DE2547713A1

DE2547713A1 - Endoskopobjektiv

Info

Publication number: DE2547713A1
Application number: DE19752547713
Authority: DE
Inventors: Nobuo Yamasita
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1974-10-26
Filing date: 1975-10-24
Publication date: 1976-05-06
Also published as: JPS5515005B2; DE2547713C2; JPS5149734A

Description

Endoskopob j ektiv Die Erfindung bezieht sich auf ein Endoskopobjektiv, insbesondere auf ein Endoskopobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive.
Die bekannten Endoskopobjektive werden durch Verstellung des Linsensystems als Ganzem fokussiert. Ein Linsensystem, wie es bei Objektiven vom Typ umgekehrter Teleobjektive verwendet wird, (Retrofokusobjektiv) ist dafür bekannt, daß die Bildebene über einen weiten Bereich flach gemacht werden kann. Bei einem Linsensystem vom Typ der Retrofokusobjektive ist jedoch die Blende innerhalb des Linsensystems angeordnet. Infolgedessen ist die Stellung der Eintrittspupille von der Frontlinse abgelegen und daher ist bei einem derartigen Linsensystem der Frontlinsendurchmesser groß.
Weiter ist bei Endoskopen ein Deckglas vor dem Objektiv vorgesehen, um eine ausreichende Wasserdichtigkeit zu gewährleisten. Wenn das Endoskopobjektiv durch Verstellung des Linsensystems als Ganzem fokussiert wird und ein Objektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit großem Frontlinsendurchmesser verwendet wird, muß der Luftspalt zwischen dem Deckglas und dem Linsensystem variiert werden und dadurch wird der neckglasdurchmesser sehr groß. Es ist jedoch nachteilig, den Deckglasdurchmesser groß zu machen, da dann die mit der Einführung des Endoskops verbundenen Schmerzen des Patienten groß sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Endoskopobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit einer zerstreuenden Frontlinsengruppe und einer sammelnden Hinterlinsengruppe anzugeben, wobei die hintere sammelnde Linsengruppe in zwei Linsengruppen unterteilt wird und das Endoskopobjektiv so ausgebildet ist, daß die Front linse festgehalten und die Gesamtbrennweite der sammelnden Hinterlinsengruppe verändert wird durch Veränderung des Luftspaltes zwischen den beiden Linsengruppen, die die sammelnde Hinterlinsengruppe bilden.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die in den Ansprüchen gekennzeichnete Ausbildung des Objektivs.
Wenn das Linsensystem fokussiert wird durch Beibehaltung der Frontlinse in fester Stellung und Veränderung der Vergrößerung der hinteren sammelnden Linsengruppe durch Veränderung des Zwischenraumes zwischen den die Hinterlinsengruppe bildenden beiden Linsengruppen wird es unmöglich, wenn die Vergrößerung der Hinterlinsengruppe sich nahe xl nähert, das Linsensystem auf einen Gegenstand in einer Entfernung zu fokussieren, die kleiner ist als der Abstand zu diesem Zeitpunkt. In diesem Fall kann das Linsensystem innerhalb dem Bereich, der der Formel (1) genügt, fokussiert werden, wobei ß die Vergrößerung der sammelnden Hinterlinsengruppe ist, wenn das Objekt; - in unendlicher Entfernung fB die Brennweite der sammelnden Hinterlinsengruppe und » den. Betrag der Bewegung der Stellung des von der zerstreuenden Frontlinsengruppe fokussierten Bildes, wenn die Entfernung zum Objekt geringer wird, bedeuten.
ß 1 2 ) (1) fB ß Wenn die sammelnde Hinterlinsengruppe in zwei Gruppen, wie oben erwähnt, aufgeteilt ist, d.h. in eine erste und eine zweite Linsengruppe, kann das Verhältnis zwischen den Vergrößerungen der ersten und der zweiten Linsengruppe durch die folgende Formel 2 angegeben werden, in der bedeuten:ß1 die Vergrößerung der ersten Linsengruppe, wenn das Objekt in unendlicher Entfernung ist, ß2 die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe, wenn das Objekt ebenfalls in unendlicher Entfernung ist, f die Brennweite des Endoskopobjektivs als Ganzem und fF die Brennweite der zerstreuenden Frontlinsengruppe.
ß1 . ß2 = ß =##=konstant (2) Aus der Formel (2) ergibt sich Das heißt, die Summe ßl und ß2 kann einen willkürlichen Wert haben, welcher größer als Um jedoch sowohl 1ß11als auch ß2 kleiner als i ßi zu machen und gleichzeitig die Möglichkeit zu haben, das Linsensystem auf ein Objekt in naher Entfernung zu fokussieren, ist es erforderlich, die folgende Bedingung zu erfüllen #ß1# + #ß2# > 1 + ß Wenn die Bedingung ß1 + ß2 > 1 + ß erfüllt ist,wird entweder (ß1 + 1)oder(ß2 + 1) größer als (ß + 1) und es ß1 ß2 ß wird möglich, das Linsensystem auf einen Gegenstand in kurzer Entfernung zu fokussieren, wenn die Fokussierung durch Bewegung der Linsengruppe erfolgt, für die der obenerwähnte Wert größer als ß + 1 (B+B)ist.
Die Erfindung wird nun anhand von Aus führungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Endoskopobjektivs vom Typ umgekehrter Teleobjektive nach der Erfindung, Fig. 2 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Endoskopobjektivs vom Typ umgekehrter Teleobjektive nach der Erfindung.
Das Ausführungsbeispiel 1 besitzt die in der Tabelle 1 nachstehend aufgeführten numerischen Daten.
Tabelle 1 r1=6,888 d1=o,7 n1= 1,51633 =64,1 r2=1,446 d2(variabel) r3=-7,o22 d3=1,2 n2=1,69680 #2=55,7 r4=-3,565 d4 (variabel) r5=19,657 d5=1,2 n3=1,69680 #3=55,7 r6=5,829 d6=0,2 r7=7,783 d7=2 n4=1,69680 #4=55,7 r8=-2,831 d8=0,7 n5=1,78472 #5=25,7 r9=43,3 f= 2,493, FNO=3,0, 2 S = 70° ( diagonal ) 48030' ( zwischen gegenüberliegenden Seiten fF= -1,651, fB=3,305 ß=-o,673, B1=6,896, ß2=-o,o98 Darin bezeichnen r1 bis r7 die Krümmungsradien der Oberflächen der entsprechenden Linsen, d1 bis d6 die Dicken der Linsen bzw. Zwischenräume zwischen den Linsen, n1 bis n4 die Brechungsindices der Linsen, 1 1 bis p4 die Abbe-Zahlen der entsprechenden Linsen, f die Gesamtbrennweite des Linsensystems als Ganzes, fF die Gesamtbrennweite der Frontlinsengruppe, fB die Gesamtbrennweite der Hinterlinsengruppe, ß die Vergrößerung der Hinterlinsengruppe, ß1 die Vergrößerung der ersten Linsengruppe und ß2 die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe hinten.
Dieses Ausführungsbeispiel, das die in Fig. 1 dargestellte Ausführung besitzt, weist eine zerstreuende Frontlinsengruppe und eine sammelnde Hinterlinsengruppe auf. Die Frontlinsengruppe besteht aus einem ersten Linsenglied L1 und die sammelnde Hinterlinsengruppe Linsen besteht aus einem zweiten Linsenglied L2 einem dritten<ilied L3 und einem vierten Linsenglied . Die sammelnde Hinterlinsengruppe ist in zwei Untergruppen geteilt, d.h. eine erste Linsengruppe, welche das zweite Linsenglied umfaßt und eine zweite Linsengruppe, welche des dritte Linsenglied und das vierte Linsenglied umfaßt und das Linsensystem nach dem Ausführungsbeispiel 1 ist so ausgebildet, daß es durch Veränderung des Luftspaltes zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe fokussiert wird. Zur Veränderung des Luftspaltes d4 gibt es zwei Verfahren. Das eine Verfahren besteht darin, die zweite Linsengruppe zu verschieben und die andere die erste Linsengruppe zu verschieben. Die numerischen Werte der Luftspalte d2 und d4 wenn der Luftspalt d4 verändert wird, ergeben sich wie folgt ( Wenn die zweite Linsengruppe bewegt wird d2 d4 bei oo 2,51 1,5 bei 4 mm Entfernung 2,51 o,43 (2) Wenn die erste Linsengruppe bewegt wird bei co 2,5 1,7 bei 4 mm Entfernung 4,15 0,05 Das Ausführungsbeispiel 2 besitzt die nachstehend in der Tabelle 2 aufgeführten numerischen Werte.
Tabelle 2 r1 = -d1=o,6 n1=1,51633 #1=64,1 r2=1,921 d2=o,9 r3=# d3=6,9 n2=1,80610 #2=40,8(Prisma) r4=# d4(variabel) r5=-49,257 d5=1,0 n3=1,69680 #3=55,7 r6=-5,o2 d6=o,2 r7=4,254 d7=1,6 n4=1,62041 #4=60,3 r8=3,883 d8=0,5 n5=1,84666 #5=23,9 r9=-7,972 dg (variabel) r10=3,885 d10=0,5 n6=1,84666 #6=23,9 r11=-6,706 f=2,178, FNO =3,0, 2 # = 85°28' (diagonal) 570 30' ( zwischen gegenüberliegenden Seiten ) fF=-1,935 fB=2,703 ß=0,825 ß1=-0,641 ß2=1,286 Darin bezeichnen r1 bis r7 die Krümmungsradien der Oberflächen der entsprechenden Linsen, d1 bis d6 die Dicken der Linsen bzw. Zwischenräume zwischen den Linsen, n1 bis n4 die Brecliingsindices der Linsen, #1 bis #4 die Abbe-Zahlen der entsprechenden Linsen, f die Gesamtbrenn weite der Linsensystems als Ganzes, fF die Gesamtbrennweite der Frontlindengruppe, fB die Gesamtbrennweite der Hinterlinsengruppe, ß die Vergrößerung der Hinterlinsengruppe, ß1 die Vergrößerung der ersten Linsengruppe und ß2 die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe hinten.
Bei dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Ausf-ührungsbeispiel 2 ist eine zerstreuende Frontlinsengruppe, ein Prisma und eine sammelnde Hinterlinsengruppe vorgesehen. Die zerstreuende Frontlinsengruppe enthält ein erstes Linsenglied L1 und die sammelnde Hinterlinsengruppe besteht aus einem zweiten Linsenglied L2, einem dritten Linsenglied L3 und einem vierten Linsenglied L4. Die sammelnde Hinterlinsengruppe ist in zwei Untergruppen geteilt, d.
h. eine erste Linsengruppe, welche die das zweite Linsenglied L2 und das dritte Linsenglied L3 und eine zweite Linsengruppe, welche das vierte Linsenglied L4 enthält, wobei das Linsensystem nach dem Ausführungsbeispiel 2 so ausgebildet ist, daß es durch Veränderung des Luftspaltes dg zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppe fokussiert wird. Die numerischen Werte der Luftspalte d4 und dg ergeben sich, wenn der Luftspalt dg verändert wird, wie folgt d4 dg bei oo 1,33 1,5 bei 5 mm Entfernung o,7 2,13 Wie schon erwähnt, kann das Endoskopobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive erfindungsgemäß fokussiert werden ohne Vorschub des Linsensystems als Ganzem, d.h. unter Festhalten der Frontlinse. Daher kann die Frontlinse auch als Deckglas zum wasserdichten Abschluß dienen. Mit der vorliegenden Erfindung wird also ein Endoskopobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive angegeben, das kleine Ausmaße besitzt und günstig fokussiert werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Endoskopobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive mit einer zerstreuenden Frontlinsengruppe und einer sammelnden Hinterlinsengruppe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t r daß die Hinterlinsengruppe aus einer ersten Linsengruppe und einer zweiten Linsengruppe besteht und zur Fokussierung des Objektivs durch Veränderung des Luftspaltes zwischen der ersten und der zweiten Linsengruppemindestens eine von diesen verschieblich angeordnet ist.

2. Endoskopobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es der folgenden Bedingung genügt + ß2 > 1 + ß worin B die Vergrößerung der hinteren Linsengruppe, B1 die Vergrößerung der ersten Linsengruppe und 82 die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe in der hinteren Linsengruppe bedeutet.

3. Endoskopobjektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zerstreuende Frontlinsengruppe aus einem ersten negativen Linsenglied (L1), die hintere Linsengruppe aus einem zweiten positiven Linsenglied (L2), einem dritten positiven Linsenglied (L3) und einem vierten positiven Kittglied (L4) besteht, wobei zur Fokussierung das dritte und vierte Linsenglied verschieblich sind und das Objektiv die aus der nachfolgenden Tabelle 1 ersichtlichen numerischen Werte aufweist Tabelle 1 r1=6,888 d1=o,7 n1 = 1,51633 91=64,1 r2=1,446 d2 (variabel) r3=-7,o22 d3=1,2 n2=1,69680 #2=55,7 r4=-3,565 d4 (variabel) r5=19,657 d5=1,2 n3=1,69680 #3=55,7 r6=-5,829 d6=o,2 r7=7,783 d7=2 n4=1,69680 #4=55,7 r8=-2,831 d8=o,7 n5=1,78472 J5=25,7 r9=43,3 f= 2,493, FNO=3,0 2# = 700 ( diagonal ) 48030' ( zwischen gegenüberliegenden Seiten ) F= = -1,651, fB=3,305 ß=-o,673, 81=6,896, ß2=-o,o98 Darin bezeichnen r1 bis r7 die Krümmungsradien der Oberflächen der entsprechenden Linsen, d1 bis d6 die Dicken der Linsen bzw. Zwischenräume zwischen den Linsen, n1 bis n4 die Brechungsindices der Linsen, #1 bis #4 die Abbe-Zahlen der entsprechenden Linsen,f die Gesamtbrennweite des Linsensystems als Ganzes,fF die Gesamtbrennweite der Frontlinsengruppe, fB die Gesamtbrennweite der Hinterlinsengruppe, ß die Vergrößerung der Hinterlinsengruppe,ß1 die Vergrößerung der n ersten Linsengruppe und ß2 die Vergrößerung der zweiten Lisengruppe hinten.

4. Endoskopobjektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Linsenglied in der Hinterlinsengruppe anstelle des dritten und vierten Linsengliedes zur Fokussierung verschieblich angeordnet ist.

5. Endoskopobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv zwischen der zerstreuenden Frontlinsengruppe und der Hinterlinsengruppe ein Prisma (P) enthält, wobei die zerstreuende Frontlinsengruppe aus einem ersten negativen Linsenglied (L1) und die sammelnde Hinterlinsengruppe aus einem zweiten positiven Linsenglied (L2), einem dritten positiven Kittglied (L3) und einem vierten negativen Linsenglied (L4) besteht und das zweite und das dritte Linsenglied zur Fokussierung des Objektivs verschieblich angeordnet sind und das Objektiv die in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführten numerischen Werte aufweist Tabelle 2 r1=# d1=0,6 n1=1,51633 #1=64,1 r2=1,921 d2=o,9 r3=# d3=6,9 n2=1,80610 #2=40,8(Prisma) r4= °° d4 (variabel) r5=-49,257 d5=1,0 n3=1,69680 #3=55,7 r6=-5,o2 d6=0,2 r7=4,254 d7=1,6 n4=1,62041 #4=60,3 r8=-3,883 d8=0,5 n5=1,84666 #5=23,9 r9=-7,972 d9(variabel) r10=-3,885 d10=0,5 n6=1,84666 #6=23,9 r11=-6,706 f=2,178, FNO =3,0, 2 # = 85028' (diagonal) 570 30' ( zwischen gegenüberliegenden Seiten fF=-1,935 fB=2,703 ß=0,825 ß1=-0,641 ß2=1,286 Darin bezeichnen r1 bis r7 die Krümmungsradien der Oberflächen der entsprechenden Linsen, d1 bis d6 die Dicken der Linsen bzw. Zwischenräume zwischen den Linsen, nl bis n4 die Brechungsindices der Linsen, bis #4 die Abbe-Zahlen der entsprechenden Linsen,f die Gesamtbrenn weite der Linsensystems als Ganzes, fF die Gesamtbrennweite der Frontlindengruppe, fB die Gesamtbrennweite der Hinterlinsengruppe, ß die Vergrößerung der Hinterlinsengruppe, ß1 die Vergrößerung der Linsengruppe und ß2 die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe