Волоконно-оптическое устройство наблюдения

 

Изобретение может быть использовано в приборах медицинской и тех1 3 2 нической эндоскопии. Цель изобретения - увеличение углового поля зрения путем по,вышения светопропускания на его краю без увеличения габаритов системы. Для этого плоскость входного торца волоконного элемента 2 совмещена с прозрачной дифракционной решеткой 3. Лучи, падающие на торец элемента 2 под углом, превышающим номинальный апертурный угол, дифрагируют на решетке 3 в различные порядки. Решетка 3 обеспечивает прохождение по световодам внеапертурных лучей, падающих в периферийную зону торца элемента 2. 2 ил. 1C 00 ч О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ду 4 G 02 В 6/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCMGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3859643/24-10 (22) 27.02.85 (46) 23,!2.86, Бюл. 11 47 (72) П ° A.Ìèõååâ, Н.П.Садко, В,Л.Кузовая, Ф.A.Ìèòèíà и Е.А.Жукова (53) 835.863(088.8) (56) Оптические приборы в машиностроении. Справочник./Под ред.

Заказнова Н.Л. — М.: Машиностроение, 1977. с. 15 ° (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

НАБЛЮДЕНИЯ (57) Изобретение может быть испол .— зовано в приборах медицинской и тех-„„Я0„„1278766 А 1 нической эндоскопии. Цель изобретения — увеличение углового поля зрения путем повышения светопропускания на его краю без увеличения габаритов системы. Для этого плоскость входного торца волоконного элемента

2 совмещена с прозрачной дифракционной решеткой 3. Лучи, падающие на торец элемента 2 под углом, превышающим номинальный апертурный угол. дифрагируют на решетке 3 в различные порядки. Решетка 3 обеспечивает прохождение по световодам внеапертурных лучей, падающих в периферийную зону торца элемента 2. 2 ил.

1 12787Ü

11эобре1 ение Относится к волоконно-оптическим системам наблюдения, может быть использовано в приборах медицинской и технической эидоскопии и позволяет увеличить поле эре ния разрабатываемых эндоскопов,что улучшает их эксплуатационнь1е и оптотехнические характеристики.

Цель изобретения — увеличение углового поля зрения путем повыше- Я ния светопропускания на его краю без увеличения габаритов системы.

На фиг. 1 представлена оптическая схема устройства, на фиг, 2— принцип работы ycòpoéñòÐÿ, 1$

Устройство содержит обьектив I волоконно-оптический элемент 2 с прозрачной дифракционной решеткой

3, совмещенной с входной плоскостью элемента 2, и окуляр .4, Плоскость решетки 3, как правило, совме1цена с фокальной плоскостью объектива

Устройство работает следующим образом.

Лучи 5-7, падающие на входной торец элемента 2 под углом, большим н .::..1нального апертурного угла U,, попадают на дифракционную решетку

3 и в соответствии с формулой

В центре поля зрения из-за дифракционной решетки уровень освещенности практически не ослабевает вследствие того, что при нормальном паде25 нии (6=0) лучей О,+1,+2 дифракцион- ные порядки (d.=1/ 100 мм, =555 нм):, согласно формуле !,I), являются виутриапертурными пучками, которые несут максимальную световую энергию. Внеапертурными являются дифракционные спектры +3, +4 порядков, несущие минимальную часть энергии.

Волоконно-оптическое устройство наблюдения не искажает естественный цвет набл;гдаемых объектов, Так как величина-постоянной d решетки меньп1е диаметра единичного волокна (20 мкм), образуемые дифракционной решеткой спектры различных порядков

40 распространяются внутри единичного волокна, в котором благодаря известному свойству волокон происходит усреднение всех энергетических составляющих, в том числе и спектральных. тп

sin8-ginM =-Д где 0 — угол паденич лучей на дифракционную реп1етку," — угол дифракЦии;

m=0 +1 +2 +3 ° ... — порядок ди< рак ционнога спектра," у длина Волны д — постоянная решетки, дифрагируют в различные порядки,т,е. дифракционная решетка 3 изменяет углы падения лучей на входной торец волоконного элемента 2. При заданном о значении d. для любого 8 от 0 до 90 найдутся такие значения m u A npu которых справедливо равенство (1), т,е, для каждого значения В cymeствует спектральная составляющая, для которой меньше, а также меньп1е U,, Такие углы дифракции являются углами падения лучей на границу раздела жила-оболочка под углом, большим критического, и испытывают полное внутреннее отражение, распространяясь по волокну.

Таким образом, введение прозрачной дифракционной решетки 3 в фо>

6 2 кальную плоскость широкоугольного объектива 1 и совмещение ее с плоскостью входного торца волоконного элемента 2 обеспечивают прохождение по световодам внеапертурных пучей,падающих на входной торец в ego периферийной зоне. Это позволяет повысить угловое поле зрения волоконнооптического устройства наблюдения с о,дновременным повьппением светопропускания на краю поля зрения.

Так, например, для волоконно-оптической системы со жгутом, имеющим о

U, =30, при значении угла дифракции (ш=1, Л =555 нм, d=.1/300 мм) величина угла падения 8, как следует из выражения (1), составляет 42 что соответствует увеличенному углу поля зрения системы.

Формула из об ре тения

Волоконно-оптическое устройство наблюдения, содержащее объектив,волоконно-оптический элемент и окуляр, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения поля. зрения путем повьппения светопропускания на

его краю, в него введена прозрачная дифракционная решетка, совмещенная с плоскостью входного торца волоконного элемента.

Составитель В. Кравченко

Редактор И, Горная Техред В. Кадар Корректор Л.Патай

Заказ 6832/43 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Проектная 4