[发明专利]光学形状传感器、光学形状感测控制台和系统、以及光学形状感测方法

权利要求书

1.一种光学形状传感器，包括：

光纤(F2)，其具有定义纵向方向的长度，所述光纤(F2)具有沿着所述光纤(F2)的所述长度延伸的至少两个纤芯(C21、C22)，

光学耦合构件(OCM2)，其被布置在所述光纤(F2)的近侧光纤端处，所述耦合构件(OCM2)具有第一远侧端面(OF2)和近侧第二端面(IF2)，所述第一远侧端面被光学地连接到所述近侧光纤端，所述近侧第二端面在所述光纤(F2)的所述纵向方向上与所述第一远侧端面(OF2)间隔开，所述光学耦合构件(OCM2)被配置为将光耦合到所述纤芯(C21、C22)中的每个纤芯内，

在从所述光学耦合构件(OCM2)到所述近侧光纤端的过渡处的光学界面(OI)，所述光学界面(OI)是部分反射并且大幅度透射的，其中，所述光学界面(OI)从所述近侧第二端面(IF2)远侧以这种距离被布置并且被配置为使得光在所述光学界面(OI)处以在时间上实质上不与在所述光学耦合构件(OCM2)的所述第二端面(IF2)处反射的光的反射强度分布交叠的反射强度分布被反射，使得所述光学界面(OI)被配置为用作针对所述光学形状传感器的形状重建的所有纤芯(C21、C22)的开始位置。

2.根据权利要求1所述的光学形状传感器，其中，所述光学耦合构件(OCM2)是渐变折射率(GRIN)透镜(GRIN2)。

3.根据权利要求2所述的光学形状传感器，其中，所述GRIN透镜(GRIN2)具有k/4的节距，其中，k是大于或等于1的奇整数。

4.根据权利要求3所述的光学形状传感器，其中，k是3、5或7。

5.根据权利要求1所述的光学形状传感器，其中，所述光学界面(OI)的光学界面折射率不同于所述光纤(F2)的光纤折射率和所述光学耦合构件(OCM2)的光学耦合构件折射率中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的光学形状传感器，其中，所述光学耦合构件(OCM2)的所述远侧第一端(OF2)被熔接到所述近侧光纤端，并且所述光学界面(OI)被提供在所述熔接处。

7.根据权利要求1所述的光学形状传感器，其中，所述光学耦合构件(OCM2)的所述远侧第一端(OF2)经由粘结剂层被连接到所述近侧光纤端，并且所述光学界面(OI)被提供在所述粘结剂层处。

8.根据权利要求1所述的光学形状传感器，其中，在所述光学界面(OI)处反射的光的强度与入射到所述光学界面(OI)上的光的强度的比率在10^-6至10^-5的范围内。

9.根据权利要求1所述的光学形状传感器，其中，所述光学耦合构件(OCM2)的所述近侧端面(IF2)被配置为被连接到供应输入光的光供应插接线(PC)的远端，其中，箔(IM)被布置在所述光学耦合构件(OCM2)的所述近侧端面(IF2)处，所述箔(IM)被配置为降低光在所述光学耦合构件(OCM2)的所述近侧端面(IF2)与所述光供应插接线(PC)的所述远端的连接处的反射。

10.一种光学形状感测控制台，包括：

光学探询单元(OIU)，其被配置为将输入光传输到根据权利要求1所述的光学形状传感器(OS)内并且响应于所述输入光而接收来自所述光学形状传感器(OS)的所述纤芯(C21、C22)中的每个纤芯的光学响应信号，

形状重建单元(SRU)，其被配置为根据所述光学响应信号重建所述光学形状传感器(OS)的形状，其中，所述形状重建单元(SRU)被配置为根据所述光学响应信号来确定针对所述纤芯(C21、C22)中的每个纤芯的形状重建的开始位置，其中，所述形状重建单元(SRU)被配置为在所述纤芯(C21、C22)的所述光学响应信号中识别在所述光学界面(OI)处反射的输入光的反射强度分布的相应峰(SP2)并且根据所述峰(SP2)确定用于形状重建的相应开始位置。