DD131525B1 - SCOPE LENS - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Objektiv für Endoskope, insbesondere für flexible Endoskope, deren Bildleitsystem ein Faserbündel ist, wobei das Linsensystem aus vier Linsen besteht.The invention relates to a lens for endoscopes, in particular for flexible endoscopes, whose image guidance system is a fiber bundle, wherein the lens system consists of four lenses.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannte Endoskopobjektive sind vom Typ umgekehrter Teleobjektive, welche nachteilig eine große Baulänge aufweisen. Die beispielsweise aus den BRD-OS 2535908 und 2546211, sowie aus der UdSSR-Erfindungsbeschreibung 517297 und der britischen Patentschrift 1157932 bekannten Baulängen betragen das rund sechs- bis dreizehnfache der Objektivbrennweite, gemessen von der ersten Linsenfläche bis zur Bildebene. Damit wird der starre Teil am distalen Ende des Endoskops verlängert und die Beweglichkeit des flexiblen Endoskops eingeschränkt.Known endoscope lenses are of the reverse telephoto type, which disadvantageously have a large overall length. The lengths known for example from the Federal Republic of Germany OS 2535908 and 2546211, as well as from the USSR invention description 517297 and British Patent 1157932 are about six to thirteen times the lens focal length, measured from the first lens surface to the image plane. This extends the rigid part at the distal end of the endoscope and restricts the flexibility of the flexible endoscope.

Mit Objektiven vom Typ umgekehrter Teleobjektive lassen sich bekanntlich alle Bildfehler korrigieren sowie eine gute Bildebnung für große dingseitige Peldwinkel erreichen. Bedingt durch den großen Abstand zwischen der zerstreuenden Prontlinse und dem sammelnden Hinterglied wird im allgemeinen der Durchmesser der zerstreuenden Frontlinse relativ groß, was bei einem Endoskop als besonders nachteilig wirkt. Oftmals sind die Frontlinsen-Durchmesser größer als die Durchmesser der restlichen Linsen des Objektivs, was zu erhöhtemWith lenses of the type reversed telephoto lenses can be known to correct all aberrations and achieve a good Bildebnung for large Ding peldwinkel on the side. Due to the large distance between the dissipating Prontlinse and the collecting rear link generally the diameter of the diffusing front lens is relatively large, which is particularly disadvantageous in an endoscope. Often, the front lens diameters are larger than the diameters of the remaining lenses of the lens, resulting in increased

technologischen Aufwand führt.technological effort leads.

Flexible Endoskope haben eine natürlich begrenzte Querschnittsfläche, in die außer den aus Glasfaserbündeln bestehenden Bildleiter und Lichtleiter ein Spülkanal und ein Kanal zur Einführung von Arbeitsinstrumenten untergebracht werden. Dadurch verbleibt für das Objektiv nur ein geringer Durchmesser.Flexible endoscopes have a naturally limited cross-sectional area into which, in addition to the image guides and optical fibers made of glass fiber bundles, a flushing channel and a channel for introducing working instruments are housed. This leaves only a small diameter for the lens.

Weiterhin ist bekannt, daß die Linsen eines Endoskopobjektivs meist einen Durchmesser haben, der größer ist als die Brennweite des Objektivs. Daraus folgt, daß auch die Mittendicken der sammelnden Linsen relativ groß werden. Soll der Durchmesser der zerstreuenden Prontlinse möglichst gering gehalten werden, läßt sich das durch erhöhten Aufwand, beispielsweise durch eine größere Anzahl von Einzellinsen im sammelnden Hinterglied verwirklichen.Furthermore, it is known that the lenses of an endoscope objective usually have a diameter which is greater than the focal length of the objective. It follows that the center thicknesses of the collecting lenses are relatively large. If the diameter of the dissipating Prontlinse be kept as low as possible, which can be realized by increased effort, for example, by a larger number of individual lenses in collecting rear link.

Solche Varianten werden in der BRD-OS 2547713 und in der britischen Patentschrift 1157932 beschrieben, wobei der erzielte Vorteil teilweise zu Lasten übergroßer Baulängen geht.Such variants are described in BRD-OS 2547713 and in British Patent 1157932, the advantage achieved is partly at the expense of oversized lengths.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der vorliegenden Erfindung ist, unter Erreichung der an Endoakopobjektive gestellten Forderungen hinsichtlich der Korrektion der Abbildungsfehler einen einfachen Objektiv-Aufbau vorzuschlagen, der eine v/esentlich geringere Baulänge als bekannte Objektive aufweist, wobei eine einfache Montage des Objektivs zu gewährleisten ist.The aim of the present invention is to propose a simple lens design while achieving the demands made on endoakop lenses with respect to the correction of aberrations, which has a considerably shorter length than known objectives, wherein a simple mounting of the objective is to be ensured.

Darlegung des Wesens der Erfindung Explanation of the nature of the experience

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Endoskopobjektiv vorzuschlagen, dessen Baulänge kleiner als das Vierfache der Brennweite ist und bei dem alle Linsen den gleichen Durchmesser aufweisen. Ein Objektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive ist dafür nicht geeignet, so daß ein Aufbau vom Typ an sich bekannter Potoanastigmate gewählt wird. Dabei tritt jedoch als Nachteil in Erscheinung, daß der Neigungswinkel der Hauptstrahlen im Bildraum ebenso groß wie im Dingraum ist, wodurch die Strahlen mit zu starker Neigung inThe object of the invention is to propose an endoscope objective whose overall length is less than four times the focal length and in which all the lenses have the same diameter. A lens of the type reversed telephoto lenses is not suitable for this, so that a structure of the type known per se Potoanastigmate is selected. However, this has the disadvantage that the angle of inclination of the main rays in the image space is as great as in the thing space, whereby the rays with too strong inclination in

die Fasern des Bildleiters eintreten, was im OkularsehfeId zur Verdunkelung der Bildecken führt.the fibers of the image guide enter, resulting in the OkularsehfeId to darken the corners.

Erfindungsgemäß _wi_rd die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Endoskopobjektiv folgende numerischen 1/erte aufweist, welche auf eine Breimuci te von 1 bezogen sind:According to the invention _w i _r d, the object is achieved in that the endoscope lens following numerical 1 / erte having that te to a Breimuci are purchased from 1:

d 0,571 η 1,624 ν 36,1 r_ 2,181 ^{Ί Ί 1} d 0.571 η 1.624 ν 36.1 r_ 2.181 ^{Ί Ί 1}

1₁ 0,153 _r j 7921 ₁ 0.153 _r j 792

³ ' й 0,805 η 1,756 ν 52,9 ³ ' й 0,805 η 1,756 ν 52,9

г. - 1,223г. - 1,223

1₂ 0,153 _г 2 5381 ₂ 0.153 _г 2 538

⁵ ' d 0,887 η 1,756 ν 52,9 ⁵ 'd 0.887 1.756 η 52.9 ν

-Cf- - 1, 223 JJJ -Cf- - 1, 223 yyy

d. 0,428 η. 1,624 ν. 36,1 r~ - 3,229 4 4 4·d. 0.428 η. 1,624 ν. 36.1 r ~ - 3,229 4 4 4 ·

' L 3,^11'L 3, ^ 11

Darin bedeuten:In this mean:

r Krümmungsradiusr radius of curvature

d Иі 11 endi ckend Иі 11 endi cken

1 Luftabstünde1 air offshoot

η Ilauptbrechzahlη Main refractive index

ν Abbesehe Zahlν Reverse number

B BlendeB aperture

L BaulängeL length

Das erfindungsgeraäße Endoskopobjektiv weist zwei sammelnde Neuachromat-Gruppen, atis je einer Sananellinse aus hochbrechendem Kronglas und je einer Zerstreuungslinse aus niedrigbrechonclem Flintglas auf, wobei die erste sammelnde Gruppe ungekittet ausgeführt ist und ein geringer Luftabstand zwischen den Linsen besteht, während in der zweiten sannelnden Gruppe die Linsen miteinander verkittet sind.The erfindungsgeraäße endoscope lens has two collecting Neuachromat groups, atis each Sananellinse from high-refractive crown glass and a diverging lens of low-refraction flint glass, wherein the first collecting group is executed without cementing and a small air gap between the lenses, while in the second sannelnden group Lentils are cemented together.

Bei den erfindungsgemäßon Endoskopobjektiv ist die Blende in dem Luftraum zwischen den Linsen der ersten Gruppe angeordnet, Dadurch wird erreicht, daß der Verlauf der Strahlenbündel für außeraxiale Bildpunkte ähnlich dem der Objektive vom Typ unumgekehrtor Teleobjektive ist. Das heißt, der Neigungswinkel des Haupts tr allies für einen außeraxialen Bildpvuikt zur optischen Achse des Endoskopobjektivs in Bildrauin ist wesentlich kleiner als im Dingraum, Dadurch entsteht der Vorteil, daß die Strahlenbünde1 fürIn the case of the endoscope objective according to the invention, the diaphragm is arranged in the air space between the lenses of the first group. As a result, the course of the radiation beams for extra-axial pixels is similar to that of the lenses of the non-reversed type. That is, the angle of inclination of the main tr alies for an off-axis Bildpvuikt to the optical axis of the endoscope lens in Bildrauin is much smaller than in the thing space, This has the advantage that the Strahlenbünde1 for

außeraxiale Bildpunkte nit kleinem Aperturwinkel in die Fasern des Bildleiters eintreten, wodurch eine starke Verdunkelung der Bildecken im OkularsenfeId des Sndoskops vermieden wird.except axial pixels enter the fibers of the image guide with a small aperture angle, which avoids a strong darkening of the image corners in the eyepiece of the sndoscope.

Der im Gegensatz zu den Objektiven vom Typ umgekehrter Teleobjektive kompakte Aufbau mit Luftabständen, welche kleiner sind als die l^Tittendicken der Linsen, bewirkt, daß alle Linsen gleichen TXirchmesser haben können.In contrast to the lenses of the type reverse telephoto lenses compact configuration with air spaces, which are smaller than the l ^T itten thicknesses of the lenses causes all lenses may have the same TXirchmesser.

Das crfindungsgema.De Endoskopobjektiv, bestehend aus zwei Neuaclironat-Gruppen, läßt sich mit einer Glaskombination verwirklichen, die folgende Bedingungen erfüllt:The crfindungsgema.De endoscope lens, consisting of two Neuaclironat groups, can be realized with a glass combination that meets the following conditions:

η - 1 . νη - 1. ν

Es bedeuten darin η die Ilauptb rechzahl und ν die Abbesche Zahl, Der Inde:: s bezieht sich atxf die sammelnden Linsen, der Index ζ auf die zerstreuenden Linsen.In this case, η is the original number and ν is the Abbe number, The index :: s atxf refers to the collecting lenses, the index ζ to the scattering lenses.

Der Aufbau des Sndoskopobjektivs ist in Figur 1 dargestellt. Aus Figur 2 ist der Korrektionszustand des Rndoskopobjektivs gemäß der 3rfindung ersichtlich. Darin enthaltenThe construction of the sndoscopic lens is shown in FIG. From Figure 2, the Korrektionszustand the Rndoskopobjektivs according to the 3rfindung can be seen. Included in it

Figur 2a dio Querabwoiellung auf der optischen Achse Figur 2b die Querabweichung für einen objektivseitigenFIG. 2a shows the transverse deviation on the optical axis. FIG. 2b shows the transverse deviation for an objective-side

Ilauptstrahlwinkel von 25° Figur 2c die Querabweichung für einen objektivseitigenMain beam angle of 25 ° Figure 2c the transverse deviation for a lens side

Hauptstrahlwinkel von 35Main beam angle of 35

Figur 2d den Verlauf der Bildschalen Figur 2e dio Darstellung der VerzeichnungFIG. 2d shows the course of the image shells FIG. 2e shows the representation of the distortion

Die Buchstaben C, e, F beziehen sich auf die entsprechenden Fraunhofer s clifcjj.1 Spoktralfarben.The letters C, e, F refer to the corresponding Fraunhofer s clifcjj.1 Spoktralfarben.

In Figur 2d bedeuten s die saggitale und m die meridionale Bildschale,In FIG. 2d, s is the sagittal and m the meridional image shell,

Aus den Figuren 2a bis 2c ist ersichtlich, daß durch den er— findungsgemäßen Aufbau des Objektivs mit kurzer Baulänge und gleichem geringen Durchmesser aller Linsen trotzden die an Sndoskopobjoktive gestellten Forderungen hinsichtlich der Korrektion der Abbildungsfehler erfüllt werden.From FIGS. 2 a to 2 c it can be seen that, due to the design of the objective according to the invention with a short overall length and the same small diameter of all lenses, the requirements imposed on sndoscobjoective with regard to the correction of the aberrations are fulfilled.

Claims (1)

Erfindungsanspruchinvention claim Endoskopobjektiv, insbesondere für flexible Endoskope, bestehend aus zwei sairanelnden Linsengruppen, gekennzeichnet dadurch, daß es folgende numerischen Werte aufweist:Endoscopic objective, in particular for flexible endoscopes, consisting of two simulating lens groups, characterized in that it has the following numerical values: ¹ °° d₁ 0,571 Ei₁ 1,624 V₁ 36,1 ¹ °° d ₁ 0,571 egg ₁ 1,624 V ₁ 36,1 T₀ 2,181 ^d I₁ 0,153 T ₀ 2,181 ^d I ₁ 0.153 τ 3 792 τ 3,792 ³ ' d₂ 0,805 n₂ 1,756 V₂ 52,9 ³ 'd ₂ n ₂ 0.805 1.756 ₂ 52.9 V r₄ - 1,223r ₄ - 1,223 ⁴ I₂ 0,153 ⁴ I ₂ 0.153 r_R 2,538 ⁰ d₃ 0,887 n₃ 1,756 V₃ 52,9r _R 2.538 ⁰ d ₃ 0.887 n ₃ 1.756 V ₃ 52.9 Tr - 1,223 ^b d₄ 0,428 n₄ 1,624 V₄ 36,1 Tr - 1.233 ^b d ₄ 0.428 n ₄ 1.624 V ₄ 36.1 T₇ - 3,229 '' L 3,411 T ₇ - 3,229 "L 3,411 Die Werte beziehen sich auf eine Brennweite von 1·The values refer to a focal length of 1 · Hierzujo^lSelten ZeidinungenFor this purpose, separate zeidinions