Оптическая система эндоскопа

 

"1

А. И. Молев, А. И. Ветлугин и Б. В.:Гребенников

1 (72) Авторы изобретения! !

Всес оюзный научно-исследовательский йнс титут медицинского приборостроения (7l) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭНДОСКОПА

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к оптическим диагностическим устройствам.

Известна оптическая система эндоскопа, содержашая головной объектив, окуляр, одинаковые симметричные оборачиваюшие

5 системы из трех положительных стержневидных двояковыпуклых компонентов, крайние из которых одиночные, причем сред-ний положительный компонент выполнен в виде склейки из стержневидной отрицательной двояковогнутой линзы с положительными двояковыпуклыми линзами на ее концах, а разность коэффициентов дисперсии стекол отрицательной и положительной линз не менее 15 jlj

Однако в известной оптической системе эндоскопа выполнение оборачиваюшей системы приводит к значительным величинам аберрации астигматизма, что предопреде- 20 ляет невысокое качество изображения оптической системы энодскопа.

Из.за выполнения среднего положительного стержневидного двояковыпуклого ком2

;понента в виде склейки из стержневидной .отрицательной двояковогнутой линзы с положительными двояковыпуклыми линзами на ее концах и большого числа (5) оптических деталей, склеиваемых в один блок, не достигается на практике достаточная степень центрировки линз, что не позволяет обеспечить высокое качество изобра.женин.

Бель изобретения - повышение качества изображения путем улучшения коррекции аберраций.

Поставленная цель достигается тем, что в оптической системе эндоскопа, со держашей головной объектив, последовательно расположенные одинаковые симметричные оборачиваюшие системы из трех положительных двояковыпуклых стержневидных компонентов и окуляр, средний компонент каждой оборачиваюшей системы выполнен склееным из двух плоско-выпук лых линз и расположенной между ними плоскопараллельной пластины, а ближай.шие к среднему компоненту поверхности склейки крайних компонентов имеют отр нательную оптическую силу.

Причем поверхности склейки крайних компонентов с отрицательной оптическо силой расположены вогнутостью к среди му компоненту, а каждый крайний компонент включает в себя двояковыпуклую и вогнуто-плоскую линзы, плоскопараллельную пластину и плоско-выпуклую ли зу, при этом вогнуто-плоская линза выполнена нз материала, показатель прело леция которого превышает показатель и ломления материала,из которого выполнен двояковыпуклая линза на величину О, 1-0, При этом поверхности склейки крайн компонентов с отрицательной оптической силой расположены выпуклостью к среди му компоненту, а каждый крайний комп нент включает в себя вогнуто-выпуклую и выпукло-плоскую линзы, плоскопараллельную пластину и плоско-выпуклую m зу, при этом вогнуто-выпуклая линза вь полнена из материала, показатель прело ления которого превышает показатель преломления материала, из которого вы полнена плоско-выпуклая линза, на вели чину 0, 1 - 0,3.

На чертеже изображена принципиальная схема оптической системы эндоскоп

- при ориентировке поверхности склейки с отрицательной оптической силой крайи. х компонентов вогнутостью к среднем компоненту; б — 1о же, выпуклостью к среднему компоненту.

Оптическая система эндоскопа содержит головной объектив 1, последовател но расположенные одинаковые симметрич ные оборачивающие системы. 2 из трех положительных стержневидных двояковы пуклых компонентов 3 — 5, средний ком понент 4 выполнен склееным из двух плоско-выпуклых линз 6 и 7 и расположенной между ними плоскопараллельной пластины 8, а ближайшая к среднему компоненту 4 поверхность 9 склейки крайних компонентов 3 и 5 имеет отридательную оптическую силу, и окуляр 1

Причем, если поверхность 9 склейки с отрицательной оптической силой крайних компонентов 3 и 5 ориентирована к сре нему компоненту 4, то каждый крайний компонент 3 и 5 включает в себя положительную двояко выпуклую линзу 11 и вогнуто-плоскую линзу 12, плоскопараллельную пластину 13 и плоско-вьптуклую линзу 14, при этом показатель преломле- N ния вогнуто-плоской линзы 12 превышает показатель преломления двояковыпуклой линзы 11 на величину 0,1 - 0,3. Если

Световой диаметр линз, мм

Расстояние от одного промежуточного изображения до другого, мм

2,5 2,5

60,7 62,0

942675 4 и- же поверхность 9 склейки с отрицательной оптической силой крайних компонентов 3 и 5 ориентирована выпуклостью к и среднему компоненту 4, то каждый крайе. g ний компонент 3 и 5 включает в себя отрицательную вогнуто-выпуклую линзу 15 и выпукло-плоскую линзу 16, плоскопараллельную пластину 17 и плоско-выпуклую линзу 18, при этом показатель преломления вогнуто-выпуклой отрицательной линм- зы 15 большепоказателяпреломленияплосре- ко-выпуклой линзы 18 на величину О, 1-0,3, О На чертеже изображена принципиаль3... ная схема оптической системы эндоскоHK 1 па: а - при ориентировке поверхности склейки с отрицательной оптической сие- лой крайних компонентов вогнутостью к о- среднему компоненту; б — то же, выпуклостью к среднему компоненту.

Оптическая система эндоскопа рабогн- тает следуюшим образом.

1» Головным объективом 1 эндоскопа форм- мируется уменьшенное изображение объектов, расположенных внутри исследуемой полости. Далее это изображение последо5 вательно передается от одной оборачиваюшей системы 2 из трех компонентов 3—

5 к другой с помошью линз 6, 7, 11, 12, а: 14 — 16, 18, включаюших отрицательную

ЗО поверхность 9 склейки, а также при помощи плоскопараллельных пластин 8, 13, у 17 и окуляра- 10, через который наблюдатель рассматривает это изображение под увеличением.

Предлагаемая система может быть ь- реализована, например в оптической сис35 теме цистоскопа, конструктивные параметры половинки оборачиваюшей системы которой представлены в табл. 1 и 2, где 1 - радиусы кривизны оптических

40 поверхностей линз; о - расстояние между вершинами оптических поверхностей (вдоль оптической оси); П* - показатель преломления стекла для света с длиной волны 3 = 589,3 ммк; 4 — коэффициент

45 дисперсии стекла в диапазоне длин волн

О. от T (p =486,13 ммк) до С (3.=

= 656, 28 ммк) .

Оборачиваяшая система цистоскопа д- имеет следующие технические характе © ристики при конструктивных данных, представленных в табл. 1 и 2.

Табл. 1 Табл,2

942675

Увеличение, крат

Расстояние от изображения до ближайшей оптической по

5,4 2,0

1,80 2,08 верхности, мм

Размер изображения, мм

Фокусное расстояние половинки оборачивающей сис темы, мм

16

14, 90

13,49

Конструкция предлагаемой системы позволяет в оптической системе эндоскопа повысить качество изображения путем. 1$ улучшения коррекции аберрации астигматизма (до величины х,, - х щ =-0,001 мм в то время как в известной системе при тех же условиях работы половинки обораК 8

1,5163 64,05

2,0

К 8

64,05

1,5163

-9,462 0,2

22,91 2,0

-4,786 0,4

1,0

64,05

К 8

1,5163

1,6505

1,5163

1,5163

53,45 ОФ 4

11,88

К 8

64,05

2,0

64,05 . К8

-9,333

1,0

Табли ца 2

64,06 К 8

64,05 К 8

1,5163

1,5163

2,0

- l3,7161

13,6395

4, 1012

1,0

0,5

1,6067

1,5163

1,5163

1,5163

БФ 27

43,96

64,05

64,05

2,0

17,0

2,0 — 10,7434

64,05 К 8

1,0 ричные оборачиваюшие системы из трех положительных двояковыпуклых стержневидных компонентов и окуляр, о т л ичающаяс я тем, что, с цельюповышения качества изображения путем

Формула изобретения $$

1. Оптическая система эндоскопа, со держащая головной объектив, последовательно расположенные одинаковые симметчивающей системы астигматизм достигает величины 0,023 мм), одновременное улучшив качество центрировки линз за счет уменьшения числа оптических деталей в одном склеиваемом блоке (не превышает

4-х деталей).

Предлагаемая система может приме няться в линзовых эндоскопах для наблю дения и фотографирования внутренних по верхностей биологических каналов и полос .тей организма человека, а также в оптических устройствах, выполняющих аналогичные функции в технике.

Использование оптической системы позволяет повысить точность медицинского исследовании и улучшить качество диагностики при исследовании внутренних по- . верхностей биологических каналов и трудно доступных полостей человека.

Таблица 1

7 9426 улучше ня коррекции аберраций, средний компонент каждой оборачивающей сис » мы выполнен склеенным из двух плосковыпуклых линз и расположенной между ними плоскопараллельной пластины, а 5 ближайшие к среднему компоненту поверхности склейки крайних компонентов имеют отрицательную оптическую силу.

2. Система по и. 1, о т л и ч а юш а я с я тем, что поверхности склейки !О крайних компонентов с отрицательной оптической силой расположены вогнутостью к среднему компоненту, а каждый крайний компонент включает в себя двояковыпуклую и вогнуто-плоскую линзы, nJIoc-15 копараллельную пластину и плоско-выпуклую линзу, при этом вогнуто-плоская линза выполнена из материала, показатель преломления которого превышает показа тель преломления ма териала, из

75 которого выполнена двояковыпуклая линза, на величину О, l -0,3.

3. Система по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что поверхности склейки крайних компонентов с отрицательной оптической силой расположены выпуклостью к среднему компоненту, а каждый крайний компонент включает в себя вогнутовыпуклую и выпукло-плоскую линзы, плоскопараллельную пластину и плоско-выпуклую линзу, при этом вогнуто-выпуклая линза выполнена из материала, показатель преломления которого превышает показатель преломления материала, из которого выполнена плоско-выпуклая линза, на величину 0 1 — 0,3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 686725, кл. A 61 B 1/00, 1979.