專利名稱：取景器與攝像設備的制作方法
背景技術：
本發明涉及一種適用于確定攝像設備的攝像范圍的取景器，尤其是，涉及一種尺寸小、厚度薄的取景器，它適用于諸如數字靜物照相機或數字攝像機之類的數字攝像設備以及使用取景器的攝像設備。
攝像設備，例如，數字靜物照相機或數字攝像機，一般都包括攝像模塊和觀察模塊。攝像模塊用于記錄由攝像光學系統所形成的光學圖像。觀察模塊用于確定攝像部分的攝像范圍。近來，觀察模塊的構成普遍采用觀察者直接觀察到的LCD(液晶顯示屏)上所顯示的攝像范圍以用于確定攝像范圍。
另一方面，一些用戶仍然十分希望將取景器用作觀察模塊，且許多數字靜物照相機通過并入一個光學取景器可滿足這些要求。
同時，數字攝像機和某些數字靜物照相機都并入一個電子取景器，它使用一個目鏡系統來放大在小尺寸LCD器件上所顯示的圖像以確定攝像范圍。
近幾年來，在數字攝像設備小型化的過程中，也希望觀察模塊的體積能夠減小。特別是對于數字靜物照相機來說，就十分希望能減小其厚度，所以就強烈希望取景器在尺寸上和厚度上都能減小。
同時，近幾年，也希望數字照相機的較高可變放大率能夠提高三倍，同樣，這也是對取景器的要求。希望在實現更高的放大倍率的同時，也實現小型化以及在厚度上的減小。
然而，如果采用常規光學取景器作為以上所討論的攝像設備中的觀察模塊，那么為了確保高的可變放大倍率，就不可避免地要增加光學系統的尺寸。因此，就不可能滿足小型化的要求。
此外，在使用高的可變放大倍率的光學取景器的情況下，當采用高的放大倍率時，由到物體間的距離所確定的屈光度變化就會很大，以致于使用者不能通過取景器很好地觀察圖像。即使為光學取景器提供了一個屈光度校準機構，但是由于屈光度校準機構必須根據每一次到物體間的距離來調整屈光度，所以取景器的使用就十分不方便。
一種對以上所討論問題的可能解決方法是并入一個電子取景器。如果使用電子取景器，則不僅可以實現小型化和較高可變放大倍率，而且還可以預期在性能上的改進，使得屈光度不再出現變化以及不再出現視差。此外，隨著高亮度的LCD屏的發展，圖像的視覺可視性得到明顯提高。
在日本專利公開號No.2002-303803(下文稱之為專利文件1)中披露了一種小尺寸電子取景器的描述。
在專利文件1的電子取景器中，目鏡系統中的透鏡的放大倍率得到了優化，以便于小型化電子取景器。然而，在使用此電子取景器的結構中，要獲得厚度上的減小是非常困難的。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種取景器，它能夠在體積和厚度上減小，以實現攝像設備小型化和厚度減小。
為了能夠獲得上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種取景器，它包括一個目鏡系統，可適用于放大在圖像顯示元件上所顯示的圖像，使之予以直觀；一個目鏡，該目鏡包括設置在圖像顯示元件附近并具有負的折射放大倍率的第一單透鏡和遠離圖像顯示元件而設置并具有正的折射放大倍率的第二單透鏡；和一個反射部件，它可設置在第一單透鏡和第二單透鏡之間用于將光軸轉換至預定的方向。
根據本發明的另一方面，提供了一種取景器，它包括一個目鏡系統，可適用于放大在圖像顯示元件上所顯示的圖像，使之予以直觀；一個目鏡，該目鏡包括設置在圖像顯示元件附近并具有負的折射放大倍率的第一單透鏡和遠離圖像顯示元件而設置并具有正的折射放大倍率的第二單透鏡；第二單透鏡具有一個反射面，可用于將光軸轉換至預定的方向。
由于取景器具有上述結構，就能夠使之減小體積和減小厚度。進而，就能夠實現并入任何取景器的攝像設備的體積減小和厚度減小。
根據本發明的取景器可以適用于諸如數字靜物照相機和數字攝像機之類的攝像設備。
附圖簡要說明通過結合附圖，參照描述將了解本發明的上述和其它目的，附圖包括
圖1是顯示應用于本發明的取景器結構的示意圖；
圖2A、2B和2C是說明圖1所示取景器的目鏡系統像差的示意圖；圖3是顯示應用于本發明的另一取景器結構的示意圖；圖4A、4B和4C是說明圖3所示取景器的目鏡系統像差的示意圖；圖5是顯示應用于本發明的另一取景器結構的示意圖；圖6A、6B和6C是說明圖5所示取景器的目鏡系統像差的示意圖；圖7是顯示應用于本發明的另一取景器結構的示意圖；和，圖8A、8B和8C是說明圖7所示取景器的目鏡系統像差的示意圖。
具體實施方法圖1、3、5和7分別顯示了根據本發明的不同實施例1、2、3和4的不同取景器。取景器包括一個目鏡系統，用于擴大在圖像顯示元件G0上所顯示的圖像，以便于觀察者的觀察。該目鏡系統包括一個單凹鏡(單鏡)G1和一個凸鏡(單鏡)G2。單凹鏡G1可設置在圖像顯示元件G0附近并具有負的折射放大倍率。凸鏡(單鏡)G2遠離圖像顯示元件G0設置并具有正的折射放大倍率。于是，與采用一個單凸鏡來獲得相同取景器法倍率的另一種情況相比，該目鏡系統就能實現整體長度的減小。
在圖1和圖3所示的取景器中，用于將光軸引導到預定方向的反射部件Rf可插入在單凹鏡G1和單凸鏡G2之間。
另一方面，在圖5和圖7所示的取景器中，單凸鏡G2是由一個透鏡棱鏡形成的并且還具有一個設置其中的反射面(反射部件)Rf’，用于將光軸引導到預定的方向上。
這里，目鏡系統的光軸是反射部件Rf或者反射面Rf’上彎曲至包括取景器的攝像設備的厚度方向。從而，就能夠實現適用于減小厚度的攝像設備的減小厚度的取景器。
在圖像顯示元件G0和目鏡系統之間的距離能相對變化以調整取景器屈光度的情況下，觀察者可以通過取景器更好地觀察圖像。
值得注意的是，為了能夠調整取景器的屈光度，凸鏡G2具有一個正的折射率并且所形成的目鏡系統可基本以平行于入射一邊光軸的方向單獨移動。
滿足以上所討論的這類透鏡結構和條件，就能夠實現體積小和厚度薄的取景器。
以下將確定對應于不同實施例取景器的數值的特殊實例。值得注意的是，在取景器的討論中采用了以下特性。
Si，從目標一邊數的第i面；Ri，面Si的曲率半徑；di，從目標邊開始的第i面和第i+1面之間的距離；ni，相關d-光線(波長587.6納米)的第i透鏡的折射放大倍率；vi，第i透鏡的阿貝數值；和，*，非球形表面所應用的面。
非球形的形狀是由以下等式所確定的，式中，X表示非球形面的深度和H表示離光軸之間的高度。
X=H2/R1+1-(H/R)2+AH4+BH6+CH8+DH10]]>式中A、B、C和D分別是第四、第六、第八和第十階非球形表面系數。
實施例1的取景器數據由以下給出。表1表示了光學系統的結構參數，表2表示了非球形表面系數的參數。
寬角圖像顯示元件的寬度L7.62目鏡系統的聚焦長度 25.0[表2]
實施例2的取景器數據由以下給出。表3表示了光學系統的結構參數，表4表示了非球形表面系數的參數。
寬角圖像顯示元件的寬度L7.62目鏡系統的聚焦長度 25.0[表4]
實施例3的取景器數據由以下給出。表5表示了光學系統的結構參數，表6表示了非球形表面系數的參數。
寬角圖像顯示元件的寬度L7.62目鏡系統的聚焦長度 25.0
實施例4的取景器數據由以下給出。表7表示了光學系統的結構參數，表8表示了非球形表面系數的參數。
寬角圖像顯示元件的寬度L7.62目鏡系統的聚焦長度 25.0[表8]
在已經使用具體條件討論本發明較佳實施例的同時，這些討論只是適用于說明的目的，并且應該理解的是，可以在不背離以下權利要求的精神或范圍的條件下作出變化和變更。
權利要求
1.一種取景器，它包括一個目鏡系統，用于擴大在圖像顯示元件上所顯示的圖像，以便直觀；所述目鏡包括設置在所述圖像顯示元件附近并具有負的折射放大倍率的一個第一單透鏡和遠離所述圖像顯示元件而設置并具有正的折射放大倍率的一個第二單透鏡；和，一個反射部件，它設置在所述第一單透鏡和所述第二單透鏡之間，用于將光軸引導到預定的方向上。
2.如權利要求1所述的取景器，其特征在于，所述目鏡系統離開攝像元件的距離可以相對變化，以進行屈光度調整。
3.如權利要求1所述的取景器，其特征在于，所述第二單透鏡包括所述目鏡系統，它可以平行于入射光的所述光軸的方向移動，以進行屈光度調整。
4.一種取景器，它包括一個目鏡系統，用于擴大在圖像顯示元件上所顯示的圖像，以便直觀；所述目鏡包括設置在所述圖像顯示元件附近并具有負的折射放大倍率的一個第一單透鏡和遠離所述圖像顯示元件而設置并具有正的折射放大倍率的一個第二單透鏡；所述第二單透鏡具有一個反射面，它設置在透鏡表面，用于將光軸引導到預定的方向上。
5.如權利要求4所述的取景器，其特征在于，所述目鏡系統離開攝像元件的距離可以相對變化，以進行屈光度調整。
6.如權利要求4所述的取景器，其特征在于，所述第二單透鏡包括所述目鏡系統，它可以平行于入射光的所述光軸的方向移動，以進行屈光度調整。
7.一種攝像設備，它包括一個攝像系統；一個攝像元件，用于將由所述攝像系統所形成的光學圖像轉換成電信號；一個圖像顯示元件，用于顯示由所述攝像元件所轉換獲得的圖像；一個目鏡系統，用于擴大在圖像顯示元件上所顯示的圖像，以便直觀；所述目鏡包括設置在所述圖像顯示元件附近并具有負的折射放大倍率的一個第一單透鏡和遠離所述圖像顯示元件而設置并具有正的折射放大倍率的一個第二單透鏡；和，一個反射部件，它設置在所述第一單透鏡和所述第二單透鏡之間，用于將光軸引導到預定的方向上。
8.如權利要求7所述的攝像設備，其特征在于，所述目鏡系統離開攝像元件的距離可以相對變化，以進行屈光度調整。
9.如權利要求7所述的攝像設備，，其特征在于，所述第二單透鏡包括所述目鏡系統，它可以平行于入射光的所述光軸的方向移動，以進行屈光度調整。
10.一種攝像設備，它包括一個攝像系統；一個攝像元件，用于將由所述攝像系統所形成的光學圖像轉換成電信號；一個圖像顯示元件，用于顯示由所述攝像元件所轉換獲得的圖像；一個目鏡系統，用于擴大在圖像顯示元件上所顯示的圖像，以便直觀；所述目鏡包括設置在所述圖像顯示元件附近并具有負的折射放大倍率的一個第一單透鏡和遠離所述圖像顯示元件而設置并具有正的折射放大倍率的一個第二單透鏡；所述第二單透鏡具有一個反射面，它設置在透鏡表面，用于將光軸引導到預定的方向上。
11.如權利要求10所述的攝像設備，其特征在于，所述目鏡系統離開攝像元件的距離可以相對變化，以進行屈光度調整。
12.如權利要求10所述的攝像設備，其特征在于，所述第二單透鏡包括所述目鏡系統，它可以平行于入射光的所述光軸的方向移動，以進行屈光度調整。
全文摘要
為了能夠實現攝像設備的小型化和厚度減小，實施了一種具有體積小和厚度薄的取景器。取景器包括一個目鏡系統，它適用于擴大在圖像顯示元件上所顯示的圖像，以便直觀。目鏡包括一個設置在圖像顯示元件附近并具有負的折射放大倍率的第一單透鏡和一個遠離圖像顯示元件而設置并具有正的折射放大倍率的第二單透鏡。反射部件設置在第一單透鏡和第二單透鏡之間，用于將光軸引導到預定的方向上。
文檔編號H04N101/00GK1595220SQ20041007912
公開日2005年3月16日 申請日期2004年9月8日 優先權日2003年9月8日
發明者田村正樹, 巖澤嘉人 申請人:索尼株式會社