CN104024914A - 目镜镜头、配备有其的取景器光学系统和光学设备,和用于制造目镜镜头的方法 - Google Patents
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Abstract
一种在取景器光学系统(VF)中使用的目镜镜头,该取景器光学系统用于使用目镜镜头(EL)观察由物镜(OL)形成的像、由显示部件显示的像、或者物体,其中抗反射膜(101)设置在形成目镜镜头(EL)的光学表面中的至少一个表面上,并且该抗反射涂层(101)包括使用湿法工艺形成的至少一个层(101g)。
Description
技术领域
本发明涉及一种目镜镜头,并且更加具体地涉及一种被用于单镜头反光相机取景器的目镜镜头。
技术背景
单镜头反光相机取景器是用于使用具有正屈光力的目镜镜头观察像捕捉透镜的实像的实像类型取景器,并且在其标准配置中,使用称为“快速复原反光镜”的前表面反光镜和五边形屋脊棱镜将像捕捉透镜的倒像成正像,并且使用由消色像差正透镜构成的目镜镜头观察。为了为使用者改进可使用性,对于单镜头反光相机取景器要求高的观察放大率和屈光度调节功能。而且,考虑在暗处中的使用和在使用者的眼睛和目镜的出瞳之间的偏差,还要求单镜头反光相机取景器确保其像差在眼点处被令人满意地校正为大致φ10mm的宽光瞳。
为了增加观察放大率,目镜镜头的焦距必须降低。然而,屈光度必须被设定为大约-1[m-1],因此目镜镜头的实质焦距由在焦平面板和目镜镜头之间的距离确定。这意味着为了最简单地增加取景器的观察放大率,五棱镜的光路长度(optical path length)降低,并且目镜镜头靠近五棱镜设置。在另一方面,为了从目镜镜头的眼点侧顶点到眼点采取足够长的距离(出瞳间隔),五棱镜尺寸必须增加从而在五棱镜的出射表面上的阴影最小化。这使得五棱镜的光路长度是长的,并且降低了观察放大率。换言之,在观察放大率的增加和采取长的出瞳间隔之间存在折衷。
用于经由正像系统观察物镜的成像的已知目镜被用于单镜头反光相机照相机,并且按照从眼点的次序包括负透镜组(第一透镜组)、正透镜组(第二透镜组)和负透镜组(第三透镜组),其中第二透镜组的屈光力和第三透镜组的屈光力被适当地设定,并且第二透镜组沿着光轴移动,使得各种像差被令人满意地校正、观察放大率增加并且能够执行屈光度调节(例如见专利文献1)。近来进而更加强烈地要求这些目镜镜头不仅具有良好的像差性能而且还防止是取景器的光学性能减弱的原因的幻像和耀斑,并且因此同样对于在透镜表面上形成的抗反射涂层要求高的性能,并且为了满足这个要求,多层膜设计技术和多层膜沉积技术正在不断地进步(例如见专利文献2)。
现有技术列表
专利文献
专利文献1:日本公开专利公报No.2001-324684(A)
专利文献2:日本公开专利公报No.2000-356704(A)
发明内容
本发明所要解决的问题
近来随着照相机的数字化,诸如液晶屏幕的各种电子构件被结合到照相机中,使得从像素表面或者膜表面到照相机的后端表面的距离增加。为了使得使用者容易地通过取景器观察,必须在眼点和照相机的后端表面之间确保足够长的距离,并且为此,目镜镜头必须靠近照相机的后端表面设置并且必须确保目镜镜头的足够的出瞳间隔。
然而,如果目镜镜头靠近照相机的后端表面设置,则从焦平面板到目镜镜头的距离变长,这使得难以增加观察放大率。此外,如果足够地确保了靠近照相机的后端表面设置的目镜镜头的出瞳间隔,则如上所述,五棱镜的尺寸必须增加,然后五棱镜的光路长度(玻璃路径长度)增加,并且在焦平面板到目镜镜头之间的距离增加,这使得进而更加难以增加观察放大率。以此方式,随着照相机数字化的进步,在宽视场下确保高的观察放大率变得非常困难。
另一个问题在于,当使用者通过取景器观察诸如点光源的带有高亮度的物体时或者当光从眼点侧进入目镜镜头时,容易地从目镜镜头的光学表面产生了成为幻像或者耀斑的反射光。
鉴于前述,本发明的一个目的在于提供一种目镜镜头,该目镜镜头允许屈光度调节并且具有大的光瞳直径,然而能够进一步降低幻像和耀斑并且在宽的视场下确保相对高的观察放大率。本发明的另一个目的在于提供配备有该目镜镜头的一种取景器光学系统和一种光学设备,和一种用于制造该目镜镜头的方法。
问题解决方案
为了实现这些目的,根据本发明的一种目镜镜头是被用于一种取景器光学系统的目镜镜头,该取景器光学系统用于使用该目镜镜头观察由物镜形成的像、由显示部件显示的像或者物体,其中抗反射涂层设置在构成目镜镜头的光学表面之中的至少一个表面上,并且抗反射涂层包括至少一个利用湿法工艺形成的层。
优选的是根据本发明的目镜镜头按照从物体的次序包括具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第二透镜组,和具有负屈光力的第三透镜组。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是能够通过沿着光轴移动第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组中的至少一个来执行屈光度调节。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是第二透镜组包括双凸透镜构件。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是第三透镜组包括具有面对物体的凸表面的弯月形透镜构件。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是满足以下条件表达式。
Nn(ABE)>1.870
其中Nn(ABE)表示具有负屈光力并且包括在第一透镜组和第三透镜组中的透镜关于d线的折射率的平均值。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是满足以下条件表达式。
30.0>ν(ABE)
其中ν(ABE)表示具有负屈光力并且包括在第一透镜组和第三透镜组中的透镜关于d线的阿贝数的平均值。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是满足以下条件表达式。
ν2>40
其中ν2表示在第二透镜组中包括的透镜关于d线的阿贝数的平均值。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是第二透镜组的至少一个光学表面是非球面。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是满足以下条件表达式。
S3>2.4
其中S3表示第三透镜组中最靠近眼点定位的透镜构件的形状因子(即,由(Ro3+Re3)/(Ro3-Re3)定义的值,其中Ro3表示在第三透镜组中最靠近眼点定位的透镜构件的物体侧表面的曲率半径,并且Re3表示在第三透镜组中最靠近眼点定位的透镜构件的眼点侧表面的曲率半径)。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是能够通过沿着光轴移动第二透镜组来执行屈光度调节。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是抗反射涂层是多层膜,并且利用湿法工艺形成的层是在构成多层膜的层之中的最外表面层。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是满足以下条件表达式。
nd≤1.30
其中nd表示利用湿法工艺形成的层关于d线的折射率。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是上面形成抗反射涂层的光学表面是当从眼点观察时为凹形的透镜表面。
优选的是根据本发明的目镜镜头按照从物体的次序包括具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第二透镜组,和具有负屈光力的第三透镜组,其中上面形成抗反射涂层的光学表面是当从眼点观察时为凹形的透镜表面。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是当从眼点观察时为凹形的透镜表面是在第一透镜组到第三透镜组的光学表面之中最靠近物体的透镜表面。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是当从眼点观察时为凹形的透镜表面是在第一透镜组到第三透镜组的光学表面之中最靠近像平面的透镜表面。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是上面形成抗反射涂层的光学表面是当从物体观察时为凹形的透镜表面。
优选的是根据本发明的目镜镜头按照从物体的次序包括具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第二透镜组,和具有负屈光力的第三透镜组,其中上面形成抗反射涂层的光学表面是当从物体观察时为凹形的透镜表面。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是上面形成抗反射涂层的凹透镜表面是在第二透镜组的光学表面之中最靠近像平面的透镜表面。
在根据本发明的目镜镜头中,优选的是上面形成抗反射涂层的光学表面是除了最靠近眼点的光学表面之外的光学表面。
根据本发明的一种取景器光学系统用于使用目镜镜头观察由物镜形成的像,其中该目镜镜头是是上述目镜镜头之一的目镜镜头。
根据本发明的一种光学设备包括用于使用目镜镜头观察由物镜形成的像的取景器光学系统,其中该取景器光学系统是上述取景器光学系统。
根据本发明的一种用于制造目镜镜头的方法是一种用于制造被用于取景器光学系统的目镜镜头的方法,该取景器光学系统用于使用该目镜镜头观察由物镜形成的像、由显示部件显示的像或者物体,该方法包括以下步骤:在构成目镜镜头的光学表面之中的至少一个表面上设置包括至少一个利用湿法工艺形成的层的抗反射涂层;并且在镜筒中设置具有上面形成抗反射涂层的光学表面的透镜。
在根据本发明的、用于制造目镜镜头的方法中,优选的是目镜镜头按照从物体的次序包括具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第二透镜组,和具有负屈光力的第三透镜组。
在根据本发明的、用于制造目镜镜头的方法中,优选的是满足以下条件表达式。
nd≤1.30
其中nd表示利用湿法工艺形成的层关于d线的折射率。
在根据本发明的、用于制造目镜镜头的方法中,优选的是上面形成抗反射涂层的光学表面是当从眼点观察时为凹形的透镜表面。
本发明的有利效果
根据本发明,能够提供一种允许屈光度调节并且具有大的光瞳直径,然而能够进一步减少幻像和耀斑并且在宽的视场下确保相对高的观察放大率的目镜镜头。而且,能够提供配备有该目镜镜头的一种取景器光学系统和一种光学设备,和一种用于制造该目镜镜头的方法。
附图简要说明
图1是描绘根据实例1的目镜镜头的配置的图表;
图2A到2C是示出根据实例1的目镜镜头的各种像差(球面像差、像散、彗差和畸变)的曲线图,其中图2A是示出当屈光度为-1[m-1]时的各种像差的一组曲线图,图2B是示出当屈光度为-3[m-1]时的各种像差的一组曲线图,并且图2C是示出当屈光度为+1[m-1]时的各种像差的一组曲线图;
图3是用于解释从眼点侧进入的光束在第一反射光产生表面上反射的状态的一个实例的、描绘根据实例1的目镜镜头的镜头配置的截面视图;
图4是用于解释从物体侧进入的光束在第一反射光产生表面和第二反射光产生表面上反射的状态的一个实例的、描绘根据实例1的目镜镜头的镜头配置的截面视图;
图5是描绘根据实例2的目镜镜头的配置的图表;
图6A到6C是示出根据实例2的目镜镜头的各种像差(球面像差、像散、彗差和畸变)的曲线图,其中图6A是示出当屈光度为-1[m-1]时的各种像差的一组曲线图,图6B是示出当屈光度为-3[m-1]时的各种像差的一组曲线图,并且图6C是示出当屈光度为+1[m-1]时的各种像差的一组曲线图;
图7是描绘根据实例3的目镜镜头的配置的图表;
图8A到8C是示出根据实例3的目镜镜头的各种像差(球面像差、像散、彗差和畸变)的曲线图,其中图8A是示出当屈光度为-1[m-1]时的各种像差的一组曲线图,图8B是示出当屈光度为-3[m-1]时的各种像差的一组曲线图,并且图8C是示出当屈光度为+1[m-1]时的各种像差的一组曲线图;
图9是描绘配备有根据实施例1的目镜镜头和取景器光学系统的单镜头反光照相机的配置的概略图表;
图10是描绘用于制造根据实施例1的目镜镜头的方法的流程图;
图11是描绘抗反射涂层的层结构的一个实例的图表;
图12是描绘抗反射涂层的光谱特性的曲线图;
图13是描绘根据一种修改的抗反射涂层的光谱特性的曲线图;
图14是描绘根据该修改的抗反射涂层的光谱特性的入射角依赖性的曲线图;
图15是描绘由现有技术形成的抗反射涂层的光谱特性的曲线图;
图16是描绘由现有技术形成的抗反射涂层的光谱特性的入射角依赖性的曲线图;
图17是描绘根据实例4的目镜光学系统的配置的截面视图;
图18是示出根据实例4的目镜光学系统的各种像差的一组曲线图;
图19是描绘根据实例5的目镜光学系统的配置的截面视图;
图20是示出根据实例5的目镜光学系统的各种像差的一组曲线图;
图21是描绘根据实例6的目镜光学系统的配置的截面视图;
图22是示出根据实例6的目镜光学系统的各种像差的一组曲线图;
图23是描绘根据实例7的目镜光学系统的配置的截面视图;
图24是示出根据实例7的目镜光学系统的各种像差的一组曲线图;
图25是描绘根据实例8的目镜光学系统的配置的截面视图;
图26是示出根据实例8的目镜光学系统的各种像差的一组曲线图;
图27是描绘根据参考实例的目镜光学系统的配置的截面视图;
图28是示出根据参考实例的目镜光学系统的各种像差的一组曲线图;并且
图29是描绘配备有根据实施例2或者3的目镜光学系统的照相机的配置的图表。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的实施例。将首先参考图1到图16描述本发明的实施例1。然后将参考图17到图29描述本发明的实施例2和实施例3。
(实施例1)
图9示出配备有根据实施例1的目镜镜头EL和取景器光学系统VF的单镜头反光照相机CAM。单镜头反光照相机CAM包括物镜OL、反光镜M、用于捕捉像的像素CCD,和取景器光学系统VF。取景器光学系统VF按照从物体的次序包括焦平面板F、聚光透镜C、五棱镜P和目镜镜头EL,使得能够利用目镜镜头EL观察由物镜OL在焦平面板F上形成的像。眼点E.P设定在目镜镜头EL后面。
物镜OL在像素CCD上或者在焦平面板F上形成物体像。反光镜M被从穿过物镜OL的光轴以45°角度插入。因此通常(拍摄等待状态)通过物镜OL的、来自物体(未被示意)的光被反射,从而在焦平面板F上形成像,并且在快门释放时,反光镜M向上移动(反光镜升起状态)从而通过物镜OL的、来自物体(未被示意)的光在像素CCD上形成像。换言之,像素CCD和焦平面板F设置在光学共轭位置中。
五棱镜P在由物镜OL形成的焦平面板F上竖直地并且水平地倒转物体像(倒像)从而物体像被转换成正像。五棱镜P不仅允许使用者作为正像观察物体像,而且还使得取景器光学系统VF是紧凑的。聚光透镜C设置在焦平面板F和五棱镜P之间,从而将焦平面板F上的物体像引导到五棱镜P。聚光透镜C具有正屈光力以抑制光束的发散,并且靠近由物镜OL形成物体像的成像位置(例如在该实施例中,在焦平面板F和五棱镜P之间)设置,从而防止正像光学系统或者目镜光学系统变大,因为随着距物镜OL的距离增加,光束更宽地展开。
目镜镜头EL按照从物体的次序包括具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第二透镜组G2,和具有负屈光力的第三透镜组G3,其中能够通过沿着光轴移动第二透镜组G2来调节屈光度,并且第二透镜组G2具有双凸透镜构件L2。第三透镜组G3具有弯月形透镜构件L3,弯月形透镜构件L3具有面对物体的凸表面,并且具有负屈光力。在该实施例中,构成第三透镜组G3的弯月形透镜构件L3在第三透镜组G3中最靠近眼点E.P定位。
如果第三透镜组G3包括具有负屈光力并且具有面对物体的凸表面的弯月形透镜构件L3,则能够在采取足够的出瞳间隔时确保预定的观察放大率。
其关于d线的折射率是高折射率的高折射率材料是已知的。例如,如果具有负屈光力并且包括在第一透镜组G1中的透镜的折射率的平均值n1是小的,则包括在第一透镜组G1中的透镜的曲率半径趋向于是小的,并且结果,畸变和场曲趋向于劣化。如果包括在第三透镜组G3中的、具有负屈光力的透镜的折射率的平均值n3是低的,则包括在第三透镜组G3中的透镜的曲率半径趋向于是小的,并且结果,球面像差和彗差趋向于劣化。因此包括在第一透镜组G1或者第三透镜组G3中的、具有负屈光力的透镜的折射率的平均值n1或者n3分别地被设定为是高的,然后在分别地向第一透镜组G1或者第三透镜组G3提供高屈光力时,包括在透镜组G1或者G3中的、具有负屈光力的透镜的曲率半径能够增加,并且结果,畸变、场曲、球面像差和彗差能够被令人满意地校正。
根据这个实施例的目镜镜头EL满足以下条件表达式(1)。
Nn(ABE)>1.870---(1)
其中Nn(ABE)表示包括在第一透镜组G1和第三透镜组G3中的、具有负屈光力的透镜关于d线的折射率的平均值。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,通过增加包括在第一透镜组G1和第三透镜组G3中的、具有负屈光力的透镜关于d线的折射率的平均值从而满足条件表达式(1),当高折射率材料被用于包括在第一透镜组G1或者第三透镜组G3中的、具有负屈光力的透镜中的至少一个时趋向于增加的佩兹伐曲率能够被优化,并且结果,场曲能够被进而更加令人满意地校正。换言之,在根据这个实施例的目镜镜头EL中,包括在第一透镜组G1和第三透镜组G3中的、具有负屈光力的透镜关于d线的折射率的平均值增加从而满足条件表达式(1),而非只是增加包括在第一透镜组G1或者第三透镜组G3中的、具有负屈光力的透镜关于d线的折射率的平均值n1或者n3,因此佩兹伐曲率被优化并且场曲能够被令人满意地校正。
如果条件表达式(1)的下限值是1.875,则能够进一步演示这个实施例的效果。
如果包括在第一透镜组G1和第三透镜组G3中的、具有负屈光力的透镜的折射率的平均值满足条件表达式(1),并且包括在第一透镜组G1中的、具有负屈光力的透镜的折射率的平均值n1和包括在第三透镜组G3中的、具有负屈光力的透镜的折射率的平均值n3增加(例如n1>1.83、n2>1.83),则畸变、场曲、球面像差和彗差能够被校正,并且能够获得进而更好的光学性能。
如果曲率半径是小的,则包括在第二透镜组G2中的、具有正屈光力的透镜必须具有厚的透镜厚度从而确保外径,但是如果使用带有高折射率的玻璃,则该透镜能够比传统的产品更薄。通过使得透镜更薄,在五棱镜P的出射平面和眼点E.P之间的距离能够降低,并且能够确保高的观察放大率。
在该实施例中,优选的是包括在第二透镜组G2中的正透镜关于d线的折射率的平均值是1.75或者更大。
如果这里第二透镜组G2的至少一个光学表面是非球面,则球面像差能够被进而更加令人满意地校正。特别地如果第二透镜组G2的双凸透镜构件的物体侧光学表面是非球面,则能够有效地利用该非球面,因此在屈光度调节期间,在每一个屈光度下,球面像差和彗差能够被令人满意地校正,并且在屈光度调节期间,像差的波动能够受到控制。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,通过沿着光轴移动第二透镜组G2执行屈光度调节,因此在屈光度调节期间通过移动透镜引起的像差的波动(特别地球面像差的波动)能够最小化。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,抗反射涂层形成在构成目镜镜头的光学表面中的至少一个表面上,并且抗反射涂层包括至少一个利用湿法工艺形成的层。通过这种配置,根据这个实施例的目镜镜头EL能够减少由在光学表面上反射的、来自物体侧或者眼点E.P侧的光产生的幻像和耀斑,并且能够实现高的成像性能。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,优选的是抗反射涂层是多层膜,并且利用湿法工艺形成的层是在构成多层膜的层之中的最外表面层。则与空气的反射率差异能够降低,并且光的反射能够进一步降低,这允许进一步减少幻像和耀斑。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,优选的是满足以下条件表达式。
nd≤1.30
其中nd表示利用湿法工艺形成的层关于d线的折射率。
通过满足这个条件表达式,在抗反射涂层的、利用湿法工艺形成的层和空气之间的折射率的差异能够降低,并且光的反射能够进一步降低,这允许进一步减少幻像和耀斑。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,优选的是在第一透镜组G1到第三透镜组G3的光学表面之中的、上面形成抗反射涂层的光学表面是当从眼点E.P观察时为凹形的透镜表面。通过在容易地产生反射光的光学表面上形成抗反射涂层,能够有效地减少幻像和耀斑。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,优选的是在第一透镜组G1到第三透镜组G3的光学表面之中的、上面形成抗反射涂层并且当从眼点E.P观察时为凹形的透镜表面是最靠近物体的透镜表面。通过在容易地产生反射光的光学表面上形成抗反射涂层,能够有效地减少幻像和耀斑。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,优选的是在第一透镜组G1到第三透镜组G3的光学表面之中的、上面形成抗反射涂层并且当从眼点E.P观察时为凹形的透镜表面是最靠近像平面的透镜表面。通过在容易地产生反射光的光学表面上形成抗反射涂层,能够有效地减少幻像和耀斑。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,优选的是在第一透镜组G1到第三透镜组G3的光学表面之中的、上面形成抗反射涂层的光学表面,是当从物体观察时为凹形的透镜表面。通过在容易地产生反射光的光学表面上形成抗反射涂层,能够有效地减少幻像和耀斑。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,优选的是上面形成抗反射涂层并且当从物体观察时为凹形的透镜表面是在第二透镜组G2的光学表面之中的最靠近像平面的透镜表面。通过在容易地产生反射光的光学表面上形成抗反射涂层,能够有效地减少幻像和耀斑。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,替代湿法工艺地,抗反射涂层可以利用干法工艺形成。在此情形中,优选的是抗反射涂层包括关于d线的折射率是1.30或者更小的至少一个层。通过包括关于d线的折射率是1.30或者更小的至少一个层,即便使用干法工艺,仍然能够演示与利用湿法工艺形成抗反射涂层相同的效果。优选的是关于d线的折射率是1.30或者更小的层是在构成多层膜的层之中的最外表面层。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,优选的是满足以下条件表达式(2)。
30.0>ν(ABE)---(2)
其中ν(ABE)表示具有负屈光力并且包括在第一透镜组G1和第三透镜组G3中的透镜关于d线的阿贝数的平均值。
通过满足条件表达式(2),由于第一透镜组G1和第三透镜组G3而在第二透镜组G2中产生的色像差,具体地,在该实施例中横向色像差和纵向色像差这两者能够被充分地校正。如果条件表达式(2)的上限值被超过,则由于第一透镜组G1和第三透镜组G3而在第二透镜组G2中产生的横向色像差不能被充分地校正。
如果条件表达式(2)的上限值被设定为29.5,则这个实施例的效果能够进一步得到演示。并且如果条件表达式(2)的上限值是29.0,则这个实施例的效果能够进而进一步得到演示。
进而更加优选的是在当第一透镜组G1和第三透镜组G3满足条件表达式(2)时的状态中,第二透镜组G2满足以下条件表达式(3)。
ν2>40---(3)
其中ν2表示包括在第二透镜组G2中的透镜关于d线的阿贝数的平均值。
通过满足条件表达式(3),在第二透镜组G2中产生的横向色像差和纵向色像差这两者能够受到抑制。如果条件表达式(3)的下限值没有达到,则负荷施加到第一透镜组G1,并且在第一透镜组G1中校正的畸变和场曲劣化,这是不理想的。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,优选的是第三透镜组G3满足以下条件表达式(4),从而保证在确保充分的出瞳间隔的同时增加观察放大率。
S3>2.4---(4)
这里S3表示在第三透镜组G3中最靠近眼点E.P定位的透镜构件的形状因子,并且由条件表达式S3=(Ro3+Re3)/(Ro3-Re3)定义。Ro3表示在第三透镜组G3中最靠近眼点E.P定位的透镜构件的物体侧表面的曲率半径,并且Re3表示在第三透镜组G3中最靠近眼点E.P的透镜构件的眼点E.P侧表面的曲率半径。
条件表达式(4)规定在第三透镜组G3中最靠近眼点E.P定位的透镜构件(在该实施例中,弯月形透镜构件L3对应于这个透镜构件)的形状。通常更加有利的是随着透镜构件的负折射率变得更强而增加观察放大率。然而为了执行屈光度调节,第一透镜组G1的负屈光力必须是强的。因此在第三透镜组G3中最靠近眼点E.P定位的透镜构件具有厚的透镜厚度以及较低的负屈光力,并且具有满足条件表达式(4)的形状,使得这个透镜构件的物体侧表面对边缘光起正作用,并且在眼点E.P侧上的表面对边缘光起负作用。由此主点被设定于眼点E.P侧,在主点之间的距离变宽,并且观察放大率增加。边缘光指的是在像高为零的光线之中最远离光轴的光线。
此外,考虑来自眼点E.P的光的轨迹,在第三透镜组G3中最靠近眼点E.P定位的透镜构件能够向第二透镜组G2透射来自眼点E.P的斜向光而不显著地折射该光,因此能够在防止阴影时保持在五棱镜P的出射表面上的光线高度是低的,这允许五棱镜P是紧凑的。满足条件表达式(4)的形状还能够使得易于确保出瞳间隔。
如果条件表达式(4)的下限值是3.4,则这个实施例的效果能够进一步得到演示。并且如果条件表达式(4)的下限值是4.0,则这个实施例的效果能够更进一步得到演示。
在具有以上配置的单镜头反光照相机CAM中,来自物体(未被示意)的光透射通过物镜OL并且由反光镜M朝向焦平面板F反射,并且在焦平面板F上形成物体的像。在取景器光学系统VF中,来自焦平面板F上的物体像的光束透射通过聚光透镜C、五棱镜P和目镜镜头EL,并且被引导到眼点E.P,并且使用者能够在眼点E.P处观察物体(未被示意)的实像。在快门释放时,反光镜M向上移动并且透射通过物镜OL的、来自物体(未被示意)的光在像素CCD上形成像。
现在将参考图10描述一种用于制造目镜镜头EL的方法。不仅对于被用于如上所述用于观察由物镜形成的像的取景器光学系统的目镜镜头,而且还对于被用于观察利用在以后述及的显示部件(例如液晶)显示的像或者物体的取景器光学系统的目镜镜头,用于制造目镜镜头的方法都是适当的。首先在在构成目镜镜头EL的光学表面之中的至少一个表面上形成包括至少一个利用湿法工艺形成的层的抗反射涂层(步骤ST10)。然后在镜筒中设置每一个透镜,包括具有上面形成抗反射涂层的光学表面的(一个或者多个)透镜(步骤ST20)。
根据按照这个实施例的用于制造目镜镜头的方法,能够提供一种允许屈光度调节并且具有大的光瞳直径,然而能够进一步减少幻像和耀斑并且在宽视场的情况下下确保相对高的观察放大率的目镜镜头。而且,能够提供配备有该目镜镜头的一种取景器光学系统和一种光学设备。
现在将参考附图描述根据实施例1的目镜镜头的每一个实例。
独立于其它实例地表示在根据这个实施例的实例1的图1中的每一个参考符号,从而避免由于参考符号的数目增加而产生的混乱。因此在每一个实例的图中由相同参考符号表示的构成元件并不总是具有相同的配置。
以下表格1到表格3是根据这个实施例的目镜镜头的实例1到实例3的各种数据的表格。
在每一个表格中的[透镜数据]中,表面编号示意沿着光传播方向从物体侧算起的光学表面的序列,其中在焦平面板F上形成的焦平面为1,R表示每一个光学表面的曲率半径(负号示意当从物体侧观察时表面是凹形的),d表示在光轴上从每一个光学表面到下一个的光学表面的表面距离,n(d)表示被用于透镜的玻璃材料关于d线(波长:587.6nm)的折射率,并且νd表示被用于透镜的玻璃材料关于d线的阿贝数。如果透镜表面是非球面,则将“*”附于表面编号并且在曲率半径R一列中写入近轴曲率半径。在曲率半径一列中的“∞”示意平面,并且E.P示意眼点。省略了空气的折射率“1.00000”。在[可变距离数据]中,f表示目镜镜头EL的整个系统的焦距,并且di(i是整数)表示表面i的可变表面距离。[条件表达式]示意对应于每一个条件表达式的值。
在每一个表格中的[非球面数据]中,在[透镜数据]中由“*”示意的非球面的形式由以下表达式(a)给出,其中y表示在垂直于光轴的方向上的高度,S(y)表示在高度y处从在非球面的顶点处的切平面沿着光轴到在非球面上的位置的距离(垂度),R表示基准球面的曲率半径(近轴曲率半径),κ表示锥形系数,并且An表示n阶非球面系数。E-n示意×10-n。例如,1.234E-05=1.234×10-5。
S(y)=(y2/R)/{1+(1-κ·y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8---(a)
“mm”在每一个表格中被用作焦距f、曲率半径R、表面距离d和其它长度的单位。然而单位不限于“mm”,并且可以使用另一个适当单位,因为即便光学系统被成比例地扩大或者成比例地减小仍然获得了等价的光学性能。
在每一个表格中屈光度的单位是[m-1]。例如,屈光度X[m-1]示意在光轴上在距眼点E.P1/X[m(米)]的位置处由目镜镜头EL形成像的状态。当从眼点E.P在物体侧上形成像时,此时符号是负的。
关于表格的说明对于其它实例而言是相同的,并且因此在下文中省略。
(实例1)
将参考图1到图4和表格1描述实例1。图1示出根据实例1的目镜镜头EL(EL1)的镜头配置(当屈光度为-1[m-1]时)。在图1中,在棱镜被展开成厚平面平行板的状态中示出五棱镜P,并且仅仅示意了在焦平面板F上形成的焦平面I作为焦平面板F。
根据实例1的目镜镜头EL1按照从物体的次序包括具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第二透镜组G2,和具有负屈光力的第三透镜组G3,其中能够通过沿着光轴移动第二透镜组G2执行屈光度调节。第一透镜组G1包括具有面对物体的凸表面的弯月形透镜L1,第二透镜组G2包括双凸透镜L2,并且第三透镜组G3包括具有面对物体的凸表面的弯月形透镜L3。
在该实例中,按照从物镜(未被示意)的实像平面的次序,即,按照从焦平面I的次序,沿着光轴,将靠近焦平面I定位的聚光透镜C和五棱镜P设置在焦平面I和第一透镜组G1之间。
在根据实例1的、具有以上配置的目镜EL1中,在焦平面I上的像(由未被示意的物镜形成)顺序地经由聚光透镜C和五棱镜P转换成正像,然后被由第一透镜组G1到第三透镜组G3构成的目镜镜头EL1放大,并且在眼点E.P处进行观察。
在根据实例1的目镜镜头EL1中,在以后描述的抗反射涂层形成在第一透镜组G1的负弯月形透镜L1的像平面侧透镜表面(在表格1中表面编号7)和第二透镜组G2的双凸正透镜L2的物体侧透镜表面(在表格1中表面编号8)上。
表格1示出根据实例1的目镜镜头EL1的数据值。表格1中的表面编号1到11对应于图1所示具有曲率半径R1到R11的各个光学表面。
(表格1)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面8κ=1.0000,A4=-7.4129E-06,A6=-7.2215E-09,A8=1.6391E-12
[可变距离数据]
[条件表达式]
条件表达式(1)Nn(ABE)=1.875
条件表达式(2)ν(ABE)=27.5
条件表达式(3)ν2=47.3
条件表达式(4)S3=5.42
如表格1中的数据示出地,根据实例1的目镜镜头EL1满足所有的条件表达式(1)到(4)。
图2A到2C是示出根据实例1的目镜镜头EL1的各种像差(按照从纸张左侧的次序,球面像差、像散、彗差和畸变)的曲线图,其中分别地,图2A是示出当屈光度为-1[m-1]时的各种像差的一组曲线图,并且图2B是示出当屈光度为-3[m-1]时的各种像差的一组曲线图并且图2C是示出当屈光度为+1[m-1]时的各种像差的一组曲线图。
在示出像差的每一幅曲线图中,Y1表示光束到五棱镜P的入射高度,并且Y0表示在焦平面I上的物体高度。在示出像散的曲线图中,实线示意弧矢像表面,并且虚线示意子午像表面。在示出彗差的曲线图中,“min”示意角度单位的分。在示出球面像差的曲线图中并且在示出像散的曲线图中,横坐标的单位分别地是[m-1],这在曲线图中由“D”示意。在每一条像差曲线中,C表示C线(波长:656.3nm),D表示d线(波长:587.6nm),F表示F线(波长:486.1nm),并且G表示g线(波长:435.8nm)。有关在实例1中示出像差的曲线图的说明对于省略该说明的实例2和3而言是相同的。
如示出像差的每一幅曲线图澄清地,在实例1中,在每一个屈光度下,光学系统的各种像差均被令人满意地校正,即便取景器光学系统VF的光路长度是长的,并且屈光度调节是可能的。在实例1中,示出各种像差的每一幅曲线图示意当眼点E.P的光瞳直径为φ10mm时的像差,并且即使在这种大的光瞳直径下,彗差、球面像差和畸变仍然被令人满意地校正。
结果,根据实例1的目镜镜头EL1,能够为使用五棱镜P的单镜头反光照相机CAM的取景器光学系统VF提供允许屈光度调节并且具有大的光瞳直径,然而能够在宽的视场下确保相对高的观察放大率的目镜镜头EL1,即便在焦平面板F和目镜镜头EL1之间的距离是非常长的。而且,根据配备有这个目镜镜头EL1的取景器光学系统VF和单镜头反光照相机CAM(见图9),在屈光度调节是可能的并且光瞳直径是大的时,能够确保在宽的视场下相对高的观察放大率,即便在焦平面板F和目镜镜头EL1之间的距离是非常长的。
图3示出在从眼点E.P侧进入的光束在第一反射表面上反射并且在眼点E.P侧上产生幻像和耀斑的状态中的、具有与实例1相同的配置的目镜镜头EL1的一个实例。
在图3中,如果如所示意地,来自眼点E.P的光束BM进入目镜镜头EL,则光束在双凸正透镜L2的、曲率半径为R8的物体侧透镜表面(产生第一反射光的表面,其在表格1中的表面编号为8)上反射,到达眼点E.P,并且产生幻像和耀斑。产生第一反射光的表面8是当从眼点E.P观察时为凹形的透镜表面。通过在对应于在更宽波长范围中的宽入射角的这个表面上形成抗反射涂层,能够有效地减少幻像和耀斑。
图4示出在从物体侧进入的光束在第一反射表面和第二反射表面上反射并且在眼点E.P侧上产生幻像和耀斑的状态中的、具有与实例1相同的配置的目镜镜头EL1的一个实例。
在图4中,如果如所示意地,来自物体的光束BM进入目镜镜头EL,则光束在双凸正透镜L2的、曲率半径为R8的物体侧透镜表面(产生第一反射光的表面,其在表格1中的表面编号为8)上反射,并且反射光再次在负弯月形透镜L1的、其曲率半径为R7的像平面侧透镜表面(产生第二反射光的表面,其在表格1中的表面编号为7)上反射,并且到达眼点E.P并且产生幻像和耀斑。产生第一反射光的表面R8是当从眼点E.P观察时为凹形的透镜表面。产生第二反射光的表面R7是当从眼点E.P观察时为凹形的透镜表面。通过在对应于在更宽波长范围中的宽入射角的这个表面上形成抗反射涂层,能够有效地减少幻像和耀斑。
(实例2)
将参考图5、图6和表格2描述实例2。图5示出根据实例2的目镜镜头EL(EL2)的镜头配置(当屈光度为-1[m-1]时)。在图5中,在棱镜被展开为厚平面平行板的状态中示出五棱镜P,并且仅仅示意了在焦平面板F上形成的焦平面I作为焦平面板F。
根据实例2的目镜镜头EL2按照从物体的次序包括具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第二透镜组G2,和具有负屈光力的第三透镜组G3,其中能够通过沿着光轴移动第二透镜组G2执行屈光度调节。第一透镜组G1包括具有面对物体的凸表面的弯月形透镜L1,第二透镜组G2包括双凸透镜L2,并且第三透镜组G3包括具有面对物体的凸表面的弯月形透镜L3。
在该实例中,按照从物镜(未被示意)的实像平面的次序,即,按照从焦平面I的次序,沿着光轴,将靠近焦平面I定位的聚光透镜C和五棱镜P设置在焦平面I和第一透镜组G1之间。
在根据实例2的、具有以上配置的目镜镜头EL2中,在焦平面I上的像(由未被示意的物镜形成)顺序地经由聚光透镜C和五棱镜P转换成正像,被由第一透镜组G1到第三透镜组G3构成的目镜镜头EL2放大,并且在眼点E.P处进行观察。
在根据实例2的目镜镜头EL2中,在以后描述的抗反射涂层形成在第二透镜组G2的双凸正透镜L2的像平面侧透镜表面(在表格2中表面编号9)上并且在第三透镜组G3的负弯月形透镜L3的物体侧表面(在表格2中表面编号10)上。
表格2示出根据实例2的目镜镜头EL2的数据值。表格2中的表面编号1到11对应于在图5中具有曲率半径R1到R11的各个光学表面。
(表格2)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面8κ=0.4984,A4=-4.6337E-06,A6=-5.1922E-09,A8=1.1396E-11
[可变距离数据]
[条件表达式]
条件表达式(1)Nn(ABE)=1.952
条件表达式(2)ν(ABE)=28.4
条件表达式(3)ν2=55.1
条件表达式(4)S3=5.83
如表格2中的数据示出地,根据实例2的目镜镜头EL2满足所有的条件表达式(1)到(4)。
图6A到6C是示出根据实例2的目镜镜头EL2的各种像差(按照从纸张左侧的次序,球面像差、像散、彗差和畸变)的曲线图,其中分别地,图6A是示出当屈光度为-1[m-1]时的各种像差的一组曲线图,图6B是示出当屈光度为-3[m-1]时的各种像差的一组曲线图并且图6C是示出当屈光度为+1[m-1]时的各种像差的一组曲线图。如示出像差的每一幅曲线图澄清地,在实例2中,在每一个屈光度下光学系统的各种像差均被令人满意地校正,即便取景器光学系统VF的光路长度是长的,并且屈光度调节是可能的。在实例2中,示出各种像差的每一幅曲线图示意当眼点E.P的光瞳直径为φ10mm时的像差,并且即使在这种大的光瞳直径下,彗差、球面像差和畸变仍然被令人满意地校正。
结果,根据实例2的目镜镜头EL2,能够为使用五棱镜P的单镜头反光照相机CAM的取景器光学系统VF提供允许屈光度调节并且具有大的光瞳直径,然而能够在宽的视场下确保相对高的观察放大率的目镜镜头EL2,即便在焦平面板F和目镜镜头EL2之间的距离是非常长的。而且,根据配备有这个目镜镜头EL2的取景器光学系统VF和单镜头反光照相机CAM(见图9),在屈光度调节是可能的并且光瞳直径是大的时,能够确保在宽的视场下相对高的观察放大率,即便在焦平面板F和目镜镜头EL2之间的距离是非常长的。
(实例3)
将参考图7、图8和表格3描述实例3。图7示出根据实例3的目镜镜头EL(EL3)的镜头配置(当屈光度为-1[m-1]时)。在图7中,在棱镜被展开为厚平面平行板的状态中示出五棱镜P,并且仅仅示意了在焦平面板F上形成的焦平面I作为焦平面板F。
根据实例3的目镜镜头EL3按照从物体的次序包括具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第二透镜组G2,和具有负屈光力的第三透镜组G3,其中能够通过沿着光轴移动第二透镜组G2执行屈光度调节。第一透镜组G1包括具有面对物体的凸表面的弯月形透镜L1,第二透镜组G2包括双凸透镜L2,并且第三透镜组G3包括具有面对物体的凸表面的弯月形透镜L3。
在该实例中,按照从物镜(未被示意)的实像平面的次序,即,按照从焦平面I的次序,沿着光轴,将靠近焦平面I定位的聚光透镜C和五棱镜P设置在焦平面I和第一透镜组G1之间。
在根据实例1的、具有以上配置的目镜镜头EL3中,在焦平面I上的像(由未被示意的物镜形成)顺序地经由聚光透镜C和五棱镜P转换成正像,被由第一透镜组G1到第三透镜组G3构成的目镜镜头EL3放大,并且在眼点E.P处进行观察。
在根据实例3的目镜镜头EL3中,在以后描述的抗反射涂层形成在第二透镜组G2的双凸正透镜L2的物体侧透镜表面(在表格3中表面编号8)上并且在第二透镜组G2的双凸正透镜L2的像平面侧透镜表面(在表格3中表面编号9)上。
表格3示出根据实例3的目镜镜头EL3的数据值。表格3中的表面编号1到11对应于在图7中具有曲率半径R1到R11的各个光学表面。
(表格3)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面8κ=-0.1749,A4=-5.2054E-07,A6=-4.5613E-09,A8=1.2666E-11
[可变距离数据]
[条件表达式]
条件表达式(1)Nn(ABE)=2.001
条件表达式(2)ν(ABE)=25.5
条件表达式(3)ν2=49.6
条件表达式(4)S3=6.27
如表格3中的数据示出地,根据实例3的目镜镜头EL3满足所有的条件表达式(1)到(4)。
图8A到8C是示出根据实例3的目镜镜头EL3的各种像差(按照从纸张左侧的次序,球面像差、像散、彗差和畸变)的曲线图,其中分别地,图8A是示出当屈光度为-1[m-1]时的各种像差的一组曲线图,图8B是示出当屈光度为-3[m-1]时的各种像差的一组曲线图并且图8C是示出当屈光度为+1[m-1]时的各种像差的一组曲线图。如示出像差的每一幅曲线图澄清地,在实例3中,在每一个屈光度下光学系统的各种像差均被令人满意地校正,即便取景器光学系统VF的光路长度是长的,并且屈光度调节是可能的。在实例3中,示出各种像差的每一幅曲线图示意当眼点E.P的光瞳直径为φ10mm时的像差,并且即使在这种大的光瞳直径下,彗差、球面像差和畸变仍然被令人满意地校正。
结果,根据实例3的目镜镜头EL3,能够为使用五棱镜P的单镜头反光照相机CAM的取景器光学系统VF提供允许屈光度调节并且具有大的光瞳直径,然而能够在宽的视场下确保相对高的观察放大率的目镜镜头EL3,即便在焦平面板F和目镜镜头EL3之间的距离是非常长的。而且,根据配备有这个目镜镜头EL3的取景器光学系统VF和单镜头反光照相机CAM(见图9),在屈光度调节是可能的并且光瞳直径是大的时,能够确保在宽的视场下相对高的观察放大率,即便在焦平面板F和目镜镜头EL3之间的距离是非常长的。
现在将描述被用于根据这个实施例的目镜镜头EL的抗反射涂层(所谓的“多层宽带抗反射涂层”)。图11是描绘抗反射涂层的膜配置的一个实例的图表。这个抗反射涂层101由七个层构成,并且在诸如透镜的光学部件102的光学表面上形成。利用真空沉积方法沉积由氧化铝制成的第一层101a。在第一层101a上,利用真空沉积方法沉积由氧化钛和氧化锆的混合物制成的第二层101b。在第二层101b上,利用真空沉积方法沉积由氧化铝制成的第三层101c,并且在第三层101c上,利用真空沉积方法沉积由氧化钛和氧化锆的混合物制成的第四层101d。此外,在第四层101d上,利用真空沉积方法沉积由氧化铝制成的第五层101e,并且在第五层101e上,利用真空沉积方法沉积由氧化钛和氧化锆的混合物制成的第六层101f。
然后在类似于此地形成的第六层101f上,利用湿法工艺形成由氟化镁和氧化硅的混合物制成的第七层101g,由此形成这个实施例的抗反射涂层101。为了形成第七层101g,使用是一种类型的湿法工艺的溶胶-凝胶方法。溶胶-凝胶方法包括转换通过利用水解、缩聚反应等将原材料混合到无任何流动性的凝胶中获得的溶胶,并且通过加热和分解凝胶而获得产物。为了制造光学薄膜,光学薄膜材料的溶胶被涂覆在光学元件的光学表面上,并且通过干燥并且固化溶胶而产生凝胶膜。湿法工艺不限于溶胶-凝胶方法,而是可以使用用于在不经历凝胶状态时获得固体膜的方法。
以此方式,通过是干法工艺的电子束沉积形成抗反射涂层101的第一层101a到第六层101f,并且根据以下工序,通过使用利用氢氟酸/醋酸镁方法制备的溶胶溶液的湿法工艺形成是顶层的第七层101g。
首先使用真空沉积设备,将是第一层101a的氧化铝层、将是第二层101b的氧化钛-氧化锆混合层、将是第三层101c的氧化铝层、将是第四层101d的氧化钛-氧化锆混合层、将是第五层101e的氧化铝层和将是第六层101f的氧化钛-氧化锆混合层顺序地形成在透镜的膜沉积表面(光学部件102的上述光学表面)上。在从沉积设备移除光学部件102之后,利用旋涂方法涂覆利用氢氟酸/醋酸镁方法制备的、添加硅酸烷基酯的溶胶溶液,从而将由氟化镁和氧化硅的混合物制成的层形成为第七层101g。当利用氢氟酸/醋酸镁方法制备溶胶溶液时的化学反应式由以下表达式(b)示出。
2HF+Mg(CH3COO)2→MgF2+2CH3COOH---(b)
对于用于这个膜沉积的溶胶溶液,首先将原材料混合、在处于140℃的高压釜中在高温下老化并且加热24个小时,并且然后被用于膜沉积。在沉积第七层101g的膜之后,光学部件102在空气中在160℃下加热一个小时,并且然后该过程完成。通过使用这个溶胶-凝胶方法,带有空隙地沉积了几nm到几十nm的颗粒,由此形成第七层101g。
将使用图12所示光谱特性描述具有如上所述地形成的抗反射涂层101的光学部件的光学性能。
在下文中的表格4所示条件下形成具有根据这个实施例的抗反射涂层的光学部件(透镜)。表格4对于当基准波长为λ并且基板(光学部件)的折射率为1.62、1.74或者1.85时的情形示出抗反射涂层101的层101a(第一层)到101g(第七层)的每一个光学膜厚度。在表格4中,Al203表示氧化铝,ZrO2+TiO2表示氧化钛和氧化锆的混合物,并且MgF2+SiO2表示氟化镁和氧化硅的混合物。
(表格4)
图12示出当光束垂直地进入光学部件时的光谱特性,在光学部件处,关于在表格4中为550nm的基准波长λ设计抗反射涂层101的每一个层的光学膜厚度。
如图12示出地,在具有关于作为550nm的基准波长λ设计的抗反射涂层101的光学部件中,在光束波长的420nm到720nm的全部区域中,反射率被控制为0.2%或者更小。即使在具有抗反射涂层101的光学部件中,在于表格4中关于作为d线(波长:587.6nm)的基准波长λ设计每一个光学膜厚度时,光谱特性仍然保持几乎不被改变,并且基本获得了与图12所示550的基准波长的情形相同的光谱特性。
现在将描述根据这个实施例的抗反射涂层的一种修改。这个抗反射涂层由五个层构成,并且如在表格4中,相对于基准波长λ,在表格5所示条件下设计每一个层的光学膜厚度。在这个修改中,使用上述溶胶-凝胶方法形成第五层。
(表格5)
图13示出当光束垂直地进入光学部件时的光谱特性,在该光学部件处,关于作为1.52的基板的折射率和在表格5中作为550nm的基准波长λ设计每一个光学膜厚度。如图13示出地,在该修改的抗反射涂层中,在光束波长的420nm到720nm的全部区域中,反射率被控制为0.2%或者更小。即使关于在表格5中作为d线(波长:587.6nm)的基准波长λ设计每一个光学膜厚度时,光谱特性仍然保持几乎不被改变,并且基本获得了与图13所示相同的光谱特性。
图14示出当进入具有图13中的光谱特性的光学部件的光束的入射角分别地是30°、45°和60°时的光谱特性。图13和图14没有示出具有表格5所示的、其基板的折射率是1.46的抗反射涂层的光学部件的光谱特性,但是显然,这个光学部件具有与当基板的折射率是1.52时的情形基本相同的光谱特性。
为了比较,图15示出仅仅利用干法工艺、诸如传统真空沉积方法形成的抗反射涂层的一个实例。图15示出当光束垂直地进入光学部件时的光谱特性,在该光学部件处,基板的折射率为在表格5所示的1.52并且在表格6所示条件下设计抗反射涂层。图16示出当进入具有图15中的光谱特性的光学部件的光束的入射角分别地是30°、45°和60°时的光谱特性。
(表格6)
比较图12到图14所示的具有根据这个实施例的抗反射涂层的光学部件的光谱特性与图15和图16所示的现有技术的光谱特性,清楚的是根据这个实施例的抗反射涂层在任何入射角下具有低的反射率,并且还在更宽的带宽中具有低的反射率。
现在将描述当表格4所示抗反射涂层应用于根据实例1到实例3的目镜镜头EL(EL1到EL3)时的实例。
在实例1的目镜镜头EL1中,如在表格1中所示,第一透镜组G1的负弯月形透镜L1的折射率是nd=1.84666,并且第二透镜组G2的双凸正透镜L2的折射率是nd=1.77387,因此如果其基板的折射率是1.85(见表格4)的抗反射涂层101被用于负弯月形透镜L1的像平面侧透镜表面,并且其基板的折射率是1.74(见表格4)的抗反射涂层被用于双凸正透镜L2的物体侧透镜表面,则来自每一个透镜表面的反射光能够减少,并且能够减少幻像和耀斑。
在实例2的目镜镜头EL2中,如在表格2中所示,第二透镜组G2的双凸正透镜L2的折射率是nd=1.75550,并且第三透镜组G3的负弯月形透镜L3的折射率是nd=1.90366,因此如果其基板的折射率是1.74(见表格4)的抗反射涂层101被用于双凸正透镜L2的像平面侧透镜表面,并且其基板的折射率是1.85(见表格4)的抗反射涂层被用于负弯月形透镜L3的物体侧透镜表面,则来自每一个透镜表面的反射光能够减少,并且能够减少幻像和耀斑。
在实例3的目镜镜头EL3中,如在表格3中所示,第二透镜组G2的双凸正透镜L2的折射率是nd=1.77250,因此如果其基板的折射率是1.74(见表格4)的抗反射涂层101被用于双凸正透镜L2的物体侧透镜表面,并且其基板的折射率是1.85(见表格4)的抗反射涂层被用于双凸正透镜L2的像平面侧透镜表面,则来自每一个透镜表面的反射光能够减少,并且能够减少幻像和耀斑。
为了更好的理解,利用实施例的配置要求描述了本发明,但是显然本发明不限于此。
例如,根据这个实施例的目镜镜头EL能够不仅用作图9所示单镜头反光照相机的取景器光学系统VF的目镜镜头,而且还能够通常地用作实像光学系统的取景器光学系统的目镜镜头。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,能够通过沿着光轴移动第二透镜组G2执行屈光度调节,但是不限于这种配置。全部要求在于,能够通过沿着光轴移动第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3中的至少一个,诸如移动第一透镜组G1,或者移动第一透镜组G1和第二透镜组G2这两者来执行屈光度调节。
在根据这个实施例的目镜镜头EL中,在宽的波长区域中具有高透射性的抗反射涂层可以形成在每一个透镜表面上,以便减少幻像和耀斑并且以高对比度实现高的光学性能。显然,包括至少一个利用湿法工艺形成的层的抗反射涂层可以形成在每一个透镜表面上。
(实施例2)
现在将描述根据实施例2的目镜光学系统。根据实施例2的目镜光学系统设置为向使用者的眼睛形成在诸如液晶的显示部件上显示的像。在根据这个实施例的目镜镜头中,在构成目镜镜头的光学表面之中的至少一个表面上形成抗反射涂层,并且该抗反射涂层包括至少一个利用湿法工艺形成的层。利用这种配置,根据这个实施例的目镜镜头EL能够进一步减少在光学表面上反射的、由来自物体侧或者来自眼点侧的光产生的幻像和耀斑,并且能够实现高的成像性能。
根据实施例2的目镜光学系统包括目镜镜头、和在目镜镜头的眼侧上作为保护性窗口设置的弯月形光学部件(此后在实施例2中称为“保护性窗口”),其中满足以下表达式(5),其中fe表示当目镜镜头的屈光度为0[m-1]时目镜镜头的焦距,并且Rm表示弯月形表面的曲率半径。
2.00<Rm/fe<22.00---(5)
在根据实施例2的目镜光学系统中,在目镜镜头的眼侧上作为最后的光学部件包括弯月形保护性窗口,由此在视场中从亮点像(显示部件的像)进入保护性窗口的表面并且在那里反射的光束发散,因此亮点像的再成像位置能够远离显示部件地移动。此外,不能同时地观察再成像的幻像像和原始实像,由此幻像像的可视性降低。
条件表达式(5)规定保护性窗口的最佳形状。通过满足条件表达式(5),能够有效地避免由高亮度像产生的幻像。
如果没有达到条件表达式(5)的下限值,则能够容易地避免在视场内产生的幻像,但是保护性窗口的屈光力增加,这影响整个目镜光学系统的像差性能,使其不可能实现高的成像性能。为了使得本发明的效果更加可靠,更加优选的是将条件表达式(5)的值的下限设定为4.85,则能够实现带有较小的像差的进而更好的光学性能。如果下限值被设定为5.50,则能够实现进而更好的光学性能。
如果超过条件表达式(5)的上限值,则目镜光学系统的像差性能更小地受到影响,但是幻像光的再成像位置变得更加靠近显示部件,并且更加容易地产生幻像光。在此情形中,如果为了屈光度调节而沿着光轴移动目镜光学系统,则可以容易地观察到幻像光。为了使得本发明的效果更加可靠,更加优选的是将条件表达式的值的上限设为15.00,则能够进一步降低幻像的影响。进而,如果上限值被设定为10.00,则能够进一步降低幻像的影响。
在实施例2中,条件表达式(5)规定作为最后光学部件的保护性窗口的最佳形状,但是仅当光学部件设置在目镜光学系统的眼侧上时(即便它不是最后光学部件),才能够有效地减少幻像光,并且能够通过满足条件表达式(5)实现高的成像性能。
关于用于屈光度的[m-1]单位,例如屈光度X[m-1]示意在光轴上在距眼点1/X[m(米)]的位置处由目镜镜头产生像的状态(当从目镜镜头在使用者一侧上产生像时,符号是正的)。
考虑屈光度调节,优选的是设定曲率半径,使得幻像光的再成像位置在光轴方向上远离显示部件位置至少3×(fe2/1000)。这个条件表达式示意在显示部件位置处将屈光度改变1[m-1]所要求的显示部件的移动距离的三倍。换言之,当在观察状态中将屈光度设定于显示部件时,幻像像形成位置被设定为屈光度以大约3[m-1]不同的状态。通过设定这个状态,当观察像时,幻像像变得较不那么显著。比在以上条件中更大地分离成像位置当然是更好的。
在根据实施例2的目镜光学系统中,优选的是弯月形光学部件设置为使得凹表面面对眼睛。如果凹表面面对眼睛,则来自眼侧的自然光在保护性窗口的眼侧表面上反射,并且较不可能进入使用者的瞳孔。由于与使用者的头部的位置关系,特别地当观察像时,自然光相对于目镜光轴以大的角度进入,因此如果眼侧光学表面是凹形的,则与凸表面相比较,光学表面变得更加向后,并且自然光较不可能进入。即便自然光的确进入,自然光仍然更加可能向视场外侧反射而不非常多地进入使用者的眼睛,因为与凸表面的情形相比较,入射角更大。
在根据实施例2的目镜光学系统中,满足以下条件表达式(6)和(7),其中Y表示所要观察的实像的最大像高。
fe<40.00---(6)
Y<fe/3.00---(7)
条件表达式(6)规定目镜镜头的焦距,并且条件表达式(7)规定实像的最大像高的上限。
通过满足条件表达式(6)和(7),能够更加有效地避免幻像。如果超过条件表达式(7)的上限,则所要观察的实像平面变大,因此特别地在视场的周边性能方面,保护性窗口的曲率影响目镜像差性能。为了使得本发明的效果更加可靠,更加优选的是将条件表达式(7)的值的上限设为fe/3.5,则能够更加有效地避免幻像。如果上限值被设定为fe/4.0,则能够进而更加有效地避免幻像。
在实施例2中,优选的是保护性窗口由树脂制成。则保护性窗口变轻并且易于模制,并且能够具有更好的抗冲击性。例如,压克力(acryl)或者聚碳酸酯能够被用于树脂。
现在将参考附图描述根据实施例2的目镜光学系统的每一个实例。
(实例4)
图17是描绘根据实施例2的实例4的目镜光学系统的配置的截面视图。根据实施例2的实例4的目镜光学系统按照从物体的次序包括目镜镜头11和保护性窗口12。
目镜镜头11包括双凸正透镜L13、双凹负透镜L14和具有面对物体的凹表面的正弯月形透镜L15。
在实例4中,保护性窗口12具有带有面对眼睛的凹表面的弯月形状。如果凹表面面对眼睛,则来自眼侧的自然光被反射到最后光学部件表面上并且较不可能进入使用者的瞳孔。由于与使用者的头部的位置关系,特别地当观察像时,自然光相对于目镜光轴以大的角度进入。因此如果光学表面是凹形的,则与凸表面相比较,光学表面变得更加向后,并且自然光较不可能进入。即便自然光的确进入,自然光仍然更加可能向视场外侧反射,因为与凸表面的情形相比较,入射角更大。
在实例4中,对于在物体侧和眼侧上的两个表面,保护性窗口12的曲率半径是50mm。即便这两个表面与此类似地具有相同的曲率半径,保护性窗口12仍然具有屈光力,虽然是非常低的。然而在实例4的情形中这几乎不能影响目镜镜头的像差性能,因为能够通过增加曲率半径并且转动弯曲表面的凸表面以面对目镜镜头,可以降低会聚光在从目镜镜头到眼点E.P的方向上到弯曲表面的入射角。
图17示出来自显示部件16的显示光和幻像光的光路。幻像光使得即便在显示部件16的点A处像的光在保护性窗口12的表面(点B)上反射,通过为保护性窗口12提供一定曲率,保护性窗口12的面对显示部件16的表面仍然起发散反射光的作用,因此反射光并不靠近显示部件形成像,而是在显示部件16的表面上反射,进入目镜镜头11和保护性窗口12,并且在靠近眼点的点D处被收集。因此这个反射光作为杂散光到达眼睛,但是不能被使用者观察为幻像像。
表格7示出根据实施例2的实例4的目镜光学系统的数据值。目镜镜头的焦距是fe=24.59mm。在实例4中并且在随后的实例中假设所要观察的物体的最大高度为6.0mm。表格7中的表面编号1到10对应于图17所示具有曲率半径R1到R10的各个光学表面。
(表格7)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面2κ=-1.7818,A6=0.0
表面4κ=1.0000,A6=0.65762E-06
表面7κ=0.5034,A6=0.0
[条件表达式]
条件表达式(5)Rm/fe=2.03
条件表达式(6)fe=24.59
条件表达式(7)fe/3=8.19
图18是示出根据本发明的实例4的目镜光学系统的各种像差的曲线图。在示出球面像差的曲线图中,“Y1”表示当进入正像系统时光束的入射高度,并且“Y0”表示在示出像散的曲线图中显示部件的高度。示出彗差的曲线图中的“min”示意角度单位的分。在曲线图中,“C”、“F”、“D”和“G”分别地表示相对于C线(波长:656.3nm)、F线(波长:486.1nm)、d线(波长:587.6nm)和g线(波长:435.8nm)的像差曲线。在示出球面像差的曲线图和示出像散的曲线图中,横坐标“D”的单位是[m-1]。为实例4使用的参考符号还被用于在以后描述的实例5到实例8中示出像差的曲线图。
如在图18中示出像差的每一幅曲线图澄清地,根据实例4的目镜光学系统10能够令人满意地校正各种像差并且具有极好的成像性能。此外,如在与在图28中示出在以后述及的参考实例的像差的曲线图的比较中所示,即便设置具有在条件表达式(5)的范围内的曲率半径的保护性窗口12,目镜光学系统10的像差性能仍然没有劣化。
(实例5)
图19是描绘根据实施例2的实例5的目镜光学系统20的配置的截面视图。实例5具有基本上与实例4相同的镜头配置,但是差异在于,在实例5中保护性窗口22的曲率半径是125mm,这在实例4中是50mm。
图19示出来自显示部件26的显示光和幻像光的光路。因为保护性窗口22的曲率半径大于实例4,所以发散幻像光的功能减弱,并且幻像光的再成像位置(点D)比图17中的实例4的情形更加靠近显示部件。然而使用者在眼点处并不将再成像幻像光观察为幻像像,因为再成像位置(点D)足够地远离是距离显示部件3×(fe2/1000)的点。这意味着如果满足本发明的条件表达式(5)的下限值,则能够有效地减少幻像。
表格8示出根据实例5的目镜光学系统的数据值。目镜镜头的焦距是fe=24.59mm。表格8中的表面编号1到10对应于图19所示具有曲率半径R1到R10的各个光学表面。
(表格8)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面2κ=-1.7818,A6=0.0
表面4κ=1.0000,A6=0.65762E-06
表面7κ=0.5034,A6=0.0
[条件表达式]
条件表达式(5)Rm/fe=5.08
条件表达式(6)fe=24.59
条件表达式(7)fe/3=8.19
图20是示出根据本发明的实例5的目镜光学系统20的各种像差的一组曲线图。如示出像差的每一幅曲线图澄清地,根据实例5的目镜光学系统20能够令人满意地校正各种像差并且具有极好的成像性能。此外,如在与在图28中示出的、在以后述及的参考实例的像差的曲线图的比较中所示,即便设置具有在条件表达式的范围内的曲率半径的保护性窗口22,目镜光学系统20的像差性能仍然没有劣化。
(实例6)
图21是描绘根据实施例2的实例6的目镜光学系统30的配置的截面视图。根据实例6的目镜光学系统30按照从物体的次序包括目镜镜头31和保护性窗口32。
目镜镜头31包括具有面对物体的凹表面的正弯月形透镜L33,和具有面对物体的凸表面的负弯月形透镜和双凸正透镜的胶合透镜L34。
在实例6中,保护性窗口32具有带有面对眼睛的凹表面的弯月形状,其中在物体侧上的表面的曲率半径是90mm,并且在眼侧上的表面的曲率半径是95mm,即,在物体侧上的表面和眼侧上的表面之间曲率半径是不同的。
在本发明中,向设置在眼侧上的光学部件提供是目镜镜头的焦距的大约1/100的屈光力并不影响目镜镜头的像差,因此即便在这个范围内曲率半径在最后光学部件之前和之后改变,仍然不存在任何问题。曲率可以被设定为使得物体侧上的表面和眼侧上的表面形成同心圆。同样在此情形中,能够实现避免幻像的效果而不影响像差性能。
表格9示出根据实例6的目镜光学系统的数据值。目镜镜头的焦距是fe=23.16mm。表格9中的表面编号1到9对应于图21所示具有曲率半径R1到R9的分别的光学表面。
(表格9)
[透镜数据]
[条件表达式]
条件表达式(5)Rm(物体侧表面)/fe=3.88
条件表达式(5)Rm(眼侧表面)/fe=4.09
条件表达式(6)fe=23.16
条件表达式(7)fe/3=7.72
图22是示出根据实施例2的实例6的目镜光学系统30的各种像差的一组曲线图。如示出像差的每一幅曲线图澄清地,根据实例6的目镜光学系统30能够令人满意地校正各种像差并且具有极好的成像性能。此外,如在与根据实例4的图18和根据实例5的图20的比较中所示,目镜光学系统30的像差性能并不劣化,即便在条件表达式(5)的范围内在保护性窗口32的物体侧上的表面和眼侧上的表面之间曲率半径是不同的。
(实例7)
图23是描绘根据实施例2的实例7的目镜光学系统的配置的截面视图。实例7具有基本上与实例6相同的镜头配置,但是差异在于,在实例7中,保护性窗口42的曲率半径在物体侧表面上是200mm,并且在眼侧表面上是240mm,这在实例6中在物体侧表面上是90mm,并且在眼侧表面上是95mm。
表格10示出根据实例7的目镜光学系统的数据值。目镜镜头的焦距是fe=23.16mm。表格10中的表面编号1到9对应于图23所示具有曲率半径R1到R9的各个光学表面。
(表格10)
[透镜数据]
[条件表达式]
条件表达式(5)Rm(物体侧表面)/fe=8.62
条件表达式(5)Rm(眼侧表面)/fe=10.35
条件表达式(6)fe=23.16
条件表达式(7)fe/3=7.72
图24是示出根据实施例2的实例7的目镜光学系统40的各种像差的一组曲线图。如示出像差的每一幅曲线图澄清地,根据实例7的目镜光学系统40能够令人满意地校正各种像差并且具有极好的成像性能。此外,如在与根据实例6的图22的比较中所示,即便在条件表达式(5)的范围内增加在保护性窗口42的物体侧表面和眼侧表面之间的曲率的差异,目镜光学系统40的像差性能仍然不劣化。
(实例8)
图25是描绘根据实施例2的实例8的目镜光学系统的配置的截面视图。实例8具有基本上与实例6和实例7相同的镜头配置,但是差别在于:保护性窗口52具有面对物体的凹表面;并且对于物体侧表面和眼侧表面这两者,曲率半径是150mm。
表格11示出根据实例8的目镜光学系统的数据值。目镜镜头的焦距是fe=23.16mm。表格11中的表面编号1到9对应于具有图25所示曲率半径R1到R9的分别的光学表面。
(表格11)
[透镜数据]
[条件表达式]
条件表达式(5)Rm/fe=6.47
条件表达式(6)fe=23.16
条件表达式(7)fe/3=7.72
图26是示出根据本发明的实例8的目镜光学系统50的各种像差的一组曲线图。如示出像差的每一幅曲线图澄清地,根据实例8的目镜光学系统50能够令人满意地校正各种像差并且具有极好的成像性能。此外,如在与根据实例6的图22和根据实例7的图24的比较中所示,即便在条件表达式的范围内保护性窗口52的凹表面面对物体,目镜光学系统50的像差性能仍然不劣化。
(实施例3)
现在将描述根据实施例3的目镜光学系统。根据实施例3的目镜光学系统设置为向使用者的眼睛形成在诸如液晶的显示部件上显示的像。在根据这个实施例的目镜镜头中,在构成目镜镜头的光学表面之中的至少一个表面上形成抗反射涂层,并且该抗反射涂层包括至少一个利用湿法工艺形成的层。利用这种配置,根据这个实施例的目镜镜头能够进一步减少由在光学表面上反射的、来自物体侧或者来自眼点侧的光产生的幻像和耀斑,并且能够实现高的成像性能。
根据实施例3的目镜光学系统包括目镜镜头和在目镜镜头的眼侧上作为保护性窗口设置的光学部件(此后称为“保护性窗口”),其中该光学部件在其周边区域上具有弯月形状,并且满足以下表达式(5),其中fe表示当目镜镜头的屈光度为0[m-1]时目镜镜头的焦距,并且Rm表示弯月形表面的曲率半径。
2.00<Rm/fe<22.00---(5)
在根据实施例3的目镜光学系统中,目镜镜头的周边区域(依据距光轴的距离)在目镜镜头的眼侧上具有弯月形保护性窗口,由此在视场中从亮点像(显示部件的像)进入保护性窗口的周边区域并且在那里反射的光束发散,因此亮点像的再成像位置能够远离显示部件地移动。此外,不能同时地观察再成像的幻像像和原始实像,由此幻像像的可视性降低。
条件表达式(5)规定保护性窗口的周边区域的最佳形状。通过满足条件表达式(5),能够有效地避免幻像。
如果没有达到条件表达式(5)的下限值,则能够容易地避免在视场内产生的幻像,但是保护性窗口的周边区域的屈光力增加,这影响整个目镜光学系统的像差性能,使其不可能实现高的成像性能。如果超过条件表达式(5)的上限值,则目镜光学系统的像差性能更小地受到影响,但是幻像光的再成像位置变得更加靠近显示部件,并且更加容易地产生幻像光。在此情形中,如果为了屈光度调节而沿着光轴移动目镜光学系统,则可以容易地观察到幻像光。
在规定保护性窗口的周边区域方面,实施例3不同于实施例2,并且能够有效地利用这种配置避免幻像,因为在设置在眼侧上的光学部件的周边区域中幻像光趋向于容易地反射。
实施例3中的周边区域指的是距光轴的距离在目镜镜头的有效直径的1/4外侧的部分。这是因为这个部分特别地趋向于影响幻像的产生。
在垂直于光轴的方向上,在另一方面,在距光轴的距离在目镜镜头的有效直径的1/4内侧的中心部分是板状的。这个部分几乎不能反射幻像光,因此与全部表面是弯曲表面的情形相比较,这个形状能够更进一步地抑制像差。
在根据实施例3的目镜光学系统中,优选的是弯月形光学部件被设置为使得凹表面面对眼睛。如果凹表面面对眼睛,则来自眼侧的自然光在保护性窗口的眼侧表面上反射,并且较不可能进入使用者的光瞳。由于与使用者的头部的位置关系,特别地当观察像时自然光相对于目镜光轴以大的角度进入,因此如果眼侧光学表面是凹形的,则与凸表面相比较,光学表面变得更加向后,并且自然光较不可能进入。即便自然光的确进入,自然光仍然更加可能向视场外侧反射,而不非常多地进入使用者的眼睛,因为与凸表面的情形相比较,入射角更大。
在根据实施例3的目镜光学系统中,以下条件表达式(6)和(7)得以满足,在此处Y表示所要观察的实像的最大像高。
fe<40.00---(6)
Y<fe/3.00---(7)
条件表达式(6)规定目镜镜头的焦距,并且条件表达式(7)规定实像的最大像高的上限。
通过满足条件表达式(6)和(7),能够更加有效地避免幻像。如果超过条件表达式(7)的上限,则所要观察的实像平面变大,因此特别地在视场的周边性能方面,保护性窗口的曲率影响目镜像差性能。
在实施例3中,优选的是保护性窗口由树脂制成。然后保护性窗口变轻并且易于模制,并且能够具有更好的抗冲击性。例如,压克力或者聚碳酸酯能够被用于树脂。
图27是描绘作为用于与本发明的实例比较的参考实例的目镜光学系统70的配置的截面视图,其中使用由三个透镜构成的目镜镜头71观察显示部件76,诸如电子取景器(EVF),并且是平面平行板的保护性窗口72设置在目镜镜头71的眼侧上。
正如实例7或者实例6,目镜镜头71包括双凸正透镜L73、双凹负透镜L74,和具有面对物体的凹表面的正弯月形透镜L75。
如在图27中所示,在显示部件76上的点A的像经由目镜镜头被引导到眼点(E.P),并且被观察。然而如果点A的像的亮度是高的,则当光透射通过保护性窗口72时,在保护性窗口72的表面(点B)上反射的反射光的强度增加。这个反射光透射通过目镜镜头71,并且点A的像再次在显示部件76的表面(点C)上形成。然后光再次在显示部件76的表面上反射,并且被引导到眼点(E.P)。如果此时点C周围的显示亮度的低的,则再次形成的点A的显示像被观察为幻像。
表格12示出根据这个参考实例的目镜光学系统的数据值。目镜镜头的焦距是fe=24.59mm。表格12中的表面编号1到10对应于图27中具有曲率半径R1到R10的各个光学表面。
(表格12)
[非球面数据]
表面2κ=-1.7818,A6=0.0
表面4κ=1.0000,A6=0.65762E-06
表面7κ=0.5034,A6=0.0
图28是示出根据这个参考实例的目镜光学系统70的各种像差的一组曲线图。如示出像差的每一幅曲线图澄清地,根据这个参考实例的目镜光学系统70令人满意地校正各种像差并且具有极好的成像性能。
现在将参考图29描述配备有根据实施例2或者3的目镜光学系统的照相机。
图29是描绘配备有根据实施例2或者3的目镜光学系统的照相机的图表。这个照相机60是配备有根据实例4的目镜光学系统作为目镜光学系统61的数字单镜头反光照相机。
在这个照相机60中,来自物体(未被示意)的光被像捕捉透镜62收集,并且经由快速复原反光镜63在焦平面板64上形成像。在焦平面板64上形成像的光在五棱镜65中被反射多次,并且被引导到目镜光学系统61。由此使用者能够通过目镜光学系统61作为正像观察物体像。
如果使用者按下释放按钮(未被示意),则快速复原反光镜63从光路外侧缩退,并且来自物体(未被示意)的光到达像素66。由此来自物体的光被像素66捕捉,并且作为物体像记录在存储器(未被示意)中。因此使用者能够使用这个照相机60拍摄物体。
这里,如上所述,作为目镜光学系统61包括在这个照相机60中的、根据实例4的目镜光学系统避免幻像的产生而不影响目镜镜头的像差性能。因此这个照相机60能够实现令人满意的光学性能。甚至在包括根据实例5到实例8中的任何一个的目镜光学系统作为目镜光学系统61的照相机中,仍然能够演示与这个照相机60相同的效果。此外,即使在当无任何快速复原反光镜63的照相机配备有根据上述实例中的任何一个的目镜光学系统时的情形中,也能够演示与照相机60相同的效果。
如上所述,这个实施例能够提供:一种能够通过在比目镜镜头更加靠近眼睛定位的光学部件的表面上反射从视场中的亮点发射的光而有效地减少幻像的目镜光学系统;和一种配备有这个目镜光学系统的光学设备。
数字和字符的解释
G1第一透镜组(实施例1)
G2第二透镜组(实施例1)
G3第三透镜组(实施例1)
EL(EL1到EL3)目镜镜头(实施例1)
VF取景器光学系统(实施例1)
CAM数字单镜头反光照相机(光学设备/实施例1)
101抗反射涂层(实施例1)
102光学部件(实施例1)
10、20、30、40、50、70目镜光学系统(实施例2和3)
11、21、31、41、51、71目镜镜头(实施例2和3)
12、22、32、42、52、72保护性窗口(实施例2和3)
L13、L23、L73正透镜(实施例2和3)
L14、L24、L74负透镜(实施例2和3)
L15、L25、L75正弯月形透镜(实施例2和3)
16、26、36、46、56、76显示部件(实施例2和3)
L33、L43、L53正弯月形透镜(实施例2和3)
L34、L44、L54胶合透镜(实施例2和3)
60照相机(光学设备/实施例2和3)
61目镜光学系统(实施例2和3)
62像捕捉透镜(实施例2和3)
63快速复原反光镜(实施例2和3)
64焦平面板(实施例2和3)
65五棱镜(实施例2和3)
66像素(实施例2和3)
E.P眼点
Claims (27)
1.一种被用于取景器光学系统的目镜镜头,所述取景器光学系统用于使用所述目镜镜头观察由物镜形成的像、由显示部件显示的像、或者物体,
抗反射涂层设置在构成所述目镜镜头的光学表面之中的至少一个表面上,并且
所述抗反射涂层包括至少一个利用湿法工艺形成的层。
2.根据权利要求1所述的目镜镜头,按照从物体的次序沿着光轴包括,
具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第二透镜组,和具有负屈光力的第三透镜组。
3.根据权利要求2所述的目镜镜头,其中
能够通过沿着光轴移动所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组中的至少一个来执行屈光度调节。
4.根据权利要求2所述的目镜镜头,其中
所述第二透镜组包括双凸透镜构件。
5.根据权利要求2所述的目镜镜头,其中
所述第三透镜组包括具有面对物体的凸表面的弯月形透镜构件。
6.根据权利要求2所述的目镜镜头,其中
满足以下条件表达式:
Nn(ABE)>1.870
其中Nn(ABE)表示具有负屈光力并且包括在所述第一透镜组和所述第三透镜组中的透镜关于d线的折射率的平均值。
7.根据权利要求2所述的目镜镜头,其中
满足以下条件表达式:
30.0>ν(ABE)
其中ν(ABE)表示具有负屈光力并且包括在所述第一透镜组和所述第三透镜组中的透镜关于d线的阿贝数的平均值。
8.根据权利要求7所述的目镜镜头,其中
满足以下条件表达式:
ν2>40
其中ν2表示包括在所述第二透镜组中的透镜关于d线的阿贝数的平均值。
9.根据权利要求2所述的目镜镜头,其中
所述第二透镜组的至少一个光学表面是非球面。
10.根据权利要求2所述的目镜镜头,其中
满足以下条件表达式:
S3>2.4
其中S3表示在所述第三透镜组中最靠近眼点定位的透镜构件的形状因子(即,由(Ro3+Re3)/(Ro3-Re3)定义的值,其中Ro3表示在所述第三透镜组中最靠近眼点定位的所述透镜构件的物体侧表面的曲率半径,并且Re3表示在所述第三透镜组中最靠近眼点定位的所述透镜构件的眼点侧表面的曲率半径)。
11.根据权利要求2所述的目镜镜头,其中
能够通过沿着光轴移动所述第二透镜组执行屈光度调节。
12.根据权利要求1所述的目镜镜头,其中
所述抗反射涂层是多层膜,并且利用湿法工艺形成的所述层是在构成多层膜的层之中的最外表面层。
13.根据权利要求1所述的目镜镜头,其中
满足以下条件表达式:
nd≤1.30
其中nd表示利用湿法工艺形成的所述层关于d线的折射率。
14.根据权利要求1所述的目镜镜头,其中
上面形成所述抗反射涂层的所述光学表面是当从眼点观察时为凹形的透镜表面。
15.根据权利要求1所述的目镜镜头,按照从物体的次序沿着光轴包括具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第二透镜组,和具有负屈光力的第三透镜组,其中
上面形成所述抗反射涂层的所述光学表面是当从眼点观察时为凹形的透镜表面。
16.根据权利要求15所述的目镜镜头,其中
当从眼点观察时为凹形的所述透镜表面是在所述第一透镜组到所述第三透镜组的光学表面之中的最靠近物体的透镜表面。
17.根据权利要求15所述的目镜镜头,其中
当从眼点观察时为凹形的所述透镜表面是在所述第一透镜组到所述第三透镜组的光学表面之中的最靠近像平面的透镜表面。
18.根据权利要求1所述的目镜镜头,其中
上面形成所述抗反射涂层的所述光学表面是当从物体观察时为凹形的透镜表面。
19.根据权利要求1所述的目镜镜头,按照从物体的次序沿着光轴包括具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第二透镜组,和具有负屈光力的第三透镜组,其中
上面形成所述抗反射涂层的所述光学表面是当从物体观察时为凹形的透镜表面。
20.根据权利要求19所述的目镜镜头,其中
上面形成所述抗反射涂层的所述凹透镜表面是在所述第二透镜组的光学表面之中的最靠近像平面的透镜表面。
21.根据权利要求1所述的目镜镜头,其中
上面形成所述抗反射涂层的所述光学表面是除了最靠近眼点的光学表面之外的光学表面。
22.一种用于使用目镜镜头观察由物镜形成的像的取景器光学系统,
所述目镜镜头是根据权利要求1所述的目镜镜头。
23.一种光学设备,包括
用于使用目镜镜头观察由物镜形成的像的取景器光学系统,
所述取景器光学系统是根据权利要求22所述的取景器光学系统。
24.一种用于制造被用于取景器光学系统的目镜镜头的方法,所述取景器光学系统用于使用所述目镜镜头观察由物镜形成的像、由显示部件显示的像、或者物体,所述方法包括以下步骤:
在构成所述目镜镜头的光学表面之中的至少一个表面上设置抗反射涂层,所述抗反射涂层包括至少一个利用湿法工艺形成的层;并且
在镜筒中设置具有上面形成所述抗反射涂层的所述光学表面的透镜。
25.根据权利要求24所述的用于制造目镜镜头的方法,其中
所述目镜镜头按照从物体的次序沿着光轴包括具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第二透镜组,和具有负屈光力的第三透镜组。
26.根据权利要求24所述的用于制造目镜镜头的方法,其中
满足以下条件表达式:
nd≤1.30
其中nd表示利用湿法工艺形成的所述层关于d线的折射率。
27.根据权利要求24所述的用于制造目镜镜头的方法,其中
上面形成所述抗反射涂层的所述光学表面是当从眼点观察时为凹形的透镜表面。
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10123436A (ja) * | 1996-10-16 | 1998-05-15 | Nikon Corp | 接眼レンズ系 |
JPH10245523A (ja) * | 1997-03-05 | 1998-09-14 | Nissan Chem Ind Ltd | コーティング組成物及び光学部材 |
US6263168B1 (en) * | 1998-09-30 | 2001-07-17 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Eyepiece optical system for a single lens reflex camera |
US20050013011A1 (en) * | 2003-07-18 | 2005-01-20 | Nikon Corporation | Eyepiece lens |
US20050225878A1 (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nikon Corporation | Anti-reflection coating, and optical element and optical system with anti-reflection coating |
JP2006342311A (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Mitsui Chemicals Inc | 高屈折率薄膜 |
US20060291061A1 (en) * | 2004-08-12 | 2006-12-28 | Noriyuki Iyama | Optical filter, method of manufacturing optical filter, optical system, and imaging apparatus |
JP2007322968A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Nikon Corp | ファインダー光学系及びこれを搭載する光学機器 |
JP2007322967A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Nikon Corp | ファインダー光学系及びこれを搭載する光学機器 |
JP2008052085A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Nikon Corp | 接眼レンズ及びこれを備えたファインダー光学系並びに光学機器 |
CN102129117A (zh) * | 2010-01-14 | 2011-07-20 | 株式会社尼康 | 成像镜头、包括其的光学设备和用于制造成像镜头的方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3369597B2 (ja) * | 1992-07-08 | 2003-01-20 | オリンパス光学工業株式会社 | ハイアイポイントファインダー光学系 |
US6296943B1 (en) | 1994-03-05 | 2001-10-02 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Method for producing composite sol, coating composition, and optical element |
JP2000356704A (ja) | 1999-06-16 | 2000-12-26 | Asahi Optical Co Ltd | 反射防止膜の形成方法および光学素子 |
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10123436A (ja) * | 1996-10-16 | 1998-05-15 | Nikon Corp | 接眼レンズ系 |
JPH10245523A (ja) * | 1997-03-05 | 1998-09-14 | Nissan Chem Ind Ltd | コーティング組成物及び光学部材 |
US6263168B1 (en) * | 1998-09-30 | 2001-07-17 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Eyepiece optical system for a single lens reflex camera |
US20050013011A1 (en) * | 2003-07-18 | 2005-01-20 | Nikon Corporation | Eyepiece lens |
US20050225878A1 (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nikon Corporation | Anti-reflection coating, and optical element and optical system with anti-reflection coating |
US20060291061A1 (en) * | 2004-08-12 | 2006-12-28 | Noriyuki Iyama | Optical filter, method of manufacturing optical filter, optical system, and imaging apparatus |
JP2006342311A (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Mitsui Chemicals Inc | 高屈折率薄膜 |
JP2007322968A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Nikon Corp | ファインダー光学系及びこれを搭載する光学機器 |
JP2007322967A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Nikon Corp | ファインダー光学系及びこれを搭載する光学機器 |
JP2008052085A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Nikon Corp | 接眼レンズ及びこれを備えたファインダー光学系並びに光学機器 |
CN102129117A (zh) * | 2010-01-14 | 2011-07-20 | 株式会社尼康 | 成像镜头、包括其的光学设备和用于制造成像镜头的方法 |
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