DE2951820C2 - Objektiv, insbesondere Endoskopobjektiv mit veränderbarer Brennweite - Google Patents
Objektiv, insbesondere Endoskopobjektiv mit veränderbarer BrennweiteInfo
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Description
dl0 = 0,39 /I7 = 1,74000 V7 = 28,3
du (variabel) r12 = 14,000
dn = 0,34 /I8 = 1,74000 V8 = 28,3
H9 = 1,80610 v, = 40,9
/I10 = 1,74400 V10 = 44,7
/I11 = 1,74000 ν,, = 28,3
/ = 1,958 (Objektabstand 40 mm) worin bezeichnen
Π bis /-|g die Krümmungsradien der Linsenoberflächen,
d\ bis </17 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,
/I1 bis nu
die Brechungsindizes der Linsen,
/ die Brennweite.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Objektiv mit einer ersten Linsengruppe positiver Brechkraft, einer zweiten
Linsengruppe negativer Brechkraft und einer dritten Linsengruppe positiver Brechkraft.
Aus der DE-OS 23 65 086 ist ein Objektiv dieser Art bekannt, dessen bildseitige Schnittweite bei Brennweitenänderungen nahezu unverändert bleibt.
Zur Beobachtung durch ein Endoskop ist folgendes für den Betrachter wünschenswert. Zur Beobachtung
eines in größerer Entfernung angeordneten Objekts sollte das Endoskop die Betrachtung eines genügend weiten
Bereiches ermöglichen, um die Beobachtung in kurzer Zeit abzuschließen, ohne eine abnorme Einzelheit näher
zu betrachten. Weiterhin sollte das Endoskop dem Betrachter es ermöglichen, die Stelle, die er betrachtet, zu
lokalisieren. Zur Betrachtung eines Objekts in kurzer Entfernung sollte das Endoskop es dem Betrachter ermöglichen, den Bereich mit ausreichender Vergrößerung zu betrachten, um beispielsweise eine Abnormität mit vergrößertem Maßstab untersuchen zu können, wobei die Vergrößerung ausreichen soll zur Betrachtung von Bereichen, an die das Faserendoskop nicht gebracht werden kann.
Um von diesen beiden Wünschen dem Wunsch zu genügen, ein in größerer Entfernung angeordnetes Objekt
umfassend betrachten zu können, ist es erforderlich, daß das Endoskopobjektiv eine kurze Brennweite besitzt,
während es eine lange Brennweite besitzen sollte, um dem Wunsch nach Betrachtung eines in kurzer Entfernung angeordneten Objekts zu erfüllen.
Da es sehr schwierig ist, diesen zwei einander widersprechenden Wünschen gleichzeitig nachzukommen, sind
bisher keine Objektive für Endoskope bekannt, die diese beiden Anforderungen gleichzeitig erfüllen. Es
erschiene zwar möglich, die beiden Wünsche gleichzeitig durch ein Varioobjektiv zu erfüllen. Dieses erfordert
aber von der Brennweitenänderung getrennt eine Entfernungseinstellung. Im Falle eines Endoskops, das nicht
in fester Stellung gehalten werden kann, ist es für den Betrachter schwierig, sowohl die Varioverstellung als auch
die Entfernungseinstellung gleichzeitig zu bewirken. Darüber hinaus ist es vom technologischen Standpunkt
schwierig, einen Variomechanismus und einen Entfernungseinstellungsmechanismus in einem dünnen Endoskop anzubringen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere als Endoskopobjektiv geeignetes
Objektiv anzugeben, das gleichzeitig mit der Entfernungseinstellung eine Änderung des Abbildungsmaßstabes
auf einen von dem normalen Abbildungsmaßstab abweichenden Wert in Abhängigkeit von der Entfernung zu
dem zu betrachtenden Objekt vorzunehmen gestattet. Dabei kann das Endoskopobjektiv so ausgebildet sein,
daß es eine Veränderung des Objekt-bildes nur für die Betrachtung entfernterer Objekte vorsieht.
dem Abstand des von dieser Linsengruppe entfernten Bildes von dem von der ersten Linsengruppe entfernten
Bildes,
Fig. 3 eine Darstellung für die Beziehung zwischen dem Abbildungsmaßstab der zweiten Linsengruppe und
der Verschiebung des Brennpunktes dieser Linsengruppe,
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht, die den schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung erläutert,
F i g. 5 eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem Abstand zum zu betrachtenden Objekt und der Vergrößerung
des Objektivs zeigt,
Fig. 6 Korrekturkurven eines Objektivs, wenn dies auf die Betrachtung eines in größerem Abstand angeordneten
Objekts eingestellt ist und
Fig. 7 Korrekturkurven des angegebenen erfindungsgemäßen Objektivs, wenn dieses auf die Betrachtung
eines in kurzem Abstand angeordneten Objekts eingestellt ist.
Bei einem Objektiv, das den schematisch in Fig. 1A und 1B gezeigten Aufbau besitzt, ist eine erste Linsengruppe
mit positiver Brechkraft, eine zweite Linsengruppe mit negativer Brechkraft und eine dritte Linsengruppe
mit positiver Brechkraft vorgesehen. Wenn man nun annimmt, daß die zweite Linsengruppe so verschoben
wird, daß sie ein Bild immer in einer konstanten Stellung erzeugt, wenn sich ein zu bewegendes Objekt von
einer Stellung in größerem Abstand, wie es in Fig. 1A gezeigt ist, zu einer Stellung in kleinerem Abstand verlagert,
wie es in Fig. IB gezeigt ist, so ergeben sich die folgenden drei Verhältnisse
/ι ·Α·Α=/ο, (D
·&- -ßi -A -A, (2)
^=Zl(A-A) (3)
darin bezeichnen
/i die Brennweite der ersten Linsengruppe,
-/2 die Brennweite der zweiten Linsengruppe,
-/2 die Brennweite der zweiten Linsengruppe,
J0 die Brennweite des Systems, wenn dieses auf die Betrachtung eines in unendlicher Entfernung angeordneten
Objekts eingestellt ist,
-ßi die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe, wenn das Linsensystem für die Betrachtung eines Objekts in
unendlicher Entfernung eingestellt ist,
-ßi die Vergrößerung der dritten Linsengruppe, wenn das Objektiv für die Betrachtung eines Objekts in
unendlicher Entfernung eingestellt ist,
-ß'i die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe, wenn das Objektiv zur Betrachtung eines in kürzestem
Abstand angeordneten Objekts eingestellt ist,
-ßo die Vergrößerung des Objektivs, wenn dieses zur Betrachtung eines in kürzestem Abstand angeordneten
Objekts eingestellt ist,
- X0 die Entfernung von dem vorderen Brennpunkt der ersten Linsengruppe zu dem zu betrachtenden Objekt
und
A die Verschiebung der zweiten Linsengruppe.
Aus den oben erwähnten Formeln (1) und (2) ergibt sich jS0 durch folgende Gleichung
Weiter kann durch Transformation der zuvor erwähnten Formel (3) A wie folgt ausgedrückt werden
Λ -Z1 "A KWA)-U G)
In der oben angegebenen Formel (4) ist der WertJo in der ersten Designingstufe entsprechend der Größe der
Endfläche des Faserbündels und des Bildfeldes, das für das Endoskop gewünscht wird, zu bestimmen.
Weiter wird der Wert X0 entsprechend dem zu betrachtenden Hohlraum beispielsweise im Inneren menschlicher
Organe (Magen usw.) und der Form des Endes des zu verwendenden Endoskops bestimmt
NachdemJ0 und X0 auf diese Weise bestimmt worden sind, ist es nötig, einen großen Wert vonAVA zu wählen,
wie sich aus der Formel (4) ergibt, um die Vergrößerung^ zur Betrachtung eines in kürzester Entfernung angeordneten
Objektes zu erhöhen. Zusätzlich sollten, wenn ein bestimmter Objektivtyp fur die Entwicklung des
Objektivs ausgewählt ist, die Brennweite/0 des Objektivs und die Entfernung X0 vom vorderen Brennpunkt der
ersten Linsengruppe zu dem zu betrachtenden Objekt bei der Einstellung zur Betrachtung eines in kürzestem
Abstand angeordneten Objekts im allgemeinen als nahezu Festwerte entsprechend den Gegebenheiten, wie der
Größe der Endfläche des Faserbündels und des für das Objektiv vorgesehenen Gesichtsfeldes gewählt werden.
Es sei daraufhingewiesen, daß die Vergrößerungen von Objektiven, die normalerweise verwendet werden, ungefähr
gleich J0Ix0 sind.
Da das erfindungsgemäße Objektiv so ausgelegt ist, daß die zweite Linsengruppe verschiebbar sein und eine
Vergrößerung^ entsprechend Formel (4) haben soll, ist es erforderlich, das Objektiv so auszubilden, daß es der
ι > 1 genügt, um dem Objektiv einen WertJJ0 zu geben, der größer ist als der bekannter Objektive.
In dem Fall, bei dem die zweite Linsengruppe zur Entfernungseinstellung verschiebbar ist, wie dies bei dem
crfindungsgcmiil.tcn Objektiv der !'all ist, ist es erforderlich, das von der zweiten Linsengruppe er/.eugle UiId
ortsfest zu halten, um das vom Gesamtobjektiv gelieferte Bild ortsfest zu halten. Um das von der zweiten Linsengruppe
entworfene Bild ortsfest zu halten, muß die Entfernung L der Ebene des von der ersten Linsengruppe
entworfenen Bildes (dem Objektpunkt der zweiten Linsengruppe) zur Ebene des Bildes der zweiten Linsengruppe
vergrößert werden, wenn das Objektiv näher an das zu betrachtende Objekt herangebracht wird.
Wenn der Abstand zwischen vorderem Brennpunkt und hinterem Brennpunkt der zweiten Linsengruppe mit
FF bezeichnet wird, kann der Wert von L durch folgende Formel (6) berechnet werden
worinJJ die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe, die gleichJJ2 iß =JJ2) ist, wenn das Objektiv auf die Betrachlung
eines Objekts in unendlicher Entfernung eingestellt ist oder die gleichJJ2 (ß =JJ2) ist, wenn das Objektiv zur
Betrachtung auf den kürzesten Objektabstand (-X0) eingestellt ist, bezeichnet.
Das durch die Formel (6) ausgedrückte Verhältnis kann durch die Darstellung der F i g. 2 veranschaulicht werden.
Wie sich aus dieser Darstellung ergibt, ist der Wert L am kleinsten bei dem Punkt/? = 1 und wächst an, wenn
β einen größeren oder kleineren Wert besitzt. Zur Entfernungseinstellung ist es daher notwendig,JJ2
>J?2 in einem Bereich zu wählen, woβ kleiner als 1 ist, währendJJ2
<JJ2 in einem Bereich zu wählen ist, woJJ größer als 1
ist. Um das Objektiv auf eine Vergrößerung einzustellen, die größer ist als die für normale Betrachtung, ist es
jedoch entsprechend der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe nötig, der BedingungjJ2//?2
> 1 zu genügen, und somit muß JJ2 einen Wert innerhalb des durch die folgende Formel (7) gegebenen Bereichs besitzen:
ßi >ßi δ 1 (7)
Falls das Objektiv aus drei Linsengruppen, nämlich einer positiven, einer negativen und einer positiven Linsengruppe
besteht und die Entfernungseinstellung durch Verschiebung der zweiten Linsengruppe erfolgt, ist es
möglich, zugleich mit der Entfernungseinstellung das Objektiv dadurch auf eine höhere Vergrößerung einzustellen
als es bei üblichen Objektiven der Fall ist, daß die zweite Linsengruppe so ausgebildet ist, daß sie eine
Vergrößerung besitzt, die den durch die Formel (7) gegebenen Bedingungen genügt. In der Nähe vonJJ2«1 verändert
zwar eine Verschiebung der zweiten Linsengruppe die Vergrößerung, hat aber kaum Einfluß auf die Entfcrnungseinstellung
des Objektivs. Daher kann in diesem Bereich nur die Vergrößerung verändert werden, ohne
Änderung der Entfernungseinstellung. Zusätzlich ist es möglich, daJJ2 « 1 Weitwinkelobjektiven entspricht,
eine hohe Vergrößerung bei verhältnismäßig großem Bildfeld zu erzielen. Wenn nun die Verschiebung der Bildebene
des Objektivs betrachtet wird, bei einer Änderung der Vergrößerung der zweiten Linsengruppe in der
Nähe vonJJ2 « 1, erlaubt Newtons Formel diese Verschiebung A' der Bildebene durch die folgende Formel (8)
anzugeben
Diese Beziehung ist in F i g. 3 dargestellt. Soweit Δ' im Bereich der Schärfentiefe des Objektivs liegt, ist es möglich,
nur die Vergrößerung zu verändern, ohne die Entfernungseinstellung wesentlich zu beeinträchtigen.
Objektive für Endoskope sind normalerweise für Öffnungsverhältnisse von 1 :3 ausgelegt, und die Tiefenschärfe
beträgt ungefähr 0,2 mm. Bei dem erfindungsgemäßen Objektiv beträgt demgegenüber die Verschiebung
A' des Brennpunktes 0,192 und liegt im Bereich der Tiefenschärfe bei der Annahme, daßJ2 = 1,5 undJJ3 = 1
sind, wenn die Vergrößerung in einem Bereich von JJ2 = 0,7 ~ 1/0,7 geändert wird.
DaJJ1 verschiedene Werte haben kann, ist der Bereich vonJJ2, der mit Werten vonJj3 variiert, zwischen 0,7 bis
1/0,7. Es ist jedoch wünschenswert, daß JJ3 einen Wert nahe 1 besitzt, da dies einen kompakten Aufbau des
Objektivs ermöglicht. Konkreter unter Bezugnahme auf Fig. 1 ausgedrückt, sollte die Entfernung 1, die von der
dritten Linsengruppe zur Stirnfläche des Faserbündels gemessen und durch / = J3 (1 +Jj3) gegeben ist, vorzugsweise
einen möglichst kleinen Wert besitzen, um das distale Ende des Endoskops zu verkürzen. Obwohl deshalb
fs einen kleinen Wert haben sollte, darf/S nicht zu klein sein, da sonst die dritte Linsengruppe zu starke Brechkraft
besitzt, was die Aberrationen, insbesondere Astigmatismus, groß macht (ein größerer Wert für J$ ist vorteilhafter
zur Korrektur von Aberrationen). Demgemäß ist es zweckmäßig, / klein zu halten, wobeiJj3 ein kleiner
Wert gegeben wird. Ein zu kleiner Wert fiirjj3 verlängert jedoch unvermeidlich das gesamte Objektiv und damit
das distale Ende des Endoskops. In Anbetracht dieser Tatsachen kann das distale Ende am kürzesten ausgebildet
und das Endoskop am kompaktesten ausgelegt werden ohne große Aberrationen, wennjj3 gleich oder nahe 1 ist
Darüber hinaus sollte J2 vom Standpunkt der Verringerung der für die zweite Linsengruppe erforderlichen Verschiebung
einen möglichst kleinen Wert haben. Ein zu kleiner Wert für J2 vergrößert jedoch das Bildfeld der
zweiten Linsengruppe, was seinerseits Astigmatismus hervorruft. Wenn dies in Betracht gezogen wird, liegt ein
geeigneter Wert für J2 um etwa 1,5.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ist es möglich, nur die Vergrößerung in einem Bereich von
1/0,7 >j82 δ 0,7 zu ändern, bei dem ein Bild des Objektivs im Schärfentiefebereich liegt In einem anderen
Bereich von 1 ^JJ2 S 0,7, innerhalb der zuvor erwähnten Formel ist es möglich, nur die Vergrößerung zu
variieren, obwohl eine Entfernungseinstellung nicht vorgenommen werden kann. In einem Bereich von
1/0,7 >ß2 > 1 bleibt, obwohl es möglich ist, eine Entfernungseinstellung und gleichzeitig eine stärkere Erhöhung
der Vergrößerung als auf den normalen Wert vorzunehmen, der Entfernungseinstellungszustand offensichtlich
unverändert, wenn nur die Vergrößerung verändert wird (beispielsweise wenn die Entfernung zu dem
zu betrachtenden Objekt unverändert bleibt), ohne daß ein Entfernungseinstellungsvorgang vorgenommen
wird. Mit anderen Worten ist es in dem Bereich 1/0,7 >ß2
> 1 möglich, ein in einer größeren Entfernung angeordnetes Objekt bei stärkerer Vergrößerung als üblich unabhängig von der Entfernungseinstellung zu betrachten.
Wie sich weiter aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ermöglicht das erfindungsgemäße Objektiv eine
Entfernungseinstellung und gleichzeitige Betrachtung bei stärkerer als der normalen Vergrößerung, wenn die
ίο Vergrößerung^ der zweiten Linsengruppe in dem Bereich (i) gewählt ist, der oben angegeben ist, durch Verschiebung
der zweiten Linsengruppe, und es ist eine weitere Änderung der Vergrößerung allein möglich, wenn
die Vergrößerungß7 der zweiten Linsengruppe in dem Bereich (ii), wie nachstehend aufgeführt gewählt wird
durch Verschiebung der zweiten Linsengruppe.
ß'2 >ß2 ä 1 (i)
1SA> 0,7 (ii)
Zur Zeit verwendete Objektive sind für Vergrößerungen in der Größenordnung von 0,65 zur Beobachtung von
in kleineren Abständen angeordneten Objekten ausgelegt und haben Bildfelder in der Größenordnung von 50°.
Demgegenüber ermöglicht es die vorliegende Erfindung, ein Objektiv so auszulegen, daß es ein Bildfeld von
ungefähr 70° und eine Vergrößerung von 0,65 durch Wahl des Verhältnisses vonß'2/ß2
> 1 besitzt. Wenn es wünschenswert ist, dieses Objektiv mit einer Vergrößerung von ungefähr 1 einzusetzen, kann durch Wahl des Verhältnisses
ß'ilßi
> 1,5 eine Vergrößerung von 1,5X 0,65 als Gesamtvergrößerung erhalten werden, was etwas
mehr als 1 entspricht. Daher können erfindungsgemäße Objektive ein Bildfeld besitzen, das bedeutend größer
als das der üblichen Objektive ist, zusammen mit einer Vergrößerung, die der der üblichen Objektive entspricht.
Darüber hinaus können Objektive nach der Erfindung ein derart großes Bildfeld auch bei Vergrößerungen größer
als 1 aufweisen, was sehr vorteilhaft für genaue Beobachtungen in Bereichen mit Abnormitäten ist.
Weiterhin ist die Verschiebung Δ der zweiten Linsengruppe durch die Formel (5) begrenzt. Die Verschicbung A sollte jedoch so klein wie möglich sein, da das distale Ende des Endoskops, das das Objektiv enthält, so kurz wie möglich sein soll. Vom Standpunkt der Vergrößerung sollteß'2lß2 vorzugsweise einen möglichst großen Wert haben, aber ein 5 übersteigender Wert \onß'2/ß2 verlängert unvermeidlich das distale Ende. In Anbetracht dieser Tatsache ist es vorteilhaft, den Wert vonß'2/ß2 in einem Bereich 1 <ß'2lß2 <5 zu wählen. Aus dem gleichen Grund sollteß2 vorteilhaft einen Wert kleiner als 2 besitzen. Wenn das Objektiv so ausgelegt ist, daß es cine EnI-fernungseinstellung und eine Verstellung der Vergrößerung auf einen höheren als den Normalwert gleichzeitig ermöglichen soll, ist es zu bevorzugen, den Wertjß2 in einem Bereich 1 </?2 <2 zu wählen. Um eine Funktion zur Änderung allein der Vergrößerung bei einem Objektiv hinzuzufügen, das die beiden Operationen durchzuführen gestattet, während es auf ein Objekt in größerem Abstand eingestellt wird, ist ein Bereich von 0,7 <ß2 <2 optimal.
Weiterhin ist die Verschiebung Δ der zweiten Linsengruppe durch die Formel (5) begrenzt. Die Verschicbung A sollte jedoch so klein wie möglich sein, da das distale Ende des Endoskops, das das Objektiv enthält, so kurz wie möglich sein soll. Vom Standpunkt der Vergrößerung sollteß'2lß2 vorzugsweise einen möglichst großen Wert haben, aber ein 5 übersteigender Wert \onß'2/ß2 verlängert unvermeidlich das distale Ende. In Anbetracht dieser Tatsache ist es vorteilhaft, den Wert vonß'2/ß2 in einem Bereich 1 <ß'2lß2 <5 zu wählen. Aus dem gleichen Grund sollteß2 vorteilhaft einen Wert kleiner als 2 besitzen. Wenn das Objektiv so ausgelegt ist, daß es cine EnI-fernungseinstellung und eine Verstellung der Vergrößerung auf einen höheren als den Normalwert gleichzeitig ermöglichen soll, ist es zu bevorzugen, den Wertjß2 in einem Bereich 1 </?2 <2 zu wählen. Um eine Funktion zur Änderung allein der Vergrößerung bei einem Objektiv hinzuzufügen, das die beiden Operationen durchzuführen gestattet, während es auf ein Objekt in größerem Abstand eingestellt wird, ist ein Bereich von 0,7 <ß2 <2 optimal.
In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßes Objektiv näher dargestellt, das eine erste Linsengruppe aus einem negativen
Linsenglied L1, einem positiven Kittglied L2 und einem positiven Kittglied L3, eine zweite Linsengruppc,
die nur aus einem negativen Kittglied L4 besteht, und eine dritte Linsengruppe enthält, die aus einem positiven
Kittglied L5 und einem positiven Kittglied L6 besteht, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die zweite Linsengruppe
L4 verschiebbar angeordnet ist. Dieses Objektiv hat die folgenden Daten:
dt = 0,34 n, = 1,80400 v, = 46,6
r2 = 1,564
d2 = 1,69
r3 = 3,399
r3 = 3,399
d3 = 0,23 n2 = 1,80610 v2 = 40,9
r. = 1,296
<j4 = 0,86 /I3 = 1,69895 v3 = 30,1
r5 = -7,340
d% = 0,1
r6 = 8,868
db = 0,23 /74 = 1,74000 v4 = 28,3
T1 = 1,262
d-, = 0,86 /Z5 = 1,69680 V5 = 55,5
ω /a = -2,382
dK (variabel)
λ, = -3,049
λ, = -3,049
d9 = 0,2 n6 = 1,78590 V6 = 44,2
rw = 0,785
dm = 0,39 η, = 1,74000 v7 = 28,3
/■„ =2,060
(Z11 (variabel)
| rn = 14,000 | dn = 0,34 | «8 = | 1,74000 | Vg | = 28,3 | |
| SC | ||||||
| r„ = 3,924 | </,.< = Ul | η., = | 1,80C)IO | V9 | = 40,9 | |
| /·,„ = -6,201 | rfi4 = 0,09 | |||||
| /·ι5 = 10,370 | dis = 1,29 | «10 = | 1,74400 | VlO | = 44,7 | |
| /·,„ = -3,070 | rf,6 = 0,34 | «11 = | 1,74000 | VlI | = 28,3 | |
| /•„ = -11,527 | rf,7 = 7,06 | |||||
/ = 1,958 (Objektabstand 40 mm)
/, - 1,962 -f2 = -1,622 /, - 3,704
-ßi = -0,843 -j», = -1,184 -ß'2 = -2,41
/Bx = 3,959
worin bezeichnen
■· rx bis /-κ, die Krümmungsradien der Linsenoberflächen,
; Jx bis </|7 die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen diesen,
1 H1 bis /Tu die Brechungsindizes der Linsen,
V| bis ν,, die Abbe-Zahlen der Linsen,
/ die Brennweite,
Ju Ji, Λ die Brennweite der ersten, zweiten bzw. dritten Linsengruppe,
-Jh, ~ßh ~ß'i die Vergrößerungen von zweiter, dritter und verschobener zweiter Linsengruppe und
JBx die hintere Schnittweite der ersten Linsengruppe.
30
Bei diesem erfindungsgemäßen Objektiv kann durch Verschiebung der zweiten Linsengruppe (Variation der
J Luftabstände d% und dx\) die Vergrößerung des Objektivs in Abhängigkeit von dem Abstand von dem zu betrach
tenden Objekt wie folgt zusammengefaßt werden:
Objektabstand rf8 dxx Vergrößerung
40
Bei (1) und (2) wird nur die Vergrößerung verändert. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Linsengruppe
vom (—l-)-Typ. Hierbei ist es möglich, den Winkel zwischen dem Hauptstrahl und der optischen Achse zu verringern,
wodurcji Bildfeldkrümmung und Astigmatismus gut korrigiert werden. Zudem ist es hierdurch möglich,
eine große hintere Schnittweite vorzusehen, wodurch es möglich ist, eine größere Brennweite der zweiten Linsengruppe
vorzusehen, was seinerseits vorteilhaft zur Korrektur der Aberrationen ist. Insbesondere, wenn das
Objektiv so ausgebildet ist, daß es der Bedingung JBxIfx
> 1,5 genügt, können Bildfeldkrümmung und Astigmatismus gut korrigiert werden. In dieser Bedingung bezeichnet/i die Brennweite der ersten Linsengruppe und so
/B1 die hintere Schnittweite der ersten Linsengruppe.
Bei dieser Ausfuhrangsfoirn enthält jede Linsengruppe ein Kitiglied zur Korrektur chromatischer Aberrationen in den einzelnen Linsengruppen. Wenn eine Linsengruppe, wie es bei dem erfindungsgemäßen Objektiv der
Fall ist, verschoben wird, werden dementsprechend die Aberrationen verändert. Um einen solchen Einfluß zu
verhindern, ist in jeder Linsengruppe ein Kittglied vorgesehen, um die Aberrationen jeder Linsengruppe zu
korrigieren.
Korrekturkurven der angegebenen Ausfühnragsfonn des erfindungsgemäßen Objektivs sind in Fig. 6 und 7
dargestellt, Erstere zeigt die Korrekturkurven für den Fall, daß das Objektiv zur Betrachtung eines in größerem
Abstand angeordneten Objekts eingestellt ist, während letztere für den Fall gilt, daß das Objektiv zur Betrachtung
eines Objekts in kurzem Abstand eingestellt ist. Weiter zeigt F i g. 5 im Vergleich die Änderungen der Vergrößerungen
des erfindungsgemäßen Objektivs in Abhängigkeit von dem Abstand zu dem zu betrachtenden
Objekt mit denen eines üblichen Objektivs gleichen Aufbaus, bei dem das Objektiv zur Entfernungseinstellung
verschoben wird. Wie sich aus dieser Figur ergibt, kann das erfindungsgemäße Objektiv stärker vergrößern als
die üblichen Objektive.
Wie sich weiter aus der vorstehenden Beschreibung in Verbindung mit der angegebenen Ausführungsform
ergibt, ermöglicht es das erfindungsgemäße Objektiv, die Entfemungseinstellung und Betrachtung mit stärkeren
Vergrößerungen als üblich vorzunehmen, wodurch es möglich ist, ein großes Objektfeld aus größerem
Abstand zu betrachten und darüber hinaus ein in kleinem Abstand angeordnetes Objekt bei guter Scharfeinstel-
| (D | 40 mm | 0,253 | 2,895 | -0,047 |
| (2) | 40 mm | 0,906 | 2,242 | -0,070 |
| (3) | 20 mm | 1,135 | 2,013 | -0,16 |
| (4) | 2,33 mm | 2,837 | 0,311 | -1,997 |
lung mit hoher Vergrößerung anzuschauen. Das Objektiv ermöglicht darüber hinaus bei der Beobachtung eines
in größerem Abstand angeordneten Objekts nur die Vergrößerung zu verändern. Dadurch eignet sich das erfindungsgemäße
Objektiv besonders als Endoskopobjektiv.
Obwohl in der vorstehenden Beschreibung nur der Fall betrachtet worden ist, bei dem die Vergrößerung auf
einen höheren Wert gleichzeitig mit der Entfernungseinstellung verändert wird, ist es natürlich auch möglich,
die Vergrößerung auf einen kleineren als den üblichen Maßstab zu reduzieren, indem A >ßi gewählt wird. Es
braucht nicht näher erläutert zu werden, daß dieses Verfahren auch bei anderen Objektiven als bei Endoskopobjektiven
angewendet werden kann.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Objektiv mit einer ersten Linsengruppe positiver Brechkraft, einer zweiten Linsengruppe negativer
Brechkraft und einer dritten Linsengruppe positiver Brechkraft, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß es zu
gleichzeitiger Entfernungseinstellung und Bildgrößenänderung durch Verschiebung der zweiten Linsengruppe entlang der optischen Achse der folgenden Bedingung genügt:
Darin bezeichnet:
ß2 den Vergrößerungsmaßstab der zweiten Linsengruppe bei Einstellung des Objektivs auf die Entfernung
Unendlich, und
ß'i den Vergrößerungsmaßstab der zweiten Linsengruppe, wenn das Objektiv auf den Nahbereich einge-IS stellt ist.
2. Objektiv, insbesondere Endoskopobjektiv, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Erfüllung der
folgenden Bedingungen:
ßVJh<S,ßz<2
Darin bezeichnet:
ß2 den Vergrößerungsmaßstab der zweiten Linsengruppe, wenn das Objektiv auf die Entfernung Unendlieh eingestellt ist, und
ß'2 den Vergrößerungsmaßstab der zweiten Linsengruppe, wenn das Objektiv auf die kürzeste Entfernung
eingestellt ist.
3. Objektiv nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Erfüllung der folgenden Bedingung:
JBxIf, > 1,5
Darin bezeichnet:
f\ die Brennweite der ersten Linsengruppe und
fB\ die hintere Schnittweite der ersten Linsengruppe.
4. Objektiv nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Bildgrößenänderung bei der festen Entfernungseinstellung Unendlich die folgende Bedingung erfüllt ist:
0,7 Sj82
< 1/0,7
Darin bezeichnet:
ß2 die Vergrößerung der zweiten Linsengruppe bei Einstellung des Objektivs auf die Entfernung Unendlich.
5. Objektiv nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die nachstehend tabellarisch aufgeführten Daten ± 5 %:
η, = -3,049 Λο = 0,785
γ, ι = 2,060
Oi = 3,924 Λ4 = -6,201
ri5 = 10,370 r!6 = -3,070
dl3 = 1,11 du - 0,09
</,5 = 1,29 rf16 = 0,34
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