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柱状内窥镜
然而，纤维镜的图像质量存在物理限制。在现代术语中，一束 50,000 根纤维实际上只能提供 50,000 像素的图像——除此之外，使用中的持续弯曲会破坏纤维并逐渐丢失像素。丢失了很多，以至于必须更换整个捆绑包（花费相当大的费用）。霍普金斯意识到任何进一步的光学改进都需要不同的方法。以前的硬质内窥镜透光率极低，图像质量极差。通过手术工具以及实际在内窥镜管内的照明系统的手术要求 - 其本身在尺寸上受人体限制 - 为成像光学留下了很小的空间。传统系统的微型镜头需要支撑环，这会遮挡大部分镜头区域；它们极难制造和组装，而且在光学上几乎毫无用处。霍普金斯（1960 年代后期）提出的优雅解决方案是用玻璃棒填充“小透镜”之间的空隙。它们正好适合内窥镜的管子——使它们能够自动对准并且不需要其他支撑，并且可以省去小透镜。柱状透镜更容易处理并利用了可用的大直径。通过适当的曲率和杆端涂层以及玻璃类型的选择，所有这些都由霍普金斯计算和指定，图像质量发生了变化——即使是只有 1毫米的管子。在直径上。凭借如此小直径的高质量“望远镜”，工具和照明系统可以舒适地安装在外管内。霍普金斯于1959年为他的镜头系统申请了该技术。看到该系统的前景，Karl Storz GmbH(卡尔史托斯)购买了该技术，并于1967年开始生产明亮的图像和照明的内窥镜仪器。作为两人之间长期而富有成效的合作伙伴关系的一部分。虽然镜体某些区域将永远需要柔性内窥镜（主要是胃肠道），但硬性柱状透镜内窥镜具有如此的性能，以至于它们至今仍是仪器，实际上已成为现代医疗的推动因素。（哈罗德·霍普金斯因其在医学光学方面的进步而受到医学界的认可和荣誉。当他于1984年被皇家学会授予拉姆福德奖章时，这成为了引文的主要部分。）
Harold Horace Hopkins（哈罗德·霍普金斯，1918年12月6日 - 1994年10月22日）是英国物理学家。他的像差波动理论（牛津大学出版社1950 年出版）是所有现代光学设计的核心，并提供数学分析，使计算机能够使用当今可用的大量高质量镜头。除了他的理论工作外，他的许多发明还在日常使用。这些包括变焦镜头、相干光纤杆状透镜内窥镜为现代锁孔手术“打开了大门”。他在1984年获得英国皇家学会朗福德奖章的引文中说：“为了表彰他对光学仪器的理论和设计的许多贡献，特别是对临床诊断做出重大贡献的各种重要的新医疗仪器和手术。”来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Harold_Hopkins_(physicist)
柱状透镜光路
柱状透镜系统由霍普金斯开发，因此被称为霍普金斯系统。
反转系统由一系列柱状透镜（中继透镜）组成。它们用于传输内窥镜内的图像。与传统透镜相比，由玻璃制成的柱状透镜具有更高的透光效率，传统透镜在透镜之间充满空气的区域相对较大。
霍普金斯杆透镜的一级
柱状透镜的三个阶段 - 每个阶段后发生图像反转
在实践中，镜头将是消色差双合透镜。此外，对于需要小管径的内窥镜应用，大部分管子都填充有玻璃，气隙很薄；因为在给定的数值孔径下边缘光线角越小，折射率越高，这使得中继镜对于给定的直径具有更高的数值孔径。
