ES2929019T3 - Lente para un extremo distal de un canal óptico de un vástago de endoscopio - Google Patents

Lente para un extremo distal de un canal óptico de un vástago de endoscopio Download PDF

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Abstract

Se proporciona una lente para un extremo distal de un canal óptico de un mango de endoscopio, la lente (7) tiene un exterior (25) y un interior (26) y una superficie periférica (27) que conecta los dos lados (25, 26) , en el que se aplica un revestimiento absorbente de luz (30) a la superficie periférica (27) y un área adyacente (29) del interior (26), y se aplica una capa soldable (31) al revestimiento absorbente de luz (30) en la zona de la superficie periférica (27). es decir, para que la lente (7) en el extremo distal (11) pueda soldarse de tal manera que el extremo distal (11) quede sellado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Lente para un extremo distal de un canal óptico de un vástago de endoscopio
La presente invención se refiere a una lente para un extremo distal de un canal óptico de un vástago de endoscopio con las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Tales lentes se conocen, por ejemplo, por el documento US 2014/275786 A1 y se pueden soldar en el extremo distal de un endoscopio para sellar el extremo distal. Como resultado, no hay necesidad del habitual vidrio plano adicional, que de lo contrario se usaría para crear el sellado distal. El documento JP 2003230534 A muestra una lente para un extremo distal de un canal óptico de un vástago de endoscopio, en donde las lentes presentan un revestimiento fotoabsorbente sobre una superficie periférica. El documento DE 19502006 A1 muestra un emisor de infrarrojos con una carcasa que presenta una abertura cerrada por medio de una ventana óptica. La ventana está soldada al borde de la abertura y presenta una capa adhesiva en la superficie periférica, sobre la que se aplica una capa delgada soldable, que también se extiende sobre una sección del lado interior de la ventana contigua a la superficie periférica. Entre la película delgada soldable y el borde de la abertura hay una capa de soldadura blanda.
Sin embargo, se ha demostrado que con la variante de sellado del extremo distal con una lente, la calidad de la imagen de toda la óptica del endoscopio ya no cumple completamente con los requisitos en constante crecimiento.
Por lo tanto, el objetivo de la invención es proporcionar una lente mejorada para sellar un extremo distal de un canal óptico de un vástago de endoscopio.
La invención está definida en la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos están indicados en las reivindicaciones dependientes.
La lente de acuerdo con la invención para un extremo distal de un canal óptico de un vástago de endoscopio presenta un lado exterior, un lado interior, así como una superficie periférica que conecta ambos lados, en donde sobre la superficie periférica y un área del lado interior contigua a la misma está aplicado un revestimiento fotoabsorbente. Además, en el área de la superficie periférica sobre el revestimiento fotoabsorbente hay aplicada una capa soldable. Esto permite soldar la lente en el extremo distal de tal modo que el extremo distal quede sellado. Dado que el revestimiento fotoabsorbente está formado sobre la superficie periférica y el área del lado interior contigua a la misma, tiene lugar una excelente supresión de la luz parásita y la luz dispersa, de modo que se puede mejorar el contraste de la imagen de toda la óptica del endoscopio y se pueden suprimir las imágenes dobles e imágenes fantasma no deseadas.
La lente de acuerdo con la invención es preferentemente una lente con poder de refracción negativo. El lado interior de la lente puede presentar una sección curvada (por ejemplo, curvada de forma cóncava). Por supuesto, la sección curvada, necesaria para la formación de imágenes, no se dota del revestimiento fotoabsorbente. El revestimiento fotoabsorbente está aplicado preferentemente en un área del lado interior que linda y preferentemente rodea la sección curvada.
El revestimiento fotoabsorbente puede ser un revestimiento metálico. En particular, puede contener cromo.
La superficie periférica y el área del lado interior contigua a la misma, sobre las cuales está aplicado el revestimiento fotoabsorbente, presentan una estructura mate (p. ej., un efecto de vidrio esmerilado) (p. ej., es rugosa). Esto se puede lograr, por ejemplo, rectificándolas, pero sin pulirlas. De esta forma, junto con el revestimiento fotoabsorbente, se puede proporcionar un revestimiento absorbente mate. El revestimiento fotoabsorbente es preferentemente negro. Por lo tanto, se puede proporcionar una capa negra mate o una superficie negra mate para la absorción de luz.
En la lente de acuerdo con la invención, la sección del revestimiento fotoabsorbente formada sobre la superficie periférica puede formar con la sección del revestimiento fotoabsorbente formada sobre el área del lado interior contigua a la superficie periférica (por ejemplo, en una vista en sección) un ángulo, que se sitúa en el intervalo de 80 a 100° y preferentemente en el intervalo de 85 a 95° y más preferentemente en el intervalo de 88 a 92°. En particular, el ángulo puede ascender a 90°, 91° u 89°.
La sección del revestimiento fotoabsorbente formada en el área del lado interior contigua a la superficie periférica puede tener forma de anillo, visto en una vista en planta sobre el lado interior.
La forma del revestimiento fotoabsorbente se puede describir como un cilindro hueco con un fondo que presenta una abertura. A este respecto, la sección del revestimiento fotoabsorbente formada sobre la superficie periférica constituye la pared del cilindro hueco y la sección del revestimiento fotoabsorbente formada sobre el área del lado interior contigua a la superficie periférica constituye el fondo con la abertura. Por supuesto, la abertura del fondo se coloca de tal manera que la lente pueda implementar su propiedad de formación de imágenes conforme a lo previsto. En particular, el lado interior presenta una sección curvada de manera cóncava que no está cubierta con el revestimiento fotoabsorbente.
El revestimiento fotoabsorbente puede estar formado como una sola capa o como una capa multicapa. De la misma manera, la capa soldable puede estar formada como una sola capa o como un sistema de capa multicapa. Preferentemente, la capa más externa de la capa soldable presenta oro.
La lente de acuerdo con la invención (y, dado el caso, el sistema óptico consiguiente) está diseñada en particular para el intervalo de longitudes de onda visibles (es decir, longitudes de onda de 400 a 700 nm) y, dado el caso, también para el intervalo del infrarrojo cercano (longitudes de onda de 710 a 3000 nm, 710 a 900 nm o 780 a 900 nm).
La lente de acuerdo con la invención puede estar diseñada como una lente plano-cóncava. La curvatura cóncava es preferentemente una curvatura esférica. Sin embargo, también puede ser una curvatura asférica. La curvatura cóncava está formada preferentemente en el lado interior de la lente. El lado plano es preferentemente el lado exterior de la lente. Sin embargo, el lado exterior de la lente también puede estar curvado de manera esférica o asférica (por ejemplo, de manera cóncava o convexa).
La lente de acuerdo con la invención está formada preferentemente de una sola pieza. Puede estar hecha de zafiro.
La lente de acuerdo con la invención puede presentar un revestimiento antirreflectante en su lado exterior y/o en su lado interior. Preferentemente, el revestimiento antirreflectante solo está formado en áreas en las que no hay aplicado revestimiento fotoabsorbente.
También se proporciona un endoscopio con un vástago de endoscopio, que comprende un canal óptico que presenta un extremo distal, en donde una lente de acuerdo con la invención (o perfeccionamientos de la lente de acuerdo con la invención) está soldada en el extremo distal por medio de la capa soldable, de tal modo que el extremo distal queda sellado. La lente puede formar parte de un objetivo. En el canal óptico también pueden estar dispuestos otros elementos ópticos, tales como, por ejemplo, un sistema de inversión que puede estar configurado, por ejemplo, como un sistema de lentes de varilla.
El lado interior que presenta la curvatura cóncava preferentemente apunta hacia los demás elementos del objetivo o del canal óptico. El lado exterior plano preferentemente apunta hacia un objeto del que se va a formar una imagen.
En particular, el vástago de endoscopio puede estar configurado como vástago rígido.
Por sellado del extremo distal se entiende, en particular, que el extremo distal es estanco a los líquidos y que puede esterilizarse en autoclave.
Se proporciona además una óptica de endoscopio para un endoscopio, en donde la óptica de endoscopio comprende un canal óptico (o tubo óptico) que presenta un extremo distal y una lente de acuerdo con la invención (o perfeccionamientos de la lente de acuerdo con la invención) y en donde la lente está soldada en el extremo distal por medio de la capa soldable, de tal modo que el extremo distal queda sellado.
El endoscopio de acuerdo con la invención es preferentemente un endoscopio de visión recta o un endoscopio con una dirección de visión oblicua. Además, el endoscopio puede estar configurado de tal manera que se pueda regular el ángulo de la dirección de visión.
Se entiende que las características mencionadas anteriormente y que a continuación aún deben explicarse no solo pueden utilizarse en las combinaciones indicadas, sino también en otras combinaciones o por sí mismas sin abandonar el marco de la presente invención.
La invención se explica con más detalle a continuación a través de ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que divulgan igualmente características esenciales para la invención. Estos ejemplos de realización sirven únicamente a título ilustrativo y no deben interpretarse como limitativos. Por ejemplo, una descripción de un ejemplo de realización con una pluralidad de elementos o componentes no debe interpretarse como que implica que todos esos elementos o componentes son necesarios para la implementación. Más bien, otros ejemplos de realización pueden incluir elementos y componentes alternativos, menos elementos o componentes, o elementos o componentes adicionales. Los elementos o componentes de diferentes ejemplos de realización pueden combinarse entre sí a menos que se indique lo contrario. Las modificaciones y variaciones que se describan para uno de los ejemplos de realización también pueden ser aplicables a otros ejemplos de realización. Para evitar repeticiones, elementos iguales o mutuamente correspondientes en diferentes figuras se indican con las mismas referencias y no se explican más de una vez. En las figuras, muestran:
la Fig. 1 una vista en sección esquemática del primer ejemplo de realización de un endoscopio de acuerdo con la invención;
la Fig. 2 una vista en sección ampliada del extremo distal del vástago de endoscopio del endoscopio de la figura
1;
la Fig. 3 una vista en sección ampliada de la lente 7 del objetivo 6 según las figuras 1 y 2;
La Fig. 4 una vista en planta sobre el lado interior de la lente 7, y
la Fig. 5 una vista en sección de otro ejemplo de realización del endoscopio de acuerdo con la invención.
En el ejemplo de realización que se muestra en la figura 1, el endoscopio 1 de acuerdo con la invención, que puede estar configurado como un artroscopio, por ejemplo, comprende una parte principal 2 y un vástago 3 conectado a la misma.
En el vástago 3 se extiende un tubo óptico 4 en el que está dispuesta una óptica de endoscopio 5. La óptica de endoscopio 5 presenta un objetivo 6 con una primera lente 7, un prisma de desviación 8 y una segunda y tercera lente 9, 10, que forma imágenes de un objeto 12 ubicado delante de un extremo distal 11 del tubo óptico 4 como imagen intermedia distal imagen en un plano de imagen intermedia distal 13. Además, la óptica de endoscopio 5 comprende un sistema de inversión 14 que forma imágenes de la imagen intermedia distal desde el plano de imagen intermedia distal 13 como imagen intermedia proximal en un plano de imagen intermedia proximal 15. El sistema de inversión puede estar configurado, por ejemplo, como un sistema de lentes de varilla y puede formar una o más imágenes intermedias para generar la imagen intermedia proximal deseada.
En la parte principal 2 puede estar dispuesta una óptica 16 adicional (p. ej., ocular 16). En el extremo de la parte principal 2 orientado en sentido contrario al vástago 3 puede estar prevista una toma de cámara 17, a la que se fija de manera desmontable una cámara 18. La cámara 18 puede presentar una óptica (no mostrada) y un sensor de imagen 19 plano. El sensor de imagen 19 puede ser un sensor CCD o un sensor CMOS, por ejemplo. La cámara no solo puede conectarse directamente a la toma de cámara 17, como se muestra en la figura 1. También es posible interponer un acoplador (no representado) entre la toma de cámara 17 y la cámara 18, que a su vez puede contener una óptica.
En la parte principal 2 está formada una toma de iluminación 20 que está conectada a fibras ópticas 21 (de las cuales se muestra solo una de manera representativa en la figura 1) que se extienden desde la toma de iluminación 20 a través de un área entre un tubo exterior 22 del vástago 3 y el tubo óptico 4 hasta el extremo distal 23 del vástago 3 y allí emiten la luz para iluminar el objeto 6.
Como se muestra en la vista detallada ampliada del objetivo 6 en el área de extremo distal del vástago 3 en la figura 2, el extremo distal 11 del tubo óptico 4 presenta una montura 24 (que está, por ejemplo, unida por soldadura directa o indirecta al tubo óptico 4) en la que está soldada la primera lente 7 de modo que la primera lente 7 sella el extremo distal 11 del tubo óptico 4. Como resultado no puede entrar humedad, por ejemplo, en el tubo óptico 4 (que también puede denominarse canal óptico 4) a través del extremo distal 11. En particular, esto hace posible esterilizar en autoclave el vástago de endoscopio 3.
La primera lente 7 presenta un lado exterior 25 plano o curvado, un lado interior 26 de curvatura cóncava y una superficie periférica 27 que conecta los dos lados. El lado exterior 25 plano o el lado exterior 25 curvado y el lado interior 26 curvado de manera cóncava están configurados de tal modo que la primera lente 7 presente una distancia focal negativa.
Como puede verse en particular a partir de la vista detallada ampliada de la primera lente 7 en la figura 3, la primera lente 7 está configurada de una sola pieza. Preferentemente está configurada como una lente 7 de zafiro.
Con la primera lente 7 son posibles grandes ángulos de visión y se puede prescindir del habitual cristal plano para sellar el extremo distal 11, ya que este sellado se realiza de la manera descrita mediante la primera lente 7 soldada en la montura 24. Además, dado que la primera lente 7 está hecha de zafiro, es resistente a los arañazos.
El lado interior 26 presenta una primera área 28 curvada de manera cóncava situada en el centro y una segunda área 29 que rodea esta primera área 28 en forma de anillo. La primera área 28 del lado interior 26 y del lado exterior 25 están pulidas ya que se utilizan para formación de imágenes ópticas. La segunda área 29, en cambio, no está pulida, sino únicamente rectificada y, por tanto, presenta una estructura superficial mate o rugosa-mate. También se puede decir que la segunda área 29 tiene un efecto de vidrio esmerilado.
Para suprimir la luz dispersa hay aplicado un revestimiento fotoabsorbente 30 sobre la superficie periférica 27 y sobre la segunda área 29 del lado interior 26 inmediatamente adyacente a la misma. El revestimiento fotoabsorbente 30 puede ser, en particular, un revestimiento metálico. El revestimiento fotoabsorbente 30 puede ser una sola capa o una estructura de capas formada por múltiples capas individuales. El revestimiento fotoabsorbente 30 también puede denominarse ennegrecimiento. Por ejemplo, el revestimiento fotoabsorbente 30 puede estar configurado como un revestimiento de cromo negro.
Dado que el revestimiento fotoabsorbente 30 está aplicado sobre la superficie periférica 27 con la estructura superficial rugosa-mate y la segunda área 29 con la estructura superficial rugosa-mate, hay una capa negra mate o una superficie negra mate que absorbe la luz no deseada excelentemente.
Sobre el revestimiento fotoabsorbente 30 hay aplicada una capa soldable 31 en el área de la superficie periférica 27, conservándose el revestimiento fotoabsorbente 30 (y en particular su carácter negro mate) por debajo. La capa soldable 31 puede ser una sola capa o puede presentar múltiples subcapas. Preferentemente, cuando la capa soldable es una sola capa, se forma como una capa de oro. Si la capa soldable 31 presenta varias subcapas, la subcapa más externa es preferentemente una capa de oro. El hecho de prever la capa de oro resulta ventajoso para la soldadura, ya que no se oxida durante la soldadura.
El revestimiento fotoabsorbente 30 y la capa soldable 31 se muestran en la figura 3 a modo de vista en despiece ordenado. Por supuesto, el revestimiento fotoabsorbente 30 está aplicado sobre la superficie periférica 27 y sobre la segunda área 29 sin la separación mostrada, y la capa soldable 31 está aplicada sobre el revestimiento fotoabsorbente 30 sin la separación mostrada.
Debido a la estructura descrita de la primera lente 7, la primera lente 7 se puede soldar en la montura 24, de modo que el extremo distal 11 del tubo óptico 4 se pueda sellar herméticamente.
Como puede verse claramente en la representación en sección según la figura 3 y en la vista en planta sobre el lado interior 26 en la figura 4, el revestimiento fotoabsorbente 30 presenta una primera sección 32 (que se extiende en línea recta en la dirección desde el lado interior 26 hasta el lado exterior 25) sobre la superficie periférica 27, así como una segunda sección 33 (en este caso plana) sobre la segunda área 29 del lado interior 26, formando las dos secciones 32, 33 (en la figura 3) un ángulo que, en este caso, asciende a 90°. Sin embargo, el ángulo también puede situarse en el intervalo de 80 a 100°. Gracias a prever estas dos secciones 32 y 33 se obtiene la ventaja de que la luz dispersa no deseada que, por ejemplo, incide sobre la primera sección 32 y no es completamente absorbida por ella, se refleja hacia la segunda sección 33, como se muestra esquemáticamente en la figura 3 para un haz de luz dispersa 34. Por supuesto, un haz de luz dispersa 35 que incida primero sobre la segunda sección 33 y no sea completamente absorbido por ella puede ser absorbido adicionalmente de manera comparable, ya que la reflexión de este haz 35 incidirá sobre la primera sección 32, que provocará una absorción adicional. De este modo se logra una supresión muy buena de la luz dispersa, de modo que se mejoran significativamente las propiedades de formación de imágenes de toda la óptica 5 del endoscopio. Se logra un mayor contraste y se pueden evitar eficazmente imágenes dobles e imágenes fantasma no deseadas.
La forma del revestimiento fotoabsorbente 30 se puede describir como un cilindro hueco con un fondo que presenta una abertura, en donde la primera sección 32 constituye la pared del cilindro hueco (por ejemplo, con un contorno exterior circular o un círculo como línea envolvente) y la segunda sección 33 constituye el fondo. Dado que la segunda sección 33 tiene forma de anillo (figura 4), tiene la abertura situada de manera que la primera área 28 curvada de manera cóncava no está recubierta con el revestimiento fotoabsorbente 30. La línea envolvente de la pared del cilindro hueco no tiene que ser circular, sino que también puede tener cualquier otra forma cerrada (por ejemplo, elíptica, ovalada o incluso poligonal). El cilindro hueco puede ser un cilindro hueco vertical o un cilindro hueco oblicuo. Además, en lugar de un cilindro hueco, también se puede implementar la forma de un tronco de cono hueco o alguna otra forma cóncava con un fondo que presente la abertura y una superficie envolvente.
La primera lente 7 puede presentar una capa antirreflectante (no representada) sobre su lado exterior 25 y/o sobre la primera área 28 de su lado interior 26.
En el ejemplo de realización aquí descrito, una parte de la segunda área 29 del lado interior 26 se apoya en la montura 24, como se muestra en la figura 2. En este caso, la capa soldable 31 también se puede aplicar sobre esta parte de la segunda área 29, conservándose de nuevo el revestimiento fotoabsorbente 30 por debajo. Por lo tanto, también en esta área se puede poner en práctica una unión soldada con la montura 24.
El endoscopio 1 se puede modificar de tal manera que no presente ninguna montura 24. En este caso, la primera lente 7 se suelda directamente al tubo óptico 4, por ejemplo.
El ejemplo de realización descrito hasta el momento muestra un endoscopio 1 con una dirección de visión oblicua con respecto a la dirección en la que se extiende el vástago 3. Por supuesto, el endoscopio 1 también puede estar configurado como endoscopio 1 de visión recta, como se muestra esquemáticamente en la figura 5. En este caso, no es necesaria ninguna desviación en el objetivo 6, por lo que el objetivo 6 no presenta en este caso ningún prisma de desviación 8. Por lo demás, la estructura es la misma que la del endoscopio 1 ya descrito con una dirección de visión oblicua.
Además, el endoscopio 1 puede estar diseñado de tal manera que, en lugar de la cámara 18 y la toma de cámara 17, esté prevista una visión óptica. Alternativamente, el sensor de imagen 19 puede estar dispuesto en el plano de imagen intermedia 13. En este caso, el sistema de inversión 14 y la óptica 16 adicional pueden omitirse. Los datos de imagen del sensor de imagen 19 pueden transmitirse, por ejemplo, a través de una conexión de datos que se extiende a través del vástago hasta la parte principal 2, que, por ejemplo, presenta una pantalla digital para los datos de imagen.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Lente para un extremo distal de un canal óptico de un vástago de endoscopio,
en donde la lente (7) presenta un lado exterior (25) y un lado interior (26), así como una superficie periférica (27) que conecta los dos lados (25, 26),
en donde sobre la superficie periférica (27) hay aplicado un revestimiento fotoabsorbente (30), presentando la superficie periférica (27) una estructura mate,
y en donde sobre el revestimiento fotoabsorbente (30) hay aplicada una capa soldable (31) en el área de la superficie periférica (27), de modo que la lente (7) puede soldarse en el extremo distal (11) de tal modo que el extremo distal (11) quede sellado,
caracterizada por que
el área (29) del lado interior (26) contigua a la superficie periférica (27) también presenta la estructura mate y por que el revestimiento fotoabsorbente (30) también está aplicado sobre el área (29) del lado interior (26) contigua a la superficie periférica (27).
2. Lente según la reivindicación 1, en la que el revestimiento fotoabsorbente (30) es un revestimiento metálico.
3. Lente según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el lado interior (26) presenta una sección (28) curvada de manera cóncava.
4. Lente según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la capa soldable (31) también está aplicada sobre el área (29) del lado interior (26) contigua a la superficie periférica (27).
5. Lente según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el revestimiento fotoabsorbente comprende cromo.
6. Lente según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el área (32) del revestimiento fotoabsorbente (30) formada sobre la superficie periférica (27) forma con la sección (33) del revestimiento fotoabsorbente (30) formada sobre el área (29) del lado interior (26) contigua a la superficie periférica, en una vista en sección, un ángulo que se sitúa en el intervalo de 80° a 100°.
7. Lente según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la sección (13) del revestimiento fotoabsorbente (30) formada sobre el área (29) del lado interior (26) contigua a la superficie periférica (27) es anular, visto en planta sobre el lado interior (26).
8. Lente según una las reivindicaciones anteriores, en la que la capa soldable (31) presenta oro.
9. Endoscopio con
un vástago de endoscopio (3) que comprende un canal óptico (4) que presenta un extremo distal (11), y una lente (7) según una de las reivindicaciones anteriores,
en donde la lente (7) está soldada en el extremo distal (11) por medio de la capa soldable (31), de tal modo que el extremo distal (11) queda sellado.
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