Оптическая система эндоскопа Советский патент 1982 года по МПК A61B1/55 

(54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭНДОСКОПА

Изобретение относится к медишгаской технике, а именно к оптическим диагностическим устройствам. Известна оптическая система эндоскопа, содержащая головной объектив, окуляр одинаковые симметричные оборачивакнцие системы из трех положительных стержневидных двояковыпуклых компонентов, край ние из которых одиночные, причем .сред-ний положительный компонент вьтолнен в виде склейки из стержневидной отрицатель ной двояковогнутой линзы с положительными двояковыпуклыми линзами на ее кон шх, а разность коэффициентов дисперсии стекол отрицательной и положительной линз не менее 15 l . Однако в известной оптической систем эндоскопа выполнение оборачивающей системы приводит к значительным величинам аберрации астигматизма, что предопределяет невысокое качество изображения оптической системы энодскопа. Из-за выполнения среднего положитель ного стержневидного двояковыпуклого ком ;понента в виде склейки из стержневидной ;отрицательной двояковогнутой линзы с по ложительными двояковыпуклыми линзами на ее концах и большого числа (5) оптических деталей, склеиваемых в один блок, не достигается на практике достаточная степень центрировки линз, что не позволяет обеспечить высокое качество изображения. Цель изобретения - повьпиение качества изображения путем улучшения коррекции аберраций. Поставленная цель достигается тем, что в оптической системе эндоскопа, содержащей головной объектив, последовательно расположенные одинаковые сим-, метричные оборачивающие системы из трех положительных двояковыпуклых стержневидных компонентоЬ и окуляр, средний компонент каждой оборачивающей системы выполнен склееным из двух плосконэыпуклых линз и расположенной между ними плоскопараллельной пластины, а ближай:шие к среднему компоненту поверхности 3.94 склейки крайних компонентов имеют отри цательную опти юскуто силу. Причем поверхности склейки крайних компонетгтов с отрицательной оптической силой расположены вогнутостью к средне му компоненту, а каждый крайний компонент включает в себя двояковыпуклую и вогнуто-плоскую линзы, плоскопараллельную пластину и плоско-выпуклую лин зу, при этом вогнуто-плоская линза вы полнена из материала, показатель прелом ления ROTODoro превышает показатель пр ломления материала,из которого вьшопнена двояковьшуклая линза на величину 0,1-0,3, ГГри этом поверхности склейки крайних компонентов с отрицательной оптической силой расположены выпуклостью к средне му компоненту, а каждый крайний компонент включает в себя вогнуто-выпуклую и выпукло-плоскую линзы, плоскопараллельную пластину и плоско-выпуклую лин зу, при этом вогнуто-выпуклая линза выполнена из материала, показатель прелом ления которого превышает показатель преломления материала, из которого выполнена плоско-выпуклая линза, на величину 0,1 - 0,3. На чертеже изображена приншшиальная схема оптической системы эндоскопа - при ориентировке поверхности склейки с отрицательной оптической силой крайних компонентов вогнутостью к среднему компоненту; б - то же, выпуклостью к среднему компоненту. Оптическая система эндоскопа содержит головной объектив 1, последовательно расположенные од1шаковые симметричные оборачивающие системы- 2 из трех положительных стержневидных двояковыпуклых компонентов 3-5, средний компонент 4 выполнен склееным из двух плоско-Фьтуклых линз 6 и 7 и расположенной между ними плоскопараллельной пластины 8, а ближайшая к среднему компоненту 4 поверхность 9 склейки крайних компонентов 3 и 5 имеет отрицательную оптическую силу, и окуляр 1О Причем, если поверхность 9 склейки с отрицательной опти:ческой силой крайних компонентов 3 и 5 ориентирована к сред нему компоненту 4, то каждый крайний компонент 3 и 5 включает в себя положительную двояко выпуклую Л1газу 11 и вогнуто-плоскую линзу 12, плоскопарал- лельную пластину 13 и плоско-выпуклую линзу 14, при этом показатель преломле НИН вогнуто-плоской линзы 12 превьш1ае показатель преломления двояковьшуклой линзы 11 на величи}гу 0,1-0,3. Если же поверхность 9 склейки с отрицательной оптической силой крайних компонентов 3 и 5 ориентирована вьтуклостью к среднему компоненту 4, то каждый крайний компонент 3 и 5 включает в себя отрицательную вогнуто-выпуклую линзу 15 и выпукло-плоскую линзу 16, плоскопараллельную пластину 17 и плоско-выпуклую линзу 18, при этом показатель преломления вогнуто-выпуклой отрицательной линзы 15 большепоказатепяпрепомленияппос- ко-вьтукпой линзы 18 на величину 0,1-О,3. На чертеже изображена принципиальная схема оптической системы эндоскопа: а - при ориентировке поверхности склейки с отрицательной оптической силой крайних компонентов вогнутостью к среднему компоненту; б - то же, выпуклостью к среднему компоненту. Оптическая система эндоскопа работает следующим образом. Головным объективом 1 эндоскопа формируется уменьшенное изображение объектов, расположенных внутри исследуемой полости. Далее это изображение последогвательно передается от одной оборачиваюшей Системы 2 из трех компонентов 3 5 к другой с помошью линз 6, 7, 11, 12, 14-16, 18, включающих отрицательную поверхность 9 склейки, а также при по- моши плоскопараллельннх пластин 8, 13, 17 и окуляра 10, через который наблк датель рассматривает это изображение под увеличением. Предлагаемая система может быть реализована, например в оптической системе цистоскопа, конструктивные параметры половинки оборачивающей системы которой представлены в табл. 1 и 2, где г - радиусы кривизны оптических поверхностей линз; d - расстояние между вершинами оптических поверхностей (вдоль оптической оси) ; Пд - показатель преломления стекла для света с длиной волны f( - 589,3 ммк; - - коэффициент дисперсии Стекла в диапазоне длин волн от V ( Л 486,13 ммк) до С ( Л . 656, 28 ммк). Оборачиваяшая система цистоскопа имеет следующие технические характеристики при конструктивных данных, представленных в табл. 1 и 2. 1 Табл, 2 Световой диаметр 2,5 линз, мм Расстояние от одного промежуточного изображения 60,7 62,0 до другого, мм Увеличение, крат Расстояние от изображения до ближпйшей оптической поверхности, мм Размер изображения, мм Фокусное расстояние половинки оборачивающей систе13,49 14,9 мы, мм Конструкция предлагаемой системы позволяет Б оптической системе эндос.ко- па повысить качество изображения путем улучшения коррекции аберрации астигматизма (до величины Xg - х , -0,ОО1м в то время как в известной системе при тех же условиях работы половинки обораФормула изобретения 1. Оптическая система эндоскопа, содержащая головной объектив, последовательно расположенные одинаковые симмет9756 чивающей системы астигматизм достигает величины 0,023 мм), одновременное улучшив качество центрировки линз за счет уменьшения числа оптических деталей в одном склеиваемом блоке {не превышает 4-х деталей). Предлагаемая система может применяться в линзовых эндоскопах для наблк дения и фотографирования внутренних поверхностей биологических каналов и полостей организма человека, а также в оптических устройствах, Бьтолн5пощиз аналогичные функции в технике. Использование оптической системы поэволяет повысить точность медицинского исследования и улучшить качество диагностики при исследовании внутренних по- . верхностей биологических каналов и трудно доступных полостей человека. Таблица ричные оборачивающие системы из трех положительных двояковыпуклых стержневидных компонентов и окуляр, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества изображения путем

упучтепнп коррекции аберраций, средний компонент каждой оборачивающей cHcTfevfbi выполнен склеенным из двух плосковыпуклых линз и расположенной между 1шми ппоскопараллельной пластины, а

ближайшие к среднему компоненту поверхтгасти склейки крайних компонентов имеют отрицательную оптическую силу.

которого вьшолнена двояковыпуклая линза на величину 0,1 -0,3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 686725, кл. А 61 В 1/00, 1979.