光学仪器和用于制造光学仪器的方法技术

用于医学目的观察生物的光学仪器，其包括仪器主体(20、30、40、50、60)，其中，在仪器主体(20、30、40、50、60)中设置用于接收来自仪器主体(20、30、40、50、60)之外的区域的光的至少一个光学元件(21、31、41、51、61)和用于照亮该区域的至少一个照明单元(22、23、32、42、52a、52b、62)。光学元件(21、31、41、51、61)通过边框(25、33、43、53、63)保持在仪器中，边框的远端边缘延伸超过光学元件(21、31、41、51、61)并且在至少一个区段中变形，以保持光学元件(21、31、41、51、61)。远端边缘的未变形的区段(27、35、45、55a、55b、65)用作杂散光防护部，该杂散光防护部使得照明光避开光学元件(21、31、41、51、61)。也提出这种仪器的制造方法(70)。也提出这种仪器的制造方法(70)。也提出这种仪器的制造方法(70)。

【技术实现步骤摘要】
光学仪器和用于制造光学仪器的方法


[0001]本专利技术涉及一种为了医学目的观察生物的光学仪器。

技术介绍

[0002]这种仪器通常构造成观察身体内的内窥镜、从身体外部观察身体的显微镜或外窥镜或在插管时使用的喉镜。
[0003]如今，内窥镜广泛地应用在医学和
中。内窥镜一般包括适合引入空腔中的刚性的、半刚性的或柔性的细长延伸的棒。在棒的远端(即远离观察者)的端部区域中大多设有内窥镜物镜以生成空腔内的物场的图像。内窥镜图像可经由设置在棒内部中的光学或电子器件被传输至内窥镜的近端(靠近观察者)的端部，近端的端部供使用者观察或为其显示。
[0004]由于在被观察的空腔中通常没有足够的光，在棒内一般还设有照明光导体，以便将照明光传输到内窥镜的远端，在远端用于照亮空腔。为了将照明光引入内窥镜中，在近端的附近通常有用于连接光导电缆的接口，通过光导电缆可从单独的光源输入照明光。
[0005]替代地或额外地也可经由设置在棒的远端处的照明器件、例如LED或激光二极管提供光。
[0006]在现代化的视频内窥镜中，通常在远端处设置一个或多个图像传感器以接收由物镜产生的图像。替代地也可将图像传感器布置在内窥镜的近端，例如手柄中或摄像头中。
[0007]喉镜可类似地构造并且大多具有压舌板和手柄而不是棒。用于接收喉部图像的物镜或图像传感器如同照明器件一样大多安装在压舌板上。喉镜用于将插管安全地引入患者的气管中。
[0008]物镜和图像传感器在远端处大多通过窗口、透镜或其他的光学元件封闭，以包括光学系统并且能使得仪器密封设计，使得其适用于采用化学品、高温、蒸气和高压的频繁清洁。
[0009]显微镜和外窥镜用于从外部观察身体并且在此也提供光学元件和照相机以及照明器件。其通常固定在三脚架或支架臂上并且允许通过合适的天然或人工的开口观察身体的外表面或内部器官。通常，显微镜和外窥镜能经由合适的光学系统和数字变焦功能提供观察区域的显著放大的图像。
[0010]所有仪器的共同点是，在仪器的远端区域中、即面对患者的一端处必须设有接收光的光学器件以及照明器件。由于这些部件在空间上彼此接近通常的问题是，光以不期望的方式从照明器件中射出，然后直接地或通过仪器的其他部分经散射地进入仪器的光学系统中。这使得图像质量变差，因为杂散光比实际用于生成图像的来自待观察区域的反射光更亮并且对产生的图像有不利影响。仪器的光学器件和照明单元彼此靠近布置的相关区域越小，越难以使杂散光避开仪器的光学系统。尤其在内窥镜和喉镜的领域中在远端通常仅有几毫米的端面，所有部件都布置在该端面中，有些带有额外的工作通道入口或用于冲洗和抽吸的器件，其同样占用空间。
[0011]由文献DE 10 2013 007 491A1已知一种用于医学光学仪器的杂散光遮光板，该杂散光遮光板安装在仪器的棒的外侧。遮光板适用于使得光源的远离远端的仪器端部的杂散光避开仪器的光学系统。但是遮光板占据了大量空间，使得仪器的尺寸改变并且不适用于使彼此靠近布置的光学系统和照明器件彼此分开。
[0012]文献EP 2 491 848A1描述了一种具有远端的视频内窥镜，在远端中集成用于成像和照明的窗口。用于照明的窗口布置在凹口中，而用于成像的窗口容纳在具有倾斜棱边的突出部中。缺点是，对于该设置，远端端面必须非常复杂地设计。
[0013]在文献US 2011/0077 465A1中示出了光源和用于接收图像的光学系统在视频内窥镜的远端处的各种布置方式。
[0014]文献CN 2 03 914 844U描述了一种用于防止内窥镜处的杂散光的设置，其中用特殊设计的顶盖玻璃遮盖光学系统和照明单元。
[0015]US 2008/0 208 006A1示出了一种视频喉镜，其中远端的光学元件通过边框环绕地包围。旁边布置的LED相对于最前面的光学面回缩。
[0016]EP文献3 613 326A1公开了一种视频内窥镜，视频内窥镜在远端通过窗口遮盖。在侧面两个突出部向近端在仪器的光学系统和照明单元之间集成在窗口中，以便避开杂散光。
[0017]在文献JP 2004
‑
016 410A中描述，用三部分构成的透镜遮盖内窥镜的远端，其中，中间的部分遮盖光学系统并且侧边部分遮盖照明机构。在透镜的部分之间粘接防护板，防护板防止杂散光进入光学系统中。
[0018]文献EP 3 613 332A1描述一种具有照相机和照明器件的内窥镜的远端部分，其中，杂散光防护部在远端的端面中布置在照明器件和照相机之间。
[0019]现有技术中已知的实现方案的缺点是，都是用于阻挡杂散光的需要复杂完成的解决方案，这还需要额外的空间。

技术实现思路

[0020]因此本专利技术的目的是提供具有在照明器件和仪器的光学元件之间的杂散光防护部的仪器，该杂散光防护部可在小的面上实现并且其本身没有对成像有不利影响。本专利技术的另一目的是提供一种方法，以尽可能简单地制造具有这种杂散光防护部的仪器。
[0021]该目的通过根据权利要求1所述的设备和根据权利要求10所述的方法实现。
[0022]本专利技术的有利改进方案由从属权利要求得出。
[0023]在此所述的光学仪器适用于医学目的来观察生物。其例如为内窥镜、显微镜/外窥镜或喉镜，例如用于对人类和动物进行诊断和治疗。
[0024]仪器具有仪器主体，其中，在仪器主体中设置用于接收来自仪器主体之外的区域的光的至少一个光学元件和用于照亮该区域的至少一个照明单元。光学元件通过边框保持在仪器中，边框沿远端方向伸出超过光学元件并且在此形成远端边缘。远端边缘在至少一个区段中变形，使得远端边缘的变形区段沿远端方向中形状配合连接地保持光学元件。远端边缘在该一个区段或在多个区段中的形状构造成，使得远端边缘沿远端方向形状配合连接地保持光学元件。远端边缘的至少一个未变形的区段形成杂散光防护部，该杂散光防护部使得从照明单元中射出的照明光避开光学元件。远端边缘的未变形的区段在此是远端边
缘的不用于或没有构造成保持和固定光学元件的区段。远端边缘在未变形的一个区段或未变形的多个区段的区域中的形状构造成，使得其沿远端方向没有保持光学元件。
[0025]该仪器在仪器主体中或单独的照相机中还可具有一个或多个图像传感器，图像传感器用于接收图像和视频。光学元件例如是用于成像的物镜的一部分、棱镜或窗口或顶盖玻璃，其例如呈平面平行的平板的形式。光学元件可为圆的且例如可由玻璃或塑料制成。光学元件由边框保持，其例如呈具有圆形横截面的圆柱体的形式，该圆柱体为仪器的一部分或布置在仪器中。边框可由金属构成。边框可直接地包围光学元件，使得远端边缘直接邻接光学元件。通常这些光学元件被夹紧、粘接或其边缘在圆周上被金属化以及元件被焊接到边框中。由于医疗仪器必须在清洁液或高压釜中进行彻底清洁，必须将其相对于外部密封地制造。不幸的是，常见的问题是由于操作不当或清洁不当或由于其他情况、例如将光学元件保持在框架中的粘接剂被冲洗掉。因此粘接剂被无意地除去并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于医学目的观察生物的光学仪器，其包括仪器主体(20、30、40、50、60)，其中，在所述仪器主体(20、30、40、50、60)中设置用于接收来自所述仪器主体(20、30、40、50、60)之外的区域的光的至少一个光学元件(21、31、41、51、61)和用于照亮所述区域的至少一个照明单元(22、23、32、42、52a、52b、62)，其中，所述光学元件(21、31、41、51、61)通过边框(25、33、43、53、63)保持在所述仪器中，所述边框沿远端方向延伸超过所述光学元件(21、31、41、51、61)并且在此形成远端边缘，其中，所述远端边缘在至少一个区段中变形，使得所述远端边缘的变形区段(26、34、44、54a、54b、64)沿远端方向中形状配合连接地保持所述光学元件(21、31、41、51、61)，其特征在于，所述远端边缘的至少一个未变形的区段(27、35、45、55a、55b、65)形成杂散光防护部，所述杂散光防护部使得从所述照明单元(22、23、32、42、52a、52b、62)中射出的照明光避开所述光学元件(21、31、41、51、61)。2.根据权利要求1所述的光学仪器，其特征在于，所述边框(25、33、43、53、63)由金属形成。3.根据权利要求2所述的光学仪器，其特征在于，通过填密锁紧使至少一个变形区段(26、34、44、54a、54b、64)机械变形。4.根据前述权利要求中任一项所述的光学仪器，其特征在于，未变形的区段(27、35、45、55a、55b、65)的远端边缘的高度为所述远端边缘的圆周的至少0.5％以及最高为5％。5.根据前述权利要求中任一项所述的光学仪器，其特征在于，至少一个照明单元(22、23、32、42、52a、52b、62)具有射出光的面(22、23、32、42、52a、52b、62)，并且至少一个未变形的区段(27、35、45、55a、55b、65)布置在所述光学元件(21、31、41、51、61)和所述射出光的面(22、23、32、42、52a、52b、62)之间。6.根据权利要求5所述的光学仪器，其特征在于，所述远端边缘的至少一个未变形的区段(27、35、45、55a、55b、65)包括所述远端边缘的圆周的至少一个部分A，所述部分A相应于角α
max
，所述角α
max
通过在所述光学元件(21、31、41、51、61)的远端面的中点(36、46、56)和射出光的面(22、23、32、42、52a、52b、62)的边界点之间的直线(g1、g2)展开，从而使得所述角最大。7.根据权利要求5或6所述的光学仪器，其特征在于，所述远端边缘的至少一个未变形的区段(27、35、45、55a、55b、65)包括所述远端边缘的圆周的在两个点a和b之间的至少一个部分B，使得在所述两个点处与所述远端边缘接触的相应切线(t1、t2)与所述射出光的面(22、23、32、42、52a、52b、62)相交或接触并且在a和b之间的部分B的长度最大。8.根据权利要求6所述的光学仪器，其特征在于，所述远端边缘的至少一个未变形的区段(27、35、45、55a、55b、65)至少包括所述远端边缘的圆周的部分A以及最多包括所述圆周在两个点a和b之间的一个部分B，使得两个点的在这些点处与所述远...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：卡尔史托斯两合公司，
类型：发明
国别省市：