SU1339474A1

SU1339474A1 - Endoscope objective lens

Info

Publication number: SU1339474A1
Application number: SU864063939A
Authority: SU
Inventors: Леонид Николаевич Васин; Юрий Александрович Фролов; Александр Петрович Дмитриев; Игорь Александрович Коробченко
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6681
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1987-09-23

Abstract

Изобретение относитс к оптическому приборостроению и может быть использовано дл передачи изображений на входной торец жгута при наблюдении неподвижных или перемещающихс объектов. Цель изобретени - повышение технологичности устр-ва за счет самоцентрировани компонентов, увеличение угла пол зрени и уменьшение - хроматизма при телецентрическом ходе главных, лучей в пространстве изображений . Апертурна диафрагма 2 объектива представл ет собой непроз- рачньй диск с отверстием, кра ми соприксающимс с положительной линзой в виде шара 3. Полость отверсти заполнена клеем, образующим отрицательную линзу 4, уменьшающую вли ние рассе нного света от микронеровностей поверхности шара 3 на формирование изображени . Объектив располагают на оптической оси волоконно-оптического жгута 5. Приведено соотношение , св зывающее показатели преломлени плоскопараллельной пластины 1, кле линзы 4 и шара 3. 1 ил. W 00 00 со | 4:;The invention relates to optical instrumentation and can be used to transmit images to the input end of a harness when observing fixed or moving objects. The purpose of the invention is to improve the manufacturability of the device by self-centering the components, increasing the field of view and reducing chromatism during the telecentric progress of the main rays in the image space. The aperture diaphragm 2 of the lens is an opaque disk with a hole, the edges are in contact with the positive lens in the shape of a ball 3. The hole cavity is filled with glue that forms a negative lens 4, reducing the diffused light from the surface asperity of the ball 3 to image formation. The lens is placed on the optical axis of the fiber optic bundle 5. The relation between the refractive indices of the plane-parallel plate 1, the adhesive lens 4 and the ball 3 is shown. 1 Il. W 00 00 with | four:;

Description

Изобретение относитс к оптическому приборостроению, в частности к объективам дл особо тонких эндоскопов , преимущественна с диаметром волоконно-оптического жгута визуального канала до 1,5 мм, и мржет быть использовано дл передачи изображений на входной торец жгута при наблюдении неподвижных или перемешающихс объектов.The invention relates to optical instrumentation, in particular to lenses for particularly thin endoscopes, advantageously with a fiber optic cable bundle of a visual channel of up to 1.5 mm, and can be used to transmit images to the input end of the bundle when observing stationary or mixing objects.

Цель изобретени - повьпиение технологичности за счет самоцентрировани компонентов, увеличени угла пол зрени , и уменьшени хроматизма при телецентрическом ходе главных лучей в пространстве изображений.The purpose of the invention is the development of manufacturability due to the self-centering of components, an increase in the angle of field of view, and the reduction of chromatism during the telecentric progress of the main rays in the image space.

На чертеже изображена принципиальна оптическа схема объектива.The drawing shows the principal optical layout of the lens.

Объектив содержит плоскопараллельную пластину 1, объемную апертурную диафрагму в виде диска 2 из непрозрачного материала с отверстием в центре, положительную линзу в виде :шара 3. Пластина 1, диск 2 и шар 3The lens contains a plane-parallel plate 1, a volume aperture diaphragm in the form of a disk 2 made of an opaque material with a hole in the center, a positive lens in the form of: a ball 3. A plate 1, a disk 2 and a ball 3

оклеены между собой так, что шар 3plastered with each other so that the ball 3

.1.one

соприкасаетс с кра ми отверсти touching the edges of the hole

диска 2, а в полости отверсти диска 2 слой кле образует отрицательную линзу 4. Объектив располагаетс на оптической оси волоконно-оптического жгута 5. При склейке объектива все его оптические элементы автоматически самоцентрируютс .disc 2, and in the cavity of the disc 2, a layer of glue forms a negative lens 4. The lens is located on the optical axis of the fiber optic bundle 5. When the lens is glued together, all its optical elements automatically center themselves.

Процесс склейки .производитс следующим образом.The gluing process is performed as follows.

На плоскопараллельную пластину 1 устанавливаетс объемна диафрагма 2 в отверстие которой предварительно вводитс клей, шар 3 .кладетс на диафрагму 2 и сверху прижимаетс грузом до затвердевани кле , при этом часть кле выдавливаетс из отверсти диафрагмы, уЦрочн соединение всего компонента, а между пластиной 1 и шаром 3 формируетс отрицательна лин. за 4, причем все дефекты на сопр гаемых поверхност х пластины и шара заполн ютс клеем, что способствует повьш1ению качества формируемого объективом изображени .A volumetric diaphragm 2 is placed on a plane-parallel plate 1 into which an adhesive is pre-inserted, the ball 3. is placed on the diaphragm 2 and pressed from above by a weight until the glue hardens, while part of the glue is squeezed out of the hole of the diaphragm, connecting the entire component between plate 1 and the ball 3 a negative lineage is formed. 4, all defects on the mating surfaces of the plate and the ball are filled with glue, which contributes to the quality of the image formed by the lens.

Увеличение угла пол зрени предлагаемой системы происходит за счет того, что телецентричность объектива обеспечиваетс одним единственным компонентом и тем, что перед фокусирующим оптическим элементом - шаром 3 - расположена не только плоскопараллельна пластина 1, но и отрицательна линза 4 и все эти оптические элементы расположены в пор дке возрастани их показателей преломлени .The increase in the field of view of the proposed system is due to the fact that the telecentricity of the lens is provided by one single component and by the fact that not only the plane-parallel plate 1 is located in front of the focusing optical element - the ball 3, but also the negative lens 4 To increase their refractive indices.

Кроме того, отрицательна линза 4 уменьшает хроматизм и улучшает энергетические показатели системы за счет увеличени заднего отрезка и уменьшени вли ни рассе нного светаIn addition, the negative lens 4 reduces chromatism and improves the energy performance of the system by increasing the back section and reducing the effect of scattered light.

от микронеровностей последней поверхности шара 3 на формирование изображени , т.е. повьш1аетс контраст изображени . Увеличение заднего отрезка .также способствует лучшей конструктинной компоновке системы.from the asperities of the last surface of the ball 3 to the image formation, i.e. The picture contrast increases. An increase in the posterior segment also contributes to a better structural arrangement of the system.

Форма, размеры и материалы оптических элементов выбираютс таким образом, чтобы обеспечивалс телецентрический ход главных лучей в пространстве изображений.The shape, dimensions and materials of the optical elements are chosen in such a way as to ensure the telecentric path of the main rays in the image space.

И .р им е р. Фокусное рассто ние предлагаемого объектива 0,399 мм, угол пол зрени 90°, относительное отверстие 1:4, задний фокальный отрезок 0,296 мм. Аберрации системы за исключением хроматизма специально не исправл ютс , так как не превышают значений, соответствующих критерию Марешал , В центре пол зрени And .r im er. The focal length of the proposed lens is 0.399 mm, the field angle of view is 90 °, the relative aperture is 1: 4, and the rear focal length is 0.296 mm. The aberrations of the system, with the exception of chromatism, are not specifically corrected, since they do not exceed the values corresponding to the Marechal criterion, In the center of the field of vision

поперечные аберрации не превышают 0,003 мм, при угле наклона лучей 58 не более 0,08 мм.transverse aberrations do not exceed 0.003 mm, with a beam tilt angle of 58 not more than 0.08 mm.

Наиболее оптимальным показателем преломлени шара 3 вл етс 1,7 , так как в этом случае обеспечиваютс следующие основные характеристики системы: угол пол зрени 51-127 и достаточно больша величина заднего отрезка 0,5-0,65 фокусного рассто ни (дл диаметра волоконно-оптического жгута 1 мм). Применение шара с показателем преломлени , меньшим 1,,7, ведет к очень сильному возрастанию угла пол зрени ,The most optimal refractive index of the ball 3 is 1.7, since in this case the following main system characteristics are provided: the field angle of view 51-127 and a sufficiently large rear segment of 0.5-0.65 focal length (for fiber optic diameter optical cable 1 mm). The use of a ball with a refractive index less than 1,, 7, leads to a very strong increase in the angle of sight,

ухудшению качества изображени заimage deterioration due to

счет увеличени аберраций. Применение материала шара с показателем преломлени , большим 1,95, ведет к значительному уменьшению угла пол зрени ,account of increasing aberrations. The use of a ball material with a refractive index greater than 1.95 leads to a significant decrease in the field of view angle,

затрудн ющему работу наблюдател , и увеличению выходного диаметра прибора за счет увеличени диаметра шара, значительно превосход щего диаметр волоконно-оптического жгута,impeding the work of the observer, and increasing the output diameter of the device by increasing the diameter of the ball, which is much larger than the diameter of the optical fiber bundle,

..

Claims

Invention Formula

Endoscope lens containing plane-parallel plate, aperture3 13394744

diaphragm, the first lens and the second aperture diaphragm n glued positive lens, about tl and h, the first lens is made negative and with the fact that, in order to increase in the form of a layer in the cavity the account of the aperture of the aperture diaphragm between drawing components in, increasing the angle by the plane-parallel plate and shalar field of view and decreasing in chromium, and the refractive indices at the teledentric course of the head beams in image space, parallel th plate, adhesive and a ball stopper is formed as a, Q, selected ratios .From opaque disk with an aperture, n, p n; the second one is made in the form of a ball, in contact with it; it is with the edges of the opening 1.7 ri, 6 1.95,