Эндоскоп

 

Изобретение относится к технической и медицинской эндоскопии и позволяет повысить производительность и достоверность контроля путем увеличения точности измерения размеров исследуемых объектов за счет введения анаморфотного корректирующего элемента 3, расположенного между поворотным отражающим оптическим элементом 4 и светоделительным элементом 2 за коллективом 7 второго светоделительного элемента 8, оборачивающего объектив 9, и третьего светоделительного элемента 10, причем у второго светоделительного элемента по оси, нормальной к главной оптической оси эндоскопа, установлены проекционный объектив 13 и светодиодная инфракрасная линейка 14, а у третьего светоделительного элемента по оси, нормальной к главной оптической оси эндоскопа, расположены последовательно с одной стороны диафрагма 15, инфракрасный фильтр 16, собирательная линза 17, фотоэлемент 18, а с другой - цифровое табло индикаторного устройства 19 с линзой 20. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ .ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

llPH ГКНТ СССР (21) 4482312/30-14 (22) 14.09.88 (46) 30.09.90. Бюл. № 36 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) Н. А. Валюс и Э. А. Лукьяненко . (53) 535.863 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 859987, кл. G 02 В 23/10. (54) ЭНДОСКОП (57) Изобретение относится к технической и медицинской эндоскопии и позволяет повысить производительность и достоверность контроля путем увеличения точности измерения размеров исследуемых объектов за счет введения анаморфотного корректирующего элемента 3, расположенного между поворот„.Я0„„159546О А1 (51)5 А 61 В 1/00, G 02 В 23/16

2 ным отражающим оптическим элементом 4 и светоделительнь1м элементом 2 за коллективом 7 второго светоделительного элемента 8, оборачивающего объектив 9, и третьего светоделительного элемента 10, причем у второго светоделительного элемента по оси, нормальной к главной оптической оси эндоскопа установлены проекционный объектив 13 и светодиодная инфракрасная линейка 14, а у третьего светоделительного элемента по оси, нормальной к главной оптической оси эндоскопа, расположены последовательно с одной стороны диафрагма 15, инфракрасный фильтр 16, собирательная линза 7, фотоэлемент 18, а с другой — цифровое табло индикаторного устройства !9 с линзой 20.

3 ил.

1595460

Al=nZo Fo/h, Изобретение относится к технической и медицинской эндоскопии и может быть использовано для оценки состояния поверхностей внутренних полостей, недоступных прямому наблюдению, с одновременным измерением размеров обнаруженных дефектов.

Цель изобретения — повышение производительности и достоверности контроля путем увеличения точности измерения размеров исследуемых объектов.

На фиг. 1 дана структурная схема предложенного эндоскопа; на фиг. 2 — ход ИК модулированных лучей через оптическую систему эндоскопа в меридианальной плоскости; на фиг. 3 — ход ИК модулированных лучей через оптическую систему эндоскопа в сагиттальной плоскости.

Эндоскоп состоит из объектива 1 с постоянной фокусировкой, светоделительного элемента 2, анаморфотного корректирующего элемента 3, поворотного зеркала 4, канала 5 переноса изображения, составленного из ряда последовательно установленных оборачивающих систем 6, коллектива 7, второго светоделительного элемента 8, оборачивающего объектива 9, третьего светоделительного элемента 10, измерительной сетки 11 и окуляра 12.

У второго светоделительного элемента по оси, нормальной к главной оптической оси эндоскопа, установлен проекционный объектив 13 и светодиодная инфракрасная (ИК) линейка 14, а у третьего светоделительного элемента на оси, нормальной к главной оптической оси эндоскопа, расположены с одной стороны — диафрагма 15, инфракрасный светофильтр 16, собирательная линза 17 и фотоэлемент 18, а с другой — цифровое табло 19 индикаторного устройства с линзой 20.

При выполнении канала 5 переноса изображения из волоконно-оптического жгута он заключается в мягкую трубку, допускающую его изгибы, а остальная часть эндоскопа остается прежней.

Эндоскоп работает следующим образом.

Эндоскоп вводят в исследуемую полость объекта. При наблюдении исследуемой внутренней поверхности объекта 21, расположенной на удалении h от главной оптической оси эндоскопа, лучи от этой поверхности, падающие на светоделительный элемент 2, отражаются его зеркальной гранью к объективу 1, который фокусирует изображение рассматриваемой поверхности на входном зрачке канала 5 переноса изображения.

Канал переноса изображения без трансформации переносит вдоль главной оптической оси эндоскопа изображение объекта на выходной зрачок, за которым стоит коллектив 7, направляющий лучи через полупрозрачную зеркальную грань светоделительного элемента 8 к оборачивающему объективу 9. Оборачивающий объектив восстанавливает нормальное положение изображения

55 объекта за третьим светоделительным элементом 10 в плоскости шкалы измерительной сетки 11 окуляра 12.

Определение размера обнаруженного дефекта на исследуемой поверхности производят по шкале измерительной сетки, для чего изображение дефекта путем перемещения эндоскопа совмещают со шкалой измерительной сетки, отсчитывают количество перекрываемых изображением дефекта делений шкалы и умножают это количество на цену деления шкалы. Цена деления шкалы

Л1 зависит от масштаба увеличения эндоскопа, определяемого отношением фокусного расстояния объектива 1 к величине удаления h: где Л1п — истинный линейный размер цены деления на шкале измерительной сетки;

Fo — фокусное расстояние объектива;

6 — удаление исследуемой поверхности от главной оптической оси эндоскопа.

В отношении (1) неизвестной величиной является h, которая в предлагаемом эндоскопе определяется автоматически следующим образом. Излучение от светодиодной

ИК линейки 14 электрически модулируется у каждого светодиода собственной частотой и т. д. Это излучение проектируется проекционным объективом 13 на отражающу ю грань светодел ител ьн ого элемент а

8, от которой направляется через коллектив 7 в выходной зрачок канала 5 переноса изображения, причем ИК лучи с данными частотами модуляции в меридиональном сечении, показанном на фиг. 2, располагаются смещенными по высоте, а в сагиттальном сечении фиг. 3 — несколько сдвинутыми от главной оптической оси эндоскопа к периферии трубки. С этим же боковым смещением и смещением по высоте модулированные ИК лучи выходят из входного зрачка канала 5 переноса изображения и объективом 1 направляются через полупрозрачную грань светоделительного элемента 2 на анаморфотный корректирующий элемент 3, который растягивает пучки ИК лучей в сагиттальном сечении и корректирует расходимость ИК лучей в меридиональном сечении. Далее ИК лучи, отразившись от поворотного зеркала 4, попадают на наблюдаемую поверхность объекта 21, образуя на ней систему полос инфракрасной освещенности, различающихся каждая своей частотой модуляции f, f, f ... и т, д.

Таким образом наблюдаемое через окуляр изображение объекта оказывается промодулированным горизонтальными полосами инфракрасной подсветки разной частоты. В зависимости от удаленности h наблюдаемой поверхности от главной оптической оси эндо1595460 скопа визирная ось АС встречает участки поверхности, освещенные ИК лучами различной частоты модуляции 21, 21". Поэтому излучение от центральной области наблюдаемого объектй, идущее по визирному лучу СА и светоделительному элементу 2 и далее по главной оптической оси через объектив 1 в направлении к окуляру 12, несет в себе информацию о величине h по частоте /„ модуляции инфракрасной составляющей этого излучения.

ИК излучение, так же, как видимое излучение, проходит через канал 5 переноса изображения, коллектив 7, светоделительный элемент 8, оборачивающий объектив 9 и, попадая на отражающую грань светоделительного элемента IO, частично отражается на диафрагму 15, плоскость которой оптически сопряжена с плоскостью шкалы измерительной сетки.

Небольшое отверстие диафрагмы пропускает через ИК светофильтр 16 к линзе 17 только лучи узкой центральной зоны поля зрения объекта. Собирательная линза 17 направляет ИК составляющую излучения, прошедшую через диафрагму на фотоэлемент 18. Электрические сигналы с фотоэлемента поступают на спектроанализирующее устройство (не показано), где определяется частота /„ модуляции принятого сигнала и в зависимости от этой частоты выдается сигнал на цифровое индикаторное устройство для показа цифрового множителя M (масштаба) кратности цены деления шкалы измерительной сетки.

Число М высвечивается на цифровом табло 19 индикаторного устройства. Плоскость этого табло оптически сопряжена с плоскостью шкалы измерительной сетки 11 через отражающую грань светоделительного элемента 10 и линзу 20 и зрительно воспринимается лежащей в плоскости, совмещенной с измерительной сеткой и изображением наблюдаемого объекта.

Формула изобретения

Эндоскоп, содержащий поворотный отражающий оптический элемент, объектив, светоделительный элемент, ряд последовательно установленных оборачивающих систем, коллектив, измерительную сетку и окуляр, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и достоверности контроля путем увеличения точности измерения размеров исследуемых объектов, он снабжен анаморфотным корректирующим элементом, расположенным между поворотным отра2О жающим оптическим элементом и светоделительным элементом, за коллективом, вторым светоделительным элементом, оборачивающим объективом и третьим светоделительным элементом, причем у второго светор5 делительного элемента по оси, нормальной к главной оптической оси эндоскопа, установлены проекционный объектив и светодиодная инфракрасная линейка, а у третьего светоделительного элемента по оси, нормальной к главной оптической оси эндоскопа, 30 расположены последовательно с одной стороны диафрагма, инфракрасный фильтр, собирательная линза, фотоэлемент, а с другой— цифровое табло индикаторного устройства с линзой.

1595460

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, 1О1

Редактор К. Крупкина

Заказ 2867

Составитель Н Иссопова

Техред А. Кравиук Корректор С. Шевкун

Тираж 546 Подписное