内窥镜设计和制造的方法与流程

文档序号:32403120发布日期:2022-12-02 19:41阅读:119来源:国知局
内窥镜设计和制造的方法与流程
内窥镜设计和制造的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年3月12日提交的名称为“内窥镜设计和制造的方法”的第62/988881号美国临时专利申请的在《美国法典》第35章第119(e)款项下的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
3.本技术还涉及于2005年4月5日提交的第11/099,435号美国专利申请(现美国专利号7,976,462),以及于2014年12月11日提交的第14/567879号美国专利申请(现美国专利号10,357,149),其全部内容也通过引用并入本文。


背景技术:
技术领域
4.本发明大体上涉及光学系统,并且在一些实施例中,涉及内窥镜、关节镜和其它医学成像设备。
5.相关技术说明
6.内窥镜,诸如刚性内窥镜,通常包括带有成像光学器件的管,该成像光学器件待插入到在患者的身体中的腔中。用于成像的照明可以由位于患者外部的源提供。例如,来自照明光源的光可以经由导管(诸如光纤或光纤束)传播,通过管进入到该腔中。然而,可选地,可以由一个或多个源提供照明,一个或多个源可以位于插入身体的腔内部的内窥镜的部分的附近。例如,发光二极管(light emitting diodes,leds)可以安装在内窥镜的远端处。在任一情况下,光可以照明在治疗或观察部位附近的管的远端处的腔。因此,可以使用成像光学器件照明和观察患者的身体的腔内部的特征,成像光学器件收集了从身体内部的解剖特征反射的光并形成身体内部的解剖特征的图像。由于内窥镜可以提供在患者的身体内的解剖特征的图像,因此内窥镜是有用的诊断工具。


技术实现要素:

7.本文讨论了示例内窥镜设计。这些内窥镜可以具有一个或多个优点,该一个或多个优点可以包括,例如,良好的图像质量、低功耗以及更易于制作,这些可以降低制造的成本,并且可以是便携式的和/或一次性的。
8.本公开的系统、方法和示例实施例各自具有若干创新方面,其中没有一个单独负责本文公开的所有期望属性。本说明书中描述的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和以下描述中阐述。
9.本公开的某些方面涉及用于对身体内的目标区域成像的内窥镜。内窥镜可以包括尖端构件。尖端构件可以包括被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分的一个或多个发光设备。尖端构件可以还包括设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光的前窗,以及用于重定向透射通过所述前窗的光的棱镜。在一些实施方式中,尖端构件包括支撑所述一个或多个发光设备和所述棱镜的外壳,并且所述外壳可以具有与所述
棱镜的截面相似的形状,并且可以包括铜、铜合金、黄铜或青铜。
10.内窥镜还可以包括细长构件,细长构件具有近端和远端,尖端构件位于远端。多个透镜可以沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光。
11.在某些实施方式中,内窥镜可以包括细长导电构件,细长导电构件包括多条导电线,多条导电线嵌入在绝缘膜中,绝缘膜沿着所述细长构件设置。所述细长导电构件可以具有长度、宽度和厚度,其中所述长度可以大于所述宽度,并且所述宽度可以大于所述厚度。在一些这样的实施例中,所述细长导电构件可以包括柔性细长导电构件,柔性细长导电构件被配置为沿着柔性细长导电构件的长度和/或宽度弯曲。在一些情况下,所述细长导电构件可以具有跨过细长导电构件的宽度的弯曲截面。在一些这样的情况下,细长导电构件和所述绝缘膜可以被配置为当消除任何弯曲力时,维持跨过细长导电构件和绝缘膜的宽度的弯曲截面。
12.在一些示例中,所述发光设备可以被设置在所述细长导电构件上。在一些示例中,所述发光设备可以嵌入在所述绝缘膜中。在一些这样的示例中,所述发光设备可以定位在所述细长导电构件的所述远端处。在其它示例中,所述发光设备可以具有未被所述绝缘膜覆盖的部分。
13.在一些实施方式中,所述尖端构件可以包括外壳,外壳具有发光设备座,并且所述发光设备可以被设置在所述发光设备座上。在一些这样的实施方式中,所述外壳可以具有与所述棱镜的截面相似的形状,并且所述尖端构件可以具有侧壁,侧壁带有用于插入所述棱镜的第一开口。
附图说明
14.在各种实施例的以下描述中,参考了构成其一部分的附图,并且在附图中通过说明设备的各种实施例的方式示出。
15.应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以利用其它实施例并且可以进行结构改变。
16.图1a是示例内窥镜的三维透视图,该示例内窥镜包括手柄部分,手柄部分与用于插入到患者的身体中的插入部分连接。
17.图1b是图1的内窥镜的侧视图。
18.图2是内窥镜的示意性截面图,示出了可插入到患者的身体中的部分或“插入”部分,以及内窥镜的握持部。还显示了将插入部分与握持部相接的光学接头部,和用于观察患者的身体内部的解剖特征的图像的观察端口。
19.图3a是显示了在插入部分的尖端或尖端构件中包括的不同部件的分解图,尖端构件包括外壳以及光学部件,外壳被配置为支撑用于照明患者内部的腔的光源,光学部件用于收集从在腔内的解剖特征反射的光。
20.图3b是显示了尖端构件的外壳的正面的透视图。
21.图3c是显示了尖端构件的外壳的背面的透视图。
22.图3d示出了组装好的尖端构件的三维截面。
23.图3e示出了组装好的尖端构件的侧视图。
24.图4a是示例内窥镜设计的细长构件的示意性截面图。
25.图4b示出了内窥镜的组装好的插入部分的剖面透视图,显示了容纳在保护管内的透镜管内的光学元件。
26.图4c是插入部分(无保护管)的远端的特写视图,显示了在尖端构件和透镜管之间的接合部。
27.图4d是柔性导电膜(右)和插入构件(无保护管)的远端的透视图,显示了设置在尖端构件和透镜管上的柔性导电膜,以将电力传输到发光设备,诸如led。柔性导电膜包括嵌入在柔性绝缘膜中的导电条。在本示例设计中,导电条经由导线与光发射器连接。
28.图4e示出了包括柔性导电构件(例如,挠性电路)的发光导电构件,该柔性导电构件包括发光设备,诸如led。图4e显示了在被设置在透镜管和尖端构件上之前和之后的发光导电构件。
29.图4f是完全组装好的插入部分的远端的三维剖视图。
30.图4g是完全组装好的插入部分的近端的三维截面图,显示了其上具有导电构件的透镜管,透镜管和导电构件都容纳在保护管内。
31.图4h是透镜管的近端和设置在透镜管上的导电构件的三维视图。
32.图5a示出了可以用于组装尖端构件的示例方法。通过在外壳上提供的开口将部件插入到在尖端构件的外壳内的腔中。一些部件可以抵着在外壳上的座安装。
33.图5b示出了组装细长构件的示例方法。杆状透镜顺序地插入到透镜管中。
34.图5c是附接到细长构件的远端的尖端构件的截面图。
35.图5d示出了组装插入部分的步骤,其中,透镜管与设置在其上的尖端构件和导电构件(例如,细长导电构件)一起插入到保护管中。
36.图6示出了完全组装好的内窥镜的截面图。插入部分的近端与光学接头部连接,从而形成从尖端构件到观察端口的完整光路。
37.图7a示出了图6所示的示例内窥镜的光学接头部的特写截面图。
38.图7b示出了光学接头的支撑结构的特写三维截面图,支撑结构支撑在插入部分的近端与透镜管之间的连接,插入部分包括保护管,透镜管具有在其上的导电构件和在其中的光学器件,并带有观察端口。
具体实施方式
39.尽管下文公开了某些优选实施例和示例,但发明的主题超出了具体公开的实施例,延伸到其它可选的实施例和/或用途以及其修改和等效物。因此,本文所附权利要求的范围不受以下描述的任何特定实施例的限制。例如,在本文公开的任何方法或工艺中,该方法或工艺的动作或操作可以以任何合适的顺序执行,并且不必限于任何特定的公开顺序。可以以有助于理解某些实施例的方式,依次将各种操作描述为多个离散操作;然而,描述的顺序不应被解释为暗示这些操作是依赖于顺序的。此外,本文所述的结构、系统和/或设备可以使用多种技术来体现,包括本文中可能未描述但本领域普通技术人员已知的技术。出于比较各种实施例的目的,描述了这些实施例的某些方面和优点。并非所有这些方面或优点都必须通过任何特定的实施例来实现。因此,例如,可以以实现或优化本文所教导的一个优点或一组优点的方式来执行各种实施例,而不必实现本文所教导或建议的其它方面或优
点。
40.本文公开了用于观察身体内部(本文中也称为“目标区域”)的内窥镜。在一些情况下,这些内窥镜可以插入身体的腔内部,以提供身体内部的解剖特征的图像。这些内窥镜中的一些可以是手持的,并且在一些情况下可能是便携式的和/或一次性的,但不限于此。这种内窥镜的一个示例是关节镜,尽管本文公开的概念也可以适用于其它类型的内窥镜。其它类型的内窥镜可以包括耳鼻喉(ear,nose and throat,ent)镜、脊柱镜和腹腔镜等。
41.这些内窥镜可以包括从目标区域到目镜或接目镜的光路,使得用户可以看到目标区域的图像。内窥镜可以包括一个或多个光源,一个或多个光源被配置、定尺寸和定位,以便插入到身体腔中以在其中提供照明。在各种实施例中,该光源包括至少一个固态发光设备,诸如,发光二极管(light emitting diode,led)。该光发射器可以是小而明亮的照明的源。光发射器可以通过电源线,诸如导电构件(例如,细长导电构件)供电和/或控制,该导电构件在光发射器和电源之间提供电连接。电源可以是外部电源(例如,电源适配器或电源供给)或封装在内窥镜中(例如,在其手柄部分内部)的内部源(例如,电池)。在一些设计中,由光发射器产生的光的强度可以通过调节使用封装在内窥镜中(例如,在其手柄部分内部)的电子电路提供给光发射器的功率来控制。
42.如上所述,从光源发射的光反射出解剖特征,如在身体腔的内部中的壁或其中的其它物体或特征。反射光的一部分通过在内窥镜的远的部分中的窗口或透镜来收集,并且更具体地,在内窥镜的细长可插入部分的远端处收集。在一些设计中,窗口可以与内窥镜的长度相对呈角度倾斜(例如,与内窥镜的细长可插入部分相对呈角度倾斜),以收集与内窥镜(例如,内窥镜的细长可插入部分)相对的呈倾斜角度的光线。然后将收集的光通过内窥镜(例如,通过内窥镜的细长可插入部分)沿着光路引导,以便在内窥镜的近端处形成在身体中的解剖特征的图像,诸如,在身体中或在身体上的腔的壁或特征。特别地,可以将光引导到可以观察到物体或壁的图像的目镜。在某些设计中,光路包括设置在内窥镜的细长可插入部分中的一系列透镜,诸如杆状透镜。
43.图1a和1b示出了用于提供患者的身体内部的目标区域的图像的示例内窥镜。在该示例中,内窥镜是电池操作的和手持的仪器,其设计旨在提高制造的简易性。由于制造成本较低,该仪器也可以是一次性的仪器。内窥镜100包括手柄部分104和插入部分102。插入部分102包括细长构件114和尖端构件112,尖端构件112可以插入到患者的身体内。手柄部分104可以包括观察端口106、握持部108和用于与插入部分102连接的光学接头部107。观察端口106可以包括目镜或接目镜(未示出)和眼杯103,通过眼杯103可以观测到目标区域的图像。光学接头部107在插入部分102和手柄104部分以及观察端口106之间提供光学的和机械的连接。光学接头部107可以包括支撑结构,支撑结构用于细长构件114的近端和在其中的透镜到观察端口106的光学对准。握持部108提供给医生能够简易地操纵内窥镜的能力,倾斜或旋转细长构件114以对患者的身体内部的期望目标区域成像。手柄部分的握持部108还可以包括容纳电池和/或电子电路的电子舱。握持部还可以包括用户界面110(例如,一个或多个转盘、开关和/或按钮),例如,用于控制光发射器的亮度和调整图像清晰度。插入部分102包括尖端构件112,其照明目标区域并且捕获反射光。尖端构件112可以包括一个或多个光发射器并且容纳光学部件以收集发射的或从目标区域反射的光。细长构件114将捕获的光指引到可以看到图像的观察端口106。细长构件114具有与尖端构件112连接的远端和插
入到光学接头部107中的近端。细长构件114可以容纳一个或多个光学元件(例如,杆状透镜)以指引光从尖端构件112到光学接头107。
44.图2是描绘了示例内窥镜200的插入部分202和手柄部分204的简化示意性截面图。如上所述,手柄部分204包括光学接头部207、握持部208和观察端口206。插入部分202包括细长构件114和尖端构件212,其中尖端构件212定位在细长构件114的远端处。尖端构件212容纳光学部件,光学部件被设计和布置成捕获从与插入部分内部的光路相对的倾斜方向入射的光。因此,如图所示,尖端具有与可插入部分202和细长构件114的长度相对呈角度倾斜的正面。这些光学部件可以包括至少一个前窗或第一透镜246、至少一个重定向光学元件224(例如,棱镜)和一个后或第二透镜226。重定向元件224可以包括棱镜或其它具有反射表面的透过元件,其可能经由全内反射(total internal reflection,tir)接收和反射入射光。在一些示例中,重定向元件224还折射光。可选地,重定向光学元件224可以包括反射光的反射涂层(例如,银或介电涂层等)。尖端构件212还可以提供一个或多个座或表面,一个或多个发光设备可以设置在该一个或多个座或表面处。这些座可以充当用于接收来自光发射器的热量的热触点。细长构件114可以包括透镜管217、用于向光发射器提供电力的导电构件(例如,细长导电构件)220、以及保护管218,其中,导电构件和透镜管容纳在保护管内部。细长构件114具有远端211和近端219。远端211(尖端构件所在的位置)插入到身体的腔中,而近端219与光学接头207和观察端口206连接。透镜管217被配置为支撑和对准一个或多个透镜,一个或多个透镜将由尖端构件212捕获的光传送到光学接头部207和观察端口206。在某些设计中,尖端构件212与透镜管217连接,其连接便于制造的简易性。
45.插入部分202、透镜管217、导电构件220和保护管218可以具有在100mm和200mm之间,可能在120mm和180mm之间或在140mm和160mm之间或这些值中的任何一个之间的任何范围,或可能超出这些范围的长度。在一些实施方式中,光学接头部207可以具有在50mm和150mm之间的长度。
46.在一些实施例中,尖端构件212和透镜管217可以由带有相对高的导热率(例如,大于10w/m.k)和足够的刚度的材料形成,以支持内窥镜的机械功能。例如,尖端构件212和透镜管217可以由铜或铜合金(诸如,黄铜,或青铜,或可以包括不锈钢)制成。例如,在某些实施方式中,尖端构件212可以包括青铜或另一种铜合金,并且保护管218包括不锈钢。透镜管217也可以包括不锈钢。因此,尖端构件212和透镜管217可以提供热传导路径,热传导路径可以消散由安装在尖端构件212上的光发射器产生的热量。
47.导电构件220可以设置在透镜管217上,提供在附接到尖端构件212的光发射器(未示出)与电力的源(诸如,封装在定位在握持部208内部的电子舱228中的一个或多个电池)之间的电连接。可以在握持部208上提供用户界面210(例如,一个或多个转盘、开关和/或按钮),以控制电源(例如,一个电池或多个电池)与光发射器之间的电力传输。导电构件220可以包括嵌入在一个或多个柔性膜中的两条或更多条导线或两条或更多条导电线或条。例如,导电线可以嵌入在绝缘材料中,导电构件220保留至少一定程度的柔性。在某些实施方式中,可以形成柔性膜以维持跨过垂直于导电线的长度的截面的形状,诸如,曲面形状。在某些实施方式中,导电构件220包括带状电缆。在其它可能的实施方式中,导电构件220可以是刚性的。设置在尖端构件212上的发光设备,可以可能地经由两条或更多条细导线(例如,在两端处焊接到光发射器和导电构件)与导电构件220连接。可选地,发光设备可以至少部
分地嵌入在包含导电路径的相同柔性和/或绝缘膜中,并靠近导电构件的远端。在这种情况下,发光设备和导电构件220可以统称为“发光导电构件”。在一些实施方式中,发光设备部分地嵌入在容纳导电线的绝缘或柔性膜中,然而发光设备的一部分未被绝缘或柔性膜覆盖而是暴露在外。在一些实施方式中,具有嵌入其中的发光设备的导电构件220包括柔性(或挠性)电路。
48.在各种实施方式中,发光设备包括固态光发射器。特别地,发光设备可以包括半导体光发射器,诸如,发光二极管(light emitting diode,led)。例如,发光设备可以包括其上制作有led的半导体芯片。芯片可以具有在0.1mm到1mm之间的厚度以及在1平方毫米和10平方毫米之间的面积。在一些实施例中,发光设备可以包括有机发光二极管(organic light-emitting diode,oled)。oled可以包括沉积在固体芯片或软质层上的有机材料。芯片或软质层可以具有在0.05到1mm之间的厚度以及在1平方毫米和10平方毫米之间的面积。led和oled都可以是经由导线与导电构件连接的独立设备,或者完全或部分地嵌入在柔性或半柔性膜中(形成发光导电构件)。
49.在一些实施方式中,扩散器可以设置在发光设备上方以扩散由发光设备发射的光。例如,一个或多个led可以在其输出处配备扩散器。例如,在一些实施方式中,发光设备的表面可以涂有光学扩散材料以扩散由光发射器发射的光。可选地,光扩散器可以安装在发光设备上,该发光设备安装在尖端构件212上。在一些实施方式中,多个发光设备安装在尖端构件212上。在这种情况下,可以为不同的发光设备提供单独的扩散器。然而,在其它实施方式中,可以将一个扩散器设置在多个发光设备的前面。例如,可以将扩散器设置在两个或三个或可能更多个发光设备的前面。例如,在一些实施方式中,可以将弓形(例如,马蹄形或“u”形)扩散器设置在两个、三个或可能更多个发光设备(诸如led)的上方。在一些实施方式中,可以将环形扩散器设置在多个发光扩散器(例如,led)的前面,多个发光扩散器设置在内窥镜入口的周围,其被配置为接收从解剖特征反射到内窥镜中的光。在某些情况下,光导可以用于扩散光。来自发光设备的光可以耦合到光导中并耦合出去以照明目标区域。在一些实施方式中,该光导可以是马蹄形或“u”形。扩散光可以提高在目标区域上的照明的均匀性,从而形成更好的图像质量。
50.在诸如图2所示的各种实施方式中,保护管218容纳透镜管217,透镜管217其中包含透镜。尖端构件212与透镜管217连接并且导电构件220被设置在透镜管和尖端构件上。如图所示,因此导电构件220设置在透镜管217和保护管218之间。密封保护管的远端(尖端212所在的位置)以及在保护管和光学接头207之间的接合部,使得导电构件和透镜管217与周围介质(例如,体液、组织等)完全隔离。可以使用光学透过粘合剂来提供这种密封。在一些示例中,作为粘合剂的附加或代替粘合剂,可以在保护管218和尖端构件217之间和/或在保护管218和光学接头207之间添加密封垫圈或o形环,以隔离导电构件220与透镜管217。
51.与支撑结构223连接的观察端口206,可以包括目镜222和眼杯203,用户可以通过目镜222和眼杯203观测目标区域的图像。在某些设计中,目镜222包括两个透镜,但目镜或接目镜可以包括更多或更少的透镜。在一些实施方式中,目镜包括带有正光焦度的透镜和具有负光焦度的透镜,但其它配置是可能的。一个或两个透镜可以是球面透镜,但设计不应受限于此。
52.在各种实施方式中,包括眼杯203,用于眼睛的舒适放置,以观察由通过内窥镜的
光形成的目标区域的图像。在一些实施方式中,目镜可能在距目镜无穷远或远距离处,形成虚拟图像。因此,在一些设计中,内窥镜可以被配置为用于通过眼睛观看内窥镜来直接观察。然而,内窥镜可以被配置为用于与相机一起使用。例如,在一些实施方式中,眼杯203可以被相机代替,相机包括光电图像传感器,在该光电图像传感器上可以形成最终图像。在一些实施方式中,相机可以被配置为与眼杯配合以便接收图像。在又一实施方式中,眼杯可以被光电图像传感器代替,该光电图像传感器将投影在其上的图像转换为电子信号,可以将该电子信号提供给用于观察图像的显示器。
53.如上所述,光学接头部207便于透镜管217的连接以及其中的透镜与目镜或接目镜222的对准。因此,在各种实施方式中,光学接头部207可以包括支撑结构223(例如,圆柱壳或管状通道),支撑结构接收位于细长构件214的远端处的最后一个透镜的一部分,并且将其与目镜222光学对准。如图2所示,在距细长构件214中的最后一个透镜一定距离处包括光学孔径225。该光学孔径可以包括视场光阑并且可以定位在形成图像的位置处。该光学孔径225可以由黑色不透过塑料或金属形成。在各种实施方式中,该光阑225具有用于光通过的圆形开口。光阑225在图2中示出为定位在支撑结构223的中间附近,但其它变型是可能的。
54.如上所述,光由包括前窗、棱镜和可能的其它透镜的尖端构件接收。图3a-3e示出了尖端构件的各种透视图。
55.图3a是尖端构件的分解图,示出了包括在插入部分102、202的尖端构件312中的各种部件。尖端构件312包括用于支撑和对准多个光学部件的外壳330。包括在外壳中的是第一(前)透镜346或具有光焦度的窗口和光学重定向元件324(例如,棱镜)。图3a显示了装配到在外壳的侧面中的两个开口的两个插入件344。开口成形为与穿过的棱镜匹配,并且插入件成形为装配到开口中。光学孔径350也包括在外壳330中。第二(后)透镜326也容纳在外壳330中。在该设计中,棱镜被显示为设置在第一和第二(前和后)透镜之间。同样地,在所示的示例配置中,光学孔径350被设置在第一和第二透镜之间的光路中,并且特别是在棱镜和第二透镜之间。垫片348在图3a中示出。该垫片348可用于在外壳330内的光学器件之间提供适当的间距,例如,第二(后)透镜232和在透镜管中的光学器件。在各种实施方式中,垫片348也可以被配置为便于尖端构件312和透镜管之间的简易对准和连接。
56.图3b和3c示出了外壳330的正面和背面透视图。在各种实施方式中,外壳330由一块具有高导热率的金属(诸如,铜或铜合金,如青铜或黄铜或其它合金)形成,但可能会使用其它材料。可以使用青铜,因为青铜提供了便于加工的导热性和硬度。外壳330包括前表面332,前表面332可以包括前透镜座334和/或发光设备座335。所示的外壳330还包括左和右侧壁336以及内腔338。外壳可以包括后透镜座(未示出)和/或后垫片座342,用于分别与第二(后)透镜和垫片接触。在各种实施方式中,前和后透镜座和侧壁可以成形为提供通路,该通路穿过具有圆形截面的外壳的内腔338。在某些实施方式中,在侧壁336中的开口具有与重定向光学元件或棱镜324的形状一致的四边形形状。同样地,在各种实施方式中,内腔338具有将棱镜可能共形地装配到棱镜的至少两侧上(诸如,棱镜的两侧)的形状,该棱镜的两侧提供全内反射以将光通过窗口收集到的来自患者的身体的目标区域的光,通过透镜管引导到第二透镜上以用目镜形成图像。
57.如图3a-3e所示,外壳的前表面332和前透镜座334呈倾斜角倾斜,例如,相对于后透镜座340、透镜管、细长构件等。同样地,前(第一)透镜呈相同或相似的倾斜角倾斜。例如,
倾斜角度可以相对于后(第二)透镜或后透镜座在20度和40度之间。
58.在所示设计中,第一透镜或前透镜346也是用于内窥镜的窗口。该窗口/透镜346具有光焦度,在所示示例中,负光焦度可能潜在地增加内窥镜的视场。在所示设计中,透镜346的外表面是平坦的并且内表面是弯曲的。特别地,在这种情况下,前透镜346是带有曲面的平凹透镜,该曲面包括导致厚度从边缘向中心减小的凹面。在本示例中,曲面为球面。前透镜346也可以是双凹或凸凹透镜。前透镜346具有圆形截面。带有其它类型表面、其它形状和光学参数的其它类型的透镜也是可能的。
59.在所示示例中,折射光学重定向元件324包括棱镜,特别是四边形棱镜。其它形状也是可能的。棱镜被设置为接收通过前透镜346输入的光,前透镜346呈角度倾斜,并且将光重定向到更多地沿着透镜管和细长构件的长度。在所示设计中,棱镜324包括至少两个相对的表面,至少两个相对的表面被配置为经由全内反射反射光,以将光路从倾斜角重定向到沿着细长构件114和透镜管217的长度的方向。在所示示例中,棱镜包括通过其输入光的第一表面、反射在棱镜内的光的第二和第三表面,以及通过其将光从棱镜射出以便向下引导到透镜管的第四表面。
60.在所示设计中,光学孔径350被设置在棱镜的输出表面和第二透镜之间。光学孔径350包括由不透过材料形成的圆盘,该圆盘中带有孔径诸如,圆形孔径。
61.在所示示例中,后透镜326具有正光焦度并且是平凸透镜。透镜326也可以是双凸的或具有其它设计。后透镜326具有圆形截面并且包括平坦表面和导致厚度从边缘向中心增加的球形凸表面。然而,可以使用带有其它形状的其它透镜。
62.前透镜、后透镜和棱镜可以由介电材料形成,该介电材料至少在400nm-1000nm波长范围内是光学透过的。所述光学材料可以具有在1.5和2之间的折射率。在一些实施方式中,前透镜、后透镜和棱镜中的每一个可以包括相同类型的材料,但设计不必限于使用单一的透过光学材料。
63.如图所示,外壳330成形为接收第一透镜346、棱镜324和第二透镜326。在所示示例中,在外壳的侧壁336中的至少一个开口338或两个开口具有与棱镜相似的轮廓,使得适合棱镜穿过。外壳内部的腔的部分还可以具有与棱镜的轮廓相匹配的表面,以支撑、定位和对准棱镜。两个插入件344可以由用于形成外壳330的相同材料形成。这些插入件344可以具有与这些棱镜和开口338相似的轮廓。插入件344的形状和曲率可以与在外壳330的侧壁336上提供的开口的形状一致。然而,其它设计也是可能的。例如,在某些设计中,可以只包括一个开口和插入件,并且可以不包括该一个或多个插入件。
64.在该设计中,垫片348是空心圆柱体,具有均匀的内径,和远的部分和近的部分不同的外径。在所示设计中,两个部分的外径从远的部分的第一直径变为近的部分的第二直径。在所示示例中,这种过渡发生在沿着圆柱体的长度的一半附近,但其它设计也是可能的。第一直径和第二直径之间的过渡形成在一侧以及在与外壳的近端邻接的边缘上,在这种情况下第一直径和第二直径之间的过渡是突然的。在一些情况下,垫片348的近的边缘可以与下一个透镜(第三透镜)邻接,下一个透镜可以包括杆状透镜。因此,垫片348的长度可以在第二和第三透镜之间建立适当的距离。垫片348可以包括与用于形成外壳330的材料相似的材料。例如,垫片348可以包括铜合金(诸如青铜或黄铜),但可以采用其它材料。
65.图3d和3e示出了组装好的尖端构件312的三维(three-dimensional,3d)截面图和
侧视图,其中尖端构件312的成分被添加到外壳330中。前透镜346定位在前透镜座334中。因此,前透镜座334具有与前透镜346的直径匹配的尺寸(例如,直径),以便定位和对准前透镜。在图3d所示的设计中,尖端构件312的外壳330具有由开口形成的后透镜座340,该开口具有与第二透镜的直径匹配的第一内径,以便定位和对准前透镜。在外壳中的该开口也作为比第一内径更接近的第二内径。该第二内径大于第一内径。第二较大的直径被配置为形成用于接收垫片348的垫片座。第二直径与垫片348的第一远的部分的外径匹配,以便将垫片定位和对准在外壳的该开口中。由于第二透镜可以插入到外壳中与后透镜座340匹配并被支撑在后透镜座340中,并且垫片348可以插入到相同的外壳中与垫片座匹配并被支撑在垫片座中,因此这种配置提供了增加的制造的简易性。如图所示,光学孔径350也定位在后透镜座340内部,使得光学孔径被设置在后透镜326和棱镜324之间。放置在垫片座342内部的垫片348对准并稳定后透镜326。
66.如图所示,棱镜324定位在内腔338内部。插入件344插入在侧壁336上提供的开口338中。这些外壳和可能的插入件可以使棱镜324与前透镜346和后透镜326相对光学对准。插入件也可以用于隔离内腔338。
67.例如,一个或多个固态光发射器(未示出)可以使用导热胶附接到发光设备座335。一个或多个发光设备可以包括一个或多个独立设备;例如,在单个芯片上的单个发射器、在单个芯片上的多个发射器或在多个芯片上的多个发射器。可选地,发光设备可以与诸如上述柔性导电构件220的导电电缆集成。例如,发光设备可以嵌入在柔性(例如,塑料)膜的一端内部,其中还嵌入了一条或多条导电线或条。在后一种情况下,发光导电膜的发光端可能会粘在发光设备座335上。
68.包括在尖端构件312中的部件可以被配置为照亮目标区域并捕获(被目标区域反射的)反射光,反射光从与后透镜326的光轴、在透镜管217中的一个或多个透镜的光轴、透镜管217的长度、细长构件114的长度或它们的任意组合相关的倾斜方向入射。发光设备产生指向目标并且可以包含窄或宽范围的波长的光。这些波长的全部或子集可以由目标区域朝向前透镜346反射。前透镜346、棱镜324和后透镜326收集从目标区域反射的光并改变入射在前透镜326上的光线的角分布,将它们重定向到后续光学元件(例如,透镜管217内的杆状透镜)。在各种实施方式中,该光有助于在透镜管的近端处形成目标区域的实像。在某些光学设计中,孔径350用作限制入射在后透镜326上的光线的孔径光阑。在一些设计中,消除有助于图像形成的某些光线可以减少某些像差并提高由后续光学元件形成最终图像的质量。如上所述,前透镜或窗口346的负光焦度可以通过允许以更宽范围的入射角入射的光线在图像形成中做出贡献来增加镜的视场。
69.在一些设计中,包括在尖端构件312中的光学元件有效地充当物镜,该物镜向透镜管内部的光学部件提供图像,该光学部件将该图像中继为实像(例如,形成在光学接头部207内部)或观察到的虚像(例如,由用户的眼睛观察到的)。一个或多个中间图像可以在最终图像之前形成。在一些实施方式中,设计光学成像系统,使得在尖端构件212中包括的透镜的组合和在透镜管217中的透镜,在透镜管的相对端(例如,在光学接头部内部)共同产生目标区域(位于尖端构件212附近)的高质量图像。
70.图4a示出了根据所公开的内窥镜的一些实施例的细长构件414的简化截面图的示意图。细长构件414具有远端411和近端409,并且包括:保护管418、具有在保护管内的远端
421和近端419的透镜管417、带有透镜管的多个杆状透镜416、以及导电构件(例如,细长导电构件)420。在该设计中,导电构件被设置在透镜管417和保护管418之间。透镜管417支撑和横向对准透镜,诸如与彼此相对的杆状透镜416。透镜管417的内径可以等于杆状透镜的直径,以减少透镜之间的横向错位,例如,在透镜插入透镜管之后。每对杆状透镜之间的纵向间距可以使用放置在每对杆状透镜之间的垫片453(诸如o形环垫片)来精确地建立和稳定。o形环垫片453可以由带有足够刚度的电介质或金属材料形成,并且在较长的时间段内以及可能在机械应力下维持相邻透镜之间的给定距离。在一些设计中,垫片453可以包括与用于形成尖端构件412的材料相同的材料,诸如铜合金(如青铜或黄铜)。然而,可以使用其它材料。例如,在一些设计中,垫片453可以包括与用于形成透镜管418的材料相同的材料,诸如不锈钢。o形环垫片453可以具有与外径接近的内径,从而在这种情况下它们可以被认为是圆柱壳。大的内径可以通过在维持透镜间间距的同时不降低杆状透镜的有效孔径,来增加光的通过量。在各种设计中,垫片的外径可以等于透镜管417的内径,使得垫片装配在透镜管内。
71.如图4b示出了内窥镜100的组装好的插入部分402(包括尖端构件412和细长构件414)的剖视透视图。图4c示出了在尖端构件412和透镜管417之间的接合部的特写截面图。如上所述,垫片448充当在尖端构件412和透镜管417之间的机械连接。例如,在诸如图4c所示的各种设计中,垫片448的第一外(远的)径等于垫片座342的内径,并且垫片448的第二外(近的)径等于透镜管417的内径,使得垫片448的一部分可以装配到外壳中,以及垫片448的一部分可以装配到透镜管中。如上所述,垫片448还可以设置在透镜管中的后透镜426和第一透镜416a之间的距离,同时机械地稳定它们,因为垫片的远端可以位于并且可能接触第二透镜,同时垫片的近端可以位于并且可能接触第三透镜(例如,在透镜管中的第一个或最远的透镜)。这种布置使得在尖端构件的后透镜426(例如,后透镜426的光轴)和第一杆状透镜(例如,第一杆状透镜的光轴)之间的稳健光学对准(第一杆状透镜可以与在透镜管417中的后续杆状透镜和/或它们的光轴对准)。可以通过将垫片448插入尖端构件中,并将透镜管插入垫片中,从而将尖端构件412与透镜管417连接,实现这种横向光学对准,从而实现简化的和低成本的制作过程。鉴于尖端构件412和透镜管417可以由导热材料(例如铜、黄铜、青铜等)制成,在一些实施方式中,尖端构件412和透镜管417之间的接合部可以是导热接合部。因此,由附接到光发射器座435的一个或多个发光设备产生的热量可以通过所述接合部消散。
72.定位在透镜管417的远端421的第一透镜接收从尖端构件412的后透镜426射出的光。随后,光通过透镜序列和在透镜管417中的杆416a-416g。在各种实施方式中,在透镜管中的一个或多个透镜包括杆状透镜。在一些实施方式中,杆(未带有光焦度)也可以包括在序列中。在某些实施方式中,在透镜管内的大多数透镜(例如,大于50%的透镜)包括杆状透镜。在一些实施方式中,在透镜管中包括杆状透镜的透镜百分比大于至少60%、70%、80%、90%、95%或100%,或由这些值中的任何一个形成的任何范围。在所示设计中,在透镜管中的透镜中的每一个包括杆状透镜。杆状透镜具有至少为2的长宽比或长直径比,可能至少为3、4、5或更多,或由这些值中的任何一个形成的任何范围。在透镜管417内使用杆状透镜可以增加制造的简易性,因为杆状透镜在被放下以被馈入透镜管时可以更稳定和/或可以在透镜管内更稳定。在图4c所示的例子中,第一杆状透镜416a具有比其它杆状透镜416b-416g
更短的长度,然而,透镜的其它布置和长度也是可能的。
73.在某些设计中,传播通过多个透镜和在透镜管417内的杆416a-416g的来自目标区域的光,在透镜管的近端419附近形成最终图像。该图像可以由目镜222投射到用户的眼睛中,或者由其中具有图像传感器的相机捕获。在透镜管417中的透镜416a-416g的序列中,最后一个透镜416g部分地延伸到透镜管之外。在各种设计中,最后一个透镜416g的暴露部分可以由在光学接头部207内部的支撑结构223接收。因此,在该示例中的支撑结构223具有开口,该开口带有与在透镜管中的最后一个透镜416g的宽度或直径匹配的内径。
74.在图4b所示的一种设计中,包括在透镜管417内部的透镜的数量和杆状透镜的数量为七(7)。这个数字在其它设计中可能更大或更小。然而,在某些实施方式中,在内窥镜中的透镜的数量为12或更少、11或更少、10或更少、或9或更少,或在这些值中的任何一个之间的任何范围,例如,在9-12或9-11之间等。在某些设计中,透镜的数量可能会更少,例如,8。同样地,在透镜管中的透镜的数量可以是10或更少、9或更少、8或更少、或7或更少,或在这些值中的任何一个之间的任何范围,例如,7-10或7-9之间等。在一些设计中,在透镜管417中的透镜的数量可能更少,例如6。
75.在图4b所示的例子中,包括在透镜管中的透镜(以及包括在内窥镜中的透镜)中的两个透镜组合(例如,粘合在一起)以形成双透镜416b,而其它透镜是单透镜。双透镜可以包括具有两种不同材料的透镜并且可以设计为提供色彩校正。在所示设计中,在透镜管中的第一(最远的)透镜416a(和第一或最远的杆状透镜)可以是单透镜。在所示示例中,第一透镜416a包括比其它杆状透镜更短的杆状透镜。在该示例中,第一透镜416a包括正透镜,并且可以是平凸或双凸杆状透镜,但其它形状和类型也是可能的。在透镜管中的第二透镜(第二最远的透镜)(和第二杆状透镜)与在透镜管417中的第三透镜(第三最远的透镜)(和第三透镜)组合以形成双透镜416b。该双透镜416b可以包括例如,粘合在一起的负透镜和正透镜。双透镜416b可以包括例如,胶合到双凸或平凸或凹凸透镜的平凹、凹凸、双凹杆状透镜。在该示例中,该双透镜416b包括非球面表面。该非球面表面可以提供像差校正。双透镜416b之后的部件416c可以是未带有光焦度的杆(平坦的入口和出口表面),第四透镜416d(在透镜管中第四最远的透镜)可以是正焦度透镜,诸如,平凸、双凸或凹凸杆透镜。类似地,第五416e、第六416f和第七416g透镜(在透镜管中的第五、第六和第七最远的透镜)可以是正透镜,诸如,平凸、双凸或凹凸杆状透镜。如图所示,第四416d、第五416e、第六416f和第七416g透镜包括杆状透镜。在该示例中,第六416f和第七416g透镜(在管中的两个最近的透镜)是相同的。使用相同的透镜可以减少库存并简化制造。注意,如上所述,内窥镜包括光学元件,该光学元件包括在尖端构件中的电动光学元件。因此,在透镜管417中的第一最远的透镜416a与在内窥镜中的第三最远的透镜相对应。类似地,在透镜管417中的最近的透镜与在透镜管中的第七透镜416g和在内窥镜中的第九透镜相对应。在透镜管中的其它透镜416b、416d、416e、416f(从远的到近的)与在内窥镜中的第四和第五(形成双合)、第六、第七、第八透镜相对应。
76.在各种实施方式中,包括在尖端构件412和透镜管417中的光学元件可以由光学材料形成,该光学材料带有在1.6-2范围内的折射率和在20-70范围内的阿贝数。单个透镜或单透镜(可能还有棱镜)可以包括相同的材料,因此可以具有相同的折射率,而形成双透镜的两个透镜可以具有与彼此不同的折射率,并且潜在地可能具有与单透镜不同的折射率。
在各种实施方式中,杆状透镜可以具有相同的直径,但各个杆状透镜的长度可以不同。在某些设计中,大多数像差校正(例如,单色像差)可以分布在多个透镜部件中;在这些设计中,与在个别的透镜中校正像差的情况相比,杆状透镜的总数和每个透镜的光焦度可能会更少。然而,在其它设计中,像差校正以及其它可能个别透镜可以具有特定的功能,诸如,作为物镜、场透镜和/或中继透镜。在其它设计中,透镜的光学功能并没有那么明显。在各种设计中,增加了透镜的表面的曲率以减少像差。
77.尽管显示了具有某些光学参数(诸如,折射率和光焦度)的特定形状的透镜的布置的具体示例,但是透镜的选择和布置可以是不同的。
78.如上所述,可以设置在透镜管417上的导电构件420可以提供从细长构件414的远端411到细长构件414的近端409的一个或多个电导电路径。该导电路径可以用于传输电力,例如,从封装在电子舱228中的一个或多个电池到与尖端构件412连接的发光设备。然而,导电构件420可以具有多种不同的配置和/或可能的形式因素。例如,导电构件420可以包括从细长构件414的近端409延伸到细长构件414的远端411的一对或多对导电线。这些线可以嵌入在绝缘膜中。该绝缘膜可以包括柔性膜并且可以包括例如,塑料、聚酰亚胺(polyimide)、聚醚醚酮(polyetherether ketone,peek)。柔性膜可以能够沿着其长度或宽度弯曲或挠曲。在一些实施方式中,柔性膜可以保持预先形成的形状。例如,柔性膜可以在横向方向(例如,具有弯曲截面)上弯曲并维持该曲率。在一些示例中,当柔性膜(导电构件420)沿着其长度或宽度弯曲或挠曲时,当弯曲或挠曲力被消除时,它可以维持其弯曲截面。
79.在一些实施方式中,导电构件420比宽度长2、3、4、5、6、8、10、15、20或更多倍,或者可以具有在这些值中的任何一个之间的任何范围内的长宽比。然而,导电构件420可以具有远小于其宽度或长度的厚度。可以提供这种减小的厚度用于增加柔性。
80.在细长构件的远端411,这些导电线可以与发光设备(发光设备附接到尖端构件)连接,例如,通过将导电线直接焊接到发光设备或经由引线键合或连接。图4d显示了导电构件420的示例,该导电构件420包括多个细长导电线或条457,多个细长导电线或条457嵌入在由软或半刚性介电材料(例如,聚酰亚胺、诸如peek的热塑性塑料)形成的一个或多个细长柔性膜455的内部。导电线或条457可以在细长柔性膜455的两端之间提供电连接。膜455可以预先形成弓形形状,使得柔性膜455可以适形地包裹或装配在透镜管417的一部分(例如,透镜管417的圆周)周围。在另一种设计中(如图4e所示),导电构件420可以包括“发光导电构件”或“柔性电路”(也称为“挠性电路”),其中包括细长导电线或条457的柔性膜455也从一端发射光。在这种情况下,发光设备452(例如,led)可以嵌入在柔性膜的一端(例如,远端)中并内部连接至导电线或条457(导电线或条457也嵌入在柔性膜中)。发光设备452可以具有被绝缘材料覆盖的部分,并且可以具有未被覆盖并且暴露的部分,或者发光设备452可以被电介质材料全部覆盖。例如,发光导电构件420也可以预先形成为弧形,使得发光导电构件可以适形地包裹或装配在透镜管的一部分(例如,透镜管的圆周)周围。发光导电构件420可以包括柔性膜,该柔性膜可以沿着其长度或宽度挠曲,并且当挠曲力被消除时,维持其截面形状(例如,弯曲形状)。
81.图4f示了组装好的插入部分202的远端411的三维视图,包括与尖端构件412连接的细长构件414的远端411。如图所示,保护管418装配在垫片348的近的部分的外径上。因此,保护管418可以具有与垫片348的近的部分的外径相同的内径。然后,该保护管418可以
与尖端构件312的外壳330的端邻接或接近。这样的配置增加了制作的简易性,因为垫片348的近端可以插入到透镜管417的远端,并且保护管可以滑过透镜管和垫片的近端,以提供在尖端构件和透镜管内的光学器件的对准。在诸如所示的一些实施方式中,保护管218的外径具有与尖端构件312的外壳330相同的尺寸(例如,直径)。如上所述,可以在保护管418和尖端构件412之间的连接处提供粘合剂。
82.图4g是组装好的插入部分402的近端409的3d截面图,显示了透镜管417、导电构件420和保护管418。图4h是透镜管417的近端419和设置在其上的导电构件420的3d透视图。如图所示,在该示例中,在透镜管417中的最近的透镜416g延伸超出透镜管和保护管418。
83.保护管418容纳透镜管417和设置在其上的导电构件420。保护管可以由材料形成,该材料不与该材料可以插入到其中的体液和/或组织发生化学相互作用。例如,保护管可以由不锈钢或铜合金形成。
84.图5a示出了可用于组装尖端构件512的方法的示例。首先提供了外壳530;接下来,将所有部件插入到提供在外壳530上的座、腔和开口中。将窗口546插入到窗口座534中。将棱镜524经由提供在侧壁536中的一个上的开口中的一个插入到内部空腔538中。将一个或两个中心插入件544插入到提供在侧壁536上的开口中的一个或两个中。在一些情况下,这些插入件可以使棱镜524与前透镜546和后透镜526相对光学对准,并在设备的整个寿命期内稳定其定位。光学孔径550可以插入到透镜座(未示出)中。将后透镜526也插入到透镜座中,并推进后透镜526抵着光学孔径550。将垫片548插入到垫片座(未示出)中,并推进垫片548抵着后透镜526。垫片548稳定后透镜526的位置。可能使用导热胶将一个或多个光发射器552设置并粘合在发射器座535上。如果使用发光导电构件(例如,挠性电路)代替一个或多个单独的发光设备(例如,作为单独的半导体芯片提供),则可以将发光导电构件的发光端胶合到发射器座535,而光发射器位于发射器座上。
85.图5b-5d示出了可用于组装细长构件414的方法的示例。首先,提供了透镜管517(图5b)。接下来,将第一杆状透镜516a插入到透镜管517中,接着插入第一o形环垫片553a。接下来,将第二杆状透镜516b插入到透镜管517中,接着插入第二o形环垫片553b。依次插入更多的透镜杆和垫片。可以选择透镜管517的长度,使得最后一个杆状透镜516g的一部分保留在透镜管517的外部。在一些设计中,最后一个杆状透镜516g的这部分可以插入到提供在光学接头部107内部的支撑结构223中,以可能地提供光学对准和/或定位。
86.接下来,通过将垫片548的后部插入透镜管517中,可以将尖端构件512附接到透镜管517。图5c示出了附接到透镜管517的远端421的尖端构件512的截面图。接下来,导电构件(例如,细长导电构件)520可以被设置并附接到透镜管517的外部区域,使得在一端处的导电构件的导电元件(例如,导线或条)定位在发光设备552附近(安装在尖端构件512上)。然后将导电元件与发光设备552电连接。可选地,如果使用发光导电构件520,发光导电构件520的在其上具有光发射器的发光端可以胶合到提供在尖端构件512上的发光座535。然后将发光导电构件的其余细长部分附接到透镜管517。图5d示出了组装插入部分的最后步骤。透镜管517与尖端构件512和附接到透镜管517的导电构件520一起插入到保护管518中。如前所述,光学透过的粘合剂可以用于密封间隙,该间隙可能存在在尖端构件512和保护管518之间。图4f显示了组装好的插入部分的远端的截面透视图。尽管上文已经讨论了组装的示例方法,但是可以使用不同的方法组装插入部分和内窥镜。例如,可以添加一个或多个附
加步骤和/或可以移除一个或多个附加步骤。此外,可以改变步骤的顺序。
87.图6显示了完全组装好的内窥镜的截面图。组装好的插入部分602的近端409可以通过提供在光学接头部607上的开口657插入到光学接头部607中,从而形成从在尖端构件612上的窗口延伸到观察端口606的完整光路,其中可以通过眼杯603观察图像。
88.图7a示出了诸如图6所示的示例内窥镜的光学接头部707的特写截面图。在该示例设计中,支撑结构723接收插入部分的近端709。该支撑结构机械地稳定插入部分的远端,并且可以将封装在透镜管517、217中的最近的杆状透镜716g(例如,最后一个杆状透镜的光轴)与封装在支撑结构723中的目镜722(例如,目镜722的光轴)对准。图7b示出了支撑结构723的3d截面图,在支撑结构中插入了细长构件414的近端709。支撑结构723具有远端762、近端763和内部空腔。所述远端762可以接收细长构件414的近端709,并且所述近端763容纳目镜722。所述内部空腔的直径可以沿着纵向(平行于透镜管717)变化,以逐步方式从远端762附近的第一直径d1到在中间某处的第二直径d2和近端763附近的第三直径d3。第一直径d1的大小可以等于保护管718的外径的大小,使得保护管709的近端装配在其中,以便形成稳健的连接。第三直径d3的大小可以等于所述目镜722的直径大小(并且,因此在其中的透镜的直径)。在一些设计中,第二直径d2可以具有在第一和第二直径的大小之间的大小。支撑结构723包括定位在其内部空腔中间的视场光阑元件758。视场光阑元件758可以包括外径等于支撑结构的第二直径d2的管和在其内部空腔中间的非透过或不透过表面725,在内部空腔的中心提供了孔径(例如,圆形孔径)。该表面725和孔径可以位于插入部分的最后一个杆状透镜716g和目镜722之间,在该位置形成患者的身体内部的目标区域的图像(例如,成像系统的像平面包括封装在尖端构件612和透镜管717中的光学部件)。因此,非透过或不透过表面和其中的孔径725可以包括视场光阑。该表面725可以由黑色不透过塑料或金属形成。
89.在一些实施方式中,限定孔径725的非透过或不透过表面可以由阻挡光的材料形成,该光具有在400nm-1500nm之间的波长。视场光阑元件758和非透过或不透过表面725可以由相同的材料形成。例如,它们可以由各种金属(诸如黄铜、铝、不锈钢)形成。非透过或不透过表面和视场光阑元件的内表面可以由光学吸收涂层覆盖,光学吸收涂层至少在400nm-1000nm波长范围内吸收入射到其上的光。
90.封装在尖端构件612和透镜管717中的光学部件可以产生目标区域的近无像差图像。图像可以是在最近的杆状透镜716g的出射表面附近形成的实像。如上所述,可以选择在最后一个最近的杆状透镜716g和在其中具有孔径的表面725之间的相对距离,使得所述实像形成在该位置,并且孔径作为视场光阑工作。在视场光阑处形成图像的光可以到达目镜722,从而形成目标区域的最终虚像,然后,用户可以通过眼杯观察到该目标区域的最终虚像。该虚像可以例如,位于无穷远处或很远处。视场光阑可以将内窥镜的视场限制在特定范围内(限制通过目镜观察到的目标区域的部分)。目镜可以包括一个或多个透镜,可以设计和布置一个或多个透镜为将从透镜管接收的实像转换成可能被放大的虚像,该虚像可由通过观察端口观看的用户的眼睛看到。生成的图像可以具有减少的像差。在一些实施方式中,目镜提供的放大率可以在5x和10x之间,或者1x和20x之间,或者20x和30x之间,或者这些值中的任何一个之间的任何范围。
91.在如图所示的一些设计中,目镜可以包括一个或多个正透镜或透镜组。目镜可以
包括,例如,双凸透镜760和包括透过材料的凸凹透镜761,该透过材料在400nm-1000nm的波长范围内传输光,衰减可以忽略不计。一个或多个目镜透镜可以包括相同或不同的材料。
92.在一些实施方式中,可以设计目镜为形成实像,该实像与由透镜管提供的实像相比可以被放大或可以不被放大(并且形成在视场光阑的位置处)。在这些实施例中,可以去除眼杯703,并且可以将光电图像传感器放置在生成最终实像的目镜的像平面处。光电图像传感器可以将在其表面上的相应光学分布转换为电信号,可以将该电信号馈入投影仪或显示设备中。还可以使用其它配置,以便于相机成像,相机包括2d图像传感器阵列。在一种这样的实施方式中,相机可以耦合到观察端口或眼杯,以捕获目标区域的图像。其它变化和配置是可能的。
93.示例
94.本文描述了用于对身体内的目标区域成像的内窥镜的示例,诸如以下列举的示例:
95.第1部分
96.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
97.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述一个或多个发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光;
98.细长构件,具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;
99.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光;
100.其中,所述尖端构件包括外壳,所述外壳支撑所述一个或多个发光设备和所述棱镜,并且所述外壳包括铜或铜合金。
101.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述尖端构件包括青铜。
102.示例3:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述尖端构件包括黄铜。
103.示例4:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述尖端构件包括铜合金。
104.示例5:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述尖端构件包括铜而不是青铜或黄铜。
105.示例6:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述尖端构件包括铜而不是铜合金。
106.第2部分
107.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
108.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述一个或多个发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端构件还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光;
109.细长构件,具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;
110.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光;
111.细长导电构件,包括多条导电线,所述多条导电线嵌入在绝缘膜中,所述绝缘膜沿着所述细长构件设置;
112.其中,所述发光设备被设置在所述细长导电构件上。
113.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述发光设备嵌入在所述绝缘膜中。
114.示例3:根据示例1或2所述的内窥镜,其中,所述发光设备在所述细长导电构件的所述远端处。
115.示例4:根据示例1至3中任一项所述的内窥镜,其中,所述尖端构件包括外壳,所述外壳具有发光设备座,并且所述发光设备被设置在所述发光设备座上。
116.示例5:根据示例1至4中所述的内窥镜,其中,所述发光设备具有未被所述绝缘膜覆盖的部分。
117.示例6:根据示例1至5中任一项所述的内窥镜,其中,所述细长导电构件具有长度、宽度和厚度,其中,所述长度大于所述宽度,并且所述宽度大于所述厚度。
118.示例7:根据示例6所述的内窥镜,其中,所述细长导电构件包括柔性细长导电构件,所述柔性细长导电构件被配置为至少沿着所述柔性细长导电构件的长度弯曲。
119.示例8:根据示例6或7所述的内窥镜,其中,所述细长导电构件包括柔性细长导电构件,所述柔性细长导电构件被配置为至少沿着所述柔性细长导电构件的宽度弯曲。
120.示例9:根据示例6至8中任一项所述的内窥镜,其中,所述细长导电构件具有跨过所述细长导电构件的宽度的弯曲截面。
121.示例10:根据示例6至9中任一项所述的内窥镜,其中,所述细长导电构件被配置为当消除任何弯曲力时,维持跨过所述细长导电构件的宽度的弯曲截面。
122.示例11:根据示例6至10中任一项所述的内窥镜,其中,所述绝缘膜被配置为当消除任何弯曲力时,维持跨过所述细长导电构件的弯曲截面。
123.第3部分
124.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
125.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述一个或多个发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光;
126.细长构件,具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;
127.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光;
128.细长导电构件,包括多条导电线,所述多条导电线嵌入在绝缘膜中,所述绝缘膜沿着所述细长构件设置,所述细长导电构件具有长度、宽度和厚度,其中,所述长度大于所述宽度,并且所述宽度大于所述厚度,
129.其中,所述细长导电构件具有跨过所述细长导电构件的宽度的弯曲截面。
130.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述细长导电构件被配置为当消除任何弯曲力时,维持跨过所述细长导电构件的宽度的弯曲截面。
131.示例3:根据示例1至2中任一项所述的内窥镜,其中,所述绝缘膜被配置为当消除任何弯曲力时,维持跨过所述细长导电构件的弯曲截面。
132.第4部分
133.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
134.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光;
135.细长构件,具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;
136.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光;
137.其中,所述尖端构件包括外壳,所述外壳被配置为支撑所述棱镜,并且所述尖端构件具有侧壁,所述侧壁带有用于插入所述棱镜的第一开口。
138.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,在所述外壳中的所述第一开口具有与所述棱镜的截面相似的形状。
139.示例3:根据示例1所述的内窥镜,其中,在所述外壳中的所述第一开口具有与所述棱镜的矢状截面相似的形状。
140.示例4:根据示例1至3中任一项所述的内窥镜,还包括与所述第一开口相对的在所述外壳的侧壁中的第二开口。
141.示例5:根据示例4所述的内窥镜,其中,所述第二开口具有与所述第一开口的形状相同的形状。
142.示例6:根据示例4或5中任一项所述的内窥镜,其中,在所述外壳中的所述第二开口具有与所述棱镜的截面相似的形状。
143.示例7:根据示例4或5中任一项所述的内窥镜,其中,在所述外壳中的所述第二开口具有与所述棱镜的矢状截面相似的形状。
144.示例8:根据示例1至7中任一项所述的内窥镜,其中,所述外壳还包括用于将所述棱镜保持在所述外壳中的腔。
145.示例9:根据示例1至8中任一项所述的内窥镜,其中,所述外壳还包括用于让来自所述前窗的光进入所述外壳的开口和用于让来自所述窗口的光射出所述外壳的开口。
146.示例10:根据示例1至9中任一项所述的内窥镜,其中,所述外壳还包括用于让来自所述前窗的光进入所述棱镜的开口和用于让来自所述前窗的光射出所述棱镜的开口。
147.示例11:根据示例1至10中任一项所述的内窥镜,其中,还包括在所述第一开口中的第一插入件。
148.示例12:根据示例11所述的内窥镜,其中,所述第一插入件具有与所述第一开口相似的形状。
149.示例13:根据示例4至7中任一项所述的内窥镜,其中,还包括在所述第二开口中的第二插入件。
150.示例14:根据示例13所述的内窥镜,其中,所述第二插入件具有与所述第二开口相似的形状。
151.第5部分
152.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
153.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述一个或多个发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述
尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端构件还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光,所述尖端构件包括外壳,所述外壳支撑所述一个或多个发光设备、所述前窗和所述棱镜;
154.细长构件,具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;
155.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光;
156.透镜管,包括其中的一些所述透镜;和
157.垫片,被配置为将所述透镜管与所述尖端构件的所述外壳连接。
158.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述垫片包括远的部分和近的部分,其中所述垫片的所述远的部分与所述外壳接合,并且其中所述垫片的所述近的部分与所述透镜管接合。
159.示例3:根据示例2所述的内窥镜,其中,所述外壳接收所述垫片的所述远的部分。
160.示例4:根据示例2至3中任一项所述的内窥镜,其中,所述垫片的所述远的部分具有比所述垫片的所述近的部分更小的外径。
161.示例5:根据示例2至4中任一项所述的内窥镜,其中,所述外壳包括垫片座,并且所述垫片的所述远的部分装配到所述垫片座中。
162.示例6:根据示例2至5中任一项所述的内窥镜,其中,所述垫片的所述远的部分具有与所述外壳的垫片座的内径相匹配的外径。
163.示例7:根据示例2至6中任一项所述的内窥镜,其中,所述垫片的所述近的部分具有与所述透镜管的内径相匹配的外径。
164.示例8:根据示例2至6中任一项所述的内窥镜,还包括装配在所述透镜管和所述垫片上方的保护管。
165.示例9:根据示例8所述的内窥镜,其中,所述保护管具有大于所述垫片的宽度的内径。
166.示例10:根据示例8或9所述的内窥镜,其中,所述保护管装配在所述外壳的至少一部分上方。
167.示例11:根据示例2至10中任一项所述的内窥镜,还包括设置在所述棱镜和所述多个透镜之间的在所述外壳中的后透镜。
168.示例12:根据示例2至10中任一项所述的内窥镜,还包括设置在所述棱镜和在所述透镜管中的所述透镜之间的在所述外壳中的后透镜。
169.示例13:根据示例2至10中任一项所述的内窥镜,还包括设置在所述棱镜和所述透镜管之间的在所述外壳中的后透镜。
170.示例14:根据示例11至13中任一项所述的内窥镜,还包括设置在所述棱镜和所述后透镜之间的光学孔径。
171.示例15:根据示例11至13中任一项所述的内窥镜,其中,所述外壳包括透镜座,所述后透镜被设置在所述透镜座上。
172.示例16:根据示例15所述的内窥镜,其中,所述透镜座具有小于用于接收所述垫片的所述远的部分的垫片座的直径。
173.示例17:根据示例11至16中任一项所述的内窥镜,其中,所述透镜管的所述远端接
触所述后透镜的近的表面。
174.示例18:根据示例11至17中任一项所述的内窥镜,其中,所述垫片使在所述透镜管中的所述透镜与所述后透镜横向对准。
175.示例19:根据示例11至18中任一项所述的内窥镜,其中,所述垫片使在所述透镜管中的所述透镜的光轴与所述后透镜的光轴横向对准。
176.示例20:根据示例11至19中任一项所述的内窥镜,其中,所述垫片在所述后透镜和在所述透镜管中的最远的透镜之间建立纵向分离。
177.示例21:根据示例1至20中任一项所述的内窥镜,其中,所述垫片包括铜。
178.示例22:根据示例1至20中任一项所述的内窥镜,其中,所述垫片包括铜合金。
179.示例23:根据示例1至20中任一项所述的内窥镜,其中,所述垫片包括青铜。
180.示例24:根据示例1至20中任一项所述的内窥镜,其中,所述垫片包括黄铜。
181.示例25:根据示例1至24中任一项所述的内窥镜,其中,所述尖端构件的所述外壳包括铜。
182.示例26:根据示例1至24中任一项所述的内窥镜,其中,所述尖端构件的所述外壳包括铜合金。
183.示例27:根据示例1至24中任一项所述的内窥镜,其中,所述尖端构件的所述外壳包括青铜。
184.示例28:根据示例1至24中任一项所述的内窥镜,其中,所述尖端构件的所述外壳包括黄铜。
185.第6部分
186.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
187.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述一个或多个发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端构件还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光;
188.细长构件,具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;
189.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光;
190.多个非玻璃垫片,在各个所述透镜之间,以在它们之间建立间距。
191.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述非玻璃垫片包括铜合金。
192.示例3:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述非玻璃垫片包括黄铜。
193.示例4:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述非玻璃垫片包括青铜。
194.示例5:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述非玻璃垫片包括铜。
195.示例6:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述非玻璃垫片包括铜而不是铜合金。
196.示例7:根据示例1至6中任一项所述的内窥镜,其中,所述尖端构件包括外壳,所述外壳包括铜。
197.示例8:根据示例1至6中任一项所述的内窥镜,其中,所述尖端构件包括外壳,所述外壳包括铜合金。
198.示例9:根据示例1至6中任一项所述的内窥镜,其中,所述尖端构件包括外壳,所述
外壳包括青铜。
199.示例10:根据示例1至6中任一项所述的内窥镜,其中,所述尖端构件包括外壳,所述外壳包括黄铜。
200.示例11:根据示例1至10中任一项所述的内窥镜,其中,所述非玻璃垫片包括o形环。
201.第7部分
202.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
203.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述一个或多个发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端构件还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光;
204.细长构件,所述细长构件具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;
205.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光,
206.其中,设置在所述细长构件中的所述多个透镜包括不超过三种不同的透过透镜材料。
207.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的所述多个透镜包括不超过三种不同的透过透镜玻璃。
208.示例3:根据示例1所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的多个透镜与在所述尖端构件中的所述前透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜材料。
209.示例4:根据示例1或3所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的多个透镜与在所述尖端构件中的所述前透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜玻璃。
210.示例5:根据示例1所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的多个透镜与在所述尖端构件中的所述前透镜和所述棱镜一起包括不超过三种不同的透过透镜材料。
211.示例6:根据示例1或5所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的多个透镜与在所述尖端构件中的所述前透镜和所述棱镜一起包括不超过三种不同的透过透镜玻璃。
212.示例7:根据示例1所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的多个透镜与在所述尖端构件中的所述前透镜、所述棱镜和后透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜材料。
213.示例8:根据示例1或7所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的多个透镜与在所述尖端构件中的所述前透镜、所述棱镜和所述后透镜包括不超过三种不同的透过透镜玻璃。
214.示例9:根据示例1所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的多个透镜与在所述尖端构件中的所述前透镜和后透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜材料。
215.示例10:根据示例1或9所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的多个透镜与在所述尖端构件中的所述前透镜和所述后透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜玻璃。
216.示例11:根据示例1至10中任一项所述的内窥镜,还包括在所述细长构件中的至少一个无动力杆。
217.示例12:根据示例11所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的所述多个透镜
和所述至少一个无动力杆包括不超过三种不同的透过透镜材料。
218.示例13:根据示例11或12所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的所述多个透镜和所述至少一个无动力杆包括不超过三种不同的透过透镜玻璃。
219.示例14:根据示例11所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的所述多个透镜和所述至少一个无动力杆与在所述尖端构件中的所述前透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜材料。
220.示例15:根据示例11或14所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的所述多个透镜和所述至少一个无动力杆与在所述尖端构件中的所述前透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜玻璃。
221.示例16:根据示例11所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的所述多个透镜和所述至少一个无动力杆与在所述尖端构件中的所述前透镜和所述棱镜一起包括不超过三种不同的透过透镜材料。
222.示例17:根据示例11或16所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的所述多个透镜和所述至少一个无动力杆与在所述尖端构件中的所述前透镜和所述棱镜一起包括不超过三种不同的透过透镜玻璃。
223.示例18:根据示例1所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的所述多个透镜和所述至少一个无动力杆与在所述尖端构件中的所述前透镜和后透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜材料。
224.示例19:根据示例1或18所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的所述多个透镜和所述至少一个无动力杆与在所述尖端构件中的所述前透镜和后透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜玻璃。
225.示例20:根据示例1所述的内窥镜,其中,设置在所述细长构件中的所述多个透镜和所述至少一个无动力杆与在所述尖端构件中的所述前透镜、所述棱镜和后透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜材料。
226.示例21:根据示例1或20所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的所述多个透镜和所述至少一个无动力杆与在所述尖端构件中的所述前透镜、所述棱镜和后透镜一起包括不超过三种不同的透过透镜玻璃。
227.示例22:根据示例1至21中任一项所述的内窥镜,其中,所述透镜中的任何一个包括在其上的光学涂层。
228.示例23:根据示例22所述的内窥镜,其中,所述光学涂层包括与所述透镜不同的材料,所述光学涂层沉积在所述透镜上。
229.示例24:根据示例22所述的内窥镜,其中,所述光学涂层包括抗反射涂层。
230.示例25:根据示例1至24中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少4。
231.示例26:根据示例1至24中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少5。
232.示例27:根据示例1至24中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少6。
233.示例28:根据示例1至24中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜
的数量包括至少7。
234.示例29:根据示例1至28中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的杆状透镜的数量包括至少3。
235.示例30:根据示例1至28中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少4。
236.示例31:根据示例1至28中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少5。
237.示例32:根据示例1至28中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少6。
238.第8部分
239.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
240.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述一个或多个发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端构件还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光;
241.细长构件,具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;
242.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光,
243.其中,设置在所述细长构件中的所述多个透镜包括不超过八个透镜。
244.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,所述细长构件包括不超过七个透镜。
245.示例3:根据示例1或2所述的内窥镜,还包括在所述细长构件中的无动力杆。
246.示例4:根据示例1或2所述的内窥镜,还包括在所述细长构件中的一个且仅一个无动力杆。
247.示例5:根据示例1至4中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长元件中的所述多个透镜包括由所述透镜中的两个形成的一个且仅一个双透镜。
248.示例6:根据示例5所述的内窥镜,其中,所述双透镜提供色彩校正。
249.示例7:根据示例5或6所述的内窥镜,其中,所述双透镜具有非球面表面。
250.示例8:根据示例7所述的内窥镜,其中,在所述双透镜上的所述非球面表面在双透镜的最近的光学表面上。
251.示例9:根据示例1至6中任一项所述的内窥镜,还包括在所述细长构件中的一个且仅一个非球面光学表面。
252.示例10:根据上述示例中任一项所述的内窥镜,其中,所述细长构件的长度是从5cm至25cm。
253.示例11:根据上述示例中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜管中包括所述多个透镜。
254.示例12:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少4。
255.示例13:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少5。
256.示例14:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少6。
257.示例15:根据示例1至21中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少7。
258.示例16:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的杆状透镜的数量包括至少3。
259.示例17:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少4。
260.示例18:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少5。
261.示例19:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少6。
262.示例20:根据上述示例中任一项的所述内窥镜,其中,所述细长构件的长度是从10cm至20cm。
263.第9部分
264.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
265.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述一个或多个发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端构件还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光;
266.细长构件,具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;以及
267.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光,
268.目镜或相机,由所述前透镜收集的来自所述目标区域的光沿着从所述前透镜穿过所述棱镜和在所述细长构件中的所述多个透镜的光路传播,以形成通过所述目镜或相机可看到的真实图像;
269.其中,不超过十个透镜沿着从所述前透镜到所述实像的光路延伸。
270.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,不超过九个透镜沿着从所述前透镜到所述实像的光路延伸。
271.示例3:根据示例1或2所述的内窥镜,还包括在细长构件中的无动力杆。
272.示例4:根据示例1或2所述的内窥镜,还包括在从所述前透镜到所述实像的所述光路中的一个且仅一个无动力杆。
273.示例5:根据示例1至4中任一项所述的内窥镜,其中,由所述透镜中的两个形成的一个且仅一个双透镜在从所述前透镜到所述实像的所述光路中。
274.示例6:根据示例5所述的内窥镜,其中,所述双透镜提供色彩校正。
275.示例7:根据示例5或6所述的内窥镜,其中,所述双透镜具有非球面表面。
276.示例8:根据示例7所述的内窥镜,其中,在所述双透镜上的所述非球面表面在双透镜的最近的光学表面上。
277.示例9:根据示例1至6中任一项所述的内窥镜,还包括在从所述前透镜到所述实像
的所述光路中的一个且仅一个非球面光学表面。
278.示例10:根据上述示例中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜管中包括所述多个透镜。
279.示例11:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述实像的光路中的透镜的数量包括至少6。
280.示例12:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述实像的光路中的透镜的数量包括至少7。
281.示例13:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述实像的光路中的透镜的数量包括至少8。
282.示例14:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述实像的光路中的透镜的数量包括9。
283.示例15:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的杆状透镜的数量包括至少3。
284.示例16:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少4。
285.示例17:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少5。
286.示例18:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少6。
287.第10部分
288.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
289.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述一个或多个发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端构件还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光;
290.细长构件,具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;以及
291.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光,
292.目镜,由所述前透镜收集的来自所述目标区域的光沿着从所述前透镜穿过所述棱镜和在所述细长构件中的所述多个透镜的光路传播,以形成通过所述目镜可看到的图像;
293.其中,不超过十个透镜沿着从所述前透镜到所述目镜的光路延伸。
294.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,不超过九个透镜沿着从所述前透镜到所述目镜的光路延伸。
295.示例3:根据示例1或2所述的内窥镜,还包括在从所述前透镜到所述目镜的所述光路中的无动力杆。
296.示例4:根据示例1或2所述的内窥镜,还包括在从所述前透镜到所述目镜的所述光路中的一个且仅一个无动力杆。
297.示例5:根据示例1至4中任一项所述的内窥镜,其中,由所述透镜中的两个形成的一个且仅一个双透镜在从所述前透镜到所述目镜的所述光路中。
298.示例6:根据示例5所述的内窥镜,其中,所述双透镜提供色彩校正。
299.示例7:根据示例5或6所述的内窥镜,其中,所述双透镜具有非球面表面。
300.示例8:根据示例7所述的内窥镜,其中,在所述双透镜上的所述非球面表面在双透镜的最近的光学表面上。
301.示例9:根据示例1至6中任一项所述的内窥镜,还包括在从所述前透镜到所述目镜的所述光路中的一个且仅一个非球面光学表面。
302.示例10:根据上述示例中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜管中包括所述多个透镜。
303.示例11:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述目镜的光路中的透镜的数量包括至少6。
304.示例12:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述目镜的光路中的透镜的数量包括至少7。
305.示例13:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述目镜的光路中的透镜的数量包括至少8。
306.示例14:根据示例1至12中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述目镜的光路中的透镜的数量包括9。
307.示例15:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的杆状透镜的数量包括至少3。
308.示例16:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少4。
309.示例17:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少5。
310.示例18:根据示例1至16中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少6。
311.第11部分
312.示例1:一种用于对身体内的目标区域成像的内窥镜,包括:
313.尖端构件,包括一个或多个发光设备,所述一个或多个发光设备被配置为将照明引导至所述目标区域的至少一部分,所述尖端构件还包括前窗,所述前窗被设置成当所述尖端在所述身体中时接收来自所述目标区域的光,所述尖端构件还包括棱镜,所述棱镜用于重定向透射通过所述前窗的光;
314.细长构件,具有近端和远端,所述尖端构件在所述远端处;
315.多个透镜,沿着在所述细长构件中的光路设置,以接收透射通过所述前窗的来自所述棱镜的光;以及
316.相机,由所述前透镜收集的来自所述目标区域的光沿着从所述前透镜穿过所述棱镜和在所述细长构件中的所述多个透镜的光路传播,以形成通过所述相机可看到图像;
317.其中,不超过十个透镜沿着从所述前透镜到所述相机的光路延伸。
318.示例2:根据示例1所述的内窥镜,其中,不超过九个透镜沿着从所述前透镜到所述相机的光路延伸。
319.示例3:根据示例1或2所述的内窥镜,还包括在从所述前透镜到所述相机的所述光
路中的无动力杆。
320.示例4:根据示例1或2所述的内窥镜,还包括在从所述前透镜到所述相机的所述光路中的一个且仅一个无动力杆。
321.示例5:根据示例1至4中任一项所述的内窥镜,其中,由所述透镜中的两个形成的一个且仅一个双透镜在从所述前透镜到所述相机的所述光路中。
322.示例6:根据示例5所述的内窥镜,其中,所述双透镜提供色彩校正。
323.示例7:根据示例5或6所述的内窥镜,其中,所述双透镜具有非球面表面。
324.示例8:根据示例7所述的内窥镜,其中,在所述双透镜上的所述非球面表面在双透镜的最近的光学表面上。
325.示例9:根据示例1至6中任一项所述的内窥镜,还包括在从所述前透镜到所述相机的所述光路中的一个且仅一个非球面光学表面。
326.示例10:根据示例1至10中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述相机的光路中的透镜的数量包括至少6。
327.示例11:根据示例1至10中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述相机的光路中的透镜的数量包括至少7。
328.示例12:根据示例1至10中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述相机的光路中的透镜的数量包括至少8。
329.示例13:根据示例1至10中任一项所述的内窥镜,其中,在从所述前透镜到所述相机的光路中的透镜的数量包括9。
330.示例14:根据示例1至14中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的杆状透镜的数量包括至少3。
331.示例15:根据示例1至14中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少4。
332.示例16:根据示例1至14中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少5。
333.示例17:根据示例1至14中任一项所述的内窥镜,其中,在所述细长构件中的透镜的数量包括至少6。
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