ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ ОБЪЕКТА Российский патент 1995 года по МПК G02B27/02 G02B23/00 

Изобретение относится к оптическим приборам, а именно к устройствам для наблюдения объектов, и может быть использовано при наблюдении объектов устройствами, имеющими два монокуляра, например как в микрохирургических микроскопах, так и в биноклях, стереофотоаппаратах, стереотрубах и тому подобных.

Все известные в настоящее время устройства для наблюдения объектов, содержащие два монокуляра, имеют в каждом из них последовательно расположенные на оптической оси объектив, призменную оборачивающую систему и окуляр [1]
Основным недостатком таких устройств является сравнительно малая глубина резкости. Этот недостаток, например, при использовании бинокулярной системы, закрепленной при помощи очковой оправы на голове наблюдателя, заставляет наблюдателя удерживать голову в направлении к объекту в довольно жестких границах, что приводит к быстрой усталости мышц шеи. Этот же недостаток заставляет производить дополнительные манипуляции с микрохирургическим микроскопом при использовании его в операциях.

Цель изобретения увеличение глубины резкости устройства для наблюдения объекта.

Цель достигается тем, что в оптическом бинокулярном устройстве для наблюдения объекта, содержащем два монокуляра, каждый из которых образован объективом, призменной оборачивающей системой и окуляром, предметная плоскость одного из монокуляров как бы смещена относительно предметной плоскости другого монокуляра вдоль оптической оси на величину, не превышающую глубину резкости монокуляра для нормального глаза.

Смещение предметной плоскости из монокуляров целесообразно производить за счет изменения в одном из монокуляров расстояния вдоль оптической оси между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра относительно соответствующего расстояния другого монокуляра.

Также возможно изменять в одном из монокуляров расстояние вдоль оптической оси между компонентами окуляра относительно соответствующего расстояния другого монокуляра.

Предложенная конструкция бинокулярного устройства для наблюдения объекта позволяет увеличить глубину резкости практически в два раза, так как она по сути будет являться суммой глубин резкости обоих монокуляров. Причем предлагаемая конструкция не ухудшает качества видимого изображения из-за того, что при рассматривании предмета наблюдатель концентрирует внимание только на резком изображении, строящемся тем глазом, в поле зрения которого находится наблюдаемый предмет. При использовании предложенного изобретения изображение будет строиться тем глазом, в глубине резкости монокуляра которого находится наблюдаемый предмет.

На фиг.1 изображена оптическая схема устройства; на фиг.2 вариант смещения границ глубины резкости одного монокуляра относительно другого.

Каждый монокуляр предложенного бинокулярного устройства состоит из последовательно установленных на оптической оси объектива 1, призменной оборачивающей системы 2 и окуляра 3. В одном из монокуляров (например, на фиг.1 правом) расстояние Z¹ вдоль оптической оси между задним фокусом объектива F¹_об и передним фокусом окуляра F_ок больше соответствующего расстояния Z¹ другого монокуляра на величину Δ l. В соответствии с формулой Ньютона для объектива монокуляра ZZ¹ -(f¹_об)². При увеличении Z на величину ΔL, равную глубине Та₂ резкости монокуляра для нормального глаза, Z¹ изменяется на величину Δl -(f¹_об)²/Z-T_a2 Z. При этом Т_а2 0,004 (f¹_м)² глубина резкости монокуляра для нормального глаза, где f¹_м заднее фокусное расстояние второго неизменного монокуляра.

В результате внесенных в один монокуляр изменений границы глубины Т_а1 резкости этого монокуляра сдвигаются относительно границ Т_а2 глубины резкости другого монокуляра на величину ΔL, в приведенном примере на величину, равную глубине резкости монокуляра для нормального глаза, что приводит к увеличению суммарной глубины Т_а резкости устройства в два раза.

Работа устройства в предложенном примере заключается в следующем. Оно фиксируется на переносице наблюдателя, например на очковой оправе так, что выходные зрачки монокуляров совмещаются со зрачками глаз наблюдателя. При наблюдении объект располагается в границах Т_а суммарной глубины резкости устройства. При попадании части объекта наблюдения в глубину Т_а1 резкости правого монокуляра наблюдатель рассматривает часть объекта правым глазом, в случае попадания в глубину Т_а2 резкости левого монокуляра левым глазом.

Расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра можно не увеличивать, а уменьшать, что также приводит к увеличению суммарной глубины резкости устройства. Кроме того, смещение границ резкости одного из монокуляров можно производить изменением расстояния между оптическими компонентами одного из окуляров.

Применение предложенного устройства позволяет облегчить проведение различных действий, связанных с необходимостью наблюдений объектов, имеющих малые размеры, например при проведении микрохиругических операций, так как дает дополнительную свободу движения головой в направлении к наблюдаемому объекту при сохранении резкости видимого изображения.

Использование: в оптических приборах, имеющих два монокуляра, а именно в операционных микроскопах, биноклях, стереофотоаппаратах и стереотрубах. Сущность изобретения: расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра одного монокуляра отличается от соответствующего расстояния другого монокуляра на велиичну, не превышающую глубину разности монокуляра. 2 ил.

ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ ОБЪЕКТА, содержащее два монокуляра, каждый из которых включает объектив, оборачивающую систему и окуляр, отличающееся тем, что расстояние вдоль оптической оси между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра одного монокуляра отличается от соответствующего расстояния другого монокуляра на величину, не превышающую глубину резкости монокуляров.