(57)【要約】本発明は、長い光導波路（３０）を、少なくとも１つの他の導波路（３２）および／または少なくとも１つの光学素子（３４）に接続する結合デバイスに関する。この結合デバイスは、光導波路（３０）の端部を受ける第１通路（１２）を備えた第１結合エレメント（１０）と、光導波路（３０）の一部を受ける第２通路（２２）を備えた第２結合エレメント（２０）と、を含む。第１結合エレメント（１０）および第２結合エレメント（２０）は、着脱可能なように組み立てられる。第１通路（１２）および第２通路（２２）は、組み立てられた状態で共通の長手方向中心軸（Ａ）を有する。第１通路（１２）は、組み立てられた状態で第２結合エレメント（２０）に向かって拡がる漏斗状部（１８）を含む。本発明においては、第１結合エレメント（１０）は、少なくとも漏斗状部（１８）の部分が、セラミック材料で構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路（３０）を接続する結合デバイスであって、
ａ）前記光導波路（３０）の自由端（３１）と、前記自由端（３１）とつながった前記光導波路（３０）の端部（３３）と、を保持する第１通路（１２）を備えた第１結合エレメント（１０）と、
ｂ）前記端部（３３）に続く前記光導波路（３０）の中間部（３５）を保持および／または固定する第２通路（２２）を備えた第２結合エレメント（２０）と、
を備え、
ｃ）前記第１結合エレメント（１０）と前記第２結合エレメント（２０）は、着脱可能に結合でき、または着脱可能に結合された状態にあり、
ｄ）結合状態において、前記第１通路（１２）および前記第２通路（２２）は、共通の通路を形成し、および／または共通の長手方向軸（Ａ）を有するもしくは取り囲んでおり、
ｅ）前記第１通路（１２）は、結合状態において前記第２通路と面し、かつ前記第２通路（２２）に向かって拡がった漏斗状部（１８）を有し、
ｆ）少なくとも前記漏斗状部（１８）の領域において、前記第１結合エレメント（１０）は、少なくともその内表面がセラミック材料で形成または生成される、
ことを特徴とする結合デバイス。
【請求項２】
前記第１結合エレメントの第１通路は、前記漏斗状部に隣接し、かつ結合状態において前記第２通路から離れた前記漏斗状部の側に位置する第２セクションを有することを特徴とする請求項１に記載の結合デバイス。
【請求項３】
結合状態において、前記第１通路の第２セクションは、前記自由端および直接隣接する前記光導波路端部の第１パートを保持し、かつ、光導波路の光軸がその自由端において実質的にこの第２セクションの長手方向軸に沿って位置するように、それらを調整することを特徴とする請求項２に記載の結合デバイス。
【請求項４】
前記第１通路の第２セクションは、実質的に一定の内径を有し、前記光導波路は、少なくとも端部において実質的に一定の外径を有し、前記第１通路における第２セクションの内径は、前記光導波路の外径に適合されることを特徴とする請求項２または３に記載の結合デバイス。
【請求項５】
該結合デバイスは、少なくとも１つのさらなる光導波路、および／または少なくとも１つの光学素子、特に、発光素子もしくは光検出素子もしくは光応用機器に、前記光導波路を接続可能であり、そのさらなる光導波路および／または光学素子は、前記第１結合エレメントの第１通路に接続可能、または接続されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項６】
さらなる光導波路および／または光学素子は、前記漏斗状部から離れた側の前記第１通路の第２セクションに接続可能、または接続されることを特徴とする請求項２から４のいずれかを引用する請求項５に記載の結合デバイス。
【請求項７】
接続状態において、さらなる光導波路は、第１通路の第２セクションにおいてその自由端および隣接する端部を保持され、光導波路の光軸がその自由端において実質的にこの第２セクションの長手方向軸に沿って位置し、かつ２つの光導波路の前記自由端が互いに向かい合って位置するように、調整されることを特徴とする請求項６に記載の結合デバイス。
【請求項８】
前記第１通路は、前記第２セクションから漏斗状に拡がる第３セクションを有することを特徴とする請求項６または７に記載の結合デバイス。
【請求項９】
該結合デバイスは、さらなる光導波路および／または少なくとも１つの光学素子を保持する少なくとも１つの第３結合エレメントを有し、前記第３結合エレメントは、前記第１結合エレメントと着脱可能に結合でき、または着脱可能に結合された状態にあることを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項１０】
前記第３結合エレメントは、さらなる光導波路の端部に続く中間部を保持および／または固定する第３通路を有することを特徴とする請求項９に記載の結合デバイス。
【請求項１１】
結合状態において、前記第１結合エレメントの第１通路（１２）および前記第３結合エレメントの第３通路は、共通の通路を形成する、および／または共通の長手方向軸（Ａ）を有するもしくは取り囲むことを特徴とする請求項１０に記載の結合デバイス。
【請求項１２】
前記第１結合エレメント（１０）は、ワンピースまたは一部品に設計されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項１３】
前記第１結合エレメントは、完全にセラミック材料で、特に同一のセラミック材料で生成または形成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項１４】
前記第１結合エレメント（１０）は、互いに固定された２つ以上のプレハブ部品を含み、漏斗状部を備える少なくとも１つの部品（１４、１９）は、少なくともその内表面がセラミック材料で生成または形成されることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項１５】
前記セラミック材料は、少なくとも１つの酸化物セラミック材料を含むことを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項１６】
前記酸化物セラミック材料は、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１５に記載の結合デバイス。
【請求項１７】
前記酸化物セラミック材料は、二酸化チタンを含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載の結合デバイス。
【請求項１８】
前記酸化物セラミック材料は、酸化クロムを含むことを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項１９】
前記酸化物セラミック材料は、酸化マグネシウムを含むことを特徴とする請求項１５から１８のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項２０】
前記酸化物セラミック材料は、酸化ベリリウムを含むことを特徴とする請求項１５から１９のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項２１】
前記酸化物セラミック材料は、二酸化ジルコニウムを含むことを特徴とする請求項１５から２０のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項２２】
前記酸化物セラミック材料は、６０％から９７％の範囲の酸化アルミニウム成分と、３％から４０％の範囲の二酸化チタン成分と、を有することを特徴とする請求項１６および１７に記載の結合デバイス。
【請求項２３】
前記酸化物セラミック材料は、４０％から６０％の範囲の酸化クロム成分と、４０％から６０％の範囲の二酸化チタン成分を有することを特徴とする請求項１７および１８に記載の結合デバイス。
【請求項２４】
前記第１結合エレメント、または前記第１通路もしくは前記第１通路の少なくとも１つの漏斗状部を有する前記第１結合エレメントの一部は、主要な成形方法により生成されるセラミックのモールド部品で形成されることを特徴とする請求項１から２３のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項２５】
少なくとも前記漏斗状部において、前記第１通路の内表面は再加工、特に、再研磨されることを特徴とする請求項２４に記載の結合デバイス。
【請求項２６】
前記第１結合エレメント、または前記第１通路もしくは前記第１通路の少なくとも１つの漏斗状部を有する前記第１結合エレメントの一部は、基礎部と、セラミック材料で生成された表面層と、で形成されることを特徴とする請求項１から２５のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項２７】
前記基礎部は、金属、特に、アルミニウム、またはアルミニウム合金、またはスチールで形成されることを特徴とする請求項２６に記載の結合デバイス。
【請求項２８】
特に接着性を高めるために、中間層および／またはクロムニッケル層が前記基礎部とセラミック材料で生成された表面層の間に配置されることを特徴とする請求項２６または２７に記載の結合デバイス。
【請求項２９】
セラミック材料で形成された前記表面層は、特に溶射またはプラズマスプレーにより、前記基礎部または前記中間層にスプレーされることを特徴とする請求項２６から２８のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項３０】
少なくとも前記漏斗状部において、前記第１通路の内表面の表面粗さは、最大でも、光導波路の断面寸法または直径の１／５０、好ましくは、最大でも１／１００であることを特徴とする請求項１から２９のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項３１】
少なくとも前記漏斗状部において、前記第１通路の内表面は、最大でも３μｍまたは２．５μｍまたは２μｍまたは１．５μｍまたは１μｍまたは０．５μｍの表面粗さを有することを特徴とする請求項１から３０のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項３２】
前記第２結合エレメント（２０）は、プラスチックで形成される、および／または射出成形部品として設計されることを特徴とする請求項１から３１のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項３３】
前記第２結合エレメント（２０）は、セラミック材料で生成されることを特徴とする請求項１から３１のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項３４】
前記第２結合エレメント（２０）は、ルアープッシュオンプラグまたはルアープッシュオンソケットとして設計されることを特徴とする請求項１から３３のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項３５】
前記第１結合エレメント（１０）は、ルアープッシュオンプラグまたはルアープッシュオンソケットの形状をとることを特徴とする請求項３４に記載の結合デバイス。
【請求項３６】
前記第１結合エレメント（１０）および前記第２結合エレメント（２０）および／または前記第３結合エレメントは、互いに差し込まれることにより結合可能、または結合されることを特徴とする請求項１から３５のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項３７】
前記第１結合エレメント１０および前記第２結合エレメント２０および／または前記第３結合エレメントは、少なくとも１つの締め付けエレメントにより結合可能であることを特徴とする請求項１から３６のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項３８】
前記第１結合エレメント（１０）および前記第２結合エレメント（２０）および／または前記第３結合エレメントは、少なくとも１つのねじ込み接続により、結合可能であることを特徴とする請求項１から３７のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項３９】
結合光導波路を有することを特徴とする請求項１から３８のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項４０】
前記光導波路の直径は、１００μｍから１０００μｍの範囲内、好ましくは、２００μｍから８００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から３９のいずれかに記載の結合デバイス。
【請求項４１】
医療機器内部への、請求項１から４０のいずれかに記載の結合デバイスの使用。
【請求項４２】
手術用システムへの、請求項１から４０のいずれかに記載の結合デバイスの使用。
【請求項４３】
内視鏡システムへの、請求項１から４０のいずれかに記載の結合デバイスの使用。
【請求項４４】
目の手術に供されるシステムへの、請求項１から４０のいずれかに記載の結合デバイスの使用。
【請求項４５】
前記システムは、水晶体の手術、特に白内障の治療に供されることを特徴とする請求項４４に記載の使用。
【請求項４６】
前記システムは、屈折異常を矯正するために角膜の手術に供されることを特徴とする請求項４４に記載の使用。
【請求項４７】
前記結合デバイスは、レーザをハンドヘルド機器に光学的に接続することを特徴とする請求項４１から４６のいずれかに記載の使用。
【請求項４８】
人体または動物体に、特に目に、レーザを活用するためのレーザシステムであって、レーザと、ハンドヘルド機器と、を有し、前記レーザの光を前記ハンドヘルド機器に伝達するために、少なくとも１つの光導波路と、少なくとも１つの請求項１から４０のいずれかに記載の結合デバイスと、を有することを特徴とするレーザシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路を接続する結合デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光結合デバイス、特にプラグイン接続や、ねじ込み接続のものは、たとえば光ファイバーなどの光導波路を、他の光学素子やさらなる光導波路に光学的に接続するためのものとして知られている。信頼性のある光伝送を確実に行うために、光導波路とさらなる光学素子、または２つの光導波路は、結合デバイスにおける光伝搬方向や光軸に関して、特に正確に互いに接続、または配列されなければならない。その結果、光または光信号が可能な限り完全に伝送される。さらに、傷つきやすい光ファイバーは、とりわけ傷つきやすいそれらの端面では特にそうであるが、機械的損傷から保護されなければならない。
【０００３】
光導波路の１つの可能な応用は、光、特にレーザ光の伝送に用いることであり、物質を処理するのに用いることであり、または人間や動物の医学的治療、特に眼科における治療に用いることである。眼科における治療には、たとえば、白内障の手術の間に、目の水晶体を取り除く治療がある。これは、水晶体超音波乳化吸引術の間に行われるものであり、その間、レーザ光により生成された衝撃波は、レンズを乳化し、減衰される（光分解）。または、眼科における治療には、たとえば近視の治療のための角膜手術がある。
【０００４】
その他の応用は、測定技術、通信技術およびデータシステム技術における、光導波路を経由した光信号に関する情報の伝送である。
【０００５】
欧州公開公報ＥＰ０８９８１８６Ａ１は、光導波路ファイバーの中心接続用の、または２つの光導波路ファイバーの中心結合用のプラグイン接続を開示している。これは、プラグと、プラグをはめ込むカットアウトを備えたソケットとを有する。光導波路ファイバーは、ソケットを介して導かれ、ソケットの方向に漏斗状に拡がるプラグの穴におけるファイバー端で終了する。機械的損傷からそれを保護するために、光ファイバーは、プラグの穴の内部において、ファイバー端まで、ファイバーを取り囲むチューブに硬く保持される。この既知のプラグイン接続におけるソケットと漏斗状部を備えたプラグは、プラスチック、好ましくは、射出成形部品として生成される。
【０００６】
さらなるプラグイン接続では、これは、実際に知られており、欧州公開公報ＥＰ０８９８１８６Ａ１に係る実施の形態に類似する方法で構成されたものであるが、光ファイバーは、チューブで囲まれていないが、その端部は、プラグの漏斗状部に自由に突出している。漏斗状の内面を備えたプラグは、金属、特に高級スチールで、旋盤加工により製造され、通常は矯正される。プラグとソケットが互いに差し込まれるとき、漏斗状部は、光導波路のガイドとしておよび中心合わせの補助として機能する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、光導波路用の新規な光結合デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１に係る発明によって達成される。本発明に係る有利な改良および発展は、請求項１に従属する請求項から得られる。
【０００９】
光導波路を、少なくとも１つのさらなる光導波路に、および／または少なくとも１つの光学素子に接続する結合デバイス（光カプラー）は、光導波路の端部領域を保持する第１通路を備えた第１結合エレメントと、光導波路の一部を保持する第２通路を備えた第２結合エレメントと、を備え、第１結合エレメントと第２結合エレメントは、着脱可能に結合でき、または着脱可能に結合された状態にあり、結合もしくは接続状態（すなわち、互いに出口領域で対向した状態、もしくは互いに結合して一つになった状態）において、第１通路および第２通路は、共通の通路を形成する、および／または共通の長手方向軸（Ａ）を有するもしくは取り囲んでいる。第１結合エレメントの第１通路は、結合状態において第２結合エレメントに向かって拡がった漏斗状部（すなわち、漏斗状の入口領域、漏斗状入口）を有する。少なくとも漏斗状部の領域において、第１結合エレメントは、少なくともその内表面がセラミック材料（すなわち、セラミック）で形成される。
【００１０】
本発明は、ファイバーの柔軟性や、プラグの穴が漏斗形状であるにもかかわらず、いくつかの実際的事例において、ファイバー端が漏斗表面に沿ってスライドする際に、光ファイバーの傷つきやすい端面が損傷するという予期しない観察から生まれたものである。本発明者によりその後なされた調査により、既知の結合デバイスにおけるプラグの漏斗は、それにも関わらず、内側に、ファイバー断面と比較して比較的大きい表面粗さと不均一性を有し、これは、表面の処理を行っているのも関わらず、そのようになっているということが明らかとなった。旋盤加工は、高級スチールで形成された漏斗に溝を付け、プラスチックの射出成形部品でさえもまた、その材料特性のために、比較的大きい表面粗さを有する。漏斗における溝および粗い表面のために、光ガラスファイバーは割れ、および／または折れ、および／またはその端面が損傷する。光ファイバーは、その結果、使い物にならなくなる。
【００１１】
この問題を解決または緩和するために、本発明によれば、少なくとも第１通路の漏斗状部の領域において、第１結合エレメントは、少なくとも内表面がセラミック材料で構成される。
【００１２】
研磨や類似の方法による後処理がなくとも、セラミック材料で形成された部品や層は、特に滑らかな表面に生成可能である。光導波路の端部が漏斗の内表面に突き当たったとき、光導波路は、表面上のくぼみや隆起でスタックすることなく、この内表面に沿ってスライドすることができる。従って、結合エレメントの接続の間に光導波路が損傷するリスクは、実質的に低下する。今、第１通路の漏斗状部は、第１結合エレメントの第１通路への挿入（すなわち、スレッディング）の間に、光導波路端の位置決め、またはガイド、特に中心合わせといったいくつかの問題が生ずることなしに用いることができ、または設けることができる。そして、光導波路の挿入がほとんどの場合容易になる。
【００１３】
特に有利な実施の形態では、第１結合エレメントの第１通路は、漏斗状部に隣接し、かつ結合状態において第２通路から離れた漏斗状部の側に位置する第２セクションを有する。そして好ましくは、第２セクションは、自由端および直接隣接する光導波路端部の第１パートを保持し、かつ、光導波路の光軸がその自由端において実質的にこの第２セクションの長手方向軸に沿って位置するように、それらを調整する。この第１通路の第２セクションの内径は、便宜上、実質的に一定であり、光導波路の外径に適合される。光導波路の外径は、少なくとも端部において実質的に一定であり、その結果、光導波路は、正確に適合、またはぴったりと合った状態で固定される。
【００１４】
本発明に係る結合デバイスは、通常、少なくとも１つのさらなる光導波路、および／または少なくとも１つの光学素子、具体的には、例えばレーザ、レーザダイオード、ＬＥＤなどの発光素子、または特にフォトトランジスタやフォトダイオードなどの光電素子である受光素子、または例えば（レーザ）光を応用したハンドヘルド機器などの光応用機器に、光導波路を接続するために提供される。この場合、さらなる光導波路および／または光学素子は、第１結合エレメントの第１通路に、具体的には、漏斗状部から離れた側の第１通路の第２セクションに、接続可能または接続される。接続状態において、好ましくは、さらなる光導波路は、第１通路の第２セクションにおいてその自由端および隣接する端部を保持され、光導波路の光軸がその自由端において実質的にこの第２セクションの長手方向軸に沿って位置し、かつ２つの光導波路の自由端が互いに向かい合って位置するように、調整される。さらなる光導波路の挿入と中心合わせを容易とするためにも、第１通路は、第２セクションから漏斗状に拡がる第３セクションを有することが有利である。
【００１５】
さらに、さらなる光導波路および／または少なくとも１つの光学素子を保持する少なくとも１つの第３結合エレメントを備えることが可能である。ここで、第３結合エレメントは、着脱可能に結合でき、または着脱可能に結合された状態にある。ここで好ましくは、第３結合エレメントは、さらなる光導波路の端部に続く中間部を保持および／または固定する第３通路を有する。特に、結合状態において、第１結合エレメントの第１通路および第３結合エレメントの第３通路は、共通の通路を形成する、および／または共通の長手方向軸（Ａ）を有するもしくは取り囲んでもよい。
【００１６】
第１通路および第２または第３通路の共通の長手方向軸が、長手方向中心軸または中心長手方向軸であるとき、特に有利である。この場合、結合デバイスにおける光導波路の軸の配置が、光導波路を曲げることなく実質的に可能となる。
【００１７】
第１結合エレメントは、ワンピースまたは一部品に構成されてもよい。また、他の方法としては、第１結合エレメントは、互いに固定または接続された２つ以上のプレハブ部品で構成され、漏斗状部を備える少なくとも１つの部品は、少なくともその内表面がセラミック材料で生成または形成されてもよい。一部品に設計した場合、マウンティングの費用が低減される。対称的に、多数部品の設計とした場合、漏斗状部は、所望の滑らかな表面を有する一方で、第１結合エレメントの残りの部品の材料は、必要に応じた目的の種類を選択することができる。
【００１８】
第１通路または少なくとも第１通路の漏斗状部を有する第１結合エレメントの一部において、第１結合エレメントは、完全にまたは部分的にだけセラミック材料、特に同一のセラミック材料で生成または形成されてもよい。有利な実施の形態では、第１通路全体の少なくともその内表面が、セラミック材料で形成または製造される。この実施の形態は、第１通路が、光導波路の端部を保持する、漏斗状部と隣接したさらなるセクションを有する実施の形態との組み合わせにおいて、特に有利である。この場合、光導波路の端部は、挿入される際に、このさらなるセクションの内表面上をスライドまたはドラッグすることができる。
【００１９】
結合エレメント全体またはその一部が硬いセラミック材料で形成される場合には、セラミックの製造に特有の製造ステップ、特に、
・微粉化された出発原料または原材料からブランクを形成
・通常、前もって乾燥させたブランクを、セラミックベーキングまたはシンター
・適切な場合、次の処理
を含んだ主要な形成プロセスを適用することが好ましい。
【００２０】
流動性を有する出発組成を用いたキャスティング法、好ましくは、射出成形だけでなく、粉末の出発原料を用いた粉末圧縮法または粉体圧法が、形成プロセスとして主に考慮される。
【００２１】
また、第１結合エレメントは、全体として、または第１通路もしくはその漏斗状部を備える一部において、基礎部と、セラミック材料で生成された表面層とで形成されてもよい。この場合、基礎部は、金属、特に、アルミニウム、またはアルミニウム合金、またはスチールで形成することができる。さらに、特に接着性を高めるために、中間層および／またはクロムニッケル層が、基礎部とセラミック材料で生成された表面層の間に設けられてもよい。セラミック表面層は、吹き付け、特に溶射またはプラズマスプレーを適用することができる。
【００２２】
結合デバイスのセラミック材料は、便宜上、第１通路、特に漏斗状部のセラミック表面において、光導波路の良好な滑り挙動または低い滑脱抵抗力または動摩擦係数を有するよう選択され、または最適化される。
【００２３】
特に、セラミック材料は、確実に十分に小さい表面粗さ、または十分に滑らかな表面を有するようにする。表面粗さ、特に算術平均粗さＲａは、好ましくは、光導波路断面の寸法と比較して小さくなるよう選択される。これは、典型的には、１００μｍから１０００μｍの範囲内、好ましくは２００μｍから８００μｍの範囲内である。たとえば、光導波路の直径の少なくとも１／５０、好ましくは少なくとも１／１００であってもよく、および／または、以下の値の１つよりも小さい、もしくは最大でも以下の値の１つであってもよい：３μｍ、２．５μｍ、２μｍ、１．５μｍ、１μｍ、０．５μｍ。
【００２４】
１．５μｍから３μｍの表面粗さは、主要な成形方法によって生成されたセラミックモールド部品またはセラミック層の「標準的な」表面として実現でき、溶射やプラズマスプレーなどの標準的なコーティング方法により、さらなる再加工や矯正することなしに生成可能である。表面は、より小さい表面粗さのために、いくつかの他の方法により、さらに研磨されるか、精巧に再加工されてもよい。それにより、表面粗さを０．３μｍ以下とすることさえ可能である。それと比較すると、従来技術において、スチール表面は、精巧な表面機械加工の場合でさえ、少なくとも２０μｍの表面粗さを有する。
【００２５】
セラミック材料は、好ましくは、少なくとも１つの酸化物セラミック材料、特に、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化クロム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムおよび二酸化ジルコニウムを含んだ酸化物セラミック材料の群から選択される１つまたは複数の酸化物セラミック材料より成る（含むまたは構成される）。上述の酸化物セラミック群からの２つ以上の物質の混合物、または組成物、好ましくは、安定化のための少量の二酸化チタンを有する酸化アルミニウムおよび／または酸化クロム、好ましくは、６０％から９７％（重量パーセント）の間の酸化アルミニウム成分と、３％から４０％の間の二酸化チタン成分とを有する混合物、または、４０％から６０％の範囲の酸化クロム成分と、４０％から６０％の範囲の二酸化チタン成分を有する混合物が、特にセラミック層に適しているが、それに限られるものではない。
【００２６】
しかしながら、非酸化物セラミックス、特にカーバイド、たとえばシリコンカーバイドセラミックスや、窒化物セラミックス、またはその他のシリカ含有のセラミックス、特に磁器および／または光沢をもったもの、を用いることも可能である。
【００２７】
第２結合エレメントおよび／または第３結合エレメントは、プラスチックで形成可能、および／または射出成形部品として設計可能であるが、セラミック材料、特に第１結合エレメント用として記載したのと類似の特性のセラミック材料で形成することも可能である。
【００２８】
具体的に、第２結合エレメントは、ルアー（ｌｕｅｒ）プッシュオンプラグまたはルアープッシュオンソケットとして設計され、第１結合エレメントは、ルアープッシュオンプラグまたはルアープッシュオンソケットとして設計される。
【００２９】
有利な実施の形態では、一方の第１結合エレメントと、他方の第２または第３結合エレメントの接続は、プラグイン接続だけでなく、ねじ込み接続とすることも可能である。
【００３０】
さらに、本発明によれば、上述の結合デバイスの医療技術機器内部への使用、特に手術システムへの使用が提供される。非常に多くの手術が、レーザー光を用いて行われている。アクセスするのが困難な体内の箇所でさえも、レーザ光を用いて治療することができる。さらに、上記の結合デバイスは、内視鏡システムに用いることも可能である。さらに、上記の結合デバイスは、人間や動物の目の手術、特に、たとえば白内障の治療などの水晶体の手術や、屈折異常を矯正するために角膜の手術に用いることが可能である。
【００３１】
特に有利な実施の形態において、結合デバイスは、レーザをハンドヘルド機器に光学的に接続する。特に、人体または動物体に、特に目に、レーザを活用するためのレーザシステムは、レーザと、ハンドヘルド機器と、少なくとも１つの光導波路の他に、レーザの光をハンドヘルド機器に伝達するために、光導波路用の少なくとも１つの結合デバイスを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明に係る結合デバイスの好適な実施の形態は、添付の図面を参照して、下記においてより詳細に説明される。
【００３３】
図１および図２は、結合デバイスの好適な実施の形態を示す。結合デバイスは、第１結合エレメント１０と、第２結合エレメント２０と、を備える。この実施の形態においては、第１結合エレメントは、プラグ１０として設計され、第２結合エレメントは、ソケット２０として設計される。プラグ１０とソケット２０は、互いに差し込んで結合可能である。図１において、プラグ１０とソケット２０は、結合された状態である。
【００３４】
概して、本発明に係る結合デバイスにおいては、結合エレメント１０および２０は、着脱可能に結合できる、特に差し込んで結合されるか、またはねじ込んで結合されるモールド部品として形成することができる。
【００３５】
図示した実施の形態では、ソケット２０は、市販のルアー（ｌｕｅｒ）プッシュオンソケットとして設計される。さらに、ソケット２０は、射出成形部品としてワンピースに設計される。プラグ１０は、市販のルアー（ｌｕｅｒ）プッシュオンプラグの形態をとる。
【００３６】
第１結合エレメント１０は、その全体が、または少なくとも第１通路１２の領域が、セラミック材料で形成される。セラミック材料は、特に、酸化物セラミック、好ましくは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含む。それを用いることにより、費用効率のよい方法で、特に成形とベーキングにより、追加の再加工をすることなしに部品を形成することが可能となる。
【００３７】
プラグ１０は、フランジ状に形成された基部１４を有する。基部１４には、基部１４を装置などに固定するための穴１５が設けられる。円錐形状の細長い突起物が、基部１４から外側に延設されている。突起部１６の円錐角は、この実施の形態においては、１．５°となる。
【００３８】
プラグ１０は、突起部１６と基部１４を貫通する細長い第１通路１２を有する。ここで、突起部１６の長手方向軸と、第１通路１２の長手方向軸は、互いに同軸となる。さらに、突起部１６と第１通路１２は、互いに同心円状となるように、設けられる。
【００３９】
第１通路１２は、突起部１６に位置し、基部１４に向かってテーパー状の、具体的には、円錐形状の漏斗状部１８を備える。
【００４０】
第１通路１２は、基部１４の領域に、拡張部２６を有する。拡張部２６は、特に、光学素子やさらなる光導波路を保持するために設けられる。光学素子は、発光、受光の両素子のほかに、たとえば、外科手術や治療のための、特に目の手術のためのハンドヘルド機器のような光応用部品とすることも可能である。
【００４１】
プラグ１０は、図示した実施の形態では、ワンピースに設計される。他の実施の形態では、プラグ１０は、多数の部品、少なくともセラミック材料で形成された漏斗状部１８を備えた部品で設計することも可能である。さらに、内表面だけをセラミックでコーティングすることも可能である。
【００４２】
ソケット２０は、突起部１６に適合するように設計されたカットアウト２４を有する。カットアウト２４の直径は、プラグ１０からの距離が増すにつれて、次第に小さくなる。カットアウト２４の円錐角は、同じように１．５°となる。
【００４３】
ソケット２０は、プラグ１０の第１通路１２と結合された状態において、共通の長手方向中心軸Ａを有する。通路２２は、円形断面を有する。
【００４４】
通路内には、第１管部３２および第２管部３４が位置している。第２管部３４の外径は、第２通路２２の内径にほぼ一致する。第１管部３２の外径は、第２管部３４の内径にほぼ一致する。第２管部３４は、第２通路２２内に配置される。第２管部３４は、第２通路２２よりもわずかに長い。第１管部３２は、第２管部３４内に配置される。
【００４５】
第１管部３２内には、細長い光導波路３０の一部が配置される。光導波路３０は、好ましくは、自由端３１を有するワンピースの光ファイバまたはガラスファイバーとして設計される。第１管部３２は、光導波路３０の固定をもたらす。さらに、光導波路３０の端部領域は、その自由端３１とともに、第１管部３２から突出している。第１管部３２の内径と第１通路１２の中心部２８の内径は、同じように、光導波路３０の外径とほぼ一致する。
【００４６】
図１において、光導波路３０は、第１通路１２の中心領域または中心部２８、好ましくは、ほぼ真ん中において、その自由端３１で終端する。図１に係るこの実施の形態は、他端側から中心部２８に挿入されるさらなる光導波路を接続するのに特に適している。
【００４７】
図２において、光導波路３０は、第１通路１２の中心部２８全体を貫いて、光導波路３０の自由端３１は、拡張部２６に突出している。
【００４８】
漏斗状部１８は、第１結合エレメント１０が第２結合エレメント２０に結合されたときに、自由端３１を有する光導波路３０の端部が、第１通路１２の中心領域に確実に挿入され、また中心合わせされるという効果を有する。セラミック材料は、漏斗状部１８の内側において特に滑らかな表面を有する。それにより、第１結合エレメント１０が第２結合エレメント２０に接続された際に、光導波路３０が損傷するリスクが少なくなる。
【００４９】
漏斗状部１８から離れた側の中心部２８に開口している対応する漏斗状部１９は、図１と同じように、さらなる光導波路の挿入を容易にすることができる。
【００５０】
図３から図６は、ソケット２０、第１管部３２、第２管部３４およびスリーブ３６を結合する方法と順番を示す。
【００５１】
図３では、第２管部３４、第１管部３２、スリーブ３６、第２結合エレメント２０および第１結合エレメント１０が、個々の部品として図１のように並べられた様子を示す。
【００５２】
図４では、第１管部３２が第２管部３４に挿入され、第１管部３２は、第１結合エレメント１０から離れた側で第２管部３４と面一となっている。
【００５３】
図５では、スリーブ３６が第１管部３２上を滑らされ、スリーブ３６は、直接第２管部３４に接続される。第１管部３２および第２管部３４は、スリーブ３６により互い固定される。
【００５４】
図６では、１つの部品を形成するよう結合された第１管部３２、スリーブ３６および第２管部３４が、第２結合エレメント２０に挿入されている。ここで、第１結合エレメント１０に面する第１管部３２の端面は、まだカットアウト２４の内部に位置している。
【００５５】
管部３２および３４は、たとえば、接着剤や摩擦係合（ｆｏｒｃｅ−ｃｌｏｓｅｄ）により、光導波路３０が直接第２通路２２に固定される場合には、省略することもできる。
【００５６】
本発明に係る結合デバイスは、医療技術での応用、特に内視鏡や外科手術システムおよび機器に適している。結合デバイスは、目の手術に用いられる機器およびシステムに設けることができる。このような機器のアイテムは、たとえば、白内障手術において、古い目の水晶体を取り除き、続いて人工水晶体が埋め込まれる際に用いられる。
【００５７】
医療機器の場合には、衛生状態が特に重要である。このため、本発明に係る結合デバイスは、たとえば、使い捨て商品として提供される。あるいは、またはさらに加えて、本発明に係る結合デバイスを消毒することも可能である。
【００５８】
光導波路３０は、特に、可視光、赤外光、特にコヒーレント光、すなわち、一定の位相関係の光を伝送するために提供される。光は、レーザ、たとえばＣＯ２レーザやネオジムＹＡＧレーザにより、光導波路３０に発出されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】結合デバイスの好適な実施の形態の断面図である。
【図２】結合デバイスのさらに好適な実施の形態の断面図である。
【図３】結合エレメントの組立方法の第１ステップを示す図である。
【図４】結合エレメントの組立方法の第２ステップを示す図である。
【図５】結合エレメントの組立方法の第３ステップを示す図である。
【図６】結合エレメントの組立方法の第４ステップを示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  第１結合エレメント、プラグ
１２  第１通路
１４  基部
１５  穴
１６  突起部
１８  漏斗状部
１９  セクション
２０  第２結合エレメント、ソケット
２２  第２通路
２４  カットアウト
２６  拡張部
２８  中心部
３０  光導波路
３１  自由端
３２  第１管部
３３  端部
３４  第２管部
３５  中間部
３６  スリーブ
Ａ    長手方向中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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