专利名称：实像取景器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实像取景器，特别涉及通过使用两个棱镜把物镜组形成的倒置图像转化成正立图像、并提供高质量的图像和一个广角取景的实像取景器。
为满足当前轻巧便携的需要，照相机必须有高变焦比(zoom ratio)的小型取景器，同时配有小的摄影系统。
用于摄像系统的取景器一般包括物镜组和目镜组。目标的图像是通过物镜组形成，再由目镜组放大的，以使用户能通过目镜组观察目标的图像。然而，如果没有目镜组，用户就只能观察到倒立的图像，原因是物镜组使图像倒置向下。
因而，在目镜组或物镜组两者中，须有一个使通过物镜组倒置的图像正立的系统。
为了使照相机尽可能小型化，使用反射镜或者棱镜以将被倒置图像正立的方法已有报道。这样的方法已公开在日本未审专利特开平6-95215和日本未审专利特开平5-297274中。
日本未审专利特开平6-95215提出，取景器应该包括物镜组、目镜组、以及两个棱镜。棱镜位于物镜组和目镜组之间，用于倒转图像。虽然在日本未审专利特开平6-95215中通过减少系统的总长度，得到一种小型取景器，但其广角位置的视角仅有50°，而且变焦比仅有1.75，这两方面都不尽人意。
日本未审专利特开平5-297274没有清楚地描述如何使被倒置的图像正立。因而，为获得一个正立像的系统，必须要较长的焦距。结果是最终的放大比低，而且视角变得象1.5度那样小，这样的系统在这两方面的性能均不令人满意。
而且，在日本未审专利特开平5-297274中，允许有如15mm这样短的眼睛间隙(eye relief)距离，从而使得难于获得便于观察的取景器。
就上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种实像取景器，它通过使用棱镜翻转一个被倒置的图像而成正立图像，并且总的长度很短，视角也达到大约62度那样宽。
为实现上述目的，根据本发明的实像取景器包括一个物镜组，此物镜组包括具有负光焦度(negative refractive power)的第一透镜、具有正光焦度(positive refractive power)的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、以及具有正光焦度的第一棱镜，所述物镜组形成倒置的图像；以及第一棱镜，其出射面凸向图像；一个倒像组，包括第二个棱镜，它使物镜组形成的倒像正立成为正常图像；一个目镜组，用以放大经倒像组形成的正立像。
应当理解，以上的一般描述及以下的详尽描述是示例性的，而且意在对本发明提供进一步的解释。
通过以下参照附图对优选实施例的描述将使本发明的上述目的和特征更为清楚，其中
图1是根据本发明优选实施例的实像取景器在广角位置的截面图；图2是根据本发明优选实施例的实像取景器在摄远位置的截面图；图3A表示优选实施例在广角位置的象差曲线；图3B表示优选实施例在摄远位置的象差曲线。
以下将参照附图详细描述本发明如图1和图2所示，本发明的实像取景器从目标一侧起包括，形成倒像具具有正光焦度的物镜组1，使物镜组1形成的图像正立的倒像组2，用以放大经倒像组形成的正像并具有正光焦度的目镜组3。
当从目标一侧观察时，物镜组1包括有负光焦度的第一透镜11、有正光焦度的第二透镜12、有正光焦度的第三透镜13、有正光焦度的第一棱镜14及其出射面凸面向着图像。倒像组2包括第二棱镜。
可通过改变图1中的第一透镜11和第二透镜12之间的距离d2改变实像取景器的放大率。
实像取景器的操作如下。(众所周知，实像取景器需要一个大的目镜组3，以便当边缘光的造型光(main ray)通过物镜组1而偏离光轴时能捕获整个图像。另一方面，当边缘光的造型光通过物镜组1汇聚到光轴上时，则眼睛间隙距离变得太短，以至于使用者眼睛不十分靠近目镜组3就不能观察到目标。因此，在实像取景器中，保持边缘光的造型光与光轴平行是十分重要的)。
在本发明中，为保持边缘光线的造型光与光轴平行，物镜组1的第三透镜13和第一棱镜14两者都有正光焦度，其功能是作为把一束光线汇聚到光轴的会聚透镜。
没有物镜组1的第三透镜13和第一棱镜14的会聚功能，通过取景器观察到的部分图像将会被切掉，除非目镜组3足够大。那是因为边缘光的造型光在穿过物镜组1的第一透镜时往往从光轴发散。
最靠近图像一侧的第三透镜元件13的一个凸的而且是非球面的表面为物镜组1提供适当的后焦距，这可以补偿象差，如畸变和象散。
第一棱镜14的出射面凸面朝图像，这样可避免最靠近图像的第三透镜13的凸面造成的边缘光的造型光从光轴发散的现象发生。
在本发明中，第一棱镜14的两个反射面中至少有一个可能被涂上一层反射物质，并且那种反射物质可能是含杂质的涂覆材料。如果焦点位于第一棱镜14的出射面上，则可以通过目镜清楚地观察到那些杂质。因此，第一个棱镜14应该被定位在这样的位置上，即使物镜组1的焦平面形成在第一棱镜14以外。
此外，物镜组1的焦距应该缩短以得到广焦取景器。随着物镜组1的焦距变短，目镜组3的焦距在决定整个放大比中起到相对重要的作用。这样，通过使物镜组1的焦平面位于靠近目镜组3，减小目镜组3的焦距，从而可提供较高的放大比。
本实施例实像取景器中的一个非球面透镜的系数可由下列方程式表达。
Z＝cS2/{1+(1-(K+1)c2S2)1/2}AS4+BS6+CS8+DS10这里，Z代表透镜顶点至光轴的距离，S代表离开光轴的径向距离，C代表曲率半径的倒数，K代表圆锥常量，A，B，C，D代表各非球面系数。
本发明举例的数据将被显示于下表中。在每个的表中的所有长度单位都为毫米，并使用下列变量ri(ri(i＝1-13)代表一个折射面的曲率半径；di(i＝1-14)代表透镜的厚度或者透镜之间的长度；nd代表透镜的d线折射率；υ代表透镜的阿贝(Abbe)值；ω代表半视角值。
本发明实施例的数据被示于表1中，其中放大范围从-0.35至0.67，视角2ω的范围从62.8°至32.5°。
表1
这里的*代表一个非球表面，**代表考虑到棱镜材料的折射率后经转换的光程长度。
d2和d4值代表当改变放大率时这些透镜移动的距离。这些值显示在下表2中。
表2
非球面透镜面的系数示于下表3中。
表3
图3a和3b分别显示优选实施例在广角及摄远位置处的超象差特性。图3a和3b中采用下列变量S代表沿径向的象散；M代表沿切向的象散。
如上所述，本发明包括一个实像取景器，它具有高放大倍率，小型的构造，并且因在物镜组和目镜组之间存在棱镜正像系统，而表现出优越的性能。
以上仅示出并描述了本发明的一个实施例，显而易见，对于那些本领域的技术人员来说，各种变化和改型可容易地实现，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围和精神。
权利要求
1.一种实像取景器，包括一个物镜组，该物镜组又包括具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、以及具有正光焦度的第一棱镜，所述物镜组形成倒像，其中，第一棱镜的出射面凸向图像；一个倒像组，包括第二棱镜，它使物镜组形成的倒像正立而成为正常图像，以及一个目镜组，用以放大经倒像组形成的正像。
2.一种如权利要求1所述的实像取景器，其中第一透镜的入射面凸向目标，第二透镜单元是双凸透镜，第一透镜单元与第二透镜单元至少一个有至少一个非球面。
3.一种如权利要求1所述的实像取景器，其中物镜组的出射面是凸面的和非球面的。
4.一种如权利要求3所述的实像取景器，其中物镜组的焦平面以离开第一棱镜的出射面一段预定距离，而位于倒像组的入射面上。
5.一种如权利要求4所述的实像取景器，其中物镜组的焦平面与第二棱镜的出射面间的距离是1.5mm。
6.一种如权利要求3所述的实像取景器，其中的物镜组、倒转组和目镜组由相同材料制成。
全文摘要
一种实像取景器包括:一个物镜组、一个倒像组和一个目镜组。物镜组又包括:具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、以及具有正光焦度的第一棱镜,其中第一棱镜的出射面凸向图像。物镜组形成倒像。倒像组使物镜组形成的倒像正立而成为正常图像。目镜组用以放大经倒像组形成的正像。
文档编号G03B13/06GK1188905SQ97126028
公开日1998年7月29日 申请日期1997年11月26日 优先权日1996年11月26日
发明者金纹贤 申请人:三星航空产业株式会社