Объективная часть эндоскопа Советский патент 1990 года по МПК G02B23/26 

Изобретение относится к оптическим системам для неразрушающего контроля внутренних поверхностей удлиненных трубчатых деталей постоянного или изменяющегося диаметра и может быть использовано в тяжелом, энергетическом и транспортном машиностроении, авиационной и космической технике.

Целью изобретения является умень- шение продольных габаритов объективной части эндоскопа.

На чертеже изображена объективная часть эндоскопа.

Устройст во содержит корпус 1, сие- .тему подсветки, состоящую из-внешнего источника 2 .излучения, световода 3 подсветки и укрепленной на его торце поворотной призмы 4, волоконно-оптический жгут 5 для построения изобра- жений, расположенный вдоль световода подсветки, последовательно установленные объектив 6, оптически связанный с торцом волоконно-оптического жгута 5, конденсор 7, состоящий из пары плоско-выпуклых линз 8 и поворотной призмы 9, наклонньй отражатель (зеркало) 10 и входное окно 11. При этом выходной, торец св етовода 3 расположен за объективом 6 с возможностью пере- мещения относительно .него с помощью передаточного механизма 12, а оптические оси световода 3 на выходе и объектива 6 совпадают, конденсор 7 расположен на рассто янии L от выходного торца световода 3, определяемом по формуле

fi Г dtCbi-fOJ d,

tgji

где d,d - радиусы волоконно-оптического жгута 5 и световода 3; f.,f - фокусные расстояния объ- 45

ектива 6 и конденсора 7j Ь, ,Ь 2 - расстояния от объектива 6 и конденсора 7 до участка наблюдения соответственно; tg ft- угловая расходимость излу-50

чения световода 3,

а диаметры выходного торца световода 3 и конденсора 7 в 5 - 10 раз меньше диаметра объектива 6,

Объективная часть эндоскопа работа- с ет следующим образом.

Корпус 1 объективной части эндоскопа центрируется в исследуемой ци- линдрической полости. Свет от внешнеес

O

5 0 5 О 5

0

5

0

с

го источ1шка 2 (не показан) через световод 3 системы подсветки с помощью поворотной призмы 4 выводится- на оптическую ось объектива 6, а затем с помощью конденсора 7 с линзами 8 и поворотной призмы 9 через входное окно 1 1 проекщфуется на наблюдаемьй участок полости. Изображение участка с помощью отражателя 10 и объектива 6 формируется на входном торце волоконно-оптического жгута 5 и далее (не показано) передается на его выходной торец.

При перемещении корпуса 1 объективной части эндоскопа в цили ГДричес- кую полость другого диаметра производится перефокусировка объектива 6 и через передаточный механизм 12 автоматическое смещение торца световода с призмой 4 относительно конденсатора 7 в соответствии с .соотношением, постоянно обеспечивая совпадение поля освещения с наблюдаемым участком исследуемой поверхности. Малые диаметры (в 5 - 10 раз) световода 3 прИзмы 4 и конденсора 7 по сравнению с апертурой входного зрачка объектива 6 при их максимально возможном приближении к объективу 6 не ухудшают качества изображения.

Так как оптическая ось световода с призмой 4 на выходе совпадает с оптической (зсью объектива 6, а конденсор 7 расположен на оптической оси на расстоянии L, величина которого определена указанным выше соотношением, то размеры пятна освещения и наблюдаемого участка совпадают. Кроме того, совпадают направления освещения с на- правл ением наблюдения. Ппя осмотра внутренней полости по окружности производится сканирование наклонным отражателем 10. При. этом происходит наблюдение и освещение соответствующих участков, куда направлен отражатель 10. Закручивание световода 3 и изменение направления освещения (отличного от направления наблюдения) не происходит, так как световод 3 не соед1 .нен с вращающимся наклонным отражателем 10, а его оптическая ось совпадает с оптической осью объектива 6, который также не соединен с отражателем 10. Формула изобретения

Объективная часть эндоскопа, содержащая внешний источник излучения.

световод подсветки, волоконно-оптн- ческий жгут для передачи изображения, расположенный вдоль него, последовательно уствиовленные объектив, оптически связанный с торцом волоконно- оптического жгута, конденсор, расположенный на одной оптической оси с объективом, и наклонный отражатель, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения продольных габаритов объективной части, выходной торец световода подсветки расположен за объективом с возможностью продольного перемещения относительно него, причем оптическая ось световода подсветки на выходе совпадает с оптической осью объектива,.конденсор распо-. ложек На расстоянии L от выходного

торца световода подсветки, величина которого определена соотношением

L..-fb - i(bt:fi)L аа

bj-fjl 2f,tR/ J tg/J

где f. и f,

b и b d. и d,

- фокусные расстояния объектива и конденсора; расстояния от объектива и конденсора до участка наблюдения соответственно;

радиусы волоконно-оптического жгута и световода;

tg - угловая расходимость излучения световода; а диаметры выходного торца световод подсветки и конденсора в 5-10 раз меньше диаметра объектива.

Изобретение относится к оптическим системам для неразрушающего контроля внутренних поверхностей удлиненных трубчатых деталей постоянного или изменяющегося диаметра в машиностроении. Изобретение позволяет уменьшить продольные габариты объективной части. Для этого выходной торец световода подсветки 3 с призмой 4 расположен за объективом 6 и соединен с ним передаточным механизмом 12, его оптическая ось совпадает на выходе с оптической осью объектива, а конденсатор 7 расположен на расстоянии L, величина которого определяется соотношением , зависящим от радиусов волоконно-оптического жгута 5, строящего изображение, и световода подсветки 3, фокусных расстояний объектива 6 и конденсора 7, расстояний от объектива 6 и конденсора 7 до участка наблюдения и от угловой расходимости излучения световода подсветки 3, а диаметры выходного торца световода подсветки с призмой 4 и конденсора 7 в 5 - 10 раз меньше диаметра объектива 6. 1 ил.