Оптическая система эндоскопа с направлением наблюдения, отличным от прямого
Изобретение относится к медицинской технике, в частности к оптическим системам, используемым для эндоскопических исследований. Цель изобретения - увеличение выноса плоскости выходного зрачка системы при одновременном повышении качества изображения. Это обеспечивается тем, что в оптической системе, включающей, расположенные по оптической оси объектив 1 с головным элементом 2, имеющим одну отражающую поверхность 3, систему 4 передачи изображения, окуляр 5 и установленное за ним устройство 6, компенсирующее поворот изображения. Последнее выполнено в виде блока из двух одинаковых призм, в каждой из которых главное сечение имеет вид параллелограмма с внутренними углами, равными 45 и 135°, и соотношением сторон 1:√2. Одна отражающая грань устройства образована двумя полуплоскостями, составляющими прямой двугранный угол, другая отражающая грань - плоская. Призмы установлены плоскими отражающими гранями навстречу друг другу и разделены между собой тонким зеркальным слоем 12, а входная грань 14 (выходная грань 15) одной из призм совместно с аналогичной гранью второй призмы образует общую, расположенную нормально к оптической оси системы входную (выходную) грань устройства. 5 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 А 61 В 1 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
IS
Ц
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flG ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4322527/28-14 (22) 28. 10.87 (46) 23.02.90. Бюл. № g (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (72) А. И. Молев (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 125334, кл. А 61 В 1/00, 1961. (54) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭНДОСКОПА С НАПРАВЛЕНИЕМ НАБЛЮДЕНИЯ, ОТЛИЧНЫМ ОТ ПРЯМОГО (57) Изобретение относится к медицинской технике, в частности к оптическим системам, используемым для эндоскопических исследований. Цель изобретения — увеличение выноса плоскости выходного зрачка системы при одновременном повышении качества изображения. Это обеспечивается тем, что оптическая система включает расположенные по оптической оси объектив 1 с го„„SU„„1544359 А 1
2 ловным элементом 2, имеющим одну отражающую поверхность 3, систему 4 передачи изображения, окуляр 5 и установленное за ним устройство 6, компенсирующее поворот изображения. Последнее выполнено в виде блока из двух одинаковых призм, в каждой из которых главное сечение имеет вид параллелограмма с внутренними углами, равными 45 и 135, и соотношением сторон
1: l2. Одна отражающая грань устройства образована двумя полуплоскостями, составляющими прямой двугранный угол, другая отражающая грань — плоская. Призмы установлены плоскими отражающими гранями навстречу друт друту и разделены между собой тонким зеркальным слоем 12, а входная грань 14 (выходная грань 15) одной из призм совместно с аналогичной гранью второй призмы образует общую, расположенную нормально к оптической оси системы входную (выходную) грань устройства. 5 ил.
1544359 з
Изобретение относится к медицинской технике, в частности к оптическим системам, используемым для эндоскопических исследований, предназначенных для наблюдения и фотографирования внутренних поверхностей биологических каналов и полостей организма.
Целью изобретения является увеличение выноса плоскости выходного зрачка системы при одновременном повышении качества изображения.
На фиг. представлена схема оптической системы эндоскопа; на фиг. 2 — 3— устройство, компенсирующее поворот изображения, прямоугольные проекции; на, фиг. 4 — сечение А — А на фиг. 2; на ! фиг. 5 — то же, аксонометрическая проек, ция.
Оптическая система эндоскопа с направ .лением наблюдения, отличным от прямого (фиг. 1) содержит расположенные по оптической оси системы объектив 1, включаю. щий головной элемент 2 (призму или зеркало) с одной отражающей поверхностью 3, систему 4 передачи изображения (волоконно-оптический жгут или линзовая оборачивающая система), окуляр 5 (например, в виде двухлинзового склеенного компонента) и установленное за окуляром 5 устройство 6, компенсирующее поворот изображения.
Устройство 6, компенсирующее поворот изображения (фиг. I — 4), выполнено в виде ,блока, склеенного из двух одинаковых призм 7 и 8, в каждой из которых одна отражаю-! щая грань образована двумя полуплоско стями 9 и 10, составляющими прямой дву,,гранный угол с ребром 11, а другая отражающая грань 12 — плоская. При этом главное сечение (сечение в плоскости фиг. 1, т. е. сечение плоскостью, проходящей через оптическую ось призмы и ребро 11 прямого двугранного угла) имеет вид параллелограмма с внутренними углами, равными 45 и
135 и соотношением сторон I:V2.
Призмы 7 и 8 установлены плоскими отражающими гранями 12 одна навстречу ,другой и разделены между собой тонким зеркальным слоем 13. При этом входная грань 14 (выходная грань 15) призмы 7 совместно с аналогичной гранью 14 (15) призмы 8 образует общую входную (выходную) грань 16 (17) устройства 6, расположенную нормально к оптической оси системы, которая совмещена (в главном сечении призм
7 и 8) со следом зеркального слоя 13 во входной грани 16 устройства 6.
Благодаря выбранным углам 45 и 135 и соотношению 132 длин сторон главного сечения расстояние от следа оптической оси во входной грани 14 до вершины двугранного угла в выходной грани 15 призмы 7 равно высоте входной (выходной) грани 14 (15) призмы 7. Аналогичное соотношение имеет место для призмы 8. Таким образом, в главном сечении призм 7 и 8 расстояние между входной 16 и выходной 17 гранями устрой4 ства 6 равно высоте граней 14 и 15 соответственно.
Благодаря свойству прямого двугранного угла сечение устройства 6 (фиг. 4) также представляет собой квадрат.
Оптическая система эндоскопа с направлением наблюдения, отличным от прямого, работает следуюш,им образом.
Посредством объектива с головным элементом 2 (призмой или зеркалом) с одной отражающей поверхностью 3 формиру10 ется неконгруэнтное (зеркальное) изображение рассматриваемых объектов в плоскости, расположенной перед системой 4 передачи изображения, которая переносит его, оставляя зеркально перевернутым, к окуляру 5. Окуляр 5 обеспечивает некоторое увеличение изображения. Установленное за окуляром 5 устройство 6 компенсирует поворот изображения, оборачивая его в одной плоскости так, что оно попадает в глаз
15 наблюдателя конгруэнтным (правильно ориентированным) .
Это дает возможность использовать в оптической системе эндоскопа окуляр с большим увеличением (короткофокусный) и большим диаметром выходного зрачка. Кроме того, исключается искажение изображения аберрациями (комы, астигматизма, хроматизма увеличения) и снижаются на 6 — 8 потери света и, соответственно, засветка изображения паразитным светом, отраженным от входной и выходной граней устройства 6, а следовательно, повышаются контрастность изображения и его качество.
Формула изобретения
Оптическая система эндоскопа с направлением наблюдения, отличным от прямого, содержащая последовательно расположенные по оптической оси объектив с головным элементом, имеющим одну отражающую поверхность, систему передачи изображения, окуляр и устройство, компенсирующее поворот изображения, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выноса плоскости выходного зрачка системы при одновременном повышении качества изображения, устройство, компенсирующее поворот изображения, выполнено в виде блока с двух одинаковых призм, в каждой из которых главное сечение имеет вид параллелограмма с внутренними углами 45 и 135 и соотношением
Поворот изображения осуществляется устройством 6 следующим образом (фиг. 5).
Устройство 6, компенсирующее поворот изображения указанным образом, обеспечивает в 1,93 раза меньшую длину хода лучей света по сравнению с длиной хода лучей в призме Дове, что позволяет, соответственно, увеличить вьшос плоскости выходного
З0 зрачка оптической системы эндоскопа с боковым направлением наблюдения.
1544359
5 сторон 1:Л, одна отражающая грань выполнена в виде полуплоскостей, составляющих прямой двугранный угол, а другая отражающая грань — плоская, причем призмы разделены между собой зеркальным слоем и
6 установлены плоскими отражающими гранями навстречу друг другу так, что входные (выходные) грани призм образуют расположенную нормально к оптической оси системы входную (выходную) грань устройства.
1544359
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат <<Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Редактор И. Шулла
Заказ 449
Составитель С. Бочинский
Техред И. Верее Корректор О. Кравцова
Тираж 539 Подписи ое
