18。此后,可以将光纤设备44的连接器42通过帽64的插入开口66插入插头零件40的轴杆58的腔体60(图4)。然后,可以进一步插紧夹具零件18,但仅要插紧到足以使连接器42仍可滑动并可以在腔体60中绕轴杆轴线62旋转的程度。将连接器42一直向下推入腔体60,直到连接器端部接触窗口68为止,使得例如从光纤设备44的光纤的中心纤芯找到合适的光学信号(参见图1)。然后,通过进一步适当地差紧夹具零件18,将连接器42紧固就位。连接器42的外部纤芯(参见图1)相对于连接器46的旋转对准可以从任一侧进行,即,通过旋转光纤设备44或光纤设备48来进行。在图6所示的示例中,优选旋转第二光纤设备48(例如,接插线),直到找到连接器42与46之间的最优信号耦合。
当通过旋转连接器42找到连接器42与46之间的正确旋转对准时,夹具零件18被进一步插紧以夹紧第一连接器42并将第一连接器42保持在相对于第二连接器46的位置和取向中,第二连接器46也与插头零件40的轴杆58的轴杆轴线62对准。
当通过旋转连接器46找到连接器42与46之间的正确旋转对准时,必须预先进一步插紧夹具零件18,以便夹紧第一连接器42并将第一连接器42保持在相对于第二连接器46的位置和取向中,可以通过旋转第二连接器46被保持在其中的保持器90来旋转第二连接器46。
对于每个医学流程或每个患者,只能使用一个无菌插头零件40。移除插头零件40将暂时破坏无菌屏障。一个插头零件40能够与若干光纤设备一起使用,并且在其磨损之前能够被更换。
在之前描述的方法中,第二连接器46被预先(即,在插头零件40插入夹具零件18之前)插入夹具零件18。甚至在将夹具零件18带入手术室之前,第二连接器46(以及因此第二光纤设备48)就可以被连接到夹具零件18。
应当注意,图6示出了夹具零件18的设计的示例,并且能够设想其他设计。独立于夹具零件18的实际设计,夹具零件18优选保持第一连接器42(其可以是导丝的连接器)相当笔直,以便给其明确定义的方向,从该方向能够开始进行光学形状感测流程中的导丝的形状重建。
优选地,夹具零件18和插头零件40具有关于纵向轴线(轴线62)的旋转对称性,使得当夹具零件18被插紧时连接器42不会移位。
如上所述,第一连接器42通过插头零件40(特别是其轴杆58)的变形而被夹紧在插头零件40中,其中,当夹具零件18被插紧时,夹具零件18使插头零件40变形。插头零件40的弹性变形是优选的。应当限制插头零件40的任何塑性变形(即,非弹性或永久变形),使得可以在不破坏无菌屏障的情况下用相同的插头零件40重复夹紧和松开。插头零件40的材料应当足够光滑,以使第一连接器容易滑入,但是,当夹具零件18被插紧并且插头零件40被压缩到连接器42上时,连接器42应当找到与插头零件40的材料的足够的摩擦力。
图7以截面图示出了插头零件40的轴杆58的另一实施例。如上所述,轴杆58可以具有与轴杆58的中心腔体60流体连通的一个或多个通道70。如图4所示,可以经由腔室72实现流体连通。在图7的实施例中,存在八个这样的通道70,它们围绕腔体60成角度分布,特别是以成角度等距的方式围绕腔体60。注意,在图7中以放大比例示出了轴杆58。轴杆58的外径可以小到几毫米,例如大约2mm。中心腔体60可以具有大约1mm或更小的内径,通常为0.035英寸(0.889mm)、0.018英寸(0.46mm)和0.014英寸(0.36mm),并且通道70可以具有大约0.5mm的内径。
图8示出了轴杆58的另一实施例,轴杆58具有以成角度分布的方式围绕中心腔体60的六个通道70。当增加由夹具零件18施加在插头零件40上的压缩力时,具有六个通道70的插头零件40可以是有利的,因为插头零件40的一些部分中的塑性变形的开始的力比将连接器42夹紧在轴杆58中所需的力更大。因此,提高了施加力的容限。这在某种程度上还取决于用于插头零件40(特别是轴杆58)的材料,但是由于通道70的位置和直径的设计,这主要是几何效应。特别地,在示例中,直径为3mm的轴杆58的内径为0.58mm的六个通道可以围绕0.91mm的中心腔体60。
图9示出了轴杆58的另外的实施例。在该实施例中,通道70围绕中心腔体60并且在沿着腔体60的长度的至少部分上与腔体60连通。换句话说,在该实施例中,通道70是腔体60的部分。就通过注塑成型制造插头零件40或轴杆58而言,这样的配置是有利的。为了更好的机械顺应性,轴杆58的外周可以具有凹口96。
优选的是,即使在插头零件40被夹具零件18压缩之前,插头零件40的轴杆58的中心腔体60的内径也适配连接器42的外径,即,在插头零件40的未压缩状态下,中心腔体60的内径大致对应于连接器42的外径。然而,如上所述,在插头零件40的未压缩状态下,连接器42应当在腔体60中平滑地滑动。
当如图6所示将连接器42与46放在一起时,它们之间的光学窗口68可能会留有一些气隙,这将引起光学反射并且还可能引起折射。将参考图10a)和图10b)对此进行解释。与图1相似,图10a)和图10b)示出了在将具有GRIN透镜GRIN1和光纤F1的连接器OC1与具有GRIN透镜GRIN2和光纤F2的连接器OC2推到一起之前的连接器OC1和OC2。图10a)示出端面OF1和端面IF2的小但不可避免的角度,这是由于连接器OC1和连接器OC2的连接器端部的抛光工艺所造成的。连接器端部OF1的这样的角度可能导致从光纤F1的单纤芯离开GRIN透镜GRIN1的光不平行于光轴,而是成一定角度地离开GRIN透镜GRIN1。在光学连接器OC2的连接器端部IF2处也会出现类似的像差。如果不是如图10a)和10b)所示的那样,即,如果连接器端部OF1的几何形状不同于连接器端部IF2的几何形状,则问题会增加。
为了克服连接器端部OF1与IF2之间的几何差异,在光学连接器OC1与OC2之间放置折射率匹配的透明元件IM。透明元件IM应当足够厚且具有足够的压缩力,使得在将连接器OC1和OC2推到一起时,透明元件IM变形并因此补偿连接器端部OF1与IF2之间的几何差异,并且由于透明元件IM的折射率匹配性质,消除了因连接器端部之间的几何差异造成的任何光学像差。这样的透明元件IM优选用作如图6所示和如图4所示的光学连接设备10的光学窗口68,以用于光学连接设备10的插头零件40。
如本文所述,将连接器42与46彼此光学连接的方法可以包括将插头零件40插入夹具零件18并预先插紧夹具零件18,直到夹具零件18与插头零件40相接触。该方法还可以包括将第一光纤设备44的连接器42向下插入插头零件40的轴杆58的腔体60。通过将夹具零件18进一步插紧给定的位移量,插头零件40被压缩并弹性变形。当第一连接器42插入插头零件40的腔体60时,由夹具零件18施加的力应当处于允许连接器42在轴杆58中滑动的力水平,特别是使得连接器42仍然能够绕轴杆轴线62旋转的力水平。因此,用于最终夹紧连接器42的力水平较高,即,用于提供足够的摩擦力以将连接器42保持抵靠轴杆58的引导内表面的力水平较高。
例如,如果假定轴杆58的材料具有线性弹性材料行为,则如图7和图8所示的插头零件40的轴杆58的截面几何形状的机械行为可以如下:塑性变形(最小间隙)下每长度的接触力为12.6N/mm。如果假定材料PEBAX5533在钢上的摩擦系数为0.3,则每长度的拉拔力等于3.8N/mm。当总夹紧长度大致为30mm时,总力为114N,而大致需要5N(对应于500g的负载,用于通过摩擦力将连接器42保持在插头零件40中)。需要0.55N/mm的接触力,因此,它比发生塑性变形的每长度的接触力小得多。通过实验发现,夹具零件18与插头零件40协作很好地保持了连接器42。然而,请注意,实际上摩擦系数可能会大大低于0.3N/mm,并且夹紧力可能会高于上述数值。
在上述方法中,连接器42与连接器46相对于彼此的正确对准对于光学连接设备10的良好光学性能来说是必不可少的。用于连接器42与46相对于彼此对准的流程能够如下进行。当将连接器42插入插头零件40时,连接器42向下滑动到底部(即,滑动到窗口68),直到接收到连接器42的光纤的中心纤芯上的光学信号。然后,第二光纤设备48(因此第二连接器46)和/或第一光纤设备44(因此第一连接器42)绕光轴(轴线62)旋转,并且第一光纤设备和第二光纤设备的光纤的外芯上的光学信号得到监测。一旦在外芯上检测到信号,设备44和/或设备48就跨最优取向进一步旋转,总共在围绕最优位置的θ范围的范围内旋转。另外,然后根据角度分析外芯上的光学信号以找到最优取向。图11示出了针对作为信噪比(SNR)为20dB,模场直径为6μm并且外芯距光纤中心的几何距离为35μm的系统的未对准的函数的外芯上的光学信号的模拟。在这种情况下,有限的SNR会使得算法在-2.46mrad处找到最优值,而实际上最优值在0mrad处。
在分析了外芯上的光学信号之后,将光纤设备44和/或光纤设备48旋转回到所计算的最优位置。可以使用图2中的光学控制台C来执行上述流程。
为了额外的准确度,在每个上述步骤处,可以应用偏振平衡流程。
对于可以利用其确定最优取向的准确度δθ,保持
δθ∝θ范围/(SNR·N1/2)
其中,θ范围是执行扫描的范围,N是该范围内的测量次数,并且SNR是信噪比。图12示出了作为可用SNR的函数的外芯上光学信号的模拟。对于每个点,模拟运行了1000次。该模拟表明,在具有足够的SNR和测量点的情况下,以mrads为单位的准确度应当是可行的。通过使用光纤的所有三个外芯上的光学信号来确定最优位置,可以进一步提高准确度。
为了使第一连接器42相对于第二连接器46旋转或者使第二连接器46相对于第一连接器旋转,可以提供机械旋转机构(未示出),该机械旋转机构可以在光反馈控制下使用光纤的一个或所有外芯上的光学信号来旋转对应的连接器以调节最优位置。
光学窗口68的透明元件优选是弹性的并且具有足够的强度。另外,优选地,透明元件具有与连接器42和46的GRIN透镜的折射率匹配的折射率。进一步优选地,透明元件具有足够的厚度,例如20-400μm,通常为80μm。透明元件还应当对例如在形状感测流程中所使用的波长透明。透明元件可以例如通过热封或使用粘合剂被气密地附接到插头零件40。另外,光学窗口68的透明元件优选是可灭菌的。
用于光学窗口68的透明元件的合适材料是购自Amcor(B)的聚酯/丙烯酸显影产品、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、甲基-苯基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯。透明元件也可以由不同材料的层结构制成,以更容易地满足不同的机械性能(强度和柔韧性)。在这种情况下,不同的材料应当具有相同的折射率。
虽然已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明,但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示例性的,而非限制性的;本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求,在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中,“包括”一词不排除其他元件或步骤,并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。虽然某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中,但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
Claims (15)
1.一种用于沿着光轴将第一光纤设备(44)的第一连接器(42)与第二光纤设备(48)的第二连接器(46)光学连接的光学连接设备,包括:
插头零件(40),其具有细长的轴杆(58),所述轴杆具有纵向轴杆轴线(62)和沿着所述轴杆轴线(62)延伸通过所述轴杆(58)的、用于容纳所述第一连接器(42)的腔体(60),所述插头零件(40)还具有在所述轴杆(58)的具有插入开口(66)的第一端部处的帽(64),所述插入开口用于将所述第一连接器(42)插入所述腔体(60),所述开口(66)与所述腔体(60)对准并且与所述腔体连通,所述插头零件(40)具有光学窗口(68),所述光学窗口具有实心体元件(69),所述实心体元件将所述轴杆(58)的包括所述腔体(60)的内部封闭起来而免受环境影响,其中,所述插头零件(40)至少部分是能变形的;以及
夹具零件(18),其中,所述插头零件(40)被配置为至少部分地插入所述夹具零件(18),并且当所述插头零件(40)至少部分地插入所述夹具零件(18)时并且当所述第一连接器(42)插入所述插头零件(40)的所述轴杆(58)的所述腔体(60)时,所述夹具零件(18)被配置为将力施加到所述插头零件(40)上,所述力使得在插紧所述夹具零件(18)时使所述插头零件变形,以便夹紧所述第一连接器(42)并将所述第一连接器保持在相对于所述光轴的位置和取向中。
2.根据权利要求1所述的光学连接设备,被布置为与帘状物(14)或袜状物(26)配合工作,所述帘状物或所述袜状物具有孔(30)并且被配置为被布置在所述夹具零件(18)上,其中,所述插头零件(40)的所述轴杆(58)被配置为能够通过所述孔(30)插入所述夹具零件(18)。
3.根据权利要求2所述的光学连接设备,其中,所述插头零件(40)的所述帽(64)和所述夹具零件(18)被配置为当被布置在所述帽(64)与所述夹具零件(18)之间时被所述帘状物(14)或所述袜状物(26)密封。
4.根据权利要求1所述的光学连接设备,其中,所述轴杆(58)的所述腔体(60)被布置在所述轴杆(58)的中心,并且其中,所述轴杆(58)具有与所述腔体(60)流体连通的至少一个细长的通道(70)。
5.根据权利要求4所述的光学连接设备,其中,所述轴杆(58)具有与所述腔体(60)流体连通并围绕所述腔体(60)成角度地布置分布的多个通道(70)。
6.根据权利要求1所述的光学连接设备,其中,所述插头零件(40)的所述轴杆(58)是能弹性变形的。
7.根据权利要求1所述的光学连接设备,其中,所述窗口(68)的所述实心体元件(69)包括透明元件,所述透明元件的折射率与所述第一连接器(42)的第一光学元件(50)和所述第二连接器(46)的第二光学元件(54)中的至少一个的折射率相匹配。
8.根据权利要求1所述的光学连接设备,其中,所述窗口(68)的所述实心体元件(69)包括在所述腔体(60)的纵向方向上能弹性变形的透明元件。
9.根据权利要求1所述的光学连接设备,其中,所述插头零件(40)的所述帽(64)具有被配置为卡扣配合到所述夹具零件(18)中的部分(74)。
10.根据权利要求1所述的光学连接设备,其中,所述插头零件(40)的所述帽(64)具有包括所述插入开口(66)的漏斗形或喇叭形端部。
11.根据权利要求1所述的光学连接设备,其中,所述光学连接设备被配置为:当所述第一连接器(42)插入所述插头零件(40)时,在所述夹具零件被插紧之前允许所述第一连接器相对于所述插头零件(40)绕所述轴杆轴线(62)旋转;并且/或者在所述第二连接器(46)被定位时并在所述夹具零件(18)被插紧之前允许所述第二连接器相对于所述第一连接器(42)旋转。
12.根据权利要求1所述的光学连接设备,其中,所述插头零件(40)的所述轴杆(58)具有内部引导表面(61),当所述夹具零件(18)未被插紧时,所述内部引导表面允许所述第一连接器(42)在所述轴杆(58)中滑动,并且当所述夹具零件(18)被插紧时,所述内部引导表面提供摩擦力以将所述第一连接器(42)保持就位。
13.根据权利要求1所述的光学连接设备,还包括被配置为将所述第二光纤设备(48)的所述第二连接器(46)连接并保持到所述夹具零件(18)的结构(80)。
14.一种将第一光纤设备(44)的第一连接器(42)与第二光纤设备(48)的第二连接器(46)光学连接的方法,包括:
提供具有细长的轴杆(58)、帽(64)的插头零件(40),所述轴杆具有延伸通过所述轴杆(58)的腔体(60),所述帽在所述轴杆(58)的具有插入开口(66)的第一轴杆端部处,所述开口(66)与所述腔体(60)对准并且与所述腔体连通,所述腔体(60)具有光学窗口(68),所述光学窗口具有实心体元件(69),所述实心体元件将所述轴杆(58)的包括所述腔体(60)的内部封闭起来而免受环境影响,
提供夹具零件(18),所述夹具零件具有连接到所述夹具零件的所述第二连接器(46),
将所述插头零件(40)至少部分地插入所述夹具零件(18),使得所述窗口(68)在所述窗口(68)的一侧接触所述第二连接器(46),
将所述第一连接器(42)插入所述插头零件(40),使得所述第一连接器(42)在相对的一侧接触所述窗口(68),
插紧所述夹具零件(18)以将力施加到所述插头零件(40)上,以便使所述插头零件(40)变形而夹紧所述第一连接器(42)并将所述第一连接器(42)保持在相对于所述第二连接器(46)的位置和取向中。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括:在插紧所述夹具零件(18)之前,以旋转方式将所述第一连接器(42)与所述第二连接器(46)相对于彼此对准,同时测量穿过所述第一连接器(42)和所述第二连接器(46)的光学信号。
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