В
работе [1] представлены результаты моделирования оптической
системы трубки лапароскопа, построенной по классической схеме
с использованием элементов, имеющих малую толщину вдоль оптической
оси. Дальнейшим этапом развития оптической системы является
совершенствование элементной базы, а именно: использование в
качестве компонентов оборачивающих систем так называемых стержневидных
линз, предложенным Хопкинсом [2]. Длина стержневидного компонента
вдоль оптической оси превышает его фокусного расстояния примерно
в число раз, равное показателю преломления стекла, из которого
он рассчитан. Это позволяет получить более длинные оборачивающие
системы при прочих равных условиях, Оборачивающие системы, содержащие
стержневидные компоненты, позволяют улучшить оптические характеристики
эндоскопа по сравнению с классической оборачивающей системой,
при незначительном снижении технологичности оптических деталей.
Некоторым усложнением стержневидных компонентов можно добиться
либо значительного увеличения коэффициента информативности,
либо полного исправления кривизны изображения, либо частично
того и другого одновременно.
В качестве примера приведем результаты расчета
конструктивных параметров варианта стержневидного компонента:
радиусы преломляющих поверхностей по ходу луча 11,406; 6,550;
минус 20,639; толщины 4,0; 38,38; марки стекол ТФ10; К8. Компонент
имеет фокусное расстояние 30 мм, диаметр входного зрачка
4 мм, положение входного зрачка минус 10 мм, угловое поле
16°. Система характеризуется малой величиной сферической
и сферохроматической аберраций, астигматизма, кривизны поля
изображения и относительно небольшой величиной дисторсии.
Эффективность введения стержневидных коллективов
в оптическую систему эндоскопа демонстрируется результатами
расчета двух оптических систем лапароскопов (рисунок 1): классической
[1] (а) и со стержневидными коллективами (б). Система со стержневидными
коллективами при большей величине углового поля имеет меньший
диаметр линз и большую длину. Сравнение двух систем лапароскопов
убеждает в том, что при использовании стержневидных компонентов
в оптической системе эндоскопа длина или оптические характеристики
последнего могут быть улучшены по сравнению с системой из тонких
компонентов. Это обстоятельство позволяет рекомендовать внедрять
в практику курсового и дипломного проектирования использование
новых элементов при расчете оптических систем медицинских оптических
приборов с целью обеспечения лучшей адаптации выпускников института
оптики и оптических технологий к задачам современного приборостроения.
