CN105607230B - 一种电子取景器镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子取景器镜头，包括镜筒(100)，所述的镜筒(100)内从下至上依次设有第一透镜(1)、第二透镜(2)和第三透镜(3)，所述的第一透镜(1)为塑料正透镜，所述的第二透镜(2)为塑料负透镜，所述的第三透镜(3)为塑料正透镜，所述的镜筒(100)上设有供人眼观察的通光孔(200)，所述的通光孔(200)与第三透镜(3)之间设有焦距为正的棱镜(4)，所述的棱镜(4)朝向第三透镜(3)和通光孔(200)的面均为非球面，所述的棱镜(4)上用于反射光线的面(4a)为全反射面。本发明结构紧凑、性价比高，实现画质高清虚拟成像。

Description

一种电子取景器镜头

【技术领域】

本发明涉及一种电子取景器镜头。

【背景技术】

取景器是一个人们常常忽视但其实很重要的相机部件,常应用于数码相机的虚拟取景光学镜头，也可应用于最新流行的头戴式高清智能移动影院，装备不同种类的取景器也就决定了相机的类型,甚至是相机的档次。因单电相机流行而流行的电子取景器有其独特的结构和优缺点。随着电子技术的进步，电子取景器会越来越普遍，电子取景器的性能还会逐渐提高。

目前电子取景器(EVF,Electronic Viewfinder)普遍存在这样的缺点：视场角相对较小，图像显示细节还不很清晰，拍集体照看不清某人的眼睛是睁开的还是半闭的。市场上常用的EVF视场角集中在20°附近，屈光度的调节范围有限，结构多带有玻璃镜片，其成本高。

因此，本发明正是基于以上的不足而产生的。

【发明内容】

本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种视场角可达30°，屈光调节范围在-5D到+2D，分辨率为1024*768的电子取景器镜头，该镜头结构紧凑、性价比高，实现画质高清虚拟成像。本发明结合实际生产技术要求可大批量生产，可用于数码相机和头戴式高清移 动影院中虚拟取景光学镜头。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电子取景器镜头，其特征在于：包括镜筒100，所述的镜筒100内从下至上依次设有第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3，所述的第一透镜1为塑料正透镜，所述的第二透镜2为塑料负透镜，所述的第三透镜3为塑料正透镜，所述的镜筒100上设有供人眼观察的通光孔200，所述的通光孔200与第三透镜3之间设有焦距为正的棱镜4，所述的棱镜4朝向第三透镜3和通光孔200的面均为非球面，所述的棱镜4上用于反射光线的面4a为全反射面。

如上所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的第一透镜1靠近第二透镜2的一面为凸表面，所述的第二透镜2靠近第三透镜3的一面为凹表面，所述的第三透镜3靠近棱镜4的一面为凸表面，所述的第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的表面均为非球面。

如上所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的电子取景器镜头满足条件：-1.5<f₁/f₂₃<0，-3.5<f₁/f₂<0，-1.0<f₂/f₃<0，-1.0<f₃/f₄<0，其中，f₁、f₂、f₃、f₄分别为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和棱镜4的焦距，f₂₃为第二透镜2和第三透镜3的组合焦距。

如上所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的电子取景器镜头满足条件：Vd_lens1≥30，Vd_lens2≤30，Vd_lens4≥30，Vd_lens1-Vd_lens2>20，Vd_lens3-Vd_lens2>10，其中Vd_lens1、Vd_lens2、Vd_lens3、Vd_lens4分别为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和棱镜4的色散系数。

如上所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的第一透镜1与第二透镜2之间的空气间隔为0.1mm，所述的第二透镜2与第三透镜3之间的空气间隔为1.23mm，所述的第三透镜3与棱镜4之间的空气间隔为0.1mm。

如上所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的第一透镜1与第二透镜2之间设有第一隔圈5，所述的第三透镜3与棱镜4之间设有第二隔圈6。

如上所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的镜筒100上设有对棱镜4加固的固定件300。

如上所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的通光孔200与棱镜4之间设有滤光片7。

如上所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的电子取景器镜头成像在距离2.3m处，像高为50inch。

如上所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和棱镜4的非球面表面形状满足以下方程：

在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；α₁至α₈分别表示各径向坐标所对应的系数。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明可以实现超高分辨率1024*768，芯片采用OLED屏幕，成像清晰度高。

2、本发明棱镜的两面采用光学非球面设计，可以起到矫正各单色像差的作用，同时也实现对视场孔径大小的约束。

3、本发明更关键的是由于本发明中棱镜的一面为全反射面，对整个光学系统的光路起到转折的作用，有效的节约空间，从而达到本发明的外形结构尺寸小的优点。

4、本发明采用的是塑料非球面结构,采用全塑胶镜片，降低成本。用缩短光路的方法使取景器放大倍率变高。用仅有的几片镜片弥补各种像差，提高视场角和像质，而且光学系统的几何传递函数得到很大提高,可以使该产品的税利度、透过率、色彩还原性得到显著提升。

【附图说明】

图1是本发明示意图；

图2是本发明的传递函数曲线图。

图3是本发明的场曲和畸变曲线图。

图4是本发明的垂轴像差曲线图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明作进一步描述：

一种电子取景器镜头，包括镜筒100，所述的镜筒100内从下至上依次设有第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3，所述的第一透镜 1为塑料正透镜，所述的第二透镜2为塑料负透镜，所述的第三透镜3为塑料正透镜，所述的镜筒100上设有供人眼观察的通光孔200，所述的通光孔200与第三透镜3之间设有焦距为正的棱镜4，所述的棱镜4朝向第三透镜3和通光孔200的面均为非球面，所述的棱镜4上用于反射光线的面4a为全反射面。第一透镜1的材料是PMMA材料，其焦距为正。第二透镜2的材料是OKP4HT材料，其焦距为负，可以很好地改善场曲像差。第三透镜3是双凸透镜，材料是E48R。棱镜4用于反射光线的面4a为全反射面，对于整个光学系统结构的缩短起到决定性作用，棱镜4的另外两个面为非球面，有效的对光学系统起到像差矫正的作用。第一透镜1为正透镜，它可以减小入射光线到系统前端的口径，使得系统的视场角变大，第二透镜2为负透镜，有效的控制整个光学系统的慧差和像差。第三透镜3为正透镜，正负透镜交错设置可以有效的减少光学系统的长度。而且第一透镜1和第三透镜3这两个正透镜的对称结构可以有效的矫正畸变，保证成像质量，使视场角可达30°。

所述的第一透镜1靠近第二透镜2的一面为凸表面，所述的第二透镜2靠近第三透镜3的一面为凹表面，所述的第三透镜3靠近棱镜4的一面为凸表面，所述的第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的表面均为非球面。

所述的电子取景器镜头满足条件：-1.5<f₁/f₂₃<0，-3.5<f₁/f₂<0，-1.0<f₂/f₃<0，-1.0<f₃/f₄<0，其中，f₁、f₂、f₃、f₄分别为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和棱镜4的焦距，f₂₃为第二透镜2和第三透 镜3的组合焦距。光学系统的长度可以通过增加第一透镜1的折射率来有效的减小。然而如果折射率太大，会造成极度高的像差。第二透镜2的后端面的负折射率用来改正光学系统生成的像差。而电子取景器镜头满足上述条件可以使电子取景器镜头的大小与它的像差修正达到平衡。在本发明中，当第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的焦距满足公式：-3.5<f₁/f₂<0，-1.0<f₂/f₃<0时，可以解决本发明结构的焦距分配问题及公差分布均衡性问题，可以有效实现系统视场角大和降低结构性公差敏感问题。

所述的电子取景器镜头满足条件：Vd_lens1≥30，Vd_lens2≤30，Vd_lens4≥30，Vd_lens1-Vd_lens2>20，Vd_lens3-Vd_lens2>10，其中Vd_lens1、Vd_lens2、Vd_lens3、Vd_lens4分别为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和棱镜4的色散系数。所述的第二透镜2与第三透镜3分别采用小色散系数的负透镜和大色散系数的正透镜组合，可以有效的矫正色差和畸变，提高成像质量，在相同像素下可以有更清晰完善的成像效果。

所述的第一透镜1与第二透镜2之间的空气间隔为0.1mm，所述的第二透镜2与第三透镜3之间的空气间隔为1.23mm，所述的第三透镜3与棱镜4之间的空气间隔为0.1mm。

所述的第一透镜1与第二透镜2之间设有第一隔圈5，所述的第三透镜3与棱镜4之间设有第二隔圈6。第一隔圈5是为了控制好第一透镜1和第二透镜2之间的距离，第二隔圈6起到消除系统杂散光的作用。光阑是人眼，光阑距离镜头前端有很长的距离，该镜头屈光度的调节范围广，正常的人眼、近视眼以及远视眼使用都不会受到影 响。

所述的镜筒100上设有对棱镜4加固的固定件300。

所述的通光孔200与棱镜4之间设有滤光片7。该滤光片7固定在镜筒100内，对镜头有一定的保护作用，同时也过滤一部分光线，使图像色彩亮丽和锐利的同时具有良好的色彩还原性，该滤光片7除了解决色彩方面的问题以外，还保证了后面的封装工艺的顺利进行。

所述的电子取景器镜头成像在距离2.3m处，像高为50inch。

所述的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和棱镜4的非球面表面形状满足以下方程：

在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；α₁至α₈分别表示各径向坐标所对应的系数。

表1 为发明电子取景器镜头的结构参数表

表1

表2 为第一透镜1和第二透镜2的各非球面失高与半径R的比值范围

表2

表3 为第三透镜3和棱镜4的各非球面失高与半径R的比值范围

表3。

Claims (9)

1.一种电子取景器镜头，其特征在于：包括镜筒(100)，所述的镜筒(100)内从下至上依次设有第一透镜(1)、第二透镜(2)和第三透镜(3)，所述的第一透镜(1)为塑料正透镜，所述的第二透镜(2)为塑料负透镜，所述的第三透镜(3)为塑料正透镜，所述的镜筒(100)上设有供人眼观察的通光孔(200)，所述的通光孔(200)与第三透镜(3)之间设有焦距为正的棱镜(4)，所述的棱镜(4)朝向第三透镜(3)和通光孔(200)的面均为非球面，所述的棱镜(4)上用于反射光线的面(4a)为全反射面，所述的电子取景器镜头满足条件：-1.5<f₁/f₂₃<0，-3.5<f₁/f₂<0，-1.0<f₂/f₃<0，-1.0<f₃/f₄<0，其中，f₁、f₂、f₃、f₄分别为第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和棱镜(4)的焦距，f₂₃为第二透镜(2)和第三透镜(3)的组合焦距。

2.根据权利要求1所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的第一透镜(1)靠近第二透镜(2)的一面为凸表面，所述的第二透镜(2)靠近第三透镜(3)的一面为凹表面，所述的第三透镜(3)靠近棱镜(4)的一面为凸表面，所述的第一透镜(1)、第二透镜(2)和第三透镜(3)的表面均为非球面。

3.根据权利要求1或2所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的电子取景器镜头满足条件：Vd_{lens 1}≥30，Vd_{lens 2}≤30，Vd_{lens 4}≥30，Vd_{lens 1}-Vd_{lens 2}>20，Vd_{lens 3}-Vd_{lens 2}>10，其中Vd_{lens 1}、Vd_{lens 2}、Vd_{lens 3}、Vd_{lens 4}分别为第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和棱镜(4)的色散系数。

4.根据权利要求3所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的第一透镜(1)与第二透镜(2)之间的空气间隔为0.1mm，所述的第二透镜(2)与第三透镜(3)之间的空气间隔为1.23mm，所述的第三透镜(3)与棱镜(4)之间的空气间隔为0.1mm。

5.根据权利要求4所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的第一透镜(1)与第二透镜(2)之间设有第一隔圈(5)，所述的第三透镜(3)与棱镜(4)之间设有第二隔圈(6)。

6.根据权利要求5所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的镜筒(100)上设有对棱镜(4)加固的固定件(300)。

7.根据权利要求5所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的通光孔(200)与棱镜(4)之间设有滤光片(7)。

8.根据权利要求3所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的电子取景器镜头成像在距离2.3m处，像高为50inch。

9.根据权利要求3所述的电子取景器镜头，其特征在于：所述的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和棱镜(4)的非球面表面形状满足以下方程：

在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；α₁至α₈分别表示各径向坐标所对应的系数。