DE3938343C2

DE3938343C2 -

Info

Publication number: DE3938343C2
Application number: DE3938343A
Authority: DE
Inventors: Koichi Tokio/Tokyo Jp Maruyama
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1993-07-29
Also published as: JP2727091B2; JPH02135408A; US5121978A; GB8925853D0; FR2639130A1; DE3938343A1; FR2639130B1; GB2225123B; GB2225123A

Description

Die Erfindung betrifft ein fotografisches Objektiv gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3.

Beim Fotografieren aus einem sich bewegenden Automobil oder Flugzeug oder bei Verwendung eines Objektivs lan ger Brennweite tritt beim Verwackeln der Kamera leicht eine erhebliche Bildverschlechterung auf. Bislang sind viele Vorschläge gemacht worden, Einrichtungen zur Kom pensation einer Abbildungsunschärfe zum schaffen, die durch ein Verwackeln der Kamera verursacht wird.

Die japanische Offenlegungsschrift Sho 3-2 01 623 offen bart ein Objektivsystem, bei dem eine bildseitige Lin sengruppe in dem Linsensystem bewegt wird. Die japani sche Offenlegungsschrift Sho 63-2 01 624 offenbart ein Linsensystem, bei dem ein Extendersystem bewegt wird, das auf der Bildseite eines Hauptobjektivs angeordnet ist. Schließlich zeigt die japanische Offenlegungs schrift Sho 63-2 01 622 ein Linsensystem, bei dem ein afokales System bewegt wird, das auf der Objektseite oder der Bildseite eines Hauptobjektivs angeordnet ist.

Wenn eine Linsengruppe als Kompensationslinse unter einer Vielzahl von Linsengruppen in vertikaler Richtung bezüglich der optischen Achse bewegt wird und wenn der Betrag der Bewegung der Linsengruppe durch Y repräsen tiert wird, kann der Betrag der Bewegung ΔY einer Abbil dung auf einer Bildfläche, der durch die Bewegung der Linsengruppe hervorgerufen wird, allgemein durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

ΔY = (-m_A + m_B) · Y

wobei m_A eine Vergrößerung bezeichnet, die durch Lin sengruppen von der Vergrößerungslinsengruppe zu der Ab bildungsfläche gebildet wird, und wobei m_B eine Ver größerung darstellt, die durch Linsengruppen auf der Seite einer Abbildung als Kompensationslinsengruppe gebildet wird.

Wenn ferner ein Koeffizient α, der die Kompensation der Bewegung der Abbildung betrifft, in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen definiert wird, ist der abso lute Wert des Koeffizienten α in wünschenswerter Weise gering, wenn die Abbildungsschärfe durch Bewegen eines Teiles der Linsengruppe kompensiert wird.

Y = α · ΔY,
α = (-m_A + m_B)^-1.

Wenn der absolute Wert des Koeffizienten α groß ist, wird der äußere Durchmesser eines Objektivtubus groß, um einen Raum zur Bewegung der Linse darin und einen Bewegungsbereich eines Betätigungselementes bzw. Stell gliedes zu erhalten.

Um eine Intensitätsabnahme eines Randstrahls zu verhin dern, die durch eine Bewegung der Kompensationslinsen gruppe hervorgerufen wird, muß der effektive Durchmesser der Kompensationslinsengruppe selbst groß sein. In diesem Fall ist auch ein großes Leistungs- bzw. Antriebsstellglied erforderlich, um eine schwere Kompensationslinse zu bewegen.

Wenn ein Objekt im Unendlichen angeordnet ist und wenn die Brennweite der Linsengruppe auf der Objektseite der Kompensationslinsengruppe durch f_A repräsentiert wird und die Brennweite von einer Linse, die dem Objekt am nächsten ist, zu der Kompensationslinsengruppe durch f_B repräsentiert wird, können die Vergrößerungen m_A und m_B durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden:

m_A = f/f_A,
m_B = f/f_B.

Demgemäß kann der Kompensationskoeffizient α wie folgt ausgedrückt werden:

α = 1/[-(f/f_A) + (f/f_B)].

Im folgenden wird der obige Ausdruck auf die zuvor er wähnten drei Veröffentlichungen angewendet. Da das Lin sensystem, das in der japanischen Offenlegungsschrift Sho 63-2 01 623 beschrieben ist, derart aufgebaut ist, daß eine Kompensationslinsengruppe hinter einer im all gemeinen afokalen Linse angeordnet ist, werden die fol genden Gleichungen erhalten:

f/f_A ≃ 0, f/f_B ≃ 1

und der Koeffizient wird α≃1.

In einem Linsensystem, bei dem die Linsengruppe hinter dem afokalen System als eine Kompensationslinsengruppe dient, kann eine Gleichung mit α≃1 immer erhalten wer den.

In dem Linsensystem, das in der japanischen Offen legungsschrift Nr. Sho 63-2 01 624 beschrieben ist, wird f/f_A eine Abbildungsvergrößerung des Extendersystems selbst und ergibt sich wie folgt:

f/f_A ≃ 1.

Daher kann, solange die Vergrößerung einer hinteren Vorsatzlinse nicht den Wert 2 überschreitet, eine Be ziehung von |α|<1 nicht erfüllt werden. Wenn die Kom pensationslinsengruppe auf der der Abbildung zugewand ten Seite angeordnet ist, um eine Beziehung von |α| 0,5 zu erfüllen, ist es notwendig, daß die Brennweite f_A der Linsengruppe auf der Objektseite als die Kom pensationslinsengruppe kleiner -f oder andererseits größer als f/3 gemacht wird.

Diese Werte sind weit von den Werten entfernt, die ein gewöhnliches Teleobjektiv bislang hatte. Wenn die Lin sengruppe auf der Seite des Objektes eine stark diver gierende Linsengruppe ist, ergibt sich eine erhöhte Ge samtlänge des Linsensystems, eine Verdunkelung bzw. Ab schwächung des Randstrahls aufgrund des größeren Durch messers einer Austrittspupille, usw. Wenn dagegen die Linsengruppe auf der Seite des Objekts eine stark kon vergierende Linsengruppe ist, ist es unvermeidbar, daß die chromatische Aberration und die Feldkrümmung zuneh men.

Das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Sho 63- 2 01 622 beschriebene Linsensystem ist derartig aufgebaut, daß eine Vorsatzlinse bzw. ein Vorsatzobjektiv mit einer Kompensationslinsengruppe auf einem Hauptobjektiv montiert wird. In diesem Fall erhält bei Linsengruppen, die die Vorsatzlinse umfassen, selbst wenn die Linsengruppe auf der Objektseite die Kompensationslinsengruppe ist oder selbst wenn die Linsengruppe auf der Seite eines Hauptobjektivs bzw. einer Hauptlinse die Kompensationslinsengruppe ist, der Koeffizient α einen Wert, der durch Teilen der Brennweite der Linsengruppe auf der Objektseite der Vorsatzlinse durch die Brennweite des gesamten Systems erhalten wird. Das in dieser Veröffentlichung gezeigte Linsensystem enthält die Vorsatzlinse auf der Objektseite des Hauptobjektivs, wobei die Linsengruppe auf der Seite des Hauptobjektivs in der Vorsatzlinse als Kompensationslinse dient.

Bei diesem Aufbau - obwohl der Koeffizient α gering wird (etwa 0,6) - beeinflußt die in der Kompensations linsengruppe erzeugte chromatische Aberration die chro matische Aberration des Gesamtsystems in großem Umfang. Um daher eine ausreichende Leistungsfähigkeit sicherzu stellen, damit das Objektiv als Aufnahmeobjektiv ver wendet werden kann, ist es notwendig, die chromatische Aberration unter Verwendung von vier oder mehr Linsen zu kompensieren. Im Ergebnis ist es unvermeidbar, daß das gesamte Linsensystem groß wird.

Ein fotografisches Objektiv der eingangs genannten Art ist aus der japanischen Offenlegungsschrift Sho 63-2 29 425 bekannt, wobei das Objektiv drei Linsengruppen um faßt. Die dort beschriebene Lösung hat den wesentlichen Nachteil, daß der Kompensationskoeffizient vergleichs weise groß, d. h. gleich 1 oder größer als 1 ist. Da durch baut das Objektiv relativ groß.

Aus der US-A-38 83 230 ist ein Teleobjektiv mit vier Linsengruppen bekannt, deren Brechkräfte in der Reihen folge +-+- angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem fotografischen Objektiv der im Oberbegriff des An spruchs 1 angegebenen Art eine vollständige Kompensati on der Aberration zu erreichen und bei einem kompakten Aufbau des Objektivs den Kompensationskoeffizienten kleiner als 1 zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 3 gelöst.

Die Unteransprüche beschrieben vorteilhafte Ausfüh rungsformen der Erfindung.

Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen.

Fig. 1 bis 6 zeigen eine erste Ausführungsform eines Abbildungsunschärfen kompensierenden Teleobjektivs, wobei Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Objektivs ist, welches auf ein im Unendlichkeitspunkt angeordnetes Objekt fokussiert ist, wobei Fig. 2 eine schematische Ansicht ist, die die Aberration des Objektivs zeigt, wobei Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Objektivs ist, welches auf ein in kürzest möglichem Abstand angeordnetes Objekt fokussiert ist, wobei Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Objektivs in dem Zustand ist, wo eine zweite Linsengruppe aus dem Zustand aus Fig. 1 bewegt ist bzw. verschoben ist, und wobei die Fig. 5 und 6 schematische Ansichten sind, die eine transverse Aberration bzw. eine Queraberration zeigen, und zwar vor und nach einer Neigung des Objektivsystems bzw. des Lin sensystems;

Fig. 7 bis 10 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorlie genden Erfindung, wobei Fig. 7 eine schematische An sicht eines Objektivs ist, welches auf ein im Unendlich keitspunkt angeordnetes Objekt fokussiert ist, wobei Fig. 8 eine schematische Ansicht ist, die dessen Aberra tion zeigt und wobei die Fig. 9 und 10 schematische Ansichten sind, die eine Quer- bzw. Diagonalaberration vor und nach einer Neigung des Objektivsystems zeigen;

Fig. 11 bis 16 zeigen eine dritte Ausführungsform eines Ab bildungsunschärfen kompensierenden Teleobjektivs, wobei Fig. 11 eine schematische Ansicht eines auf ein im Un endlichkeitspunkt angeordnetes Objekt fokussierten Objek tivs ist, wobei Fig. 12 eine schematische Ansicht ist, die eine Aberration des Objektivs zeigt, wobei Fig. 13 eine schematische Ansicht eines Objektivs ist, das auf ein im dichtestmöglichen Abstand angeordnetes Objekt fo kussiert ist, wobei Fig. 14 eine schematische Ansicht einer Linse in einem Zustand ist, bei dem eine dritte Linsengruppe in den Zustand nach Fig. 11 bewegt ist, und wobei die Fig. 15 und 16 schematische Ansichten sind, die eine Queraberration vor und nach einer Neigung des Objektivs zeigen;

Fig. 17 bis 20 zeigen eine vierte Ausführungsform der vorlie genden Erfindung, wobei Fig. 17 eine schematische An sicht ist, die ein Objektiv zeigt, das auf ein im Unend lichkeitspunkt angeordnetes Objekt fokussiert ist, wobei Fig. 18 eine schematische Ansicht ist, die die Aberra tion des Objektivs zeigt, und wobei die Fig. 19 und 20 schematische Ansichten sind, die eine Queraberration vor und nach einer Neigung des Objektivs zeigen.

Jede der Ausführungsformen weist eine 4-Linsengruppen- Struktur mit "+-+-" auf. Die Beispiele 1 und 2 zeigen den Typ, bei dem eine zweite Linsengruppe in Richtung senkrecht zur optischen Achse bewegt wird, um eine Abbil dungsunschärfe zu kompensieren, wohingegen die Beispiele 3 und 4 den Typ repräsentieren, bei dem eine dritte Linsengruppe in Richtung senkrecht zur optischen Achse bewegt wird, um die Abbildungsunschärfe zu kompensieren.

Da die zweite Linsengruppe eine negative Brechkraft und die dritte Linsengruppe eine positive Brechkraft hat, ist die Bewegungsrichtung der Kompensationslinsengruppen der ersten und der zweiten Ausführungsform entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung bei der dritten und vierten Ausführungsform, wenn das gesamte Objektivsystem in die gleiche Richtung geneigt wird.

Die vierte Linsengruppe ist eine Gruppe, mit deren Vergrößerung sich die Brennweite des gesamten Systems auf einen Zielwert setzen läßt.

Die Beispiele 1 und 2 werden im Fall 1 beschrieben und die Beispiele 3 und 4 werden im Fall 2 beschrieben.

Fall 1

Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.

Wenn eine zweite Linsengruppe II als eine Kompensationslinsengruppe dient, ist es wünschenswert, daß die folgenden Beziehungen erfüllt werden:

1,5 < f/f₁ (1)

-f/f₁ < f/f₁₂ < 0 (2)

wobei f₁ eine Brennweite einer ersten Linsengruppe I bezeichnet, f₁₂ eine Gesamtbrennweite der ersten und der zweiten Linsengruppe I und II bezeichnet, und wobei f eine Brennweite des gesamten Systems bezeichnet.

Die Beziehung (1) ist ein Konditionalausdruck, um die Gesamtlänge, die zweite (II) und die dritte Linsengruppe (III) kein zu machen.

Wenn f/f₁ geringer ist als 1,5, wird der Abstand zwischen der ersten Linsengruppe I und der zweiten Linsengruppe II zu groß, und die Gesamtlänge des Objektivsystems wird zu lang. Darüber hinaus wird die Einfallshöhe eines auf die zweite Linsengruppe II einfallenden Lichtstrahls zu hoch. Demgemäß ist es notwendig, den Durchmesser der zweiten Linsengruppe II groß zu machen.

Ferner muß man, wenn f/f₁ geringer ist als 1,5, einen Divergenz winkel eines von der zweiten Linsengruppe II emittierten Lichtstromes vorge ben, um den Koeffizienten α gering zu machen. Demgemäß wird es notwendig, den Durchmesser einer dritten Linsengruppe III groß zu machen.

Die Beziehung (2) in Kombination mit der Beziehung (1) definiert die untere Grenze der Veränderung der durch die zweite Linsengruppe II verursachten Abbildungsvergrößerung.

Wenn f/f₁₂ in der Beziehung (2) größer als 0 ist, wird der Bewegungsbetrag der zweiten Linsengruppe II groß, um die Abbildungsunschärfe zu kompensieren und der Raum zum Bewegen des Objektivsystems wird groß. Außerdem wird die Belastung eines Stellgliedes erhöht. Wenn der Bewegungsbetrag gering gemacht wird, wird die Brechkraft der ersten Linsengruppe I übermäßig groß.

Wenn dagegen f/f₁₂ in der Beziehung (2) geringer ist als -f/f₁, ist eine Aberrationskompensation in der zweiten Linsengruppe II schwierig, und eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit ist groß, wenn die Kompensationslinsengruppe bewegt wird. Daher kann eine angestrebte Leistungsfähigkeit als fotografisches Objektiv nicht gewährleistet werden.

Wenn die Bedingungen der obigen Relationen (1) und (2) erfüllt werden und wenn eine Abbildungsunschärfe auf Grund einer Kamerabewegung bzw. eines Kamerawackelns auftritt, kann die Abbildungsunschärfe durch Bewegen der zweiten Linsengruppe II in Richtung senkrecht zur optischen Achse kompensiert werden. Der Betrag der Bewegung entspricht dem 0,4fachen des Betrages der Abbildungsunschärfe oder weniger.

Wenn die zweite Linsengruppe II aus einer positiven Linse und zwei negativen Linsen besteht, ist es wünschenswert, die folgende Beziehung zu erfüllen:

-0,5 < f/R_2-1 < 4,0 (3),

wobei R_2-1 den Radius der Krümmung einer Fläche der zweiten Linsengruppe (II) auf der Seite bezeichnet, die dem Objekt bzw. dem Gegenstand am nächsten ist.

Die Beziehung (3) gibt die Bedingungen an, um eine übersphärische Aberration, die in der zweiten Linsengruppe II erzeugt wird, auf einen kleinen Wert zu beschränken, und um ein Auftreten einer Aberration höherer Ordnung zu beschränken, die durch eine konvexe Fläche verursacht wird, die ausgelegt ist, eine derartige übersphärische Aberration auszugleichen.

Die Kompensation der Aberration der zweiten Linsengruppe II ist wichtig, da für den Fall, daß die zweite Linsengruppe II eine verbleibende sphärische Aberration hat, bei einer Bewegung dieser Linsengruppe die Koma-Aberration des gesamten Systems erhöht wird. Für den Fall, daß diese Linsengruppe eine Koma-Aberration hat, wird bei einer Bewegung dieser Linsengruppe die Bildwölbung des gesamten Systems erhöht.

Obwohl die zweite Linsengruppe II im ganzen eine stark negative Linsengruppe ist, ist es notwendig, eine konvexe Fläche zum Erzeugen einer großen untersphärischen Aberration zu haben, um die sphärische Aberration zu kompensieren. Zu diesem Zweck ist eine positive Linse mit einem hohen Brechungsindex erforderlich.

Um eine negative Brechkraft sicherzustellen, wird es notwendig, zwei negative Linsen oder mehr einzusetzen.

Wenn jedoch die konvexe Fläche zum Erzeugen einer derartig großen untersphärischen Aberration alleine angeordnet ist, wird eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit groß, die durch eine Verschiebung bzw. einen Versatz hervorgerufen wird, wenn das Linsensystem aufgebaut wird. Es ist daher wünschenswert, daß die konvexe Fläche mit der negativen Linse verkittet bzw. verklebt ist. In diesem Fall kann die sphärische Aberration an den verkitteten Flächen kompensiert werden, indem ein unterschiedlicher Lichtbrechungsindex vorgesehen wird, und zwar nach Vorgabe der folgenden Beziehung:

n_p < n_m + 0,5,

wobei der Lichtbrechungsindex der zu verkittenden, positiven Linse durch n_p und der Lichtbrechungsindex der negativen Linse durch n_m repräsentiert wird.

Die verbleibende negative Linse innerhalb der zweiten Linsengruppe II hat einen hohen Brechungsindex, um eine negative Brechkraft zu erzeugen. Es ist wünschenswert, daß die negative Linse eine bikonkave Oberfläche hat, um eine Erzeugung der übersphärischen Aberration zu beschränken. Des weiteren kann diese negative Linse mit einer positiven Linse verkittet werden, um die chromatische Aberration zu kompensieren. Für diesen Fall ist es nicht mehr notwendig, daß die positive und die negative Linse in ihrem Brechungsindex unterschiedlich sind.

Die zweite Linsengruppe II und die dritte Linsengruppe III sind derart angeordnet, daß sie benachbart zueinander bzw. nahe aneinander liegen. Wenn der Abstand zwischen der zweiten Linsengruppe II und der dritten Linsengruppe III durch d₂₃ wiedergegeben wird, ist es wünschenswert, daß die folgende Beziehung erfüllt wird:

d₂₃/f < 0,1 (4).

Die Beziehung (4) offenbart die Bedingungen, um den Durchmesser der dritten Linsengruppe (III) und die Gesamtlänge des Linsensystems klein zu halten.

Solange sichergestellt werden kann, daß genügend Raum zum Unterbringen eines Stellgliedes zum Bewegen der zweiten Linsengruppe II vorhanden ist, sollte der Abstand zwischen der zweiten Linsengruppe II und der dritten Linsengruppe III so kurz wie möglich sein, um das Linsensystem kompakt zu machen.

In dieser Ausführungsform ist die dritte Linsengruppe III ausgelegt, das Linsensystem durch Wandeln des von der zweiten Linsengruppe II kommenden diver gierenden Lichtstromes in einen konvergierenden Lichtstrom kompakt zu machen.

Die vierte Linsengruppe IV dient zum Fokussieren, indem sie als Gruppe in Richtungen entlang der optischen Achse bewegt wird. Wenn das Fokussieren durch die vierte Linsengruppe IV ausgeführt wird, ist es daher leicht, ein Verfahren zum Fokussieren durch einen Teil der Linsengruppe zu nutzen.

Bei einem Teleobjektiv ist ein Verfahren zum Fokussieren eingeführt worden, bei dem das gesamte Objektivsystem in Richtung entlang der optischen Achse bewegt wird. Bei diesem Verfahren sind Veränderungen der Leistungsdaten beim Wechsel von einem entfernten Abstand zu einem nahen Abstand vergleichsweise gering.

Bei diesem Verfahren wird aber, wenn das Objektiv auf einen Punkt in geringer Entfernung bzw auf eine geringe Gegenstandsweite fokussiert wird, der Stellweg des Objektivs sehr groß. Demgemäß kann die Grenze hinsichtlich einer kurzen Entfernung nicht zu niedrig angesetzt bzw. eingestellt werden. Weiterhin tritt ein Problem auf, daß eine Haltebalance aufgrund einer Bewegung des Schwerpunktes beim Fokussieren zerstört wird.

Aufgrund des oben Gesagten ist es möglich, das Einführen einer internen Fokussierung und eines hinteren Brennpunktes zu erwägen. Wenn man die zweite Linsengruppe II zum Zwecke des Fokussierens einsetzen möchte, ist es für den Fall eines Linsensystems dieser Ausführungsform jedoch notwendig, daß diese Linsengruppe sowohl in Richtung entlang der optischen Achse als auch in Richtung senkrecht zu dieser bewegt wird. Demzufolge wird der Linsenbewegungsmechanismus aufwendig.

Auch eine Veränderung des Abstandes zwischen der zweiten Linsengruppe II und der dritten Linsengruppe III bedeutet, daß die Einfallhöhe eines Randstrahles auf die dritte Linsengruppe III dann hoch wird, wenn der Abstand vergrößert wird. Aus diesem Grund ist auch der Aufbau, bei dem das Fokussieren durch die dritte Linsengruppe III ausgeführt wird, nicht wünschenswert.

Aufgrund der obigen Probleme wird die vierte Linsengruppe IV als fokussierende Linse ausgelegt.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt ein Linsensystem gemäß einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung in einem Zustand, in dem es auf einen Gegenstand im Unendlichen fokussiert ist, und Fig. 2 zeigt die Aberration bei dem Zustand von Fig. 1. Fig. 3 zeigt das Linsensystem, das nun auf einen Gegenstand fokussiert ist, der in kürzestmöglicher Entfernung angeordnet ist.

Die konkreten Zahlenwerte des Aufbaus dieses Linsensystems sind in Tabelle 1 gezeigt.

In Tabelle 1 steht FNO. für die F-Nummer bzw. die Lichtstärke, f für eine Brennweite des gesamten Systems, W für einen halben Blickwinkel, r für den Krümmungsradius einer Linse, d für die Dicke einer Linse oder für eine lichte Länge, n für einen Brechungsindex der Linse und ν für eine Abbe-Zahl der Linse.

Tabelle 1

Es gelten die folgenden Bedingungen:

(1) . . . f/f₁ = 2,1272
(2) . . . f/f₁₂ = -0,8729
(3) . . . f/R_2-1 = 1,3731
(4) . . . d₂₃/f = 0,020

Koeffizient α = -0,333

Bei einer gegebenen Neigung des gesamten Linsensystems von einem Grad (1°) beträgt die Weglänge (bzw. der Betrag der Bewegung) der zweiten Linsengruppe II zur Kompensation einer durch die Neigung verursachten Abbildungsunschärfe -1,745 mm. Das Pluszeichen ("+") vor den Zahlenwerten, die die Weglänge angeben, zeigt eine Richtung an, die der Neigung des Linsensystems folgt, während das Minuszeichen ("-") eine hierzu entgegengesetzte Richtung anzeigt. Fig. 4 zeigt einen Zustand des Linsensystems, nach dem die zweite Linsengruppe II zur Kompensation der Abbildungsunschärfe bewegt worden ist.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Queraberration auf der optischen Achse und eine Queraberration auf einem Strahl, der um ±3,436° bezüglich der optischen Achse von einem Ursprungspunkt auf der Rückseite des Linsensystems versetzt ist. Fig. 5 zeigt einen Zustand, bei dem die Neigung 0° (Zustand von Fig. 1) beträgt, und Fig. 6 zeigt einen Zustand, bei dem eine Korrektur bezüglich einer Neigung um 1° (Zustand von Fig. 4) bewirkt ist. Das Pluszeichen ("+") vor dem Winkel deutet eine Drehung in den Figuren gegen den Uhrzeigersinn an.

Obwohl die Aberration auf einem um die optische Achse konzentrischen Kreis in dem Zustand auftritt, bevor die zweite Linsengruppe II bewegt wird, tritt die Aberration unterschiedlich bzw. verschieden entlang der Bewegungsrichtung der zweiten Linsengruppe II auf, nachdem die zweite Linsengruppe II in Richtung senkrecht zu der optischen Achse bewegt worden ist. Aus diesem Grund werden zwei Erläuterungen für den Zustand vor der Bewegung und drei Erläuterungen für den Zustand nach der Bewegung vorgelegt.

Beispiel 2

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die das Linsensystem gemäß dem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf einen Gegenstand fokussiert ist, der im Unendlichen angeordnet ist, und Fig. 8 zeigt die Aberration für den Zustand nach Fig. 7.

Konkrete numerische Konstruktionsdaten dieses Linsensystems sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Es gelten die folgenden Bedingungen:

(1) . . . f/f₁ = 2,4708
(2) . . . f/f₁₂ = -1,0287
(3) . . . f/R_2-1 = 1,7716
(4) . . . d₂₃/f = 0,013

Koeffizient α = -0,285

Bei einer gegebenen Neigung des gesamten Linsensystems von einem Grad wird ein Betrag der Bewegung der zweiten Linsengruppe II zur Kompensation einer durch die Neigung verursachten Abbildungsunschärfe -1,497 mm. Die Queraberration bei einem geneigten Zustand des Linsensystems um 0 Grad in Beispiel 2 und die Queraberration in einem Zustand, bei dem die Abbildungsunschärfe durch Bewegen der zweiten Linsengruppe II bezüglich der Neigung um ein Grad kompensiert ist, sind in den Fig. 9 bzw. 10 gezeigt.

Fall 2

In einem Fall, wo die dritte Linsengruppe III unter den vier Linsengruppen als die kompensierende Linse dient, ist es wünschenswert, daß die folgenden Beziehungen erfüllt werden:

1,5 < f/f₁ (5)

f/f₁₂ < -0,2 (6)

1,5 < f/f₁₂₃ (7)

wobei f₁ eine Brennweite einer ersten Linsengruppe I bezeichnet, f₁₂ eine zusammengesetzte Brennweite der ersten und der zweiten Linsengruppe bezeichnet, f₁₂₃ eine zusammengesetzte Brennweite von der ersten Linsengruppe I bis zur dritten Linsengruppe III bezeichnet und f eine Brennweite des gesamten Systems bezeichnet.

Die Beziehung (5) ist ein Konditionalausdruck bzw. eine Vorgabe, um die Gesamtlänge und die zweite Linsengruppe II und die dritte Linsengruppe III klein zu machen. Wenn f/f₁ geringer ist als 1,5, dann wird der Abstand zwischen der zweiten Linsengruppe II und der dritten Linsengruppe III zu groß, und die Einfallhöhe des Lichtes auf die zweite Linsengruppe II wird hoch. Als Ergebnis ergibt sich für die zweite Linsengruppe III ein großer Durchmesser.

Die unteren Grenzen der Beziehungen (6) und (7) setzen die untere Grenze einer Abbildungsvergrößerung der dritten Linsengruppe III, die eine Abbildungsvergrößerung des gesamten Linsensystems wiedergibt. Wenn diese Grenzen überschritten werden, wird die Brechkraft der dritten Linsengruppe III zu groß, um die Aberration zu kompensieren, oder andererseits wird ein Raum zum Bewegen des Linsensystems zu groß. Darüber hinaus wird eine Belastung eines Stellgliedes zu groß.

Die zweite Linsengruppe II ist eine negative Linsengruppe zum Wandeln eines konvergierenden Lichtes von der ersten Linsengruppe I, die zur Minimierung eines Telefotografie-Verhältnisses eine positive Brechkraft hat, in ein divergierendes Licht, um die Wirkung der Kompensation einer Abbildungsunschärfe zu erhöhen und um das Licht auf die dritte Linse auffallen zu lassen.

Die dritte Linsengruppe III weist wenigstens zwei positive Linsen und eine negative Linse auf. Die Linse, die dem Gegenstand am nächsten ist, ist eine bikonvexe positive Linse oder eine gekittete bikonvexe positive Linse. Wenn der Krümmungsradius einer objektseitigen Fläche durch R_3-1 und der Krümmungsradius einer abbildungsseitigen Fläche durch R_3-2 wiedergegeben wird, ist es wünschenswert, daß die folgenden Beziehungen erfüllt werden:

2,0 < f/R_3-1 < 5,0 (8)

|R_3-1/R_3-2| < 0,9 (9)

Die Beziehungen (8) und (9) sind Vorgaben zur günstigen Kompensation der sphärischen Aberration in der dritten Linsengruppe III. Obwohl die dritte Linsengruppe III als ganze eine stark positive Linse ist, ist es notwendig, eine stark divergierende Fläche zu haben, um eine große über sphärische Aberration zu erzeugen. Weiterhin, da die chromatische Aberration zu kompensieren ist, wird eine negative Linse mit einem hohen Brechungsindex und einer hohen Dispersion benötigt.

Um das Aufspreizen des divergierenden Lichtstromes, der von der zweiten Linsengruppe II emittiert wird, zu beschränken, ist die der zweiten Linsengruppe II zugewandte Linse in der dritten Linsengruppe III eine bikonvexe positive Linse oder eine bikonvexe gekittete positive Linse. Durch Ausbilden der objektseitigen Oberfläche als stark konvexe Fläche, um die Erzeugung einer unter sphärischen Aberration zu verringern, können die Beziehungen (8) und (9) erfüllt werden.

Weiterhin sind die zweite Linsengruppe II und die dritte Linsengruppe III derart angeordnet, daß sie in Richtung der optischen Achse dicht beieinander liegen. Wenn der Abstand zwischen der zweiten Linsengruppe II und der dritten Linsengruppe III durch d₂₃ wiedergegeben wird, ist es wünschenswert, daß die folgende Bedingung erfüllt wird:

d₂₃/f < 0,1 (10).

Die Beziehung in (10) ist eine Vorgabe, um die Gesamtlänge des Linsensystems zu beschränken.

Solange ausreichend Raum zum Unterbringen eines Stellgliedes zur Kompensation einer Abbildungsunschärfe sichergestellt werden kann, sollte der Abstand zwischen der zweiten Linsengruppe II und der dritten Linsengruppe III in wünschenswerter Weise so kurz wie möglich sein, um die Gesamtlänge des Linsensystems kompakt zu machen.

Beispiel 3

Das Linsensystem gemäß dem dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.

Tabelle 3

Fig. 11 zeigt ein Linsensystem gemäß dem dritten Beispiel der Erfindung in einem Zustand, in dem es auf einen Gegen stand im Unendlichen fokussiert ist. Fig. 12 zeigt die Aberration in dem Zustand von Fig. 11 und Fig. 13 zeigt das Linsensystem, das nun auf einen Gegenstand fokussiert ist, der in der kürzestmöglichen Entfernung angeordnet ist.

Konkrete Zahlenwerte dieses Linsensystems sind in Tabelle 3 gezeigt.

Es gelten folgende Bedingungen:

(5) f/f₁ = 2,003
(6) f/f₁₂ = -0,5547
(7) f/f₁₂₃ = 1,9454
(8) f/R_3-1 = 3,3834
(9) |R_3-1/R_3-2| = 0,06002

Koeffizient α = -0,40

Bei einer Neigung des gesamten Linsensystems um 1 Grad ist der Betrag der Bewegung der dritten Linsengruppe III zur Kompensation einer durch die Neigung verursachten Ab bildungsunschärfe 2,092 mm.

Fig. 14 zeigt einen Zustand nach der Kompensation.

Die Queraberration bei einem geneigten Zustand des Linsensystems um 0 Grad in Beispiel 3 und die Queraberration in einem Zustand, bei dem die Abbildungsunschärfe durch Bewegen der dritten Linsengruppe III bezüglich der Neigung um 1 Grad kompensiert ist, sind in den Fig. 15 bzw. 16 gezeigt.

Beispiel 4

Fig. 17 zeigt ein Linsensystem gemäß dem vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung in einem Zustand, in dem es auf einen Gegenstand im Unendlichen fokussiert ist, und Fig. 18 zeigt die Aberration bei dem Zustand nach Fig. 17. Konkrete Zahlenbeispiele des Aufbaus nach Beispiel 4 sind in Tabelle 4 gezeigt.

Tabelle 4

Es gelten folgende Bedingungen:

(5) . . . f/f₁ = 2,0222
(6) . . . f/f₁₂ = -0,5401
(7) . . . f/f₁₂₃ = 1,9599
(8) . . . f/R_3-1 = 3,335
(9) . . . |R_3-1/R_3-2| = 0,6603
(10) . . . d₂₃/f = 0,013

Koeffizient α = -0,40

Bei einer gegebenen Neigung des gesamten Systems um ein Grad ist ein Betrag der Bewegung der dritten Linsengruppe III zur Kompensation einer durch die Neigung verursachten Abbildungsunschärfe 2,092 mm.

Die Queraberration bei einem geneigten Zustand des Linsensystems um 0 Grad in Beispiel 4 und die Queraberration in einem Zustand, bei dem die Abbildungsunschärfe durch Bewegen der dritten Linsengruppe III bezüglich der Neigung um 1 Grad kompensiert ist, sind in den Fig. 19 bzw. 20 gezeigt.

Claims

1. Fotographisches Objektiv mit Kompensation einer Abbildungsunschärfe, umfassend eine Mehrzahl von Linsengruppen (I bis IV) mit abwechselnd positiver und negativer Brechkraft, wobei die am nächsten zum abzubildenden Objekt gelegene erste Linsen gruppe (I) positive Brechkraft hat, und einen Ob jektivbewegungsmechanismus zum Bewegen einer zwi schen den äußeren Linsengruppen (I, IV) gelegenen Linsengrupe (II) quer zur optischen Achse, da durch gekennzeichnet, daß das Objektiv als Teleob jektiv mit vier Linsengruppen (I bis IV) ausgebil det ist, wobei die zweite und dritte Linsengruppe (II, III) - gezählt von der ersten Linsengruppe (I) fort vom Objekt - derart angeordnet sind, daß sie in Richtung der optischen Achse unmittelbar beieinander liegen, daß die zweite Linsengruppe (II) zur Kompensation einer Abbildungsunschärfe quer zur optischen Achse verstellbar ist und daß die folgenden Beziehungen erfüllt sind: 1,5 < f/f₁
-f/f₁ < f/f₁₂ < 0,2
d₂₃/f < 0,1wobei f₁ eine Brennweite der ersten Linsengruppe (I), f₁₂ die gemeinsame Brennweite der ersten und zweiten Linsengruppe (I, II), f die Brennweite des gesamten Systems und d₂₃ den Abstand zwischen der zweiten und dritten Linsengruppe (II, III) bezeichnet.

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linsengruppe (II) mindestens eine positive Linse und zwei negative Linsen hat und daß die folgende Beziehung erfüllt ist: -0,5 < f/R_2-1 < 4,0,wobei R_2-1 den Krümmungsradius einer dem Objekt nächstgelegenen Oberfläche bezeichnet.

3. Fotographisches Objektiv mit Kompensation einer Abbildungsunschärfe, umfassend eine Mehrzahl von Linsengruppen (I bis IV) mit abwechselnd positiver und negativer Brechkraft, wobei die am nächsten zum abzubildenden Objekt gelegene Linsengruppe (I) positive Brechkraft hat, und einen Objektivbewe gungsmechanismus zum Bewegen einer zwischen den äußeren Linsengruppen (I, IV) gelegenen Linsen gruppe (III) quer zur optischen Achse, dadurch ge kennzeichnet, daß das Objektiv als Teleobjektiv mit vier Linsengruppen (I bis IV) ausgebildet ist, wobei die zweite und die dritte Linsengruppe (II, III) - gezählt von der ersten Linsengruppe (I) fort vom Objekt - derart angeordnet sind, daß sie in Richtung der optischen Achse unmittelbar beein ander liegen, daß die dritte Linsengruppe (III) zur Kompensation der Abbildungsunschärfe quer zur optischen Achse verstellbar ist und daß die fol genden Beziehungen erfüllt sind: 1,5 < f/f₁
f/f₁₂ < -0,2
1,5 < f/f₁₂₃
d₂₃/f < 0,1,wobei f₁ eine Brennweite der ersten Linsengruppe (I), f₁₂ eine Gesamtbrennweite der ersten und zweiten Linsengruppe (I, II), f die Brennweite des gesamten Systems, f₁₂₃ eine zusammengesetzte Brennweite der ersten bis dritten Linsengruppe (I bis III) und d₂₃ den Abstand zwischen der zwei ten und dritten Linsengruppe (II, III) bezeichnet.

4. Objektiv nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Linsengruppe (III) mindestens zwei positive Linsen und eine negative Linse hat, wobei eine am nächsten zum Objekt gelegene Linse eine bikonvexe positive Linse oder eine gekittete bi konvexe positive Linse ist und wobei der Krüm mungsradius eine objektseitige Fläche durch R_3-1 und der Krümmungsradius einer abbildungsseitigen Fläche durch R_3-2 repräsentiert wird und daß die folgenden Beziehungen erfüllt werden: |R_3-1/R_3-2| < 0,9