УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ГЛУБИНЫ РЕЗКОСТИ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ Российский патент 2000 года по МПК G02B21/06 G02B7/00 

Изобретение относится к технике и может быть использовано в различных оптических приборах для повышения глубины резкости. Оптические устройства, применяемые в различных оптических приборах, в том числе и в хирургических микроскопах, имеют ограниченную глубину резкости. Это, как известно, в значительной мере затрудняет работу хирурга, так как требует постоянной доводки (настройки) на резкость, что особенно часто необходимо при больших кратностях увеличения.

Для того, чтобы в какой-то мере нивелировать этот существенный недостаток, в оптических конструкциях применяют широко известный классический прием диафрагмирования определенных линз. Однако этот прием приводит к значительным потерям света и не решает проблемы. Известно оптическое устройство для повышения глубины резкости (U.S. patent document 4448498 5/1984 Muller et al. 359/377), состоящее из окуляра, тубусной линзы, объектива, содержащего два оптических элемента, и механизма, обеспечивающего перемещение одного из оптических элементов объектива, управление которым осуществляет хирург. Устройство имитирует повышение глубины резкости в достаточно широких пределах. Эффект достигается без перемещения оптической головки микроскопа или его объектива в целом.

Перемещение вдоль оптической оси одного из оптических элементов объектива обеспечивает имитацию легкости изменения глубины резкости в достаточно широких пределах (перемещение одной из линз объектива на 10 мм ближе к другой линзе вызывает изменение рабочего отрезка объектива с 250 до 400 мм).

Устройство в значительной мере облегчает работу хирурга, но требует постоянной подгонки на резкость наблюдаемого объекта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для обеспечения повышения глубины резкости оптических приборов (патент США N 5896223, G 02 B 21/06, 1999), принятый нами за прототип.

Устройство содержит вращающийся оптический диск с плоскопараллельными пластинами и отверстиями светодиодного датчика, расположенный между линзами объектива и обтюратор со светодиодным датчиком, управляемый электронным блоком.

Повышенная глубина резкости оптического устройства достигается путем последовательного быстрого изменения рабочего отрезка объектива с помощью размещения плоскопараллельных пластин разной и необходимой толщины между линзами, образующими объектив устройства с обтюратором, перекрывающим оптический канал при смене плоскопараллельных пластин.

Известное устройство имеет следующие недостатки.

1. Частота смены плоскопараллельных оптических пластин ограничивается рабочей частотой действия механического обтюратора, что препятствует улучшению качества изображения, а использование обтюраторов, работающих на жидких кристаллах приводит к большим потерям света.

2. Использование механических обтюраторов создает характерный шум и требует увеличения габаритов прибора в целом.

3. Для управления любым из приведенных выше обтюраторов требуется специальная электронно-механическая система (светодиодный датчик, усилитель мощности и пр.), усложняющая устройство.

Изобретение направлено на создание устройства для обеспечения повышенной глубины резкости оптических приборов, позволяющего улучшить качество изображения за счет обеспечения сколько угодно быстрой смены плоскопараллельных пластин без использования отдельного узла обтюратора, ограничивающего такую возможность, а также упростить конструкцию прибора.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для обеспечения повышения глубины резкости оптических приборов, включающем вращаемый оптический диск, находящийся между линзами объектива, на котором расположены плоскопараллельные пластины разной толщины, особенность заключается в том, что между плоскопараллельными пластинами выполнены непрозрачные фрагменты диска, полностью перекрывающие оптический канал при смене плоскопараллельных пластин.

В заявляемом устройстве функцию обтюратора выполняют непрозрачные фрагменты диска, на котором закреплены плоскопараллельные пластины. Благодаря этому оптический канал оказывается полностью закрытым при смене плоскопараллельных пластин без применения каких бы то ни было дополнительных устройств.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема оптического диска, на фиг.2 - схематическое изображение микроскопа с установленным в нем заявляемым устройством.

Заявляемое устройство для обеспечения повышения глубины резкости оптических приборов, содержит оптический диск 1, вращаемый двигателем 2, на котором плоскопараллельные пластины 3 различной и необходимой толщины чередуются с непрозрачными фрагментами 4 диска, полностью перекрывающими оптический канал 5 (показан пунктиром) во время вращения.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При вращении оптического диска 1 двигателем 2 плоскопараллельные пластины 3 все увеличивающейся (или уменьшающейся) толщины, последовательно попадая в оптический канал 5 между двумя линзами объектива 6, изменяют его рабочее расстояние 7 (от 7₁ до 7₃ условно на схеме). При смене одной плоскопараллельной пластины на соседнюю оптический канал 5 полностью перекрывается непрозрачным фрагментом 4 оптического диска 1. Благодаря физиологическим свойствам глаза наблюдателя 8 в поле зрения последнего оказываются "в резкости" все точки объекта 7, находящиеся на плоскостях от 7₁ до 7₃. Детали микроскопа - окуляр 9, оборачивающая система 10, тубусная линза 11 и осветитель 12 выполнены по установленным техническим стандартам.

Заявляемое устройство имеет следующие преимущества:
1. Улучшает качество изображения, так как частота смены плоскопараллельных оптических пластин, определяющих качество изображения, не ограничивается возможностями работы обтюратора, так как последний конструктивно составляет единое целое с оптическим диском, скорость вращения которого по существу может быть весьма высокой.

2. Исчезает характерный шум и уменьшаются габариты и стоимость прибора.

Изобретение относится к технике и может быть использовано в оптических приборах для повышения глубины резкости. Устройство содержит оптический диск, находящийся между линзами объектива, вращаемый двигателем, на котором плоскопараллельные пластины различной и необходимой толщины чередуются с непрозрачными фрагментами диска, полностью перекрывающими оптический канал во время вращения. Устройство позволяет повысить глубину резкости оптических приборов за счет обеспечения сколь угодно быстрой смены плоскопараллельных пластин без использования отдельного узла обтюратора, а также упростить конструкцию прибора. 2 ил.

Устройство для обеспечения повышения глубины резкости оптических приборов, включающее вращаемый оптический диск, находящийся между линзами объектива, на котором расположены плоскопараллельные пластины разной толщины, отличающееся тем, что между плоскопараллельными пластинами выполнены непрозрачные фрагменты диска, полностью перекрывающие оптический канал при смене плоскопараллельных пластин.