專利名稱：實(shí)像取景器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)像取景器，特別涉及通過使用兩個棱鏡把物鏡組形成的倒置圖像轉(zhuǎn)化成正立圖像、并提供高質(zhì)量的圖像和一個廣角取景的實(shí)像取景器。
為滿足當(dāng)前輕巧便攜的需要，照相機(jī)必須有高變焦比(zoom ratio)的小型取景器，同時配有小的攝影系統(tǒng)。
用于攝像系統(tǒng)的取景器一般包括物鏡組和目鏡組。目標(biāo)的圖像是通過物鏡組形成，再由目鏡組放大的，以使用戶能通過目鏡組觀察目標(biāo)的圖像。然而，如果沒有目鏡組，用戶就只能觀察到倒立的圖像，原因是物鏡組使圖像倒置向下。
因而，在目鏡組或物鏡組兩者中，須有一個使通過物鏡組倒置的圖像正立的系統(tǒng)。
為了使照相機(jī)盡可能小型化，使用反射鏡或者棱鏡以將被倒置圖像正立的方法已有報道。這樣的方法已公開在日本未審專利特開平6-95215和日本未審專利特開平5-297274中。
日本未審專利特開平6-95215提出，取景器應(yīng)該包括物鏡組、目鏡組、以及兩個棱鏡。棱鏡位于物鏡組和目鏡組之間，用于倒轉(zhuǎn)圖像。雖然在日本未審專利特開平6-95215中通過減少系統(tǒng)的總長度，得到一種小型取景器，但其廣角位置的視角僅有50°，而且變焦比僅有1.75，這兩方面都不盡人意。
日本未審專利特開平5-297274沒有清楚地描述如何使被倒置的圖像正立。因而，為獲得一個正立像的系統(tǒng)，必須要較長的焦距。結(jié)果是最終的放大比低，而且視角變得象1.5度那樣小，這樣的系統(tǒng)在這兩方面的性能均不令人滿意。
而且，在日本未審專利特開平5-297274中，允許有如15mm這樣短的眼睛間隙(eye relief)距離，從而使得難于獲得便于觀察的取景器。
就上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)像取景器，它通過使用棱鏡翻轉(zhuǎn)一個被倒置的圖像而成正立圖像，并且總的長度很短，視角也達(dá)到大約62度那樣寬。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)像取景器包括一個物鏡組，此物鏡組包括具有負(fù)光焦度(negative refractive power)的第一透鏡、具有正光焦度(positive refractive power)的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡、以及具有正光焦度的第一棱鏡，所述物鏡組形成倒置的圖像；以及第一棱鏡，其出射面凸向圖像；一個倒像組，包括第二個棱鏡，它使物鏡組形成的倒像正立成為正常圖像；一個目鏡組，用以放大經(jīng)倒像組形成的正立像。
應(yīng)當(dāng)理解，以上的一般描述及以下的詳盡描述是示例性的，而且意在對本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。
通過以下參照附圖對優(yōu)選實(shí)施例的描述將使本發(fā)明的上述目的和特征更為清楚，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)像取景器在廣角位置的截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)像取景器在攝遠(yuǎn)位置的截面圖；圖3A表示優(yōu)選實(shí)施例在廣角位置的象差曲線；圖3B表示優(yōu)選實(shí)施例在攝遠(yuǎn)位置的象差曲線。
以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明如圖1和圖2所示，本發(fā)明的實(shí)像取景器從目標(biāo)一側(cè)起包括，形成倒像具具有正光焦度的物鏡組1，使物鏡組1形成的圖像正立的倒像組2，用以放大經(jīng)倒像組形成的正像并具有正光焦度的目鏡組3。
當(dāng)從目標(biāo)一側(cè)觀察時，物鏡組1包括有負(fù)光焦度的第一透鏡11、有正光焦度的第二透鏡12、有正光焦度的第三透鏡13、有正光焦度的第一棱鏡14及其出射面凸面向著圖像。倒像組2包括第二棱鏡。
可通過改變圖1中的第一透鏡11和第二透鏡12之間的距離d2改變實(shí)像取景器的放大率。
實(shí)像取景器的操作如下。(眾所周知，實(shí)像取景器需要一個大的目鏡組3，以便當(dāng)邊緣光的造型光(main ray)通過物鏡組1而偏離光軸時能捕獲整個圖像。另一方面，當(dāng)邊緣光的造型光通過物鏡組1匯聚到光軸上時，則眼睛間隙距離變得太短，以至于使用者眼睛不十分靠近目鏡組3就不能觀察到目標(biāo)。因此，在實(shí)像取景器中，保持邊緣光的造型光與光軸平行是十分重要的)。
在本發(fā)明中，為保持邊緣光線的造型光與光軸平行，物鏡組1的第三透鏡13和第一棱鏡14兩者都有正光焦度，其功能是作為把一束光線匯聚到光軸的會聚透鏡。
沒有物鏡組1的第三透鏡13和第一棱鏡14的會聚功能，通過取景器觀察到的部分圖像將會被切掉，除非目鏡組3足夠大。那是因?yàn)檫吘壒獾脑煨凸庠诖┻^物鏡組1的第一透鏡時往往從光軸發(fā)散。
最靠近圖像一側(cè)的第三透鏡元件13的一個凸的而且是非球面的表面為物鏡組1提供適當(dāng)?shù)暮蠼咕?，這可以補(bǔ)償象差，如畸變和象散。
第一棱鏡14的出射面凸面朝圖像，這樣可避免最靠近圖像的第三透鏡13的凸面造成的邊緣光的造型光從光軸發(fā)散的現(xiàn)象發(fā)生。
在本發(fā)明中，第一棱鏡14的兩個反射面中至少有一個可能被涂上一層反射物質(zhì)，并且那種反射物質(zhì)可能是含雜質(zhì)的涂覆材料。如果焦點(diǎn)位于第一棱鏡14的出射面上，則可以通過目鏡清楚地觀察到那些雜質(zhì)。因此，第一個棱鏡14應(yīng)該被定位在這樣的位置上，即使物鏡組1的焦平面形成在第一棱鏡14以外。
此外，物鏡組1的焦距應(yīng)該縮短以得到廣焦取景器。隨著物鏡組1的焦距變短，目鏡組3的焦距在決定整個放大比中起到相對重要的作用。這樣，通過使物鏡組1的焦平面位于靠近目鏡組3，減小目鏡組3的焦距，從而可提供較高的放大比。
本實(shí)施例實(shí)像取景器中的一個非球面透鏡的系數(shù)可由下列方程式表達(dá)。
Z＝cS2/{1+(1-(K+1)c2S2)1/2}AS4+BS6+CS8+DS10這里，Z代表透鏡頂點(diǎn)至光軸的距離，S代表離開光軸的徑向距離，C代表曲率半徑的倒數(shù)，K代表圓錐常量，A，B，C，D代表各非球面系數(shù)。
本發(fā)明舉例的數(shù)據(jù)將被顯示于下表中。在每個的表中的所有長度單位都為毫米，并使用下列變量ri(ri(i＝1-13)代表一個折射面的曲率半徑；di(i＝1-14)代表透鏡的厚度或者透鏡之間的長度；nd代表透鏡的d線折射率；υ代表透鏡的阿貝(Abbe)值；ω代表半視角值。
本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)被示于表1中，其中放大范圍從-0.35至0.67，視角2ω的范圍從62.8°至32.5°。
表1
這里的*代表一個非球表面，**代表考慮到棱鏡材料的折射率后經(jīng)轉(zhuǎn)換的光程長度。
d2和d4值代表當(dāng)改變放大率時這些透鏡移動的距離。這些值顯示在下表2中。
表2
非球面透鏡面的系數(shù)示于下表3中。
表3
圖3a和3b分別顯示優(yōu)選實(shí)施例在廣角及攝遠(yuǎn)位置處的超象差特性。圖3a和3b中采用下列變量S代表沿徑向的象散；M代表沿切向的象散。
如上所述，本發(fā)明包括一個實(shí)像取景器，它具有高放大倍率，小型的構(gòu)造，并且因在物鏡組和目鏡組之間存在棱鏡正像系統(tǒng)，而表現(xiàn)出優(yōu)越的性能。
以上僅示出并描述了本發(fā)明的一個實(shí)施例，顯而易見，對于那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，各種變化和改型可容易地實(shí)現(xiàn)，而不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)像取景器，包括一個物鏡組，該物鏡組又包括具有負(fù)光焦度的第一透鏡、具有正光焦度的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡、以及具有正光焦度的第一棱鏡，所述物鏡組形成倒像，其中，第一棱鏡的出射面凸向圖像；一個倒像組，包括第二棱鏡，它使物鏡組形成的倒像正立而成為正常圖像，以及一個目鏡組，用以放大經(jīng)倒像組形成的正像。
2.一種如權(quán)利要求1所述的實(shí)像取景器，其中第一透鏡的入射面凸向目標(biāo)，第二透鏡單元是雙凸透鏡，第一透鏡單元與第二透鏡單元至少一個有至少一個非球面。
3.一種如權(quán)利要求1所述的實(shí)像取景器，其中物鏡組的出射面是凸面的和非球面的。
4.一種如權(quán)利要求3所述的實(shí)像取景器，其中物鏡組的焦平面以離開第一棱鏡的出射面一段預(yù)定距離，而位于倒像組的入射面上。
5.一種如權(quán)利要求4所述的實(shí)像取景器，其中物鏡組的焦平面與第二棱鏡的出射面間的距離是1.5mm。
6.一種如權(quán)利要求3所述的實(shí)像取景器，其中的物鏡組、倒轉(zhuǎn)組和目鏡組由相同材料制成。
全文摘要
一種實(shí)像取景器包括:一個物鏡組、一個倒像組和一個目鏡組。物鏡組又包括:具有負(fù)光焦度的第一透鏡、具有正光焦度第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡、以及具有正光焦度的第一棱鏡,其中第一棱鏡的出射面凸向圖像。物鏡組形成倒像。倒像組使物鏡組形成的倒像正立而成為正常圖像。目鏡組用以放大經(jīng)倒像組形成的正像。
文檔編號G03B13/06GK1188905SQ97126028
公開日1998年7月29日 申請日期1997年11月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月26日
發(fā)明者金紋賢 申請人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會社