观测仪器的制作方法

观测仪器在用肉眼不能观测或仅能有限程度地观测感兴趣的物体的所有技术领域中都十分有用。为此目的，观测仪器具有便于观测或首先能够观测的光学系统。观测仪器的面朝待观测物体的端被指定为远端，而观测仪器的面朝观测者的端被指定为近端。

根据要观测的内容，有不同类型的观测仪器，包括例如望远镜、潜望镜、显微镜和内窥镜。

为了防止光学系统发生损坏、污染或其它退化，观测仪器通常至少在由用户操作并被紧密地引导到眼睛上的近端处被观察窗封闭，所述观察窗旨在防止灰尘和水分进入。在大多数情况下，观察窗固定在观察窗支座中。可以在观测仪器的远端设置另一个窗。观察窗以及设置在观测仪器的远端处的窗都可以具有光学活性表面，例如弯曲表面。

将观察窗固定在观察窗支座中比较复杂，并且这里经常与粘合剂粘合组合地使用螺钉连接。为了实现完全密封，有时使用额外的诸如o形环之类的密封元件。

ep0666054a1公开了一种内窥镜，其中封闭光学器件的窗通过钎焊或熔接连接至窗支座。然而，这同样比较复杂并且导致部件的热载荷增加，这是不希望的。

因此，本发明的目的是使得可以获得一种在上述问题方面得到改进的观测仪器。

根据本发明，该目的通过这样一种观测仪器来实现，所述观测仪器具有近端和远端，其中所述观测仪器的所述近端被观察窗封闭，所述观察窗固定在观察窗支座中，所述观测仪器被进一步改进成这样，即：所述观察窗和所述观察窗支座至少部分地利用由可注塑成型材料制成的固定主体封装，该固定主体将所述观察窗密封地固定在所述观察窗支座中。此外，用于附加仪器的固定元件布置在所述观测仪器的所述近端处，并且所述固定元件至少部分地与所述固定主体一体地形成。

该改进省去了产生螺纹连接和/或粘合剂粘合所需的手动工作步骤，还省去了粘合剂粘合的固化的等待时间。同时，它确保了所述观察窗的高效的固定和密封。

现代观测仪器通常与诸如摄像机、滤光器之类的其它仪器一起使用，并且为了接纳这些附加仪器，它们在近端处具有固定元件。通过本发明还另外大大地简化了这种固定元件的生产和/或组装。

根据本发明的特定实施方式，所述观测仪器是内窥镜，所述内窥镜具有：轴，所述轴具有远端和近端；布置在所述轴的所述远端处的物镜；布置在所述轴的所述近端处的主体；以及布置在所述主体处和/或中的目镜，其中所述观察窗是目镜窗，并且其中所述观察窗支座是目镜窗支座。

内窥镜经常用于医学和技术中，以便检查患者中难以接近的体腔或者机器中难以接近的区域和/或在相应的体腔或区域中进行干预。虽然经常使用具有集成照相机的视频内窥镜，但是在医学中特别广泛地使用具有光学图像载体的内窥镜，该图像载体将来自物镜的图像传输至目镜，在该目镜下可以用肉眼或借助外部照相机观测该图像。这种内窥镜(也称为光学内窥镜)可以具有整体更纤细的设计，因此对患者来说比视频内窥镜更为柔和。根据内窥镜的设计和使用，使用光纤型图像载体或透镜型图像载体。

特别是医用内窥镜在两次使用之间所需要的处理中暴露于极端条件。例如，它们经受高温和高压水蒸气。因此，对目镜窗的密封有特别严格的要求。

在这种密封的根据现有技术的一个实施方式中，尽管有密封，但在内窥镜的处理期间，仍会发生非常少量的蒸汽能够穿过密封件扩散的情况。为了避免这种水分对光学器件造成损坏，通常在目镜中安装由强吸湿材料制成的干燥剂体并且该干燥剂体吸收水分。这些干燥剂体需要额外的安装空间，同时吸湿材料(例如氯化钙)可长期具有腐蚀作用。

相应的改进确保了目镜窗的高效的固定和密封，从而可以省去将干燥剂体引入目镜中。

当观测仪器被设计为内窥镜时，根据本发明的另一个实施方式的所述固定元件可以是目镜杯。

目镜杯最初设置在内窥镜上，以便允许目镜舒适地放置在用户的眼睛上。考虑到视频技术的广泛使用，现代内窥镜中的目镜杯主要用于提供能安装摄像机的可能性。目镜杯通常在目镜窗固定后拧到目镜上。通过使目镜杯至少部分地与固定主体一体地形成，进一步简化了内窥镜的生产。

在根据本发明的观测仪器的可能实施方式中，所述固定元件可以是多部件设计，其中所述固定元件的第一部件与所述固定主体一体地形成，并且其中所述固定元件的至少一个另外部件通过形状配合接合、压入配合接合和/或整体粘合而连接到所述固定元件的所述第一部件。通过固定元件的多部件设计，例如能够更换固定元件的易于磨损的部件，而不影响固定元件的与固定主体一体地形成的部件。固定元件的这些部件之间的连接可以是例如插入式连接、螺纹连接、卡扣和/或粘合剂粘合。

在根据本发明的观测仪器的特定实施方式中，可以在所述固定元件中布置至少一个电气元件。

根据本发明的观测仪器的优选改进方案，所述至少一个电气元件可以布置在所述固定元件的所述第一部件和另外部件之间。在这种情况下，所述至少一个电气元件可以装配到固定元件的第一部件上，或者可以嵌入设置在所述第一部件中的凹口中，然后可以由所述固定元件的另外部件固定。

在根据本发明的观测仪器的另一个实施方式中，所述至少一个电气元件可以连接到至少一个电引线，该至少一个电引线穿过所述固定主体延伸到所述观测仪器中。由此允许在至少一个电气元件和观测仪器的内部之间进行电气连通，而不会对观测仪器的密封产生不利影响。在这种情况下，优选地在所述观察窗和所述观察窗支座的注塑成型封装之前装配所述至少一个电引线，然后通过注塑成型封装将该至少一个电引线密封地封闭。

在根据本发明的观测仪器的一个可能的实施方式中，所述至少一个电气元件可以是线圈或可以包括线圈。该线圈可以优选地是用于向观测仪器中的至少一个电负载供电的无线能量传输装置的一部分。例如从申请人的专利申请de102016108095可知这种无线能量传输装置。

所述至少一个电负载可包括光源和/或加热器和/或致动器和/或视频芯片。

下面基于附图中示出的若干实施例更详细地说明本发明，在附图中：

图1示出了内窥镜；

图2示出了根据图1的现有技术的内窥镜的目镜；

图3示出了内窥镜的目镜；

图4示出了根据本发明的一个实施方式的内窥镜的目镜；

图5示出了根据本发明另一个实施方式的内窥镜的目镜；

图6示出了根据本发明的又一个实施方式的内窥镜的目镜。

图1示出了具有轴2的内窥镜1，轴2具有远端3和近端4。物镜(未示出)布置在轴2的远端3中，并且该轴的近端4终止于主体5。主体5与目镜6邻接，目镜6具有目镜杯7。

通过布置在远端3处的物镜(未示出)将要观测的物品成像到中间图像上，该中间图像由光学图像载体(同样未示出)传送至目镜6。该图像载体可以例如是中继透镜系统或相干光学纤维束。这种纤维束在具有柔性轴的内窥镜中特别有用。

通过目镜6，可以用肉眼或用照相机观察借助于图像载体传送的中间图像。因此，目镜杯7用于支撑观测者的眼睛或者固定照相机。

此外，在主体5上布置有导光连接件8，光源可以直接或经由光缆附接至该导光连接件8。

图2示出了目镜6的一部分的结构。该部分由目镜透镜系统10组成，目镜透镜系统10固定在目镜支座11中。目镜支座11则由目镜窗支座12围绕，目镜窗13密封地嵌入目镜窗支座12中。

目镜窗13支承在目镜窗支座12的外周凸部14上，并由联管螺母15保持。目镜窗13、目镜窗支座12以及联管螺母15为了避免水分进入到目镜6中而在外周处粘合地粘结到彼此。为了吸收仍然进入目镜6的水分，在目镜6中布置由强吸湿性材料(例如氯化钙(cacl))制成的干燥剂环16。

此外，在目镜窗支座12上设置有螺纹17，目镜杯7可以拧到该螺纹17上。

所示的目镜6的组装比较复杂并且需要大量的经验。具体而言，由于如果联管螺母15和目镜窗13之间的按压力太小则不能获得密封连接，因此联管螺母15的放置容易出错。相反，如果按压力太大，则存在目镜窗13被损坏的危险。

图3示出了内窥镜的目镜的结构，但是为了清楚起见，省略了目镜透镜系统和目镜支座。

该目镜同样包括目镜窗支座22，目镜窗23嵌入目镜窗支座22中。目镜窗23支承在目镜窗支座22的内凸部24上。

为了将目镜窗23固定在目镜窗支座22上，目镜窗23和目镜窗支座22部分地由固定主体30封装，该固定主体30由可注塑成型的材料制成。合适材料的示例是聚烯烃、聚苯乙烯或聚酰胺。

通过注塑成型进行封装，将目镜窗23相对于目镜窗支座22完全密封，使得没有水分可以进入目镜。因此可以实现在目镜中没有干燥剂环。

设置在目镜窗支座22中的外周槽31由固定主体30填充，因此，通过形状配合式接合附加地将固定主体30保持在目镜窗支座22上。

图4示出了根据本发明的一个实施方式的另一内窥镜的目镜的结构。再次忽略了目镜透镜系统和目镜支座。

该目镜也具有目镜窗支座42和目镜窗43，它们通过注塑成型部分地由固定主体50封装。在所示的实施例中，固定主体50被构造成目镜杯。以此方式，进一步简化了相应内窥镜的制造。

图5示出了根据本发明的另一个实施方式的内窥镜的目镜。该目镜基本上对应于图4所示的目镜，并且包括目镜窗支座62和目镜窗63，目镜窗支座62和目镜窗63由固定主体70密封地连接。固定主体70也被构造成目镜杯。

一个特别的方面在于，在固定主体70中布置有电气元件75，并且在本实施例中，该电气元件75采取相对于目镜同心布置的耦合线圈的形式。如在申请人的专利申请de102016108095中所述，例如来自放置到目镜杯上的照相机头的电能可以通过该线圈无线地传输至内窥镜。电能通过电引线76传输到目镜的内部，为此目的，引线76穿过目镜窗支座62布设。

电气负载77布置在目镜内部并且经由电引线76供电。电气负载77可以包括光源如led和/或加热器。

电引线76穿过目镜窗支座62的位置位于固定主体70的区域中，因此被完全密封。

在图5所示的实施例中，电气元件75通过注塑成型用固定主体75封装，为此目的，电气元件必须定位在注塑模具中。为此，可以使用支撑主体(未示出)，该支撑主体将电气元件75固定在目镜窗支座62上并且同样通过注射成型而被完全封装。

图6示出了目镜的另选实施方式。该目镜也包括目镜窗支座82和目镜窗83，它们借助固定主体90密封连接。这里，固定主体90仅形成目镜杯的一部分，该目镜杯由另外部分94补充。固定主体90和另外部分94之间布置有电气元件95，该电气元件95借助电引线96连接到电负荷97。

固定主体和部分94可以通过螺纹连接、插头连接、卡扣和/或粘合剂粘合来连接。

尽管这里结合电气元件在目镜杯中的固定描述了由固定主体构成的目镜杯和单独元件的两部件结构，但是该实施方式也是有利的，并且与电气元件的固定无关。因此，可以通过更换额外元件来修复损坏的目镜杯，而不必更换固定主体。充分维持了目镜的密封。

尽管上面已经主要针对内窥镜描述了本发明，但是本发明同样可以在其它观测仪器的生产中采用，例如用于望远镜、定位镜、显微镜，潜望镜等。