MXPA00012007A - Conector proximal de resorte para montar un elemento de fibra optica a un sistema de fuente de luz - Google Patents

Abstract

Un conector proximal incluye un casquillo en forma de cono, de acero inoxidable, que encierra un extremo proximal de elemento de, fibraóptica;el casquillo se inserta dentro de una abertura que coincide de un bloque receptor, que también estáhecho de acero inoxidable;las formas que coinciden del casquillo y la abertura del bloque receptor aseguran una transferencia de calor efectiva desde el casquillo hacia el bloque receptor, el bloque receptor puede estar provisto con aspas de enfriamiento, y el aire puede circular sobre las aspas de enfriamiento, para disipar el calor transferido al bloque receptor desde el conector;el casquillo y la abertura están simétricos axialmente de manera que cualquier rotación del conector proximal mientras se inserta en el bloque receptor no cambia la ubicación de la abertura de entrada del elemento de fibraóptica;el conector proximal también incluye una cubierta que tiene un anillo dentado;un mecanismo de desviación deémbolo de esfera se monta dentro de la abertura del bloque receptor y se coloca para acoplar al anillo dentado solamente mientras el conector proximal estáinsertado completamente y de manera segura dentro de la abertura;elémbolo evita la remoción accidental del conector proximal mientras también provee una fuerza de desviación para asegurar el contacto sólido entre el casquillo en forma de cono y las porciones correspondientes del bloque receptor para facilitar de manera adicional la conducción de calor;el concepto se puede extender para proveer conectores adaptadores que acoplan dichos conectores proximales a un bloque receptor configurado de manera adecuada.

Description

CONECTOR PROXIMAL DE RESORTE PARA MONTAR UN ELEMENTO DE FIBRA ÓPTICA A UN SISTEMA DE FUENTE DE LUZ Esta solicitud es una continuación en parte de la solicitud de E.U.A. número de serie 08/831 ,351 presentada el 1 de abril de 1997, que es una continuación en parte de la solicitud de E.U.A. número de serie 08/502,068 presentada el 14 de julio de 1995, ahora la patente de E.U.A. número 5,640,478.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere generalmente a sistemas ópticos para acoplar luz a una sola fibra óptica o un haz de fibras y, en particular, a ensambles de conector para conectar una sola fibra óptica o haz de fibras al alojamiento de un sistema de fuente de luz.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA Se ha desarrollado una variedad de sistemas de fuente de luz para acoplar luz desde una fuente de luz de alta intensidad tal como una lámpara de arco a un haz de fibras ópticas o una sola fibra óptica. Se puede BMfMMUBta usar la luz acoplada al haz o la fibra sola, por ejemplo, con propósitos de iluminación médica tal como para su uso con una luminaria quirúrgica, lámpara de cabeza, endoscopio o ultrascopios. Típicamente, se monta un extremo proximal de la fibra sola o el haz de fibras dentro de un conector proximal para su inserción a una ranura o apertura dentro de un alojamiento que contenga la fuente de luz. Se conecta el extremo distal de la fibra sola o el haz de fibras a un dispositivo de aplicación, es decir una luminaria quirúrgica, un endoscopio, etc. Típicamente, el conector proximal está configurado para ser removido del sistema de fuente de luz. Esto permite a una persona que está accionando el dispositivo de aplicación, tal como un cirujano que está usando una lámpara de cabeza quirúrgica, tener movilidad libre, que puede ser obstaculizada de otra manera mientras la fibra o el haz de fibras están conectada al sistema de fuente de luz. La provisión del conector proximal removible permite también que se use un solo sistema de fuente de luz que provea luz para una variedad de diferentes dispositivos de aplicación, teniendo cada uno un conector proximal correspondiente. Sin embargo, surgen problemas en muchos conectores proximales convencionales, particularmente los diseñados para su uso con una sola fibra óptica. Las fibras solas requieren que se dirija luz de alta intensidad a una abertura de entrada de la fibra sola sostenida por el conector proximal. Los conectores proximales convencionales para las fibras solas soportan generalmente fibras de sílice para las cuales el calor no es problema.

Si los materiales de la fibra óptica son susceptibles de daño térmico, es necesario un método de eliminar el calor para asegurar la operación continua. Para fibras de sílice que tiene un revestimiento de polímero, el calor en exceso de un conector convencional destruirá el revestimiento. Para remediar este problema, se han configurado algunos sistemas de fuente de luz para ubicar la abertura de entrada proximal de la fibra sola a cierta distancia del conector proximal mismo. Se enfoca luego la luz de alta intensidad en la abertura de entrada de la sola fibra que está desalineada del conector proximal mismo. Por consiguiente, el conector proximal no se calienta significantemente. Sin embargo, puesto que la abertura de entrada de la fibra sola se extiende desde el conector proximal, la fibra queda desprotegida y se rompe fácilmente o se daña de otra manera después de su remoción del sistema de fuente de luz. Por lo menos un conector proximal incluye un alojamiento deslizable designado para proteger la fibra. El alojamiento se retrae mientras se monta el conector al sistema de fuente de luz para permitir que la fibra única reciba luz. El alojamiento deslizable se desliza hacia afuera, conforme se remueve el conector del sistema de fuente de luz para encerrar y proteger la fibra óptica. Véase, por ejemplo, la patente de E.U.A. No. 5,446,818, cuya cita se incorpora en la presente por referencia. Aunque dicho arreglo protege el extremo proximal de la fibra óptica mientras que reduce al mínimo también los problemas relacionados con el calor, se logra tal a expensas de requerir un conector proximal relativamente complicado que tiene un número de partes móviles susceptibles de daño o mal funcionamiento. Otros problemas surgen con conectores proximales que tienen una fibra óptica que se extiende más allá del conector mismo. Como se ha dedicado anteriormente, las fibras solas requieren la ubicación precisa de la abertura de entrada de la fibra con respecto a los componentes ópticos del sistema de fuente de luz que es complicado, haciendo que la fibra se extienda más del conector. Además, el pulimento de tales fibras que resaltan más allá de los conectores proximales es difícil y no fácilmente manufacturable. Sería deseable proveer un conector proximal mejorado que evite las desventajas de los conectores proximales convencionales descritos anteriormente. Es con esta finalidad que se deducen los aspectos de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se provee un conector proximal para conectar un elemento de fibra óptica tal como una fibra óptica sola o un haz de fibras al alojamiento de un sistema de fuente de luz. El conector proximal incluye un casquillo en forma de cono montado alrededor del extremo proximal de la fibra sola, diseñado tanto para alineación como disminución de calor. El casquillo en forma de cono está dimensionado y configurado para su montaje dentro de una ranura o abertura en forma de cono dentro de un bloque receptor del alojamiento. Mientras esté insertado, una pared lateral exterior del casquillo en forma del cono descansa ajustadamente contra una pared lateral interior del bloque receptor. Se dirige luz de alta intensidad a una abertura de entrada del extremo proximal de la fibra sola. Se alinea la abertura de entrada con un extremo truncado del casquillo en forma de cono. Tanto el casquillo en forma de cono como al bloque receptor están formados de acero inoxidable u otros metales o aleaciones que tienen un alto índice de conducción de calor. De acuerdo con ello, se conduce el calor generado dentro del casquillo en forma de cono de la luz de alta intensidad al bloque receptor del alojamiento, manteniendo con ello el casquillo en forma de cono y la fibra única encerrados en el mismo relativamente frescos. Como se ha indicado, la fibra óptica no se extiende del extremo truncado del casquillo en forma de cono, sino que queda parejo con el mismo. Por consiguiente, enseguida de retirarlo del alojamiento, el elemento de fibra óptica es protegido por el casquillo en forma de cono contra cualquier posible daño. De esta manera, se elimina sustancialmente tanto los problemas de calentamiento como los problemas de ruptura. Además, se puede pulir la abertura de entrada de la fibra óptica, porque se asegura con el casquillo. En una modalidad, el bloque receptor incluye un émbolo de esfera provisto de resorte para asegurar que el casquillo queda montado ajustadamente dentro de la abertura del bloque receptor. El casquillo está montado en una cubierta que incluye un anillo dentado. El émbolo de esfera y el anillo dentado están ubicados relativamente, de tal manera que el émbolo de esfera descanse dentro del anillo dentado solamente mientras se inserta completamente el casquillo dentro de la abertura. Cuando quedan enganchados así, el émbolo de esfera evita que el casquillo se resbale hacia afuera de la abertura. El émbolo de esfera sostiene el casquillo en su lugar hasta que se aplica suficiente fuerza manual para desenganchar el émbolo de esfera. Puesto que se mantiene el casquillo en su lugar, se asegura la alineación lateral, a lo largo de la dirección de inserción del casquillo, de la abertura de entrada de la fibra única. Tanto el casquillo en forma de cono como la abertura de emparejamiento del bloque receptor son axialmente simétricos, de tal manera que se asegura también la alineación longitudinal. En otras palabras, la rotación del casquillo dentro de la abertura no causa ningún desplazamiento de la abertura de entrada de la fibra, si no que hace girar meramente la fibra, que en sí es axíalmente simétrica. Así, se evitan también problemas de ubicación del tipo discutido. Así, se eliminan los problemas descritos anteriormente de los conectores proximales convencionales, empleando el sencillo casquillo en forma de cono de la invención. Además, no se requieren partes móviles y se reduce con ello al mínimo el costo del conector proximal. El conector proximal resultante es sencillo, confiable y fácilmente manufacturable. Por consiguiente, se logra el objetivo general expuesto anteriormente.

En otro aspecto, se proveen medios para conectar un elemento de fibra óptica, tal como una fibra óptica única o un haz de fibras al alojamiento de un sistema de fuente de luz, con el alojamiento y/o los medios conectores de fibra configurados de tal manera que la luz que pasa a través 5 del elemento o el haz de fibra óptica puede tener un nivel de energía dentro de un intervalo de más de 1 watts y aproximadamente hasta 100 watts. En modalidades preferidas, se monta un casquillo en forma de cono alrededor del extremo proximal del elemento de fibra óptica y está diseñado tanto para la alineación como para la disminución de calor. En una de tales modalidades preferidas, el casquillo constituye parte de un conector proximal como se describe anteriormente. En otra modalidad preferida, el casquillo está formado en un extremo receptor de luz de un conector adaptador, que recibe en un extremo opuesto un conector proximal como se describe anteriormente. El casquillo está dimensionado y configurado para su montaje con una abertura en forma de cono ya sea formada dentro de un bloque receptor que se extiende al alojamiento o en un extremo de un conector adaptador y se proveen medios para facilitar la eliminación del calor en el bloque receptor y/o en el conector adaptador. Mientras que está insertado en la abertura (si la abertura está en el alojamiento o en el extremo del conector adaptador), una pared lateral exterior del casquillo en forma de cono descansa ajustadamente en relación de transferencia de calor contra las paredes laterales interiores de la abertura. Se puede transmitir así luz de más alta intensidad a través del elemento de fibra óptica, siendo el elemento de ¡ fc|jj|j¡jj^^^ fibra óptica una fibra óptica de acoplamiento intermedia alojada dentro de un conector adaptador o el elemento de fibra óptica alojado dentro de un conector aproximal y transmitiendo luz, por ejemplo a una luminaria, lampara de cabeza, endoscopio o ¡ntrascopía.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama en bloques que ilustra un sistema de iluminación médico que provee una luz de un sistema de fuente de luz a una fibra óptica única hacia dentro de un dispositivo de iluminación médico. La figura 2 es una vista lateral, parcialmente en sección transversal, de un conector proximal de la fibra óptica de la figura 1 y una porción del alojamiento de sistema de fuente luz de la figura 1. La figura 3 es una vista lateral, parcialmente en sección transversal, de los elementos de la figura 2 mostrados con el conector proximal insertado completamente dentro de una abertura del bloque receptor. La figura 4 es una vista lateral de un conector proximal específico que muestra los componentes internos en líneas espectrales. La figura 5 es una vista en sección transversal de otra modalidad de un conector proximal de acuerdo con la presente invención. La figura 6 es una vista lateral, parcialmente en sección transversal, que muestra una modificación al alojamiento mostrado en la figura 2 que permite el uso de una fuente de luz de alta intensidad y de alta potencia.

' '- *- •*»- • La figura 7 es una vista lateral, parcialmente en sección transversal, de una modalidad que es similar a la mostrada en la figura 6, pero con la provisión adicional de un conector adaptador disipador de calor. Las figuras 8 y 9 son vistas laterales, parcialmente en sección transversal, estando la figura 8 parcialmente desmembrada, de otras modalidades que emplean conectores adaptadores disipadores de calor similares al mostrado en la figura 7.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS DE LA INVENCIÓN Con referencia a las figuras, se describirán ahora las modalidades ilustrativas de la invención. Estas modalidades ilustran los principios de la invención y no se deben interpretar como limitantes del alcance de la invención. La figura 1 ilustra un sistema de iluminación 10 que tiene, por ejemplo, un dispositivo médico 12 conectado a través de una fibra óptica única 14 a un sistema de fuente de luz 16. El dispositivo médico 12 puede ser una lámpara de cabeza quirúrgica, una luminaria quirúrgica, un endoscopio, un intrascopio, etc. El sistema de fuente de luz 16 incluye una fuente de luz 18 de luz de alta intensidad, tal como una lámpara de arco de halogenuro de metal o de xenón, y un sistema óptico 20 para juntar y condensar luz de la fuente 18. El sistema óptico 20 puede incluir uno o más elementos ópticos tales como espejos, configurados por ejemplo de acuerdo con el sistema de fuente descrito en la patente de E.U.A. 4,757,431. La fibra óptica 14 incluye un conector proximal 22 configurado para su inserción "de resorte" a una abertura formada en el bloque receptor de un alojamiento de sistema de fuente de luz 16. Se describirán ahora el conector proximal 22 y el bloque receptor en el cual se inserta, con referencia a las figuras restantes. La figura 2 provee una vista lateral del conector proximal 22 ubicado antes de su inserción a una abertura 24 de un bloque receptor 26 de un alojamiento 28 del sistema de fuente de luz 16. El conector proximal 22 incluye un perfil simétrico tridimensional que se empareja con el perfil interior de la abertura 24. Más específicamente, el conector proximal 22 incluye un casquillo 30 de acero inoxidable que tiene una porción de base cilindrica 31 y una punta 32 en forma de cono ahusada con un extremo truncado 33. La porción de base 31 está montada dentro de una cubierta 34 que es en esencia exactamente cilindrica, pero incluye un anillo 36 dentado desalineado en cierta distancia de una porción 38 truncada ahusada. Se mantiene la fibra óptica 14 dentro de un barreno interno dentro de la cubierta 34 y el casquillo 30. Una abertura de entrada de la fibra óptica 14 queda pareja con el extremo truncado frontal 33 del casquillo 30 (y por lo tanto no es visible en la figura). Como se ha indicado, el perfil del conector proximal está emparejado al perfil interno de la abertura 24. En otras palabras, la abertura 24 incluye porciones cilindricas y cónicas que tienen sustancialmente tamaño y configuración iguales a las porciones correspondientes del conector proximal. Una excepción, sin embargo, es que la abertura no define un anillo que se extiende hacia afuera conformado para emparejarse con el anillo dentado 36. Más bien, un mecanismo desviador de resorte de émbolo de esfera 42 está montado a lo largo de una pared lateral interior 44 del bloque de alojamiento 26. El émbolo de esfera 42 está ubicado de tal manera que se engancha con el anillo dentado 36 solamente mientras que el conector proximal está insertado completamente dentro de la abertura 24. Esto se ilustra en la figura 3. El émbolo de esfera 42 permite así que se fije en su lugar el conector proximal rante la inserción. El émbolo de esfera evita que el conector proximal se deslice accidentalmente fuera de la abertura. Se puede quitar el conector proximal sólo manualmente, jalando sobre el conector proximal con suficiente fuerza para desplazar el émbolo de esfera hacia afuera del anillo dentado permitiendo la remoción libre del conector. Por supuesto, se pueden utilizar mecanismos de desviación alternos. Por ejemplo, el émbolo de esfera se puede montar a la cubierta del conector proximal con el anillo formado dentro del alojamiento. Como otra alternativa, la cubierta se puede formar con un anillo flexible, que se extiende hacia afuera, y la abertura formada con un anillo que coincida. Con la inserción del conector proximal, el anillo flexible de la cubierta se dobla hacia adentro ligeramente hasta que alcanza el anillo de igualación del alojamiento, y después resortea hacia afuera hacia el anillo de igualación del alojamiento.

Continuando con la modalidad de las figuras, el perfil del conector proximal se empareja al perfil interno de la abertura del bloque receptor, en parte, para facilitar la transferencia de calor desde el conector hacia el bloque receptor. En uso, la luz de alta densidad se enfoca o se condensa o se dirige de otra manera a un punto o lugar 46 que corresponde a la abertura de entrada de la fibra óptica mientras que el conector se inserta en el bloque receptor. La intensidad de luz en la cercanía de 46 causa que el casquillo 30 se caliente. Sin embargo, el calor generado dentro del casquillo se conduce rápidamente lejos desde la punta del casquillo y finalmente hacia el bloque receptor. Para facilitar la transferencia de calor, el casquillo y el bloque receptor están formados preferiblemente de acero inoxidable. Mediante la conducción de calor lejos de la punta del casquillo, el casquillo permanece relativamente fresco de manera que, con la remoción del conector proximal, el casquillo no necesita cubrirse y las personas que tocan la punta del casquillo no están en riesgo de quemadura. De manera preferible, la dimensión del conector proximal y de la abertura se fabrican a tolerancias justamente cercanas para asegurar que el casquillo del conector proximal hace contacto con las paredes interiores del bloque receptor sobre toda el área de superficie externa del casquillo. Cualquier hueco entre los mismos puede obstaculizar la conducción de calor desde el casquillo. Como se anotó, el casquillo 30 se puede formar de acero inoxidable. En una modalidad, la cubierta 34 se forma de plástico. Sin embargo, para algunas aplicaciones, quizá para proveer una conducción de calor aún más grande, la cubierta 34 también se puede formar de acero inoxidable. Como se puede apreciar, una amplia variar de selecciones de materiales se puede utilizar consistente con los principios de la invención. De igual manera, aunque se ha encontrado que las formas cilindricas y cónicas particulares descritas hasta ahora son efectivas, también otras formas pueden ser efectivas. Por supuesto, cualesquiera formas sean elegidas, la forma del casquillo debe igualar de manera cercana la forma de la abertura correspondiente, al menos dentro de la región de conducción de calor esperado. En otras palabras, las porciones del conector proximal y la abertura que está lejos del extremo de la fibra no necesitan coincidir de manera tan cercana debido a que se requiere menos conducción de calor en pociones lejanas del extremo de la fibra óptica. Otro aspecto de la configuración del conector proximal y de la abertura es que ambas son sustancialmente axialmente simétricas. Por lo tanto, el conector proximal se puede girar libremente dentro de la abertura sin desplazar la abertura de entrada de la fibra óptica. De aquí que, el posicionamiento axial preciso se mantiene. El posicionamiento lateral de la punta de la fibra a lo largo de la dirección de inserción se mantiene mediante el émbolo de esfera que descansa dentro del anillo dentado 36. Por lo tanto se mantiene el posicionamiento preciso de la abertura de entrada de la fibra. Como se anotó anteriormente, debido a que la abertura de entrada de la fibra yace pareja con el extremo truncado del casquillo, la abertura de entrada se puede pulir para proveer características ópticas mejoradas. La figura 4 provee una ilustración en sección transversal de un conector proximal específico configurado como se describe en general con referencia a las figuras 1-3. En particular, la figura 4 ilustra la estructura interna del conector proximal que sostiene a la fibra óptica. De manera más específica, el conector proximal 100 de la figura 4 incluye un agujero 102 a través del cual pasa la fibra óptica 114. Una porción distal de la fibra óptica se asegura mediante un miembro de sujeción 116 el cual también monta un extremo distal 118 en forma de cono de la cubierta 120. Como con el conector proximal de las figuras 2 y 3, el conector proximal 100 de la figura 4 incluye un casquillo que tiene un extremo cónico 122. La cubierta 120 también incluye un anillo dentado 124, que se extiende longitudinalmente. En general, lo que ha sido descrito es un conector proximal mejorado para utilizarse con un sistema de iluminación óptico que utiliza una sola fibra óptica. En particular, la invención permite el uso de materiales sensibles a la temperatura en la construcción de fibras ópticas únicas. Los principios de la invención, sin embargo, se pueden aplicar a otros sistemas y a otras aplicaciones también. Por ejemplo, los principios de la invención pueden ser aplicables a sistemas de iluminación ópticos que incorporan otros elementos de fibra óptica tales como haces de fibras o similares. Por ejemplo, la figura 5 muestra un conector proximal 100A a través del cual un elemento de fibra óptica pasa el cual comprende un haz o caña 101 ele vidrio fusionado, que termina en el extremo de punta 122A proximal cónica. Esta modalidad incluye una cubierta de adaptador de cable de fibra 120A que tiene un anillo dentado 124A que se extiende longitudinalmente. La cubierta de adaptador 120A de cable de fibra recibe un conector 126 de cable de fibra a través del cual pasa un haz de fibra o una sola fibra 128. Las modalidades descritas anteriormente de la presente invención pueden acoplar luz desde fuentes de luz de alta intensidad que tienen niveles de energía dentro de la escala de, por ejemplo desde 300mw a aproximadamente 1000mw. De acuerdo con una de tales modalidades, una fuente de luz de alta intensidad para utilizarse en un sistema de acuerdo con la presente invención tiene un nivel de energía de aproximadamente 400mw a 500mw. Para otras aplicaciones, puede ser deseable proveer fuentes de luz de intensidad aún más alta y acoplar en cualquier parte desde uno a aproximadamente 100W de luz hacia el elemento de fibra óptica o haz de elementos. Con dicha intensidad de luz incrementada, se apreciará que se genera considerablemente más calor el cual se debe disipar. Una modificación al sistema de fuente de luz 16 que facilita esto se muestra en la figura 6. En particular, el bloque receptor 26' se provee con una pluralidad de aspas enfriadoras 202 y un ventilador 204 montado dentro del alojamiento para circular aire sobre las aspas enfriadoras 202. La configuración del conector proximal 206 y el bloque receptor 26' son de otra manera iguales como en las modalidades descritas anteriormente, y los materiales utilizados en el casquillo y el bloque receptor pueden ser acero inoxidable, aluminio, bronce o cobre con chapa de níquel, u otro material de alta conductividad térmica. De esta manera, mientras que las modalidades descritas anteriormente son capaces de transmitir sobre el orden de 1 watt de luz visible a través de una fibra de cuarzo de 760µm, con una lámpara de xenón de arco corto de 100W utilizada como la fuente de luz, el proveer aspas de enfriamiento 202 y el ventilador 204 para circular aire a través de las aspas permite que sobre el orden de 3 a 5W de luz visible y hasta 10W de luz de banda amplia sean transmitidas a través de la misma fibra de cuarzo de 760µm, la luz siendo generada mediante un sistema de xenón de 500W con una disposición óptica de otra manera similar. Para lámparas de wattaje y requerimientos de salida de luz más altos, se pueden utilizar bloques receptores, aspas de enfriamiento, y ventiladores progresivamente más grandes. Otra configuración de wattaje alto se muestra en la figura 7. En esta configuración, el bloque receptor 26" es similar al bloque receptor 26' que se muestra en la figura 6 en que tiene aspas de enfriamiento 202' y un ventilador (no se muestra), montados en donde es conveniente dentro del interior del alojamiento iluminador, para circular aire sobre las aspas de enfriamiento 202'. El perfil de la abertura en el bloque receptor 26" está configurado como para recibir en contacto térmico cercano al extremo receptor de luz de un conector adaptador 302.

El conector adaptador 302 aloja una fibra intermedia 304 de recolección de luz, la cual está alineada para recibir y acoplar luz enfocada en el extremo de abertura 306 del mismo en el conector proximal de resorte 308. El extremo que recibe luz del conector adaptador 302 tiene porciones de casquillo cónico para facilitar el contacto térmico cercano con las paredes de la abertura en el bloque receptor 26" lo que facilita la transferencia de calor lejos de la fibra 304, así como un anillo dentado que recibe al émbolo de esfera 46" desviado mediante resorte para asegurar al conector adaptador 302 dentro de la abertura. El extremo receptor de luz del conector adaptador 302 se puede construir con el extremo de abertura 306 de la fibra 304 no retraible y no cubierto, similar a configuraciones de conector conocidas de otra manera en la técnica. El extremo opuesto 310 del conector adaptador 302 a su vez, tiene una abertura de recepción 312 que está configurada en general igual que o similar a las aberturas en los bloques receptores 26 o 26' en las modalidades descritas anteriormente, así como un émbolo de esfera 314 desviado mediante resorte. La abertura 312 está configurada para recibir al conector proximal 308, que también está construido de acuerdo con cualquiera de las modalidades descritas anteriormente, por ejemplo, en las figuras 2 a la 6. En otras palabras, la configuración de la abertura 312 y el conector proximal 308 son tales que el elemento de fibra óptica 309 alojado dentro del conector 308 se alinea con la fibra intermedia 304 de recolección de luz para recibir luz desde la fuente y transmitir a través de la misma, y el extremo 310 del conector adaptador 302 absorbe calor desde el conector proximal 308, ayudando por lo tanto a evitar que la fibra 309 se caliente de manera excesiva. El conector adaptador 302 también tiene aspas de enfriamiento 316 que se extienden desde el mismo para ayudar a disipar calor. Será apreciado que con esta configuración, el conector proximal 308 se puede construir en general más pequeño y por lo tanto de manera menos costosa de lo que se pueden construir los conectores proximales descritos anteriormente. Esto es debido a que el conector proximal 308 está generalmente más lejos de la fuente de luz en comparación a las modalidades descritas anteriormente, y por lo tanto se enfoca menos energía térmica directamente sobre él. Como resultado, el conector proximal 308 no necesita tener la misma masa térmica o capacidad de disminución de calor como la necesitan tener los conectores proximales descritos anteriormente. De esta manera, mediante el uso de una lámpara de xenón de 500w y una configuración de recolección y condensación de luz fuera de eje como se describe en la patente de E.U.A. No. 4,757,431 , aproximadamente de 3 a 5 W de luz visible se pueden transmitir a través del elemento de fibra óptica 304, la cual puede ser una fibra óptica de cuarzo de 760µm o un haz de fibra fusionada de 1 mm, y finalmente se pueden transmitir de 1 a 2W de luz a través del elemento de fibra óptica 309, alojado dentro del conector proximal 308, que puede ser una fibra óptica de plástico de 1 mm o de cuarzo de 800µm. De manera alternativa, al fabricar el elemento de fibra óptica 304 como un haz de fibra fusionada ahusado o varilla revestida ahusada se permite el acoplamiento mejorado para emitir el elemento de fibra óptica 309 de manera que 10 W o más de luz visible se pueden transmitir de manera eficiente a través del elemento de fibra óptica 304. Otras modificaciones que están dentro de las habilidades de aquellos que tienen habilidad en la técnica permitirán que hasta 100 W de luz sean transportados por el elemento 304 y hasta 50 W de luz puedan ser llevados por el elemento 309. Una modalidad similar se muestra en la figura 8. En esta modalidad, el conector adaptador 302' se puede construir con la porción 320 receptora de luz del mismo construida de acuerdo con otras configuraciones conocidas de conector proximal. Por ejemplo, la porción 320 puede tener una cubierta 322 retraible que cubre el extremo de la fibra óptica intermedia 324 y que se mueve del camino cuando el conector adaptador 302' se inserta en una poción 326 de bloque receptor configurada de manera adecuada. Dicha configuración se describe, por ejemplo en la patente de E.U.A. No. 5,446,818 o en la patente de E.U.A. No. 5,452,392, las descripciones de las cuales se incorporan a la presente por referencia. Igual que el conector proximal 308 que se muestra en la figura 7, el conector proximal 308' se puede configurar como cualquiera de los conectores proximales descritos anteriormente, y el conector adaptador 302' tiene una abertura configurada 312' de manera correspondiente que recibe al conector proximal 308' en ajuste cerrado de relación de transferencia de calor, con el elemento de fibra 308' alineado con la fibra óptica intermedia 324 para recibir luz acoplada a través de la misma desde la fuente. El émbolo de esfera 314' desviado mediante resorte asegura al conector 308' en posición dentro de la abertura 312'. Esta modalidad se puede utilizar para acoplar al conector proximal 308' a un iluminador de 500 W disponible de Cogent Light en Santa Clarita, California. De esta manera, utilizando una lámpara de xenón de 500 W y una configuración de recolección y condensación de luz fuera de eje, como se describe en la patente de E.U.A. No. 4,757,431 , aproximadamente de 3 a 5 W de luz visible se pueden transmitir a través del elemento de fibra óptica 324, que puede ser una fibra óptica de cuarzo de 800µm o un haz de fibra fusionado de 1 mm, y finalmente de 1 a 2W de luz se puede transmitir a través del elemento de fibra óptica 309", alojado dentro del conector proximal 308', que puede ser una fibra óptica de cuarzo de 800µm o de plástico de 1 mm. Varias modificaciones que están dentro de las habilidades de aquellos expertos en la técnica permitirán que hasta 100W de luz sean llevados por el elemento 324 y hasta 50W de luz sean llevados por elemento 309'. Finalmente, una modalidad adicional que permite que una energía de luz incrementada sea acoplada en el conector proximal con cantidad generalmente reducida de calor se muestra en la figura 9. En esta modalidad, el adaptador conector fijo 402 se asegura de manera permanente en contacto cerrado, de absorción de calor, dentro del bloque receptor 426 por medio de, por ejemplo, un tornillo de seguro o tornillo de fijación 404. El elemento de fibra óptica 406, que puede ser un solo elemento de fibra óptica o un haz de fibra fusionada, se extiende más allá del extremo 407 del conector adaptador 402 fijo y hacia el interior del iluminador por una cierta distancia. La distancia es suficiente para la luz 410 que se enfoca en el extremo de abertura 411 del elemento de fibra óptica 406 pero que no entra al elemento de fibra óptica 406 para extender o difundir antes de que golpee al conector adaptador fijo 402 y al bloque receptor 426. Esto reduce de manera significante la concentración de calor que se absorbe por el bloque receptor 426 y la porción del conector adaptador 402 fijo que se recibe en el mismo, reduciendo por lo tanto la temperatura del elemento de fibra óptica 406 y permitiendo por lo tanto que una energía de luz más grande sea acoplada en el elemento de fibra óptica 406, es decir, 3-5W de energía de luz utilizando una lámpara de xenón de 500W y la configuración de recolección y acoplamiento de luz descrita anteriormente, con los elementos de fibra óptica 406 y 409 siendo como se describe anteriormente o, si se desea, más grandes para transmitir aun más luz (por ejemplo un haz de fibra fusionada de 2.5 rnm para acoplar 8-10W de luz visible hacia el elemento de fibra de salida 409). Como en el caso de la modalidad que se muestra en la figura 7, al hacer el elemento de fibra 406 como un haz ahusado de fibra fusionada o una varilla revestida ahusada, se permite el acoplamiento mejorado para emitir al elemento de fibra óptica 409, de manera que 10W o más de luz visible se pueden transmitir de manera eficiente a través del elemento de fibra óptica 406. Otras modificaciones dentro de las habilidades de los expertos en la técnica permitirán que hasta 100W de luz sean llevados por el elemento 406 y hasta 50W de luz sean llevados por el elemento 409. Como las modalidades que se muestran en las figuras 7 y 8, el conector adaptador 402 tiene aspas de enfriamiento 406 de disipación de calor y una abertura de recepción de conector proximal 412 que recibe en la misma al conector proximal 408, con el elemento de fibra óptica 409 alineado con el elemento de fibra óptica 406. El émbolo de esfera 414 desviado por resorte acopla un anillo dentado en la periferia del conector proximal 408 y asegura al conector 408 en contacto térmico cercano con las paredes de la abertura, como se describe anteriormente en el contexto de las otras modalidades. Debido a que muchas modificaciones, variaciones y cambios en detalle se pueden hacer a las modalidades descritas, está diseñado que toda la materia en la descripción anterior y que se muestra en los dibujos que se anexan se interprete como ilustrativa y no en un sentido limitante.

Claims (15)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un sistema para acoplar luz desde una fuente de luz de alta intensidad, dicho sistema incluye un sistema óptico para recolectar y condensar luz desde dicha fuente de luz de alta intensidad en un primer elemento de fibra óptica, caracterizado porque la fuente está dispuesta dentro de un alojamiento y en el cual el primer elemento de fibra óptica está insertado de manera removible dentro de una primera abertura formada en el alojamiento, que comprende: montar un extremo del primer elemento de fibra óptica dentro de un primer casquillo en forma de cono; configurar la primera abertura con una forma de cono, medida para recibir de manera cerrada dicho primer casquillo en forma de cono y traer el alojamiento y el primer casquillo en contacto conductor de calor, de manera que el alineamiento preciso entre el primer elemento de fibra óptica y el sistema para acoplar la luz de alta intensidad en el primer elemento de fibra óptica se conserva y se facilita la transferencia del calor lejos del primer elemento de fibra óptica; en el cual el primer casquillo y las paredes laterales de la primera abertura están construidos ambos a partir de un material que tiene un alto índice de conducción de calor; y en el cual la luz que pasa a través de dicho primer elemento de fibra óptica tiene un nivel de energía dentro de una escala de más de 1 watt hasta aproximadamente 100 watts. y^

2.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha abertura se forma en un bloque receptor que se extiende hacia dicho alojamiento y dicho bloque receptor tiene una pluralidad de aspas de enfriamiento formadas en el mismo.

3.- El sistema de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque un ventilador se provee para circular aire sobre las aspas de enfriamiento.

4.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho casquillo se forma en un extremo receptor de luz de un conector proximal que aloja dicho extremo del primer elemento de fibra óptica.

5.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho primer casquillo se forma en un extremo receptor de luz de un conector adaptador que se recibe dentro de la primera abertura, dicho conector adaptador tiene un extremo receptor de fibra óptica, un extremo opuesto receptor de luz, configurado para recibir un extremo de un segundo elemento de fibra óptica que recibe desde y transmite luz transmitida a través del primer elemento de fibra óptica.

6.- El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dicho primer elemento de fibra óptica comprende un elemento seleccionado del grupo consiste de fibra de cuarzo, haz de fibra fusionada, haz ahusado de fibra fusionada, varilla con recubrimiento, y varilla ahusada con recubrimiento.

7.- El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dicho segundo elemento de fibra óptica transmite luz que tiene un nivel de energía de hasta 50 watts.

8.- El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el extremo del segundo elemento de fibra óptica se monta dentro de un segundo casquillo en forma de cono; dicho extremo receptor de fibra óptica del conector adaptador tiene una segunda abertura con una forma de cono, medida para recibir de manera cerrada el segundo casquillo en forma de cono y traer al adaptador conector y al segundo casquillo en contacto de conducción de calor, de manera que el alineamiento preciso entre el primer elemento de fibra óptica y el segundo elemento de fibra óptica se conserva y se facilita la transferencia de calor lejos del segundo elemento de fibra óptica; y en el cual el segundo casquillo y las paredes laterales de la segunda abertura están construidas de un material que tiene un alto índice de conducción de calor.

9.- El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el extremo receptor de fibra óptica del conector adaptador tiene aspas de enfriamiento formadas en el mismo para facilitar la transferencia de calor lejos del extremo del segundo elemento de fibra óptica.

10.- Un sistema para acoplamiento de luz desde una fuente de luz de alta intensidad, dicho sistema incluye un sistema óptico para recolectar y condensar luz desde la fuente de luz de alta intensidad en un primer elemento de fibra óptica, en el cual la fuente está dispuesta dentro de un alojamiento y en el cual el primer elemento de fibra óptica se inserta dentro de una primera abertura formada en el alojamiento, que comprende: montar el primer elemento de fibra óptica en un conector que se recibe dentro de la primera abertura, dicho conector está en contacto térmico cercano con las paredes laterales de la primera abertura con alineamiento preciso entre el primer elemento de fibra óptica y el sistema para acoplar dicha luz de alta intensidad en el primer elemento de fibra óptica siendo conservado y la transferencia de calor lejos del primer elemento de fibra óptica siendo facilitada, con un extremo de dicho primer elemento de fibra óptica extendiéndose hacia el alojamiento una distancia más allá de un primer extremo receptor de luz de dicho conector suficiente para que luz enfocada en una abertura del primer elemento de fibra óptica pero que no entra a dicho primer elemento de fibra óptica se difunda o disipe antes de golpear a dicho conector; en el cual dicho conector y las paredes laterales de la primera abertura están construidas de un material que tiene un alto índice de conducción de calor; y en el cual la luz que pasa a través del primer elemento de fibra óptica tiene un nivel de energía dentro de una escala de más grande de 1 watt hasta aproximadamente 100 watts.

11.- El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque dicho conector tiene un extremo receptor de fibra óptica, opuesto al extremo receptor de luz, configurado para recibir un extremo de un segundo elemento de fibra óptica que recibe desde y transmite luz transmitida a través del primer elemento de fibra óptica.

12.- El sistema de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque dicho primer elemento de fibra óptica comprende un elemento seleccionado del grupo consiste de fibra de cuarzo, haz de fibra fusionada, haz ahusado de fibra fusionada, varilla con recubrimiento y varilla con recubrimiento ahusada.

13.- El sistema de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque dicho segundo elemento de fibra óptica transmite luz que tiene un nivel de energía de hasta 50 watts.

14.- El sistema de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el extremo del segundo elemento de fibra óptica se monta dentro de un casquillo en forma de cono; dicho extremo receptor de fibra óptica del conector tiene una segunda abertura en forma de cono, medida para recibir de manera cerrada dicho casquillo en forma de cono y traer al conector y al casquillo en contacto conductor de calor de manera que el alineamiento preciso entre el primer elemento de fibra óptica y el segundo elemento de fibra óptica se conserva y se facilita la transferencia de calor lejos del segundo elemento de fibra óptica; y en el cual el segundo casquillo y las paredes laterales de la segunda abertura están construidos de un material que tiene un alto índice de conducción de calor.

15.- El sistema de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el extremo receptor de fibra óptica del conector tiene aspas de enfriamiento formadas en el mismo para facilitar la transferencia de calor lejos del extremo del segundo elemento de fibra óptica. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un conector proximal incluye un casquillo en forma de cono, de acero inoxidable, que encierra un extremo proximal de elemento de fibra 5 óptica; el casquillo se inserta dentro de una abertura que coincide de un bloque receptor, que también está hecho de acero inoxidable; las formas que coinciden del casquillo y la abertura del bloque receptor aseguran una transferencia de calor efectiva desde el casquillo hacia el bloque receptor, el bloque receptor puede estar provisto con aspas de enfriamiento, y el aire 10 puede circular sobre las aspas de enfriamiento, para disipar el calor transferido al bloque receptor desde el conector; el casquillo y la abertura están simétricos axialmente de manera que cualquier rotación del conector proximal mientras se inserta en el bloque receptor no cambia la ubicación de la abertura de entrada del elemento de fibra óptica; el conector proximal 15 también incluye una cubierta que tiene un anillo dentado; un mecanismo de desviación de émbolo de esfera se monta dentro de la abertura del bloque receptor y se coloca para acoplar al anillo dentado solamente mientras el conector proximal está insertado completamente y de manera segura dentro de la abertura; el émbolo evita la remoción accidental del conector proximal 20 mientras también provee una fuerza de desviación para asegurar el contacto sólido entre el casquillo en forma de cono y las porciones correspondientes del bloque receptor para facilitar de manera adicional la conducción de calor; ^H^ ^ z- **t.* ? . ] |HfT|||-|lJ¡ | el concepto se puede extender para proveer conectores adaptadores que acoplan dichos conectores proximales a un bloque receptor configurado de manera adecuada. GC/SR/aom*sff*jtc*osu*. P00/1612F