專利名稱：實(shí)象型尋象器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)象型尋象器。
在常規(guī)的實(shí)象型尋象器中，正物鏡組和正聚焦透鏡組形成一個(gè)倒象，該倒象由一個(gè)圖象正立光學(xué)系統(tǒng)加以正直，從而使使用者通過(guò)一個(gè)正目鏡組(即正對(duì)著人眼的透鏡組)能觀察到一個(gè)正立的象。聚焦透鏡組一般位于特鏡組的焦點(diǎn)位置附近，因此，它對(duì)形成倒象這一事實(shí)起的影響不大。初始象的形成(即初始聚焦)主要是由物鏡組實(shí)現(xiàn)的。因此，很難消除由初始聚焦產(chǎn)生的圖象畸變，特別是在最近推出的具有很小的尋象器、且有較高的可變放大率的小型攝象機(jī)中更是如此。
在尋象器與攝象光學(xué)系統(tǒng)分離的攝象機(jī)中，尋象器和攝象光學(xué)系統(tǒng)之間的視差必須在裝配時(shí)就進(jìn)行校正，使得在某一特定的物距(即基準(zhǔn)物距)上不產(chǎn)生視差。現(xiàn)已公知的視差校正機(jī)構(gòu)有好多種。例如，在現(xiàn)有的一種實(shí)象型尋象器中，視差校正通過(guò)調(diào)整裝在物鏡組中的一個(gè)鏡子的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)鏡子的角度時(shí)，包含射到鏡子上的光的光軸和鏡子的反射光光軸的一個(gè)平面內(nèi)的視場(chǎng)被調(diào)整，因此反射光的反射角亦被調(diào)整。但如果光不在該平面內(nèi)，即發(fā)生圖象傾斜。
此外，通過(guò)調(diào)整視場(chǎng)框的位移來(lái)執(zhí)行視差補(bǔ)償也是公知技術(shù)。但是在這種視差補(bǔ)償系統(tǒng)中，構(gòu)成圖象正立光學(xué)系統(tǒng)的棱鏡必須大得足以覆蓋視場(chǎng)框的整個(gè)位移調(diào)節(jié)范圍，這會(huì)導(dǎo)致尋象器體積變大。
本發(fā)明的目的在于提供一種即使在具有高可變功率的攝象機(jī)中也能精確地進(jìn)行畸變校正的既小又簡(jiǎn)單的尋象器。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種視差在裝配時(shí)就能容易、精確地進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膶は笃鳌?br> 本發(fā)明提供的實(shí)象型尋象器包括正物鏡組、正聚焦透鏡組、把上述的物鏡組和聚焦透鏡組形成的倒象加以正立的一個(gè)圖象正立光學(xué)系統(tǒng)和目鏡組，通過(guò)上述的目鏡組可以看到正立后的圖象，其中所述聚焦透鏡組與倒象成象平面相距預(yù)定的距離，以靠近物鏡組。
本發(fā)明涉及日本專利申請(qǐng)No.5-6247(1993年1月18日遞交)的內(nèi)容，該文獻(xiàn)全文在此被引作對(duì)比文獻(xiàn)。
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型尋象器的原理圖;
圖2是示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型尋象器的透鏡組的放大率;
圖3是由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型尋象器實(shí)現(xiàn)的可變放大率尋象器的原理圖;
圖4A和4B顯示了圖3所示的實(shí)象型尋象器的光學(xué)元件的兩種不同的布置;其中與平面平行的板位于尋象器的一級(jí)成象平面;
圖5是與圖1的尋象器相比加設(shè)有場(chǎng)平整裝置(即場(chǎng)平整器)的實(shí)象型尋象器的原理圖;
圖6是在圖1所示的實(shí)象型尋象器中的聚焦透鏡組的視差補(bǔ)償靈敏度的示意圖;
圖7是在圖3所示的實(shí)象型尋象器中物鏡組和聚焦透鏡的視差補(bǔ)償靈敏度的示意圖;
圖8是沿垂直于光軸的方向移動(dòng)聚焦透鏡組的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的剖視圖;
圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第一實(shí)施例在小(最小)放大率時(shí)的光學(xué)布置的示圖;
圖10顯示了圖9所示的尋象器的畸變的示圖;
圖11是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第一實(shí)施例在大(最大)放大率時(shí)的光學(xué)布置的示意圖。
圖12顯示了圖11所示的尋象器畸變的示意圖;
圖13是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象順的第二實(shí)施例在小放大率時(shí)的光學(xué)布置的示意圖;
圖14顯示了圖13所示的尋象器的畸變;
圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第二實(shí)施例在大放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖16顯示了圖15所示的尋象器的畸變;
圖17顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第三實(shí)施例在小放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖18顯示了圖17所示的尋象器的畸變;
圖19顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第三實(shí)施例在大放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖20顯示了圖19所示的尋象器的畸變;
圖21顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第四實(shí)施例在小放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖22顯示了圖21所示的尋象器的畸變;
圖23顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第四實(shí)施例在大放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖24顯示了圖23所示的尋象器的畸變;
圖25顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第五實(shí)施例在小放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖26顯示了圖25所示的尋象器的畸變;
圖27顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第五實(shí)施例在大放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖28顯示了圖27所示的尋象器的畸變;
圖29顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第六實(shí)施例在小放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖30顯示了圖29所示的尋象器的畸變;
圖31顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第六實(shí)施例在放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖32顯示了圖31所示的尋象器的畸變;
圖33顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第七實(shí)施例在小放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖34顯示了圖33所示的尋象器的畸變;
圖35顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第七實(shí)施例在大放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖36顯示了圖35的尋象器的畸變;
圖37顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象器的第八實(shí)施例在小放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖38顯示了圖37所示的尋象器的畸變;
圖39顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)象型可變放大率尋象的第八實(shí)施例在大放大率時(shí)的光學(xué)布置;
圖40顯示了圖39所示的尋象器的畸變。
圖1顯示了實(shí)象型尋象器的最簡(jiǎn)單的透鏡布置，其中利用正物鏡組11和正聚焦透鏡組12在一級(jí)成象面13上形成了倒立象。該倒立象隨后用借助包括Porro棱鏡、一個(gè)或多個(gè)鏡子等的圖象正立光學(xué)系統(tǒng)14被正立過(guò)來(lái)。該正立象可通過(guò)正目鏡組15觀測(cè)。聚焦透鏡組12距一級(jí)成象面13距離“S”。
在圖1所示的設(shè)置中，與一級(jí)成象面13相距的聚焦透鏡組12在形成倒立象方面與物鏡組11承擔(dān)同樣的負(fù)擔(dān)(即對(duì)放大率的貢獻(xiàn))。即，聚焦透鏡組12和物鏡組11均對(duì)倒立象的成象有貢獻(xiàn)。這有利于校正畸變。
圖2顯示了物鏡組11和聚焦透鏡組12所分擔(dān)的放大率。參見(jiàn)圖2，物鏡組11和聚焦透鏡組12所產(chǎn)生的放大率φ由下式給出φ＝φOB+φCO-φOB·φCO(1/d)其中φOB是物鏡組11的放大率;φCO是聚焦透鏡組12的放大率;且“d”為物鏡組11和聚焦透鏡組12之間的距離。
在先有技術(shù)中，φ
φOB，因?yàn)閐＝1/φOB。
然而在本發(fā)明中，由于d＜1/φOB，故φ＞φOB。
如從上述可見(jiàn)，不僅物鏡組11，而且聚焦透鏡組12也對(duì)一級(jí)成象有貢獻(xiàn)。
物鏡組11由可移動(dòng)的負(fù)和正透鏡組組成;這些透鏡組可沿光軸方向移動(dòng)，并按以上順序距物體側(cè)取位，從而構(gòu)成可變放大率光學(xué)系統(tǒng)，以改變尋象器的放大率。
在圖3所示的最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)中，由可移動(dòng)負(fù)透鏡組11n和可移動(dòng)正透鏡組11p組成的可變放大率物鏡組11z，被用來(lái)代替物鏡組11。圖3的其他結(jié)構(gòu)與圖1的相同。
聚焦透鏡組12至成象面13的距離，最好被選擇成滿足下列關(guān)系0.65＜s/fow＜1.2
其中S是成象面13與聚焦透鏡組12的第一透鏡表面(物側(cè))之間折合距離;fow是物鏡組11和聚焦透鏡組12造成的焦距?！罢酆暇嚯x”為(d/n)，其中d表示光線在介質(zhì)中傳播的距離n是介質(zhì)的折射率。在可變放大率物鏡組11z的情況下，fow表示其最短焦距與聚焦透鏡組12的焦距的總焦距。
若s/fow的值小于0.65，則一級(jí)成象面與聚焦透鏡組12之間的距離太小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。相反，若s/fow的值大于1.2，聚焦透鏡組12距一級(jí)成象面太遠(yuǎn)。因此，放大率集中在聚焦透鏡組。因此，難以校正聚焦透鏡組中的畸變。在可變放大率尋象器的情況下，不能得到多少改變放大率所需的透鏡位移。
透明面平行板16最好設(shè)在一級(jí)成象面，以使其一個(gè)表面位于一級(jí)成象面上。若本發(fā)明的尋象器被用于攝象機(jī)，可在面平行板位于一級(jí)成象面的表面上，設(shè)置或畫(huà)出表示自動(dòng)聚焦檢測(cè)區(qū)的標(biāo)記和/或視差補(bǔ)償標(biāo)記;后者適于修正攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸和尋象器光軸在近物距時(shí)的視差誤差等。
圖4A和4B顯示了面平行板16的設(shè)置的兩個(gè)例子，其中板16的后表面和前表面分別處于一級(jí)成象面13中。
面平行板16的折合厚度t最好滿足下列關(guān)系t/fe＞0.07其中fe表示目鏡組15的焦距?！罢酆虾穸取睘?l/n)，其中l(wèi)表示光線在介質(zhì)中行進(jìn)的距離;n表示介質(zhì)的折射率。
若面平行板16的折合厚度t滿足上述關(guān)系，加在面平行板的位于一級(jí)成象面13中的表面以外的表面上的外界物的屈光率，不同于由一級(jí)會(huì)聚和視場(chǎng)框形成的倒立象的屈光率，從而使外界物不顯眼。即，屈光率差△dpt由下式給出。
△dpt＝1000×△d/fe2其中△d是一級(jí)成象面13(即視場(chǎng)框)和加有外加物的表面之間的距離。
因而，若根據(jù)上述目鏡組的焦距fe選取面平行板16的厚度，則所加的外加物將變得不顯眼。在本發(fā)明中，不討論加在鄰近一級(jí)成象面13的面平行板16的表面上的外界物。
若聚焦透鏡組的至少一個(gè)透鏡表面是非球表面，聚焦透鏡組中的畸變將被有效地降低。
如上所述，在聚焦透鏡組12和一級(jí)成象面13之間有一空間。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在聚焦透鏡組12和一級(jí)成象面13之間的空間中，設(shè)有一視場(chǎng)平整部件(即視場(chǎng)平整器)，以校正物鏡組和聚焦透鏡組造成的視場(chǎng)彎曲。用視場(chǎng)平整器可更有效地消除畸變。
若具有較高的可變放大率的實(shí)象型尋象器被小型化，物鏡組(即在可變放大率尋象器情況下的正透鏡組)和聚焦透鏡組的正放大率得到增加。因而，沿正方向的皮特茲瓦和(Petzvalsum)增大(特別是在可變放大率尋象器情況下在放大率很大時(shí))，從而在視場(chǎng)的周邊部分造成大的視場(chǎng)變曲。位于一級(jí)成象面附近的視場(chǎng)平整器，可在不產(chǎn)生畸變的情況下校正視場(chǎng)的彎曲。特別地，若視場(chǎng)平整器有負(fù)放大率，則皮特茲瓦和可很容易地得到減小。或者，即使視場(chǎng)平整器有小的正放大率，也可用非球面透鏡表面校正視場(chǎng)的彎曲。
圖5顯示了一實(shí)施例，其中除了圖1所示的光學(xué)元件外還設(shè)置了視場(chǎng)平整器17。視場(chǎng)平整器17處于聚焦透鏡組12和一級(jí)成象面13之間。
視場(chǎng)平整器17最好滿足下列關(guān)系-0.7＜fCO/fFF＜0其中fCO表示聚焦透鏡組的焦距，而fFF為視場(chǎng)平整器的焦距。
若fCO/fFF的值小于-0.7，就會(huì)有對(duì)視場(chǎng)彎曲的過(guò)份校正。相反，若fCO/fFF的值大于0，視場(chǎng)平整器就會(huì)變成一正透鏡，且若不使用非球面透鏡表面，就無(wú)法完全校正視場(chǎng)的彎曲。
若視場(chǎng)平整器用在其周邊部分有負(fù)放大率的非球面透鏡制成，fCO/fFF的值將滿足下列關(guān)系-0.7＜fCO/fFF＜0.3若fCO/fFF的值小于-0.7，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)視場(chǎng)彎曲的過(guò)度校正。相反，若fCO/fFF的值大于0.3，就無(wú)法完全校正視場(chǎng)的彎曲，即使使用在其周邊部分有負(fù)放大率的非球面透鏡來(lái)進(jìn)行校正也不行。
視場(chǎng)平整器17最好帶有處于一級(jí)成象面13中的大體平坦的表面。與面平行板相似，在視場(chǎng)平整器的平坦表面上，在近物距等處，可設(shè)置或畫(huà)出表示自動(dòng)焦距檢測(cè)區(qū)的物距標(biāo)記和/或適于校正攝象光學(xué)系統(tǒng)的光軸和尋象器的光軸之間的視差誤差的視差補(bǔ)償標(biāo)記。
視場(chǎng)平整器的折合厚度T最好滿足以下關(guān)系T/fe＞0.07其中fe表示目鏡組15的焦距。
這與上述的面平行板的情況相同。閾值的選擇標(biāo)準(zhǔn)與面平行板的相同。
如上所述，在先有技術(shù)中，對(duì)于物鏡組11和聚焦透鏡組12的共同放大率，下列關(guān)系得到了滿足φ＝φOB其中φ表示物鏡組11和聚焦透鏡組12的總放大率。
然而，在本發(fā)明中，下列關(guān)系得到滿足φ＞φOB其中φ表示物鏡組和聚焦透鏡組的總放大率，而φOB表示物鏡組本身的放大率。在物鏡組的焦距變化的情況下，上述φ表示物鏡組和聚焦透鏡組在最小放大率時(shí)的總放大率，而上述φOB表示物鏡組本身在最小放大率時(shí)的放大率。特別地，最好滿足下列關(guān)系1.36≤φ/φOB≤1.8當(dāng)上述φ/φOB的值小于1.36時(shí)，物鏡組的放大率與聚焦透鏡組相比太大，這使得當(dāng)尋象器光學(xué)系統(tǒng)需要小型化或具有高可變放大率時(shí)難于校正畸變。根據(jù)先有技術(shù)，上述φ/φOB值小于1.36。另一方面，在上述φ/φOB值大于1.8時(shí)，聚焦透鏡組的放大率與物鏡組的相比太大，這使得難以校正聚焦透鏡系統(tǒng)中的畸變。若滿足下列關(guān)系，就可得到物鏡組與聚焦透鏡組的最佳分擔(dān)放大率并可方便地校正畸變1.4≤φ/φOB≤1.7另外，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，其中聚焦透鏡組沿垂直于光軸的方向移動(dòng)的視差校正(即視場(chǎng)位移)的靈敏度，在聚焦透鏡組與一級(jí)成象面分開(kāi)的時(shí)候，得到了增強(qiáng)?？紤]到這點(diǎn)，本發(fā)明的另一特征，是校正可能出現(xiàn)在組件中的視差誤差。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的視差校正原理。在圖6中，當(dāng)聚焦透鏡組12沿垂直于光軸的方向移動(dòng)了△12時(shí)，在一級(jí)成象面13上造成的待校正視差值△y為△y＝(m′-m)△12其中m為聚焦透鏡組12和位于聚焦透鏡組與一級(jí)成象面13之間的光學(xué)元件的總放大率;m′為位于聚焦透鏡組12和不包括聚焦透鏡組12的一級(jí)成象面13之間的光學(xué)元件的總放大率。
(m′-m)的值隨聚焦透鏡12與一級(jí)成象面13之間的距離的增大而增大。即，由于視差校正靈敏度的增大，可通過(guò)聚焦透鏡組12沿垂直于光軸的方向的稍微位移(即偏移或偏心調(diào)節(jié))，來(lái)方便地調(diào)節(jié)視差。因此，基本上不會(huì)因聚焦透鏡組的稍微調(diào)節(jié)而出現(xiàn)象差或慧差。
若聚焦透鏡組包括多個(gè)透鏡組，可借助聚焦透鏡組的一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)偏移調(diào)節(jié)。聚焦透鏡組12的待進(jìn)行偏移調(diào)節(jié)位移的透鏡組，最好帶有至少一個(gè)非球面透鏡表面，以便能限制否則會(huì)因其偏移調(diào)節(jié)而造成的象差或慧差。若用可變放大率物鏡組11z作為物鏡組11，則其偏移調(diào)節(jié)在可變放大率范圍內(nèi)校正了平均視差。
若可變放大率物鏡組11z沿垂直于光軸的方向至少部分地可移動(dòng)，而與聚焦透鏡組12無(wú)關(guān)，則可同時(shí)校正在低和高放大率下的視差。圖7顯示了同時(shí)校正的原理。
圖8顯示了一種視差調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其中，作為例子，聚焦透鏡組12偏離了光軸。在圖8中，聚焦透鏡組12由矩形透鏡架21支撐;后者則被支撐在尋象器架22中，以在垂直于光軸的平面中移動(dòng)。片形彈簧23被固定在尋象器架22的兩個(gè)相鄰側(cè)面，并被彈性地壓靠在透鏡架21的兩個(gè)對(duì)應(yīng)相鄰側(cè)面上。尋象器架22的其余兩個(gè)側(cè)面設(shè)有調(diào)節(jié)螺栓24和25;螺栓24和25的前端與透鏡架21的相應(yīng)側(cè)面相接觸。這樣，透鏡架21(因而也是聚焦透鏡組12)可通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓24和25的調(diào)節(jié)，沿著垂直于光軸的正交方向移動(dòng)。
如從上面的討論可見(jiàn)，根據(jù)本發(fā)明，即使在具有高可變放大率的小實(shí)象型尋象器中，也可精確地校正畸變。另外，根據(jù)本發(fā)明，在組裝尋象器時(shí)可方便而有效地實(shí)現(xiàn)視差校正。
如上所述，聚焦透鏡組12與一級(jí)成象面13的距離，最好滿足下列關(guān)系0.65＜s/fow＜1.2
其中s為成象面13和鄰近待取的物聚焦透鏡12的第一透鏡表面之間的折合距離;fow為物鏡組11和聚變透鏡組12的總焦距。在可變放大率物鏡組11z的情況下，fow為其最短焦距與聚焦透鏡組12的焦距的總焦距。
若s/fow的值小于0.65，就不能得到滿意的視差校正，且若s/fow的值大于1.2，尋象器就會(huì)太大。
以下將描述本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。在下述第一至第八實(shí)施例中，物鏡組12由可變放大率物鏡組11z構(gòu)成。在第一至第四及第七和第八實(shí)施例中，提供了視場(chǎng)平整器，且在第五和第六實(shí)施例中提供了面平行板16。
可變放大率物鏡組11z的負(fù)透鏡組11n由單個(gè)透鏡組成，而正透鏡組11p由兩個(gè)透鏡組11p1和11p2組成。聚焦透鏡組12和視均平整器17各由一個(gè)單獨(dú)的透鏡組成。目鏡組15由兩個(gè)透鏡組15a和15b組成。玻璃蓋CG位于物鏡組11的負(fù)透鏡組11n之前，注意玻璃蓋CG并不構(gòu)成光學(xué)透鏡系統(tǒng)。但下面的透鏡數(shù)據(jù)包括玻璃蓋CG的數(shù)據(jù)。
在第一至第八實(shí)施例中，一級(jí)成象面13大體與面平行板16或視場(chǎng)平整器17的表面r12重合。在以下的透鏡數(shù)據(jù)中，r為各透鏡表面的曲率半徑(mm)，P為透鏡厚度或透鏡距離(mm)，n為各透鏡的d線的折射率，u為各透鏡的色散系數(shù)。
實(shí)施例1(第一例)
圖9和11分別顯示了低和高放大率時(shí)的光學(xué)透鏡布置，且圖10和12顯示了其各種畸變。
以下的表1顯示了第一例的透鏡數(shù)據(jù)。
表1No.rDnv1∞1.801.4917657.42∞3.43(廣角)-～3.28(望遠(yuǎn))3*-24.7571.101.5854729.9429.12518.99(廣角)-～2.82(望遠(yuǎn))5*27.9321.851.49175657.46-7.6780.18-7-6.8791.171.5854729.98*-9.23716.95(廣角)-～33.27(望遠(yuǎn))913.2303.701.4917657.410*-16.7602.11-11-20.4013.501.5854729.912∞4.27-13∞21.801.4917657.414∞1.90-15*18.2122.601.4917657.416-20.1021.40-1712.2711.401.4917657.41810.436--注“＊”表示非球面表面非球面透鏡數(shù)據(jù)No.3A4＝0.45026×10-4，A6＝0.97864×10-7，A8＝-0.33999×10-7No.5A4＝-0.36260×10-3，A6＝-0.15505×10-5，A8＝-0.58550×10-6No.8A4＝-0.17650×10-3，A6＝-0.24177×10-5，A8＝-0.28898×10-6No.10A4＝0.27158×10-3，A6＝-0.18552×10-5No.15A4＝-0.82254×10-4，A6＝0.18545×10-6注非球面表面由下式確定x＝cy2/｛1+[1-(1+k)c2y2]1/2｝+A4y4+A6y6+A8y8實(shí)施例2(第2例)圖13和15分別顯示了低和高放大率時(shí)的光學(xué)透鏡布置，圖14和16顯示了它們的各種畸變。
以下的表2顯示了第2例的透鏡數(shù)據(jù)。
表2NorDnv1∞1.801.4917657.42∞3.66(廣角)-～3.20(望遠(yuǎn))3*-25.4271.101.5854729.9429.91417.74(廣角)-～1.69(望遠(yuǎn))5*70.8832.271.4917657.46-5.4910.10-7-5.4581.171.5854729.98*-8.40517.41(廣角)-～33.92(望遠(yuǎn))913.8693.701.4917657.410*-13.4692.11-11-19.5723.501.5854729.912∞4.27-13∞21.801.4917657.414∞1.90-15*15.5082.601.4917657.416-20.3481.40-1719.6201.401.4917657.41813.864--注“＊”表示非球面表面非球面透鏡數(shù)據(jù)No.3A4＝0.93564×10-4，A6＝-0.45410×10-5，A8＝0.92846×10-7No.5A4＝-0.85516×10-3，A6＝0.32528×10-5，A8＝-0.16852×10-5No.8A4＝-0.34470×10-3，A6＝-0.32151×10-5，A8＝-0.50079×10-6No.10A4＝0.41378×10-3，A6＝-0.41601×10-5No.15A4＝-0.10011×10-3，A6＝-0.68680×10-7實(shí)施例3(第3例)圖17和19分別顯示了低和高放大率時(shí)的光學(xué)透鏡布置，圖18和20顯示了它們的各種畸變。
以下的表3顯示了第3例的透鏡數(shù)據(jù)。
表3NorDnv1∞1.801.4917657.42∞3.20(廣角)-3*-25.9101.101.5854729.9430.48218.41(廣角)-～1.70(望遠(yuǎn))5*28.7222.511.4917657.46-5.9290.10-7-5.8761.171.5854729.98*-9.86616.95(廣角)-～33.67(望遠(yuǎn))915.8133.701.4917657.410*-12.9842.11-11-26.9343.501.5854729.912∞4.27-13∞21.261.4917657.414∞1.90-15*18.7262.301.4917657.416-23.2991.40-17∞1.401.4917657.418∞--注“＊”表示非球面表面非球面透鏡數(shù)據(jù)No.3A4＝0.10634×10-3，A6＝-0.67246×10-5，A8＝0.16203×10-6No.5A4＝-0.56091×10-3，A6＝0.11528×10-4，A8＝-0.95301×10-6No.8A4＝-0.18788×10-3，A6＝-0.50068×10-5，No.10A4＝0.44639×10-3，A6＝-0.41478×10-6，No.15A4＝-0.61554×10-4，A6＝-0.89530×10-7實(shí)施例4(第4例)圖21和23分別顯示了低和高放大率下的光學(xué)透鏡布置，圖22和24顯示了它們的各種畸變。
以下的表4顯示了第4例的透鏡數(shù)據(jù)。
表4NorDnv1∞1.831.4917657.42∞3.20(廣角)-～2.96(望遠(yuǎn))3*-22.1401.001.5854729.94*45.79817.86(廣角)-～1.05(望遠(yuǎn))5*14.0832.531.4917657.46-7.4060.10-7-7.3431.141.5854729.98*-15.24813.99(廣角)-～31.04(望遠(yuǎn))911.5623.001.4917657.410-52.3763.73-11*59.2163.031.4917657.412∞4.27-13∞20.761.4917657.414∞1.40-1522.1922.281.4917657.416-18.4521.40-17∞1.401.4917657.418∞--注“＊”表示非球面表面非球面透鏡數(shù)據(jù)No.3A4＝0.47832×10-4，A6＝0.15486×10-4，A8＝0.55221×10-6No.4A4＝-0.11519×10-3，A6＝0.33296×10-4，A8＝-0.12681×10-5No.5A4＝-0.17325×10-3，A6＝0.26977×10-4，A8＝-0.99998×10-6No.8A4＝0.85086×10-4，A6＝0.38492×10-5No.11A4＝-0.11121×10-2，A6＝0.16258×10-4實(shí)施例(第5例)圖25和27分別顯示了低和高放大率時(shí)的光學(xué)透鏡布置，圖26和28顯示了它們的各種畸變。
以下的表5顯示了第5例的透鏡數(shù)據(jù)。
表5NorDnv1∞1.801.4917657.42∞3.55(廣角)-～3.38(望遠(yuǎn))3*-22.6211.101.5854729.9426.61218.89(廣角)-～3.42(望遠(yuǎn))5*30.5521.851.4917657.46-7.6470.29-7-6.0771.171.5854729.98*-7.53416.95(廣角)-～32.59(望遠(yuǎn))919.1763.701.4917657.410*-24.5932.11-11∞3.501.5854729.912∞4.27-13∞21.801.4917657.414∞1.90-15*24.7352.601.4917657.416-18.5651.40-177.7661.401.4917657.4187.245--注“＊”表示非球面表面非球面透鏡數(shù)據(jù)No.3A4＝0.38503×10-4，A6＝0.12817×10-5，A8＝-0.79083×10-7No.5A4＝-0.34063×10-3，A6＝-0.46670×10-5，A8＝-0.36690×10-6No.8A4＝-0.17297×10-3，A6＝-0.33090×10-5，A8＝-0.24550×10-6No.10A4＝0.32773×10-3，A6＝-0.29546×10-5No.15A4＝-0.80176×10-4，A6＝0.34344×10-6實(shí)施例6(第6例)圖29和31分別顯示了低和高放大率下的光學(xué)透鏡布置，圖30和32顯示了它們的各種畸變。
以下的表6顯示了第6例的透鏡數(shù)據(jù)。
表6NorDnv1∞1.801.4917657.42∞3.54(廣角)-～3.50(望遠(yuǎn))3*-22.8531.101.5854729.9426.88619.19(廣角)-～3.75(望遠(yuǎn))5*20.9151.841.4917657.46-9.0190.20-7-7.7831.171.5854729.98*-9.74916.95(廣角)-～32.42(望遠(yuǎn))918.4113.701.4917657.410*-28.0192.11-11∞3.501.5854729.912∞4.27-13∞21.801.4917657.414∞1.90-15*17.9112.601.4917657.416-20.2641.40-1714.4521.401.4917657.41812.000--注“＊”表示非球面表面非球面透鏡數(shù)據(jù)No.3A4＝0.52476×10-4，A6＝-0.31175×10-6，A8＝-0.25405×10-7No.5A4＝-0.28806×10-3，A6＝0.23640×10-5，A8＝-0.53133×10-6No.8A4＝-0.11079×10-3，A6＝-0.76725×10-6，A8＝-0.21829×10-6No.10A4＝0.31316×10-3，A6＝-0.25771×10-5No.15A4＝-0.86864×10-4，A6＝0.17148×10-6實(shí)施例7(第7例)圖33和35分別顯示了低和高放大率時(shí)的光學(xué)透鏡布置，且圖34和36顯示了它們的各種畸變。
以下的表7顯示了第7例的透鏡數(shù)據(jù)。
表7NorDnv1∞1.801.4917657.42∞3.78(廣角)-～3.04(望遠(yuǎn))3*-24.9901.301.5854729.9429.40018.14(廣角)-～1.60(望遠(yuǎn))5*18.5521.861.4917657.46-8.2540.79-7-7.5231.171.5854729.98*-10.94612.54(廣角)-～29.81(望遠(yuǎn))914.3823.001.4917657.410*-31.2984.00-11-100.0003.001.5854729.912∞4.27-13∞21.801.4917657.414∞1.90-15*24.9372.601.4917657.416-18.2091.40-179.9961.401.4917657.4189.364--注“＊”表示非球面表面非球面透鏡數(shù)據(jù)No.3A4＝0.50894×10-4，A6＝0.45595×10-6，A8＝-0.38483×10-7No.5A4＝-0.31084×10-3，A6＝-0.32481×10-5，A8＝-0.92696×10-8No.8A4＝-0.15296×10-3，A6＝-0.33729×10-6，A8＝-0.21648×10-6No.10A4＝0.20670×10-3，A6＝-0.17800×10-5No.15A4＝-0.65328×10-4，A6＝-0.12156×10-7實(shí)施例8(第8例)圖37和38分別顯示了低和高放大率時(shí)的光學(xué)透鏡布置，且圖38和40顯示了它們的各種畸變。
以下的表8顯示了第8例的透鏡數(shù)據(jù)。
表8NorDnv1∞1.801.4917657.42∞4.13(廣角)-～3.79(望遠(yuǎn))3*-26.9521.301.5854729.9431.70918.17(廣角)-～1.59(望遠(yuǎn))5*19.2711.851.4917657.46-8.1600.26-7-7.5441.171.5854729.98*-11.49213.06(廣角)-～29.98(望遠(yuǎn))920.9233.001.4917657.410*-17.9785.00-11-100.0003.001.5854729.912∞4.27-13∞21.801.4917657.414∞1.90-15*19.2412.601.4917657.416-20.2101.40-179.9951.401.4917657.4188.862--注“＊”表示非球面表面非球面透鏡數(shù)據(jù)No.3A4＝0.48659×10-4，A6＝0.11279×10-7，A8＝-0.28354×10-7No.5A4＝-0.24650×10-3，A6＝0.59241×10-5，A8＝-0.31984×10-6No.8A4＝-0.11731×10-3，A6＝0.54283×10-5，A8＝-0.36295×10-6No.10A4＝0.21658×10-3，A6＝-0.14906×10-5No.15A4＝-0.73340×10-4，A6＝0.10312×10-6
以下的表9顯示了聚焦透鏡組12的距離s、視場(chǎng)平整器17的厚度T(或面平行板16的厚度t)、可變放大率物鏡組的最短焦距與聚焦透鏡組的焦距的總焦距fow、和目鏡組15的焦距fe的例子。
從以上表9所示的數(shù)值，得到如下(表10)的T/fe和t/fe值。在表10中還顯示了φ/φOB的值。
這些值滿足0.65＜s/fow＜1.2和T/fe＞0.15(或t/fe＞0.15)所確定的條件。
以下的表11顯示了當(dāng)物鏡組11的各個(gè)負(fù)透鏡組11n和正透鏡組11p及聚焦透鏡組12的透鏡偏離光軸1mm時(shí)，由｛m′-m)×1mm｝所表示的視差調(diào)節(jié)靈敏度的結(jié)果。表11對(duì)應(yīng)于圖7。負(fù)透鏡組11n和正透鏡組11p的值“m”表示相應(yīng)的透鏡組(負(fù)透鏡組11n或正透鏡組11p)及位于相應(yīng)的透鏡組與一級(jí)成象面13之間的光學(xué)元件的總放大率，與聚焦透鏡組12的相似。類似地，負(fù)透鏡組11n和正透鏡組11p的值“m”表示位于相應(yīng)的透鏡組(負(fù)透鏡組11n或正透鏡組11p)與一級(jí)成象面13之間的、與相關(guān)的透鏡組不同的光學(xué)元件的總放大率。視差校正的靈敏度隨m和m′的絕對(duì)值的增加而增加。
以下的表12顯示了8個(gè)例子的尋象器放大率、實(shí)視野(2w)、eyerelief(mm)、及屈光率(3m)數(shù)據(jù)?！俺錾涔馔北欢x為觀測(cè)者的虹膜的直徑，并假定為恒定的3mm。
如從上述討論可見(jiàn)，根據(jù)本發(fā)明，即使在具有高可變放大率的小型實(shí)象型尋象器中，也可精確地校正畸變。另外，根據(jù)本發(fā)明，可方便而可靠地實(shí)現(xiàn)尋象器組裝時(shí)的視差修正。
權(quán)利要求
1.實(shí)象型尋象器，包括正物鏡組；正聚焦透鏡組；使所述物鏡組和聚焦透鏡組所成的倒象正立的象正立光學(xué)系統(tǒng)；目鏡組，通過(guò)它觀察所述正立象，其中所述聚焦透鏡組沿所述目鏡組的方向與一成象面相距預(yù)定距離，所述倒象就成在所述成象面上。
2.權(quán)利要求1的實(shí)象型尋象器，其中所述物鏡組包括可沿光軸方向移動(dòng)并組成可變放大率光學(xué)系統(tǒng)的負(fù)、正透鏡組，所述負(fù)透鏡組距物側(cè)最近。
3.權(quán)利要求1的實(shí)象型尋象器，其中所述預(yù)定距離滿足下列關(guān)系0.65＜s/fow＜1.2，其中s表示所述成象面和最靠近待攝象物的所述聚焦透鏡組的第一透鏡表面之間的折合距離;fow表示所述物鏡組和所述聚焦透鏡組的總焦距。
4.權(quán)利要求3的實(shí)象型尋象器，其中所述物鏡組由可變放大率物鏡組構(gòu)成，且其中所述fow表示其最短焦距與所述聚焦透鏡組的焦距的總焦距。
5.權(quán)利要求1的實(shí)象型尋象器，進(jìn)一步包括面平行板，它有一個(gè)表面處于所述成象面中。
6.權(quán)利要求5的實(shí)象型尋象器，其中所述面平行板具有滿足以下關(guān)系的折合厚度t∶t/fe＞0.07，其中fe表示所述目鏡組的焦距。
7.權(quán)利要求1的實(shí)象型尋象器，進(jìn)一步包括在所述聚焦透鏡組和所述成象面之間的視場(chǎng)平整器，用于校正所述物鏡組和所述聚焦透鏡組造成的視場(chǎng)彎曲。
8.權(quán)利要求7的實(shí)象型尋象器，其中所述視場(chǎng)平整器滿足以下關(guān)系-0.7＜fCO/fFF＜0，其中fCO表示所述聚焦透鏡組的焦距，而fFF表示所述視場(chǎng)平整器的焦距。
9.權(quán)利要求7的實(shí)象型尋象器，其中所述視現(xiàn)場(chǎng)平整器包括在其周邊部分有負(fù)放大率并滿足下列關(guān)系的非球面透鏡-0.7＜fCO/fFF＜0.3其中fCO表示所述聚焦透鏡組的焦距，且fFF表示所述視場(chǎng)平整器的焦距。
10.權(quán)利要求7的實(shí)象型尋象器，其中所述視場(chǎng)平整器帶有處于所述成象面中的大體平坦表面。
11.權(quán)利要求10的實(shí)象型尋象器，其中所述視場(chǎng)平整器有滿足下列關(guān)系的折合厚度T∶T/fe＞0.07，其中fe表示所述目鏡組的焦距。
12.權(quán)利要求1的實(shí)象型尋象器，其中所述聚焦透鏡組沿垂直于所述光軸的方向至少是部分可移動(dòng)的。
13.權(quán)利要求12的實(shí)象型尋象器，進(jìn)一步包括用于沿垂直于所述光軸的方向移動(dòng)所述聚焦透鏡組的致動(dòng)裝置。
14.權(quán)利要求1的實(shí)象型尋象器，其中所述物鏡組由可沿垂直于所述光軸的方向至少部分地移動(dòng)的可變放大率光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。
15.權(quán)利要求14的實(shí)象型尋象器，其中所述聚焦透鏡組可獨(dú)立于所述物鏡組沿垂直于所述光軸的方向至少部分地移動(dòng)。
16.權(quán)利要求1的實(shí)象型尋象器，其中滿足下列關(guān)系1.36≤φ/φOB≤1.8其中φ表示所述物鏡組和所述聚焦透鏡組的總放大率;且φOB表示所述物鏡組的放大率。
17.權(quán)利要求16的實(shí)象型尋象器，其中所述物鏡組的焦距變化，且其中所述總放大率是所述物鏡組和所述聚焦透鏡組在最小放大倍數(shù)下的總放大率，且所述放大率是在最小放大倍數(shù)時(shí)的所述物鏡組的放大率。
全文摘要
本發(fā)明為一種實(shí)象型尋象器，包括正物鏡組、正聚焦透鏡組、使物鏡組和聚焦透鏡組所成的倒象正立的象正立光學(xué)系統(tǒng)，以及通過(guò)其觀察正立象的目鏡組。聚焦透鏡組與一成象面沿物鏡組的方向相距預(yù)定距離。倒象就成在該成象面上。
文檔編號(hào)G02B23/14GK1094823SQ9410110
公開(kāi)日1994年11月9日 申請(qǐng)日期1994年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月18日
發(fā)明者蓮下幸生, 伊藤孝之 申請(qǐng)人:旭光學(xué)工業(yè)株式會(huì)社