Оптическая система передачи изображения Советский патент 1982 года по МПК G02B23/00 

(54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к медицинскому приборостроению, а именно к оптическим системам передач,и изображения, и может быть применено в эндоскопах, предназначенных для осмотра и фотографирования различных полостей биологических каналов тела человека.

Известны оптические систег/ш передачи изображения, содержащие оборачивающие системы с большими остаточными аберрациями и оптическое устройство, компенсирующее эти аберрации.

Известна оптическая система передачи изображения, где функцию компенсатора аберраций выполняет одна из оборачивающих систем, состоящая из двух положительных двусклеенных из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска компонентов, а остальные оборачивающие системы выполнены в виде одиночных двояковыпуклых линз

Недостатком этой системы является то, что из-за больших воздут- ных про-, межутков между оптическими компонентами, не позволяющих полностью использовать иммерсионные свойства среды, не обеспечивается необходимая освещенность изображения.

Известна оптическая система передачи изображения, содержащая коллективы, оборачивающие системы,

с включающие две двояковыпуклые стержневидные линзы, и снабженная установтленным в одной из оборачивающих сис.тем коррекционным элементом, вhmoлнeн ным в виде трехсклеенной афокальной

Q линзы, состоящей из двух двояковыпук.пых и размещенной между ними двояковогнутой линз С 2 .

Однако эта система характеризуется недостаточно высоким качеством

15 изображения И освещенности, значительными потерями света и его рассеиванием, обусловленными большим числом оптических поверхностей, граничащих с воздухом, а также сложностью конструкции.

Известна оптическая система передачи изображения, содержащая обора чивающую систему, выполненную в виде двояковыпуклого пятисклеенноро компонента, состоящего из плоскопараллельного стержня и расположенных .на каждом из его концов плоско-выпуклой линзы и отрицательного мениска, коллективы,выполненные в виде плос30 КО-ВЫПУК.ПЫХ линз и плоскопараллельные стержни, расположенные по обе стороны пятисклеенного компонента Однако эта система характеризует ся недостаточным диапазоном передачи изображения,, особенно при малы ее поперечных размерах, что происходит из-за больших воздушных проме жутков между оптическими компонента ми, малым линейным полем зрения. Цель изобретения - увеличение диапазона передачи изображения и ли нейного поля зрения. Поставленная цель достигается тем что в оптическую систему передачи изображений, содержащую оборачивающую систему, выполненную в виде дво ковыпуклого пятисклеенного компонен та, состоящего из плоскопараллельного стержня и расположенных на каж дом из его концов плоско-выпуклой линзы и отрицательного мениска,коллективы,выполненные в виде плоско-вы пуклой линзы,и плоскопараллельные стержни,расположенные по обе стороны пятисклеенного компонента, введена по крайней мере одна дополнительно обо рачивающая система, выполненная в в де пары плоско-выпуклых двусклеенных компонентов, состоящих из плоско параллельного стержня и плоско-выпуклой линзы и ориентированных выпуклыми сторонами, между которыми расположен плоскопараллельный стержень встречно. Каждый коллектив ориентирован либо плоской стороной к двояковыпук лому пятисклеенному компоненту и склеен плоской стороной с ближайшим к нему плоскопараллельньпу стержнем, либо - выпуклой стороной к двояковыпуклому пятисклеенному компоненту и склеен плоской стороной с расположенными рядом плосковыпуклым двусклеенным компонентом. Воздушные промежутки между оптиче кими элементами вдоль оптической оси уменьшены до нуля. На Фиг.1 представлена принципиальная схема оптической системы передачи изображения , где кахадый коллектив ориентирован плоской стороной к двояковыпуклому пятисклеенноМу компоненту; на фиг.2 - то же, где каждый коллектив ориентирован выпуклой стороной к двояковыпуклому пятисклеенному компоненту. Оптическая система передачи изоб ражения содержит оборачивающую систему 1, выполненную в виде двояковыпуклого пятисклеенного компонента 2 из плоскопараллельного стержня 3 и установленных на каждом из его концов плоско-выпуклой линзы 4 и отрицательного мениска 5, коллективы выполненные в виде плоско-выпуклой линзы, дополнительную оборачивающую Систему 7,и плоскопараллельные стерж ни 8. При этом каждая дополнительна оборачивающая система 7 выполнена в виде пары плоско-выпуклых -двусклёенных компонентов 9, между которыми расположен плоскопараллельный стер-. жень 10, причем каждый из плоско1 выпуклых двусклеенных компонентов 9 имеет плоскопараллельный стержень 11 и плоско-выпуклую линзу 12. Изображение объективов, сформированное, например, головным объекти.вом эндоскопа (не показан), расположенным перед оборачивающей системой 7, передается ей через коллектив 6 к оборачивающей системе 1. Внутри плоскопараллельных стержней 10 и 3, расположенных в середине соответствующей оборачивающей системы 7 (1), выполненной симметричной, имеет место параллельный ход лучей пучков света. А в плоскости, расположенной между оборачивающими системами 7 и 1, вблизи плоско-выпуклого коллектива 6, формируется действительное промежуточное изображение. Оборачивающая система 1 переносит изображение объектов в плоскость, расположенную за ней . Это может быть фокальная плоскость окуляра, через который наблюдатель рассматривает изображение под увеличением, либо плоскость светочувствительного слоя, либо плоскость перед второй дополнительной оборачивающей системой 7, вблизи которой расположен второй коллектив 6, согласующий работу оборачивающих систем 7 и 1, пригибая к оптической осИ пучки лучей света от внеосевых точек объекта. Число дополнительных оборачивающих систем 7 и порядок из расположения относительно оборачивающей системы 1 не играет роли, так как все оборачивающие системы 1,7 выполненны симметричными, а конструктивные параметры двояковыпуклого компонента 2 выбраны таким образом,, что его продольные остаточные аберрации (сферическая, хроматизм положения, астигматизм) компенсируют соответствующие аберрации остальной части опти-. ческой системы передачи изображения. Кроме того, благодаря уменьшению воздушных промежутков между компонентами вдоль оптической оси до нуля, отпадает необходимость в установке распорных колец, экранирующих часть светового потока, что дополнительно повышает светосилу системы. Использование изобретения позволяет увеличить диапазон передачи изобрал ения и линейное поле зрения с одновременным упрощением конструкции. Так диапазон передачи изображения (расстояние между плоскостью объектов и плоскостью последнего изображения) соответственно у предлагаемого и у известного равен 314 мм (201 мм), линейное поле зрения 2,5 мм (1,8 мм) общее число оптических деталей в оп тической системе передачи изображения 19 (23) . Формула изобретения 1. Оптическая система передачи изображения, содержащая оборачивающую систему, выполненную в виде двояковыпуклого пятисклеенного комп нента, состоящего из плоскопараллел ного стержня и расположенных на каж дом из его концов плоско-выпуклой л зы и отрицательного мениска, коллек тивы, выполненные в виде плосковыпу лой линзы, и плоскопараллельные сте жни, расположенные по обе стороны пятисклеенного компонента, отличающаяся тем, что, с це лью увеличения диапазона передачи изображения и линейного поля зрения, в неё введена по крайней мере одна дополнительная оборачивающая система, выполненная в виде пары плоЬко-выпуклых двусклеенных компонентов , состоящих из плоскопараллельного стержня и плоско-выпуклой линзы и ориентированных выпуклыми сторонами, между которыми расположе плоскопараллельный стержень, встречно. 2.Оптическая система по п.1, отличающая.ся тем, что каждый коллектив ориентирован плоской стороной к двояковыпуклому пятисклеенному компоненту и склеен плоской стороной с ближайшим к нему плоскопараллельным стержнем. 3.Оптическая система по п.1, отличающаяся тем, что каждый коллектив ориентирован выпуклой стороной к двояковыпуклому пятискленному компоненту и склеен плоской стороной с расположенным рядом плосковыпуклым двусклеенным компонентом.. . . 4.Оптическая система по пп.1-3, отличающаяся тему что воздушные промежутки между оптическими элементами вдоль оптической оси уменьшены до нуля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №591789, кл. G 02 В 23/00, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 591790, кл. G 02 В 23/00, 1976. 3.Патент ГДР № 136660, кл. G 02 В 23/00, опублик. 1979 (прототип).