DE3600573C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Endoskopobjektiv gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bis 4.
Als übliche Endoskopobjektive sind beispielsweise Endoskopobjektive
vom Typ umgekehrter Teleobjektive wie in Fig. 1
gezeigt, bekannt, wie sie beispielsweise in der
DE-OS 25 53 395 beschrieben sind. Dieses bekannte
Endoskopobjektiv enthält eine Linsengruppe I mit
negativer Brechkraft und eine Linsengruppe II mit positiver
Brechkraft, die an der Gegenstandsseite bzw. Bildseite mit
einer Blende S dazwischen angeordnet sind. Dieses bekannte
Objektiv ist so ausgebildet, daß ein großer Bildwinkel durch
starke Brechung des Hauptstrahls P mittels der Linsengruppe
I, die vor der Blende angeordnet ist und negative Brechkraft
besitzt, erreicht wird, und weiterhin ist vorgesehen, daß
die hinter der Blende S angeordnete Linsengruppe II mit
positiver Brechkraft so wirkt, daß der Hauptstrahl P, der
auf die Bildfläche auftrifft, parallel zur optischen Achse
gemacht wird und in diesem Zustand in den Bildleiter G eintritt.
Indem der Hauptstrahl P rechtwinklig auf die Endfläche
des Bildleiters G, wie zuvor beschrieben auftreten gelassen
wird, ist es möglich, den Lichtverlust im Bildleiter G zu
verringern. Darüber hinaus sollte, wenn dieses bekannte
Objektiv bei einem starren Endoskop mit Relaislinsen verwendet
wird, der Hauptstrahl P senkrecht zur Bildfläche
0′ gemacht werden, wie in Fig. 2 gezeigt, um den Verlust
von Licht in den Relaislinsen zu vermeiden.
Wie damit dargelegt, erfüllt das Endoskopobjektiv vom Typ
umgekehrter Teleobjektive zwei Erfordernisse für ein Endoskopobjektiv,
d. h. den Bildwinkel zu groß zu machen und
den Hauptstrahl, der auf die Bildfläche auftrifft, senkrecht
zur Bildfläche zu halten.
Das aus der DE-OS 25 53 395 bekannte Endoskopobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive
hat jedoch noch einen Nachteil, der darin besteht,
daß die negative Verzeichnung beträchtlich ist.
Um diese negative Verzeichnung zu korrigieren, ist vorgeschlagen
worden, eine asphärische Linsenfläche im Objektiv
zu verwenden. Beispielsweise sind bei den aus der japanischen Offenlegungsschrift
1 73 810/82 bekannten Endoskopobjektiven, die
Verzeichnung und andere Aberrationen mittels einer asphärischen Linsenfläche verhältnismäßig
gut korrigiert. Trotz der Tatsache, daß das bekannte Endoskopobjektiv
den kleinen Bildwinkel (2ω) von 56° besitzt,
ist die Verzeichnung nicht ausreichend korrigiert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Endoskopobjektiv
anzugeben, das bei großem Bildfeld bezüglich der
Verzeichnung gut korrigiert ist und darüber hinaus auch
bezüglich der Bildfeldkrümmung gut korrigiert ist.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die in den Ansprüchen
1-4 gekennzeichneten Merkmale.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 und 2 Schnittansichten bekannter Endoskopobjektive
Fig. 3 und 4 Schnittbilder von asphärischen Linsenflächen,
die bei dem erfindungsgemäßen Endoskopobjektiv
Verwendung finden
Fig. 5 eine graphische Darstellung bezüglich der
Verzeichnung
Fig. 6 und 7 Schnittbilder anderer asphärischer Linsenflächen,
die bei dem erfindungsgemäßen Endoskopobjektiv
Verwendung finden können
Fig. 8 eine graphische Darstellung, die die Bildfeldkrümmung
eines Objektivs erläutert,
bei dem eine asphärische Linsenfläche nur
an einer Seite der Blende, d. h. an der
Vor- oder Rückseite verwendet ist
Fig. 9 ein Koordinatensystem zur Erläuterung der
Formel, die die asphärische Linsenfläche
darstellt
Fig. 10 bis 23 Schnittbilder der erfindungsgemäßen Endoskopobjektive
1 bis 14
Fig. 24 bis 37 Korrekturkurven der erfindungsgemäßen Objektive
1 bis 14.
Das erfindungsgemäße Endoskopobjektiv hat beispielsweise
den in Fig. 10 gezeigten und im später beschriebenen Endoskopobjektiv
1 verwendeten Aufbau, d. h. es enthält eine
Linsengruppe I (Frontlinsengruppe) mit negativer Brechkraft
und eine Linsengruppe II (hintere Linsengruppe) mit positiver
Brechkraft und eine Blende S zwischen diesen beiden Linsengruppen
und in der Nähe des vorderen Brennpunktes der Linsengruppe
II. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Endoskopobjektiv
so ausgebildet, daß zumindest eine der die Frontlinsengruppe
I bildenden Linsenglieder an der gegenstandsseitigen
Fläche asphärisch ausgebildet ist mit Bereichen,
in denen die Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der
optischen Achse stärker wird, wie bei dem in Fig. 10 gezeigten
Endoskopobjektiv 1 und/oder daß zumindest eines der
die Frontlinsengruppe I bildenden Linsenglieder so ausgebildet
ist, daß mindestens die bildseitige Fläche asphärisch
ausgebildet ist mit Bereichen, in denen die Krümmung zunehmend
mit dem Abstand von der optischen Achse schwächer wird,
wie beim Endoskopobjektiv 6 in Fig. 15 gezeigt, und darüber
hinaus ist das erfindungsgemäße Endoskopobjektiv weiter
so ausgebildet, daß zumindest eines der die hintere Linsengruppe
II bildenden Linsenglieder an mindestens einer gegenstandsseitigen
Linsenfläche asphärisch ausgebildet ist mit
Bereichen, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von
der optischen Achse schwächer wird, wie beim Endoskopobjektiv
6 in Fig. 15 und/oder zumindest eines der die hintere Linsengruppe
II bildenden Linsenglieder ist so ausgebildet, daß
mindestens die bildseitige Fläche asphärisch ist,
mit Bereichen, in denen die Krümmung
zunehmend mit dem Abstand von der optischen Achse stärker
wird, wie das in Fig. 10 gezeigte Endoskopobjektiv 1 veranschaulicht.
Die asphärischen Flächen dieser Linsenglieder
sind symmetrisch in bezug auf die optische Achse, wie es
auch bei anderen Linsentypen der Fall ist.
Bei einem so ausgebildeten Objektiv ist es möglich, sowohl
Verzeichnung als auch Bildfeldkrümmung aus den nachstehend
näher erläuterten Gründen gut zu korrigieren.
Der Grund dafür warum das bekannte Endoskopobjektiv, das
den in Fig. 1 gezeigten Aufbau besitzt, beträchtliche negative
Verzeichnung hervorruft, liegt darin, daß wenn der Hauptstrahl
in umgekehrter Richtung von der Bildseite aufgezeichnet
wird, der Hauptstrahl durch die Frontlinsengruppe I
vor der Blende und die hintere Linsengruppe II hinter der
Blende S so gebrochen wird, daß der Bildwinkel mit zunehmender
Bildhöhe wächst. Daher ist es möglich, die beträchtliche
negative Verzeichnung zu korrigieren, wenn das Objektiv
mit einer asphärischen Linsenfläche versehen ist, die Bereiche
besitzt, in denen die Brechkraft für den Hauptstrahl mit
zunehmendem Abstand von der optischen Achse schwächer wird.
Aus diesem Grunde kann die Anordnung so getroffen werden,
daß die gegenseitige Fläche eines der die Frontlinsengruppe
I bildenden Linsenglieder vor der Blende S Bereiche
hat, in denen die Krümmung zunehmend mit dem Abstand von
der optischen Achse stärker wird wie in Fig. 10 gezeigt.
Andererseits kann die bildseitige Linsenfläche von einem der
die Frontlinsengruppe I bildenden Linsenglieder Bereiche
besitzen, in denen die Krümmung zunehmend mit der Entfernung
von der optischen Achse schwächer wird, wie in Fig. 15 gezeigt;
die gegenstandsseitige Fläche eines der die hintere
Linsengruppe II bildenden Linsenglieder hat Bereiche,
in denen die Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der
optischen Achse, wie in Fig. 15 gezeigt, schwächer wird
oder die bildseitige Fläche eines der die hintere Linsengruppe
II bildenden Linsenglieder hat Bereiche, in denen
die Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen
Achse stärker wird, wie in Fig. 10 gezeigt.
Die Linsenfläche mit Bereichen, deren Krümmung zunehmend mit
dem Abstand von der optischen Achse stärker wird, kann
asphärische Flächen mit den in Fig. 3 und 4 gezeigten
Formen enthalten.
"Krümmung" sollte dabei sowohl negatives als auch positives
Vorzeichen beinhalten. Konkret gesagt sollte die Krümmung
an einem willkürlichen Punkt einer Linsenfläche als
negativ betrachtet werden, wenn der Krümmungsradius
an der Gegenstandsseite
der Linsenfläche liegt, und als positiv, wenn dieser
Krümmungsmittelpunkt auf der Bildseite der Linsenfläche liegt.
Demgemäß ist die in Fig. 3 gezeigte asphärische Fläche
ein Beispiel mit einer wachsenden Krümmung einschließlich
des Vorzeichens zunehmend mit dem Abstand von der optischen
Achse (Ansteigen der negativen Krümmung
bei objektseitig konkaver Linsenfläche zu positiver Krümmung
bei objektseitig konvexer Linsenfläche),
während die in Fig. 4 gezeigte asphärische
Linsenfläche ein Beispiel ist, bei dem die Krümmung
steigt und dann zunehmend mit dem Abstand von der optischen
Achse schwächer wird.
Die in Fig. 4 gezeigte asphärische Linsenfläche ist deshalb
zur Korrektion von Verzeichnung geeignet, da die in Fig. 5
gezeigte Wellenform der Verzeichnungskurve praktisch kein
Problem hervorruft und der Randbereich der asphärischen
Linsenfläche in Fig. 4 hat keinen Einfluß auf die Korrektion
der Verzeichnung, da der Hauptstrahl nicht den Randbereich
durchläuft, durch den der untere Strahl läuft.
Die Fig. 6 und 7 zeigen jeweils andere Ausführungsbeispiele
von einer asphärischen Linsenfläche, die Bereiche besitzt,
deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der
optischen Achse schwächer wird und die an der bildseitigen
Fläche eines Linsenglieds verwendet werden können.
Wie insoweit dargelegt, ist die in der Linsengruppe I eines
erfindungsgemäßen Objektivs vorgesehene asphärische Linsenfläche
so ausgebildet, daß wenn sie gegenstandsseitig eines
Linsenglieds angeordnet ist, sie eine Linsenfläche darstellt,
deren Krümmung zumindest in Bereichen zunehmend stärker
wird, wie die in Fig. 3 und 4 gezeigten Linsenflächen zeigen,
und die, wenn sie bildseitig eines Linsenglieds verwendet
wird, so ausgebildet ist, daß sie eine Linsenfläche darstellt,
deren Krümmung zumindest in Bereichen zunehmend schwächer
wird, wie die in Fig. 6 und 7 gezeigten Linsenflächen veranschaulichen.
Andererseits ist die in der zweiten Linsengruppe II des
Endoskopobjektivs nach der Erfindung vorgesehene asphärische
Linsenfläche so ausgebildet, daß bei gegenstandsseitiger Anordnung
auf einem Linsenglied eine Linsenfläche mit zumindest
in Bereichen schwächer werdender Krümmung Verwendung findet,
wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, daß bei bildseitiger Anordnung
aber eine Linsenfläche mit zumindest in Bereichen stärker werdender
Krümmung, wie die in Fig. 3 und 4 dargestellten Linsenflächen
veranschaulichen, zur Anwendung gelangt.
Bei einem Objektiv mit einer solchen asphärischen Linsenfläche
ist es möglich, Verzeichnung gut zu korrigieren.
Im Falle, daß nur Verzeichnung zu korrigieren gewünscht
ist, reicht es aus, wenn eine der obenerwähnten asphärischen
Linsenflächen nur auf einer Seite der Blende vorgesehen ist.
In diesem Falle tritt jedoch ein Anschwellen der meridionalen
Bildfeldkrümmung bei mittleren Bildhöhen beträchtlicher
Größe auf, wie Fig. 8 zeigt, und infolgedessen nimmt die
Bildqualität bei mittleren Bildhöhen beträchtlich ab. Wenn
jedoch die obenerwähnten asphärischen Linsenflächen sowohl
in der Frontlinsengruppe I als auch in der hinteren Linsengruppe
II vorgesehen sind, ist es möglich, dieses Anwachsen
der meridionalen Bildfeldkrümmung, das von der in der Frontlinsengruppe
I angeordneten asphärischen Linsenfläche hervorgerufen
wird, zu korrigieren, d. h. das Minuszeichen ist
umgekehrt zu dem Vorzeichen der meridionalen Feldkrümmung,
die von der asphärischen Linsenfläche in der hinteren Linsengruppe
II, d. h. dem Pluszeichen hervorgerufen wird bzw.
die meridionale Bildfeldkrümmung, die von der Frontlinsengruppe
I hervorgerufen wird, wird durch die meridionale
Bildfeldkrümmung, die in der hinteren Linsengruppe II hervorgerufen
wird, aufgehoben.
Infolgedessen ermöglicht es die vorliegende Erfindung, ein
Endoskopobjektiv zu erhalten, bei dem sowohl die Verzeichnung auf
ein Minimum herabgesetzt ist, als auch die Bildfeldkrümmung
gut korrigiert ist.
Im folgenden sei die Form der asphärischen Linsenfläche, die
zur Korrektur der Verzeichnung benötigt wird, quantitativ
beschrieben.
Eine asphärische Fläche kann allgemein durch die folgende
Formel ausgedrückt werden:
darin bezeichnen
x und y die Koordinaten in einem Koordinatensystem, bei dem die optische Achse die x-Achse bildet, wobei die Bildrichtung positiv ist und die y-Achse ist senkrecht zur x-Achse im Schnittpunkt zwischen der asphärischen Fläche und der optischen Achse als Ursprung 0,
C den Kehrwert des Radius des Krümmungskreises der asphärischen Fläche.
P einen Parameter entsprechend der Form der asphärischen Fläche.
B, E, F, G, . . . die Koeffizienten der asphärischen Fläche der 2ten, 4ten, 6ten, 8ten, . . . Ordnung.
x und y die Koordinaten in einem Koordinatensystem, bei dem die optische Achse die x-Achse bildet, wobei die Bildrichtung positiv ist und die y-Achse ist senkrecht zur x-Achse im Schnittpunkt zwischen der asphärischen Fläche und der optischen Achse als Ursprung 0,
C den Kehrwert des Radius des Krümmungskreises der asphärischen Fläche.
P einen Parameter entsprechend der Form der asphärischen Fläche.
B, E, F, G, . . . die Koeffizienten der asphärischen Fläche der 2ten, 4ten, 6ten, 8ten, . . . Ordnung.
Wenn P = 1 und B, E, F, G, . . . Null sind, dann wird durch
die Formel (1) eine sphärische Fläche ausgedrückt.
Darüber hinaus sind die Seidelkoeffizienten wie folgt definiert
(Es sind die gleichen, die im Linsenentwicklungsprogramm
ACCOS-V verwendet werden).
Es gilt:
Für den Meridionalstrahl ( = 0):
Δ Y = (SA 3) ³ + (CMA 3) ² + {3(AST 3) + (PTZ 3)}²
+ (DIS 3) ³ + (SA 5) ⁵ + (CMA 5) ⁴ + (TOBSA)³ ²
+ (ELCMA)² ³ + {5(AST 5) + (PTZ 5)}⁴
+ (DIS 5) ⁵ + (SA 7) ⁷ (2)
+ (DIS 3) ³ + (SA 5) ⁵ + (CMA 5) ⁴ + (TOBSA)³ ²
+ (ELCMA)² ³ + {5(AST 5) + (PTZ 5)}⁴
+ (DIS 5) ⁵ + (SA 7) ⁷ (2)
Für den Sagittalstrahl ( = 0):
Δ Z = (SA 3) ³ + {(AST 3) + (PTZ 3)}² + (SA 5) ⁵
+ (SOBSA)² ² + {(AST 5) + (PTZ 5)}⁴ + (SA 7) ⁷ (3)
+ (SOBSA)² ² + {(AST 5) + (PTZ 5)}⁴ + (SA 7) ⁷ (3)
Die Formel (2) ist so gebildet, daß die Differenz zwischen
dem paraxialen Bildpunkt (Bildpunkt wenn keine Aberration
auftritt) der meridionalen Strahlen und dem tatsächlichen
Bildpunkt der meridionalen Strahlen durch Δ Y angegeben wird.
In der Formel (2) bezeichnet die Auftreffhöhe des paraxialen
Hauptstrahles auf der Bildfläche, normiert auf die maximale
Bildhöhe, die Auftreffhöhe des Randstrahles an der Pupillenfläche
bezogen auf den Pupillendurchmesser, SA 3, SA 5
und SA 7 die sphärischen Aberrationen der 3. 5. und 7. Ordnung,
CMA 3 und CMA 5 tangentiale Queraberration der 3. und
5. Ordnung, AST 3 und AST 5 Astigmatismus der 3. und 5. Ordnung,
PTZ 3 und PTZ 5 die Petzvalsummen der 3. und 5. Ordnung,
DIS 3 und DIS 5 die Verzeichnungen der 3. und 5. Ordnung,
TOBSA die tangentiale Aberration der Schrägstrahlung 5.
Ordnung, ELCMA elliptische Koma der 5. Ordnung und SOBSA
sagittale sphärische Aberration der Schrägstrahlung 5. Ordnung.
Bezüglich der Formel (3) sind die gleichen Bezeichnungen
wie in Formel (2) verwendet.
Wenn tatsächlich die Aberrationskoeffizienten berechnet
werden, wird die Höhe des Randstrahls H₀, der auf die erste
Linsenfläche des Objektivs auftrifft, wie noch näher ausgeführt
definiert, wobei die objektseitige Schnittweite (die Entfernung
vom Gegenstandspunkt zur ersten Fläche des Linsensystems)
durch OB, die numerische Apertur des Randstrahls durch NA
und die Brechzahl im Gegenstandsraum durch n₀ ausgedrückt
wird,
Die Aberrationskoeffizienten werden unter Verwendung dieser
Formel berechnet.
Das Anwachsen der meridionalen Bildfeldkrümmung, das auftritt,
wenn eine asphärische Fläche in einem Linsensystem
angeordnet ist, wird durch die Abweichung der asphärischen
Fläche von der sphärischen Fläche verursacht und ist
in der Tatsache begründet, daß das Verhältnis des Wertes
des Astigmatismuskoeffizienten A der dritten Ordnung zum
Astigmatismuskoeffizienten der 5. Ordnung in den Formeln
(2) und (3) der Seidel′schen Aberrationskoeffizienten, wie
oben angegeben, groß ist im Verhältnis zur sphärischen Fläche.
Daher sollte der von der asphärischen Fläche, die in
der Frontlinsengruppe I vorhanden ist, verursachte Astigmatismus
durch die asphärische Fläche in der hinteren
Linsengruppe II aufgehoben werden.
Für die Summen A F und A R der Astigmatismuskoeffizienten
ergeben sich folgende Formeln
wenn der Astigmatismuskoeffizient A, der durch die Abweichung
von der asphärischen Fläche, die die i-te Linsenfläche
in der Frontlinsengruppe von der sphärischen
Fläche mit A Fi bezeichnet wird und der Astigmatismuskoeffizient
der Abweichung der asphärischen Fläche,
die auf der j-ten Linsenfläche in der hinteren Linsengruppe
von der sphärischen Fläche durch A Rj bezeichnet wird.
Es ist notwendig, dafür zu sorgen, daß der Wert A FR entsprechend
der folgenden Formel
A FR = A F + A R (6)
nahe Null wird.
Andererseits ist es möglich, den Inhalt, der durch die Formel
(6) ausgedrückt ist, auch durch die folgenden anderen Formeln
auszudrücken
A F · A R < 0 (7)
|A F /A R | ≈ 1 (8)
|A F /A R | ≈ 1 (8)
Wenn die Werte A F , A R und A F /A R gemäß den Formeln (7) und
(8) bei dem in Fig. 10 beispielsweise gezeigten Objektiv
berechnet werden, ergibt sich folgendes:
A F = -0,01847A R = 0,0294A F /A R = -0,62823.
Wie sich aus den einzelnen beispielsweise angegebenen Objektiven
ergibt, ist es möglich, die Aberrationen zufriedenstellend
zu korrigieren, selbst wenn der Wert |A F /A R | nicht
genau 1 ist, soweit der Wert innerhalb des folgenden Rahmens
0,01 < |A F /A R | < 10 (9)
Mit anderen Worten bedeutet dies, daß wenn die Formen der
asphärischen Fläche so gewählt sind, daß sie den Formeln
(7) und (9) genügen, es möglich ist, ein Endoskopobjektiv
zu erhalten, bei dem Verzeichnung und Bildfeldkrümmung zufriedenstellend
korrigiert sind.
Der Astigmatismuskoeffizient A i der dritten Ordnung, der
durch die Abweichung der asphärischen Fläche auf der
i-ten Fläche hervorgerufen wird, wird durch folgende Formel
ausgedrückt
A i = 8h a ²h b ² · E(N i -N i +1) (10)
darin bezeichnen
h a und h b die Höhen des paraxialen Strahls und des paraxialen Hauptstrahls auf der i-ten Fläche,
E den Koeffizienten der asphärischen Fläche der vierten Ordnung auf der i-ten Fläche,
N i und N i +1 die Brechzahlen der Medien auf der Gegenstandsseite und der Bildseite der i-ten Fläche.
h a und h b die Höhen des paraxialen Strahls und des paraxialen Hauptstrahls auf der i-ten Fläche,
E den Koeffizienten der asphärischen Fläche der vierten Ordnung auf der i-ten Fläche,
N i und N i +1 die Brechzahlen der Medien auf der Gegenstandsseite und der Bildseite der i-ten Fläche.
Auch kann eine asphärische Fläche zwischen zwei Linsen
sein. In dem Falle, daß die Linse mit der niedrigeren Brechzahl
als Luftseite betrachtet wird, kann die Form der asphärischen
Fläche in der gleichen Weise wie oben beschrieben,
bestimmt werden, und es ist möglich, eine asphärische
Fläche zu bilden, die erfindungsgemäß zu dienen in der
Lage ist.
Im allgemeinen tritt Verzeichnung in großem Maße auf einer
Fläche dort auf, wo die Höhe des Hauptstrahls groß ist.
Daher ist es für die Korrektur von Verzeichnung vorteilhaft,
die asphärische Fläche auf einer Fläche vorzusehen,
auf der die Höhe des Hauptstrahls groß ist. Mit anderen
Worten ist es vorteilhaft, eine Fläche, die weit von der
Blende wegliegt, als asphärische Fläche auszubilden,
beispielsweise eine Fläche nahe der ersten, oder eine
Fläche nahe der letzten Linse.
Für die Herstellung einer asphärischen Fläche ist es
vorteilhaft, die Linse aus Glas oder Plastik, vom Standpunkt
der Kosten aus, vorzusehen. Insbesondere Linsen, die aus
Glas gegossen sind, sind vorteilhaft, weil sie im Vergleich
zu gegossenen Kunststofflinsen besser im chemischen Widerstand
usw. sind.
In den nachstehenden Tabellen sind die Daten erfindungsgemäßer
Objektive 1 bis 14 aufgeführt.
In den Tabellen bezeichnen:
r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsenflächen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
diesen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen
fdie Brennweite des Objektivs.
Bezüglich der Koeffizienten der asphärischen Fläche
sind diejenigen, die in der Tabelle nicht angegeben sind,
Null.
Die Endoskopobjektive 1, 2 und 3 haben den in Fig. 10, 11
bzw. 12 gezeigten Aufbau. Jedes dieser Objektive ist als
Objektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive aus einer Frontlinsengruppe
I, die ein meniskusförmiges negatives Linsenglied
enthält und einer hinteren Linsengruppe II zusammengesetzt,
die ein positives meniskusförmiges Linsenglied, ein
positives Linsenglied, ein positives Kittglied und ein positives
Linsenglied enthält. Dabei ist die gegenstandsseitige
Fläche des meniskusförmigen negativen Linsenglieds,
das vor der Blende angeordnet ist, als asphärische Fläche
ausgebildet und die bildseitige Fläche des positiven
Kittglieds (Objektive 1 und 3), das hinter der Blende angeordnet
ist oder die gegenstandsseitige Fläche des positiven
Linsenglieds (Objektiv 2), das hinter der Blende angeordnet
ist, ist auch als asphärische Fläche ausgebildet.
Um bei diesen Endoskopobjektiven Verzeichnung gut zu korrigieren,
ist es vorteilhaft, wenn die nachstehend näher erläuterte
Bedingung (13) erfüllt ist.
Bezüglich des negativen Linsenglieds, das vor der Blende
angeordnet ist, ist es vorteilhaft, die Anordnung so zu
treffen, daß es in eine Stellung nahe der Blende gelangt,
um die Höhe der Strahlen gering zu halten. Um in diesem
Fall den notwendigen Bildwinkel zu erhalten, sollte die
Brennweite f₁ dieses negativen Linsenglieds klein sein.
Daher ist es vorteilhaft, die Anordnung so zu treffen, daß
f₁ der folgenden Bedingung genügt:
|f₁| < 2,5 f (11)
Um die Höhe der Strahlen niedrig zu halten und das Objektiv kompakt
auszubilden, ist es vorteilhaft anzusehen, daß der Abstand
D von der Fläche auf der Bildseite des erwähnten negativen
Linsenglieds zur vordersten Fläche der hinteren
Linsengruppe II der folgenden Bedingung genügt:
D < 1,8 f (12)
Wenn der Bedingung (11) oder (12) nicht genügt ist, ist
es unmöglich, das Bildfeld groß zu machen oder der
Durchmesser des Endoskopobjektivs wird beträchtlich.
Wenn der Wert |f₁| entsprechend der Bedingung (11) eingehalten
wird, tritt beträchtliche Verzeichnung bei dem die Frontlinsengruppe
I bildenden negativen Linsenglied auf. Um diese
Verzeichnung mittels asphärischer Flächen zu korrigieren,
sollte die asphärische Fläche in der Frontlinsengruppe
I oder in der hinteren Linsengruppe II als asphärische
Fläche mit starker Brechkraft ausgebildet sein, und es
ist notwendig, die Anordnung so zu treffen, daß der Koeffizient
E der asphärischen Fläche der folgenden Bedingung
|E| < 0,007/f ³ (13)
genügt, wenn P = 1 und B = 0 sind.
Wenn der Bedingung (13) nicht genügt ist, ist es schwierig,
Verzeichnung zu korrigieren.
Um chromatische Queraberration, sphärische Aberration und
Koma zu unterdrücken, ist es vorteilhaft, die Anordnung
so zu treffen, daß die hintere Linsengruppe zumindest eine
negative Linse enthält. In den Objektiven 1, 2 und 3 ist
die bildseitige Linse in dem positiven Kittglied als negative
Linse ausgebildet.
Die Endoskopobjektive 4, 5 und 6 haben den in den Fig.
13, 14 bzw. 15 gezeigten Aufbau, wobei die Frontlinsengruppe
I ein negatives meniskusförmiges Linsenglied und die hintere
Linsengruppe II ein positives Linsenglied und ein positives
Kittglied enthält. Bei diesen Objektiven ist die gegenstandsseitige
Fläche des meniskusförmigen negativen Linsenglieds,
das die Frontlinsengruppe I bildet, als asphärische
Fläche ausgebildet und die gegenstandsseitige (Objektiv
6) oder die bildseitige Fläche (Objektive 4 und 5) des positiven
Kittglieds in der hinteren Linsengruppe II ist ebenfalls
als asphärische Fläche ausgebildet. Darüber hinaus ist
die hintere Linsengruppe II so gestaltet, daß sie zumindest
eine negative Linse (die Linse an der Bildseite des Kittglieds)
enthält, um dadurch chromatische Queraberration,
sphärische Aberration und Koma zu unterdrücken.
Bei den Endoskopobjektiven 4, 5 und 6 ist vorgesehen, daß
|f₁| groß ist im Verhältnis zu den Endoskopobjektiven 1,
2 und 3, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß |f₁|
der nachstehend aufgeführten Bedingung genügt:
|f₁| < 1,8 f (14)
Die Bedingung (14) dient dazu, die von dem negativen Linsenglied
in der Frontlinsengruppe I hervorgerufene Aberration
auf ein Minimum herabzusetzen, und es ist damit möglich,
die Zahl der das Objektiv bildenden Linsen klein zu halten.
Um den Bildwinkel des Objektivs groß zu halten, ist es,
wenn die Bedingung (14) erfüllt ist, notwendig, dafür zu
sorgen, daß der Abstand D zwischen der Frontlinsengruppe
I und der hinteren Linsengruppe II der folgenden Bedingung
genügt:
D < 1,5 f (15)
Wenn die Bedingung (15) nicht erfüllt wird, wird der Bildwinkel
klein, und das ist nachteilig für ein Endoskopobjektiv.
Weiterhin wird, da die Brechkraft der negativen Linse
schwach ist, die Petzval-Summe groß, und es ist unmöglich,
Bildfeldkrümmung zu korrigieren.
Um die Verzeichnung der Endoskopobjektive 4, 5 und 6 gut
zu korrigieren, ist es vorteilhaft, daß sowohl die asphärische
Fläche in der Frontlinsengruppe I als auch in
der hinteren Linsengruppe II der folgenden Bedingung genügt:
|E| < 0,001/f ³ (16)
Wenn die Bedingung (16) nicht erfüllt ist, bleibt negative
Verzeichnung unkorrigiert, und dies ist bei einem Endoskopobjektiv
nachteilig.
Das Endoskopobjektiv 7 hat den in Fig. 16 gezeigten Aufbau,
d. h. es enthält ein positives Kittglied aus zwei Linsen
und eine positive Linse, und die Blende ist an der Kittfläche
des Kittglieds vorgesehen. Daher wird sozusagen die
Linse vor der Kittfläche des Kittglieds zur Frontlinsengruppe
I und die Linse hinter der Kittfläche zur hinteren Linsengruppe
II.
Bei dem Endoskopobjektiv 7 sind die erste Fläche und
die gegenstandsseitige Fläche des positiven Linsenglieds
(die vierte Fläche) als asphärische Flächen ausgebildet.
Der Grund, warum die gegenstandsseitige Fläche
des positiven Linsenglieds als asphärische Fläche ausgebildet
ist, liegt darin, daß die Höhe des Hauptstrahls auf
dieser Fläche groß ist, und deshalb ist es einfach,
Verzeichnung und Bildfeldkrümmung durch die asphärische
Fläche zu beseitigen.
Um Verzeichnung zu beseitigen, ist es vorteilhaft, wenn die
asphärische Fläche in der hinteren Linsengruppe II der
folgenden Bedingung genügt:
|E| < 0,01/f ³ (17)
Wenn der Bedingung (17) nicht genügt ist, ist es unmöglich,
Verzeichnung und Bildfeldkrümmung zufriedenstellend zu beseitigen.
Die Objektive 8, 9 und 10 haben den in Fig. 17, 18 bzw. 19
gezeigten Aufbau, d. h. bei jedem dieser Objektive enthält
die Frontlinsengruppe I zwei negative Linsenglieder und
die hintere Linsengruppe II enthält zwei positive Linsenglieder,
ein positives Kittglied und ein positives Linsenglied.
Bei den Endoskopobjektiven 8, 9 und 10 sind die erste
Fläche und die gegenstandsseitige Fläche des positiven
Linsenglieds, das an der letzten Stelle angeordnet
ist, als asphärische Flächen ausgebildet. Dabei ist
es vorteilhaft, die Anordnung so zu treffen, daß die hintere
Linsengruppe II mindestens eine negative Linse enthält,
um chromatische Queraberration, sphärische Aberration und
Astigmatismus zu korrigieren. Bei diesen Objektiven ist
die bildseitige Linse im Kittglied als negative Linse ausgebildet.
Da bei den Endoskopobjektiven 8, 9 und 10 die Frontlinsengruppe
I vor der Blende zwei negative Linsenglieder enthält,
ist es möglich, das Bildfeld größer als bei den Endoskopobjektiven
1, 2 und 3 zu machen. Eine Besonderheit der Endoskopobjektive
8, 9 und 10 ist dabei, daß Verzeichnung
und Koma gering sind. Bei diesen Objektiven sind die Strahlhöhen
hoch, und das Objektiv insgesamt groß, wenn nicht
die Frontlinsengruppe I so ausgebildet wird, daß sie starke
Brechkraft besitzt und nahe der Blende angeordnet ist. Daher
ist es vorteilhaft, wenn die Brennweite f F der Frontlinsengruppe
I der folgenden Bedingung genügt:
|f F | < 1,8 f (18)
Wenn der Bedingung (18) nicht genügt, ist, werden die Durchmesser
der Linsen groß, oder das Bildfeld wird klein,
und dies ist unvorteilhaft.
Darüber hinaus sollten die in der Frontlinsengruppe I und
in der hinteren Linsengruppe II vorgesehenen asphärischen
Flächen der folgenden Bedingung genügen:
|E| < 0,001/f (19)
Wenn der Bedingung (19) nicht genügt ist, wird die Korrektur
der Verzeichnung ungenügend, und es verbleibt negative Verzeichnung.
Die Endoskopobjektive 11, 12, 13 und 14 haben jeweils den
in den Fig. 20, 21, 22 bzw. 23 gezeigten Aufbau. Dabei enthält
jedes dieser Objektive zwei positive Kittglieder, welche
jeweils vor und hinter der Blende angeordnet sind, ein negatives
Linsenglied in der vordersten Stellung und ein Linsenglied
in der hintersten Stellung.
Zumindest eines der beiden Kittglieder, die vor und hinter
der Blende zugeordnet sind, sollte eine negative Linse enthalten,
um sphärische Aberration zu korrigieren.
Bezüglich des an der hintersten Stellung angeordneten Linsenglieds
ist es vorteilhaft, die negative Brechkraft so stark
wie möglich zu machen, da es dann möglich ist, Verzeichnung
zu beseitigen. Wenn jedoch die negative Brechkraft zu groß
ist, wird der Winkel des Hauptstrahls in bezug auf die optische
Achse groß, und infolgedessen nimmt die Beleuchtungsstärke
im Randbereich ab. Daher wird vorteilhaft die Brennweite
f₄ des in der hintersten Stellung angeordneten Linsenglieds
im Rahmen der folgenden Bedingung gehalten:
f₄ < 0, und f₄ < 5 f (20)
f₄ < 0, und |f₄| < 3 f (21)
Wenn der Bedingung (20) nicht genügt ist, verbleibt große
negative Verzeichnung. Wenn die Bedingung (21) nicht erfüllt
ist, wird der Winkel des Hauptstrahls in bezug auf die
optische Achse groß, und infolgedessen wird die Beleuchtungsstärke
im Randbereich unzureichend.
Um Verzeichnung gut zu korrigieren, ist es vorteilhaft,
die Anordnung so zu treffen, daß zumindest eine der in der
Frontlinsengruppe I und der hinteren Linsengruppe II angeordneten
asphärischen Flächen der folgenden Bedingung genügt:
|E| < 0,001/f ³ (22)
Wenn die Bedingung (22) nicht erfüllt wird, verbleibt starke
negative Verzeichnung.
Um die Aberrationen noch besser zu korrigieren, ist es vorteilhaft,
auch der folgenden Bedingung zu genügen:
|E B /E F | < 2 (23)
darin bezeichnen
B F den asphärischen Flächenkoeffizient 4ter Ordnung der asphärischen Fläche in der Frontlinsengruppe I und E B den asphärischen Flächenkoeffizient 4ter Ordnung der asphärischen Fläche in der hinteren Linsengruppe II.
B F den asphärischen Flächenkoeffizient 4ter Ordnung der asphärischen Fläche in der Frontlinsengruppe I und E B den asphärischen Flächenkoeffizient 4ter Ordnung der asphärischen Fläche in der hinteren Linsengruppe II.
Wenn der Bedingung (23) nicht genügt ist, verbleibt meridionale
Bildfeldkrümmung unterkorrigiert.
Wie es sich aus Vorstehendem im einzelnen und anhand der beschriebenen
Objektive ergibt, liefert die vorliegende Erfindung
ein Endoskopobjektiv mit asphärischen Linsenflächen
sowohl in der Frontlinsengruppe als auch in der hinteren Linsengruppe,
bei dem bei großem Bildwinkel sowohl Verzeichnung
als auch Bildfeldkrümmung gut korrigiert sind und das gleichzeitig
einen kompakten Aufbau aufweist.
Claims (43)
1. Endoskopobjektiv, enthaltend eine Frontlinsengruppe,
eine hintere Linsengruppe, eine Blende zwischen Frontlinsengruppe
und hinterer Linsengruppe und mindestens eine
asphärische Linsenfläche, in der Frontlinsengruppe oder in der
hinteren Linsengruppe,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Frontlinsengruppe zumindest ein Linsenglied aufweist, dessen gegenstandsseitige Fläche asphärisch ausgebildet ist, wobei diese Abschnitte besitzt, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen Achse stärker wird,
- - daß die hintere Linsengruppe zumindest ein Linsenglied enthält, dessen gegenstandsseitige Fläche asphärisch ausgebildet ist und Abschnitte aufweist, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen Achse schwächer wird,
- - und daß folgende Bedingungen erfüllt sind
A F · A R < 0
0,01 < |A F /A R | < 10,
worin A F die Summe der Koeffizienten des Astigmatismus der
asphärischen Flächen in der Frontlinsengruppe und A R die
Summe der Koeffizienten des Astigmatismus der asphärischen
Flächen in der hinteren Linsengruppe bezeichnen.
2. Endoskopobjektiv, enthaltend eine Frontlinsengruppe,
eine hintere Linsengruppe, eine Blende zwischen Frontlinsengruppe
und hinterer Linsengruppe und mindestens eine
asphärische Linsenfläche, in der Frontlinsengruppe oder in der
hinteren Linsengruppe,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Frontlinsengruppe zumindest ein Linsenglied aufweist, dessen gegenstandsseitige Fläche asphärisch ausgebildet ist, wobei diese Abschnitte besitzt, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen Achse stärker wird,
- - daß die hintere Linsengruppe zumindest ein Linsenglied enthält, dessen bildseitige Fläche asphärisch ausgebildet ist und Abschnitte aufweist, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen Achse stärker wird,
- - und daß folgende Bedingungen erfüllt sind
A F · A R < 0
0,01 < |A F /A R | < 10,
worin A F die Summe der Koeffizienten des Astigmatismus der
asphärischen Flächen in der Frontlinsengruppe und A R die
Summe der Koeffizienten des Astigmatismus der asphärischen
Flächen in der hinteren Linsengruppe bezeichnen.
3. Endoskopobjektiv, enthaltend eine Frontlinsengruppe,
eine hintere Linsengruppe, eine Blende zwischen Frontlinsengruppe
und hinterer Linsengruppe und mindestens eine
asphärische Linsenfläche, in der Frontlinsengruppe oder in der
hinteren Linsengruppe,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Frontlinsengruppe zumindest ein Linsenglied aufweist, dessen bildseitige Fläche asphärisch ausgebildet ist, wobei diese Abschnitte besitzt, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen Achse schwächer wird,
- - daß die hintere Linsengruppe zumindest ein Linsenglied enthält, dessen bildseitige Fläche asphärisch ausgebildet ist und Abschnitte aufweist, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen Achse stärker wird,
- - und daß folgende Bedingungen erfüllt sind
A F · A R < 0
0,01 < |A F /A R | < 10,
worin A F die Summe der Koeffizienten des Astigmatismus der
asphärischen Flächen in der Frontlinsengruppe und A R die
Summe der Koeffizienten des Astigmatismus der asphärischen
Flächen in der hinteren Linsengruppe bezeichnen.
4. Endoskopobjektiv, enthaltend eine Frontlinsengruppe,
eine hintere Linsengruppe, eine Blende zwischen Frontlinsengruppe
und hinterer Linsengruppe und mindestens eine
asphärische Linsenfläche, in der Frontlinsengruppe oder in der
hinteren Linsengruppe,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Frontlinsengruppe zumindest ein Linsenglied aufweist, dessen bildseitige Fläche asphärisch ausgebildet ist, wobei diese Abschnitte besitzt, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen Achse schwächer wird,
- - daß die hintere Linsengruppe zumindest ein Linsenglied enthält, dessen gegenstandsseitige Fläche asphärisch ausgebildet ist und Abschnitte aufweist, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen Achse schwächer wird,
- - und daß folgende Bedingungen erfüllt sind
A F · A R < 0
0,01 < |A F /A R | < 10,
worin A F die Summe der Koeffizienten des Astigmatismus der
asphärischen Flächen in der Frontlinsengruppe und A R die
Summe der Koeffizienten des Astigmatismus der asphärischen
Flächen in der hinteren Linsengruppe bezeichnen.
5. Endoskopobjektiv nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Frontlinsengruppe ein gegenstandsseitig
konvexes negatives meniskusförmiges Linsenglied und die
hintere Linsengruppe ein bildseitig konvexes positives meniskusförmiges
Linsenglied, ein positives Linsenglied und ein
positives Kittglied und ein positives Linsenglied enthält,
wobei jeweils die asphärischen Linsenflächen durch die folgende
Formel dargestellt sind
in der die x-Achse als optische Achse und eine dazu senkrechte
Linie durch den Schnittpunkt zwischen der
asphärischen Fläche und der optischen Achse als
y-Achse bezeichnet sind, worin C den Kehrwert des Krümmungsradius
der sphärischen Fläche bezeichnet, die
die asphärische Fläche an der optischen Achse tangiert,
P einen Parameter entsprechend der Form der
asphärischen Fläche und B, E, F, G, . . . Koeffizienten
der 2ten, 4ten, 6ten, 8ten Ordnung bezeichnen und
für E gilt:|E| < 0,007/f ³worin f die Brennweite des Endoskopobjektivs bezeichnet.
6. Endoskopobjektiv nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
die zusätzliche Erfüllung der folgenden Bedingungen:
|f₁| < 2,5 f
D < 1,8 fworin f₁ die Brennweite der Frontlinsengruppe und D den Abstand zwischen der hintersten Linsenfläche der Frontlinsengruppe und der vordersten Linsenfläche der hinteren Linsengruppe bezeichnet.
D < 1,8 fworin f₁ die Brennweite der Frontlinsengruppe und D den Abstand zwischen der hintersten Linsenfläche der Frontlinsengruppe und der vordersten Linsenfläche der hinteren Linsengruppe bezeichnet.
7. Endoskopobjektiv nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenstandsseitige Linsenfläche des negativen meniskusförmigen
Linsenglieds, das die Frontlinsengruppe bildet,
als asphärische Linsenfläche ausgebildet ist, die Bereiche
besitzt, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der
optischen Achse stärker wird.
8. Endoskopobjektiv nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die hintere Linsengruppe ein bildseitig konvexes positives
meniskusförmiges Linsenglied, ein positives Linsenglied,
ein positives Kittglied und ein positives Linsenglied
aufweist, und daß die bildseitige Fläche des positiven
Kittglieds als asphärische Fläche ausgebildet ist mit
Bereichen, in denen die Krümmung zunehmend mit dem Abstand
von der optischen Achse stärker wird.
9. Endoskopobjektiv nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die hintere Linsengruppe ein bildseitig konvexes
meniskusförmiges positives Linsenglied, ein positives
Linsenglied und ein positives Kittglied und ein positives
Linsenglied enthält und die gegenstandsseitige Linsenfläche
des an der hintersten Stelle in der hinteren Linsengruppe
angeordneten positiven Linsenglieds als asphärische
Fläche ausgebildet ist mit Bereichen, deren Krümmung zunehmend
mit dem Abstand von der optischen Achse schwächer wird.
10. Endoskopobjektiv nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Frontlinsengruppe ein gegenstandsseitig
konvexes meniskusförmiges negatives Linsenglied und die
hintere Linsengruppe ein positives Linsenglied und ein Kittglied
aus zwei Linsen aufweist, wobei die asphärischen Linsenflächen
jeweils durch die nachstehend angegebene Formel
ausgedrückt wird:
in der die x-Achse als optische Achse und eine dazu senkrechte
Linie durch den Schnittpunkt zwischen der
asphärischen Fläche und der optischen Achse als
y-Achse bezeichnet sind, worin C den Kehrwert des Krümmungsradius
der sphärischen Fläche bezeichnet, die
die asphärische Fläche an der optischen Achse tangiert,
P einen Parameter entsprechend der Form der
asphärischen Fläche und B, E, F, G, . . . Koeffizienten
der 2ten, 4ten, 6ten, 8ten, . . . Ordnung bezeichnen
und für E gilt:|E| < 0,001/f ³worin f die Brennweite des Endoskopobjektivs bezeichnet.
11. Endoskopobjektiv nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch
die zusätzliche Erfüllung der folgenden Bedingungen:
|f₁| < 1,8 f
D < 1,5 fworin f₁ die Brennweite der Frontlinsengruppe und D den Abstand zwischen der hintersten Fläche der Frontlinsengruppe und der vordersten Fläche der hinteren Linsengruppe bezeichnet.
D < 1,5 fworin f₁ die Brennweite der Frontlinsengruppe und D den Abstand zwischen der hintersten Fläche der Frontlinsengruppe und der vordersten Fläche der hinteren Linsengruppe bezeichnet.
12. Endoskopobjektiv nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenstandsseitige Fläche des die Frontlinsengruppe
bildenden negativen meniskusförmigen Linsenglieds
als asphärische Fläche ausgebildet ist mit Abschnitten, deren Krümmung
zunehmend mit dem Abstand von der optischen Achse stärker
wird.
13. Endoskopobjektiv nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die bildseitige Fläche des positiven Kittglieds
in der hinteren Linsengruppe als asphärische Fläche
ausgebildet ist mit Bereichen, deren Krümmung zunehmend mit
der Entfernung von der optischen Achse stärker wird.
14. Endoskopobjektiv nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenstandsseitige Fläche des positiven
Kittglieds in der hinteren Linsengruppe als asphärische
Fläche ausgebildet ist mit Abschnitten, deren Krümmung zunehmend mit
dem Abstand von der optischen Achse schwächer wird.
15. Endoskopobjektiv nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 dadurch
gekennzeichnet, daß die Frontlinsengruppe eine planparallele
transparente Platte mit einer asphärischen Fläche auf
der Gegenstandsseite enthält und die hintere Linsengruppe
ein positives Kittglied an der Bildseite der planparallelen
transparenten Platte, ein positives Linsenglied mit einer
asphärischen Fläche an der Gegenstandsseite aufweist,
wobei die asphärischen Flächen durch die folgende Formel
dargestellt sind
in der die x-Achse als optische Achse und eine dazu senkrechte
Linie durch den Schnittpunkt zwischen der
asphärischen Fläche und der optischen Achse als
y-Achse bezeichnet sind, worin C den Kehrwert des Krümmungsradius
der sphärischen Fläche bezeichnet, die
die asphärische Fläche an der optischen Achse tangiert,
P einen Parameter entsprechend der Form der
asphärischen Fläche und B, E, F, G, . . . Koeffizienten
der 2ten, 4ten, 6ten, 8ten, . . . Ordnung bezeichnen
und für E gilt:|E| < 0,01/f ³worin f die Brennweite des Endoskopobjektivs bezeichnet.
16. Endoskopobjektiv nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Frontlinsengruppe zwei bildseitig konkave
negative Linsenglieder enthält und die hintere Linsengruppe
ein positives Linsenglied, ein positives Linsenglied, ein
positives Kittglied aus zwei Linsen und ein gegenstandsseitig
konvexes positives Linsenglied aufweist, wobei jeweils die
asphärischen Flächen durch die folgende Formel dargestellt
sind
in der die x-Achse als optische Achse und eine dazu senkrechte
Linie durch den Schnittpunkt zwischen der
asphärischen Fläche und der optischen Achse als
y-Achse bezeichnet sind, worin C den Kehrwert des Krümmungsradius
der sphärischen Fläche bezeichnet, die
die asphärische Fläche an der optischen Achse tangiert,
P einen Parameter entsprechend der Form der
asphärischen Fläche und B, E, F, G, . . . Koeffizienten
der 2ten, 4ten, 6ten, 8ten, . . . Ordnung bezeichnen
und für E gilt:|E| < 0,001/f ³
|f F | < 1,8 fworin f die Brennweite des Endoskopobjektivs und f F die Brennweite der Frontlinsengruppe bezeichnen.
|f F | < 1,8 fworin f die Brennweite des Endoskopobjektivs und f F die Brennweite der Frontlinsengruppe bezeichnen.
17. Endoskopobjektiv nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die hintere Linsengruppe ein positives Linsenglied,
ein gegenstandsseitig konkaves meniskusförmiges positives
Linsenglied, ein positives Kittglied und ein positives Linsenglied
enthält und die gegenstandsseitige Fläche des
an der hintersten Stelle in der hinteren Linsengruppe angeordneten
positiven Linsenglieds als asphärische Fläche
ausgebildet ist, die Bereiche besitzt, deren Krümmung zunehmend
mit dem Abstand von der optischen Achse schwächer
wird.
18. Endoskopobjektiv nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Fläche der Frontlinsengruppe als
asphärische Fläche ausgebildet ist, die Bereiche besitzt,
deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen
Achse stärker wird.
19. Endoskopobjektiv nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die bildseitige Fläche des an der Gegenstandsseite
in der Frontlinsengruppe angeordneten meniskusförmigen
negativen Linsenglieds als asphärische Fläche ausgebildet
ist, die Bereiche besitzt, in denen die Krümmung zunehmend
mit dem Abstand von der optischen Achse schwächer wird.
20. Endoskopobjektiv nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Frontlinsengruppe ein bildseitig konkaves
negatives Linsenglied und ein positives Kippglied enthält
und die hintere Linsengruppe ein positives Kittglied und
ein bildseitig konvexes meniskusförmiges Linsenglied aufweist,
wobei jeweils die asphärischen Flächen durch
die folgende Formel dargestellt sind
in der die x-Achse als optische Achse und eine dazu senkrechte
Linie durch den Schnittpunkt zwischen der
asphärischen Fläche und der optischen Achse als
y-Achse bezeichnet sind, worin C den Kehrwert des Krümmungsradius
der sphärischen Fläche bezeichnet, die
die asphärische Fläche an der optischen Achse tangiert,
P einen Parameter entsprechend der Form der
asphärischen Fläche und B, E, F, G, . . . Koeffizienten
der 2ten, 4ten, 6ten, 8ten, . . . Ordnung bezeichnen
und für E gilt:|E| < 0,001/f ³wobei f die Brennweite des Endoskopobjektivs bezeichnet.
21. Endoskopobjektiv nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenstandsseitige Fläche des negativen
meniskusförmigen Linsenglieds in der Frontlinsengruppe und
die bildseitige Fläche des meniskusförmigen Linsenglieds
in der hinteren Linsengruppe als asphärische Flächen
ausgebildet sind, die jeweils Bereiche aufweisen, in denen
die Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen
Achse stärker wird.
22. Endoskopobjektiv nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch
die Erfüllung der folgenden weiteren Bedingung
f₄ < 5 fworin f₄ die Brennweite des meniskusförmigen Linsenglieds
in der hinteren Linsengruppe bezeichnet.
23. Endoskopobjektiv nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch
die Erfüllung der folgenden Bedingung
f₄ < -3 fworin f₄ die Brennweite des meniskusförmigen Linsenglieds
in der hinteren Linsengruppe bezeichnet.
24. Endoskopobjektiv nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenstandsseitige Fläche des negativen meniskusförmigen
Linsenglieds in der Frontlinsengruppe als
asphärische Fläche ausgebildet ist, die Bereiche besitzt,
deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand von der optischen
Achse schwächer wird und daß die bildseitige Fläche
des meniskusförmigen Linsenglieds in der hinteren Linsengruppe
als asphärische Fläche ausgebildet ist, die Bereiche
besitzt, deren Krümmung zunehmend mit dem Abstand
von der optischen Achse stärker wird.
25. Endoskopobjektiv nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch
die Erfüllung der folgenden Bedingung
f₄ < -3 fworin f₄ die Brennweite des meniskusförmigen Linsenglieds
in der hinteren Linsengruppe bezeichnet.
26. Endoskopobjektiv nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch
folgende Daten:
Tabelle 1
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
27. Endoskopobjektiv nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch
die folgenden Daten:
Tabelle 2
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
28. Endoskopobjektiv nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch
die folgenden Daten:
Tabelle 3
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
29. Endoskopobjektiv nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch
die folgenden Daten:
Tabelle 4
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
30. Endoskopobjektiv nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch
folgende Daten:
Tabelle 5
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
31. Endoskopobjektiv nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch
folgende Daten:
Tabelle 6
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
32. Endoskopobjektiv nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch
die folgenden Daten:
Tabelle 7
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
33. Endoskopobjektiv nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch
die folgenden Daten:
Tabelle 8
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
34. Endoskopobjektiv nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch die
folgenden Daten:
Tabelle 9
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
35. Endoskopobjektiv nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch
die folgenden Daten:
Tabelle 10
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
36. Endoskopobjektiv nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch
die folgenden Daten:
Tabelle 11
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
37. Endoskopobjektiv nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch
die folgenden Daten:
Tabelle 12
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
38. Endoskopobjektiv nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch
die folgenden Daten:
Tabelle 13
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
39. Endoskopobjektiv nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch
die folgenden Daten:
Tabelle 14
worin bezeichnen:r₁, r₂, . . .die Krümmungsradien der Linsen
d₁, d₂, . . .die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen
den Linsen
n₁, n₂, . . .die Brechzahlen der Linsen
v₁, v₂, . . .die Abbe-Zahlen der Linsen.
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