CN101349807A - 取景器与摄像设备 - Google Patents

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Abstract

为了能够实现摄像设备的小型化和厚度减小，实施了一种具有体积小和厚度薄的取景器。取景器包括一个目镜系统，它适用于扩大在图像显示元件上所显示的图像，以便直观。目镜包括一个设置在图像显示元件附近并具有负的折射放大倍率的第一单透镜和一个远离图像显示元件而设置并具有正的折射放大倍率的第二单透镜。反射部件设置在第一单透镜和第二单透镜之间，用于将光轴引导到预定的方向上。

Description

取景器与摄像设备
本申请是申请日为2004年9月8日，申请号为200410079127.3，发明名称为“取景器与摄像设备”的中国专利申请的分案申请。
发明背景
本发明涉及一种适用于确定摄像设备的摄像范围的取景器，尤其是，涉及一种尺寸小、厚度薄的取景器，它适用于诸如数字静物照相机或数字摄像机之类的数字摄像设备以及使用取景器的摄像设备。
摄像设备，例如，数字静物照相机或数字摄像机，一般都包括摄像模块和观察模块。摄像模块用于记录由摄像光学系统所形成的光学图像。观察模块用于确定摄像部分的摄像范围。近来，观察模块的构成普遍采用观察者直接观察到的LCD(液晶显示屏)上所显示的摄像范围以用于确定摄像范围。
另一方面，一些用户仍然十分希望将取景器用作观察模块，且许多数字静物照相机通过并入一个光学取景器可满足这些要求。
同时，数字摄像机和某些数字静物照相机都并入一个电子取景器，它使用一个目镜系统来放大在小尺寸LCD器件上所显示的图像以确定摄像范围。
近几年来，在数字摄像设备小型化的过程中，也希望观察模块的体积能够减小。特别是对于数字静物照相机来说，就十分希望能减小其厚度，所以就强烈希望取景器在尺寸上和厚度上都能减小。
同时，近几年，也希望数字照相机的较高可变放大率能够提高三倍，同样，这也是对取景器的要求。希望在实现更高的放大倍率的同时，也实现小型化以及在厚度上的减小。
然而，如果采用常规光学取景器作为以上所讨论的摄像设备中的观察模块，那么为了确保高的可变放大倍率，就不可避免地要增加光学系统的尺寸。因此，就不可能满足小型化的要求。
此外，在使用高的可变放大倍率的光学取景器的情况下，当采用高的放大倍率时，由到物体间的距离所确定的屈光度变化就会很大，以致于使用者不能通过取景器很好地观察图像。即使为光学取景器提供了一个屈光度校准机构，但是由于屈光度校准机构必须根据每一次到物体间的距离来调整屈光度，所以取景器的使用就十分不方便。
一种对以上所讨论问题的可能解决方法是并入一个电子取景器。如果使用电子取景器，则不仅可以实现小型化和较高可变放大倍率，而且还可以预期在性能上的改进，使得屈光度不再出现变化以及不再出现视差。此外，随着高亮度的LCD屏的发展，图像的视觉可视性得到明显提高。
在日本专利公开号No.2002-303803(下文称之为专利文件1)中披露了一种小尺寸电子取景器的描述。
在专利文件1的电子取景器中，目镜系统中的透镜的放大倍率得到了优化，以便于小型化电子取景器。然而，在使用此电子取景器的结构中，要获得厚度上的减小是非常困难的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种取景器，它能够在体积和厚度上减小，以实现摄像设备小型化和厚度减小。
为了能够获得上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种取景器，它包括：一个目镜系统，可适用于放大在图像显示元件上所显示的图像，使之予以直观；一个目镜，该目镜包括设置在图像显示元件附近并具有负的折射放大倍率的第一单透镜和远离图像显示元件而设置并具有正的折射放大倍率的第二单透镜；和一个反射部件，它可设置在第一单透镜和第二单透镜之间用于将光轴转换至预定的方向。
根据本发明的另一方面，提供了一种取景器，它包括：一个目镜系统，可适用于放大在图像显示元件上所显示的图像，使之予以直观；一个目镜，该目镜包括设置在图像显示元件附近并具有负的折射放大倍率的第一单透镜和远离图像显示元件而设置并具有正的折射放大倍率的第二单透镜；第二单透镜具有一个反射面，可用于将光轴转换至预定的方向。
由于取景器具有上述结构，就能够使之减小体积和减小厚度。进而，就能够实现并入任何取景器的摄像设备的体积减小和厚度减小。
根据本发明的取景器可以适用于诸如数字静物照相机和数字摄像机之类的摄像设备。
附图简要说明
通过结合附图，参照描述将了解本发明的上述和其它目的，附图包括：
图1是显示应用于本发明的取景器结构的示意图；
图2A、2B和2C是说明图1所示取景器的目镜系统像差的示意图；
图3是显示应用于本发明的另一取景器结构的示意图；
图4A、4B和4C是说明图3所示取景器的目镜系统像差的示意图；
图5是显示应用于本发明的另一取景器结构的示意图；
图6A、6B和6C是说明图5所示取景器的目镜系统像差的示意图；
图7是显示应用于本发明的另一取景器结构的示意图；和，
图8A、8B和8C是说明图7所示取景器的目镜系统像差的示意图。
具体实施方法
图1、3、5和7分别显示了根据本发明的不同实施例1、2、3和4的不同取景器。取景器包括一个目镜系统，用于扩大在图像显示元件G0上所显示的图像，以便于观察者的观察。该目镜系统包括一个单凹镜(单镜)G1和一个凸镜(单镜)G2。单凹镜G1可设置在图像显示元件G0附近并具有负的折射放大倍率。凸镜(单镜)G2远离图像显示元件G0设置并具有正的折射放大倍率。于是，与采用一个单凸镜来获得相同取景器法倍率的另一种情况相比，该目镜系统就能实现整体长度的减小。
在图1和图3所示的取景器中，用于将光轴引导到预定方向的反射部件Rf可插入在单凹镜G1和单凸镜G2之间。
另一方面，在图5和图7所示的取景器中，单凸镜G2是由一个透镜棱镜形成的并且还具有一个设置其中的反射面(反射部件)Rf’，用于将光轴引导到预定的方向上。
这里，目镜系统的光轴是反射部件Rf或者反射面Rf’上弯曲至包括取景器的摄像设备的厚度方向。从而，就能够实现适用于减小厚度的摄像设备的减小厚度的取景器。
在图像显示元件G0和目镜系统之间的距离能相对变化以调整取景器屈光度的情况下，观察者可以通过取景器更好地观察图像。
值得注意的是，为了能够调整取景器的屈光度，凸镜G2具有一个正的折射率并且所形成的目镜系统可基本以平行于入射一边光轴的方向单独移动。
满足以上所讨论的这类透镜结构和条件，就能够实现体积小和厚度薄的取景器。
以下将确定对应于不同实施例取景器的数值的特殊实例。值得注意的是，在取景器的讨论中采用了以下特性。
Si，从目标一边数的第i面；
Ri，面Si的曲率半径；
di，从目标边开始的第i面和第i+1面之间的距离；
ni，相关d-光线(波长：587.6纳米)的第i透镜的折射放大倍率；
vi，第i透镜的阿贝数值；和，
*，非球形表面所应用的面。
非球形的形状是由以下等式所确定的，式中，X表示非球形面的深度和H表示离光轴之间的高度。
[公式1]
X = H 2 / R 1 + 1 - ( H / R ) 2 + AH 4 + BH 6 + CH 8 + DH 10
式中：A、B、C和D分别是第四、第六、第八和第十阶非球形表面系数。
实施例1的取景器数据由以下给出。表1表示了光学系统的结构参数，表2表示了非球形表面系数的参数。
[表1]
  Si   Ri   di ni vi
  1   图像显示元件   6.06
  2   25.000   0.80   1.5826   29.0
  3*   10.078   5.50
  4   反射部件   5.50
  5   50.00   2.80   14.920   57.4
  6*   -11.423   17.20
  7   出射点
宽角图像显示元件的宽度L   7.62
目镜系统的聚焦长度        25.0
[表2]
  Si   A   B   C   D
  3*   1.61E-04   -4.59E-06   1.45E-06   -6.72E-08
  6*   -9.79E-05   5.64E-06   -2.24E-07   3.01E-09
实施例2的取景器数据由以下给出。表3表示了光学系统的结构参数，表4表示了非球形表面系数的参数。
[表3]
  Si   Ri   di ni vi
  1   图像显示元件   6.06
  2   -50.000   0.80   1.5826   29.0
  3*   23.745   5.50
  4   反射部件   5.50
  5   34.650   2.80   14.920   57.4
  6*   -12.423   17.20
  7   出射点
宽角图像显示元件的宽度L   7.62
目镜系统的聚焦长度        25.0
[表4]
  Si   A   B   C   D
  3*   1.34E-04   1.29E-05   -2.31E-07   -9.64E-09
  6*   -1.09E-04   5.68E-06   -2.26E-07   3.01E-09
实施例3的取景器数据由以下给出。表5表示了光学系统的结构参数，表6表示了非球形表面系数的参数。
[表5]
Si Ri di ni vi
  1   图像显示元件   6.06
  2   75.600   0.80   1.5826   29.0
  3*   8.217   3.00
  4   29.00   5.20   1.5247   56.2
  5   反射部件   5.80
  6*   -9.577   17.20
  7   出射点
宽角图像显示元件的宽度L    7.62
目镜系统的聚焦长度         25.0
[表6]
  Si   A   B   C   D
  3*   2.15E-04   6.40E-06   7.08E-07   -5.23E-08
  6*   7.53E-05   -4.72E-06   1.87E-07   -2.48E-09
实施例4的取景器数据由以下给出。表7表示了光学系统的结构参数，表8表示了非球形表面系数的参数。
[表7]
  Si   Ri   di ni vi
  1   图像显示元件   6.06
  2   -68.500   0.80   1.5826   29.0
  3*   8.911   3.00
  4   18.70   5.20   1.5247   56.2
  5   反射部件   5.80
  6*   -9.980   17.20
  7   出射点
宽角图像显示元件的宽度L  7.62
目镜系统的聚焦长度       25.0
[表8]
  Si   A   B   C   D
  3*   1.53E-04   2.18E-05   -9.94E-07   4.32E-09
  6*   9.83E-05   5.41E-06   -2.33E-07   3.27E-09
在已经使用具体条件讨论本发明较佳实施例的同时，这些讨论只是适用于说明的目的，并且应该理解的是，可以在不背离以下权利要求的精神或范围的条件下作出变化和变更。

Claims (8)

1.一种用于摄像设备的取景器，它包括：
一个目镜系统，用于扩大在图像显示元件上所显示的图像，以便直观；
所述目镜系统包括一光学系统，所述光学系统仅包括有设置在所述图像显示元件附近并具有负的折射放大倍率的一个第一单透镜和远离所述图像显示元件而设置并具有正的折射放大倍率的一个第二单透镜，所述第一单透镜从所述图像显示元件接收入射方向上的入射光；以及
一个反射部件，它设置在所述第一单透镜和所述第二单透镜之间，用于将平行于所述入射方向的光轴引导到包括所述取景器的所述摄像设备的厚度方向上；
其中，所述目镜系统可以平行于入射光轴的方向单独移动，以进行屈光度调整。
2.如权利要求1所述的取景器，其特征在于，所述目镜系统离开摄像元件的距离可以相对变化，以进行屈光度调整。
3.一种用于摄像设备的取景器，它包括：
一个目镜系统，用于扩大在图像显示元件上所显示的图像，以便直观；
所述目镜系统包括一光学系统，所述光学系统仅包括有设置在所述图像显示元件附近并具有负的折射放大倍率的一个第一单透镜和远离所述图像显示元件而设置并具有正的折射放大倍率的一个第二单透镜，所述第一单透镜从所述图像显示元件接收入射方向上的入射光；
所述第二单透镜具有一个反射面，它设置在透镜中，用于将平行于所述入射方向的光轴引导到包括所述取景器的所述摄像设备的厚度方向上；
其中，所述目镜系统可以平行于入射光轴的方向单独移动，以进行屈光度调整。
4.如权利要求3所述的取景器，其特征在于，所述目镜系统离开摄像元件的距离可以相对变化，以进行屈光度调整。
5.一种摄像设备，它包括：
一个摄像系统；
一个摄像元件，用于将由所述摄像系统所形成的光学图像转换成电信号；
一个图像显示元件，用于显示由所述摄像元件所转换获得的图像；
一个目镜系统，用于扩大在图像显示元件上所显示的图像，以便直观；
所述目镜系统包括一光学系统，所述光学系统仅包括有设置在所述图像显示元件附近并具有负的折射放大倍率的一个第一单透镜和远离所述图像显示元件而设置并具有正的折射放大倍率的一个第二单透镜，所述第一单透镜从所述图像显示元件接收入射方向上的入射光；以及
一个反射部件，它设置在所述第一单透镜和所述第二单透镜之间，用于将平行于所述入射方向的光轴引导到包括所述取景器的所述摄像设备的厚度方向上；
其中，所述目镜系统可以平行于入射光轴的方向单独移动，以进行屈光度调整。
6.如权利要求5所述的摄像设备，其特征在于，所述目镜系统离开摄像元件的距离可以相对变化，以进行屈光度调整。
7.一种摄像设备，它包括：
一个摄像系统；
一个摄像元件，用于将由所述摄像系统所形成的光学图像转换成电信号；
一个图像显示元件，用于显示由所述摄像元件所转换获得的图像；
一个目镜系统，用于扩大在图像显示元件上所显示的图像，以便直观；
所述目镜系统包括一光学系统，所述光学系统仅包括有设置在所述图像显元元件附近并具有负的折射放大倍率的一个第一单透镜和远离所述图像显示元件而设置并具有正的折射放大倍率的一个第二单透镜，所述第一单透镜从所述图像显示元件接收入射方向上的入射光；以及
所述第二单透镜具有一个反射面，它设置在透镜中，用于将平行于所述入射方向的光轴引导到包括所述取景器的所述摄像设备的厚度方向上；
其中，所述目镜系统可以平行于入射光轴的方向单独移动，以进行屈光度调整。
8.如权利要求7所述的摄像设备，其特征在于，所述目镜系统离开摄像元件的距离可以相对变化，以进行屈光度调整。
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Open date: 20090121