專利名稱：包括光傳導(dǎo)光學(xué)器件殼體的影像傳導(dǎo)光學(xué)組件的制作方法
包括光傳導(dǎo)光學(xué)器件殼體的影像傳導(dǎo)光學(xué)組件
背景技術(shù)：
光纖束在光纖部件制造領(lǐng)域中是已知的，其中包括第一組成像光纖 和第二組照明光纖，第二組照明光纖與第一組成像光纖束扎在一起，并
光纖的縱軸的平面中;二〗設(shè)置。在光纖:界中還已知的是:i種;的 目的在于，在需要獲取和傳送影像的物體的鄰近處形成照明"光環(huán)"， 其中影像經(jīng)由成束的成像光纖傳送到遠(yuǎn)程傳感位置。這種"光環(huán)"光纖
束的示例示意性地表現(xiàn)在圖1A中。典型地，如圖1A中所示的裝置由
內(nèi)光纖束和外光纖束組裝而成，其中，外束包括將光從一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程 源傳輸?shù)酵馐廨敵龆说恼彰鞴饫w，內(nèi)束包括具有鄰近于聚焦光學(xué)器件 (例如，成對透鏡)設(shè)置的影像輸入端的成像光纖。為了容裝聚焦光學(xué)
器件，制造如圖1B所示的結(jié)構(gòu)。在圖1B中的束中，外照明束的光輸 出端延伸超出內(nèi)成像束的影像輸入端，以限定用于安裝聚焦光學(xué)器件的 空隙或通道。例如，當(dāng)內(nèi)束和外束為柱形時(shí)，限定柱形空隙，并且對于 不同剖面的束幾何形狀進(jìn)行類似設(shè)置。
在制造如圖1B中所示的通常結(jié)構(gòu)的可被照明的影像傳輸光纖束時(shí) 存在困難。第一種典型的制造方法包括分別制造內(nèi)束和外束，并之后將 內(nèi)束引入外束中。第二種方法包括制造內(nèi)束，然后將外束光纖圍繞內(nèi)束 組裝和緊固。在任一情況下，通常小而脆弱的結(jié)構(gòu)需要通過非常熟練的 操作者和/或非常復(fù)雜的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行處理，這都增加了制造成本。 而且，組裝所需的公差、特別是與第一種方法相關(guān)的組裝公差，難以保 持并經(jīng)常減小了部件的可用表面。進(jìn)一步地，在使外束圍繞內(nèi)束設(shè)置之 前，至少內(nèi)束端面必須精加工(例如，磨光和拋光)，這增大了在隨后 的制造加工步驟中使精加工內(nèi)面受損的可能性。在又一另外的可替代方 案中，相互熔合的成像光纖的端部分被切削掉以形成相對于周邊光發(fā)射 面凹入的影像輸入面，從而形成空隙或通道而使例如一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元 件(例如，透鏡)安裝在空隙或通道中，用于將影像聚焦到影像輸入面上。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)水平的典型示例中，被安裝在空隙或通道中且鄰近 于影像輸入面的光學(xué)器件被永久性安裝，并且因而不可更換。應(yīng)認(rèn)識到 的是，用于形成通道以容納光學(xué)器件的機(jī)加工使得熔合的影像束遭受損 壞，例如構(gòu)成光纖的剝落或破裂，如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)易于認(rèn)識到的是， 這樣將導(dǎo)致經(jīng)由影像束進(jìn)行的影像輸入和傳輸性能惡化。而且，拋光凹 入影像輸入面是困難的，并可導(dǎo)致周圍照明光纖的損壞。
因此，需要一種筒化的組件，其包括可被照明的影像傳輸光纖束和 用于將影像聚焦至其影像輸入面的光學(xué)器件。而且，需要能夠與影像輸 入面、可替代光學(xué)器件組保持光學(xué)連通的這種類型的組件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一示例性實(shí)施例，可被照明的影像傳導(dǎo)光學(xué)組件包括可被 照明的影像傳輸光纖束(也被稱為"可被照明的影像束，，)和被設(shè)置成 與可被照明的影像束協(xié)作地聯(lián)接的光學(xué)器件殼體。可被照明的影像束具 有內(nèi)影像傳導(dǎo)束，其包括第一和第二影像束端以及在所述第一和笫二 端之間延伸的多個(gè)光傳導(dǎo)成像導(dǎo)管。每一成像導(dǎo)管包括第一和第二端并 能夠在所述第一和第二端之間通過內(nèi)部全反射而傳導(dǎo)光。所述成像導(dǎo)管 的第一端終止于所述第一影像束端并在所述第一影像束端處限定一影 像輸入面，所述成像導(dǎo)管的第二端終止于所述第二影像束端并在所述第 二影像束端處限定一影像輸出面。
多個(gè)照明導(dǎo)管圍繞所述影像傳導(dǎo)束沿周向設(shè)置。每一照明導(dǎo)管包括 光收集端和與所述光收集端反向設(shè)置的光發(fā)射端。如同成像導(dǎo)管一樣， 照明導(dǎo)管能夠在光收集端與光發(fā)射端之間通過內(nèi)部全反射而傳送光。在 典型實(shí)施例中，多個(gè)光發(fā)射端組合限定光輸出面。而且，通常所述光輸 入面比所述影像傳導(dǎo)束的影像輸出面更接近于影像輸入面。
光學(xué)器件殼體在第一和第二殼體端之間延伸，并包括殼體壁，所述 殼體壁至少部分地由透明材料制成。為了說明本說明書和所附權(quán)利要求 書，"透明，，是指"不是完全或全部不透明"。相應(yīng)地，在此限定的"透 明"覆蓋從完全透明至基本上不透明但不是完全不透明的范圍。殼體壁 包括反向設(shè)置的光入口端和光出口端以及在光入口端與光出口端之間 延伸的內(nèi)表面和外表面。而且，殼體壁的內(nèi)表面限定了內(nèi)部光學(xué)器件通 道。光學(xué)器件通道被設(shè)置成容納包含至少一個(gè)光學(xué)元件的光學(xué)元件組， 在非限制性示例中，光學(xué)元件例如為諸如透鏡之類的聚焦元件，或分級折射系數(shù)元件，濾光器，諸如遮光板之類的光學(xué)隔離元件，和諸如鏡 或鏡面之類的反射元件。
在操作模式中，所述光學(xué)器件殼體與所述可被照明的影像傳輸光纖
束協(xié)作地聯(lián)接，使得(i)由所述光學(xué)器件殼體容納的所述至少一個(gè)光 學(xué)元件中的至少一個(gè)與所述影像傳導(dǎo)束的影像輸入面光學(xué)連通，以利于 將處于所述光學(xué)器件通道之外的關(guān)注物體的影像投影至所述影像傳導(dǎo) 束的影像輸入面上；和(ii)由所述多個(gè)光發(fā)射端限定的所述光輸出面 與所述光學(xué)器件殼體的光入口端光學(xué)連通，使得被引入照明導(dǎo)管的光收 集端中的光進(jìn)入所述殼體壁的光入口端，用于傳送到所述殼體壁的光出 口端和從所述光出口端發(fā)射，以幫助照明將在所述影像輸入面上成像的 物體。
在如所附權(quán)利要求書限定的各種方案的預(yù)見范圍內(nèi)可以設(shè)想的是 一種套件，其滿足以下中的至少一種(i)可被照明的影像傳輸光纖束 和光學(xué)器件殼體被設(shè)置成選擇性地協(xié)作地聯(lián)接，使得光學(xué)器件殼體能夠 可選擇地從可被照明的影像傳輸光纖束移除或附接到可被照明的影像 傳輸光纖束；和(ii)光學(xué)器件殼體和光學(xué)元件組被設(shè)置為使得光學(xué)元 件組能夠選擇性地保持在光學(xué)器件通道內(nèi)和從光學(xué)器件通道移除。各種 這樣的套件包括以下中的至少一種(i)包括至少兩個(gè)光學(xué)器件殼體的 成組的光學(xué)器件殼體；和(ii)包括至少兩個(gè)光學(xué)元件組的組。在第一 種情況下，光學(xué)器件殼體可以可替代地附接到可被照明的影像傳輸光纖 束，而在第二種情況下，多個(gè)光學(xué)元件組可以可替代地保持在光學(xué)器件 通道內(nèi)。雖然任一種選擇均增加了組合套件的通用性，不過，與單獨(dú)采 用任一選擇的情況相比，其中光學(xué)器件殼體和光學(xué)元件組均可更換的方 案可以選擇性組裝具有更多數(shù)量的協(xié)作聯(lián)接部件組合。
在提供光學(xué)器件殼體聯(lián)接的各種方案的優(yōu)點(diǎn)中，例如在前述的具有 可被照明的影像束的方案的優(yōu)點(diǎn)中，包括(i)消除了困難和昂貴技術(shù)， 例如，切離成像光纖的一部分以形成用于安裝光學(xué)器件的空隙；(ii)有 利于將分立的照明光纖"混合"為進(jìn)入殼體的照明光；和(iii)殼體和 相關(guān)光學(xué)器件或殼體內(nèi)光學(xué)元件組的互換性，不過，前兩種優(yōu)點(diǎn)可在不 同方案中實(shí)現(xiàn)，其中，光學(xué)器件殼體和光學(xué)元件組中的至少一種被永久 性固定。
代表性的非限制性實(shí)施例在以下的詳細(xì)描述和附圖中更全面地描
9述和圖示。


圖1A顯示出傳統(tǒng)的可被照明的影像傳輸光纖束，其中，相鄰熔合 影像傳導(dǎo)光纖的內(nèi)束，或稱成像光纖，由多個(gè)照明光纖沿周向圍繞；
圖1B圖示出可被照明的影像傳輸光纖束，其中，在內(nèi)影像傳導(dǎo)束 一端處限定的影像輸入面相對于由多個(gè)照明光纖的發(fā)光端匯集限定的 周向發(fā)光面而凹入，以形成空隙或通道， 一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件(例如透 鏡)安裝到所述空隙或通道中，用于將影像聚焦到影像輸入面上；
圖2圖示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案的可被照明的影像傳導(dǎo)光學(xué)組 件，其中包括具有透明殼體壁的光傳導(dǎo)光學(xué)器件殼體和與光學(xué)器件殼體 協(xié)作地聯(lián)接的可被照明的影像束，其中殼體壁限定了容納光學(xué)元件組的 光學(xué)器件通道；
圖2A是圖1所示平面IIA中的剖視圖2B是圖1所示平面IIB中的剖視圖3顯示出作為圖2所示組件的替代方案的光學(xué)組件，其中，內(nèi)影 像傳導(dǎo)束的影像輸入面延伸超出由照明導(dǎo)管的發(fā)光端限定的光輸出面， 從而限定臺階肩，光學(xué)器件殼體的一部分圍繞臺階肩沿周向設(shè)置安裝；
圖3A是圖3所示平面IIIA中的剖視圖4A圖示出示例性實(shí)施例，其中，光學(xué)器件殼體和可被照明的影 像束被設(shè)置為能夠選擇性地螺紋聯(lián)接；
圖4B圖示出作為圖4A所示組件的替代方案的實(shí)施例，其中，光 學(xué)器件殼體和可被照明的影像束被設(shè)置為能夠選擇性地螺紋聯(lián)接；
圖5A顯示出一個(gè)實(shí)施例，其中，無論光學(xué)器件殼體是否能夠選擇 性地分離于可被照明的影像束，光學(xué)元件組均能夠選擇性地保持在光學(xué) 器件殼體的光學(xué)器件通道內(nèi)；和
圖5B例示出另一可替代方案，其中，光學(xué)元件組能夠選擇性地保 持在光學(xué)器件殼體的光學(xué)器件通道內(nèi)。
具體實(shí)施例方式
以下將對與可被照明的影像傳輸光纖束進(jìn)行光學(xué)聯(lián)接的光傳導(dǎo)光 學(xué)器件殼體的各種實(shí)施例進(jìn)行描述，這些描述實(shí)際上是示例性的，因而 其不是用于限制本發(fā)明的范圍或者其應(yīng)用或使用。因此，在發(fā)明內(nèi)容和具體實(shí)施方式
中所述的各種實(shí)施方式、實(shí)施方案、示例和實(shí)施例，實(shí)際上是在所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的非限制性示例，而不是用于限定權(quán)利要 求的最大范圍。
在圖2、 2A和2B中所示的第一示例性結(jié)構(gòu)中，柱形的光傳導(dǎo)光學(xué) 器件殼體IOO在開放的第一殼體端110和第二殼體端112之間延伸。殼 體壁114在第一殼體端110和第二殼體端112之間延伸，并包括光入口 端116和光出口端118，光入口端116和光出口端118分別與第一殼體 端110和第二殼體端112重合。而且，殼體壁114還包括在光入口端116 與光出口端118之間延伸的內(nèi)表面115a和外表面115b。殼體壁114限 定光學(xué)器件通道120，光學(xué)器件通道120由內(nèi)表面115a限定并被設(shè)置為 容納包含至少一個(gè)光學(xué)元件的光學(xué)元件組130。在圖2的示例性實(shí)施例 中，光學(xué)元件組130包括成對的透鏡132，成對透鏡132包括第一透鏡 132a和第二透鏡132b。不過，應(yīng)理解的是，在不同示例中的光學(xué)元件 組可另外地或可替代地包括笫一透鏡132a和第二透鏡132b中的任一個(gè) 或兩個(gè)，在非限制性示例中，可包括以下中的至少一種(i)另外的透 鏡，(ii)分級折射系數(shù)聚焦元件，(iii)諸如棱鏡、光柵或棱柵之類的 色散元件，和(iv)光纖。殼體壁114的至少一部分是透明的，使得經(jīng) 由光入口端116被引入殼體壁114中的光被傳送通過殼體壁114而從光 出口端118發(fā)射。
仍然參見圖2，光學(xué)器件殼體IOO和容納其中的光學(xué)元件組130與 可被照明的影像傳輸光纖束200光學(xué)連通(即，光學(xué)聯(lián)接)，其中可被 照明的影像傳輸光纖束200為了簡便起見可被稱為可被照明的影像束 200或稱為一些類似表述?？杀徽彰鞯挠跋袷?00包括內(nèi)影像傳導(dǎo)束 210，內(nèi)影像傳導(dǎo)束210具有第一影像束端210和第二影像束端214以 及在第一影像束端212與第二影像束端214之間延伸的多個(gè)光傳導(dǎo)成像 導(dǎo)管220 (例如光纖)。參見圖2和2B，每一成像導(dǎo)管220均包括第一 端222和第二端224，并包括具有成像芯折射系數(shù)的光學(xué)傳送芯230。 每一芯230由包層材料232包圍，包層材料232的成像包層折射系數(shù)低 于成像芯折射系數(shù)，使得光基于對現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員而言公 知的原理利用內(nèi)部全反射而傳播通過成像導(dǎo)管220。成像導(dǎo)管220的第 一端222終止于第一影像束端212并與第一影像束端212共同限定了影 像輸入面216。類似地，成像導(dǎo)管220的第二端224終止于第二影像束 端214并在第二影像束端214處限定了影像輸出面218。沿影像傳導(dǎo)束210的周向設(shè)置有多個(gè)成束的照明導(dǎo)管250 (例如光 纖)。每一照明導(dǎo)管250包括第一光收集端252和與光收集端252反向 設(shè)置的第二光發(fā)射端254。在可替代的示例中，照明導(dǎo)管250的光收集 端252收集來自單一遠(yuǎn)程光源(未示出)或來自多個(gè)遠(yuǎn)程光源(未示出) 的光。多個(gè)光發(fā)射端254組合限定光輸出面258。在圖2中的特定的可 ^L照明的影像束200中，光輸出面258圍繞影像導(dǎo)管220的第一端222 環(huán)形設(shè)置，使得光輸出面258和影像輸入面216形成第一公共面270。 而且，在圖2中的特定示例中，第一公共面270是平面，但在本發(fā)明設(shè) 想范圍內(nèi)的不同示例中可被可替代地設(shè)置。而且，在可替代的示例中， 永久保持光學(xué)聯(lián)接，例如，通過以下方式實(shí)現(xiàn)將粘接劑(例如，光學(xué) 環(huán)氧樹脂Eo)涂覆于可被照明的影像束200的光輸出面258與光學(xué)器 件殼體100的光入口端116之間。
圖3和3A中所示為圖2、2A和2B中所示實(shí)施例的可替代實(shí)施例。 在大多數(shù)結(jié)構(gòu)中，圖3和3A的示例包括的元件類似于圖2-2B的示例 的元件，因此，使用相同的附圖標(biāo)記表示與兩個(gè)可替代示例相關(guān)的相似 元件。在圖3和3A的示例中，影像傳導(dǎo)束210的影像輸入面216不與 光輸出面258限定公共面，例如在圖2中所示的公共面270。更具體地， 雖然在圖3和3A的示例中照明導(dǎo)管250的光發(fā)射端254限定了圍繞影 像傳導(dǎo)束210環(huán)形設(shè)置的光輸出面258，不過，光輸出面258相對于影 像輸入面216凹入一距離DR，使得臺階肩272將影像輸入面216與光 輸出面258分離。如圖3中所示，使影像輸入面216延伸超出光輸出面 258的結(jié)構(gòu)，有利于使影像傳導(dǎo)束210的長度的一部分突出進(jìn)入具有適 合尺寸的光學(xué)器件殼體100的光學(xué)器件通道120中。圖3A中所示為圖 3中剖面IHA中的視圖，其中沿影像傳導(dǎo)束210的一部分進(jìn)行剖面并顯 示出，影像傳導(dǎo)束210沿此突出部分被光學(xué)器件殼體100包圍。在例如 圖3所示的示例中，諸如環(huán)氧樹脂E之類的粘接劑可例如涂覆于沿影像 傳導(dǎo)束210和光學(xué)器件殼體100的長度的重疊部分延伸的臺階肩272的 一部分，以使光學(xué)器件殼體IOO相對于可被照明的影像束200而保持在 固定位置。臺階肩272除了有利于光學(xué)器件殼體100與可被照明的影像 束200之間接合的整體結(jié)構(gòu)完整性之外，還通過提供涂覆以粘接劑的縱 向延伸部分而不需要將粘接劑涂覆于殼體壁114的光入口端116和光輸 出面258，從而在限定于光入口端116與光輸出面258之間的光界面IL處保持了光傳送的完整性。
參見圖4A和4B，在顯示出的可替代的示例中，光學(xué)器件殼體100 螺紋連接到可被照明的影像束200。與這種實(shí)施例相關(guān)的可以預(yù)見的一 個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，能夠選擇性地將不同光學(xué)器件殼體100從可被照明的影像 束200移除和附接到可被照明的影像束200，其中，光學(xué)器件殼體IOO 保持有具有不同光學(xué)元件的光學(xué)元件組130。圖4A中的示例性實(shí)施例 在大多數(shù)方面類似于圖2中的情況，因而使用相似的附圖標(biāo)記表示類似 的元件。不過，在圖4A的示例中，可被照明的影像束200的長度的始 于光輸出面258的一部分設(shè)置有第一外螺紋結(jié)構(gòu)282。在圖示的特定示 例中，外螺紋結(jié)構(gòu)282形成在圍繞可被照明的影像束200的長度的一部 分而環(huán)形固定的第一螺紋領(lǐng)部280上。不過，應(yīng)認(rèn)識到的是，可被照明 的影像束200可通過其他方式設(shè)置有外螺紋結(jié)構(gòu)282。類似地，光學(xué)器 件殼體100的長度的始于光入口端116并朝向光出口端118延伸的一部 分已經(jīng)圍繞第二螺紋領(lǐng)部180固定，第二螺紋領(lǐng)部180含有第二外螺紋 結(jié)構(gòu)182。光學(xué)器件殼體100和可被照明端影像束200通過內(nèi)螺紋聯(lián)接 器300而選擇性地聯(lián)接，內(nèi)螺紋聯(lián)接器300在其中限定了使第一外螺紋 結(jié)構(gòu)282的螺紋被螺紋連接在其中的第一內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)302a以及使第二 外螺紋結(jié)構(gòu)182的螺紋被螺紋連接在其中的第二內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)302b。應(yīng) 理解的是，可替代的示例可包括一種內(nèi)螺紋聯(lián)接器300，這種內(nèi)螺紋聯(lián) 接器300圍繞可被照明的影像束200和光學(xué)器件殼體100中的一個(gè)而被 永久性固定(例如，不通過螺紋連接)，而可被照明的影像束200和光 學(xué)器件殼體100中的另一個(gè)被螺紋連接到這種螺紋聯(lián)接器300中。
參見圖4B，其中顯示出的示例包括如在圖3的示例中顯示出的臺 階肩272。對于在圖4B和圖3中的示例中類似的元件，其通過相似的 附圖標(biāo)記表示?，F(xiàn)在參見圖4B，臺階肩272的沿內(nèi)影像傳導(dǎo)束210的 長度一部分延伸的至少一部分含有內(nèi)束外螺紋292。在所示特定的示例 中，內(nèi)束外螺紋292圍繞內(nèi)束螺紋領(lǐng)部2卯的外表面被限定，其中內(nèi)束 螺紋領(lǐng)部290圍繞內(nèi)束210的突出超出光輸出面258的部分凈皮固定。不 過，應(yīng)認(rèn)識到的是，內(nèi)束210的突出超出光輸出面258的部分可通過其 他方式設(shè)置有內(nèi)束外螺紋292。始于光入口端116鄰近處并沿光學(xué)器件 殼體100的長度的一部分包括殼體內(nèi)螺紋192，殼體內(nèi)螺紋192被設(shè)置 成與內(nèi)束外螺紋292選擇性地螺紋嚙合。在所示的特定示例中，殼體內(nèi)螺紋192在制造光學(xué)器件殼體100的材料(例如，玻璃或塑料)中形成 (例如，切制或模制而成)，不過，光學(xué)器件殼體100可通過其他方式 設(shè)置有內(nèi)螺紋192。例如，光學(xué)器件殼體IOO的內(nèi)部的一部分可在其中 固定有內(nèi)螺紋領(lǐng)部(未示出)，沿內(nèi)螺紋領(lǐng)部的內(nèi)表面限定有殼體內(nèi)螺 紋192。
在進(jìn)一步的示例性實(shí)施例中，光學(xué)器件殼體100被永久附接到或者 能夠選擇性地附接到可被照明的影像束200，光學(xué)元件組130能夠選擇 性地插入光學(xué)器件殼體IOO和從中拔出。相應(yīng)地，例如，在一個(gè)實(shí)施例 中，光學(xué)器件殼體100被永久附接到可被照明的影像束200， 一組光學(xué) 器件仍可被替換為另一組光學(xué)器件，以增加可被照明的影像束200的整 體通用性。在圖5中顯示出這種實(shí)施例的示例性的非限制性示例。
在圖5的示例中，光學(xué)元件組130包括具有第一透鏡123a和第 二透鏡132b的成對透鏡132，并且固定到光學(xué)器件罩殼140內(nèi)。光學(xué) 器件罩殼140具有內(nèi)表面142和外表面144，并顯示出外尺寸，這種外 尺寸使其被設(shè)置成選擇性地被引入和保持在光學(xué)器件通道120內(nèi)。在圖 5的示例中，光學(xué)器件罩殼140的外表面144含有一組罩殼外螺紋146, 罩殼外螺紋146被設(shè)置成與從殼體壁144內(nèi)表面115a延伸的殼體內(nèi)螺 紋119選擇性地螺紋嚙合。
圖5A中所示為另一示例性示例，其中，光學(xué)元件組130能夠被螺 紋保持在光學(xué)器件殼體100的光學(xué)器件通道120內(nèi)。在圖5A中的示例 性示例中，含有成對透鏡132的光學(xué)器件罩殼140能夠滑動(dòng)插入光學(xué)器 件殼體100的光學(xué)器件通道120中并能夠從光學(xué)器件通道120中移除。 從殼體壁114延伸出的光學(xué)組保持器150被設(shè)置成選擇性地保持光學(xué)器 件罩殼140。更具體地，在圖5A的情況下，延伸穿過殼體壁114的螺 紋孔117能夠螺紋保持設(shè)定螺釘152。通過在光學(xué)器件通道120內(nèi)根據(jù) 需要定位的光學(xué)器件罩殼140，設(shè)定螺釘152可被螺紋連接到螺紋孔117 中，以選擇性地施加抵靠光學(xué)器件罩殼140的外表面144的保持力。雖 然設(shè)定螺釘152在罩殼保持模式中并未示出，但根據(jù)圖5A的圖示和上 文中的相關(guān)描述，這種模式是易于理解的。
各種可替代實(shí)施例通過螺紋提供光學(xué)元件組130與可被照明的影 像束200的選擇性聯(lián)接。應(yīng)認(rèn)識到的是，螺紋表面必須至少為弧形，而 且通常為完全柱形。不過，在本發(fā)明預(yù)見范圍內(nèi)的可替代實(shí)施例包括剖面幾何形狀為非柱形的以下中的至少一種(i)可被照明的影像束200， (ii)光學(xué)器件殼體，和(iii)光學(xué)器件罩殼140。在各種這樣的示例中， 光學(xué)器件殼體100和在光學(xué)器件殼體100內(nèi)的光學(xué)元件組130中的至少 一種可通過諸如圖5A中的設(shè)定螺釘152之類的設(shè)定螺釘或通過不同于 螺紋緊固件的裝置被選擇性地保持，在非限制性示例中，不同于螺紋緊 固件的裝置可為以下中的至少一種(i)夾，(ii)扣，和(m)磁體。
在另一示例中，所希望的是，可使光學(xué)元件組130的至少一個(gè)光學(xué) 元件至少部分地光學(xué)隔離于制造光學(xué)器件殼體110的殼體壁114的透明 材料。應(yīng)認(rèn)識到的是，上述光學(xué)隔離可通過包含一個(gè)或多個(gè)不透明層而 實(shí)現(xiàn)。參見圖5A，在一個(gè)示例中，不透明涂層Co涂覆于殼體壁114 的內(nèi)表面115a?？商娲鼗蛄硗獾?，在包括光學(xué)器件罩殼H0的那些實(shí) 施例中，例如在圖5A的實(shí)施例中，不透明涂層被涂覆于光學(xué)器件罩殼 140的內(nèi)表面142和外表面144中的至少一個(gè)。在包括光學(xué)器件罩殼140 的又一可替代示例中，光學(xué)器件罩殼140由不透明材料制成。
以上所述被認(rèn)為用于例示本發(fā)明的原理。而且，由于在不背離本發(fā) 明的范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對各種方案和實(shí)施例進(jìn)行 修改和變化，因此，應(yīng)理解的是，以上所述并不用于將本發(fā)明限制在所 顯示和描述的具體結(jié)構(gòu)、實(shí)施方案和示例，而本發(fā)明在所附權(quán)利要求書 中表現(xiàn)。
1權(quán)利要求
1、一種可被照明的影像傳導(dǎo)光學(xué)組件，包括(a)可被照明的影像傳輸光纖束，其具有(i)內(nèi)影像傳導(dǎo)束，其包括第一和第二影像束端以及在所述第一和第二端之間延伸的多個(gè)光傳導(dǎo)成像導(dǎo)管，每一成像導(dǎo)管包括第一和第二端并能夠在所述第一和第二端之間通過內(nèi)部全反射而傳導(dǎo)光，所述成像導(dǎo)管的第一端終止于所述第一影像束端并在所述第一影像束端處限定影像輸入面，所述成像導(dǎo)管的第二端終止于所述第二影像束端并在所述第二影像束端處限定影像輸出面；和(ii)多個(gè)照明導(dǎo)管，其圍繞所述影像傳導(dǎo)束沿周向設(shè)置，每一照明導(dǎo)管包括光收集端和與所述光收集端反向設(shè)置的光發(fā)射端，多個(gè)光發(fā)射端組合限定光輸出面，所述光輸入面比所述影像傳導(dǎo)束的影像輸出面更接近于影像輸入面；和(b)光學(xué)器件殼體，其包括殼體壁，所述殼體壁由透明材料制成并具有外表面和內(nèi)表面，所述殼體壁限定被設(shè)置成容納光學(xué)元件組的內(nèi)光學(xué)器件通道，所述光學(xué)器件殼體在第一和第二殼體端之間延伸，所述殼體壁包括分別與所述第一和第二殼體端重合的光入口和光出口端；和(c)光學(xué)元件組，其包括容納在所述光學(xué)器件殼體的光學(xué)器件通道內(nèi)的至少一個(gè)光學(xué)元件；其中，所述光學(xué)器件殼體與所述可被照明的影像傳輸光纖束協(xié)作地聯(lián)接，使得(i)由所述光學(xué)器件殼體容納的所述至少一個(gè)光學(xué)元件中的至少一個(gè)與所述影像傳導(dǎo)束的影像輸入面光學(xué)連通，以利于將處于所述光學(xué)器件通道之外的關(guān)注物體的影像投影至所述影像傳導(dǎo)束的影像輸入面上；和(ii)由所述多個(gè)光發(fā)射端限定的所述光輸出面與所述光學(xué)器件殼體的光入口端光學(xué)連通，使得被引入照明導(dǎo)管的光收集端中的光進(jìn)入所述殼體壁的光入口端，用于傳送到所述殼體壁的光出口端和從所述光出口端發(fā)射，以幫助照明將在所述影像輸入面上成像的物體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，進(jìn)一步包括不透明層，用于使容納在所述光學(xué)器件通道內(nèi)的所述至少一個(gè)光學(xué)元件中的至少一個(gè)光學(xué)隔離于制造所述殼體壁的透明材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其中，所述不透明層包括涂覆于所述殼體壁的內(nèi)表面的涂層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述光學(xué)元件組的每一光學(xué)元件固定在光學(xué)器件罩殼內(nèi)，所述光學(xué)器件革殼具有內(nèi)、外表面，所述光學(xué)器件罩殼的外尺寸使所述光學(xué)器件軍殼被設(shè)置成選擇性地引入和保留在所述光學(xué)器件殼體的光學(xué)器件通道內(nèi)，從而使一個(gè)光學(xué)元件組能夠替代另 一光學(xué)元件組以增加所述組件的通用性。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，進(jìn)一步包括不透明層，用于使容納在所述光學(xué)器件通道內(nèi)的所述至少一個(gè)光學(xué)元件中的至少一個(gè)光學(xué)隔離于制造所述殼體壁的透明材料，其中，所述不透明層包括以下中的至少一種(a) 涂覆于所述殼體壁的內(nèi)表面的涂層；(b) 涂覆于所述光學(xué)器件罩殼的內(nèi)表面的涂層；(c) 涂覆于所述光學(xué)器件罩殼的外表面的涂層；和(d) 由不透明材料制成的光學(xué)器件罩殼。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其中，所述可被照明的影像傳輸光纖束和所述光學(xué)器件殼體被設(shè)置為選擇性地協(xié)作地聯(lián)接，從而使所述光學(xué)器件殼體能夠可選擇地從所述可被照明的影像傳輸光纖束移除或附接到所述可被照明的影像傳輸光纖束。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其中，所述可被照明的影像傳輸光纖束和所述光學(xué)器件殼體被設(shè)置為選擇性地協(xié)作地聯(lián)接，從而使所述光學(xué)器件殼體能夠可選擇地從所述可被照明的影像傳輸光纖束移除或者附接到所述可被照明的影像傳輸光纖束。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其中，所述可被照明的影像傳輸光纖束和所述光學(xué)器件殼體被設(shè)置為選擇性地協(xié)作地聯(lián)接，從而使所述光學(xué)器件殼體能夠可選擇地從所述可被照明的影像傳輸光纖束移除或者附接到所述可被照明的影像傳輸光纖束。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述可被照明的影像傳輸光纖束和所述光學(xué)器件殼體被設(shè)置為選擇性地協(xié)作地聯(lián)接，從而使所述光學(xué)器件殼體能夠可選擇地從所述可被照明的影像傳輸光纖束移除或者附接到所述可被照明的影像傳輸光纖束。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的組件，其中，(i )所述可被照明的影像傳輸光纖束的長度的一部分設(shè)置有第一外螺紋結(jié)構(gòu)；(ii)所述光學(xué)器件殼體的長度的一部分含有第二外螺紋結(jié)構(gòu)；和(iii )所述光學(xué)器件殼體和所述可被照明的影像傳輸光纖束能夠通過內(nèi)螺紋聯(lián)接器選擇性地聯(lián)接，所述內(nèi)螺紋聯(lián)接器中限定有第一內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)和第二內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，其中，所述第一外螺紋結(jié)構(gòu)的螺紋能夠螺紋連接到所述第一內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)中，所述第二外螺紋結(jié)構(gòu)的螺紋能夠螺紋連接到所述第二內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)中。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的組件，其中，所述光輸出面圍繞所述影像傳導(dǎo)束沿周向設(shè)置，并相對于所述影像輸入面凹入，使得(a )沿所述影像傳導(dǎo)束的長度的 一部分延伸的臺階肩使所述影像輸入面與所述光輸出面分離；和(b )當(dāng)所述光學(xué)器件殼體和所述可被照明的影像傳輸光纖束協(xié)作地聯(lián)接時(shí)，所述影像傳導(dǎo)束的長度的一部分突出進(jìn)入所述光學(xué)器件殼體的光學(xué)器件通道中。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的組件，其中，(i) 所述臺階肩的至少一部分含有內(nèi)束外螺紋；和(ii) 沿所述光學(xué)器件殼體的長度的一部分包括被設(shè)置成與所述內(nèi)束外螺紋選擇性地螺紋嚙合的殼體內(nèi)螺紋。
13、 一種可被照明的影像傳輸光纖束和光學(xué)器件殼體的套件，包括(a)可被照明的影像傳輸光纖束，其具有(i)內(nèi)影像傳導(dǎo)束，其包括第一和第二影像束端以及在所述笫一和第二端之間延伸的多個(gè)光傳導(dǎo)成像導(dǎo)管，每一成像導(dǎo)管包括第一和第二端并能夠在所述第一和第二端之間通過內(nèi)部全反射而傳導(dǎo)光，所述成像導(dǎo)管的第一端終止于所述第一影像束端并在所述第一影像束端處限定影像輸入面，所述成像導(dǎo)管的第二端終止于所述第二影像束端并在所述第二影像束端處限定影像輸出面；和(ii)多個(gè)照明導(dǎo)管，其圍繞所述影像傳導(dǎo)束沿周向設(shè)置，每一照明導(dǎo)管包括光收集端和與所述光收集端反向設(shè)置的光發(fā)射端，多個(gè)光發(fā)射端組合限定光輸出面，所述光輸入面比所述影像傳導(dǎo)束的影像輸出面更接近于影像輸入面；和(b)光學(xué)器件殼體，其包括殼體壁，所述殼體壁由透明材料制成并具有外表面和內(nèi)表面，所述殼體壁限定被設(shè)置成容納光學(xué)元件組的內(nèi)光學(xué)器件通道，所述光學(xué)器件殼體在第一和第二殼體端之間延伸，所述殼體壁包括分別與所述第一和第二殼體端重合的光入口和光出口端；其中(i )所述光學(xué)器件殼體(a )將包含至少一個(gè)光學(xué)元件的光學(xué)元件組永久保持在所述光學(xué)器件通道內(nèi)，或者(b)被設(shè)置為使得包含至少一個(gè)光學(xué)元件的光學(xué)元件組能夠可選擇地被保持在所述光學(xué)器件通道內(nèi)或從所述光學(xué)器件通道中被移除；和(ii)所述光學(xué)器件殼體能夠選擇性地與所述可被照明的影像傳輸光纖束協(xié)作地聯(lián)接，使得當(dāng)所述光學(xué)器件殼體與所述可被照明的影像傳輸光纖束協(xié)作地聯(lián)接時(shí)，(a )由所述光學(xué)器件殼體容納的至少一個(gè)光學(xué)元件與所述影像傳導(dǎo)束的影像輸入面光學(xué)連通，以利于將處于所述光學(xué)器件通道之外的關(guān)注物體的影像投影至所述影像傳導(dǎo)束的影像輸入面上；和(b)由所述多個(gè)光發(fā)射端限定的所述光輸出面與所述光學(xué)器件殼體的光入口端光學(xué)連通，使得被引入照明導(dǎo)管的光收集端中的光進(jìn)入所述殼體壁的光入口端，用于傳送到所述殼體壁的光出口端和從所述光出口端發(fā)射，以幫助照明將在所述影像輸入面上成像的物體。
14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的套件，其中，所述光輸出面圍繞所述影像傳導(dǎo)束沿周向設(shè)置，并相對于所述影像輸入面凹入，使得(a )沿所述影像傳導(dǎo)束的長度的 一部分延伸的臺階肩使所述影像輸入面與所述光輸出面分離；和(b)當(dāng)所述光學(xué)器件殼體和所述可被照明的影像傳輸光纖束協(xié)作地聯(lián)接時(shí)，所述影像傳導(dǎo)束的長度的一部分突出進(jìn)入所述光學(xué)器件殼體的光學(xué)器件通道中。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的套件，其中，(i) 所述臺階肩的至少一部分含有內(nèi)束外螺紋；和(ii) 沿所述光學(xué)器件殼體的長度的一部分包括被設(shè)置成與所述內(nèi)束外螺紋選擇性地螺紋嚙合的殼體內(nèi)螺紋。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的套件，其中，所述光學(xué)器件殼體被設(shè)置為使得包含至少一個(gè)光學(xué)元件的光學(xué)元件組能夠可選擇地被保持在所述光學(xué)器件通道內(nèi)或從所述光學(xué)器件通道中被移除。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的套件，進(jìn)一步包括不透明層，用于使容納在所述光學(xué)器件通道內(nèi)的至少一個(gè)光學(xué)元件光學(xué)隔離于制造所述殼體壁的透明材料，其中，所述不透明層包括以下中的至少一種(a) 涂覆于所述殼體壁的內(nèi)表面的涂層；(b) 涂覆于光學(xué)器件罩殼的內(nèi)表面的涂層；(c) 涂覆于光學(xué)器件罩殼的外表面的涂層；和(d) 由不透明材料制成的光學(xué)器件罩殼。
18、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的套件，進(jìn)一步包括不透明層，用于使容納在所述光學(xué)器件通道內(nèi)的至少一個(gè)光學(xué)元件光學(xué)隔離于制造所述殼體壁的透明材料，其中，所述不透明層包括以下中的至少一種(a) 涂覆于所述殼體壁的內(nèi)表面的涂層；(b) 涂覆于光學(xué)器件罩殼的內(nèi)表面的涂層；(c) 涂覆于光學(xué)器件罩殼的外表面的涂層；和(d) 由不透明材料制成的光學(xué)器件軍殼。
19、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的套件，其中，所述光學(xué)器件殼體被設(shè)置為使得包含至少一個(gè)光學(xué)元件的光學(xué)元件組能夠可選擇地被保持在所述光學(xué)器件通道內(nèi)或從所述光學(xué)器件通道中被移除。
全文摘要
可被照明的影像傳導(dǎo)光學(xué)組件，包括可被照明的影像傳輸光纖束，具有(i)具有反向設(shè)置的影像輸入面和影像輸出面的內(nèi)影像傳導(dǎo)束和(ii)圍繞影像傳導(dǎo)束周向設(shè)置的多個(gè)照明導(dǎo)管。照明導(dǎo)管包括組合限定光輸出面的光發(fā)射端。透明光學(xué)器件殼體包括光入口端和光出口端以及限定用于容納至少一個(gè)光學(xué)元件的光學(xué)器件通道的內(nèi)表面。光纖束和光學(xué)器件殼體協(xié)作聯(lián)接以使(a)至少一個(gè)被容納光學(xué)元件與影像輸入面光學(xué)連通以幫助將關(guān)注物體的影像投影至影像輸入面上；和(b)光纖束的光輸出面與光學(xué)器件殼體的光入口端光學(xué)連通以使被引入照明導(dǎo)管的光收集端中的光進(jìn)入和發(fā)射出光學(xué)器件殼體的光入口端，以幫助照明將在影像輸入面上成像的物體。
文檔編號G02B6/04GK101506704SQ200780024776
公開日2009年8月12日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者M·弗洛伊恩德特, M·韋澤 申請人:肖特公司