Объектив эндоскопа Советский патент 1990 года по МПК G02B23/26 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к оптическим системам, используемым для эндоскопических исследований.

Целью изобретения является увеличение относительного отверстия и угла поля зрения.

На чертеже изображена принципиальная оптическая схема объектива.

Объектив эндоскопа, выполненный в виде моноблока, содержит плоскопараллельные компоненты 1 и 2, разделенные диафрагмой 3, из которых первый, расположенный перед диафрагмой 3, склеен из плоскопараллельной пластины 4, выполняющей функцию защитного стекла, плосковогнутой линзы 5 и положительной линзы 6.

Второй плоскопараллельный компонент 2, обладая положительной оптической силой, является силовым компонентом. Он склеен из плосковыпуклой

линзы 7 и двояковыпуклой концентрической с равными по абсолютной величине радиусами кривизны, например шаровой, линзы 8, материал линз имеет высокий показатель преломления, например 1,8, и расположенной между ними двояковогнутой линзы 9, а также вогнутоплоской линзы 10, установленной за двояковыпуклой линзой 8, которые выполнены из материала с низким (например, 1,407) показателем преломления.

При этом положительная линза 6 первого плоскопараллельного компонента 1 выполнена склеенной из концентрической двояковыпуклой с равными по абсолютной величине радиусами кривизны шаровой линзы 11 и установленной за ней непосредственно перед диафрагмой 3, вогнутоплоской линзы 12. Причем показатели преломления плосковогнутой линзы 5, а также вогнутоплоской линзы 12 превышают показатель

СП

QI «Ч

О

10

15

преломления контактирующей с ними шаровой линзы 11 не менее чем на 0,05, за счет чего поверхности склеек линз 5 и 11 и линз 11 и 12 обладают отрицательной оптической силой. Это приводит к тому, что плоскопараллельный компонент 1 в целом обладает отрицательной оптической силой.

Плоскопараллельная пластина 4, контактирующая с внешней средой, например физиологическим раствором, выполнена из материала с хорошими физико-химическими и механическими свойствами, например из стекла марки КВ.

При установке объектива в эндоскоп плоская поверхность линзы 10 контактирует (склеена или посажена на оптический контакт) с плоским входным торцом приемника изображения, например с волоконно-оптическим жгутом 13. Весь объектив, кроме защитного стекла (пластины 4), размещается внутри световода 14 осветительного канала эндоскопа, который предварительно формируют (спекают или склеивают) в жесткую трубку, выходной конец которой внутри имеет форму конуса, расширяющегося наружу. Боковая поверхность ,« плосковогнутой линзы 5 повторяет форму этого .конуса, что позволяет не только пропускать пучки лучей, проходящих в объектив и формирующих изображение на периферии поля зрения, но

20

25

35

и добиться лучшего совпадения осве щаемого и наблюдаемого полей, так как такое выполнение выходного конца световода позволяет отклонить от оптической оси пучки света, выходящие из световода под углами,меньшими угла поля зрения объектива эндоскопа.

Так как гаюскопараллелъная пластина 4 имеет диаметр, превышающий диаметр осветителвного канала, то она является защитным стеклом одновременно визуального и. осветительного каналов, закрепленных в головке 15 дис- тального конца эндоскопа.

Для повышения контраста изображения, формируемого объективом эндоскопа, на его нерабочую поверхность (цилиндрическую) необходимо наносить черное светопоглощающее покрытие 16, которое одновременно изолирует выходящий через боковую поверхность световода осветительного канала 14 свет, не допуская его проникновения в

45

40

50

55

0

5

« 0

5

5

объектив, и поглощает рассеяный свет внутри объектива.

Объектив работает следующим образом.

Посредством обладающего отрицательной оптической силой плоскопараллельного компонента 1, составленного из плоскопараллельной пластины 4, линз 5 и 6, последняя из которых состоит из линз 11 и 12, и отделенного от компонента 1 диафрагмой 3 плоскопараллельного компонента 2, имеющего положительную оптическую силу, построенного из линз 7-10, за объективом формируется действительное уменьшенное перевернутое изображение объектов эндоскопического исследования, которое затем передается системой переноса изображения (световодом, линзовыми оборачивающими системами) на проксимальный конец эндоскопа либо непосредственно фиксируется светочувствительным слоем (кино-фотопленкой, видиконом телевизионной камеры, элементом НЗС и т.д.).

Ход лучей света через объектив от . точек предмета, расположенных на оптической оси и вне ее, и поведение лучей на оптических поверхностях линз поясняется чертежом.

Ввиду того, что показатель преломления отрицательной плосковогнутой линзы 5 превышает показатель преломления двояковыпуклой линзы 11, плоскопараллельный компонент 1 обладает отрицательной оптической силой, что позволяет не только уменьшить угол поля зрения для силовой части объектива, но и вносит составляющую кривизны поверхности изображения со знаком, противоположным знаку силового плоскопараллельного компонента 2, в результате чего уменьшается искрив- 45 ленность поверхности изображения, формируемого объективом.

Кроме того, при выполнении линзы 1I шаровой уменьшается трудоемкость изготовления объектива, так как не требуется дополнительной механической обработки шаровой линзы И, и упрощается (ввиду облегчения центровки концентрической линзы) ее монтаж при сборке объектива.

0

50

55

Формула изобретения

1. Объектив эндоскопа, выполненный в виде моноблока, содержащего шесть

515

склеенных между собой линз, первая из которых положительная, вторая - вот- , нутоплоская, третья - плосковыпуклая, четвертая - двояковогнутая, пятая - двояковыпуклая концентрическая с равными по абсолютной величине радиусами кривизны, шестая - вогнутоплоская, и апертурную диафрагму, причем показатель преломления материала третьей и пятой линз превышает показатель преломления материала четвертой и шестой линз, а апертурная диафрагма размещена на плоской поверхности третьей линзы, отличающийся

06

тем, что, с целью увеличения относительного отверстия и угла поля зрения, перед первой линзой установлены склеенные с ней плоскопараллельная пластина и плосковогнутая линза, показатель преломления которой превнша- ет показатель преломления первой линзы, при этом первая линза выполнена

концентрической с равными по абсолютной величине радиусами кривизны.

2. Объектив эндоскопа по п. 1, отличающийся тем, что первая лннза выполнена паровой.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в эндоскопах медицинского назначения. Цель изобретения - увеличение относительного отверстия и угла поля зрения. Плоскопараллельный компонент 1 является корреляционным и состоит из пластины 4, плосковогнутой линзы 5, двояковыпуклой шаровой линзы 11 и вогнутоплоской линзы 12. Компонент 2 является силовым и содержит плосковыпуклую линзу 7, двояковогнутую линзу 9, двояковыпуклую концентрическую линзу 8 и вогнутоплоскую линзу 10. Эндоскоп имеет следующие оптические характеристики: фокусное расстояние 0,61 мм, относительное отверстие 1:3,6, угол поля зрения в воде 83°. 1 ил.

If 5 1 11

I I

Ш///// /////////

Составитель В.Архипов Редактор Л.Весеповская Техред М.Дидык

Заказ 717

Тираж 446

ВШИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

I

Корректор Э.Лончакова

Подписное