物鏡像方孔徑角小于傳像束的物方孔徑角
傳像束的孔徑角為：
式中n1,，n2分別為光學(xué)纖維的芯料和皮料的折射率,，為了實(shí)現(xiàn)光纖的全反射，必須滿足n1＞n2,。按照常用得玻璃材料配比,，芯料和皮料分別為F2和K9，即n1=1.6128,，n2=1.5163,。由公式可得：U=33°，與透鏡對(duì)應(yīng)的相對(duì)孔徑為1/0.95,。由此可見,，纖維傳像束所允許的孔徑角是相當(dāng)大的，足以滿足物鏡像方孔徑角小于傳像束的物方孔徑角要求,。
2.2.2 目鏡的孔徑角大于物鏡的孔徑角
由于光線的衍射線用,，傳像束的出射孔徑角比入射孔徑角大，所以纖鏡的物鏡和目鏡的相對(duì)孔徑也應(yīng)該不同,，必須滿足目鏡的孔徑角大于物鏡的孔徑角的要求,?？紤]到纖鏡是手持式儀器,，操作過(guò)程中會(huì)有抖動(dòng)，所以出射光瞳直徑應(yīng)該取大,。又因?yàn)槔w鏡的觀察和攝影是一個(gè)目鏡,，所以目鏡的相對(duì)孔徑應(yīng)該大些，一般取1/2左右,。
2.2.3 傳像束的分辨率決定目鏡的放大倍率不能太高
纖維傳像束的端面是點(diǎn)狀結(jié)構(gòu),，相鄰兩點(diǎn)之間距離對(duì)人眼張角小于人眼分辨率時(shí)，則人眼看不出網(wǎng)狀纖維排列,。反之,，在觀察纖維端面象的同時(shí)會(huì)看見纖維的排列狀，從而影響觀察的效果,。因此,，必須根據(jù)相鄰纖維端點(diǎn)間距離對(duì)人眼的張角經(jīng)過(guò)目鏡放大后仍小于人眼分辨角的原則來(lái)決定目鏡的放大倍率，即必須滿足：
式中M目為目鏡的放大率,，L為相鄰纖維端點(diǎn)間距離,，E為人眼的分辨角。對(duì)于六角蜂窩狀排列的纖維有,，其中d為纖維的單絲直徑,。則有：
在白天，當(dāng)瞳孔孔徑為φ2mm時(shí)，人眼的極限分辨角為70°,。但考慮到：纖鏡觀察視場(chǎng)內(nèi)襯度較差,；操作醫(yī)生一般為中年知識(shí)分子，視力較差,；使用纖維時(shí)常常需要連續(xù)工作較長(zhǎng)時(shí)間,，致使眼睛比較疲勞，所以,，睛睛的分辨率能力必然下降,，極限分辨角加大，通常為2′―3′,。
將D=16μm=16*10-3mm,，E=3′=0.0009弧度代入上式：
M=＜500*0.0009/(1.732*16*10-3)=16.2×
因傳像束截面小，圖像畫面受限止,，為了盡量放大畫面,，減輕用眼疲勞，對(duì)于d=16μm的傳像束,，20×的目鏡放大倍率是恰當(dāng)?shù)摹?/span>
2.3 照明系統(tǒng)
為了使畫面亮度均勻,，纖鏡的整個(gè)視場(chǎng)必須得到均勻照明，這就要求照明能充滿整個(gè)視場(chǎng),。導(dǎo)光束的發(fā)散角一般為60°,，當(dāng)纖鏡的視場(chǎng)角達(dá)到100°時(shí)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足上述要求,。解決這一問(wèn)題的方法是在導(dǎo)光束的端面增加一個(gè)發(fā)散透鏡,。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著CCD應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，內(nèi)窺鏡已從纖維內(nèi)窺鏡進(jìn)入電子內(nèi)窺鏡階段,，電子內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)中仍有成像物鏡,，僅以電子耦合攝象器件(CCD)代替纖鏡中的傳像束，圖像顯示在監(jiān)視器上觀察,。由于CCD上成像元素大大多于傳像束的單絲數(shù),，成像的分辨率大大提高。
我國(guó)在醫(yī)用纖維內(nèi)窺鏡領(lǐng)域中,，由于整體工業(yè)制造水平較低,，內(nèi)窺鏡研究制造水平與國(guó)外先進(jìn)水平相比存在較大的差距，需要我們醫(yī)用光學(xué)儀器同行共同努力,，提高我國(guó)的內(nèi)窺鏡設(shè)計(jì)制造水平,。■
傳像束的孔徑角為：
式中n1,，n2分別為光學(xué)纖維的芯料和皮料的折射率,，為了實(shí)現(xiàn)光纖的全反射，必須滿足n1＞n2,。按照常用得玻璃材料配比,，芯料和皮料分別為F2和K9，即n1=1.6128,，n2=1.5163,。由公式可得：U=33°，與透鏡對(duì)應(yīng)的相對(duì)孔徑為1/0.95,。由此可見,，纖維傳像束所允許的孔徑角是相當(dāng)大的，足以滿足物鏡像方孔徑角小于傳像束的物方孔徑角要求,。
2.2.2 目鏡的孔徑角大于物鏡的孔徑角
由于光線的衍射線用,，傳像束的出射孔徑角比入射孔徑角大，所以纖鏡的物鏡和目鏡的相對(duì)孔徑也應(yīng)該不同,，必須滿足目鏡的孔徑角大于物鏡的孔徑角的要求,?？紤]到纖鏡是手持式儀器,，操作過(guò)程中會(huì)有抖動(dòng)，所以出射光瞳直徑應(yīng)該取大,。又因?yàn)槔w鏡的觀察和攝影是一個(gè)目鏡,，所以目鏡的相對(duì)孔徑應(yīng)該大些，一般取1/2左右,。
2.2.3 傳像束的分辨率決定目鏡的放大倍率不能太高
纖維傳像束的端面是點(diǎn)狀結(jié)構(gòu),，相鄰兩點(diǎn)之間距離對(duì)人眼張角小于人眼分辨率時(shí)，則人眼看不出網(wǎng)狀纖維排列,。反之,，在觀察纖維端面象的同時(shí)會(huì)看見纖維的排列狀，從而影響觀察的效果,。因此,，必須根據(jù)相鄰纖維端點(diǎn)間距離對(duì)人眼的張角經(jīng)過(guò)目鏡放大后仍小于人眼分辨角的原則來(lái)決定目鏡的放大倍率，即必須滿足：
式中M目為目鏡的放大率,，L為相鄰纖維端點(diǎn)間距離,，E為人眼的分辨角。對(duì)于六角蜂窩狀排列的纖維有,，其中d為纖維的單絲直徑,。則有：
在白天，當(dāng)瞳孔孔徑為φ2mm時(shí)，人眼的極限分辨角為70°,。但考慮到：纖鏡觀察視場(chǎng)內(nèi)襯度較差,；操作醫(yī)生一般為中年知識(shí)分子，視力較差,；使用纖維時(shí)常常需要連續(xù)工作較長(zhǎng)時(shí)間,，致使眼睛比較疲勞，所以,，睛睛的分辨率能力必然下降,，極限分辨角加大，通常為2′―3′,。
將D=16μm=16*10-3mm,，E=3′=0.0009弧度代入上式：
M=＜500*0.0009/(1.732*16*10-3)=16.2×
因傳像束截面小，圖像畫面受限止,，為了盡量放大畫面,，減輕用眼疲勞，對(duì)于d=16μm的傳像束,，20×的目鏡放大倍率是恰當(dāng)?shù)摹?/span>
2.3 照明系統(tǒng)
為了使畫面亮度均勻,，纖鏡的整個(gè)視場(chǎng)必須得到均勻照明，這就要求照明能充滿整個(gè)視場(chǎng),。導(dǎo)光束的發(fā)散角一般為60°,，當(dāng)纖鏡的視場(chǎng)角達(dá)到100°時(shí)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足上述要求,。解決這一問(wèn)題的方法是在導(dǎo)光束的端面增加一個(gè)發(fā)散透鏡,。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著CCD應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，內(nèi)窺鏡已從纖維內(nèi)窺鏡進(jìn)入電子內(nèi)窺鏡階段,，電子內(nèi)窺鏡光學(xué)系統(tǒng)中仍有成像物鏡,，僅以電子耦合攝象器件(CCD)代替纖鏡中的傳像束，圖像顯示在監(jiān)視器上觀察,。由于CCD上成像元素大大多于傳像束的單絲數(shù),，成像的分辨率大大提高。
我國(guó)在醫(yī)用纖維內(nèi)窺鏡領(lǐng)域中,，由于整體工業(yè)制造水平較低,，內(nèi)窺鏡研究制造水平與國(guó)外先進(jìn)水平相比存在較大的差距，需要我們醫(yī)用光學(xué)儀器同行共同努力,，提高我國(guó)的內(nèi)窺鏡設(shè)計(jì)制造水平,。■
