为了在不降低光学性能的情况下实现变焦距取景器在成像方向上的厚度减小。变焦距取景器从物体侧顺序地大致包括:可变放大倍率物镜系统,所述可变放大倍率物镜系统大致由包括从物体侧顺序地布置的负的第一组第一透镜(L11)和反射构件(H1)的第一透镜组(G1)、在放大倍率变化期间移动的正的第二透镜组(G2)、和在放大倍率变化期间移动的正的第三透镜组(G3)构成;正立光学系统(20),所述正立光学系统具有用于将倒立图像转换成正立图像的反射表面;和正目镜透镜系统(30),其中满足以下条件表达式(1):1.5
1.一种实像变焦取景器,所述实像变焦取景器从物体侧顺序地大致包括具有正折射本领的可变放大倍率物镜系统、正立光学系统、和具有正折射本领的目镜透镜系统,其中所述可变放大倍率物镜系统从物体侧顺序地大致由第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组构成,其中所述第一透镜组包括从物体侧顺序地布置的具有负折射本领的第一透镜和反射构件,所述第一透镜组在放大倍率变化期间固定,所述第二透镜组具有正折射本领并在放大倍率变化期间移动,所述第三透镜组具有正折射本领并在放大倍率变化期间移动,所述正立光学系统具有用于将由可变放大倍率物镜系统形成的倒立图像转换成正立图像的至少一个反射表面,并在放大倍率变化期间被固定,所述目镜透镜系统具有正折射本领并在放大倍率变化期间被固定,以及满足以下条件表达式(1):
1.5
2.根据权利要求1所述的实像变焦取景器,其中满足以下条件表达式(2):
1.5<|f2/f1|<2.0(2),其中f1是第一透镜组的焦距,而f2是第二透镜组的焦距。
3.根据权利要求1或2所述的实像变焦取景器,其中满足以下条件表达式(3):
1.0
4.根据权利要求1-3中任一项所述的实像变焦取景器,其中第一透镜组中的反射构件将通过第一透镜进入的光的光路偏转到正交于第一透镜的光轴的方向,第二透镜组和第三透镜组设置在被偏转并沿正交于光轴的方向传播的光的光路中;以及正立光学系统通过可变放大倍率物镜将在正交于光轴的方向上传播的光的光路偏转到第一透镜的光轴方向上。
5.一种成像设备,包括根据权利要求1-4中任一项所述的实像取景器。
技术领域本发明涉及一种可以通过适当地设定可变放大倍率物镜系统、正立光学系统和目镜透镜系统来提供良好的取景器图像的实像变焦取景器和成像设备。
背景技术传统地,已知多个实像变焦取景器,所述实像变焦取景器被构造成使用具有正折射本领的物镜形成垂直和水平倒实像,使用由一个或多个棱镜的组合形成的正立棱镜将实像转换成正立图像,并使用具有正折射本领的目镜透镜放大正立图像。进一步地,还已知多种配备有这种实像变焦取景器。作为形成这种实像变焦取景器的物镜的一个示例,一物镜从物体侧顺序地大致包括具有负折射本领的第一透镜组、具有正折射本领的第二透镜组、具有负折射本领的第三透镜组和具有正折射本领的第四透镜组,其中具有面向物体侧的凸透镜表面的棱镜被用作第四透镜组(参见专利文献1)。作为形成这种实像变焦取景器的物镜的另一个示例,一物镜从物体侧顺序地大致包括具有正折射本领的第一透镜组、具有负折射本领的第二透镜组、具有正折射本领的第三透镜组和具有负折射本领的第四透镜组,其中具有面向物体侧的凸透镜表面和面向图像侧的凸透镜表面的棱镜被用作第三透镜组(参见专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本未审查专利公开No.8-190130专利文献2:日本未审查专利公开No.2003-131292
发明内容存在实现上述类型的实像变焦取景器的厚度减小同时确保大约4∶1的变焦比的需求。要求厚度减小的方向是成像方向,该成像方向是照相机的厚度方向。然而,专利文献1中公开的实像取景器的问题在于:因为照相机的厚度方向的长度是物镜透镜、棱镜透镜和目镜透镜的厚度的总和,因此难以在确保大约4∶1的变焦比的同时实现厚度减小。专利文献2中公开的实像取景器视图通过由使光路偏转的棱镜形成第三透镜组并形成设置在为可移动组的第三透镜组的前面和后面的第二透镜组和第四透镜组减小在成像方向上的厚度来实现厚度减小。然而,因为需要相当大的厚度来设置包括设置在第三透镜组的物体侧以用于偏转光路并沿成像方向布置的第一透镜组和第二透镜组的两个透镜组,因此难以实现充分的厚度减小。鉴于上述情况,本发明涉及提供一种在不会降低光学性能的情况下可以实现成像方向上的厚度减小的实像变焦取景器和一种采用该实像变焦取景器的成像设备。根据本发明的实景变焦取景器和成像设备,所述实像变焦取景器从物体侧顺序地大致包括具有正折射本领的可变放大倍率物镜、正立光学系统、和具有正折射本领的目镜透镜系统,其中可变放大倍率物镜系统从物体侧顺序地大致由第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组构成,其中所述第一透镜组包括从物体侧顺序地布置的具有负折射本领的第一透镜和反射构件,所述第一透镜组在放大倍率变化期间固定,所述第二透镜组具有正折射本领并在放大倍率变化期间移动,所述第三透镜组具有正折射本领并在放大倍率变化期间移动,所述正立光学系统具有用于将由可变放大倍率物镜系统形成的倒立图像转换成正立图像的至少一个反射表面,并在放大倍率变化期间被固定,所述目镜透镜系统具有正折射本领并在放大倍率变化期间被固定,以及满足以下条件表达式(1):1.5
附图说明图1是显示本发明的实像变焦取景器和设有该实像变焦取景器的成像设备的示意性结构的剖视图;图2是显示当变焦设定在广角端时实像变焦取景器的横截面和当变焦设定在长焦端时实像变焦取景器的横截面相互比较的剖视图;图3是显示本发明的实像变焦取景器和设有该实像变焦取景器的成像设备的更加具体的结构的剖视图;图4是正立光学系统的放大立体图;图5A是显示使用棱镜作为反射构件的实像变焦取景器的横截面的剖视图;图5B是显示采用反射镜作为反射构件的实像变焦取景器的横截面的剖视图;图6是显示示例1的实像变焦取景器的结构和光路的展开视图(developedxa0view)的图;图7是显示示例2的实像变焦取景器的结构和光路的展开视图的图;图8是显示示例3的实像变焦取景器的结构和光路的展开视图的图;图9是显示示例4的变焦取景器的结构和光路的展开视图的图;图10是显示示例5的实像变焦取景器的结构和光路的展开视图的图;图11显示示例6的实像变焦取景器的结构和光路的展开视图的图;图12是显示示例1的实像变焦取景器的像差图;图13是显示示例2的实像变焦取景器的像差图;图14是显示示例3的实像变焦取景器的像差图;图15是显示示例4的实像变焦取景器的像差图;图16是显示示例5的实像变焦取景器的像差图;以及图17是显示示例6的实像变焦取景器的像差。
具体实施方式在下文中,参照附图描述本发明的实像变焦取景器和设有该实像变焦取景器的成像设备。图1是显示本发明的实像变焦取景器和设有该实像变焦取景器的成像设备的示意性结构的剖视图。图2是显示当变焦设定在广角端时实像变焦取景器的横截面和当变焦设定在长焦端时实像变焦取景器的横截面相互比较的剖视图。在图2的上部显示了在变焦距设定在广角端处的状态(由文字“广角”表示),而在图2的下部显示了在变焦距设定在长焦端处的状态(由文字“长焦”表示)。所示的实像变焦取景器100包括从物体侧顺序地设置的具有正折射本领的可变放大倍率物镜系统10、正立光学系统20、和具有正折射本领的目镜透镜系统30。具有正折射本领的可变放大倍率物镜系统10从物体侧顺序地包括:包括从物体侧顺序地布置的具有负折射本领的第一透镜(第一组第一透镜L11)和反射构件H1的第一透镜组G1;具有正折射本领的第二透镜组G2;和具有正折射本领的第三透镜组G3。第一透镜组G1在放大倍率变化期间被固定。第二透镜组G2和第三透镜组G3在放大倍率变化期间移动。应该注意的是反射构件H1可以是反射镜或棱镜。反射构件H1可以具有折射本领或可能不具有折射本领。正立光学系统20具有用于将由可变放大倍率物镜系统10形成的倒立图像转换成正立图像的至少一个反射表面,并在放大倍率变化期间被固定。正立光学系统20可以由一个光学构件或多个光学构件的组合形成。正立光学系统20可以具有折射本领或可能不具有折射本领。目镜透镜系统30具有正折射本领并在放大倍率变化期间被固定。在实像变焦取景器100中,反射构件H1将在第一组第一透镜L11的光轴方向(即,成像方向,所述成像方向为附图中的箭头方向Z)上的通过第一组第一透镜L11进入的光的光路偏转到正交于成像方向(为附图中的箭头方向X)的方向上,并且第二透镜组G2和第三透镜组G3设置在被偏转并在正交于成像方向的方向上传播的光的光路中。进一步地,通过可变放大倍率物镜系统10并在正交于成像方向的方向上传播的光的光路通过正立光学系统20的反射表面被再次偏转到成像方向上,并且目镜透镜系统30设置在被偏转并沿成像方向传播的光的光路中。在成像方向上延伸并与第一组第一透镜L11的光轴相对应的光轴部分Kj1和在正交于成像方向的方向上延伸并与第二透镜组和第三透镜组的光轴相对应的光轴部分Kj2相互正交。第一组第一透镜L11的光轴Kj1和在成像方向上延伸并与目镜透镜系统30的光轴相对应的光轴部分Kj3彼此平行。上述实像变焦距取景器100满足以下条件表达式(1):1.5
表面编号Si
曲率半径Ri
表面间隔Di
折射率Nj
阿贝数vj
*1
15.0931
1.800
1.583641
30.27
*2
4.1787
1.400
xa0
xa0
3
∞
7.628
1.846660
23.78
4
∞
D4
xa0
xa0
5
28.1657
2.500
1.490233
57.45
*6
-12.9385
D6
xa0
xa0
7
14.3879
1.750
1.487490
70.23
8
38.3842
D8
xa0
xa0
9
∞
9.000
1.490233
57.45
10
∞
0.500
xa0
xa0
11
∞
19.125
1.490233
57.45
12
∞
2.009
xa0
xa0
13
23.3798
3.000
1.490233
57.45
*14
-11.8663
xa0
xa0
xa0
*:非球面表面![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表1B显示了表示示例1的实像变焦取景器的每一非球面表面的形状的非球面系数。应该注意的是,在表1A所示的透镜数据中,每一个非球面表面由添加到该非球面表面的表面编号的符号“*”表示,并且在表1B中显示了对应于这些表面编号的非球面表面的形状的非球面系数。每一非球面透镜的折射本领的符号正或负由非球面透镜在近轴区域中的折射本领是正或负来限定。表1B中所示的非球面系数被产生为使得当所述非球面系数被应用于以下的非球面表面公式时非球面表面形状被限定:Z=C·h2/{1+(1-K·C2·h2)1/2}+ΣAn·hn,其中Z是非球面表面的深度(mm),h是从光轴到透镜表面的距离(高度)(mm),K是表示二次表面的非球面系数,C是近轴曲率=1/R(1/mm)(R:近轴曲率半径(mm)),以及An是第n(n是3或大于3的整数)阶非球面系数。[表1B]非球面系数![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="365"/>图12是显示示例1的实像变焦取景器分别在广角端(WIDE)和长焦端(TELE)处的球面像差、像散和畸变图,其中分别相对于d线、g线和c线的光显示了像差。每一个像散图都显示了相对于径向像面和切向像面的像差。如图12所示图12,由符号“(Wa)”和“(Ta)”所示的图显示了球面像差,由符号“(Wb)”和“(Tb)”表示的图显示了像散,由符号“(Wc)”和“(Tc)”表示的图显示了畸变。进一步地,表7在示例的描述的结束时显示了示例1-6中的每一个的条件表达式(1)、(2)和(3)。可以从表1A、1B......6A和6B中所示的数据获得每一个条件表达式中的值。示例1的实像变焦取景器是焦外系统取景器。如表1A所示,取景器放大倍率m和视场角2ω在广角端处分别为0.35倍和64.4°,并且取景器放大倍率m和视场角2ω在长焦端处分别为1.38倍和15.9°。如可以从上述数据等看到,示例1的实像变焦取景器可以在不降低光学性能的情况下实现在成像方向上的厚度减小。应该注意的是如何阅读显示了示例1的实像变焦取景器的结构的图6、显示了该实像变焦取景器的图12、显示了该实像变焦取景器的透镜数据等的表1A和1B等、以及显示条件表达式(1)、(2)和(3)的表7的以上描述还应用于相对于如下所述的示例2-6的附图和表,并且在以下示例的描述中不再重复相同的说明。应该注意的是示例6与示例1-5的不同在于示例6的表面编号如图6A所示直到12,示例6的透镜组之间的间隔是由“D2”、“D4”和“D6”表示的位置,并且示例6的反射构件由反射镜形成。〈示例2〉图7是显示示例2的实像变焦取景器的结构和光路的展开视图的图。表2A显示关于示例2的实像变焦取景器的数据。在表2A的上表中显示了透镜数据,并且在表2A的下表中显示了关于实像变焦取景器的变焦距的数据。[表2A]示例2表面编号Si
曲率半径Ri
表面间隔Di
折射率Nj
阿贝数vj
*1
18.7422
1.800
1.583641
30.27
*2
5.2965
1.400
xa0
xa0
3
∞
7.628
1.846660
23.78
4
∞
D4
xa0
xa0
5
32.136
2.500
1.490233
57.45
*6
-13.8448
D6
xa0
xa0
7
21.3476
1.750
1.487490
70.23
8
65.0217
D8
xa0
xa0
9
∞
9.000
1.490233
57.45
10
∞
0.500
xa0
xa0
11
∞
19.125
1.490233
57.45
12
∞
3.379
xa0
xa0
13
45.673
4.500
1.490233
57.45
*14
-10.3661
xa0
xa0
xa0
*:非球面表面![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表2B显示表示示例2的实像变焦取景器的每一个非球面表面的形状的非球面系数。[表2B]非球面系数![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="365"/>图13是示例2的实像变焦取景器分别在广角端(WIDE)和长焦端(TELE)处的球面像差、像散和畸变。示例2的实像变焦取景器是焦外系统取景器。如表2A所示,取景器放大倍率m和视场角2ω在广角端分别为0.43倍和58.3°,而取景器放大倍率m和视场角2ω在长焦端分别为1.72倍和13.3°。如可以从上述数据等看到,示例2的实像变焦取景器也可以在不降低光学性能的情况下实现在成像方向上的厚度减小。〈示例3〉图8是显示示例3的实像变焦取景器的结构和光路的展开视图的图。表3A显示关于示例3的实像变焦取景器的数据。在表3A的上表中显示了透镜数据,并且在表3A的下表中显示了关于实像变焦取景器的变焦距的数据。[表3A]示例3表面编号Si
曲率半径Ri
表面间隔Di
折射率Nj
阿贝数vj
*1
14.792
1.800
1.583641
30.27
*2
4.1567
1.400
xa0
xa0
3
∞
7.628
1.846660
23.78
4
∞
D4
xa0
xa0
5
19.4374
2.500
1.490233
57.45
*6
-12.4582
D6
xa0
xa0
7
14.2734
1.750
1.487490
70.23
8
33.1381
D8
xa0
xa0
9
∞
9.000
1.490233
57.45
10
∞
0.500
xa0
xa0
11
∞
19.125
1.490233
57.45
12
∞
2.000
xa0
xa0
13
23.0091
3.000
1.490233
57.45
*14
-12.9246
xa0
xa0
xa0
*:非球面表面![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表3B显示表示示例3的实像变焦取景器的每一个非球面表面的形状的非球面系数。[表3B]非球面系数![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="365"/>图14是示例3的实像变焦取景器分别在广角端(WIDE)和长焦端(TELE)处的球面像差、像散和畸变。示例3的实像变焦取景器是焦外系统取景器。如表3A所示,取景器放大倍率m和视场角2ω在广角端处分别为0.30倍和69.6°,以及取景器放大倍率m和视场角2ω在长焦端处分别为1.21倍和17.2°。如可以从上述数据等看到,示例3的实像变焦取景器也可以在不降低光学性能的情况下实现在成像方向上的厚度减小。〈示例4〉图9是显示示例4的变焦取景器的结构和光路的展开视图的图。表4A显示关于示例4的实像变焦取景器的数据。在表4A的上表中显示了透镜数据,并且在表4A的下表中显示了关于实像变焦取景器的变焦距的数据。[表4A]示例4表面编号Si
曲率半径Ri
表面间隔Di
折射率Nj
阿贝数vj
*1
5.6004
1.800
1.583641
30.27
*2
2.936
1.400
xa0
xa0
3
∞
7.628
1.846660
23.78
4
∞
D4
xa0
xa0
5
36.5325
2.500
1.490233
57.45
*6
-10.6566
D6
xa0
xa0
7
8.5401
1.750
1.487490
70.23
8
10.4765
D8
xa0
xa0
9
∞
9.000
1.490233
57.45
10
∞
0.500
xa0
xa0
11
∞
19.125
1.490233
57.45
12
∞
3.058
xa0
xa0
13
21.5048
4.500
1.490233
57.45
*14
-12.7128
xa0
xa0
xa0
*:非球面表面![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表4B显示表示示例4的实像变焦取景器的每一个非球面表面的形状的非球面系数。[表4B]非球面系数![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="365"/>图15是示例4的实像变焦取景器分别在广角端(WIDE)和长焦端(TELE)处的球面像差、像散和畸变。示例4的实像变焦取景器是焦外系统取景器。如表4A所示,取景器放大倍率m和视场角2ω在广角端处分别为0.41倍和58.5°,以及取景器放大倍率m和视场角2ω在长焦端处分别为1.64倍和14.1°。如可以从上述数据等看到,示例4的实像变焦取景器也可以在不降低光学性能的情况下实现在成像方向上的厚度减小。〈示例5〉图10是显示示例5的实像变焦取景器的结构和光路的展开视图的图。表5A显示关于示例5的实像变焦取景器的数据。在表5A的上表中显示了透镜数据,并且在表5A的下表中显示了关于实像变焦取景器的变焦距的数据。[表5A]示例5表面编号Si
曲率半径Ri
表面间隔Di
折射率Nj
阿贝数vj
*1
31.6614
1.800
1.583641
30.2
*2
4.0149
1.400
xa0
xa0
3
∞
7.628
1.846660
23.7
4
∞
D4
xa0
xa0
5
-124.8886
2.500
1.490233
57.4
*6
-9.1817
D6
xa0
xa0
7
10.9708
1.750
1.487490
70.2
8
65.031
D8
xa0
xa0
9
∞
9.000
1.490233
57.4
10
∞
0.500
xa0
xa0
11
∞
19.125
1.490233
57.4
12
∞
2.000
xa0
xa0
13
16.6454
3.000
1.490233
57.4
*14
-16.1093
xa0
xa0
xa0
*:非球面表面![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表5B显示表示示例5的实像变焦取景器的每一个非球面表面的形状的非球面系数。[表5B]非球面系数![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="365"/>图16是示例5的实像变焦取景器分别在广角端(WIDE)和长焦端(TELE)处的球面像差、像散和畸变。示例5的实像变焦取景器是焦外系统取景器。如表5A所示,取景器放大倍率m和视场角2ω在广角端处分别为0.23倍和75.2°,以及取景器放大倍率m和视场角2ω在长焦端处分别为0.93倍和22.2°。如可以从上述数据等看到,示例5的实像变焦取景器也可以在不降低光学性能的情况下实现在成像方向上的厚度减小。〈示例6〉图11显示示例6的实像变焦取景器的结构和光路的展开视图的图。表6A显示关于示例6的实像变焦取景器的数据。在表6A的上表中显示了透镜数据,而在表6A的下表中显示了关于实像变焦取景器的变焦距的数据。[表6A]示例6表面编号Si
曲率半径Ri
表面间隔Di
折射率Nj
阿贝数vj
*1
14.9432
1.800
1.688930
31.1
*2
4.4135
D2
xa0
xa0
3
26.9089
2.500
1.490233
57.45
*4
-13.8516
D4
xa0
xa0
5
20.3699
1.750
1.487490
70.23
6
65.0003
D6
xa0
xa0
7
∞
9.000
1.490233
57.45
8
∞
0.500
xa0
xa0
9
∞
19.125
1.490233
57.45
10
∞
2.000
xa0
xa0
11
25.0962
3.000
1.490233
57.45
*12
-11.3311
xa0
xa0
xa0
*:非球面表面![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>表6B显示表示示例6的实像变焦取景器的每一个非球面表面的形状的非球面系数。[表6B]非球面系数![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="365"/>图17是示例6的实像变焦取景器分别在广角端(WIDE)和长焦端(TELE)处的球面像差、像散和畸变。示例6的实像变焦取景器是焦外系统取景器。如表6A所示,取景器放大倍率m和视场角2ω在广角端处分别为0.34倍和65.6°,以及取景器放大倍率m和视场角2ω在长焦端处分别为1.36倍和16.0°。如可以从上述数据等看到,示例6的实像变焦取景器也可以在不降低光学性能的情况下实现在成像方向上的厚度减小。[表7]![]()
ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>应该注意的是本发明不局限于上述示例,而是可以在不改变本发明的精神的情况下进行各种修改。例如,每一个透镜的曲率半径的值、表面间隔、折射率等不局限于以上表中所示的数值,而使可以采用不同的值。
