專利名稱：耳鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及耳鏡領(lǐng)域，并且具體來說，涉及一種經(jīng)過改進并且可選擇性地聚焦的耳鏡儀器。
背景技術(shù)：
耳鏡是在醫(yī)療診斷儀器領(lǐng)域熟知的供專業(yè)人員和健康護理提供者用來檢察病人的耳朵(包括鼓膜)的手持儀器。
典型耳鏡能夠由專業(yè)人員手持，并且包括一具有一允許重疊地附著可拋型窺鏡尖端的遠端截頭圓錐形插入部分的儀器頭。所述可拋型窺鏡尖端也經(jīng)優(yōu)選設(shè)計而具有截頭圓錐形配置以允許僅插入病人耳道內(nèi)一段合適的距離。通常來說，一小圈光纖環(huán)繞插入部分的尖端開口，從而不會妨礙使用者的目標顯像，所述光纖從所含的光源延伸，所述光源諸如微型白熾燈或燈泡，其容納在儀器手柄或儀器頭的頸部部分內(nèi)。然后，通過位于儀器頭的近端中的透鏡來觀察目標(例如鼓膜)，所述透鏡與插入部分的遠端尖端開口光學(xué)對準以允許使用者進行觀察。透鏡經(jīng)常會放大目標的視圖。
或者，攝像機或諸如基于CCD或CMOS的成像器的至少一固態(tài)成像元件可用來替代透鏡觀察目標，經(jīng)過處理的圖像傳輸?shù)揭曨l監(jiān)視器用于顯示。此外，儀器頭可包括一用于氣泡的接收端口，以允許吹氣(例如充氣式耳鏡檢查)。除了檢查耳朵與耳道以外，這些裝置在某些情況下也可以用來檢查鼻子與喉嚨，并且也可以提供一般的照明和放大系統(tǒng)。
目前，在所屬領(lǐng)域中存在大量察覺到的需要。當(dāng)考慮耳鏡的基本功能(例如鼓膜顯像)時，除眼睛間隙外，還顯現(xiàn)了增加視場并提供其更大的放大率的需要。眼睛間隙的特定定義是在觀察整個視場時儀器的最近端光學(xué)器件(例如，距離專業(yè)人員眼睛最近的光學(xué)器件)與專業(yè)人員/使用者的眼睛之間的距離。放大率與眼睛間隙互相關(guān)聯(lián)，從而使得過度放大的圖像將使圖像距離專業(yè)人員的眼睛“更近”等等。由于耳道構(gòu)造曲折并且其中使用透鏡，所以目前的耳鏡無法使整個鼓膜進入視場。
為提供上述所有這些改善，一般來說，由于上述所有因素光學(xué)相關(guān)，所以需要權(quán)衡景深。舉例來說，景深損失的結(jié)果是對于一些長有長或短耳道(與所謂的“標準”或標稱耳道相比)的病人來說，鼓膜將不再處于焦點。這樣缺乏焦點是一個顯著的不利，并且將嚴重影響專業(yè)人員給予適當(dāng)治療的能力。
在所屬領(lǐng)域中通常還需要能夠進行不同診斷程序以作為綜合耳鏡檢查的一部分。為維持清潔度并防止交叉污染，此要求對與所述設(shè)備配合使用的可釋放地附著的可拋型窺鏡尖端施加了不斷增長的需求與約束。由這些類型的耳鏡尖端引起的一個簡要需求列表包括i)獲得“最佳視圖”(例如，矯直耳道壁、使通光孔徑最大化)；ii)將光有效地傳輸?shù)焦哪げ⑹占瘡墓哪鬏敾氐墓?，以允許對其有效地進行觀察；iii)提供與耳朵以及與儀器頭的有效的大體上液密的密封，以允許吹氣(例如充氣式耳鏡檢查)；iv)在通過光學(xué)器件觀察時允許放置并使用某些儀器，以去除耳垢(cerumen/earwax)；v)允許以緊湊方式堆疊尖端，以有利于以分配器或工具包來存儲；vi)實現(xiàn)充分的成本有效的制造條件，以允許尖端可拋棄或可更換；vii)防止交叉污染；viii)適合各種病人(例如，不同尺寸)；ix)使不安全插入典型耳朵內(nèi)的危險最小；和x)適合所使用的相關(guān)耳鏡。
為了滿足這個相當(dāng)全面的需求列表，很明顯，任何目前已知的耳鏡尖端僅對于上述屬性中的一或兩個優(yōu)化，或?qū)ζ渲械哪承┻M行適度優(yōu)化。因此，存在缺點，尤其是關(guān)于目前可用的可拋型窺鏡尖端設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個主要目標是提供一種緩解上述問題與現(xiàn)有技術(shù)的缺陷的耳鏡設(shè)備。
本發(fā)明的另一主要目標是提供至少一個或一族耳鏡尖端，其能夠以最少數(shù)量的耳鏡尖端來提供滿足上述要求的最優(yōu)解決方案。由于醫(yī)師/專業(yè)人員的辦公室的空間可能成問題，以及由于后勤及經(jīng)常與管理不同的多種尖端相關(guān)的其它問題(交叉污染等等)，所以這個目標尤其重要。
本發(fā)明的另一目標是提供一種用于提供較大的視場以及適當(dāng)?shù)哪繕朔糯舐实亩R儀器，由此可從適當(dāng)?shù)墓ぷ骶嚯x來觀察整個鼓膜。
本發(fā)明的另一主要目標是提供一種包括一可調(diào)節(jié)的光學(xué)系統(tǒng)的耳科儀器，所述可調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)允許專業(yè)人員選擇性地聚焦而不會折損性能或功效。
本發(fā)明的另一主要目標是提供一種具有大體上可以覆蓋通常的鼓膜距離的單個聚焦位置的耳鏡，以減小通常聚焦所需的時間量，尤其是在對于某些病人不切實際的情況下(例如不安定的兒童)。
本發(fā)明的另一主要目標是提供一種具有一光學(xué)系統(tǒng)的耳鏡，所述光學(xué)系統(tǒng)允許上述聚焦位置，同時也允許附著CCD或等效成像器(如果需要)以獲得數(shù)字耳鏡。
因此，并且根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選方面，提供一種允許檢查病人耳朵的耳鏡，所述耳鏡包含i)一儀器頭，其包括一近端與一可插入耳朵內(nèi)的遠端軸對稱插入部分；ii)觀察裝置，其貼近所述儀器頭的所述近端；iii)一成像透鏡列，其安置在所述儀器頭內(nèi)，所述成像透鏡列、所述觀察裝置與所述插入部分的一遠端開口中的每一者都沿光軸對準；和iv)一聚焦機構(gòu)，其用于沿所述光軸相對于所述成像透鏡列來選擇性地移動所述成像透鏡列與所述觀察裝置中的至少一者。
根據(jù)其一優(yōu)選型式，所述聚焦機構(gòu)沿光軸相對于成像透鏡列選擇性地移動觀察裝置。成像透鏡列優(yōu)選安置在一管狀部件內(nèi)，所述聚焦機構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)部件，所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)會引起包含在觀察裝置內(nèi)的光學(xué)器件的平移運動。耳鏡可包括指示裝置以指示觀察裝置的相對位置，所述觀察裝置優(yōu)選為一在其內(nèi)含有至少一光學(xué)元件的目鏡。
優(yōu)選地，取決于病人的身體特征、他/她的待觀察目標和/或其它因素，可將聚焦機構(gòu)設(shè)置在一可由專業(yè)人員使用的優(yōu)選聚焦位置，并且可產(chǎn)生其它聚焦設(shè)置。
通過調(diào)節(jié)聚焦機構(gòu)，諸如通過位于目鏡上的旋轉(zhuǎn)旋鈕，使用者可以獲得更大的放大率和視場，并矯正聚焦位置至目標的距離。或者，聚焦機構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)套筒部件，使用者也可通過安置在儀器頭的相對側(cè)面上的窗口來接近所述旋轉(zhuǎn)套部件。所述指示裝置可進一步包括一棘爪以指示何時獲得優(yōu)選聚焦位置。
本成像透鏡列與觀察裝置中的光學(xué)器件界定了一光學(xué)系統(tǒng)。本文所述的儀器的光學(xué)系統(tǒng)包括一入射光瞳，其大體上位于所述儀器的遠端插入部分內(nèi)，以使得能夠獲得比在通常耳鏡中發(fā)現(xiàn)視場更寬的視場。根據(jù)一型式，一孔徑光闌相對于光學(xué)器件布置在所述系統(tǒng)內(nèi)以形成與系統(tǒng)的入射光瞳與出射光瞳的共軛。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，提供一種允許檢查病人耳朵的耳鏡，所述耳鏡包含i)一儀器頭，其包括一近端與一插入病人耳朵內(nèi)的遠端插入部分；ii)觀察裝置，其附著在所述儀器頭的近端上；
iii)一成像透鏡列，其相對于所述觀察裝置安置在所述儀器頭內(nèi)的遠端上；和iv)一包含所述成像透鏡列與所述觀察裝置的光學(xué)系統(tǒng)，其包括一大體上布置在相鄰于所述儀器頭的插入部分的遠端尖端開口的位置的入射光瞳，所述成像透鏡列將圖像中繼到所述觀察裝置，所述成像透鏡列能夠立刻捕捉整個鼓膜并通過所述觀察裝置來中繼所述鼓膜的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，提供一種用于制造一具有一儀器頭的耳鏡儀器的方法，所述儀器頭具有一遠端插入部分，所述方法包括以下步驟i)提供貼近所述儀器頭的所述近端的觀察裝置；ii)提供一安置在所述儀器頭內(nèi)的成像透鏡列，所述成像透鏡列、所述觀察裝置及所述插入部分的一遠端開口中的每一者都沿光軸對準；和iii)提供一用于沿所述光軸選擇性地將所述成像透鏡列與所述觀察裝置的至少一者相對于彼此移動的聚焦機構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，提供一種耳鏡，其包含一儀器頭，其具有一插入耳朵內(nèi)的遠端插入部分，所述遠端插入部分具有一遠端開口；及一光學(xué)系統(tǒng)，其包含在所述儀器頭內(nèi)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括一入射光瞳與一用于觀察所關(guān)注的目標的圖像并且沿光軸與所述遠端開口對準的觀察裝置，其中所述光瞳位于相鄰于儀器頭的遠端插入部分的遠端開口的位置。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是專業(yè)人員無需進行另外培訓(xùn)便可使用本文所述的儀器。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是，專業(yè)人員可以根據(jù)大多數(shù)病人群體使用的固定聚焦設(shè)置來利用本儀器，或可取決于某些因素而按需要替代性地并選擇性地修改聚焦位置。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是專業(yè)人員無需移動儀器便可觀察整個鼓膜，由此改善檢查時間并且使檢查程序?qū)τ诓∪藖碚f不那么痛苦，尤其是在病人耳朵已經(jīng)感染并且疼痛時。
本儀器所獲得的另一優(yōu)點是其能夠在其任意方位一只手操作。
這些與其它目標、特征與優(yōu)點將從應(yīng)與附圖結(jié)合閱讀的以下詳盡說明變得顯而易見。


圖1為根據(jù)本發(fā)明制作的耳鏡的側(cè)視圖；圖2為與圖1的耳鏡結(jié)合使用的可拋型耳鏡尖端元件的等軸測視圖；圖3為圖2的耳鏡尖端元件的正視圖；
圖4為圖2與圖3的耳鏡尖端元件的側(cè)視圖；圖5為圖2至圖5的耳鏡尖端元件的后視圖；圖6為圖1的耳鏡的儀器頭沿圖7的線6-6截取的側(cè)視截面圖；圖7為圖6的儀器頭的俯視平面截面圖；圖8為圖6與圖7的儀器頭的正視透視圖；圖9為圖6至圖8的儀器頭的后視透視圖；圖10為耳鏡的尖端釋放致動器組件的部分前視透視圖；圖11為圖10的尖端釋放致動器組件的分解圖；圖12為一用于圖1與圖6至圖9的耳鏡的聚焦套筒的部分分解圖；圖13為圖1與圖6至圖9的耳鏡的目鏡機構(gòu)的分解圖；圖14為圖13的目鏡機構(gòu)的剖視圖；圖15為展示與某些已知尖端元件設(shè)計相比對耳鏡尖端元件進行各種設(shè)計修改的部分截面?zhèn)纫晥D；圖16為根據(jù)本發(fā)明的一方面制作的儀器尖端元件的側(cè)視圖；圖17描繪一可附著于圖3至圖5的尖端元件的彈性體組件；和圖18(a)與圖18(b)說明在兩個操作位置展示的耳鏡尖端頂出機構(gòu)的部分正視透視圖；圖19為根據(jù)一優(yōu)選實施例的耳鏡儀器的光學(xué)系統(tǒng)的光線描跡圖；及圖20為附著于一用作替代目鏡機構(gòu)的觀察裝置的電子成像器的儀器頭的側(cè)視圖。
具體實施例方式
以下描述關(guān)于根據(jù)本發(fā)明制作的耳鏡的一優(yōu)選實施例，并且關(guān)于可釋放地附著的可拋型耳鏡尖端元件設(shè)計的優(yōu)選實施例。然而，從該描述，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可以根據(jù)以下發(fā)明方面而做出許多變化與修改。
此外，在整篇論述中使用諸如“遠端”、“近端”、“頂部”、“底部”、“前部”、“后部”、“順時針”、“逆時針”與其它的若干術(shù)語來提供相對于附圖的便利的參考框架。然而，除非明確表示，否則不應(yīng)必然地這些術(shù)語視為是限制性的。
參看圖1，此處標為10的耳鏡包括一包含一組電池(未圖示)的圓柱形手柄部分14，這組電池保留在內(nèi)部電池隔室(未圖示)中，所述手柄部分具有一優(yōu)選可移除以允許更換電池的底部部分17。手柄部分14允許手持儀器10，并且包括一尺寸經(jīng)設(shè)計以容納與其配合的儀器頭18的頂部部分。儀器頭18大體上中空以容納一吹氣端口28，所述頭部由一近端22與一具有一軸對稱遠端插入部分29(圖6)的相對遠端26界定。手柄部分14進一步包括一可致動按鈕23，其安置在底部部分17上方并且用來對儀器加電；以及一變阻器25，其用于選擇性地調(diào)節(jié)包含在儀器頭18的頸部或喉部部分中的照明組件的照明輸出。應(yīng)注意，關(guān)于手柄部分14的上述每一特征在所屬技術(shù)領(lǐng)域中通常已知，并且無需相對于本發(fā)明作進一步解釋。
在更特定且更詳盡地描述本文所述的耳鏡儀器10的剩余部分之前，以下討論參看圖2至圖5，并且更特定地涉及一以重疊關(guān)系可釋放地安裝在儀器10的遠端軸對稱插入部分29上的優(yōu)選可拋型窺鏡尖端元件40。所述尖端元件40優(yōu)選由諸如聚丙烯的可模壓塑料材料制成，并且由一大體上軸對稱的配置來界定，所述配置包括一對開口端，即一向外逐漸變細的狹窄遠端44到較寬近端48。近端22也含有下文更詳盡討論的多個非軸對稱特征。
為實現(xiàn)以下討論的目的，圖2至圖5所示的尖端元件40代表一“成人大小”的尖端，即一用于插入成人病人耳朵內(nèi)的尖端元件，但與所針對的病人無關(guān)，每一尖端元件通常都包括多個外部與內(nèi)部嚙合特征，以允許將尖端元件40附著在耳鏡上，并且更具體地說是附著在遠端軸對稱插入部分29(圖6)。將容易理解，可將尖端制成為具有隨病人而變化的尺寸。
除此之外，本尖端元件40各自包括一較大的遠端孔徑，并且可以舒適地延伸一段比任何先前已知的具有其孔徑尺寸的可拋型尖端元件大的距離而插入病人耳道內(nèi)。
參看圖15，根據(jù)經(jīng)驗判定，典型尖端元件的臨界尺寸基于耳道的解剖學(xué)及儀器10的遠端軸對稱插入部分29的圓錐形構(gòu)造。增大尖端元件40的遠端的內(nèi)徑與可插入耳朵內(nèi)的尖端元件的那個部分的長度允許更好地接近并觀察鼓膜。為對此進行說明，如本文圖15中所描繪，提供了在根據(jù)本發(fā)明制作的成人尺寸的尖端元件40與兒科(兒童)尖端元件40A之間以及其與相同類型的先前已知的尖端元件40′、40A′之間所進行的比較。主要地，每一尖端元件40、40′、40A、40A′都包括一對表面一第一表面，其由從每一尖端元件的近端到以-I-表示的中間界面來表示，需要其來容納耳鏡的遠端軸對稱插入部分29的圓錐體；和一第二圓錐形表面，其從中間界面-I-延伸到遠端尖端開口。本尖端元件40、40A各自大體上延長超過中間界面-I-，因此允許尖端元件延伸更大的距離而插入病人耳道內(nèi)。此外，與所示先前尖端設(shè)計40′、40A′相比，每一尖端元件40、40A的遠端尖端孔徑都經(jīng)過加寬。在圖15中以表格顯示了各個代表性差異，并表示了在現(xiàn)有耳鏡圓錐體與根據(jù)本發(fā)明制作的插入部分的每一者上表示的尖端元件40、40A、40′、40A′的重疊。
返回參看圖2至圖5，與所針對的病人(例如兒科、成人等等)無關(guān)，每一尖端元件40都包括復(fù)數(shù)個相對于尖端元件的近端開口端48定位的外部嚙合特征52。根據(jù)此特定實施例，提供彼此在圓周上等距地間隔約120度的三個(3)這樣的特征52，但所提供的嚙合特征的實際數(shù)量可易于改變。根據(jù)此實施例的每一外部嚙合特征52從尖端元件40的開口近端48徑向延伸，并且通常包括形成大體上L形的一圓周緊固部分55與一懸垂軸向部分54，所述圓周緊固部分55在其嚙合表面上具有復(fù)數(shù)個齒56。此外，圓周緊固部分55大體上為楔形，所述部分在與懸垂軸向部分54的界面處的厚度最大，并且在相對端具有逐漸變細的最小厚度，由此形成傾斜嚙合表面。懸垂軸向部分54有利于堆疊復(fù)數(shù)個尖端元件40，并在將尖端元件附著在耳鏡時提供夾持表面。如隨后部分中更詳盡地描述，安置在各個懸垂軸向部分之間的額外復(fù)數(shù)個間隔軸向肋條66也在附著尖端元件40時提供一夾持表面。
本文所述的尖端元件40的內(nèi)表面60經(jīng)拋光以改善光傳輸性，且其優(yōu)選進一步包括一位于近端尖端開口44附近的角形內(nèi)部突起64。參看圖5，尖端元件40還包括一內(nèi)部環(huán)狀密封環(huán)70，提供其來幫助將尖端元件密封在儀器頭18的遠端軸對稱插入部分29的圓錐形部分上，以優(yōu)選用于吹氣目的。
現(xiàn)參看圖6與圖7，儀器頭18內(nèi)保留有多個組件，包括上述可拋型尖端元件40，其以重疊關(guān)系安裝在遠端軸對稱插入部分29上，并且還安裝在一致動器機構(gòu)(在此描述的隨后部分中將對其作更詳盡地描述)上以允許尖端元件40與儀器10之間的可釋放地附著/分離。
上述儀器10可通過連接到吹氣端口28(圖7)的部分展示的軟管連接272(圖7)而用于已知的充氣式耳鏡檢查，眾所周知，所述軟管連接可延伸到氣壓源(未圖示)。
在儀器頭18的界限內(nèi)、在遠端軸對稱插入部分29開始并自其沿界定的光軸27向近端延伸的是一成像列，其包括預(yù)定數(shù)量的光學(xué)元件，其中大多數(shù)光學(xué)元件安置在開口端管狀部件80內(nèi)。管狀部件80具有一在本文由三個軸向部分界定的可變直徑，每一軸向部分具有一不同的內(nèi)徑。管狀部件80的第一軸向部分84由在其遠端的初始直徑界定，并且其尺寸經(jīng)設(shè)計以分別保留一遠端或前端物鏡96與一透鏡100，這些透鏡中每一透鏡都彼此相鄰地安置以形成雙重透鏡。透鏡96與100彼此相鄰地安裝，其中遠端物鏡96從管狀部件80的最遠端開口向外部分地延伸。根據(jù)此實施例，管狀部件80的第二軸向部分88由一大于第一軸向部分84的直徑的第二內(nèi)徑來界定，所述第二部分聯(lián)結(jié)一相鄰第三部分92，該第三部分分別含有一第一中繼透鏡104、一孔徑光闌108與一第二中繼透鏡112，各個這些元件彼此適當(dāng)間隔。管狀部件80的第三軸向部分92的直徑大于其第一與第二部分84、88的任一直徑。在本文隨后部分中提供了本文所述實施例10的成像列的功能討論以及總體光學(xué)系統(tǒng)的功能討論。
返回參考儀器10的總體組件，管狀部件80還保留在一也定位在儀器頭18內(nèi)的內(nèi)部成形器組件(inner former assembly)116內(nèi)，其中管狀部件80的第一軸向部分84的尺寸經(jīng)設(shè)計以配合在遠端軸對稱插入部分29內(nèi)。內(nèi)部成形器組件116提供對管狀部件80的支撐，并且進一步提供用于從照明組件124延伸的復(fù)數(shù)個光纖(未圖示)的裝置。參看圖6，照明組件124配合在儀器頭18的頸部或喉部部分內(nèi)，所述照明組件包含一微型白熾燈128，所述燈安裝在基座136內(nèi)并且通過燈保持器140連接到基座136上，上述每一元件都固持在圓柱形套筒部件144內(nèi)。一緩沖保護器146放置在燈128的上方以保護透鏡封套。照明組件與在手柄部分14(圖1)中提供的電池(未圖示)的電連接以及與變阻器25(圖1)的互連通常已知，并且不形成本發(fā)明的基本部分。
管狀部件80的第一軸向部分84優(yōu)選配合在遠端軸對稱插入部分29的內(nèi)部中，以使遠端物鏡96貼近其遠端開口，如圖6所示，管狀部件與環(huán)繞的內(nèi)部成形器組件116經(jīng)放置而穿過儀器頭內(nèi)部中的開口，所述開口的尺寸經(jīng)設(shè)計以容納上述部件。優(yōu)選使用適當(dāng)粘合劑來將管狀部件80密封在內(nèi)部成形器組件116的近端，其中管狀部件的第三軸向部分92的一部分自其延伸。如圖7中150所示的密封件必須貼近吹氣端口28(例如，在其后方)，以允許通過(諸如)圖7中部分展示的到氣壓源的軟管連接272實現(xiàn)吹氣。換句話說，進入吹氣端口28的空氣將向前流動(例如，流向插入部分與遠端尖端)，這意味著密封件必須朝向超過吹氣端口的近端。
如圖6、7、13與14中更具體地所示，目鏡機構(gòu)160保留在儀器頭18的近端48上，所述機構(gòu)包括一大體上為圓柱形的透鏡載具部件164，所述載具具有一組相鄰于其方形遠端172安置的外部螺紋168。透鏡載具部件164的方形遠端172的尺寸經(jīng)設(shè)計以配合入儀器頭18的內(nèi)部中所提供的相應(yīng)開口180(圖7)內(nèi)，所述相應(yīng)開口保留透鏡載具部件164并防止所述部件旋轉(zhuǎn)運動。一管狀透鏡保持器部件176通過分別位于透鏡保持器部件176的內(nèi)部遠端與透鏡載具部件164的近端外部上的相應(yīng)帶螺紋部分186、184而固定地附著在透鏡載具部件164上。透鏡保持器部件176包括一尺寸經(jīng)設(shè)計以接收一對光學(xué)透鏡190、194的內(nèi)部，在將透鏡保持器部件與透鏡載具部件組裝至儀器頭18時，所述光學(xué)透鏡190、194沿光軸27(圖7)對準，在該光軸上成像列的光學(xué)元件96、100、104、112也對準。目鏡機構(gòu)160進一步包括一波形彈簧192與一透鏡保持器196，每一個都安置在透鏡190與透鏡載具部件164之間。此外，一間隔物195安置在透鏡194、190之間，并且一O形圈199用來密封透鏡194與透鏡載具部件176。
參看圖6、7與12，透鏡載具部件164的外部螺紋168與一組提供在以重疊關(guān)系配合在其上的圓柱形聚焦套筒部件200的內(nèi)表面上的相應(yīng)螺紋207嚙合。聚焦套筒部件200具有一延伸的軸向長度以在附著套筒部件時從儀器頭18的近端48突出。一軟式可夾持彈性體蓋202重疊套筒部件200的一軸向部分，所述蓋經(jīng)安裝以與套筒部件一起旋轉(zhuǎn)到由突起203決定的行進端。球體與壓縮彈簧204、206(僅如圖7所示)各自安置在儀器頭18的內(nèi)部，每一個都與形成在聚焦套筒部件200的外部上的單個凹坑(未圖示)對準，所述彈簧偏壓所述球體并形成一旋轉(zhuǎn)棘爪以向使用者發(fā)出已經(jīng)到達預(yù)定的工廠設(shè)置的聚焦位置的信號。聚焦旋鈕208搭扣配合到聚焦套筒部件200的延伸近端上。聚焦旋鈕208包括一中心開口212，以允許使用者/專業(yè)人員分別如聚焦套筒部件200與透鏡保持器部件176中的每一者那樣沿對準的光軸27來觀察目標，并允許通過套筒部件200的旋轉(zhuǎn)運動而相對于成像列來選擇性地軸向調(diào)節(jié)目鏡機構(gòu)160(圖13)。優(yōu)選地，在組裝期間，相對于透鏡載具部件164調(diào)節(jié)透鏡保持器部件176。此調(diào)節(jié)允許產(chǎn)生工廠設(shè)置(例如，用于在某焦距的人)和不同的工廠設(shè)置(例如，用于具有更長默認聚焦位置的獸醫(yī)用途)，其中所述套筒部件簡單地在此位置上方或下方調(diào)節(jié)。
為實現(xiàn)可調(diào)性，儀器頭18進一步包括一對窗口21(圖8、9)，其形成于其相對側(cè)面上，其中如(例如)圖8與圖9所示，使用者除了可以接近聚焦旋鈕208外，還可以接近軟式可夾持彈性體蓋202至套筒部件200的軸向部分。
現(xiàn)參看圖2-5、10、11與18(a)及18(b)來更詳盡地解釋儀器10的尖端致動器機構(gòu)。此機構(gòu)包括一固定地附著在儀器頭18的遠端的尖端元件保持器部件240，所述保持器包括復(fù)數(shù)個圓周上間隔的槽242。在此實施例中，提供三個槽242，其中兩個槽包括圓周傾斜表面244。每一傾斜表面244都包括一組用于與提供在尖端元件40的外部嚙合片52上的齒56嚙合的齒。尖端致動器機構(gòu)進一步包括一通過使用彈簧256來偏壓的可旋轉(zhuǎn)致動器旋鈕252，所述彈簧具有一穿過致動器旋鈕252中的槽264至一提供在保持器部件240中的孔268的軸向第一端260。彈簧256的剩余端269配合在形成于致動器旋鈕252上的槽270內(nèi)。保持器部件240附著在可旋轉(zhuǎn)致動器旋鈕252的正面表面上，所述致動器旋鈕進一步包括一銷釘254，其從該正面表面延伸入不具有圓周傾斜表面244的保持器部件中的那個槽242內(nèi)。
在操作時，將如上所述的耳鏡尖端元件40附著在儀器頭18的遠端上，并且更具體地說以重疊關(guān)系附著在遠端軸對稱插入部分29上，各個外部嚙合特征52的圓周緊固部分55配合在提供于尖端元件保持器部件240中的圓周槽242中。在此實例中，尖端元件40接著以順時針方式扭轉(zhuǎn)，以使楔形嚙合特征52中的兩個嚙合特征的齒56與尖端元件保持器部件240的相應(yīng)傾斜表面244嚙合，由此提供正向嚙合并在將尖端元件40附著在儀器10上時向使用者提供觸覺反饋。
參看圖10、11與18(a)及(b)，并且為了在檢查病人后從儀器10中釋放尖端元件40，使致動器旋鈕252沿優(yōu)選由位于致動器旋鈕252的外部上的指示器261表示的逆時針方向旋轉(zhuǎn)。由此使旋鈕252相對于固定尖端元件保持器部件240進行旋轉(zhuǎn)運動，并且另外使正面銷釘254移動不具有傾斜表面244的那個槽242，以從保持器部件240的槽中旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動尖端元件40并釋放尖端元件。
本文所述的尖端元件40的設(shè)計相當(dāng)普遍，即尖端元件經(jīng)設(shè)計以不僅配合本文所述的儀器10，而且還配合大量已有的耳鏡，諸如采用美國專利第3,698,387號所述的卡口型附著機制的耳鏡以及采用如美國專利第4,366,811號所述的頂出器型機構(gòu)的耳鏡，這兩個專利的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
在操作時，使用聚焦機構(gòu)允許目鏡機構(gòu)160的光學(xué)器件相對于儀器10的成像列進行相對運動。允許聚焦套筒部件200與軟式可夾持彈性體蓋件202各自繞光軸27旋轉(zhuǎn)，同時由于與儀器頭18的旋轉(zhuǎn)固定連接，所以僅使透鏡載具部件164與所附著的透鏡保持器部件176線性平移。安置在管狀部件80內(nèi)的光學(xué)成像列的剩余部分(包括前端物鏡96)固定，并且因此實現(xiàn)相對運動，從而允許進行焦點調(diào)節(jié)。如上所述，通過壓縮彈簧將球體偏壓地嚙合入聚焦套筒部件200的凹坑內(nèi)，提供了一由使用者/專業(yè)人員感知的預(yù)定固定聚焦位置(在目鏡光學(xué)器件與管狀部件80內(nèi)的固定成像列的剩余部分的光學(xué)器件之間的預(yù)置位置或距離)的指示。
可以通過提供在可夾持彈性體蓋202的外部上的視覺指示器209來指示此預(yù)置或其它聚焦位置，所述蓋的部分可以通過形成在儀器頭18的側(cè)面上的窗口21來接近，以使得能夠通過軟式可夾持蓋202來替代聚焦旋鈕208而使聚焦機構(gòu)選擇性地做旋轉(zhuǎn)運動。
標示器213的刻度形成在相鄰于窗口21的儀器頭的邊緣部分上，其包括一可與視覺指示器209對準的預(yù)置聚焦位置標示器215，所述預(yù)置聚焦位置標示器與棘爪組合進一步指示儀器10的優(yōu)選標稱聚焦位置。
在預(yù)定的固定聚焦位置，根據(jù)此實施例，整個成像系統(tǒng)的總長(例如，在包括目鏡光學(xué)器件的最遠端與最近端光學(xué)表面之間的距離)約為77.60mm，在鼓膜位于距窺鏡尖端元件40的開口遠端44約10mm的工作距離時放大率為1.63X，并且景深為約3-5mm。此外，標稱眼睛間隙為約21.5mm。
參看圖7與圖19，孔徑光闌108與整個光學(xué)系統(tǒng)的入射光瞳8及出射光瞳9光學(xué)共軛。入射光瞳8的軸向位置與尺寸在獲得如圖19中示意性展示為6的整個鼓膜的無阻擋視野中很關(guān)鍵。如果相對于透鏡96位于遠端的入射光瞳8距離該透鏡太近，則尖端元件40的端部會對從鼓膜6的上邊緣發(fā)出的光線造成過度的阻擋。如果入射光瞳距離透鏡96太遠地位于遠端，則由透鏡96與透鏡100所組成的雙重透鏡的第一或最后一個光學(xué)表面的邊緣會對從鼓膜6的上邊緣發(fā)出的光線造成過度的阻擋。在此實施例中，入射光瞳8位于貼近物鏡雙重透鏡(透鏡96與100)的位置，從而以最小的光線阻擋獲得鼓膜6的最佳視野。相似的考慮適用于孔徑光闌108的實際尺寸。
出射光瞳9位于距離透鏡194的最近端光學(xué)表面約21.5mm的近端位置。此距離提供a)在檢查耳朵期間相對于使用者眼睛的橫向運動的最佳圖像穩(wěn)定性；b)以最小的光線阻擋來最佳地觀察鼓膜6；和c)容納較大范圍的柔性焦距透鏡組的能力。不管聚焦機構(gòu)的位置如何，此出射光瞳相對于透鏡190與194的位置恒定。
本文所述的光學(xué)系統(tǒng)可以通過如圖20所示向耳鏡的近端添加電子成像器組件304而很容易地擴展到視頻/成像器人類耳鏡檢查。此外，本文所述的儀器可以相似地用于基于獸醫(yī)耳鏡檢查的光學(xué)或視頻/成像器。此外，可以通過使用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)適配器而容易并便利地修改本文所示的光學(xué)系統(tǒng)，例如通過向前述實施例中所示的觀察裝置添加光學(xué)器件。
目鏡機構(gòu)的透鏡190與194的選擇性聚焦行程為如此以使得使用者能夠獲得特寫圖(在嬰兒耳朵檢查中很重要)與遠景圖(在喉嚨與鼻子檢查中很重要)。根據(jù)此實施例，鼓膜6與遠端透鏡96的第一光學(xué)表面之間的工作距離經(jīng)優(yōu)化而降到約27mm，此后一尺寸在臨床上很重要，因為它提供了將耳鏡插入耳道太深之間的正確設(shè)置。此外，本文所述的光學(xué)系統(tǒng)在觀察裝置上對使用者產(chǎn)生鼓膜的正象。
在檢查時，成像列大體上將物鏡雙重透鏡96、100放在耳朵內(nèi)，因為此光學(xué)元件位于儀器頭18的最遠端部分并且比任意典型耳鏡更靠近鼓膜。因此，獲得了更大(例如更寬)的視場，即使用者在儀器的操作位置可以觀察到比鼓膜的面積更大的面積。此外，入射光瞳的位置使得能夠獲得通常為7mm的成人鼓膜的無阻擋視野以用于大于或約為27mm的工作距離，其中工作距離的定義是鼓膜與透鏡96的遠端表面之間隔開的間距，或近似地，根據(jù)此實施例為從鼓膜到尖端元件40的遠端的約9.5mm的間距。通過使用本文所述的光學(xué)系統(tǒng)在約33mm的工作距離產(chǎn)生大于約9mm的視場，可觀測整個鼓膜而無需移動儀器10。在包含于管狀部件80內(nèi)的光學(xué)器件與目鏡光學(xué)器件190、194之間的間距可變，以允許在適當(dāng)范圍的工作距離聚焦并補償使用者的調(diào)整。作為前述的結(jié)果，在放大率、視場、工作距離、眼睛間隙與聚焦范圍之間達成適當(dāng)權(quán)衡。后一參數(shù)又很關(guān)鍵，以允許進一步使用儀器，例如用于檢查病人的喉嚨和/或鼻子。
與耳鏡(尤其是位于主視線上的光學(xué)器件的成像方式)相關(guān)的另一問題是在通過光學(xué)器件觀察時很難將儀器插入耳朵內(nèi)。診斷耳鏡與其它耳鏡使得放大窗口能夠滑到側(cè)面或偏離正道，但所得視圖通常受到極大的折損，并且通過受限制區(qū)域使用耳匙很不理想。
參看圖16，此處描述處理上述問題的儀器尖端280與耳匙284，以允許顯著更好地插入儀器，同時仍然如前所述通過耳鏡10的光學(xué)器件來觀察。根據(jù)此實施例的儀器尖端280基本上是一籠狀部件290，其遠離耳鏡延伸接觸病人的尖端，而留出其中可插入耳匙284并且可以對其進行操作的較大開放區(qū)域。應(yīng)理解，接觸病人的尖端可以采取各種形狀及尺寸，籠體距離與支撐結(jié)構(gòu)也可如此。在此實施例中，籠狀部件290由在遠端耳朵插入部分298與近端耳鏡附著部分299之間延伸的三個腿件294來界定，籠狀部件的整體長度約為一英寸。理想地，耳匙284為彎曲狀以能夠最大限度地在由腿件294之間所界定的開放區(qū)域內(nèi)對其進行操作。其中某些或整個籠體可再使用或整體附著在觀測器上的替代配置對于所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見。然而，完全可拋型式的優(yōu)點為儀器的性質(zhì)意味著某些外部體已從耳朵移除，這就增加了曝光以及交叉污染的危險。請注意，尖端與耳鏡的光學(xué)器件的長度必須匹配，以使得尖端前方的區(qū)域處于焦點上以使用儀器。耳鏡附著部分299優(yōu)選包括諸如圖2-5所示的外部嚙合特征，且/或包括內(nèi)部卡口，此取決于與其配合使用的耳鏡的尖端附著機構(gòu)。
參看圖17，可拋型耳鏡尖端的另一問題是其與大多數(shù)病人的耳朵的主要部分的密封性不好。此外，軟式二次注塑尖端型式密封相對較好，但會有礙于插入耳朵內(nèi)超過彈性體妨礙耳朵的深度。因此，盡管尖端獲得有效密封，但其會阻礙或妨礙在吹氣期間必需的顯像。由于運動(或缺少運動)產(chǎn)生診斷基礎(chǔ)，所以如果在此過程中無法觀察到鼓膜，那么其對密封和吹氣起不到實際作用。
為了處理上述問題，根據(jù)一實施例提供一在可拋型尖端元件的外部滑動的彈性體密封附件300，諸如先前在圖2-5中所述的那些型式或具有大體上為圓錐形體的其它型式。此彈性體密封附件300提供對病人耳朵的良好密封，并且可在其軸向位置于尖端40上調(diào)節(jié)。因此，可將尖端設(shè)置為用于“較深”插入或較淺插入，從而可獲得密封以及適當(dāng)插入深度以顯像。此密封附件300優(yōu)選足夠柔順以便將其設(shè)置在尖端的遠端及在專業(yè)人員將尖端插入耳道(未圖示)時將其“推入”。
諸如尖端上的標示與深度設(shè)置的其它特征提供了優(yōu)點。由于彈性體密封附件300在本實施例中是蘑菇形的，所以其自身的幾何形狀也具有優(yōu)點，其允許附件壓縮以密封各種耳道尺寸。在本蘑菇形設(shè)計的情形中存在另一優(yōu)點，即這些尖端對于位置變化不太敏感(即，可沿尖端在許多不同的位置密封附件)。因此，附件300的軸向位置可易于沿尖端的長度而變化，以有效地優(yōu)化密封。應(yīng)能輕易地明白，可構(gòu)思替代幾何形狀以用于彈性體密封附件，從而實施本文所采用的發(fā)明概念。
權(quán)利要求
1.一種允許檢查病人耳朵的耳鏡，所述耳鏡包含i)一儀器頭，其包括一近端與一可插入所述耳朵內(nèi)的遠端插入部分；ii)觀察裝置，其貼近所述儀器頭的所述近端；iii)一成像透鏡列，其安置在所述儀器頭內(nèi)，所述成像透鏡列、所述觀察裝置與所述插入部分的一遠端開口中的每一者都沿一光軸對準；和iv)一聚焦機構(gòu)，其用于沿所述光軸將所述成像透鏡列與所述觀察裝置中的至少一個相對于彼此選擇性地移動。
2.如權(quán)利要求1所述的耳鏡，其中所述聚焦機構(gòu)沿所述光軸相對于所述成像透鏡列來選擇性地移動所述觀察裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的耳鏡，其中所述成像透鏡列安置在一管狀部件內(nèi)，所述聚焦機構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)部件，借此所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)引起所述觀察裝置的平移運動。
4.如權(quán)利要求2所述的耳鏡，其包括用于指示所述觀察裝置的相對位置的指示裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的耳鏡，其中所述指示裝置包括一用于指示將所述聚焦機構(gòu)設(shè)置為一優(yōu)選標稱聚焦位置的預(yù)置聚焦位置標示器。
6.如權(quán)利要求2所述的耳鏡，其中所述聚焦機構(gòu)含有一棘爪以將所述觀察裝置制動在至少一預(yù)定軸向位置。
7.如權(quán)利要求1所述的耳鏡，其中所述觀察裝置經(jīng)界定為一含有至少一光學(xué)元件的目鏡，所述目鏡附著在所述儀器頭的所述近端上。
8.如權(quán)利要求1所述的耳鏡，其中所述觀察裝置包括一電子成像器。
9.如權(quán)利要求5所述的耳鏡，其中所述聚焦機構(gòu)含有棘爪裝置，以將所述觀察裝置制動在至少一預(yù)定軸向位置，并且其中所述至少一預(yù)定軸向位置處于所述優(yōu)選標稱聚焦位置。
10.如權(quán)利要求1所述的耳鏡，其包括可在近端附著在所述觀察裝置上的至少一光學(xué)適配器。
11.如權(quán)利要求1所述的耳鏡，其中所述成像透鏡列與所述觀察裝置界定一包括一遠端入射光瞳與一中繼透鏡系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求7所述的耳鏡，其中所述成像透鏡列安置在一管狀部件內(nèi)，并且所述聚焦機構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)部件，借此所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)引起包含在所述目鏡中的所述至少一光學(xué)元件的平移運動。
13.如權(quán)利要求11所述的耳鏡，其中所述入射光瞳被放置在與所述儀器頭的所述遠端插入部分的所述遠端開口相鄰的位置。
14.如權(quán)利要求13所述的耳鏡，其中所述光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生一大于約9毫米的視場以用于一約為33毫米的工作距離，由此允許在使用所述耳鏡來檢查所述耳朵時通過所述觀察裝置來顯像整個鼓膜。
15.如權(quán)利要求1所述的耳鏡，其中所述成像透鏡列與所述觀察裝置產(chǎn)生一正象。
16.如權(quán)利要求7所述的耳鏡，其中所述目鏡包括至少一放大光學(xué)器件。
17.如權(quán)利要求12所述的耳鏡，其中所述儀器頭包括安置在所述目鏡與所述遠端插入部分中間的至少一窗口，所述窗口允許裝置旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)部件以調(diào)節(jié)所述聚焦機構(gòu)。
18.如權(quán)利要求17所述的耳鏡，其包括用于指示所述目鏡中的所述至少一光學(xué)元件的相對運動的指示器裝置，所述指示器裝置包括一預(yù)置位置指示器刻度。
19.如權(quán)利要求18所述的耳鏡，其中所述預(yù)置位置指示器刻度安置在相鄰于所述至少一窗口的位置。
20.一種允許檢查病人耳朵的耳鏡，所述耳鏡包含i)一儀器頭，其包括一近端與一可插入病人耳朵內(nèi)的遠端插入部分；ii)觀察裝置，其附著在所述儀器頭的所述近端上；iii)一成像透鏡列，其安置在所述儀器頭內(nèi)相對于所述觀察裝置遠端的位置；和iv)一包含所述成像透鏡列與所述觀察裝置的光學(xué)系統(tǒng)，其包括一布置在相鄰于所述儀器頭的所述插入部分的所述遠端尖端開口的位置的入射光瞳，所述成像透鏡列將所述圖像中繼到所述觀察裝置，所述成像透鏡列能夠立刻捕捉整個鼓膜并且通過所述觀察裝置中繼所述鼓膜的圖像。
21.如權(quán)利要求20所述的耳鏡，其中所述觀察裝置包括一目鏡，所述目鏡包括至少一放大光學(xué)器件。
22.如權(quán)利要求22所述的耳鏡，其中所述成像透鏡列安置在一管狀部件內(nèi)。
23.如權(quán)利要求21所述的耳鏡，其中所述耳鏡產(chǎn)生一大于約9毫米的視場以用于一在所述遠端插入部分與所述目標之間約為33毫米的工作距離。
24.如權(quán)利要求21所述的耳鏡，其中所述成像透鏡列與所述觀察裝置產(chǎn)生一正象。
25.如權(quán)利要求20所述的耳鏡，其中所述觀察裝置包括至少一電子成像器。
26.一種用于制造一具有一儀器頭的耳鏡儀器的方法，所述儀器頭具有一遠端插入部分，所述方法包括以下步驟i)提供貼近所述儀器頭的所述近端的觀察裝置；ii)提供一安置在所述儀器頭內(nèi)的成像透鏡列，所述成像透鏡列、所述觀察裝置與所述插入部分的一遠端開口中的每一者都沿一光軸對準；和iii)提供一用于沿所述光軸將所述成像透鏡列與所述觀察裝置中的至少一者相對于彼此選擇性地移動的聚焦機構(gòu)。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包括提供用于將所述聚焦機構(gòu)設(shè)置在至少一優(yōu)選標稱聚焦位置的至少一預(yù)置聚焦位置的步驟。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其包括提供用于當(dāng)將所述聚焦機構(gòu)設(shè)置在一優(yōu)選聚焦位置時向一使用者指示的裝置的步驟。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述指示裝置包括一棘爪機構(gòu)。
30.一種耳鏡，其包含一儀器頭，其具有一用于插入一耳朵內(nèi)的遠端插入部分，所述遠端插入部分具有一遠端開口；和一光學(xué)系統(tǒng)，其包含在所述儀器頭內(nèi)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括一入射光瞳與一用于觀察一所關(guān)注的目標的一圖像并沿一光軸與所述遠端開口對準的觀察裝置，其中所述入射光瞳位于相鄰于臨近其所述遠端開口的所述儀器頭的所述遠端插入部分的所述遠端開口的位置。
31.如權(quán)利要求30所述的耳鏡，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括安置在所述遠端插入部分內(nèi)的至少一透鏡與一位于所述至少一透鏡與所述觀察裝置之間的中繼透鏡。
32.如權(quán)利要求31所述的耳鏡，其包括一對中繼透鏡與一安置在所述中繼透鏡之間的孔徑光闌，所述孔徑光闌經(jīng)安置以在將所述遠端插入部分插入病人耳朵內(nèi)時在所述耳朵內(nèi)形成所述入射光瞳。
33.如權(quán)利要求30所述的耳鏡，其中所述觀察裝置包括一安置在所述儀器頭的一近端上的目鏡機構(gòu)。
34.如權(quán)利要求33所述的耳鏡，其中所述目鏡機構(gòu)包括至少一放大光學(xué)器件。
35.如權(quán)利要求30所述的耳鏡，其中所述觀察裝置為一電子成像器。
36.如權(quán)利要求30所述的耳鏡，其中所述觀察裝置包括至少一光學(xué)元件，所述耳鏡包括用于選擇性地改變所述觀察裝置的所述至少一光學(xué)元件的位置以改變所述光學(xué)系統(tǒng)的焦點的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種允許檢查病人耳朵的耳鏡，其由包括一近端和一可插入耳朵內(nèi)的遠端插入部分的儀器頭來界定。所述耳鏡包括一安置在所述儀器頭內(nèi)的成像透鏡列，其中所述成像透鏡列、一目鏡與所述插入部分的一遠端開口中的每一者都沿一光軸對準。所述耳鏡進一步包括一用于沿光軸將成像透鏡列與包含在目鏡中的光學(xué)器件中的至少一者選擇性地相對于彼此移動的聚焦機構(gòu)。成像透鏡列與目鏡中的光學(xué)器件界定一光學(xué)系統(tǒng)，以使入射光瞳大體上位于儀器頭的遠端插入部分中，從而使得使用者能夠立刻觀察到整個鼓膜。
文檔編號A61B1/227GK1829468SQ200480021763
公開日2006年9月6日 申請日期2004年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者歐文·格爾德法因, 史蒂文·R·斯勞森, 埃里克·M·安德烈亞森, 辛西婭·A·凱珀, 伊麗莎白·P·斯特普爾斯, 雷蒙德·A·利亞 申請人:韋爾奇阿林公司