實像可變放大倍率取景器和成像設(shè)備的制作方法
【專利摘要】[要解決的技術(shù)問題]為了實現(xiàn)一種緊湊、低成本、具有寬視場角和高變焦比、并提供觀察良好的取景器圖像的實像可變放大倍率取景器。[技術(shù)方案]實像可變放大倍率取景器(10)從物體側(cè)順序地大致由物鏡系統(tǒng)(1)、包括多個光學(xué)構(gòu)件的正立光學(xué)系統(tǒng)(2)和正的目鏡透鏡系統(tǒng)(3)構(gòu)成，其中所述物鏡系統(tǒng)(1)大致由正的第一透鏡(L1)、負的第二透鏡(L2)、正的第三透鏡(L3)、和正的第四透鏡(L4)構(gòu)成。當(dāng)改變放大倍率時，第一透鏡(L1)和第三透鏡(L3)在光軸方向上固定，而第二透鏡(L2)和第四透鏡(L4)在光軸方向上移動。正立光學(xué)系統(tǒng)(2)的多個光學(xué)構(gòu)件的所有光學(xué)表面都是平坦表面，并且正立光學(xué)系統(tǒng)(2)的多個光學(xué)構(gòu)件中的至少一個由玻璃材料形成并滿足條件表達式(1)：1.6＜Nd(1)，其中Nd是相對于玻璃材料的d線的折射率。
【專利說明】實像可變放大倍率取景器和成像設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實像可變放大倍率取景器和一種成像設(shè)備，并且具體地涉及一種可適當(dāng)?shù)嘏c數(shù)字照相機或膠片照相機一起使用的實像可變放大倍率取景器和一種設(shè)有該實像可變放大倍率取景器的成像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)地，所謂的實像取景器被用作取景器，其中由物鏡光學(xué)系統(tǒng)形成的圖像通過正立光學(xué)系統(tǒng)被倒立成正立圖像，并經(jīng)由目鏡光學(xué)系統(tǒng)觀察正立圖像。進一步地，在包括單獨形成的成像光學(xué)系統(tǒng)和取景器且成像光學(xué)系統(tǒng)具有放大倍率改變功能的成像光學(xué)系統(tǒng)的情況下，通常使用具有放大倍率改變功能的取景器以能夠適應(yīng)成像光學(xué)系統(tǒng)的成像視場角和變焦比。近年來，設(shè)有這類實像可變放大倍率取景器的高質(zhì)量數(shù)字照相機正在被引入市場中。作為具有相對較高的變焦比的實像可變放大倍率取景器，已知例如專利文獻1-3中所公開的實像可變放大倍率取景器。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本未審查專利公開N0.H8-122856
[0006]專利文獻2:日本未審查專利公開N0.2009-2991
[0007]專利文獻3:日本未審查專利公開N0.2010-39339
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]然而，專利文獻I中所公開的實像可變放大倍率取景器僅具有大約3: I的變焦t匕，其中大約3: I的變焦比在很大程度上不足以滿足近年來的要求。專利文獻2中所公開的實像可變放大倍率取景器可能僅能夠適應(yīng)窄的視場角，并因此不適于與配備有廣角鏡頭的照相機一起使用。專利文獻3中所公開的實像可變放大倍率取景器具有充分的視場角和充分的變焦比。然而，專利文獻3中所公開的實像可變放大倍率取景器相對于視場角具有低放大倍率能力，并且其表觀視場角(apparent angle of view)不足。因此,鑒于便于觀看，該實像可變放大倍率取景器不能充分地滿足用戶。
[0009]另外，由于近年來照相機越來越激烈的價格競爭和尺寸減小，對于取景器的成本降低和尺寸減小具有強烈的要求。
[0010]鑒于上述情況，本發(fā)明涉及提供一種具有緊湊且低成本結(jié)構(gòu)同時提供寬視場角和高變焦比并允許觀察良好的取景器圖像的實像可變放大倍率取景器以及一種設(shè)有該實像可變放大倍率取景器的照相機。
[0011]本發(fā)明的實像可變放大倍率取景器是大致由物鏡系統(tǒng)、由多個光學(xué)構(gòu)件形成的正立光學(xué)系統(tǒng)、和具有正折射本領(lǐng)的目鏡透鏡系統(tǒng)構(gòu)成的實像可變放大倍率取景器，其中物鏡系統(tǒng)大致由四個透鏡構(gòu)成，所述四個透鏡從物體側(cè)順序地包括具有正折射本領(lǐng)的第一透鏡、具有負折射本領(lǐng)的第二透鏡、具有正折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡，第一透鏡和第三透鏡在放大倍率改變期間相對于光軸方向固定，而第二透鏡和第四透鏡在放大倍率改變期間沿光軸方向移動，形成正立光學(xué)系統(tǒng)的所有光學(xué)構(gòu)件的所有光學(xué)表面都是平坦表面，以及形成正立光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)構(gòu)件中的至少一個由玻璃材料制成并滿足以下條件表達式(I):
[0012]1.6 < Nd (1)，
[0013]其中Nd是相對于玻璃材料的d線的折射率。
[0014]應(yīng)該注意的是描述“大致由……構(gòu)成”和“大致由四個透鏡構(gòu)成”表示可以包括沒有基本上任何光焦度的透鏡、除了透鏡之外的光學(xué)元件(例如，場框架、光圈和玻璃罩)、和機械構(gòu)件(例如，透鏡法蘭、透鏡鏡筒、圖像傳感器、和照相機振動校正機構(gòu)等)。
[0015]應(yīng)該注意的是，對于關(guān)于每一個透鏡的折射本領(lǐng)的描述“正”或“負”，如果透鏡是非球面透鏡，則描述時關(guān)于透鏡在近軸區(qū)域中的折射本領(lǐng)。
[0016]更優(yōu)選的是代替條件表達式(I)滿足條件表達式(IA)，并且甚至更優(yōu)選的是代替條件表達式(I)滿足以下條件表達式(IB):
[0017]1.7 < Nd (IA)或
[0018]1.8 < Nd (IB)。
[0019]在本發(fā)明的實像 可變放大倍率取景器中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式(2):
[0020]0.18 < I Y ? tan w | < 0.40 (2)，
[0021]其中Y是整個系統(tǒng)在最低放大倍率狀態(tài)下的角放大倍率,而w是在最低放大倍率狀態(tài)下的最大半視場角。
[0022]更優(yōu)選的是代替條件表達式(2)滿足以下條件表達式(2A):
[0023]0.23 < I Y ? tan w | < 0.35 (2A)。
[0024]在本發(fā)明的實像可變放大倍率取景器中，優(yōu)選的是形成正立光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)構(gòu)件中的至少一個由玻璃材料制成并滿足以下條件表達式(3):
[0025]vd < 30 (3)，
[0026]其中V d是相對于玻璃材料的d線的阿貝數(shù)。
[0027]在本發(fā)明的實像可變放大倍率取景器中,優(yōu)選的是當(dāng)放大倍率從低放大倍率側(cè)變化到高放大倍率側(cè)時，第二透鏡朝向目鏡透鏡系統(tǒng)移動，而第四透鏡朝向物體側(cè)移動。
[0028]在本發(fā)明的實像可變放大倍率取景器中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式(4):
[0029]-1 < (Rlf+Rlr)/(Rlf-Rlr) < I (4),
[0030]其中Rlf是第一透鏡的物體側(cè)表面的曲率半徑，而Rlr是第一透鏡的圖像側(cè)表面的曲率半徑。
[0031]更優(yōu)選的是代替條件表達式(4)滿足以下條件表達式(4A):
[0032]-0.80 < (Rlf+Rlr)/(Rlf-Rlr) < 0.10 (4A)。
[0033]應(yīng)該注意的是關(guān)于曲率半徑的符號(正或負)表示凸向物體側(cè)的表面形狀為正，而凸向視點側(cè)的表面形狀為負。
[0034]本發(fā)明的成像設(shè)備設(shè)有本發(fā)明的上述實像可變放大倍率取景器。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的實像可變放大倍率取景器，通過僅使物鏡系統(tǒng)的第二透鏡和第四透鏡移動來實現(xiàn)放大倍率改變，其中所述物鏡系統(tǒng)大致由四個透鏡構(gòu)成，所述四個透鏡從物體側(cè)順序地包括正透鏡、負透鏡、正透鏡和正透鏡。這允許提供高變焦比同時實現(xiàn)緊湊且低成本結(jié)構(gòu)。進一步地，根據(jù)本發(fā)明的實像可變放大倍率取景器，正立光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，尤其是正立光學(xué)系統(tǒng)的表面形狀和材料被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。這允許提供寬視場角和高變焦比，從而增加放大倍率能力和相對于視場角的表觀視場角，最小化由于制造期間的誤差導(dǎo)致的性能下降，并且觀察到良好的取景器圖像，同時實現(xiàn)低成本且緊湊的結(jié)構(gòu)。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)有本發(fā)明的實像可變放大倍率取景器的成像設(shè)備，可以實現(xiàn)低成本且緊湊的結(jié)構(gòu)，可以提供寬視場角和高變焦比，并且可以觀察良好的取景器圖像。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]圖1是圖示本發(fā)明的一個實施例的實像可變放大倍率取景器的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0038]圖2是圖示本發(fā)明的示例I的實像可變放大倍率取景器的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0039]圖3是圖示本發(fā)明的示例2的實像可變放大倍率取景器的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0040]圖4是圖示本發(fā)明的示例3的實像可變放大倍率取景器的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0041]圖5是圖示本發(fā)明的示例4的實像可變放大倍率取景器的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0042]圖6是圖示本發(fā)明的示例5的實像可變放大倍率取景器的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0043]圖7是圖示本發(fā)明的示例6的實像可變放大倍率取景器的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0044]圖8是圖示本發(fā)明的示例7的實像可變放大倍率取景器的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0045]圖9是圖示本發(fā)明的示例8的實像可變放大倍率取景器的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0046]圖10在圖(A)-(I)處顯示本發(fā)明的示例I的實像可變放大倍率取景器的像差圖；
[0047]圖11在圖(A)-(I)處顯示本發(fā)明的示例2的實像可變放大倍率取景器的像差圖；
[0048]圖12在圖(A)-(I)處顯示本發(fā)明的示例3的實像可變放大倍率取景器的像差圖；
[0049]圖13在圖(A)-(I)處顯示本發(fā)明的示例4的實像可變放大倍率取景器的像差圖；
[0050]圖14在圖(A)-(I)處顯示本發(fā)明的示例5的實像可變放大倍率取景器的像差圖；
[0051]圖15在圖(A)-(I)處顯示本發(fā)明的示例6的實像可變放大倍率取景器的像差圖；
[0052]圖16在圖(A)-(I)處顯示本發(fā)明的示例7的實像可變放大倍率取景器的像差圖；
[0053]圖17在圖(A)-(I)處顯示本發(fā)明的示例8的實像可變放大倍率取景器的像差圖；以及
[0054]圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的成像設(shè)備的后透視圖。
【具體實施方式】
[0055]在下文中，參照附圖詳細地描述本發(fā)明的一個實施例。圖1在圖(A)和(B)處顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的實像可變放大倍率取景器10的剖視圖。圖1中的(A)和(B)處顯示的剖視圖分別圖示了處于最低放大倍率狀態(tài)和處于最高放大倍率狀態(tài)下的實像可變放大倍率取景器10。在圖1中，圖的左側(cè)是物體側(cè)，而圖的右側(cè)是視點EP。圖1中的(B)處顯示的部件與圖1中的(A)處顯示的部件相同，并且之間的不同僅在于部件中的一些的位置。因此，附圖標(biāo)記在圖1中的(B)處被省略。
[0056]本實施例的實像可變放大倍率取景器10沿著光軸Z從物體側(cè)朝向視點側(cè)順序地大致由以下構(gòu)成:物鏡系統(tǒng)I ;正立光學(xué)系統(tǒng)2，所述正立光學(xué)系統(tǒng)2使由物鏡系統(tǒng)I形成的倒置圖像倒置成正立圖像；和具有正折射本領(lǐng)的目鏡透鏡系統(tǒng)3，所述目鏡透鏡系統(tǒng)3用于觀察正立圖像。[0057]物鏡系統(tǒng)I大致由四個透鏡構(gòu)成，所述四個透鏡從物體側(cè)朝向視點側(cè)順序地包括:具有正折射本領(lǐng)的第一透鏡L1、具有負折射本領(lǐng)的第二透鏡、具有正折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡。
[0058]第一透鏡LI和第三透鏡L3在放大倍率改變期間相對于光軸方向固定，而第二透鏡L2和第四透鏡L4在光軸方向上移動以實現(xiàn)放大倍率改變。當(dāng)與除了兩個透鏡之外第一透鏡LI或第三透鏡L3在放大倍率改變期間也移動的結(jié)構(gòu)相比較時，僅兩個透鏡(即，第二透鏡L2和第四透鏡L4)在放大倍率改變期間移動的結(jié)構(gòu)允許簡化機械結(jié)構(gòu)，從而在不會使裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況下提供高變焦比。
[0059]在放大倍率期間移動的第二透鏡L2和第四透鏡L4的軌跡由圖1中的(A)與(B)之間的箭頭示意性地顯示。如圖中的箭頭所示，優(yōu)選的是，當(dāng)放大倍率從低放大倍率側(cè)改變到高倍放大側(cè)時，第二透鏡L2朝向目鏡透鏡系統(tǒng)移動，而第四透鏡L4朝向物體側(cè)移動。在這種情況下，在不需要過多地增加第二透鏡L2和第四透鏡L4的折射本領(lǐng)的情況下可以實現(xiàn)聞變焦比。
[0060]應(yīng)該注意的是，在圖1中的⑷處顯示的物鏡系統(tǒng)I中，第一透鏡LI由雙凸透鏡形成，第二透鏡L2由雙凹透鏡形成，第三透鏡L3由具有面對物體側(cè)的凸面的正彎月透鏡形成，而第四透鏡L4由雙凸透鏡形成，其中所有透鏡都為單透鏡。然而，本發(fā)明的物鏡系統(tǒng)的各個透鏡的形狀沒有必要受限于上述形狀。
[0061]圖1中的(A)處顯示的示例的目鏡透鏡系統(tǒng)3由為單透鏡的雙凸透鏡形成。然而，形成本發(fā)明的目鏡透鏡系統(tǒng)的透鏡的形狀沒必要受限于上述形狀?？蛇x地，本發(fā)明的目鏡透鏡系統(tǒng)可以由多個透鏡形成。
[0062]正立光學(xué)系統(tǒng)2由多個光學(xué)構(gòu)件形成。圖1中的(A)處顯不的正立光學(xué)系統(tǒng)2由兩個棱鏡形成，所述兩個棱鏡從物體側(cè)順序地包括三棱鏡Pl和屋脊棱鏡P2，所述三棱鏡Pl和屋脊棱鏡P2被布置成在其之間具有預(yù)定氣隙，使得物鏡系統(tǒng)I的焦點位置位于三棱鏡Pl與屋脊棱鏡P2之間。然而，形成正立光學(xué)系統(tǒng)2的光學(xué)構(gòu)件沒必要受限于三棱鏡和屋脊棱鏡，而是可以使用除了棱鏡之外的棱鏡、反射鏡或其它類型的光學(xué)構(gòu)件來形成正立光學(xué)系統(tǒng)2。
[0063]由多個光學(xué)構(gòu)件形成正立光學(xué)系統(tǒng)允許在光學(xué)構(gòu)件中的兩個之間提供預(yù)定氣隙以將場框架定位在該氣隙中。通常，場框架位于物鏡系統(tǒng)的焦點位置處或位于物鏡系統(tǒng)的焦點位置的附近。然而，在其中正立光學(xué)系統(tǒng)由一個光學(xué)構(gòu)件形成的情況下，物鏡系統(tǒng)的焦點位置位于內(nèi)部光學(xué)構(gòu)件中，并且不可能設(shè)置場框架，或者要增加物鏡系統(tǒng)的尺寸以將場框架設(shè)置在光學(xué)構(gòu)件外。在其中正立光學(xué)系統(tǒng)2由兩個構(gòu)件形成的情況下，如在圖1中的(A)處顯示的示例中，場框架可以如上所述被定位，同時最小化部件的數(shù)量以實現(xiàn)成本降低。
[0064]進一步地，在這實施例中，正立光學(xué)系統(tǒng)2的所有光學(xué)構(gòu)件的所有光學(xué)表面都是平坦表面，并且正立光學(xué)系統(tǒng)2中的至少一個光學(xué)構(gòu)件由玻璃材料制成并滿足以下條件表達式⑴:
[0065]1.6 < Nd (I)，
[0066]其中Nd是相對于玻璃材料的d線的折射率。
[0067]例如，圖1中的⑷處顯示的示例的正立光學(xué)系統(tǒng)2具有兩個入射表面、兩個出射表面和六個反射面，所有這些表面都是光學(xué)表面。當(dāng)與其中光學(xué)表面是彎曲表面的情況相比較，鑒于成本，將正立光學(xué)系統(tǒng)2的光學(xué)構(gòu)件的所有光學(xué)表面形成為平坦表面是有利的。進一步地，雖然優(yōu)選的是使用玻璃作為形成正立光學(xué)系統(tǒng)2的材料，但是由于如下所述的原因，如果利用玻璃材料形成正立光學(xué)系統(tǒng)2并且光學(xué)系統(tǒng)2包括彎曲光學(xué)表面，則存在難以制造并且成本增加的問題。當(dāng)所有光學(xué)表面是平坦表面時可以避免這些問題，因此有利的是使用玻璃形成正立光學(xué)系統(tǒng)2。
[0068]正立光學(xué)系統(tǒng)2通常由具有高于空氣的折射率的折射率的棱鏡形成以增加光程長從而實現(xiàn)尺寸減小。然而，當(dāng)試圖增加表觀視場角時，正立光學(xué)系統(tǒng)的體積不可避免地被增加。傳統(tǒng)的實像取景器通常使用由塑料材料制成的棱鏡來形成正立光學(xué)系統(tǒng)。然而，塑料棱鏡的問題在于當(dāng)棱鏡的體積增加時，由于模制時的收縮的影響，表面精確度顯著降低。進一步地，在其中正立光學(xué)系統(tǒng)包括屋脊表面的情況下，如果使用塑料材料，則由于在模制時收縮的影響屋脊表面的方形度(squareness)降低，從而顯著地降低了圖像質(zhì)量。為了避免這些問題，理想的是使用玻璃制造形成正立光學(xué)系統(tǒng)的棱鏡。即，使光學(xué)表面形成為平坦表面并使用玻璃材料允許最小化由于在制造期間的誤差導(dǎo)致的性能降低并且在實現(xiàn)成本降低的同時提供良好的取景器圖像。
[0069]進一步地，當(dāng)由玻璃材料制成正立光學(xué)系統(tǒng)2的光學(xué)構(gòu)件滿足條件表達式(I)時可以選擇具有高折射率的玻璃材料，從而實現(xiàn)尺寸減小，同時確保高放大倍率能力和相對于視場角的大表觀視場角。如果沒有達到條件表達式(I)的下限，則當(dāng)提供大表觀視場角時正立光學(xué)系統(tǒng)2變大。
[0070]鑒于上述情況，更優(yōu)選的是代替條件表達式(I)滿足下方條件表達式(IA)，并且甚至更優(yōu)選的是代替條件表達式(I)滿足以下條件表達式(IB):
[0071]1.7 < Nd (IA)或
[0072]1.8 < Nd (IB)。
[0073]當(dāng)滿足條件表達式(IA)或(IB)時，獲得的效果高于當(dāng)滿足條件表達式(I)時所獲得的效果。
[0074]進一步地，優(yōu)選的是本實施例的實像可變放大倍率取景器10選擇性地適當(dāng)?shù)鼐哂腥缦滤龅慕Y(jié)構(gòu)中的至少一個或所述結(jié)構(gòu)的任意組合。
[0075]優(yōu)選的是本實施例的實像可變放大倍率取景器10以下滿足條件表達式(2):
[0076]0.18 < I Y ? tan w | < 0.40 (2)，
[0077]其中Y是整個系統(tǒng)在最低放大倍率狀態(tài)下的角放大倍率,而w是在最低放大倍率狀態(tài)下的最大半視場角。
[0078]如果沒有達到條件表達式(2)的下限，則不能獲得充分的表觀視場角。如果超過條件表達式(2)的上限，則在形成正立光學(xué)系統(tǒng)2的光學(xué)構(gòu)件中設(shè)置在物鏡系統(tǒng)I的焦點位置的視點側(cè)的光學(xué)構(gòu)件變大，從而大致上面安裝有實像可變放大倍率取景器10的裝置的尺寸增加。當(dāng)滿足條件表達式(2)時，在最小化尺寸增加的同時可以確保充分的表觀視場角。 [0079]更優(yōu)選的是代替條件表達式(2)滿足以下條件表達式(2A):
[0080]0.23 < I Y ? tan w | < 0.35 (2A)。
[0081]當(dāng)滿足條件表達式(2A)時，獲得的效果高于當(dāng)滿足條件表達式(2)時所獲得的效果。
[0082]優(yōu)選的是形成本實施例的實像可變放大倍率取景器10的正立光學(xué)系統(tǒng)2的光學(xué)構(gòu)件中的至少一個由玻璃材料制成并滿足以下條件表達式(3):
[0083]vd < 30 (3)，
[0084]其中V d是相對于玻璃材料的d線的阿貝數(shù)。
[0085]在滿足條件表達式(3)的情況下，可以實現(xiàn)對縱向色像差更成功的校正，從而最小化當(dāng)察視取景器的用戶移動眼睛時所出現(xiàn)的色彩模糊。
[0086]優(yōu)選的是本實施例的實像可變放大倍率取景器10以下滿足條件表達式(4):
[0087]-1 < (Rlf+Rlr)/(Rlf-Rlr) < I (4),
[0088]其中Rlf是第一透鏡LI的物體側(cè)表面的曲率半徑，而Rlr是第一透鏡LI的圖像側(cè)表面的曲率半徑。
[0089]如果沒有達到條件表達式(4)的下限，則在低放大倍率側(cè)畸變增加。如果超過條件表達式(4)的上限，則圖像的周邊區(qū)域中的像散在低放大倍率側(cè)增加。當(dāng)滿足條件表達式(4)時，低放大倍率側(cè)的畸變和圖像的周邊區(qū)域中的像散被最小化。
[0090]更優(yōu)選的是代替條件表達式(4)滿足以下條件表達式(4A):
[0091]-0.80 < (Rlf+Rlr)/(Rlf-Rlr) < 0.10 (4A)。
[0092]當(dāng)滿足條件表達式(4A)時，獲得的效果高于當(dāng)滿足條件表達式(4)時所獲得的效果。
[0093]接下來，描述本發(fā)明的成像設(shè)備的一個實施例。圖18是根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備的一個實施例的數(shù)字照相機100的后側(cè)透視圖。數(shù)字照相機100在照相機機身的上部處包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的實像可變放大倍率取景器101。數(shù)字照相機100在照相機機身的后側(cè)還包括用于顯示圖像和各種設(shè)定屏幕的監(jiān)視器102、用于形成各種設(shè)置的操作按鈕103、和用于改變放大倍率的變焦桿104。數(shù)字照相機100還包括在照相機機身的上側(cè)的快門按鈕 105。
[0094]在數(shù)字照相機100中，通過設(shè)置在照相機機身的前側(cè)的成像鏡頭(未示出)獲取的對象圖像形成在圖像傳感器(未示出)的成像平面上。用戶從實像可變放大倍率取景器101的后側(cè)察視該實像可變放大倍率取景器以觀察對象的取景器圖像。當(dāng)在成像操作期間操作變焦桿104時，成像鏡頭的放大倍率被改變，并且實像可變放大倍率取景器101的放大倍率與此同時被改變。
[0095]接下來，描述本發(fā)明的實像可變放大倍率取景器的數(shù)字示例。圖2-9是分別圖示示例1-8的實像可變放大倍率取景器的結(jié)構(gòu)的剖視圖。隨后被呈現(xiàn)的表I和表2分別顯示示例I的實像可變放大倍率取景器的基本透鏡數(shù)據(jù)和非球面表面數(shù)據(jù)。類似地，隨后被呈現(xiàn)的表3-16分別顯示示例2-8的實像可變放大倍率取景器的基本透鏡數(shù)據(jù)和非球面表面數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意的是在隨后所述的示例中，示例I的實像可變放大倍率取景器作為示例被說明。示意性代表和符號以及標(biāo)記的方式在示例I以及示例2-8的描述中基本上相同。
[0096]圖2在(A)、(B)和(C)處分別顯示示例I的實像可變放大倍率取景器在最低放大倍率狀態(tài)下、在中間放大倍率狀態(tài)下以及在最高放大倍率狀態(tài)下的剖視圖。在每一個示例的剖視圖中，圖的左側(cè)是物體側(cè)，而三棱鏡Pl和屋脊棱鏡P2沿著光程形成。圖2中的(B)和(C)處顯示的部件與圖2中的(A)處顯示的部件相同，并且之間的不同僅在于部件中的一些的位置。因此，附圖標(biāo)記中的一些在圖2中的⑶和(C)處被省略。
[0097]示例I的實像可變放大倍率取景器10從物體側(cè)順序地包括物鏡系統(tǒng)1、正立光學(xué)系統(tǒng)2和目鏡透鏡系統(tǒng)3。物鏡系統(tǒng)I從物體側(cè)順序地包括具有雙凸形狀的第一透鏡L1、在近軸區(qū)域具有雙凹形狀的第二透鏡L2、具有面對物體側(cè)的凸面的正彎月面形狀的第三透鏡L3、和在近軸區(qū)域中具有雙凸形狀的第四透鏡L4。第一至第四透鏡L1-L4是沒有被膠合的單透鏡。第二透鏡L2的物體側(cè)表面和第四透鏡L4的兩側(cè)是非球面表面。
[0098]第一透鏡LI和第三透鏡L3在放大倍率改變期間相對于光軸方向固定，而第二透鏡L2和第四透鏡L4在光軸方向上移動以實現(xiàn)放大倍率改變。在放大倍率期間移動的第二透鏡L2和第四透鏡L4的軌跡由圖2中的(A)、(B)和(C)之間的箭頭示意性地顯示。當(dāng)放大倍率從低放大倍率側(cè)變化到高放大倍率時，第二透鏡L2朝向目鏡透鏡側(cè)移動，而第四透鏡L4朝向物體側(cè)移動。
[0099]正立光學(xué)系統(tǒng)2由兩個棱鏡形成，所述兩個棱鏡從物體側(cè)順序地包括三棱鏡Pl和屋脊棱鏡P2。氣隙設(shè)置在三棱鏡Pl與屋脊棱鏡P2之間，并且物鏡系統(tǒng)I的焦點位置位于氣隙中。三棱鏡Pl和屋脊棱鏡P2的所有光學(xué)表面都是平坦表面，并且三棱鏡Pl和屋脊棱鏡P2兩者都由玻璃材料制成。
[0100]目鏡透鏡系統(tǒng)3由在近軸區(qū)域中具有雙凸形狀的一個透鏡形成。該透鏡的物體側(cè)表面是非球面表面。
[0101]示例I的上述基本結(jié)構(gòu)也被應(yīng)用到示例2-8。
[0102]在隨后呈現(xiàn)的表1的上表中顯示了示例I的實像可變放大倍率取景器的從第一透鏡LI到視點的基本透鏡數(shù)據(jù)。在該表中，欄“Si”中的每一個值都表示第i(i = 1、2、
3、......)個表面的表面編號，其中最靠近物體側(cè)兀件的物體側(cè)表面是第一個表面，并且編
號朝向視點側(cè)順序地增加。欄“Ri”中的每一個值都表示第i個表面的曲率半徑。欄“Di”中的每一個值都表示第i個表面與第i+1個表面之間沿著光軸Z的表面間隔。欄“Ndj”中的每一個表示第j(j = 1、2、3、……)個元件相對于d線(587.6nm的波長)的折射率，其中最靠近物體側(cè)元件是第一個元件，并且編號朝向視點側(cè)順序地增加。欄“ vdj”中的每一個值表示第j個元件相對于d線的阿貝數(shù)。應(yīng)該注意的是相對于曲率半徑的符號表示凸向物體側(cè)的表面形狀為正，而凸向視點 側(cè)的表面形狀為負。
[0103]表1的欄Di中的文本“00[2]”、“00[4]”、“00[6]”和“00[8]”是在放大倍率改變期間改變的可變間隔。在表1中的下部顯示了在最低放大倍率、中間放大倍率(表中的“中間”)、和在最高放大倍率時可變間隔、角放大倍率和總視場角(表中的“2w(° )”)的值?？傄晥鼋堑膯挝皇恰岸取?。長度的單位這里為“毫米”。
[0104]在表1的上部中，每一個非球面表面由附于其表面編號的符號表不。在曲率半徑的欄中，近軸曲率半徑的數(shù)值被顯示為每一個非球面表面的曲率半徑。在表2中顯示了每一個非球面表面的非球面系數(shù)，其中在表2中顯示的非球面系數(shù)的每一個數(shù)值之后的“E-N”(其中n是整數(shù))表示“X10_n”。非球面系數(shù)是以下非球面表面公式中的系數(shù)K和Am(其中 m = 4、6、8、......)的值:
[0105]Zd = C ? h2/{1+(1—KA ? C2 ? h2) 1/2} + E Am ? hm (6)，
[0106]其中Zd是非球面表面的深度(從非球面表面上高度Y處的點到與非球面表面的頂點相切并垂直于光軸的平面的垂直線的長度)，h是高度(從光軸到透鏡表面的距離)，C是近軸曲率，以及K和Am是非球面系數(shù)(其中，m = 4、6、8、……)。應(yīng)該注意的是以下每一個表中所示的數(shù)值以預(yù)定小數(shù)位被四舍五入。
[0107][表1]
[0108]示例 I
[0109]
【權(quán)利要求】
1.一種實像可變放大倍率取景器，所述實像可變放大倍率取景器大致由物鏡系統(tǒng)、由多個光學(xué)構(gòu)件形成的正立光學(xué)系統(tǒng)、和具有正折射本領(lǐng)的目鏡透鏡系統(tǒng)構(gòu)成， 其中物鏡系統(tǒng)大致由四個透鏡構(gòu)成，所述四個透鏡從物體側(cè)順序地包括具有正折射本領(lǐng)的第一透鏡、具有負折射本領(lǐng)的第二透鏡、具有正折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡， 第一透鏡和第三透鏡在放大倍率改變期間相對于光軸方向固定，而第二透鏡和第四透鏡在放大倍率改變期間沿光軸方向移動， 形成正立光學(xué)系統(tǒng)的所有光學(xué)構(gòu)件的所有光學(xué)表面都是平坦表面，以及 形成正立光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)構(gòu)件中的至少一個由玻璃材料制成并滿足以下條件表達式(I): .1.6 < Nd (1)， 其中Nd是相對于玻璃材料的d線的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實像可變放大倍率取景器，其中滿足以下條件表達式(2): . 0.18 < I Y ? tan co | < 0.40 (2)， 其中Y是整個系統(tǒng)在最低放大倍率狀態(tài)下的角放大倍率，而《是在最低放大倍率狀態(tài)下的最大半視場角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實像可變放大倍率取景器，其中形成正立光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)構(gòu)件中的至少一個由玻璃材料制成并滿足以下條件表達式(3): vd < 30 (3)， 其中vd是相對于玻璃材料的d線的阿貝數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的實像可變放大倍率取景器，其中當(dāng)放大倍率從低放大倍率側(cè)變化到高放大倍率側(cè)時，第二透鏡朝向目鏡透鏡系統(tǒng)移動，而第四透鏡朝向物體側(cè)移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的實像可變放大倍率取景器，其中滿足以下條件表達式⑷: -1 < (Rlf+Rlr)/(Rlf-Rlr) < I (4)， 其中Rlf是第一透鏡的物體側(cè)表面的曲率半徑，而Rlr是第一透鏡的圖像側(cè)表面的曲率半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的實像可變放大倍率取景器，其中滿足以下條件表達式(IA): .1.7 < Nd (IA)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的實像可變放大倍率取景器，其中滿足以下條件表達式(IB): .1.8 < Nd (IB)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的實像可變放大倍率取景器，其中滿足以下條件表達式(2A):
.0.23 < I y ? tan w | < 0.35 (2A)， 其中Y是整個系統(tǒng)在最低放大倍率狀態(tài)下的角放大倍率，而《是在最低放大倍率狀態(tài)下的最大半視場角。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的實像可變放大倍率取景器，其中滿足以下條件表達式(4A): -0.80 < (Rlf+Rlr)/(Rlf-Rlr) < 0.10 (4A)， 其中Rlf是第 一透鏡的物體側(cè)表面的曲率半徑，而Rlr是第一透鏡的圖像側(cè)表面的曲率半徑。
10.一種成像設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的實像可變放大倍率取景器。
【文檔編號】G03B13/02GK103748498SQ201280040032
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月15日
【發(fā)明者】齊藤廣樹, 長倫生 申請人:富士膠片株式會社