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Die
Erfindung betrifft eine Objektivoptik eines elektronischen Endoskops.
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In
herkömmlichen
Objektivoptiken von Endoskopen, in denen (i) eine Retrofokus-Optik mit einer ersten Linsengruppe
mit negativer Brechkraft, im Folgenden als negative erste Linsengruppe
bezeichnet, und einer zweiten Linsengruppe mit positiver Brechkraft,
im Folgenden als positive zweite Linsengruppe bezeichnet, eingesetzt
werden und (ii) die positive zweite Linsengruppe zum Durchführen der
Brennweitenänderung
längs der optischen
Achse bewegbar ist, sind beispielsweise in der geprüften Japanischen
Patentveröffentlichung JP-55-15004
B2 ungeprüfte
Japanisch Patentveröffentlichung
JP-51-44937 A) und in dem Japanischen Patent
JP 2804267 B2 (ungeprüfte Japanische
Patentveröffentlichung
JP 01279219 A beschrieben.
Die in der JP-55-15004 B2 beschriebene Objektivoptik hat jedoch
ein kleines Zoom- oder Brennweitenverhältnis und bei der Einstellung
kürzester
Brennweite einen engen Feldwinkel von etwa 90°. Auch die in dem Japanischen
Patent
JP 2804267 B2 beschriebene
Objektivoptik hat bei der Einstellung kürzester Brennweite einen engen Feldwinkel
von etwa 100°.
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Beispiele
für Objektivoptiken
von Endoskopen, die bei der Einstellung kürzester Brennweite einen Superweitwinkel
haben, sind die in der
JP
08054561 A JP
11316339 A beschriebenen Objektivoptiken, die bei der Einstellung
kürzester
Brennweite einen Feldwinkel von etwa 130° bis 140° haben.
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In
der in der
JP 08054561
A beschriebenen Objektivoptik eines Endoskops wird in der
Optik an einer Zwischenposition ein reelles Bild erzeugt und die
Brennweitenänderung,
d.h. der Zoomvorgang, von einer Umkehroptik vorgenommen. Infolgedessen
hat die Objektivoptik eine große
Zahl an Linsenelementen und eine große Gesamtlänge.
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Die
in der
JP 11316339
A beschriebene Objektivoptik eines Endoskops hat eine Anordnung
aus drei Linsengruppen, nämlich
eine positive Linsengruppe, eine negative Linsengruppe und eine
positive Linsengruppe. Zur Brennweitenänderung wird die zweite Linsengruppe
bewegt. Die Anordnung der positiven ersten Linsengruppe ist jedoch
gleichbedeutend mit einer Retrofokus-Optik, in der das am weitesten
objektseitig angeordnete Linsenelement negative Brechkraft hat,
um einen weiten Feldwinkel zu erreichen. Deshalb hat die Objektivoptik
eine große
Zahl an Linsenelementen und eine große Gesamtlänge. Ferner wird die Brennweitenänderung
von der negativen zweiten Linsengruppe vorgenommen, so dass der
Durchmesser der dritten Linsengruppe groß wird, wenn die Brennweite
bei der Einstellung kürzester
Brennweite verkürzt
werden soll.
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Aus
der
US 4 976 522 ist
ein Endoskop-Objektivoptik mit einer negativen ersten Linsengruppe,
einer positiven zweiten Linsengruppe und einer Bilderzeugungsvorrichtung
bekannt, die in dieser Reihenfolge vom Objekt her gesehen angeordnet
sind. Die Brennweitenänderung
erfolgt durch Bewegen der positiven zweiten Linsengruppe längs der
optischen Achse.
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Die
Erfindung wird auf eine Objektivoptik eines Endoskops angewendet,
in der eine negative erste Linsengruppe und eine positive zweite
Linsengruppe vorgesehen sind und die Brennweitenänderung durch Bewegen der positiven
zweiten Linsengruppe längs
der optischen Achse erfolgt. Indem durch die Erfindung insbesondere
der Abbildungsmaßstab,
d.h. die laterale Vergrößerung,
in einem vorbestimmten Bereich eingestellt wird, ermöglicht die
Endoskop-Objektivoptik sowohl das Betrachten in einem weiteren Feldwinkel
als auch das vergrößerte Betrachten
mit einem höheren
Brennweiten- oder Zoomverhältnis,
während
zugleich die Gesamtlänge
der Objektivoptik kurz und der Durchmesser klein gehalten werden.
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Die
Erfindung erreicht dies durch die Objektivoptik eines Endoskops,
im Folgenden als Endoskop-Objektivoptik bezeichnet, mit den Merkmalen
des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 6,
7 und 8 sind besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Korrektion
von Aberrationen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Darin
zeigen:
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1 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung
kürzester
Brennweite als erstes Ausführungsbeispiel,
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2A, 2B, 2C, 2D und 2E in
der Linsenanordnung nach 1 auftretende Aberrationen,
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3 die
Linsenanordnung des ersten Ausführungsbeispiels
bei der Einstellung längster
Brennweite,
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4A, 4B, 4C, 4D und 4E in
der Linsenanordnung nach 3 auftretende Aberrationen,
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5 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik als zweites Ausführungsbeispiel
bei der Einstellung kürzester
Brennweite,
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6A, 6B, 6C, 6D und 6E in
der Linsenanordnung nach 5 auftretende Aberrationen,
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7 die
Linsenanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels
bei der Einstellung längster
Brennweite,
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8A, 8B, 8C, 8D und 8E in
der Linsenanordnung nach 7 auftretende Aberrationen,
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9 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik als drittes Ausführungsbeispiel
bei der Einstellung kürzester
Brennweite,
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10A, 10B, 10C, 10D und 10E in der Linsenanordnung nach 9 auftretende Aberrationen,
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11 die
Linsenanordnung des dritten Ausführungsbeispiels
bei der Einstellung längster
Brennweite,
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12A, 12B, 12C, 12D und 12E in der Linsenanordnung nach 11 auftretende Aberrationen,
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13 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik als viertes Ausführungsbeispiel
bei der Einstellung kürzester
Brennweite,
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14A, 14B, 14C, 14D und 14E in der Linsenanordnung nach 13 auftretende Aberrationen,
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15 die
Linsenanordnung des vierten Ausführungsbeispiels
bei der Einstellung längster
Brennweite,
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16A, 16B, 16C, 16D und 16E in der Linsenanordnung nach 15 auftretende Aberrationen,
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17 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik als fünftes Ausführungsbeispiel
bei der Einstellung kürzester
Brennweite,
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18A, 18B, 18C, 18D und 18E in der Linsenanordnung nach 17 auftretende Aberrationen,
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19 die
Linsenanordnung des fünften
Ausführungsbeispiels
bei der Einstellung längster
Brennweite,
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20A, 20B, 20C, 20D und 20E in der Linsenanordnung nach 19 auftretende Aberrationen,
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21 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik als sechstes Ausführungsbeispiel
bei der Einstellung kürzester
Brennweite,
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22A, 22B, 22C, 22D und 22E in der Linsenanordnung nach 21 auftretende Aberrationen,
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23 die
Linsenanordnung des sechsten Ausführungsbeispiels bei der Einstellung
längster
Brennweite,
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24A, 24B, 24C, 24D und 24E in der Linsenanordnung nach 23 auftretende Aberrationen,
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25 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik als siebentes Ausführungsbeispiel
bei der Einstellung kürzester
Brennweite,
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26A, 26B, 26C, 26D und 26E in der Linsenanordnung nach 25 auftretende Aberrationen,
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27 die
Linsenanordnung des siebenten Ausführungsbeispiels bei der Einstellung
längster
Brennweite,
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28A, 28B, 28C, 28D und 28E in der Linsenanordnung nach 27 auftretende Aberrationen,
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29 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik als achtes Ausführungsbeispiel
bei der Einstellung kürzester
Brennweite,
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30A, 30B, 30C, 30D und 30E in der Linsenanordnung nach 29 auftretende Aberrationen,
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31 die
Linsenanordnung des achten Ausführungsbeispiels
bei der Einstellung längster
Brennweite,
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32A, 32B, 32C, 32D und 32E in der Linsenanordnung nach 31 auftretende Aberrationen,
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33 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik als neuntes Ausführungsbeispiel
bei der Einstellung kürzester
Brennweite,
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34A, 34B, 34C, 34D und 34E in der Linsenanordnung nach 33 auftretende Aberrationen,
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35 die
Linsenanordnung des neunten Ausführungsbeispiels
bei der Einstellung längster
Brennweite,
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36A, 36B, 36C, 36D und 36E in der Linsenanordnung nach 35 auftretende Aberrationen,
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37 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik als zehntes Ausführungsbeispiel
bei der Einstellung kürzester
Brennweite,
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38A, 38B, 38C, 38D und 38E in der Linsenanordnung nach 37 auftretende Aberrationen,
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39 die
Linsenanordnung des zehnten Ausführungsbeispiels
bei der Einstellung längster
Brennweite,
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40A, 40B, 40C, 40D und 40E in der Linsenanordnung nach 39 auftretende Aberrationen,
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41 die
Linsenanordnung einer Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung
kürzester
Brennweite als elftes Ausführungsbeispiel,
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42A, 42B, 42C, 42D und 42E in der Linsenanordnung nach 41 auftretende Aberrationen,
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43 die
Linsenanordnung des elften Ausführungsbeispiels
bei der Einstellung längster
Brennweite,
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44A, 44B, 44C, 44D und 44E in der Linsenanordnung nach 43 auftretende Aberrationen,
und
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45 die
an dem vorderen Ende des Einführteils
des Endoskops befestigte Objektivoptik sowie deren Verstellweg in
schematischer Darstellung.
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45 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Endoskop-Objektivoptik. Die negative erste Linsengruppe 11 ist
an dem vorderen Ende eines Endoskopkörper-Einführteils 10 befestigt.
Der Einführteil 10,
eine Blende S, eine positive zweite Linsengruppe 12, ein
Abdeckglas (Filter) 13 und eine hinter dem Abdeckglas 13 befestigte Bilderzeugungsvorrichtung 14 sind
in dieser Reihenfolge von der ersten Linsengruppe 11 her
gesehen angeordnet. Die Blende S ist an der positiven zweiten Linsengruppe 12 montiert.
Die zweite Linsengruppe 12 (Blende S) und ein das Abdeckglas 13 und
die Bilderzeugungsvorrichtung 14 umfassender kombinierter
Körper
sind jeweils längs
der optischen Achse bewegbar.
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Um
die Endoskop-Objektivoptik auf eine Objektentfernung OL einzustellen,
wird wie folgt vorgegangen:
- (i) eine Objektentfernung
OS bei der Einstellung kürzester
Brennweite S wird als Referenzentfernung gesetzt;
- (ii) die zweite Linsengruppe 12 wird zum Objekt hin
bewegt, um die Brennweite zu längeren
Brennweiten hin zu verändern;
und
- (iii) die Bilderzeugungsvorrichtung 14 (Abdeckglas 13)
wird vom Objekt weg bewegt, um die Objektentfernung OL zu verringern.
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In
der oben beschriebenen Endoskop-Objektivoptik vom Retrofokustyp,
welche die negative erste Linsengruppe 11 und die positive
zweite Linsengruppe 12 enthält, wird der Abstand zwischen
der negativen ersten Linsengruppe 11 und der positiven
zweiten Linsengruppe 12 größer, wenn die positive zweite
Linsengruppe 12 in Richtung der optischen Achse bewegt
wird, um die Brennweite der gesamten Endoskop-Objektivoptik zu ändern. Infolgedessen
wird der Durchmesser der negativen ersten Linsengruppe 11 größer als
der einer Endoskop-Objektivoptik mit fester Brennweite, d.h. einer
Objektivoptik ohne bewegbare Linsengruppen.
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Will
man die kürzestmögliche Brennweite
verringern und dabei den Durchmesser der negativen ersten Linsengruppe 11 verkleinern,
so muss die Brechkraft der negativen ersten Linsengruppe 11 erhöht werden. Versucht
man nun die Brechkraft der negativen ersten Linsengruppe 11 zu
vergrößern und
zugleich den Abbildungsmaßstab
(Vergrößerung)
der gesamten Endoskop-Objektivoptik konstant halten, so muss die
Brechkraft der positiven zweiten Linsengruppe 12 erhöht werden.
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Die
Bedingung (1) des Anspruchs 1 spezifiziert den Abbildungsmaßstab der
positiven zweiten Linsengruppe 12 derart, dass ein weiter
Feldwinkel und eine weitere Miniaturisierung in der negativen ersten
Linsengruppe 11 erreicht werden.
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Übersteigt
m2T < m2W die obere Grenze der Bedingung (1), so
wird die Brechkraft der negativen ersten Linsengruppe 11 schwächer, wodurch
deren Durchmesser größer wird,
wenn man einen weiteren Feldwinkel erhalten will.
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Die
Bedingung (2) des Anspruchs 2 spezifiziert die Brennweite der negativen
ersten Linsengruppe derart, dass unter der Voraussetzung, dass die
Bedingung (1) erfüllt
ist, ein weiterer Feldwinkel erhalten wird.
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Wird
der Feldwinkel dermaßen
vergrößert, dass
f1/fW die untere
Grenze der Bedingung (2) unterschreitet, so wird der Durchmesser
der negativen ersten Linsengruppe 11 groß.
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Überschreitet
dagegen f1/fW die
obere Grenze der Bedingung (2), so treten beträchtliche Aberrationen in der
negativen ersten Linsengruppe 11 auf, so dass die Aberrationen
nicht in jedem Brennweitenbereich korrigiert werden können. Dies
liegt daran, dass in der negativen ersten Linsengruppe 11 der
Randlichtstrahl bei der Einstellung kürzester Brennweite und der
bei der Einstellung längster
Brennweite einen großen
Höhenunterschied
aufweisen.
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Wie
aus obiger Beschreibung hervorgeht, nehmen die in der negativen
ersten Linsengruppe 11 auftretenden Aberrationen zu, da
diese eine starke negative Brechkraft hat.
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Das
negative erste Linsenelement 11 kann aus einem Linsenelement
bestehen. Vorzugsweise besteht jedoch die negative erste Linsengruppe 11 aus
einem negativen Linsenelement und einem positiven Linsenelement,
um sicherzustellen, dass die Aberrationen in gut ausgeglichener
Art und Weise korrigiert werden und so die optische Leistung über den
gesamten Brennweitenbereich ausgehend von der Einstellung kürzester Brennweite
bis zur Einstellung längster
Brennweite aufrecht erhalten wird.
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Durch
die Ausbildung der negativen ersten Linsengruppe 11 als
Anordnung aus zwei Linsenelementen, nämlich einem negativen und einem
positiven Element, können
die Aberrationen verringert werden, wie z.B. die chromatische Queraberration
und die Bildfeldwölbung,
die in der negativen ersten Linsengruppe 11 bei der Einstellung
kürzester
Brennweite auftreten. So erhält
man über
den gesamten Brennweitenbereich ausgehend von der Einstellung kürzester
Brennweite bis zur Einstellung längster
Brennweite eine gute optische Leistung.
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Die
Bedingung (3) des Anspruchs 5 spezifiziert den Brechungsindex eines
in der negativen ersten Linsengruppe 11 vorgesehenen negativen
Linsenelementes derart, dass der Durchmesser der negativen ersten Linsengruppe 11 klein
bleibt.
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Die
Bedingung (4) des Anspruchs 5 spezifiziert die Brechkraft eines
in der negativen ersten Linsengruppe 11 vorgesehenen positiven
Linsenelementes.
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Unterschreitet
f1+/fW die untere
Grenze der Bedingung (4), so wird die negative Brechkraft der negativen
ersten Linsengruppe 11 kleiner, wodurch der Durchmesser
der negativen ersten Linsengruppe 11 zunimmt.
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Übersteigt
dagegen f1+/fW die
obere Grenze der Bedingung (4), so nehmen die von dem positiven
Linsenelement verursachten Wirkungen der Aberrationskorrektion ab.
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Ferner
ist es besonders effektiv, eine asphärische Fläche zum Korrigieren der Aberration
einzusetzen, die in der negativen Linsengruppe 11 mit ihrer
starken negativen Brechkraft auftreten.
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Wie
oben erläutert,
unterscheiden sich in der negativen ersten Linsengruppe 11 die
Höhen der
Randstrahlen bei der Einstellung kürzester Brennweite und bei
der Einstellung längster
Brennweite stark voneinander. Folglich kann die asphärische Fläche mit
den folgenden Merkmalen Koma und Bildfeldwölbung bei der Einstellung kürzester
Brennweite und der Einstellung längster
Brennweite angemessen korrigieren:
- (a) Für den Fall,
dass die negative erste Linsengruppe 11 ein negatives Linsenelement
mit einer asphärischen
Fläche
enthält,
ist letztere so geformt, dass die Linsendicke des mit der asphärischen
Fläche
versehenen negativen Linsenelementes kleiner als die eines negativen
Linsenelementes mit einer sphärischen Fläche, die
in derselben Höhe über der
optischen Achse denselben paraxialen Krümmungsradius wie die asphärische Fläche hat,
und dass die Differenz zwischen der Dicke des mit der asphärischen
Fläche
versehenen negativen Linsenelementes und der Dicke des mit der sphärischen
Fläche
versehenen negativen Linsenelementes mit zunehmender Höhe über der
optischen Achse größer wird.
- (b) Für
den Fall, dass die negative erste Linsengruppe 11 ein positives
Linsenelement mit einer asphärischen
Fläche
enthält,
ist letztere so geformt, dass die Linsendicke des mit der asphärischen
Fläche
versehenen positiven Linsenelementes kleiner ist als die eines positiven
Linsenelementes mit einer sphärischen Fläche, die
in derselben Höhe über der
optischen Achse denselben paraxialen Krümmungsradius wie die asphärische Fläche hat,
und dass die Differenz zwischen der Dicke des mit der asphärischen
Fläche
versehenen positiven Linsenelementes und der Dicke des mit der sphärischen
Fläche
versehenen positiven Linsenelementes mit zunehmender Höhe über der
optischen Achse größer wird.
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In
der positiven zweiten Linsengruppe 12 ist an deren am weitesten
bildseitig angeordneten Fläche, wo
die Höhe
eines Randstrahls groß ist,
vorzugsweise eine asphärische
Fläche
vorgesehen. Durch Vorsehen einer solchen asphärischen Fläche in der positiven zweiten
Linsengruppe 12 können
Koma und Bildfeldwölbung
geeignet korrigiert werden. Vorzugsweise enthält die positive zweite Linsengruppe
ein positives Linsenelement mit mindestens einer asphärischen
Fläche,
die so geformt ist, dass die Linsendicke des mit der asphärischen
Fläche
versehenen positiven Linsenelementes größer ist als die des positiven
Linsenelementes mit einer sphärischen
Fläche,
die in derselben Höhe über der
optischen Achse denselben paraxialen Krümmungsradius wie die asphärische Fläche hat,
und dass die Differenz zwischen der Dicke des mit der asphärischen Fläche versehenen
positiven Linsenelementes und der Dicke des mit der sphärischen
Fläche
versehenen positiven Linsenelementes mit zunehmender Höhe über der
optischen Achse größer wird.
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Die
Bedingung (5) des Anspruchs 9 gibt das Verhältnis der Objektentfernung
zur Brennweite der gesamten Endoskop-Objektivoptik an, wobei die
beiden vorstehend genannten Größen jeweils
auf die Einstellung kürzester
Brennweite bezogen sind.
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Unterschreitet
ODIS_w/fw die untere Grenze der Bedingung (5), so nimmt die Objektentfernung
bei der Einstellung kürzester
Brennweite zu, so dass es schwierig wird, einen zu vergrößernden
und zu betrachtenden Objektteil festzulegen. Dies liegt daran, dass
bei Unterschreiten der unteren Grenze der Bedingung (5) der Nahpunkt
((H × D)/(H
+ D); H: Nah-Fernpunkt, Naheinstellung auf Unendlich; D: Objektposition
im fokussierten Zustand) der Schärfentiefe
fern ist, wenn die Betrachtung bei einem weiten Feldwinkel vorgenommen wird.
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Übersteigt
ODIS_w/fw die obere Grenze der Bedingung (5), so verkürzt sich
die Objektentfernung bei der Einstellung kürzester Brennweite, wodurch
es schwierig wird, ein Objekt in größerer Entfernung zu betrachten.
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Die
Bedingung (6) des Anspruchs 9 gibt das Verhältnis der Objektentfernung
bei der Einstellung längster
Brennweite zur Brennweite der gesamten Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung kürzester
Brennweite an.
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Unterschreitet
ODIS_t/fw die untere Grenze der Bedingung (6), so kann ein ausreichend
vergrößerter Abbildungsmaßstab (Vergrößerung)
nicht erzielt werden.
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Übersteigt
dagegen ODIS_t/fw die obere Grenze der Bedingung (6), so ist das
vordere Ende des Endoskops zu nahe an dem zu betrachtenden Objektteil
angeordnet. Die Beleuchtung dieses Objektteils ist deshalb möglicherweise
nicht ausreichend, und/oder das vordere Ende des Endoskops kommt
in Kontakt mit dem zu betrachtenden Objektteil, was die Betrachtung
selbst bei einer geringen Bewegung des Endoskops unmöglich macht.
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Im
Folgenden werden spezielle numerische Daten der Ausführungsbeispiele
angegeben. In den Diagrammen der chromatischen Aberration (chromatische Längsaberration),
dargestellt durch die sphärische
Aberration, bezeichnen die durchgezogene Linie und die beiden Arten
von gestrichelten Linien die sphärischen Aberrationen
bei der d-, der g- bzw. der C-Linie. Entsprechend bezeichnen in
den Diagrammen der chromatischen Queraberration die beiden Arten
von gestrichelten Linien den Abbildungsmaßstab (Vergrößerung)
bei der g- bzw. der C-Linie. Die d-Linie fällt als Basislinie mit der
Ordinate zusammen. S bezeichnet das Sagittalbild und M das Meridionalbild.
In den Tabellen bezeichnet FE die effektive F-Zahl, f die Brennweite
der gesamten Endoskop-Objektivoptik, ODIS die Objektentfernung,
die den Abstand zwischen der am weitesten objektseitigen Fläche der
ersten Linsengruppe und dem Objekt angibt, fB die
hintere Schnittweite (Luftabstand zwischen der am weitesten bildseitig
angeordneten Fläche
des Abdeckglases 13 und der Bildebene der Bilderzeugungsvorrichtung 14),
m die laterale Vergrößerung,
d.h. den Abbildungsmaßstab
der gesamten Endoskop-Objektivoptik,
m2T die laterale Vergrößerung,
d.h. den Abbildungsmaßstab
der positiven zweiten Linsengruppe 12 bei der Einstellung
längster
Brennweite, berechnet bei einer Objektentfernung von –2,5, m2W
die laterale Vergrößerung,
d.h. den Abbildungsmaßstab
der positiven zweiten Linsengruppe 12 bei der Einstellung
kürzester Brennweite,
berechnet bei einer Objektentfernung von –10, r den Krümmungsradius,
d die Linsenelementdicke oder den Abstand zwischen den Linsenelementen,
Nd den Brechungsindex bei der d-Linie und ν die Abbe-Zahl.
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Ferner
ist eine asphärische,
zur optischen Achse symmetrische Fläche wie folgt definiert: x = cy2/(1 + [1 – {1 + K}c2y2]1/2)
+ A4y4 + A6y6 +
A8y8 + A10y10 ...worin
- c
- die Krümmung (1/r)
der asphärischen
Fläche
im Scheitel,
- y
- den Abstand von der
optischen Achse,
- K
- den Kegelschnittkoeffizienten
sowie
- A4
- einen Asphärenkoeffizienten
vierter Ordnung,
- A6
- einen Asphärenkoeffizienten
sechster Ordnung,
- A8
- einen Asphärenkoeffizienten
achter Ordnung, und
- A10
- einen Asphärenkoeffizienten
zehnter Ordnung bezeichnet.
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Ausführungsbeispiel 1
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Die 1 bis 4E zeigen
ein erstes Ausführungsbeispiel
der Endoskop-Objektivoptik. 1 zeigt die
Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung kürzester
Brennweite. Die 2A bis 2E zeigen
in der Linsenanordnung nach 1 auftretende
Aberrationen. 3 zeigt die Linsenanordnung
der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung längster Brennweite. Die 4A bis 4E zeigen
in der Linsenanordnung nach 3 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 1 sind die numerischen Werte des ersten
Ausführungsbeispiels
angegeben. Die negative erste Linsengruppe 11 enthält ein negatives
Linsenelement. Die positive zweite Linsengruppe 12 enthält, vom
Objekt her gesehen, ein positives Linsenelement und Kittglied mit
einem positiven Linsenelement und einem negativen Linsenelement.
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Ausführungsbeispiel 2
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Die 5 bis 8E zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel
der Endoskop-Objektivoptik. 5 zeigt die
Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung kürzester
Brennweite. Die 6A bis 6E zeigen
in der Linsenan ordnung nach 5 auftretende
Aberrationen. 7 zeigt die Linsenanordnung
der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung längster Brennweite. Die 8A bis 8E zeigen
in der Linsenanordnung nach 7 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 2 sind die numerischen Werte des zweiten
Ausführungsbeispiels
angegeben. Die dem zweiten Ausführungsbeispiel
zugrundeliegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem ersten
Ausführungsbeispiel.
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Ausführungsbeispiel 3
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Die 9 bis 12E zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Endoskop-Objektivoptik. 9 zeigt die
Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung kürzester
Brennweite. Die 10A bis 10E zeigen
in der Linsenanordnung nach 9 auftretende
Aberrationen. 11 zeigt die Linsenanordnung
der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung längster Brennweite. Die 12A bis 12E zeigen
in der Linsenanordnung nach 11 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 3 sind die numerischen Werte des dritten
Ausführungsbeispiels
angegeben. Die dem dritten Ausführungsbeispiel
zugrundeliegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem ersten
Ausführungsbeispiel,
abgesehen davon, dass die negative erste Linsengruppe 11,
vom Objekt her gesehen, ein negatives Linsenelement und ein positives
Linsenelement enthält.
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Ausführungsbeispiel 4
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Die 13 bis 16E zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der Endoskop-Objektivoptik. 13 zeigt
die Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung
kürzester
Brennweite. Die 14A bis 14E zeigen
in der Linsenanordnung nach 13 auftretende
Aberrationen. 15 zeigt die Linsenanordnung
der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung längster Brennweite. Die 16A bis 16E zeigen
in der Linsenanordnung nach 15 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 4 sind die numerischen Werte des vierten
Ausführungsbeispiels
angegeben. Die dem vierten Ausführungsbeispiel
zugrundeliegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem dritten
Ausführungsbeispiel.
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Ausführungsbeispiel 5
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Die 17 bis 20E zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel der Endoskop-Objektivoptik. 17 zeigt
die Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung
kürzester
Brennweite. Die 18A bis 18E zeigen
in der Linsenanordnung nach 17 auftretende
Aberrationen. 19 zeigt die Linsenanordnung
der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung längster Brennweite. Die 20A bis 20E zeigen
in der Linsenanordnung nach 19 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 5 sind die numerischen Werte des fünften Ausführungsbeispiels
angegeben. Die dem fünften
Ausführungsbeispiel
zugrundeliegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem ersten
Ausführungsbeispiel.
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Ausführungsbeispiel 6
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Die 21 bis 24E zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel der Endoskop-Objektivoptik. 21 zeigt
die Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung
kürzester
Brennweite. Die 22A bis 22E zeigen
in der Linsen anordnung nach 21 auftretende
Aberrationen. 23 zeigt die Endoskop-Objektivoptik bei
der Einstellung längster
Brennweite. Die 24A bis 24E zeigen
in der Linsenanordnung nach 23 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 6 sind die numerischen Werte des sechsten
Ausführungsbeispiels
angegeben. Die dem sechsten Ausführungsbeispiel
zugrundeliegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem ersten
Ausführungsbeispiel.
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Ausführungsbeispiel 7
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Die
25 bis
28E zeigen ein siebentes Ausführungsbeispiel der Endoskop-Objektivoptik.
25 zeigt
die Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung
kürzester
Brennweite. Die
26A bis
26E zeigen
in der Linsenanordnung nach
25 auftretende
Aberrationen.
27 zeigt die Linsenanordnung
der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung längster Brennweite. Die
28A bis
28E zeigen
in der Linsenanordnung nach
27 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 7 sind die numerischen Werte des siebenten
Ausführungsbeispiels
angegeben. Die dem siebenten Ausführungsbeispiel zugrundeliegende
Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Tabelle
7
- * asphärische, zur optischen Achse
rotationssymmetrische Fläche.
-
Daten
der asphärischen
Fläche
(nicht angegebene Asphärenkoeffizienten
sind Null (0,00)):
-
Ausführungsbeispiel 8
-
Die
29 bis
32E zeigen ein achtes Ausführungsbeispiel der Endoskop-Objektivoptik.
29 zeigt
die Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung
kürzester
Brennweite. Die
30A bis
30E zeigen
in der Linsenanordnung nach
29 auftretende
Aberrationen.
31 zeigt die Linsenanordnung
der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung längster Brennweite. Die
32A bis
32E zeigen
in der Linsenanordnung nach
31 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 8 sind die numerischen Werte des achten
Ausführungsbeispiels
angegeben. Die dem achten Ausführungsbeispiel
zugrundeliegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem ersten
Ausführungsbeispiel. Tabelle
8
- * asphärische, zur optischen Achse
rotationssymmetrische Fläche.
-
Daten
der asphärischen
Fläche
(nicht angegebene Asphärenkoeffizienten
sind Null (0,00)):
-
Ausführungsbeispiel 9
-
Die
33 bis
36E zeigen ein neuntes Ausführungsbeispiel der Endoskop-Objektivoptik.
33 zeigt
die Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung
kürzester
Brennweite. Die
34A bis
34E zeigen
in der Linsenanordnung nach
33 auftretende
Aberrationen.
35 zeigt die Linsenanordnung
der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung längster Brennweite. Die
36A bis
36E zeigen
in der Linsenanordnung nach
35 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 9 sind die numerischen Werte des neunten
Ausführungsbeispiels
angegeben. Die dem neunten Ausführungsbeispiel
zugrundeliegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem dritten
Ausführungsbeispiel. Tabelle
9
- * asphärische, zur optischen Achse
rotationssymmetrische Fläche.
-
Daten
der asphärischen
Fläche
(nicht angegebene Asphärenkoeffizienten
sind Null (0,00)):
-
Ausführungsbeispiel 10
-
Die
37 bis
40E zeigen ein zehntes Ausführungsbeispiel der Endoskop-Objektivoptik.
37 zeigt
die Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung
kürzester
Brennweite. Die
38A bis
38E zeigen
in der Linsenanordnung nach
37 auftretende
Aberrationen.
39 zeigt die Linsenanordnung
der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung längster Brennweite. Die
40A bis
40E zeigen
in der Linsenanordnung nach
39 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 10 sind die numerischen Werte des zehnten
Ausführungsbeispiels
angegeben. Die dem zehnten Ausführungsbeispiel
zugrundeliegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem dritten
Ausführungsbeispiel. Tabelle
10
- * asphärische, zur optischen Achse
rotationssymmetrische Fläche.
-
Daten
der asphärischen
Fläche
(nicht angegebene Asphärenkoeffizienten
sind Null (0,00)):
-
Ausführungsbeispiel 11
-
Die
41 bis
44E zeigen ein elftes Ausführungsbeispiel der Endoskop-Objektivoptik.
41 zeigt
die Linsenanordnung der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung
kürzester
Brennweite. Die
42A bis
42E zeigen
in der Linsenanordnung nach
41 auftretende
Aberrationen.
43 zeigt die Linsenanordnung
der Endoskop-Objektivoptik bei der Einstellung längster Brennweite. Die
44A bis
44E zeigen
in der Linsenanordnung nach
43 auftretende
Aberrationen. In Tabelle 11 sind die numerischen Werte des elften
Ausführungsbeispiels
angegeben. Die dem elften Ausführungsbeispiel
zugrundeliegende Linsenanordnung ist die gleiche wie in dem dritten
Ausführungsbeispiel. Tabelle
11
- * asphärische, zur optischen Achse
rotationssymmetrische Fläche.
-
Daten
der asphärischen
Fläche
(nicht angegebene Asphärenkoeffizienten
sind Null (0,00)):
-
Die
numerischen Werte der einzelnen Bedingungen sind in Tabelle 12 für jedes
Ausführungsbeispiel angegeben.
-
-
Aus
Tabelle 12 geht hervor, wie die Ausführungsbeispiele (1) bis (11)
die Bedingungen (1) bis (6) erfüllen.
Wie den Aberrationsdiagrammen zu entnehmen ist, sind die verschiedenen
Aberrationen angemessen korrigiert.
-
Wie
aus obiger Beschreibung hervorgeht, stellt die Erfindung eine Endoskop-Objektivoptik bereit,
die (i) sowohl das Betrachten mit einem weiteren Feldwinkel (ii)
als auch ein vergrößertes Betrachten
mit einem höheren
Brennweitenverhältnis
ermöglicht
sowie (iii) ihre Gesamtlänge
kurz und (iv) ihren Durchmesser klein halten kann.
