Светооптическая система осветительного устройства Советский патент 1989 года по МПК F21V8/00 

; 2

ел

N9

СП

Изобретение относится к медидинс- коЛ технике, в частности к светоопти ческим системам, служаг1 1м для освещения объектов эндоскопического исследования, и может быть использовано в эндоскопических приборах, пред- назначеиних для осмотра и ЛотограЛи- рования различных полостей и биологических каналов тела человека, а такж в светооптических устройствах, выполняющих аналогичные функции в технике Цель изобретения - увеличение КП/ и повышение надежности работы устройства.

На фиг.1 представлена оптическая схема устройства; на Лиг.2 - то же, с использованием изогнутого волоконно-оптического фокона.

Светооптическая система освети- тельного устройства, преимущественно для эндоскопов, содержит вогнутое зеркало 1 в виде параболоида вращения с установленным в его фокусе источником света 2, волоконно-опти- ческий световод 3, волоконно-оптический фокон , помещенньц на оптической оси системы между источником света 2 и входным торцом световода 3, причем больший торец фокона 4 является его входным торцом 5, расположенным со стороны источника света 2. Выходной торец 6 фокона А ориентирован в сторону световода 3. В качестве волоконно-оптического световода 3 используют нерегулярно уложенное стекловолокно с апертурой, равной приблизительно 0,5, и проклеенными торцами жгута.

Фокон А представляет собой воло- копно-оптическиГ: элемент с плоскими торцами и с иг)меняюп имся, например коническим, сечением вдоль направления распространения лучей света, обеспечивающий в процессе распрост- ранения лучей света увеличение угла их наклепа к оптической оси системы Он выполнен из спеченного стекловолокна, вьщерживающего высокую пературу нагрева. Причем, если сердцевина волокна выполнена из стекла марки , то фокон является хорошим тегшофильтром, поглощающим тепловую (инфракрасную) часть спектра. Pxo/i- ной торец 5 Локона А m-ieeT диаметр D,, равный (или чуть больший) диаметру зеркала 1, а выходной торец 6 - диаметр D, равный (или чут-ь меньший) диаметру световода 3. При

5

п 5 Q

.,

5

0

0

5

этом фокон 4 пропускает .лишь лучи, пада1Э1тие на входной торец 5 под углами, не превышающими угол .

D-г

-g- + р , где А - угол при вершине конической жилы Локона 4 (угол конусности).

Теплоизоляционные свойства систе- tibi можно значительно усилить, если на поверхность зеркала 1 нанести теплопр опускающее покрытие, а на входной 5 и выходной 6 торцы Фокона 4 - теплоотранающее покрытие (например, покрытия из чередуюгтихся слоев ZnS и Hgr.) .

На Фиг.1 представлена схема предлагаемой системы, когда элементы ее расположены по одной прямой. При таком выполнении системы обеспечение требования - располагать входной торец световода 3 на лицевой панели осветителя - приводит к необходимости горизонтального расположения источника света, что в отдельных случаях может снижать надежность устройства.

Использование изогнутого под прямым углом фокона, как это показано на фиг.2, позволяет расположить источник света 2 (лампу с телом накала) вертикально таким образом, чтобы вес тела накала приходился вдоль оси токоведу1тих выводов лампы, и тем самым, повысить срок службы лампы.

Светооптическая система осветительного устройства работает следующим образом.

Лучи от источника света 7. распространяются в телесном угле, равном 4 п . При этом, лучи света, которые попадают на зеркало 1, благодаря его выполнению в виде параболлоида вращения, а также благодаря расположению источника света 2 в Локусе F параболлоида после отражения идут параллельно оптической оси системы и попадают на приемный (большой) торец 5 Локона А.

Поскольку рараболлоид вращения зеркала 1 выполнен достаточно глубоким, обеспечиваюгщм угол охвата не менее 270, лучи света, не претерпевающие отражения от поверхности зеркала, а непосредственно от источника света 2, попадающие на торец 5 фокона 4, и имеющие на входе в Локон 4 достаточно малые углы Л с оптической осью системы, также как и вс&

лучи, птраяепные от пстперхности зеркала, проходят к выходному торцу f/ фокона А без затухания, чем обеспе- чипается высокий коэЛЛициент (более 0,7) прохождения лучей черея Локон 4 и, в конечном итоге, высокая эффективность использования светового потока на участке видимых длин волн. При этом длинноволновая часть спектра (тепловая) либо поглощается фрко- ном 4, либо пропускается черея покрытие зеркала 1 в окружающее пространство, отражается покрытием торцов 5 и 6 фокона 4 и поглощается материалом Локона 4 (в случае нанесения соответствуюсщх покрытий на яеркало и Topitbi фокона) .

Лучи, прошедшие к выходному торцу 6 фокона 4, выходят из него с размеро светового пятна и с апертурой, соот- ветстпуюпими диаметру и аппертуре стекловолокна световода 3. Л так как тепловая часть лучистого потока отсекается на пути к световоду 3, его выходной торец не нагревается.

Таким обраяом, в предлагаемом устройстве обеспечивается повышение

эффективности использования светового ПОТО1СЛ в сравнении с известным, по крайней мере, в 2 раза и одновременно увеличивается надежность работы устройства как за счет снижения нагрева входного торца световода, так и за счет увеличения срока слулбы лампы в случае ее вертикальной уста- 0 новки.

формула изобретения

Светооптическая система освети- 5 тельного устройства, содержащая вогнутое зеркало с установленным в его бокусе источником света и волоконно-оптический световод, о т л и - личающаяся тем, что, с целью 0 увеличения КПД и повышения надежности работы, она снабжена волоконно- оптическим фоконом, установленным мсучду вогнуты зеркалом и входным торцом световода соосно с ними, при 5 этом торец фокона большего диаметра обращен к вогнутому зеркалу, а последнее выполнено с Лорме параболоида вращения.

Изобретение относится к светооптическим системам, служащим для освещения объектов при эндоскопических исследованиях, и может найти применение в эндоскопических приборах, предназначенных для осмотра и фотографирования различных полостей и биологических каналов тела человека. Цель изобретения - увеличение КПД и повышение надежности работы. Поверхность вогнутого зеркала 1, в фокусе которого установлен источник света 2, выполнена в виде параболоида вращения, на выходе которого установлен волоконно-оптический фокон 4, обращенный большим основанием 5 в сторону источника света 2, а меньшим основанием 6 к входному торцу волоконно-оптического световода 3. Такое выполнение обуславливает согласованность хода лучей и размеров светового пятна и апертуры части системы, расположенной перед световодом 3, с размерами торца и апертурой входного торца световода 3, что повышает эффективность использования светового потока. Повышение надежности обеспечивается благодаря отсечению фоконом 4 тепловой части спектра лучистого потока, исходящего от источника света. 2 ил.

Фиг.2