CN116782815A - 包括用于插入光导的支架的内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内窥镜，包括其上布置有光源(12)的电路板(10)，以及在内窥镜中延伸的光导(20)，该光导接收来自光源(12)的光并将其引导至内窥镜的照明装置。该内窥镜还包括支架(30)，支架(30)具有用于插入光导(20)的光导孔(32)，其中为了优化光传输，光导(20)的横截面与光源(12)的横截面相对应。

Description

包括用于插入光导的支架的内窥镜

技术领域

本发明涉及一种内窥镜，包括其上布置有光源的电路板，以及在内窥镜中延伸的光导，该光导接收来自光源的光并将其引导至内窥镜的照明装置。

背景技术

光导设置在LED的发光区域上，以实现光从配置为LED的光源传输至光导。通常，LED放置在电路板上。

因此，光导必须相对于电路板正确地布置。

发明内容

本发明的目的是提供一种内窥镜，其中光导有利地定位在其上布置有光源的电路板上。

该目的通过包括权利要求1的特征的内窥镜来实现。

有利的发展是从属权利要求的主题。

根据本发明，内窥镜包括其上布置有光源的电路板，以及在内窥镜中延伸的光导，该光导接收来自光源的光并将其引导至内窥镜的照明装置。内窥镜还包括支架，该支架具有用于插入光导的光导孔，其中为了优化光传输，光导的横截面对应于光源的横截面。

由于光导的横截面对应于光源的横截面，所以如果光导孔相对于光源适当定位，则光导的整个横截面都可用于接收光。甚至光导的边缘部分也可以接收来自光源的光，而光源的横截面不必大于光导的横截面。

因此在该内窥镜中，光导孔和光导可以布置为与光源相对，以优化光传输。

光导孔的自由横截面可以近似等于光导的横截面。这允许光导布置在光导孔中，使得光导保持其在光导孔中的位置。如果光导在光导孔中保持静止，则其到光源的距离可以设置为选定的有利距离，然后该有利距离保持不变。

可以选择光导孔的横截面与光导的横截面的关系，从而获得光导在光导孔中的轻压配合。

光导孔可以具有用于插入多个光导的开口，这样，设置为多个的光导面对布置在电路板上的光源，使得设置为多个的光导和光源的总横截面大致相等。因此，有利地设计了光从光源到光导的入射。不仅是光导孔中心的各个光导，而且光导孔边缘的各个光导都可以接收来自光源的光。然而，光源的横截面不需要大于各个光导的总横截面。

光源可以是LED。或者，光源可以是多个LED的组件。在多个LED的组件中，LED可以布置为彼此相邻。或者，在多个LED的组件中，LED可以布置为彼此间隔。此外，光源可以包括一个或多个另外的光导。

光导孔可具有方形的横截面。在这种情况下，光源也具有大小相等的方形横截面。

支架面向电路板的一侧可以在围绕光导孔的部分中与光源间隔开。支架围绕光导孔的部分与光源相对。通过将光源与支架围绕光导孔的部分隔开，可以防止光源在安装支架时被接触。这可以防止光源移位甚至损坏。因此，可以以简单且安全的方式防止光源的意外错位。

支架可以具有间隔元件，该间隔元件突出到电路板的一侧并且规定了光导孔面向电路板的一侧到光源的距离。从而以简单且成本效益高地方式确保了光源不与支架接触的安全性。

支架可包括啮合装置，该啮合装置突出到电路板的一侧并与电路板的啮合对应件啮合，使得支架整体地位于电路板上。因此，可以快速、容易且仍然准确地将支架安装到电路板上。大规模生产成为可能。

支架可在光导孔处具有围绕光导孔的光导孔包围部，该光导孔包围部可具有朝向光源的平面，并且光导可布置在光导孔中，使得光导指向光源的端部对准光导孔围绕部指向光源的表面。

支架上指向光源的平面提供了预先定义到相对光源的距离的基准。仅需要将光导插入光导孔中，使得光导指向光源的端部对准光导孔围绕部指向光源的表面。然后，将光导布置在支架中，使得光导和光源之间的距离对应于期望的预定尺寸。

光导孔可以以光源为中心。当光导孔和光导以光源为中心时，可以实现光导上的优化光入射。那么，光导的边缘恰好与光源的边缘相对。

上述本发明的各方面可以适当地组合。

附图说明

图1示出了第一实施例中包括根据本发明的电路板的支架的示意性侧视图。

图2示出了从下侧观察图1中支架的示意性透视图。

图3示出了支架的示意性平面图。

图4示出了从上侧观察支架的示意性透视图。

图5示出了不带电路板的支架的示意性侧视图。

图6示出了从下方看的示意性透视图，其中支架与电路板相结合。

图7示出了不带电路板的支架的示意性侧视图。

图8示出了支架安装在电路板上的示意性横截面图。这里，支架和电路板在支架中央沿支架的纵向方向被切割。

图9示出了电路板的示意性透视图。

图10示出了光导定位到电路板的示意性侧视图，其中省略了支架。图10示出了从光导到光源的距离。

图11示出了包括带有电源的电路板的支架的另一个示意性侧视图。

具体实施方式

下面在实施例的基础上参考附图对本发明进行详细说明。附图中的图示不一定是按比例绘制的，有时会出于清晰的原因而失真。

第一实施例

下面参考图1至图11描述本发明的第一实施例。

根据本发明的内窥镜优选地在其远端部具有能够照亮内窥镜周围的照明装置(未示出)。被照亮的场景可以由摄像机(未示出)拍摄。摄像机布置在内窥镜的远端。在本实施例中，用于照明装置的光由配置为LED 12的光源提供。光从LED 12经由光导20被引导至照明装置。

为此，根据本发明的内窥镜在其内部的适当位置，例如在控制体(未示出)中具有电路板10，LED 12布置在电路板10上。

在本实施例中，LED 12放置于电路板10上并被适当地固定布置。例如，LED 12被焊接到电路板10上。LED 12布置在电路板10上，使得LED 12的光输出表面面向光导20。

为了耦合从LED 12发出的光，光导20由支架30支撑。支架30支撑光导20，保证光导20面向LED 12的光导输入表面和LED 12面向光导20的光输出表面之间期望的距离尺寸。特别地，如图1所示，支架30支撑光导20的指向LED 12的端部。

参考图1至5，下面更详细地描述支架30。

在本实施例中，支架30形状细长，并且平行于同样细长的电路板10延伸。支架30和电路板10不限于细长形状和图中所示的细节。支架30具有支架体31。支架体31具有延伸穿过支架体31的光导孔32，光导20如下所述布置在光导孔32中。在本实施例中，光导孔32在支架体31中形成中心通孔。光导孔32在支架体31上的位置可以根据需要适当选择。

因此，支架体31具有光导孔32通入支架体31的两侧。特别地，支架体31在支架体31的外表面处具有光导孔32的相应孔(开口)310、330。一个孔(开口)310位于支架体31面向电路板10的一侧301，参见图2，一个孔(开口)330位于支架体31背向电路板10的一侧302，参见图4。在图1和图2中，支架体31面向电路板10的一侧301形成支架30的下侧；支架体31背向电路板10的一侧302形成支架体30的上侧。支架30的下侧也称为电路板侧301；而支架30的上侧也称为光导侧302。在本实施例中，电路板侧301与光导侧302形成支架30的相对侧。

支架体31在电路板侧301上至少具有突出部34，该突出部34从支架体31突出到电路板10。在本实施例中，如图2所示，在支架体31的每个纵向端部的电路板侧301上设置有突出部34。突出部34在电路板侧301上具有用作接触表面的表面340。在支架30紧固到电路板10的状态下，电路板10与接触表面340接触(抵接)。优选地，接触表面340是平坦的，以实现与电路板10的良好接触(抵靠)，参见图1。当从侧面观察时(图5)，接触表面340在相对于电路板10的垂直方向上(垂直于电路板10)与电路板侧301上的光导孔32的孔(开口)310间隔开。

突出部34起到间隔元件的作用，该间隔元件限定了光导孔32在电路板侧301处的孔(开口)310到电路板10的距离。

此外，支架体31在电路板侧301上具有作为啮合装置的弹性啮合钩35。在本实施例中，设置了两个从支架体31向电路板10突出的啮合钩35。在本实施例中，啮合钩35分别位于光导孔32的孔(开口)310与突出部34之间。啮合钩35被锚固到支架体31上。由于其具有弹性，啮合钩35可以相对于支架体31移动(枢转)。在本实施例中，啮合钩35具有背向光导孔32的孔(开口)310的鼻部，该鼻部可如下所述与电路板10啮合。

支架体31在电路板侧301上还具有插入突出部37。在该实施例中，设有两个插入突出部37，其定位在突出部34的接触表面340上。插入突出部37在背离支架30的端部可以是锥形的(具有减小的外部尺寸)。插入突出部37可以在背离支架30的端部具有圆形。插入突出部37用于相对于电路板10精确地定位支架30。

因此，在本实施例中，每个啮合钩35分别定位在光导孔32的孔(开口)310和插入突出部37之间。

光导孔32从光导侧302到电路板侧301穿过支架体31。在本实施例中，光导孔32的截面为方形。光导孔32具有周壁320。光导孔32具有电路板侧301的孔(开口)310和光导侧302的孔(开口)330。

光导侧302上的孔(开口)330是斜切的(倒角的)，参见图4，以便于从光导侧302插入光导20，并避免损坏光导20面向LED 12的端面。

参加图2，电路板侧301上的孔(开口)310不是斜切的(倒角的)。电路板侧301上的孔(开口)310由形成光导孔围绕部的平的(平坦的)表面部350围绕。在孔(开口)310处，光导孔32相对于表面部350垂直地(以90度的角度)延伸。表面部350与LED 12相对。在本实施例中，参见图2，表面部350在两个突出部34之间的电路板侧301上延伸。表面部350具有指向光源12的平坦表面。

下面将描述光导20在支架30中的布置。

在将支架30附接到电路板10之前，将光导20插入到支架30处。

光导20从光导侧302插入光导孔32中，并且被推动穿过光导孔32，直到光导20在电路板侧301上从表面部350上的孔(开口)310朝向LED 12突出。

然后，通过合适的推动装置或手动，从表面部350上的孔(开口)310突出的光导20被推回光导孔32中，直到光导20的光导输入表面对准表面部350指向LED 12的平坦表面。

这允许精确定义光导20的光导输入表面相对于支架30的相对位置。

此后，当支架30附接到电路板10时，光导20的光导输入表面到布置在电路板10上的LED 12的相对位置和距离由此被精确地限定。

下面将更详细地描述电路板10。

电路板10在图9中更详细地示出。

电路板10具有电路板体11，LED 12布置在电路板体上的适当位置。电路板体11具有指向支架30的上侧101和与支架30相对的下侧102，参见图9。

电路板体11上还设有合适的导电通路(未示出)。进一步地，电路板体11上设置有供电电缆121，参见图6。供电电缆121用于供电，可以从处理器(未示出)布线至电路板体11，并引入插座120。此外，这还可以用于向LED 12供电。

电路板10可以用于其他目的。此外，在电路板体11上，还可以设置来自布置在远端的摄像机的摄像机电缆19。摄像机电缆19可以用于通过供电电缆121和插座120向摄像机供电。

在电路板体11上与啮合钩35相对应的位置处形成啮合孔16作为啮合对应件。形成啮合孔16，使得啮合钩35能够插入并啮合。啮合孔16的形状与啮合钩35的横截面形状相适应。参见图6和图8，啮合孔16足够大，可以将啮合钩35插入其中并将啮合钩35的鼻部啮合在下侧102上。

此外，在电路板体11上与插入突起37相对应的位置处形成定心孔17。支架30的插入突起37插入定心孔17中，以确保支架30相对于电路板10的期望定位。

因此，在电路板体11上形成两个啮合孔16和两个定心孔17，从而获得支架30相对于电路板10的期望定位。

如图1、7、8和10所示，支架30相对于电路板10的期望定位使得光导20的光导输入表面相对于LED 12居中。

下面将更详细地描述光导20。

在本实施例中，导光板20形成为横截面近似为方形的主体，光导20的横截面与LED12的横截面相对应。光导20形成为四个平行的单独光导201、202、203和204的束。图7和8中示出了四个单独的光导201、202、203和204。四个单独的光导201、202、203和204可以各自具有例如圆形或方形横截面，横截面的确切形状不受限制。图7示出了支架30的侧视图，两个单独的光导203和204布置在支架30的一个(正面，即面向观察者)纵向侧上。图8示出了通过支架30中心的纵向剖面图，两个单独的光导201和202布置在支架30的另一个(背面)纵向侧上。四个单独的光导201、202、203和204各自具有相同的直径并且彼此并排接触(邻接)。因此，四个单独的光导201、202、203和204中每两个彼此接触。因此，当在横截面中观察时，由四个单独的光导201、202、203和204的四个单独的横截面产生近似方形的主体。

选择导光孔32的尺寸，使得四个单独的光导201、202、203和204的主体可在光导孔32中滑动但不松动。在没有外部影响的情况下，光导20不应能够滑出光导孔32。

本发明的效果

根据本发明，可以精确地限定光导20的光导输入表面与LED 12的相对位置。光导20相对于LED 12居中，并且光导20的光导输入表面和LED 12的光输出表面之间的期望距离由支架30在LED 12距电路板10的上侧101的已知高度处预定义。

为了优化光传输，光导20(一个光导或多个单独的光导)和LED 12的相关横截面大致相等。

结果，由LED 12发射的光在光导20的光导输入表面处的光入射损失特别低。

由于光导20的光导输入表面和LED 12的光输出表面由于支架30而间隔开，所以即使某些出现的公差也不能导致光导20的光导输入表面与LED 12的输出表面接触。

因此，根据本发明的包括支架30的结构可以适当地用于大规模生产。

将光导20正确地插入支架30中是简单且快速的。当使用多个单独的光导时，可以以简单且安全的方式确保光导输入表面的对准。

由于光导孔32的形状和尺寸适合于光导20或多个单独的光导，因此光导20足够牢固且安全地处于光导孔32中。

啮合功能允许支架30容易且牢固地附接到电路板10上。

光导20的光导输入表面和LED 12的光输出表面之间的预定距离可以在例如0.001mm到10mm的范围内。

替代方案

在本实施例中，支架30被示出呈长方体形状。支架30的形状不受限制，并且可以根据需要进行选择。

在本实施例中，电路板侧301与光导侧302形成支架30的相对侧，但本发明不限于此。在替代方案中，光导侧302，作为光导孔32具有用于插入光导20的孔(开口)330的一侧，可以是支架30的侧表面；与本实施例相同，电路板侧301构成支架30的下侧。在该变型中，光导孔32不像本实施例中那样笔直地延伸，而是具有弓形形状。

当LED 12嵌入电路板10中时，可以省略作为间隔元件的突出部34。光导20的面向LED 12的光导输入表面和LED 12的面向光导20的光输出表面之间的间隔尺寸可以通过LED12在电路板10中的嵌入深度来调节。

在本实施例中，接触表面340是平坦的，使得电路板10与其接触(抵接于其上)。或者，接触表面340也可以是不平坦的(具有突起和凹陷)。然后，当在垂直于电路板10的方向上观察时，LED 12和光导20面向LED的端部之间的距离可以基于表面340的向电路板突出最远的点和与光导孔32相邻的光导孔围绕部之间的距离尺寸的配置来调节。

在本实施例中，光导20与LED 12的光输出表面间隔开。在替代方案中，通过适当地选择突出部34从支架体31的突出量，光导20可以与LED 12的光输出表面接触(抵接)。

啮合钩35和啮合孔16的数量和结构可以任意选择。

插入突出部37和定心孔17的数量和结构可以任意选择。

在本实施例中，啮合钩35分别定位于光导孔32的孔(开口)310和突出部34之间，且插入突出部37分别形成于突出部34上。啮合钩35和插入突出部37的确切位置也可以在支架体31的其它位置上选择。

在本实施例中，表面部350在两个突出部34之间的电路板侧301上延伸。或者，表面部350可以从支架30的下侧301突出到LED 12。在该变型中，在支架30的下侧301处形成有突出到LED 12的突出部，光导孔32在突出部中延伸并且朝向LED 12开口。因此，该突出部指向LED 12的一侧包括孔(开口)310和围绕孔(开口)310的平坦表面。

光导20中的单独的光导的数量不受限制。光导20可以包括单个单独的光导或适当的多个单独的光导。当彼此平行布置的单独的光导在整个横截面中形成近似方形形状时，获得合适的多个单独的光导，光导孔32的形状与该形状相适应。例如，合适的多个单独的光导可以包括各自具有相等数量的行和列的单独的光导的矩阵阵列。当光导20为单个单独的光导时，其横截面可以是方形或圆形。

“光导的横截面对应于光源的横截面”这一说法还包括光导具有圆形横截面的情况，该圆形横截面在尺寸方面对应于光源的方形横截面。

参考符号列表

10电路板

11电路板体

12LED(光源)

16啮合孔(啮合对应件)

17定心孔

19摄像机电缆

20光导

30支架

31支架体

32光导孔

34突出部(间隔元件)

35啮合钩(啮合装置)

37插入突出部

101电路板的上侧

102电路板的下侧

120插座

121电源线

201单独的光导

202单独的光导

203单独的光导

204单独的光导

301支架的下侧(电路板侧)

302支架的上侧(光导侧)

310光导孔32在电路板侧301上的孔(开口)

320光导孔的周壁

330光导孔32在光导侧302上的孔(开口)

340接触表面

350与光导孔相邻的与LED相对的表面(表面部)(光导孔围绕部)。

Claims (10)

1.一种内窥镜，包括

电路板(10)，其上布置有光源(12)，以及

在内窥镜中延伸的光导(20)，所述光导(20)接收来自所述光源(12)的光并将其引导至所述内窥镜的照明装置；

其特征在于

所述内窥镜还包括支架(30)，所述支架(30)具有用于插入光导(20)的光导孔(32)，其中为了优化光传输，所述光导(20)的横截面与所述光源(12)的横截面相对应。

2.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于

所述光导孔(32)的自由横截面大致等于所述光导(20)的横截面。

3.根据权利要求1或2所述的内窥镜，其特征在于

所述光导孔(32)具有用于插入多个光导(201-204)的开口，这样设置为多个的所述光导(201-204)面向布置在所述电路板(10)上的所述光源(12)，这样设置为多个的所述光导(201-204)的与所述光源(12)的总横截面大致相等。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的内窥镜，其特征在于

所述光源(12)为LED。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的内窥镜，其特征在于

所述光导孔(32)具有方形的横截面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的内窥镜，其特征在于

所述支架(30)面向所述电路板(10)的一侧在围绕所述光导孔(32)的部分中与所述光源(12)间隔开。

7.根据权利要求6中所述的内窥镜，其特征在于

所述支架(30)包括间隔元件，所述间隔元件突出到所述电路板(10)的一侧并且规定了所述光导孔(32)面向所述电路板(10)的一侧到所述光源(12)的距离。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的内窥镜，其特征在于

所述支架(30)包括啮合装置，所述啮合装置突出到所述电路板(10)的一侧并与所述电路板(10)上的啮合对应件啮合，使得所述支架(30)整体地位于所述电路板(10)上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的内窥镜，其特征在于

在所述光导孔(32)处，所述支架(30)具有围绕所述光导孔(32)的光导孔围绕部(350)，所述光导孔周围部(350)具有指向所述光源(12)的平坦表面，并且

所述光导(20)布置在所述光导孔(32)中，使得所述光导(20)指向所述光源(12)的端部对准所述光导孔围绕部(350)指向所述光源(12)的表面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的内窥镜，其特征在于

所述光导孔(32)以所述光源(12)为中心。