DE4028359A1

DE4028359A1 - Bildstabilisierungseinrichtung

Info

Publication number: DE4028359A1
Application number: DE4028359A
Authority: DE
Inventors: Koichi Maruyama
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1989-09-06
Filing date: 1990-09-06
Publication date: 1991-03-07
Anticipated expiration: 2010-09-07
Also published as: GB2235788A; US5461513A; US5280387A; GB9019426D0; DE4028359C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildstabilisierungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bildstabilisierungseinrichtung dient zur Korrektur einer Bildverschiebung, um eine Bildverzerrung zu verhindern, die durch eine zufällige Neigung oder eine Kameraerschütterung bei der Aufnahme hervor gerufen kann.

Wenn aus einem bewegten Fahrzeug oder Flugzeug fotografiert wird, kann sich das entstehende Bild verschieben aufgrund einer Vibration des bewegten Fahrzeuges oder Flugzeuges. Insbesondere wenn die Belichtungszeit lang ist, ist es schwierig ein scharfes Bild zu erhalten. Dasselbe Problem kann auch auftreten, wenn ein Objektiv mit langer Brennweite verwendet wird, da sich bei diesem der oben beschriebene Effekt aufgrund von Erschütterungen oder Vibrationen besonders stark auswirkt.

Mittel zur Verhütung einer solchen Verschiebung des entstehenden Bildes aufgrund von Vibrationen sind bei spielsweise in der japanischen Patentschrift SHO 57- 7416 und der japanischen Offenlegungsschrift SHO 63- 169614 beschrieben.

Ein in der japanischen Patentschrift SHO 57-7416 be schriebenes Flüssigprisma, bei dem die chromatische Ab erration korrigiert ist, umfaßt zwei bewegliche trans parentet Platten mit einem Zwischenraum zwischen ihnen, eine zwischen den beweglichen transparenten Platten zur Unterteilung des Zwischenraumes angeordnete feststehende transparente Platte und zwei Arten von Flüssigkeit unterschiedlicher abbe′scher Zahl, die in die Raumteile eingefüllt sind. Eine Einstellung der Ablenkfunktion wird durch eine Neigung der beweglichen transparenten Platten entsprechend dem Neigungswinkel des Ob jektivs oder Linsensystems bewirkt.

Bei dem Flüssigprisma gemäß der japanischen Patent schrift SHO 57-7416 müssen jedoch mehrere transparente Platten bewegt werden, so daß der Aufbau in dieser An ordnung relativ kompliziert ist. Da ferner die äußere Form des Prismas verändert wird, benötigt man relativ viel Platz für diese Anordnung.

Die japanische Offenlegungsschrift SHO 63-169614 zeigt eine Einrichtung zur Korrektur der Bildverschiebung durch die Änderung der zusammengesetzten Ablenkfunktion bei einer Verschwenkung eines ersten und eines zweiten Prismas auf der optischen Achse.

Bei dieser Anordnung sind jedoch die Lichteinfallsfläche des ersten Prismas und die Lichtaustrittsfläche des zweiten Prismas nicht parallel zueinander. Wenn daher diese Anordnung mit einem vibrationssicheren optischen System kombiniert werden soll, ist es erforderlich, einen dem am weitesten herausragenden Teil entsprechenden Platz für die Anordnung dieser Einrichtung frei zu lassen. Daher ist der für die Einrichtung erforderliche Raum relativ groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art mit einem Flüssigprisma anzugeben, dessen äußere Form sich nicht ändert, wenn der optische Weg abgelenkt wird und das eine geringe Baugröße hat.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und der folgenden Be schreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Figuren die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bildstabi lisierungseinrichtung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Funktion, wenn das optische System gemäß Fig. 1 geneigt wird,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Te leobjektiv, das für die Verwendung in Verbindung mit einem Prisma gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung geeignet ist,

Fig. 4 ein Aberrationsdiagramm des in Fig. 3 dargestellten Objektivs,

Fig. 5a bis 5c Punktdiagramme des in Fig. 3 dargestellten Objektivs,

Fig. 6 eine Schnittansicht des in Fig. 3 dargestellten Objektivs, wobei eine optische Ablenkeinrichtung auf der Subjektseite des Objektivs vorgesehen ist,

Fig. 7 eine Schnittansicht gemäß Fig. 6, nun im geneigten Zustand,

Fig. 8a bis 8c Punktdiagramme mit der optischen Anordnung gemäß Fig. 7,

Fig. 9a bis 9c schematische Ansichten von Prismen in Verbindung mit einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bildstabilisierungs einrichtung,

Fig. 10 eine schematische Ansicht der Bildstabilisierungseinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11 eine Schnittansicht eines Teleob jektivs, das für die Verwendung in Verbindung mit der Bildstabi lisierungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel geeignet ist,

Fig. 12 ein Aberrationsdiagramm des in Fig. 11 dargestellten Objektivs,

Fig. 13a bis 13c Punktdiagramme des in Fig. 11 dargestellten Objektivs,

Fig. 14 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Objektivs in Verbindung mit einer optischen Ab lenkeinrichtung auf der Subjektseite des Objektivs,

Fig. 15a bis 15c Punktdiagramme der in der Fig. 14 dargestellten Anordnung,

Fig. 16 eine Schnittansicht eines Ausfüh rungsbeispieles eines Objektivs gemäß Fig. 11, bei dem eine optische Ablenkeinrichtung in einem mittleren Objektivabschnitt angeordnet ist,

Fig. 17a bis 17c Punktdiagramme für die in Fig. 16 dargestellte Konstruktion,

Fig. 18 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer er findungsgemäßen Bildstabilisierungseinrichtung,

Fig. 19 eine schematische Darstellung der Ablenkfunktion, die durch ein Prisma der Bildstabilisierungseinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung hervorgerufen wird,

Fig. 20 eine Schnittansicht durch ein konkretes Aufnahmeobjektiv, das mit einer Bildstabilisierungseinrichtung gemäß der dritten Aus führungsform versehen ist,

Fig. 21 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der er findungsgemäßen Bildstabilisierungseinrichtung,

Fig. 22 eine schematische Darstellung der Ablenkfunktion, die durch ein Prisma einer Bildstabilisierungseinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform bewirkt wird,

Fig. 23 eine Schnittansicht durch ein konkretes Aufnahmeobjektiv, das mit einer Bildstabilisierungseinrichtung gemäß dem vierten Aus führungsbeispiel versehen ist,

Fig. 24 eine schematische Darstellung der Ablenkfunktion, die durch ein Prisma einer herkömmlichen Bild stabilisierungseinrichtung bewirkt wird und

Fig. 25 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ablenkfunktion des Prismas.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Der Ausdruck "Prisma" soll im folgenden sowohl ein einzelnes Prisma als auch solche Prismen be zeichnen, die zur Korrektur der chromatischen Aberration aus mehreren zusammengekitteten Teilen bestehen.

Um die chromatische Aberration zu korrigieren, die durch die Dispersion von Prismen entsteht, kann man eine Anordnung wählen, bei der zwei Prismen mit unter schiedlicher Abbe-Zahl zusammengekittet werden. Wenn die Scheitelwinkel dieser Prismen mit δ1 und δ2 be zeichnet werden, wird dabei folgende Bedingung erfüllt:

δ1/δ2 = -{(nd2-1)/(nd1-1)} · (ν1/ν2)

dabei werden der Brechungsindex und die abbe′sche Zahl des ersten und des zweiten Prismas durch nd1 und nd2 bzw. ν1 und ν2 bezeichnet.

Erste Ausführungsform

Die Fig. 1 bis 8 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung.

Ein bildstabilisierendes optisches System gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird als Aufnahmeobjektiv für eine Kamera verwendet und faßt gemäß Fig. 1 ein abbildendes Linsensystem 20 zur Erzeugung eines Bildes auf einer Bildaufnahmeoberfläche 10 wie bei spielsweise eine Filmoberfläche oder einer CCD-Einheit (Charged Coupled Device) sowie eine optische Ablenkeinheit 30 zur Korrektur der Verschiebung des Bildes aufgrund einer Neigung, die durch eine Vibration des gesamten optischen Systems verursacht wird.

Die optische Ablenkeinheit 30 zur Ablenkung des optischen Weges hat eine erste transparente Platte 31 und eine zweite transparente Platte 32, die senkrecht zur optischen Achse Ax des Linsensystems 20 angeordnet sind, eine dritte transparente Platte 33, die zwischen der ersten und der zweiten transparenten Platte 31, 32 angeordnet ist und relativ zur optischen Achse Ax geneigt werden kann, und einen Rahmen 34, welcher die Um fangsränder dieser transparenten Platte umschließt und zwei Kammern zwischen den transparenten Platten 31, 33 bzw. 33, 32 bildet.

Die dritte transparente Platte 33 hat eine Schwenkwelle 33a, die senkrecht zur optischen Achse Ax des Linsensystems 20 gerichtet ist. Die dritte transparente Platte 33 kann auf diese Weise relativ zur optischen Achse Ax durch Aktivierung einer Betätigungseinrichtung 40 geneigt werden, die mit einem aus dem Rahmen 34 herausragenden Betätigungsglied 33b verbunden ist. Die Umfangswand des Rahmens oder Gehäuses 34 ist in Richtung der optischen Achse Ax kreisbogenförmig gekrümmt, so daß die dritte transparente Platte 33 verschwenkt werden kann.

Die Kammer zwischen der ersten und der dritten transparenten Platte 31, 33 ist mit einer ersten Flüssigkeit gefüllt, so daß ein erstes flüssiges Prisma 35 gebildet wird. Die Kammer zwischen der zweiten und der dritten transparenten Platte 32, 33 ist mit einer zweiten Flüssigkeit gefüllt, so daß ein zweites Flüssigkeitsprisma 36 gebildet wird. Der Abschnitt zwischen der dritten Transparentplatte 33 und dem Rahmen 34 ist abgedichtet, um eine Vermischung der Flüssigkeiten in den beiden Kammern zu verhindern.

Es ist zu erwähnen, daß die Ablenkeinrichtung 30 nicht auf die vorstehend wiedergegebene Konstruktion be schränkt ist. Beispielsweise kann die Anordnung zwei Flüssigprismeneinheiten umfassen, zwischen denen eine neigbare transparente Platte angeordnet ist. Jede Flüs sigprismaeinheit besteht aus zwei transparenten Platten, die mit einem flexiblen Film bedeckt und mit Flüs sigkeit gefüllt sind. Die transparente Platte an der inneren Seite jeder Einheit ist mit der neigbaren transparenten Platte fest verbunden, während die transparente Platte auf der Außenseite der Einheit an dem Linsentubus befestigt ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung kann jede Flüssigprismaeinheit für sich ausgetauscht werden, um beispielsweise die Flüssigkeit zu ändern. Auf diese Weise können die charakteristischen Eigenschaften der optischen Ablenkeinheit 30 leichter geändert werden als bei der zunächst beschriebenen Einheit, bei der die Flüssigkeit in der Kammer ausgewechselt werden müßte.

Für die erste und zweite Flüssigkeit gilt folgende Be dingung:

(nd1-1)/ν1≒ (nd2-1)/ν2

Dabei werden die Brechungsindizes bei einer mittleren Wellenlänge in dem sichtbaren Bereich durch nd1 bzw. nd2 und abbe′sche Zahlen durch ν1 bzw. ν2 dargestellt.

Für den Fall, daß die neigbare dritte transparente Platte zwischen zwei parallelen transparenten Platten angeordnet ist, sind die Scheitelwinkel des ersten und des zweiten Flüssigprismas einander gleich. Wenn dieser Scheitelwinkel mit δ bezeichnet wird, kann der gemeinsame summarische Ablenkwinkel β des ersten und des zweiten Prismas bei der mittleren Wellenlänge im sichtbaren Bereich für kleine Scheitelwinkel folgendermaßen angegeben werden:

β = (nd1-nd2) · δ

Wenn daher der Neigungswinkel, der durch eine Vibration des Linsensystems hervorgerufen wird, mit R bezeichnet wird kann eine Verschiebung des Bildes in der Bildebene korrigiert werden, da die folgende Beziehung erfüllt ist:

(nd1-nd2) · δ = R

Die Ablenkfunktion bei anderen Wellenlängen als der oben angegebenen Wellenlänge ändert sich in Abhängigkeit des Dispersionswertes der Flüssigkeit. Für den Fall jedoch, daß ein Absolutwert des zusammengesetzten Dispersionswertes der beiden Prismen groß gemacht wird, kann die Entstehung einer Differenz bei der wellenlän genabhängigen Ablenklung, d. h. die Erzeugung einer chro matischen Aberration reduziert werden. Bei dieser Aus führungsform wird der summarische Ablenkwinkel bezüglich einer d-Linie mit βd bezeichnet, der zusammengesetzte Ablenkwinkel bezüglich einer F-Linie mit βF und der zusammensetzte Dispersionswert der Prismen bezüglich einer C-Linie mit βC bezeichnet. Dann ergibt sich für den zusammengesetzten Dispersionswert der Prismen folgende Beziehung:

βd/(βF-βC)

Wenn die abbe′schen Zahlen des ersten und zweiten Flüs sigprismas mit ν1 bzw. ν2, die Brechungsindizes des ersten Flüssigprismas bei einer F-Linie (Wellenlänge 486 nm) und einer C-Linie (Wellenlänge (656 nm), die üblicherweise die beiden Enden des sichtbaren Bereiches angeben, mit n1F und n1C und die Brechungsindizes des zweiten Flüssigprismas mit n2F und n2C bezeichnet werden, gelten für die Ablenkwinkel βF und βC bei Licht der entsprechenden Wellenlänge folgende Beziehungen:

βF = (nF1-nF2) · δ

βC = (nC1-nC2) · δ

Um die beiden Ablenkwinkel einander gleich zu machen, müssen folgende Beziehungen erfüllt sein:

(nF1-nF2) · δ = (nC1-nC2) · δ

nF1 - nC1 = nF2-nC2 (1)

Für den Fall, daß diese Bedingung erfüllt ist, kann die chromatische Aberration in dem sichtbaren Bereich erheblich reduziert werden.

Die abbe′schen Zahlen der beiden Flüsigprismen können durch folgende Gleichungen wiedergegeben werden:

ν1 = (nd1-1)/(nF1-nC1) (2)
ν2 = (nd2-1)/(nF2-nC2) (3)

Daher kann die auf den Gleichungen (1) bis (3) basierende folgende Bedingung eingeführt werden:

(nd1-1)/ν1≒ (nd2-1)/ν2

Für den Fall, daß diese Bedingung erfüllt ist, kann die chromatische Aberration reduziert werden.

Konkrete Ausführungsbeispiele einer Flüssigkeitskombination werden im folgenden angegeben. Bei den folgenden Kombinationen kann eine relativ große Ablenkwirkung bei einem relativ geringen Scheitelwinkel erreicht werden:

1. Kombination:
Benzylamin
nd = 1.54406; ν = 31.05; (nd-1)/ν = 0.01752
nd-ng = 0.02347

Acetylaceton
nd = 1.45178; ν = 25.76; (nd-1)/ν = 0.01754
nd-ng = 0.02580; Δnd = 0.09228; Δ(nd-1)/ν = 0.0002

2. Kombination:
Phenol
nd = 1.54247; ν = 28.70; (nd-1)/ν = 0.01890
nd-ng = 0.02593

Brombenzol
nd = 1.55977; ν = 29.11; (nd-1)/ν = 0.01923
nd-ng = 0.02580; Δnd = -0.01730; Δ(nd-1)/ν = -0.00033

Zur Korrektur der C-Linie und der F-Linie werden die oben genannten Ausführungsbeispiele bevorzugt.

Eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Betätigungs einrichtung 40 umfaßt einen Fühler 41 zur Erfassung des Neigungswinkels des gesamten abbildenden Linsensystems und eine Steuereinheit 42 zur Steuerung der Betäti gungseinrichtung in Abhängigkeit eines Ausgangssignales des Fühlers 41, so das die dritte transparente Platte 33 bewegt werden kann.

Der Fühler 41 ist geeignet, die Neigung des gesamten Linsensystems in einem räumlichen Koordinatensystem zu erfassen, in dem sich das Subjekt befindet. Beispiels weise erfaßt es die Abweichung zwischen einer sta bilisierten Position eines Kreisels und dem Linsensystem.

Bei der oben genannten Konstruktion wird für den Fall, daß das Linsensystem gemäß der Darstellung in Fig. 2 geneigt wird, ein Bild auf der Bildaufnahmeoberfläche 10 verschoben. Gleichzeitig stellt der Fühler oder Sensor 41 diese Neigung fest. Die Steuereinheit 41 bewirkt, daß die dritte transparente Platte 33 durch die Betätigungseinrichtung 40 geneigt wird, um die Ver schiebung des Bildes auf der Bildaufnahmeoberfläche zu korrigieren.

Das oben genannte Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, daß der Lichtfluß durch die Ablenkeinrichtung 30 in einer einzigen Ebene abgelenkt wird. Die Bildverschiebung kann jedoch bezüglich einer Neigung in einer be liebigen Richtung mit der folgenden Konstruktion korrigiert werden.

Eine Konstruktion ist so gewählt, daß zwei optische Ab lenkeinrichtungen entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform derart vorgesehen sind, daß die Schwenkachsen der jeweiligen mittleren transparenten Platten senkrecht zueinander stehen.

Bei einer anderen Ausführungsform ist ein um die Schwenkachse 33a schwenkbarer Ring innerhalb des Rahmens 34 der oben beschriebenen Ausführungsform angeordnet, wobei eine dritte transparente Platte 33 um eine zur Schwenkachse 33a senkrechte Achse schwenkbar innerhalb des Ringes angeordnet ist.

Im folgenden werden Beispiele einer Objektivanordnung beschrieben, für welche die vorstehend beschriebene Ablenkeinrichtung verwendet werden kann.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist ein Teleobjektiv mit der F-Zahl 1 : 2,8, das für die Verwendung mit einem Prisma geeignet ist und dessen numerische Konstruktionswerte in Tabelle 1 aufgeführt sind.

Tabelle 1

In der Tabelle bezeichnen die Buchstaben FNo die F- Zahl, f bezeichnet die Brennweite ω bezeichnet den Halbfeldwinkel, r bezeichnet den Krümmungsradius einer Fläche, d bezeichnet die Linsendicke oder den räumlichen Abstand, nd bezeichnet einen Brechungsindex bei einer d-Linie (Wellenlänge 588 nm) einer Linse und ν bezeichnet eine abbe′sche Zahl.

Fig. 4 zeigt die Aberrationen des oben angegebenen Te leobjektivs allein. Die Fig. 5a bis 5c zeigen Punkt diagramme bei der d-Linie, der g-Linie, der c-Linie und F-Line auf der Bildaufzeichnungsoberflächen 10. In diesen Figuren bezeichnet eine vertikale unterbrochene Linie die Y-Achse, und eine horizontale unterbrochene Linie die Z-Achse. Die Koordinaten des Schnittpunktes zwischen den beiden unterbrochenen Linien sind (y, z)= (-21.6,0) in Fig. 5a, (0,0) in Fig. 5b und (21.6,0) in Fig. 5c.

Fig. 6 zeigt das oben beschriebene Teleobjektiv in Kombination mit der optischen Ablenkeinrichtung 30. Die optische Ablenkeinrichtung 30 ist an dem dem Subjekt zugewandten Ende des Teleobjektivs angeordnet und besteht aus zwei Flüssigprismen 35 und 36. Die Konstruktionsdaten der optischen Ablenkeinrichtung 30 sind in Tabelle 2 angegeben, wobei der Abstand dP3 von der Endoberfläche (P3) des Prismas zur ersten Fläche des Objektivs 3 mm beträgt. Da die transparente Platte selbst die Bildqualität nicht beeinflußt, kann die Dicke der transparenten Platte beliebig gewählt werden.

Tabelle 2

Wird das optische System um 0,5° in einer Richtung geneigt, so daß die Subjektseite des optischen Systems (in Fig. 7 die linke Seite des Linsensystems) abwärts ausgelenkt wird, beträgt die Auslenkung des Bildes 1,75 mm, sofern die optische Ablenkeinrichtung nicht wirksam wirkt. Die Bildverschiebung kann aber kompensiert werden durch Neigung der dritten transparenten Platte 33, um den Scheitelwinkel der Flüssigprismen auf 5,403° zu setzen. Fig. 8 zeigt das Punktdiagramm, wenn die optische Ablenkeinrichtung wirksam wird, wobei die Koordinaten der Fig. 8a bis 8c mit denen der Fig. 5 über einstimmen.

In Fig. 8 zeigt die nach unten verschobene Punktgruppe im Koordinatenkreuz ein Bild bei der g-Linie. Eine Verschlechterung der Bildqualität zwischen der c-Linie und der F-Linie einschließlich einer Verschiebung eines Punktbildes außerhalb der Achse tritt kaum auf mit Aus nahme des Bildes bei dieser g-Linie.

Da bei dieser Ausführungsform der Hauptzweck darin be steht, den Wert von Δ(nd-1)/ν minimal zu machen, wird das von der g-Linie gezeigte Bild verschoben. Um diese Verschiebung des g-Linienbildes zu reduzieren, wird vor zugsweise eine Kombination von Flüssigkeiten ausgewählt mit einer geringen Differenz von nd-ng und keinem exzessiv großen Wert von Δ(nd-1)/ν, beispielsweise eine Kombination von Phenol und Acetylaceton und eine Kombination zwischen Brombenzol und Acetylaceton.

2. Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bild stabilisierungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Prismen derart angeordnet ist, daß die Lichteinfallfläche des auf der Einfallsseite liegenden Prismas und die Lichtaustrittsfläche des auf der Austrittsseite liegenden Prismas senkrecht zur optischen Achse des optischen Abbildungssystems angeordnet sind. Wenn das optische Abbildungssystem geneigt wird, kann ein statisches Bild erreicht werden, in dem man die Prismen auf der optischen Achse in Abbhängigkeit des Neigungswinkels verschwenkt bzw. verdreht.

Fig. 9a zeigt ein Prisma 50, bei dem die chromatische Aberration durch das Zusammenkitten zweier Prismenkörper 51, 52 aus festem Material korrigiert ist. Die Lichteinfallsfläche und die Lichtaustrittsfläche des Prismas 50 sind parallel zueinander angeordnet. Die Scheitelwinkel der beiden Prismen sind gleich. Wenn die entsprechenden Prismenkörper aus einer Glaskombination bestehen, wie sie unten aufgeführt sind und die folgende Bedingung erfüllen:

(nd1-1)/ν 1 ≒ (nd2-1)/ν2

wobei der Brechungsindex und die abbe′sche Zahl des er sten Prismenkörpers 51 mit nd1 bzw. ν1 und der Bre chungsindex und die abbe′sche Zahl des zweiten Prismen körpers 52 mit nd2 bzw. ν2 bezeichnet sind, kann eine Ablenkfunktion mit einem relativ geringen Scheitelwinkel erreicht werden. Die folgenden Namen der Glassorten sind Handelsnamen von Kabushiki Kaisha Ohara, wobei die folgenden Kombinationen mögliche Ausführungsbeispiele darstellen:

1. Kombination:
LaSF08
nd = 1.88300; ν = 40.76; (nd-1)/ν = 0.02166
SF5
nd = 1.67270; ν = 32.10; (nd-1)/ν = 0.02095
Δnd = 0.21030; Δ(nd-1)/ν = 0.00071

2. Kombination:
LaSF015
nd = 1.80400; ν = 46.57; (nd-1)/ν = 0.01726
F16
nd = 1.59270; ν = 35.29; (nd-1)/ν = 0.01679
Δnd = 0.21130; Δ(nd-1)/ν = 0.00047

3. Kombination:
LaSF09
nd = 1.81600; ν = 46.62; (nd-1)/ν = 0.01750
F1
nd = 1.62588; ν = 35.70 (nd-1)/ν = 0.01754
Δnd = 0.19012; Δ(nd-1)/ν -0.0004

4. Kombination
LaSF014
nd = 1.78800; ν = 47.43; (nd-1)/ν = 0.01663
F16
nd = 1.59270; ν = 35.29 (nd-1)/ν = 0.01679
Δnd = 0.19530; Δ(nd-1)/ν = -0.00016

Wenn man nicht nur Glas sondern auch andere feste Materialien wie die im folgenden angegebenen Kunststoffe für eine Kombination heranzieht, kann eine größere Aus wahl bei der abbe′schen Zahl und dem Brechungsindex erreicht werden:

5. Kombination:
LaSF03
nd = 1.80610; ν = 40.95; (nd-1)/ν 0.01989

Polycarbonat
nd = 1.58547; ν = 29.90; (nd-1)/ν = 0.01958
Δnd = 0.22063; Δ(nd-1)/ν = 0.00011

6. Kombination:
LaSF02
nd = 1.79952; ν = 42.24; (nd-1)/ν= 0.01893

Polystyrol
nd = 1.59048; ν = 30.90; (nd-1)/ν = 0.01911
Δnd = 0.20904; Δ(nd-1)/ν - 0.00018

Fig. 9b zeigt ein Prisma 60, bei dem ein Festkörper und ein flüssiger Prismenteil als Material für den Prismenkörper verwendet werden. Dabei ist ein festes Prisma 62 an einer Seite eines Rahmens 61 befestigt und dient als Lichteintritts- und Lichtaustrittsfläche. Ferner ist eine ebene parallele Platte 63 an der anderen Seite des Rahmens 61 befestigt, wobei eine Flüssig keit in die zwischen dem ersten Prisma 62 und der ebenen parellelen Platte 63 gebildete Kammer eingefüllt ist, um ein zweites Prisma 64 zu bilden. Wenn bei einer Kombination zwischen dem das erste Prisma 62 bildenden Feststoff und dem das zweite Prisma 64 bildenden flüssigen Material unter Berücksichtigung der im folgenden angegebenen Glassorten und Flüssigkeiten die folgende Bedingung erfüllt ist:
kann eine starke Ablenkfunktion mit einem relativ kleinen Scheitelwinkel erreicht werden.

7. Kombination:
LaSK02
nd = 1.78650; ν = 50.00; (nd-1)/ν = 0.01573

Toluol
nd = 1.49782; ν = 31.07; /ν = 0.01602
Δnd = 0.28868; Δ(nd-1)/ν -0.00029

8. Kombination:
LaF010
nd = 1.74320; ν = 49.31; ν(nd-1)/ν = 0.01507

Benzol
nd = 1.47439; ν = 31.82; (nd-1)/ν = 0.01491
Δnd = 0.26881; Δ(nd-1)/ν 0.00016

Fig. 9c zeigt ein Prisma 70 mit einem ersten und einem dritten Prisma 71 bzw. 73 aus Feststoff und einem zweiten Prisma 72 aus flüssigem Material. Das erste und das dritten Prisma 71, 73 sind jeweils an einem Ende in Lichteintritts- bzw. Lichtaustrittsrichtung eines Rahmens 74 befestigt und die Flüssigkeit ist in eine zwischen den festen Prismen 71 und 73 gebildeten Kammer eingefüllt, um so das zweite Prisma 72 zu bilden. Für den Fall, daß die aus festem Material bestehenden Prismen miteinander verkittet sind, insbesondere wenn die Feststoffe sehr unterschiedliche thermische Ausdeh nungskoeffizienten haben, wie beispielsweise Glas und Kunststoff, kann möglicherweise eine Deformation bei einer Temperaturänderung eintreten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem ein Prisma aus einem flüssigen Material besteht, kann die Deformation aufgrund einer Temperaturänderung verhindert werden, selbst wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient sehr verschieden ist.

Für das erste und das dritte Prisma wird dasselbe Material verwendet, während ein Material mit einer unter schiedlichen abbe′schen Zahl für das zweite Prisma verwendet wird.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform eines bildstabilisierten optischen Systems, bei dem zwei Sätze von Prismen 50 verwendet werden.

Das optische System bei dieser Ausführungsform umfaßt ein abbildendes Linsensystem 20 zur Erzeugung eines Bildes auf einer Bildaufzeichnungsoberfläche 10 sowie eine optische Ablenkeinrichtung 30 zur Ablenkung des optischen Weges, um die Bildverschiebung relativ zur Neigung des gesamten optischen Systems zu korrigieren.

Die optische Ablenkeinrichtung 30 umfaßt zwei Prismen 50, 50, die auf der optischen Achse Ax des abbildenden Linsensystems 20 schwenkbar bzw. drehbar angeordnet sind. Der Außenumfang der Prismen 50 ist mit einer Verzahnung 50A, 50A versehen, mit der Antriebszahnräder 80a, 81a kämmen, die auf den Wellen von Motoren 80 bzw. 81 sitzen. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Anordnung können die Prismen 50, 50 durch die Motoren 80 bzw. 81 verschwenkt werden, um den optischen Weg abzulenken und damit die Bildverschiebung zu korrigieren, die durch eine Neigung des gesamten optischen Systems hervorgerufen wurde.

Die Mittel zur Steuerung der Motoren 80, und 81 umfassen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 einen Sensor 41 und eine Steuereinheit 42.

Wenn gemäß dem vorstehend beschriebenen Aufbau das Lin densystem geneigt wird, erfaßt der Sensor 41 die Neigung. Daraufhin verschwenkt die Steuereinheit 42 die Prismen 50, 50 über die Motoren 80 bzw. 81, um so die Bildverschiebung auf der Bildaufzeichnungsfläche 10 zu korrigieren.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines Objektivs beschrieben, für welches das vorstehend beschriebene Prisma bestimmt ist.

Fig. 11 zeigt ein Teleobjektiv der F-Zahl 2,8 mit einer Brennweite von 200 mm, das zur Verbindung mit einem Prisma der vorstehend genannten Art geeignet ist und dessen numerische Konstruktionswerte in Tabelle 3 aufgeführt sind.

Tabelle 3

Fig. 12 zeigt die Aberration des vorstehend wiedergegebenen Teleobjektivs. Die Fig. 13a bis 13c zeigen Punktdiagramme an drei verschiedenen Positionen. Die Koordinaten der Fig. 13a bis 13c sind dieselben wie bei der Darstellung in Fig. 5.

Im folgenden werden zwei Beispiele einer Kombination des Teleobjektives mit einer optischen Ablenkeinrichtung beschrieben.

Die optische Ablenkeinrichtung wird vorzugsweise in einem Abschnitt des optischen Weges angeordnet, wo der Lichtfluß im allgemeinen afocal wird. Bei dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die optische Ablenkeinrichtung auf der Subjektseite des Linsensystems 20 angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 ist die Ablenkeinrichtung nahe einer afocalen Stelle des Linsensystems angeordnet.

Das in Fig. 14 dargestellte Teleobjektiv hat eine aus zwei Prismen bestehende Ablenkeinrichtung, die auf der Subjektseite des Linsensystems 20 angeordnet ist. Die numerischen Konstruktionsdaten der Ablenkeinrichtung sind in Tabelle 4 wiedergegeben. Der Abstand dP6 der Endfläche (P6) des Prismas zur ersten Fläche des Objektivs beträgt 3 mm.

Tabelle 4

Wenn das optische System um 0,5° so geneigt wird, daß die Subjektseite abwärts bewegt wird, beträgt die Bild verschiebung 1,75 mm, wenn die optische Ablenkeinrichtung nicht in Kraft tritt. Die Bildverschiebung kann jedoch korrigiert werden, indem man das erste und das zweite Prisma in entgegengesetzten Richtungen um 103,71° verdreht. Fig. 15a bis 15c zeigen Punktdiagramme bei Verwendung der optischen Ablenkeinrichtung, wobei die Koordinaten der Fig. 15a bis 15c dieselben sind wie bei den entsprechenden Teilfiguren der Fig. 5.

Fig. 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel des in Fig. 11 dargestellten Teleobjektivs in Kombination mit einer Ablenkeinrichtung, die aus zwei Prismen besteht und zwischen einer dreizehnten Fläche und einer vierzehnten Fläche des Objektivs angeordnet ist. Die numerischen Konstruktionsdaten der Ablenkeinrichtung sind in Tabelle 5 angegeben. Der Abstand d13 der dreizehnten Fläche des Objektivs zur P1-Fläche beträgt 3 mm. Der Abstand dP6 der P6-Oberfläche des Prismas zur vierzehnten Fläche des Objektivs beträgt 5,22 mm

Tabelle 5

Wenn das optische System um 5° in einer Richtung ge neigt wird, so daß die Subjektseite des Objektivs abwärts bewegt wird, kann die Bildverschiebung dadurch korrigiert werden, daß man das erste und das zweite Prisma in entgegengesetzten Richtungen um 127,3° verdreht. Die Fig. 17a bis 17c zeigen Punktdiagramme bei Verwendung der Ablenkeinrichtung, wobei die Koordinaten der entsprechenden Fig. 17a bis 17c dieselben sind wie bei den zugehörigen Teilfiguren in Fig. 5.

Wenn die optische Ablenkeinrichtung innerhalb des Ob jektives angeordnet ist, wie dies Fig. 16 zeigt, ist der erzeugte Betrag der chromatischen Aberration nicht notwendigerweise minimal, wenn die folgende Bedingung gilt:

(nd1-1)/ν1 = (nd2-1)/ν2

Die chromatische Aberration ist jedoch dem Betrag nach minimal in einem Bereich, wo die folgende Bedingung gilt:

(nd1-1)/ν1 ≒ (nd2-1)/ν2

Gemäß der zweiten Ausführungsform kann ein Prisma vorgesehen sein, bei dem die chromatische Aberration gering ist, bei dem die Änderung der äußeren Form gering ist und bei dem eine geringe Baugröße für ein vibrationssicheres optisches System leicht erreicht werden kann.

3. Ausführungsbeispiel

Im folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei zunächst ein Ausführungsbeispiel des Standes der Technik erläutert werden soll.

Gemäß der japanischen Offenlegungsschrift SHO 63-169614 beträgt der Winkel, der von den die Ablenkungsfunktion zweier Prismen anzeigenden Achsen gebildet wird, zunächst 180°C, wie dies in Fig. 24 dargestellt ist. Fig. 24 zeigt dabei die Ablenkungsfunktion der Prismen, projiziert auf eine senkrecht zur optischen Achse des optischen Systems gerichtete Ebene. Daher ist die Ablenkungsfunktion zur Korrektur einer Bildverschiebung, wobei diese Korrektur durch ein Verschwenken zweier Prismen um Mikrowinkel erfolgt, senkrecht zu den Achsen, welche die anfängliche Ablenkungsfunktion beschreiben. Der Ausdruck "Achse der Ablenkungsfunktion" bezieht sich auf einen Vektor OP, der gemäß Fig. 25 von dem Schnittpunkt zwischen der optischen Ax des optischen Systems und einer senkrecht zur optischen Achse Ax gerichteten Ebene H zu einem Schnittpunkt gezogen wird, der sich zwischen einem in Richtung der optischen Achse Ax in das Prisma einfallenden und abgelenkten Strahl und der Ebene H ergibt. Die Ebene H ist im allgemeinen die Bildebene eines abbildenden optischen Systems.

Fig. 24 zeigt ein Koordinatensytem, welches die Ab lenkungsfunktion der Prismen in der Bildebene erläutert. Der Nullpunkt O ist ein Schnittpunkt zwischen der optischen Achse des Linsensystems und der Bildebene. Der Betrag der Ablenkungsfunktionen der beiden Prismen ist derselbe.

In der Figur wird die Ablenkungsfunktion in der Bildebene durch das erste Prisma im anfänglichen Zustand durch den Vektor AO angegeben. Die Ablenkungsfunktion durch das zweite Prisma wird in gleicher Weise durch den Vektor BO ausgedruckt. Im Anfangszustand bilden die Vektoren einen Winkel von 180° miteinander, die beiden Vektoren sind einander entgegengerichtet. Das Bild wird nicht verrückt.

Wird das erste Prisma im Uhrzeigersinn oder das zweite Prisma im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so wird der die Ablenkfunktion des betreffenden Prismas anzeigende Vektor durch eine gerade Linie wiedergegeben, deren Ausgangspunkt der Ursprung O ist und deren Endpunkt ein Punkt auf einem Kreisbogen R ist. In der Figur werden die mit Winkeln oder Gradzahlen bezeichneten Kreisbögen als Koordinaten verwendet zur Erläuterung des Vektors, der sich durch die Überlagerung der Ablenkfunktionen der beiden Prismen ergibt. Der Radius jedes Referenzbogens ist für die Vektoren AO und BO derselbe. Die Mittel punkte derselben sind Punkte im Abstand von 10° auf dem Kreisbogen R.

Der Referenzbogen, der mit einem positiven Winkelbetrag bezeichnet wird, stellt eine Anhäufung von Punkten dar, welche der Endpunkt des Vektors sein kann der die Ablenkfunktion bezeichnet entsprechend einer Drehung des Vektors AO um diesen Winkel. Der mit demselben negativen Winkelbetrag bezeichnete Referenzbogen bezeichnet eine Anhäufung von Punkten, die der Endpunkt des Vektors sein kann, wenn der Vektor BO um diesen Winkel gedreht wird. Wenn daher der Schwenkwinkel der beiden Prismen bekannt ist, wird die Ablenkfunktion als Vektor angegeben, der vom Nullpunkt oder Ursprung O zu dem durch die Schwenkwinkel angegebenen Punkt gezogen wird.

So wird beispielsweise die Ablenkfunktion durch den Vektor C bezeichnet, wenn das erste Prisma (Vektor AO) aus dem Anfangszustand um 30° und das zweite Prisma (Vektor BO) um -20° verschwenkt werden.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion die Richtung der Ablenkfunktion zur Korrektur der Bildver schiebung nicht mit den anfänglichen Ablenkfunktionen A0, B0 zusammenfällt, müssen das erste und das zweite Prisma normal bzw. rückwärts sofort um 90° gedreht werden, wobei ein Problem der Ansprechempfindlichkeit oder Ansprechgeschwindigkeit auftritt.

Ferner wird ein Signal zur Steuerung der Verschwenkung der Prismen eine komplizierte Funktion aufgrund der Anfangsstellungen der Prismen.

Zweck der dritten und vierten Ausführungsform ist es, eine Bildstabilisierungseinrichtung anzugeben, die in der Lage ist, eine Bildverschiebung selbst dann zu korrigieren, wenn sich ein Bild, das gerade aufgezeichnet wird, in irgendeine Richtung neigt aufgrund einer Neigung des aufnehmenden optischen Systems.

Eine Bildstabilisierungseinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei bewegliche Prismen so eingestellt werden, daß ein Winkel R, der von der die Ablenkfunktion des Prismas anzeigenden Achse gebildet wird, im Anfangszustand die folgende Ungleichung erfüllt:

45° < R < 135°

Da bei einer derartigen vorstehend beschriebenen Ausbildung eine durch eine Mikroverschwenkung des ersten und zweiten Prismas aus ihrem Anfangszustand hervorgerufene Bildverschiebung nicht mit einer geraden Linie übereinstimmt, kann eine Korrektur der Bildverschiebung in jeder beliebigen Richtung sofort durchgeführt werden.

Wenn ferner der Betrag der Ablenkfunktionen beider Prismen derselbe ist, kann die Bildverschiebung allein durch eine Verschwenkung um einen Winkel korrigiert werden, der proportional zur Verschiebungskomponente des Bildes ist. Die Steuerung der Schwenkbewegung der Prismen wird auf diese Weise sehr einfach.

Die Fig. 18 bis 20 zeigen eine Bildstabilisierungs einrichtung entsprechend der dritten Ausführungsform.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf die Fig. 18 der allgemeine Aufbau der Einrichtung beschrieben.

Das optische System dieser Ausführungsform umfaßt ein Abbildungs-Linsensystem 20 zur Erzeugung eines Bildes auf einer Bildaufzeichnungsfläche 10 und eine Ablenk vorrichtung 30 für den optischen Weg.

Die Ablenkeinrichtung 30 umfaßt ein erstes und ein zweites bewegliches Prisma 91 bzw. 92, die auf der optischen Achse Ax des Linsensystems 20 drehbar angeordnet sind. Diese beweglichen Prismen sind derart angeordnet, daß ein Winkel R, der von einer die Ablenkfunktion anzeigenden Achse gebildet wird in dem jeweiligen Anfangszustand zwischen 45° und 135° liegt.

Diese beweglichen Prismen 91 und 92 sind an ihrem Außenumfang jeweils mit einem Zahnkranz 91a bzw. 92a versehen, mit dem jeweils ein Zahnrad 80a bzw. 81a kämmt, das auf einer Ausgangswelle eines einen Schwenkmechanismus bildenden Motors 80, 81 sitzt. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Konstruktion werden die beiden Prismen durch die entsprechenden Motoren 80 bzw. 81 verschwenkt, um den optischen Weg auszulenken und damit eine Bildverschiebung zu verhindern, die von einer Neigung des gesamten optischen Systems herrührt.

Eine Steuereinrichtung für die Steuerung der Motoren 80 und 81 umfaßt einen Sensor 41 und eine Steuereinheit.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion der Sensor 41 eine Neigung feststellt, schwenkt die Steue reinheit 42 die Prismen 91 und 92 über die Motoren 80 und 81, um die Bildverschiebung auf der Bildaufzeichnungsfläche zu korrigieren.

Ein Signal zur Steuerung der Schwenkbewegung der beweglichen Prismen wird unter Verwendung der Winkelposition der Prismen berechnet.

Nun soll unter Bezugnahme auf Fig. 19 die Bildver schiebung erläutert werden, die durch eine Verschwenkung der beiden beweglichen Prismen hervorgerufen wird. Fig. 19 zeigt ein Beispiel, bei dem ein Winkel R, der von der Ablenkfunktion der jeweiligen Prismen gebildet wird, auf 90° festgesetzt ist. Die Beträge der Ablenk funktion der beiden Prismen sind einander gleich.

Der Ursprung O in Fig. 17 ist ein Schnittpunkt zwischen der optischen Achse des Linsensystems und der Bildaufzeichnungsoberfläche 10. Die Vektoren AO und BO geben die anfänglichen Ablenkfunktionen des ersten bzw. zweiten Prismas wieder. Ein Vektor CO gibt die zusammengesetzte Ablenkfunktion der beiden Prismen in ihrem Anfangszustand wieder.

Wenn das erste und das zweite Prisma verschwenkt werden, drehen sich die die Ablenkfunktionen der entsprechenden Prismen wiedergebenden Vektoren um den Ursprung O. Die Endpunkte der Vektoren sind Punkte auf dem Kreisbogen R. In der Zeichnung sind die von dünnen Linien gebildeten jeweiligen Kreisbögen Koordinatenlinien zur Erläuterung der Vektoren, welche von den beiden Prismen hervorgerufene Ablenkfunktionen wiedergeben. Der Radius ist für die Vektoren AO und BO derselbe. Die Mittelpunkte sind Punkte in Abständen von 10° auf dem Kreisbogen R.

Die mit Winkelzahlen bezeichneten Referenzbögen sind Anhäufungen von Punkten, die Endpunkte des Vektors sein können, der die Ablenkfunktion wiedergibt. Die Referenzbögen, deren Mittelpunkte auf der linken Seite der Koordinatenlinie liegen, sind Anhäufungen von Punkten, die als Endpunkt des Vektors AO dienen können, wenn der Vektor AO um den jeweiligen Winkel verschwenkt wurde. In der gleichen Weise sind die Referenzbögen deren Mit telpunkte auf der rechten Seite liegen, Anhäufungen von Punkten, die als Endpunkte des Vektors BO dienen können, wenn dieser um den betreffenden Winkel verschwenkt wurde. Wenn daher die Schwenkwinkel der beiden Prismen bekannt sind, wird die Ablenkfunktion durch den Vektor wiedergegeben, der vom Ursprung O zu dem durch die Schwenkwinkel bestimmten Punkt gezogen wird.

Da gemäß der vorstehenden Beschreibung die Richtungen der Ablenkfunktionen der beiden Prismen senkrecht aufeinander stehen, werden die Richtungen zur Korrektur der Bildverschiebung, die durch eine Mikroschwenkbewegung der entsprechenden Prismen hervorgerufen wird, Komponenten, die im wesentlichen senkrecht zueinander stehen. Die Korrektur der Bildverschiebung wird durch einen Vektor ausgedrückt, dessen Ausgangspunkt auf dem Endpunkt des Vektors CO liegt. Indem man also den Vektor der Bildverschiebung in zwei zueinander senkrechte Komponenten auflöst, die den Ablenkfunktionen der entsprechenden Prismen in ihrem Anfangszustand entsprechen und indem man die entsprechenden Prismen unabhängig voneinander entsprechend diesen Komponenten verschwenkt, kann die Bildverschiebung korrigiert werden.

Da jedoch die Bewegungsrichtungen des Bildes keine linearen Komponenten sind, die senkrecht aufeinander stehen, sondern Komponenten entlang von Kreisbögen, tritt ein Fehler auf. Dieser Fehler kann jedoch auf 4% vermindert werden, innerhalb von einem Bereich, der von Bögen umgeben ist, welche Schwenkwinkel von beiden Prismen von 5° angeben.

Wenn die Ablenkeinrichtung nur aus zwei beweglichen Prismen besteht, wird das Bild bereits in seinem An fangszustand verschoben, wie dies durch den Vektor CO angezeigt ist. Wenn dagegen die Bildverschiebung kein Problem wird, wie dies bei der Verwendung eines Objektivs kurzer Brennweite der Fall ist, kann eine günstige Wirkung erreicht werden, wenn die Erzeugung der chromatischen Aberration reduziert wird. In diesem Fall kann durch die Verwendung eines Materials mit hoher abbe′scher Zahl (geringer Dispersion) oder durch die Verwendung eines gekitteten Prismas für die beweglichen Prismen die chromatische Aberration korrigiert werden.

Wenn dagegen die Auswirkung einer Bildverschiebung und der chromatischen Aberration der Vergrößerung signifikant wird wie bei einem Teleobjektiv, kann die Einrichtung so ausgebildet werden, daß ein stationäres Prisma mit einer durch den Vektor D dargestellten Ablenkfunktion zu der oben beschriebenen Konstruktion hinzugefügt wird. Bei dieser Anordnung kann die Bildverschiebung im Anfangszustand durch das bewegliche Prisma ausgelöst werden.

Fig. 20 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel eines Aufnahmeobjektivs, das mit einer Ablenkeinrichtung 30 versehen ist, die aus zwei beweglichen Prismen 91, und 92 sowie einem einzigen stationären Prisma 93 besteht und auf der Subjektseite des abbildenden Linsensystems 20 angeordnet ist.

Für den Fall, daß die abbe′schen Zahlen der beweglichen Prismen 91 und 92 sowie des stationären Prismas 93 gleich sind, kann auch die chromatische Aberration der Vergrößerung korrigiert werden durch Beseitung der Verschiebung der Bildposition.

Durch Anordnung des stationären Prismas 93 an der äußersten Subjektseite des Objektivs kann man verhindern, daß die beweglichen Prismen 91 und 92 während ihres Einsatzes berührt werden. Ferner ist es in dem Fall, in dem die chromatische Aberration eines Prismas die Bild qualität erheblich beeinflußt wie beispielsweise bei einem Teleobjektiv, vorteilhaft, wenn die chromatische Aberration für alle Prismen korrigiert wird.

4. Ausführungsform

Die Fig. 21 bis 23 zeigen eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

Ein optisches System dieser Ausführungsform umfaßt gemäß der Darstellung in Fig. 21 ein abbildendes Ob jektiv 20, eine Bildaufzeichnungsfläche 10 und eine Ab lenkeinrichtung 30 zur Ablenkung des optischen Weges.

Die Ablenkeinrichtung 30 umfaßt ein erstes, zweites, drittes und viertes bewegliches Prisma 94, 95, 96 bzw. 97, die auf der optischen Achse Ax des Linsensystems 20 drehbar angeordnet sind. Diese beweglichen Prismen sind entsprechend der Darstellung in Fig. 22 so angeordnet, daß die Winkel der die jeweilige Ablenkfunktion angebenden Achse 0°, 180°, 90° und 270° in ihrem An fangszustand betragen.

Das erste und das zweite bewegliche Prisma 94 bzw. 95 sind an einander gegenüberliegenden Flächen mit ringförmigen Innenzahnkränzen 94a bzw. 95a versehen, mit denen ein Antriebszahnrad 80a kämmt, das auf einer Ausgangswelle eines Motors 80 sitzt. Der Motor 80 dient als erster Antriebsmechanismus zum Verschwenken des ersten und des zweiten beweglichen Prismas 94 bzw. 95 um denselben Winkel, jedoch in entgegengesetzten Richtungen.

In der gleichen Weise ist an den einander zugewandten Flächen des dritten und vierten beweglichen Prismas 96 bzw. 97 jeweils ein ringförmiger Innenzahnkranz 96a bzw. 97a angeordnet, mit denen ein Antriebszahnrad 81a kämmt, das auf einer Ausgangswelle eines Motors 81 sitzt. Der Motor 81 dient als zweiter Antriebsmechanismus zum Verschwenken des dritten und des vierten beweglichen Prismas 96 bzw. 97 um denselben Winkel, jedoch in entgegengesetzen Richtungen.

Bei dieser vorstehend beschriebenen Konstruktion lenken die beweglichen Prismen 94, 95, 96 und 97 bei einer Verschwenkung durch die Motoren 80 und 81 den optischen Weg ab, um eine Verschiebung des Bildes aufgrund einer Neigung des gesamten optischen Systems zu korrigieren. Dabei liegt die Richtung zur Korrektur der Bildver schiebung, die durch eine Mikrodrehung des ersten und des zweiten beweglichen Prismas 94 bzw. 95 hervorgerufen wird, in Richtung der 90° bzw. 270°-Achse. Die Richtung zur Korrektur der Bildverschiebung, die durch eine Mikrodrehung des dritten und vierten Prismas 96 bzw. 97 hervorgerufen wird, liegt in der 0° bzw. 180°- Richtung, wie dies durch dicke Linien in Fig. 22 wiedergegeben ist. Die Ablenkfunktionen eines das erste und das zweite bewegliche Prisma umfassenden Satzes und eines das dritte und das vierte bewegliche Prisma umfassenden Satzes sind senkrecht zueinander.

Da diese beweglichen Prismen die Bildqualität in ihren Anfangszuständen nicht nachteilig beeinflussen, ist es vorteilhaft, wenn mindestens die innerhalb eines Satzes liegenden Prismen dieselbe chromatische Aberration und dieselbe Ablenkfunktion haben.

Eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Motoren 80 und 81 umfaßt einen Sensor 41 und eine Steuereinheit 42, die ebenso wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sind.

Aufgrund dieser Konstruktion erfaßt der Sensor 41 bei einer Neigung des Linsensystems diese Neigung, woraufhin die Steuereinheit 42 die erfaßte Neigung in zwei Komponenten auflöst, die senkrecht zueinander in einer senkrecht zur optischen Achse gerichteten Ebene liegen. Die Steuereinheit 42 berechnet den Drehbetrag des ersten und zweiten beweglichen Prismas 94 bzw. 95, der zur Korrektur der Bewegungskomponenten in der 90°- und 270°-Richtung erforderlich ist und betätigt den Motor 80. Ferner berechnet er den Drehbetrag des dritten und vierten beweglichen Prismas 96 bzw. 97, der zur Korrektur der Bewegungskomponenten in der 0°- und 180°- Richtung erforderlich ist, und betätigt den Motor 81. Auf diese Weise kann durch eine Drehung von vier Prismen eine Bildverschiebung auf der Bildaufzeichnungsfläche 10 korrigiert werden.

Fig. 23 zeigt ein konkretes Beispiel eines Aufnahmeob jektivs, das mit einer optischen Ablenkeinrichtung 30 versehen ist, die aus vier beweglichen Prismen besteht und auf der Subjektseite des Linsensystems 20 angeordnet ist.

Um die Erzeugung von Geisterbildern oder Schatten zu reduzieren, sind die entsprechenden beweglichen Prismen derart angeordnet, daß keine Fläche der Prismen senk recht zur optischen Achse verläuft.

Wenn die chromatische Aberration der Prismen die Bild qualität erheblich beeinflußt, wie dies bei einem Tele objektiv der Fall ist, ist es ferner vorteilhaft, wenn die chromatische Aberration für die entsprechenden Prismen korrigiert wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Prismen jedes Satzes von einem einzigen Motor und Zahnrad angetrieben, so daß die Prismen um denselben Betrag verdreht werden, wobei der Antriebsmechanismus sehr einfach ist. Die Anordnung kann jedoch auch so ge troffen werden, daß getrennte Antriebseinrichtungen für jedes Prisma vorgesehen sind und daß die Antriebsmittel über eine Programmsteuerung gesteuert werden, um die Prismen jedes Satzes um denselben Betrag zu verstellen.

Da bei der vierten Ausführungsform die Neigung des optischen Systems in zwei zueinander senkrechte Komponenten aufgelöst wird, die in einer senkrecht zur optischen Achse gerichteten Ebene liegen und da zur Korrektur der jeweiligen Komponenten zwei Prismen verwendet werden, kann eine durch eine Neigung des optischen Systems hervorgerufene Bildverschiebung rasch und einfach korrigiert werden. Ferner ist der Antriebsmechanismus sehr einfach, wenn der Aufbau so getroffen ist, daß die Prismen in jedem Satz von derselben Antriebseinrichtung verstellt werden.

Claims

1. Bildstabilisierungseinrichtung, umfassend ein optisches Abbildungssystem (20) zur Abbildung eines Subjektbildes auf eine Bildaufzeichnungsfläche (10), eine Ablenkeinrichtung (30) zur Ablenkung eines optischen Weges mit beweglichen Prismen (35, 36) und eine Steuereinrichtung (40, 41, 42) zur Veränderung der Ablenkfunktion der Ablenkeinrichtung (30), dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenk einrichtung (30) umfaßt ein erstes Prisma (35), das in der Weise gebildet wird, daß eine erste Flüssigkeit in einem Raum zwischen einer senkrecht zur optischen Achse (Ax) des Abbildungssystems (20) angeordneten ersten transparenten Platte (31) und einer dritten Platte (33) eingefüllt wird, die relativ zur optischen Achse Ax neigbar angeordnet ist, und ein zweites Prisma (36), das in der Weise gebildet wird, daß eine zweite Flüssigkeit in einen Raum zwischen einer senkrecht zur optischen Achse Ax angeordneten zweiten transparenten Platte (32) und der dritten transparenten Platte (33) eingefüllt wird, wobei die Neigung der dritten transparenten Platte (33) durch die Steuereinrichtung (40, 41, 42) im Sinne einer Korrektur einer Bildverschiebung auf der Bildaufzeichnungsfläche (10) verstellbar ist.

2. Bildstabilisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssigkeit und die zweite Flüssigkeit der folgenden Bedingung genügen: (nd1-1)/ν1 ≒ (nd2-1)/ν2wobei
nd1 den Brechungsindex der ersten Flüssigkeit
ν1 die abbe′sche Zahl der ersten Flüssigkeit,
nd2 den Brechungsindex der zweiten Flüssigkeit und
ν2 die abbe′sche Zahl der zweiten Flüssigkeit
bezeichnet.

2. Bildstabilisierungseinrichtung, umfassend ein optisches Abbildungssystems (20) zur Abbildung eines Subjektbildes auf eine Bildaufzeichnungsfläche (10), eine Ablenkeinrichtung (30) zur Ablenkung eines optischen Weges mit beweglichen Prismen 35, 36) und eine Steuereinrichtung (40, 41, 42) zur Veränderung der Ablenkfunktion der Ablenkeinrichtung (30), dadurch gekennzeichnet, daß die Ab lenkeinrichtung (30) umfaßt ein erstes Prisma (35), das in der Weise gebildet wird, daß eine erste Flüssigkeit in einen Raum zwischen einer transparenten Platte (31) und einer dritten trans parenten Platte (33) eingefüllt wird, die relativ zur ersten transparenten Platte (31) neigbar angeordnet ist, und ein zweites Prisma (36), das in der Weise gebildet wird, daß eine zweite Flüssigkeit in einen Raum zwischen einer zweiten transparenten Platte (32) und der dritten transparenten Platte (33) eingefüllt wird.

4. Bildstabilisierungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite transparente Platte (31, 32) parallel zu einander angeordnet sind.

5. Bildstabilisierungseinrichtung umfassend ein optisches Abbildungssystem (20) zur Abbildung eines Subjektbildes auf eine Bildaufzeichnungsfläche (10), eine Ablenkeinrichtung (30) zur Ablenkung eines optischen Weges mit beweglichen Prismen (35, 36) und eine Steuereinrichtung (40, 41, 42) zur Veränderung der Ablenkfunktion der Ablenkeinrichtung (30), dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenk einrichtung (30) dadurch gebildet wird, daß man ein Prisma aus einem ersten Material mit einem Prisma aus einem zweiten Material verbindet und daß die Prismen mittels der Steuereinrichtung (40, 41, 42) im Sinne einer Korrektur einer Bildver schiebung auf der Bildaufzeichnungsfläche (10) verdrehbar sind.

6. Bildstabilisierungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinfallsfläche des auf der Lichteinfallsseite gelegenen Prisma parallel zur Lichtaustrittsfläche des auf der Lichtaustrittsseite liegenden Prismas ist.

7. Bildstabilisierungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Material die folgende Bedingung erfüllen: (nd1-1)/ν1 ≒ (nd2-1)/ν2wobei
nd1 den Brechungsindex des ersten Materials,
ν1 die abbe′sche Zahl des ersten Materials,
nd2 den Brechungsindex des zweiten Materials und
ν2 die abbe′sche Zahl des zweiten Materials
bezeichnet.

8. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der An sprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung (30) ein aus dem ersten Material bestehendes einziges Prisma und ein aus dem zweiten Material bestehendes einziges Prisma umfaßt.

9. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der An sprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Prismen aus mehreren miteinander verkitteten Teilprismen besteht.

10. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der An sprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das erste als auch das zweite Material Feststoffe sind.

11. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der An sprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Materialien eine Flüssigkeit ist.

12. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der An sprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung (30) eine Mehrzahl von aus den ersten und zweiten Materialien bestehenden gekitteten Prismen (50) umfaßt und daß die jeweiligen gekitteten Prismen (50) unabhängig voneinander durch die Steuereinrichtung (41, 42) drehbar sind.

13. Bildstabilisierungseinrichtung umfassend ein optisches Abbildungssystem (20) zur Abbildung eines Subjektbildes auf einer Aufzeichnungsfläche (10), eine Ablenkeinrichtung (30) zur Ablenkung des optischen Weges mit den beweglichen Prismen und eine Steuereinrichtung (41, 42) zur Veränderung der Ab lenkungsfunktion der Ablenkeinrichtung (30), dadurch gekennzeichnet, die Ablenkeinrichtung (30) durch Verbindung eines Feststoffprismas mit einem Flüssigkprisma gebildet wird und daß die Prismen durch die Steuereinrichtung (41, 42) im Sinne einer Korrektur einer Bildverschiebung auf der Aufzeichnungsoberfläche (10) drehbar sind.

14. Bildstabilisierungseinrichtung, umfassend ein optisches Abbildungssystem (20) zur Abbildung eines Subjektbildes auf eine Bildaufzeichnungsfläche (10), eine Ablenkeinrichtung (30) zur Ablenkung des optischen Weges mit beweglichen Prismen und eine Steuereinrichtung (41, 42) zur Veränderung der Ablenkfunktion der Ablenkeinrichtung (30), da durch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung (30) zwei bewegliche Prismen umfaßt, die um eine zur optischen Achse des optischen Systems (20) parallele Achse drehbar angeordnet sind, wobei der Winkel R eines Vektors, welcher die auf eine zur optischen Achse des optischen Systems (20) senkrechte Ebene H projizierte Ablenkfunktion darstellt, in dem Ausgangszustand einen Wert von 45° bis 135° hat, und daß die Prismen mittels der Steuereinrichtung (41, 42) im Sinne einer Korrektur der Bildverschiebung auf der Bildaufzeichnungsfläche (10) drehbar sind.

15. Bildstabilisierungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Prisma in einem im wesentlichen afocalen optischen Weg des optischen Systems angeordnet ist.

16. Bildstabilisierungseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Prisma auf der dem Subjekt zugewandten Endseite des optischen Systems angeordnet ist.

17. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel R des die Ablenkfunktion darstellenden Vektors in seinem Anfangszustand 90° beträgt.

18. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beweglichen Prismen ein hinsichtlich der chromatischen Aberration korrigiertes Prisma ist, das aus einer Mehrzahl von miteinander verkitteten Prismenkörpern besteht.

19. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, gekennzeichnet durch ein Fest körperprisma mit einer Ablenkfunktion zur Aufhebung der Ablenkfunktion der beweglichen Prismen gruppe in dem Ausgangszustand.

20. Bildstabilisierungseinrichtung umfassend ein optisches Abbildungssystem (20) zur Abbildung eines Subjektbildes auf eine Bildaufzeichnungsfläche (10), eine Ablenkeinrichtung (30) zum Ablenken des optischen Weges mit beweglichen Prismen und eine Steuereinrichtung (41, 42) zur Veränderung der Ab lenkfunktion der Ablenkeinrichtung (30), dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung (30) erste, zweite, dritte und vierte bewegliche Prismen umfaßt, die derart angeordnet sind, daß sie um eine zur optischen Achse des optischen Systems (20) parallele Achse drehbar sind, wobei die Winkel R der Vektoren, welche die auf einer zur optischen Achse des optischen Systems senkrechte Ebene projizierte Ablenkfunktion darstellen 0°, 180°, 90° und 270° in ihren Anfangszuständen betragen, und daß die Prismen von der Steuereinrichtung im Sinne einer Korrektur der Bildverschiebung auf der Bildaufzeichnungsfläche (10) verdreht werden.

21. Bildstabilisierungseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite bewegliche Prisma um denselben Winkelbetrag in entgegengesetzten Richtungen und das dritte und das vierte bewegliche Prisma um denselben Winkel betrag in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden.

22. Bildstabilisierungseinrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Prismen in einem im wesentlichen afocalen optischen Weg des optischen Systems angeordnet sind.

23. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Prismen auf der dem Subjekt zugewandten Endseite des optischen Systems angeordnet sind.

24. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite bewegliche Prisma dieselbe Ablenkfunktion und chromatische Aberration haben und daß das dritte und das vierte bewegliche Prisma dieselbe Ablenkfunktion und chromatische Aber ration haben.

25. Bildstabilisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beweglichen Prismen ein hinsichtlich der chromatischen Aberration korrigiertes Prisma ist, das aus einer Mehrzahl von miteinander verkitteten Prismenkörpern besteht.