Оптическая система эндоскопа Советский патент 1983 года по МПК G02B23/00 

(5) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭНДОСКОПА

- 1 - . Изобретение относится к медицинской технике, а именно к оптическим системам эндоскопов, и найдет применение в эндоскопах - приборах, предназначенных для осмотра, и фотографирования различных полостей и биологи ческих каналов тела человека. Изобре тение может быть использовано также в оптических устройствах, выполняющих аналогичные функции в технике. Известны оптические системы эндоскопов. Они состоят из головного объектива, системы для переноса изображения окуляра. Наиболее высокое качество изображения обеспечивают эндоскопы, в которых применены линзовые системы для переноса изображения. При этом из-за высокой технологичности конструкции в крупносерийном производстве предпочтение отдается системам для передачи изображения, в которых поми МО простых по конструкции оборачиваю щих систем содержится оптическое уст ройство, компенсирующее аберрации простых оборачивающих систем. Известна оптическая система цистоскопа, содержащая объектив, оборачивающие системы, включающие компенсатор аберраций, состоящий из двух.положительных, двух склеенных из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска компонентов, коллективы и окуляр 1 }. Недостатком этой системы я8/1яется то, что из-за больших воздушных прог межутков между оптическими компонентами, не позволяюи.их полностью использовать иммерсионные свойства среды, не обеспечивается необходимая освещенность изображения. Известна оптическая система эндоскопа , содержащая головной объектив, оборачивающие системы, размещенные между ними коллективы и окуляр {.2. Недостатком известной системы является то, что вследствие неустранимых аберраций, в частности .астигма39тизма по полю зрения (при исправленной сферической аберрации), не обеспечивается достаточно;высокое качество изображения, предопределяемое малой толщиной двояковогнутой линзы афокального коррекционногч) элемента. Особенно велик астигмати зм в длинных оптических системах эндоскопов, в ко торых используются несколько простых по конструкции (с неисправленными положительным астигматизмом и отрицательной сферической аберрацией) оборачивающих систем, а также в оптических системах эндоскопов, головной объектив и окуляр которых имеют также неисправленные положительный астигматизм и отрицательную сферическую абер рацию. Кроме того, из-за наличия, по крайней мере, в одной из оборачивающих систе м девяти, а в других по восьми оптических деталей, усложняется конструкция и увеличивается себестоимость оптической системы. Цель изобретения - снижение астигматизма по полю, дрения с одновременным упрощением конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в оптической системе эндоскопа, содержащей головной объектив, оборачивающие системы, размещенные между ними коллективы и окуляр, одни из оборачивающих систем выполнены в виде склейки из двух двояковыпуклых и размещенной между ними двояковогнутой ст жневидной линз, а другие виде двух плосковыпуклых линз, ориентированных выпуклостями навстречу друг другу, при этом по обе стороны склейки установлены плоскопараллельные стержни, а каждый из коллективов вы.полнен в виде плосковыпуклой линзы. На чертеже представлена принципиальная схема оптической системы эндоскопа. Система содержит головной объектив 1, окуляр 2, несколько оборачивающих систем 3, размещенные между ними коллективы 1. Одни из оборачивающих систем 3 выполнены в виде склейки 5 из двух двояковыпуклых 6 и размещенной между ними двояковыпу| лой стержневидной 7 линз, а другие - в виде плосковыпуклых линз 8, ориентированных выпуклостями навстречу друг другу, при этом по обе стороны склейки 5 установ лены плоскспараллельные стержни 9, а каждый из коллективов выполнен в виде плосковыпуклой линзы. 97 Это позволяет в оптической системе эндоскопа улучшить качество из.ображения путем снижения аберрации астигматизма по полю зрения (при исправленной сферической аберрации) и одновременно упростить конструкцию, сократив число оптических деталей, и как следствие этого, снизить себестоимость оптической системы эндоскопа. Это достигается благодаря тому, что одна (или несколько) из оборачивающих систем одновременно выполняет функцию компенсатора сферической аберрации, астигматизма и хроматизма положения как остальных (простых) оборачивающих систем, так, если это необходимо, головного объектива и/или окуляра. Число оборачивающих систем 3 и порядок их расположения относительно друг друга не играет существенной роли, так как каждая из оборачивающих систем 3 выполнена симметричной и в середине ее лучи света проходят параллельными пучками. Ориентировка плос2$ковыпуклого коллектива k относительно склейки 5 также может 6ytb произвольной. Важно только выдержать симметричность расположения оптических элементов в системе передачи изображения относительно ее середины, что обеспечит взаимное исключение поперечных аберраций в изображении внеосевых точек объекта. Выполнение одной из оборачивающих систем 3 в виде склейки из двух двояковыпуклых 6 и двояковогнутой стержневидной 7 линз позволяет компенсировать достаточно большую величину астигматизма, вносимую остальной частью оптической Системы эндоскопа. Одна такая оборачивающая система позволяет компенсировать положительный астигматизм до величины 0,89 мм для линейного поля зрения 2,0 мм. При общем числе оборачивающих систем, равном 5i световом диаметре линз 2,5 мм, длине оптической системы 350 мм и коэффициенте виньетирования пучков лучей света крайнего наклона равном 0,5 астигматизм на краю поля зрения равен О дитр. формула изобретения Оптическая система эндоскопа, содержащая головной объектив, оборачивающие системы, размещенные между ними коллективы и окуляр, о т л и ч аю щ a я с я тем, что, с целью улучшения качества изображения за счет коррекции астигматизма по полю зрения с одновременным упрощением конструкции, одни из оборачивающих систем выполнены в виде склейки из двух двояковыпуклых и размещенной между ними двояковогнутой стержневидной линз, а другие - в виде двух плосковыпуклых стержневидных линз, ориентированных выпукло-i стями навстречу друг другу, при этом 99 74 по обе стороны склейки установлены плоскопараллельные стержни, а каждый из коллективов выполнен в виде плосковыпуклой линзы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Н- 591789, кл. G 02 В 23/00, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 591790, кл. G 02 В 23/00, 1978 (прототип)..