CN208833995U

CN208833995U - 一种目镜光学系统、电子取景器及图像摄取装置

Info

Publication number: CN208833995U
Application number: CN201821547755.3U
Authority: CN
Inventors: 詹晓晴
Original assignee: Xiamen Matsushita Electronic Information Co Ltd
Current assignee: Xiamen Matsushita Electronic Information Co Ltd; Panasonic AVC Networks Xiamen Co Ltd
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2019-05-07
Anticipated expiration: 2028-09-21

Abstract

本实用新型涉及一种目镜光学系统、电子取景器及图像摄取装置，其中，光线经由目镜光学系统而成像，朝向观察者的眼睛的方向为目侧，另一侧为显示侧，所述目镜光学系统从目侧至显示侧依次设有具有负屈光力的第一透镜组和具有正屈光力的第二透镜组；第一透镜组固定，第二透镜组可沿着光轴方向移动。本实用新型目镜光学系统具有强的正屈光力和高光学性能，同时，通过将第一透镜组设置为固定结构，第二透镜组设置为可沿光轴方向移动，该结构有利于在有限的空间内采用更多的光学镜面，使得目镜光学系统在电子取景器中提升光学性能的同时不需增加空间。因此，具备该目镜光学系统的电子取景器在具备大视野角和高光学性能的同时还具有体积小的特点。

Description

一种目镜光学系统、电子取景器及图像摄取装置

技术领域

本实用新型涉及光学领域，具体涉及一种目镜光学系统以及使用该目镜光学系统的光学装置，例如具备该目镜光学系统的电子取景器以及搭载电子取景器的图像摄取装置。

背景技术

数码相机登场以来，搭载EVF(电子取景器)的相机开始商品化。以往的OVF(光学取景器)是直接通过光学系统观察物体的像，EVF的工作原理则是将相机的主镜头拍摄的成像转换到EVF的显示器，通过光学系统用肉眼观察显示器的像。

一般而言，要使电子取景器上看到的较大的画面，以便清楚看到画面中的细节，电子取景器就必须具备较大的视野角。然而，要使电子取景器具备较大的视野角，则需要正屈光力强的目镜光学系统。对于这样的目镜光学系统，场曲、畸变等像差的补正是很难的。而由于这些场曲和倍率色差等像差的影响，显示器周边的光学解像性能则会降低。另外，正屈光力强的光学系，要求每一枚透镜具有较强的正屈光力或负屈光力，这样的话透镜在垂直于光轴上的微量偏移或倾斜时会对光学系成像周边的解像性能产生较大的影响，即偏心敏感度呈现变大的趋势。

目前市场上的相机，由于控制尺寸的原因，其电子取景器的视野角和光学性能都比较低，也就是说，目前的电子取景器在具有较小尺寸的情况下很难保证大视野角和高性能兼具。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种的目镜光学系统、电子取景器及图像摄取装置，其能够保证电子取景器具备大视野角和高光学性能的同时具有体积小的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种目镜光学系统，光线经由该目镜光学系统而成像，朝向观察者的眼睛的方向为目侧，与目侧相反的方向为显示侧，所述目镜光学系统从目侧至显示侧依次设有具有负屈光力的第一透镜组和具有正屈光力的第二透镜组；所述第一透镜组固定，所述第二透镜组可沿着光轴方向移动。

所述第一透镜组和第二透镜组满足以下条件：

-48.4＜f1/f2＜-1.4；

-48.4＜f1/f＜-1.0；

其中，f1是第一透镜组的焦点距离，f2是第二透镜组的焦点距离，f是该目镜光学系统的焦点距离。

所述第一透镜组由具有负屈光力的第一透镜构成；所述第二透镜组则包括由目侧向显示侧依次设置的第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。

所述第二透镜具有正屈光力，所述第三透镜具有正屈光力或负屈光力，所述第四透镜具有正屈光力或负屈光力，第五透镜具有正屈光力。

所述第二透镜组满足以下条件：

0.83＜f21/f2＜3.0；

-0.5＜f22/f2＜2.71；

-1.1＜f23/f2＜0.90；

0.55＜f24/f2＜2.6；

其中，f21是第二透镜的焦点距离,f22是第三透镜的焦点距离,f23是第四透镜的焦点距离,f24是第五透镜的焦点距离,f2是第二透镜组的焦点距离。

所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为满足以下条件的材质的透镜：

1.48＜N11＜1.54；

1.53＜N21＜1.73；

1.53＜N22＜1.73；

1.53＜N23＜1.69；

1.53＜N24＜1.59；

其中，N11为第一透镜的折射率，N21为第二透镜的折射率，N22为第三透镜的折射率，N23为第四透镜的折射率，N24为第五透镜的折射率。

V11≥64，V21≥54，V22≥21，V23≥21，V24≥55；

其中，V11为第一透镜的阿贝数，V21为第二透镜的阿贝数，V22为第三透镜的阿贝数，V23为第四透镜的阿贝数，V24为第五透镜的阿贝数。

所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜满足以下条件：

0.02＜T1/T2＜0.05；

0.20＜T21/T2＜0.40；

0.04＜T22/T2＜0.45；

0.04＜T23/T2＜0.38；

0.17＜T24/T2＜0.42；

其中，T1为第一透镜组在光轴上的厚度，T2为第二透镜组在光轴上的厚度，T21为第二透镜在光轴上的厚度，T22为第三透镜在该光轴上的厚度，T23为第四透镜在光轴上的厚度，T24为第五透镜在光轴上的厚度。

所述第二透镜组具有非球面结构的透镜。

一种电子取景器，包括取景器框体以及设置在取景器框体内的显示器，所述取景器框体还设有上述的目镜光学系统，所述目镜光学系统的第一透镜组固定在取景器框体内，所述第二透镜组可移动地设置在取景器框体内。

所述第二透镜组设置在移动壳体内，所述移动壳体上设有滑轨，相应地，所述取景器框体内设有与滑轨配合的滑槽，所述移动壳体外侧设有一可使第二透镜组前后移动的调节旋钮。

一种图像摄取装置，其包括机身以及设置在机身上的摄像镜头组，所述机身上还设有将摄像镜头组的光学信号转化为数字信号并输出的图像传感器、以及对所述图像传感器的数字信号进行监视的上述的电子取景器。

采用上述方案后，本实用新型通过目镜光学系统中的第一透镜组和第二透镜组进行设置，使第一透镜组具有负屈光力，第二透镜组具有正屈光力，使得目镜光学系统具有强的正屈光力和好的光学性能，从而保证了具备该目镜光学系统的电子取景器具有大视野角的同时，提高了电子取景器的光学性能，保证了其成像质量。同时，本实用新型通过将第一透镜组设置为固定结构，第二透镜组设置为可沿光轴方向移动，该结构有利于在有限的空间内采用更多的光学镜面，使得目镜光学系统在电子取景器中提升光学性能的同时不需增加空间。因此，具备本实用新型的目镜光学系统的电子取景器在具备大视野角和高光学性能的同时还具有体积小的特点。

此外，本实用新型通过对第一透镜组和第二透镜组的焦点距离、折射率、阿贝数以及厚度进行了限定，使得目镜光学系统的场曲、畸变、偏心敏感度得到进一步改善，进一步提高目镜光学系统的光学性能，使得使用该目镜光学系统的电子取景器在具有的视野角的基础上具有更好的成像质量，以搭载更高像素的显示器。

附图说明

图1为本实用新型图像摄取装置的内部概要模块结构图；

图2为本实用新型电子取景器的结构示意图；

图3为本实用新型目镜光学系统的第二透镜组的结构示意图；

图4a为本实用新型实施例一目镜光学系统的结构示意图；

图4b为本实用新型实施例一目镜光学系统随观察者屈光力调节的结构示意图；

图5a为本实用新型实施例一目镜光学系统的球差图；

图5b为本实用新型实施例一目镜光学系统的场曲图；

图5c为本实用新型实施例一目镜光学系统的畸变图；

图6为本实用新型实施例一目镜光学系统的MTF(调制传递函数)图；

图7a为本实用新型实施例二目镜光学系统的结构示意图；

图7b为本实用新型实施例二目镜光学系统随观察者屈光力调节的结构示意图；

图8a为本实用新型实施例二目镜光学系统的球差图；

图8b为本实用新型实施例二目镜光学系统的场曲图；

图8c为本实用新型实施例二目镜光学系统的畸变图；

图9为本实用新型实施例二的目镜光学系统的MTF(调制传递函数)图。

图10a为本实用新型实施例三的目镜光学系统的结构示意图；

图10b为本实用新型实施例三的目镜光学系统随观察者屈光力调节的结构示意图；

图11a为本实用新型实施例三目镜光学系统的球差图；

图11b为本实用新型实施例三目镜光学系统的场曲图；

图11c为本实用新型实施例三目镜光学系统的畸变图；

图12为本实用新型实施例三的目镜光学系统的MTF(调制传递函数)图。

图13a为本实用新型实施例四目镜光学系统的结构示意图；

图13b为本实用新型实施例四目镜光学系统随观察者屈光力调节的结构示意图；

图14a为本实用新型实施例四目镜光学系统的球差图；

图14b为本实用新型实施例四目镜光学系统的场曲图；

图14c为本实用新型实施例四目镜光学系统的畸变图；

图15为本实用新型实施例四的目镜光学系统的MTF(调制传递函数)图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图，对本实用新型涉及的目镜光学系统、具备目镜光学系统的电子取景器以及搭载电子取景器的图像摄取装置进行详述。

首先，参照图1所示，图像摄取装置包括机身1和摄像镜头组2，其中，摄像镜头组2设置在机身1上，而机身上还设有图像传感器3、图像处理芯片4、显示屏5、电子取景器6等。

光线通过摄像镜头组2后，经过图像传感器将3光学信号转化成数字信号，再经过图像处理芯片4将数字信号传输至显示屏5以及电子取景器6上显示。

电子取景器6用于监视图像传感器3摄取的图像信号，如图2和图3所示，电子取景器6包括取景器框体61、显示器62和目镜光学系统7，显示器62和目镜光学系统7均设置在取景器框体61内，该目镜光学系统7包括第一透镜组71和第二透镜组72，第一透镜组71固定在取景器框体71内，第二透镜组72则可根据观察者的屈光力大小在取景器框体61内进行前后移动。在使用时，观察者从第一透镜组71经由第二透镜组72观察显示器62上的图像。

第二透镜组72在取景器框体61的移动可以通过以下结构实现：将第二透镜组72设置在移动壳体725内，在移动壳体725上设置滑轨，相应地，在取景器框体61内设有与滑轨配合的滑槽，在移动壳体725外侧设有一可移动第二透镜组72前后移动的调节旋钮726。观察者可以根据其屈光力控制调节旋钮726，通过调节旋钮726移动第二透镜组72相对于第一透镜组71和显示器62的距离。

继续参照图2和图3所示，目镜光学系统7，适用于一显示画面(电子取景器的显示器62)的成像光线经由该目镜光学系统7进入观察者的眼睛而成像，朝向观察者的眼睛的方向为目侧，朝向该显示画面的方向为显示侧。该目镜光学系统7从目侧至显示侧依次设有第一透镜组71和第二透镜组72，第一透镜组71具有负屈光力，第二透镜组72具有正屈光力，第二透镜组72的屈光力绝对值大于第一透镜组71的屈光力绝对值；第一透镜组固定，所述第二透镜组可沿着光轴方向移动。当显示画面的成像光线发出后，该成像光线会依次通过第二透镜组72以及第一透镜组71，进入观察者的眼睛，并在观察者的眼睛视网膜内形成一影像。

第一透镜组71具有负屈光力，第二透镜组72具有正屈光力，且第二透镜组72的屈光力绝对值大于第一透镜组71的屈光力绝对值，使得目镜光学系统7具有强的正屈光力，从而保证了具备该目镜光学系统7的电子取景器具备大的视野角和高光学性能；因此具备该目镜光学系统的电子取景器具有大视野角的同时，提高了电子取景器的光学性能，保证了其成像质量。同时，本实用新型通过将第一透镜组设置为固定结构，第二透镜组设置为可沿光轴方向移动，即该目镜光学系统在使用时，其只需调节第二透镜组，而第一透镜组保持固定。与整个目镜光学系统进行整体调节相比，本实用新型将第一透镜组固定，对第二透镜组进行调节，该结构有利于在有限的空间内采用更多的光学镜面，使得目镜光学系统在电子取景器中提升光学性能的同时不需增加空间，使得具备该目镜光学系统的电子取景器在具备大视野角和高光学性能的同时还具有体积小的特点。

为了使目镜光学系统具备更大的正屈光力和更好的光学性能，保证电子取景器的视野角和成像质量，第一透镜组71和第二透镜组72需满足以下条件：

-48.4＜f1/f2＜-1.4；

-48.4＜f1/f＜-1.0；

其中，f1是第一透镜组71的焦点距离，f2是第二透镜组72的焦点距离，f是该目镜光学系统7的焦点距离。满足上述条件的目镜光学系统，进一步扩大了电子取景器的视野角，同时也很好的补正了目镜光学系统的场曲，提高了电子取景器画面周边的解像能力；又能有效补正光学系统畸变，提升画面质感。

上述目镜光学系统中，第一透镜组71由具有负屈光力的第一透镜711构成；第二透镜组72则包括由目侧向显示侧依次设置的第二透镜721、第三透镜722、第四透镜723和第五透镜724，其中，第二透镜721具有正屈光力，第三透镜722具有正屈光力或负屈光力，第四透镜723具有正屈光力或负屈光力，第五透镜724具有正屈光力。其中，第二透镜组72中的四个透镜中可具有非球面结构，且第二透镜组72满足以下条件：

0.83＜f21/f2＜3.0；

-0.5＜f22/f2＜2.71；

-1.1＜f23/f2＜0.90；

0.55＜f24/f2＜2.6；

其中，f21是第二透镜721的焦点距离,f22是第三透镜722的焦点距离,f23是第四透镜723的焦点距离,f24是第五透镜724的焦点距离,f2是第二透镜组72的焦点距离。

在扩大电子取景器的视野角的基础上，为了提高目镜光学系统的光学性能，可以对第一透镜组71和第二透镜组72的折射率进行如下设定，以进一步补正目镜光学系统的场曲：

1.48＜N11＜1.54；

1.53＜N21＜1.73；

1.53＜N22＜1.73；

1.53＜N23＜1.69；

1.53＜N24＜1.59；

其中，N11为第一透镜711的折射率，N21为第二透镜721的折射率，N22为第三透镜722的折射率，N23为第四透镜723的折射率，N24为第五透镜724的折射率。

在上述基础上，为了减小目镜光学系统的色差，进一步提高其成像质量，可以对第一透镜组71和第二透镜组72的阿贝数进行如下限定：

V11≥64；

V21≥54；

V22≥21；

V23≥21；

V24≥55；

其中，V11为第一透镜711的阿贝数，V21为第二透镜721的阿贝数，V22为第三透镜722的阿贝数，V23为第四透镜723的阿贝数，V24为第五透镜724的阿贝数。

另外，为了降低目镜光学系统的偏心敏感度，提高目镜光学系统及电子取景器的组装时的成品率，以下将对第一透镜组71和第二透镜组72的厚度进行如下限定：

0.02＜T1/T2＜0.05；

0.20＜T21/T2＜0.40；

0.04＜T22/T2＜0.45；

0.04＜T23/T2＜0.38；

0.17＜T24/T2＜0.42；

其中，T1为第一透镜组71在光轴上的厚度，T2为第二透镜组72在光轴上的厚度，T21为第二透镜721在光轴上的厚度，T22为第三透镜722在该光轴上的厚度，T23为第四透镜723在光轴上的厚度，T24为第五透镜724在光轴上的厚度。

为进一步详尽实用新型的技术内容，以下将列举四个实施例对目镜光学系统进行详述。

实施例一

如图4a所示，第一实施例之目镜光学系统包括第一透镜组71和第二透镜组72，其中，第一透镜组71包括具有负屈光力的第一透镜711，该第一透镜711朝向目侧的面为第一面7111，朝向显示侧的面为第二面7112。第二透镜组72包括由目侧向显示侧依次设置的第二透镜721、第三透镜722、第四透镜723和第五透镜724，第二透镜721具有正屈光力，其朝向目侧的面为第一面7211，朝向显示侧的面为第二面7212。第三透镜722具有正屈光力，其朝向目侧的面为第一面7221，朝向显示侧的面为第二面7222。第四透镜723具有负屈光力，其朝向目侧的面为第一面7231，朝向显示侧的面为第二面7232。第五透镜724具有正屈光力，其朝向目侧的面为第一面7241，朝向显示侧的面为第二面7242。

该实施例的目镜光学系统中，第一透镜711的焦距f11为-145.47，折射率N11为1.517，阿贝数N11为64.2，厚度T11为0.7。第二透镜721的焦距f21为47.47，折射率N21为1.587，阿贝数N21为59.5，厚度T21为4.796.第三透镜722的焦距f22为23.55，折射率N22为1.593，阿贝数V22为68.6，厚度T22为8.744。第四透镜723的焦距f23为-14.08，折射率N23为1.657，阿贝数V23为21.3，厚度T23为2.988。第五透镜724的焦距f24为14.36，折射率N24为1.534，阿贝数V24为55.6，厚度T24为4.63。该目镜光学系统的其他光学参数如表1-1所示。

表1-1

由上述可知，该实施例的目镜光学系统中，第一透镜组71的焦距为第一透镜711的焦距即f1为-145.47；第二透镜组72的焦距为第二透镜721至第五透镜724的组合焦距，即f2为17.60；整个目镜光学系统的焦距f为18.77。那么，f1/f2为-8.27，f1/f为-7.75，焦距在该数值范围内的目镜光学系统具有较大的正屈光力，使具备该目镜光学系统的电子取景器具备较大的视野角。同时，也使得目镜光学系统的场曲、畸变得到了改善，从而提高目镜光学系统以及电子取景器的成像质量。

该实施例一中，第一透镜组71的厚度为第一透镜的厚度，即T1为0.7，第二透镜组72的厚度T2为21.16；T1/T2为0.033,T21/T2为0.227,T22/T2为0.413,T23/T2为0.141,T24/T2为0.219。

参照表1-1并结合图4b所示，第一透镜711到第二透镜721的距离以及第五透镜724与电子取景器的显示器62之间的间距与观察者的眼点距离有关，这表明镜片光学系统7在电子取景器6中的位置会随着观察者的屈光度不同而有所移动，具体如表1-2所示。

眼点EP(mm)	屈光度(diopter)	第一透镜与第二透镜的间距	第五透镜与显示器的间距
				12.5	+2	0.74	7.65
12.5	-1	1.85	6.53
				12.5	-4	2.94	5.44

表1-2

根据表1-2，本实施例将目镜光学系统设置为可调节结构，观察者可以根据其屈光度情况调节目镜光学系统在电子取景器中的位置。具体地，该实施例中的目镜光学系统设置为第一透镜组固定，第二透镜组可沿着光轴方向调节。通过调节第二透镜组，不仅可以调节第一透镜与第二透镜之间的间距、第五透镜与显示器之间的间距，解决电子取景器与观察者的屈光力的适配问题，该结构还减小了目镜光学系统在电子取景器中的占用空间，减小电子取景器的体积。

为了减小球差和畸变，提高目镜光学系统的轴上解像性能，目镜光学系统中的第二透镜721、第四透镜723、第五透镜724的两个面均为非球面结构，即第二透镜721的第一面7211和第二面7212、第四透镜723的第一面7231和第二面7232、第五透镜724的第一面7241和第二面7242均为非球面结构，这些非球面采用如下公式进行定义：

其中，F(r,R)表示非球面深度，即从距离光轴I为r的非球面的点到非球面顶点的切平面的距离；

R为非球面曲线上的点与光轴I的垂直距离；

R为透镜表面近光轴I处的曲率半径；

K为锥面系数(conic constant)；

A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16为非球面系数。

第二透镜721、第四透镜723、第五透镜724的锥面系数K和非球面系数具体如表1-3所示。

表1-3

图5至图6为该实施例一之目镜光学系统的各像差图和MTF性能图，其呈现的各像差表现会决定来自显示画面的成像光线于观察者的眼睛的视网膜成像的各像差及解像能力表现。当各像差比较小时，观察者的眼睛的视网膜的成像的各像差表现也比较小，使得观察者可以观察到成像质量较佳的影像。

具体地，图5a为实施例一目镜光学系统的球差图，在图5a中，其横坐标为球差的量，单位为mm，纵坐标为光瞳。从球差的分布可以看出，该目镜光学系统的球差控制在±0.06mm以内，使得目镜光学系统的像面中心解像质量佳。

图5b为实施例一目镜光学系统的场曲图，在图5b中，其横坐标为像面的偏移量，单位为mm，纵坐标为像面高度。从场曲的分布可以看出，该目镜光学系统的场曲控制在±0.19mm以内，使得目镜光学系统的像面周边解像质量佳。

图5c为实施例一目镜光学系统的畸变图，在图5c中，其横坐标为畸变量，单位为％，纵坐标为像面高度。从畸变的分布可以看出，该目镜光学系统的畸变控制在±1.5％以内，使得目镜光学系统的像面全域成像质量佳。

图6为实施例一的目镜光学系统的MTF(调制传递函数图)，如图6所示，其横坐标为空间频率，单位为cycles/mm，纵坐标为调制即MTF，图中F1～F4依次为相对像面高度0.0FA，0.5FA，0.7FA和1.0FA，T和R分别为弧矢方向和子午方向。从MTF分别可以看出，该目镜光学系统在空间频率80cycles/mm的时候，能保证MTF满足20％以上，使得目镜光学系统在像面全域解像质量佳。

实施例二

如图7a所示，该实施例二中的目镜光学系统的结构与实施例一相似，同样包含第一透镜711、第二透镜721、第三透镜722、第四透镜723和第五透镜724，不同的是第四透镜723选用阿贝数比较高的材质，且各个透镜的光学参数与实施例一存在些许不同。

具体地，在该实施例二的目镜光学系统中，第一透镜711的焦距f11为-105.71，折射率N11为1.517，阿贝数N11为64.2，厚度T11为0.7。第二透镜721的焦距f21为34.22，折射率N21为1.583，阿贝数N21为59.5，厚度T21为5.620.第三透镜722的焦距f22为17.1716，折射率N22为1.729，阿贝数V22为54.7，厚度T22为8.9947。第四透镜723的焦距f23为-6.7788，折射率N23为1.688，阿贝数V23为31.1，厚度T23为1.4。第五透镜724的焦距f24为9.7019，折射率N24为1.534，阿贝数V24为55.6，厚度T24为8.2。该目镜光学系统的其他光学参数如表2-1所示。

表2-1

由上述可知，该实施例的目镜光学系统中，第一透镜组71的焦距为第一透镜711的焦距即f1为-105.71；第二透镜组72的焦距为第二透镜721至第五透镜724的组合焦距，即f2为17.94；整个目镜光学系统的焦距f为19.14。那么，f1/f2为-5.89，f1/f为-5.52，焦距在该数值范围内的目镜光学系统具有较大的正屈光力，使具备该目镜光学系统的电子取景器具备较大的视野角。同时，也使得目镜光学系统的场曲、畸变得到了改善，从而提高目镜光学系统以及电子取景器的成像质量。

参照表2-1并结合图7b所示，第一透镜711到第二透镜721的距离以及第五透镜724与电子取景器6的显示器62之间的间距与观察者的眼点距离有关，这表明镜片光学系统7在电子取景器6中的位置会随着观察者的屈光度不同而有所移动，具体如表2-2所示。

眼点EP(mm)	屈光度(diopter)	第一透镜与第二透镜的间距	第五透镜与显示器的间距
				12.5	+2	0.74	7.56
12.5	-1	1.92	6.37
				12.5	-4	3.08	5.22

表2-2

根据表2-2，本实施例将目镜光学系统设置为可调节结构，观察者可以根据其屈光度情况调节目镜光学系统在电子取景器中的位置。与实施例一相同，该实施例中的目镜光学系统设置为第一透镜组固定，第二透镜组可沿着光轴方向调节。通过调节第二透镜组，不仅可以调节第一透镜与第二透镜之间的间距、第五透镜与显示器之间的间距，解决电子取景器与观察者的屈光力的适配问题，该结构还减小了目镜光学系统在电子取景器中的占用空间，减小电子取景器的体积。

为了减小球差和畸变，提高目镜光学系统的轴上解像性能，目镜光学系统中的第二透镜721、第四透镜723、第五透镜724的两个面均为非球面结构，即第二透镜721的第一面7211和第二面7212、第四透镜723的第一面7231和第二面7232、第五透镜724的第一面7241和第二面7242均为非球面结构。第二透镜721、第四透镜723、第五透镜724的锥面系数K和非球面系数具体如表2-3所示。

表2-3

图8至图9为该实施例二之目镜光学系统的各像差图和MTF性能图，其呈现的各像差表现会决定来自显示画面的成像光线于观察者的眼睛的视网膜成像的各像差及解像能力表现。

具体地，图8a为实施例二目镜光学系统的球差图，在图8a中，其横坐标为球差的量，单位为mm，纵坐标为光瞳。从球差的分布可以看出，该目镜光学系统的球差控制在±0.06mm以内，使得目镜光学系统的像面中心解像质量佳。

图8b为实施例二目镜光学系统的场曲图，在图8b中，其横坐标为像面的偏移量，单位为mm，纵坐标为像面高度。从场曲的分布可以看出，该目镜光学系统的场曲控制在±0.19mm以内，使得目镜光学系统的像面周边解像质量佳。

图8c为实施例二目镜光学系统的畸变图，在图8c中，其横坐标为畸变量，单位为％，纵坐标为像面高度。从畸变的分布可以看出，该目镜光学系统的畸变控制在±1.5％以内，使得目镜光学系统的像面全域成像质量佳。

图9为实施例二的目镜光学系统的MTF(调制传递函数图)，如图9所示，其横坐标为空间频率，单位为cycles/mm，纵坐标为调制即MTF，图中F1～F4依次为相对像面高度0.0FA，0.5FA，0.7FA和1.0FA，T和R分别为弧矢方向和子午方向。从MTF分别可以看出，该目镜光学系统在空间频率80cycles/mm的时候，能保证MTF满足20％以上，使得目镜光学系统在像面全域解像质量佳。

实施例三

如图10a所示，该实施例三中的目镜光学系统的结构与实施例一相似，同样包含第一透镜711、第二透镜721、第三透镜722、第四透镜723和第五透镜724，不同的是，第三透镜722具有负屈光力，第四镜片723具有正屈光力，且各个透镜的光学参数与实施例一存在些许不同。

具体地，在该实施例三的目镜光学系统中，第一透镜711的焦距f11为-294.944，折射率N11为1.4875，阿贝数N11为70.4，厚度T11为0.7。第二透镜721的焦距f21为16.5625，折射率N21为1.72916，阿贝数N21为54.7，厚度T21为8.2336。第三透镜722的焦距f22为-9.0130，折射率N22为1.6883，阿贝数V22为31.1，厚度T22为1.05。第四透镜723的焦距f23为15.3519，折射率N23为1.5831，阿贝数V23为59.5，厚度T23为7.4。第五透镜724的焦距f24为44.1173，折射率N24为1.5831，阿贝数V24为59.5，厚度T24为6.7692。该目镜光学系统的其他光学参数如表3-1所示。

表3-1

由上述可知，该实施例的目镜光学系统中，第一透镜组71的焦距为第一透镜711的焦距即f1为-294.944；第二透镜组72的焦距为第二透镜721至第五透镜722的组合焦距，即f2为18.4077；整个目镜光学系统的焦距f为18.801。那么，f1/f2为-16.0229，f1/f为-15.6877，焦距在该数值范围内的目镜光学系统具有较大的正屈光力，使具备该目镜光学系统的电子取景器具备较大的视野角。同时，也使得目镜光学系统的场曲、畸变得到了改善，从而提高目镜光学系统以及电子取景器的成像质量。

参照表3-2并结合图10b所示，第一透镜711到第二透镜721的距离以及第五透镜724与电子取景器的显示器62之间的间距与观察者的眼点距离有关，这表明镜片光学系统7在电子取景器6中的位置会随着观察者的屈光度不同而有所移动，具体如表3-2所示。

眼点EP(mm)	屈光度(diopter)	第一透镜与第二透镜的间距	第五透镜与显示器的间距
				12.5	+2	0.63	7.32
12.5	-1	1.71	6.24
				12.5	-4	2.79	5.16

表3-2

根据表3-2，本实施例将目镜光学系统设置为可调节结构，观察者可以根据其屈光度情况调节目镜光学系统在电子取景器中的位置。与实施例一相同，该实施例中的目镜光学系统设置为第一透镜组固定，第二透镜组可沿着光轴方向调节。通过调节第二透镜组，不仅可以调节第一透镜与第二透镜之间的间距、第五透镜与显示器之间的间距，解决电子取景器与观察者的屈光力的适配问题，该结构还减小了目镜光学系统在电子取景器中的占用空间，减小电子取景器的体积。

为了减小球差和畸变，提高目镜光学系统的轴上解像性能，目镜光学系统中的第三透镜722、第四透镜723、第五透镜724的两个面均为非球面结构，即第三透镜722的第一面7221和第二面7222、第四透镜723的第一面7231和第二面7232、第五透镜724的第一面7241和第二面7242均为非球面结构。第三透镜722、第四透镜723、第五透镜724的锥面系数K和非球面系数具体如表3-3所示。

表3-3

图11至图12为该实施例三之目镜光学系统的各像差图和MTF性能图，其呈现的各像差表现会决定来自显示画面的成像光线于观察者的眼睛的视网膜成像的各像差及解像能力表现。

具体地，图11a为实施例三目镜光学系统的球差图，在图11a中，其横坐标为球差的量，单位为mm，纵坐标为光瞳。从球差的分布可以看出，该目镜光学系统的球差控制在±0.06mm以内，使得目镜光学系统的像面中心解像质量佳。

图11b为实施例三目镜光学系统的场曲图，在图11b中，其横坐标为像面的偏移量，单位为mm，纵坐标为像面高度。从场曲的分布可以看出，该目镜光学系统的场曲控制在±0.19mm以内，使得目镜光学系统的像面周边解像质量佳。

图11c为实施例三目镜光学系统的畸变图，在图11c中，其横坐标为畸变量，单位为％，纵坐标为像面高度。从畸变的分布可以看出，该目镜光学系统的畸变控制在±1.5％以内，使得目镜光学系统的像面全域成像质量佳。

图12为实施例三的目镜光学系统的MTF(调制传递函数图)，如图12所示，其横坐标为空间频率，单位为cycles/mm，纵坐标为调制即MTF，图中F1～F4依次为相对像面高度0.0FA，0.5FA，0.7FA和1.0FA，T和R分别为弧矢方向和子午方向。从MTF分别可以看出，该目镜光学系统在空间频率80cycles/mm的时候，能保证MTF满足20％以上，使得目镜光学系统在像面全域解像质量佳。

实施例四

如图13a所示，该实施例四中的目镜光学系统的结构与实施例一相似，同样包含第一透镜711、第二透镜721、第三透镜722、第四透镜723和第五透镜724，不同的是，第二透镜721为球面镜片，且各个透镜的光学参数与实施例一存在些许不同。

具体地，在该实施例四的目镜光学系统中，第一透镜711的焦距f11为-134.21，折射率N11为1.517，阿贝数N11为64.2，厚度T11为0.7。第二透镜721的焦距f21为41.16，折射率N21为1.593，阿贝数N21为68.6，厚度T21为5.14。第三透镜722的焦距f22为22.55，折射率N22为1.729，阿贝数V22为54.7，厚度T22为7.50。第四透镜723的焦距f23为-13.06，折射率N23为1.640，阿贝数V23为23.5，厚度T23为2.68。第五透镜724的焦距f24为16.17，折射率N24为1.535，阿贝数V24为55.7，厚度T24为6.13。该目镜光学系统的其他光学参数如表4-1所示。

表4-1

由上述可知，该实施例的目镜光学系统中，第一透镜组71的焦距为第一透镜711的焦距即f1为-134.21；第二透镜组72的焦距为第二透镜721至第五透镜724的组合焦距，即f2为16.99；整个目镜光学系统的焦距f为18.90。那么，f1/f2为-7.8994，f1/f为-7.1010，焦距在该数值范围内的目镜光学系统具有较大的正屈光力，使具备该目镜光学系统的电子取景器具备较大的视野角。同时，也使得目镜光学系统的场曲、畸变得到了改善，从而提高目镜光学系统以及电子取景器的成像质量。

参照表4-2并结合图13b所示，第一透镜711到第二透镜721的距离以及第五透镜724与电子取景器的显示器62之间的间距与观察者的眼点距离有关，这表明镜片光学系统7在电子取景器6中的位置会随着观察者的屈光度不同而有所移动，具体如表4-2所示。

眼点EP(mm)	屈光度(diopter)	第一透镜与第二透镜的间距	第五透镜与显示器的间距
				12.5	+2	0.7276	6.1041
12.5	-1	1.839	4.9927
				12.5	-4	2.9058	3.9259

表4-2

根据表4-2，本实施例将目镜光学系统设置为可调节结构，观察者可以根据其屈光度情况调节目镜光学系统在电子取景器中的位置。与实施例一相同，该实施例中的目镜光学系统设置为第一透镜组固定，第二透镜组可沿着光轴方向调节。通过调节第二透镜组，不仅可以调节第一透镜与第二透镜之间的间距、第五透镜与显示器之间的间距，解决电子取景器与观察者的屈光力的适配问题，该结构还减小了目镜光学系统在电子取景器中的占用空间，减小电子取景器的体积。

为了减小球差和畸变，提高目镜光学系统的轴上解像性能，目镜光学系统中的第四透镜723、第五透镜724的两个面均为非球面结构，即第四透镜723的第一面7231和第二面7232、第五透镜724的第一面7241和第二面7242均为非球面结构。第四透镜723、第五透镜724的锥面系数K和非球面系数具体如表4-3所示。

K

A4

A6

A8

A10

第4透镜

第1面

0.00

-8.3525E-05

6.9551E-07

-4.1137E-10

-5.6482E-12

第2面

-0.10289

-4.3352E-04

5.4854E-07

5.2478E-08

-1.4541E-09

第5透镜

第1面

-0.94563

-2.4029E-04

3.1399E-06

-3.5648E-09

-9.6854E-11

第2面

0.00

1.4163E-04

-9.1713E-06

2.8776E-07

-3.0855E-09

表4-3

图14至图15为该实施例四之目镜光学系统的各像差图和MTF性能图，其呈现的各像差表现会决定来自显示画面的成像光线于观察者的眼睛的视网膜成像的各像差及解像能力表现。

具体地，图14a为实施例四目镜光学系统的球差图，在图14a中，其横坐标为球差的量，单位为mm，纵坐标为光瞳。从球差的分布可以看出，该目镜光学系统的球差控制在±0.06mm以内，使得目镜光学系统的像面中心解像质量佳。

图14b为实施例四目镜光学系统的场曲图，在图14b中，其横坐标为像面的偏移量，单位为mm，纵坐标为像面高度。从场曲的分布可以看出，该目镜光学系统的场曲控制在±0.19mm以内，使得目镜光学系统的像面周边解像质量佳。

图14c为实施例四目镜光学系统的畸变图，在图14c中，其横坐标为畸变量，单位为％，纵坐标为像面高度。从畸变的分布可以看出，该目镜光学系统的畸变控制在±1.5％以内，使得目镜光学系统的像面全域成像质量佳。

图15为实施例四的目镜光学系统的MTF(调制传递函数图)，如图15所示，其横坐标为空间频率，单位为cycles/mm，纵坐标为调制即MTF，图中F1～F4依次为相对像面高度0.0FA，0.5FA，0.7FA和1.0FA，T和R分别为弧矢方向和子午方向。从MTF分别可以看出，该目镜光学系统在空间频率80cycles/mm的时候，能保证MTF满足20％以上，使得目镜光学系统在像面全域解像质量佳。

以上所述，仅是本实用新型实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种目镜光学系统，光线经由该目镜光学系统而成像，朝向观察者的眼睛的方向为目侧，与目侧相反的方向为显示侧，其特征在于：所述目镜光学系统从目侧至显示侧依次设有具有负屈光力的第一透镜组和具有正屈光力的第二透镜组；所述第一透镜组固定，所述第二透镜组可沿着光轴方向移动。

2.根据权利要求1所述的一种目镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜组和第二透镜组满足以下条件：

-48.4＜f1/f2＜-1.4；

-48.4＜f1/f＜-1.0；

3.根据权利要求1所述的一种目镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜组由具有负屈光力的第一透镜构成；所述第二透镜组则包括由目侧向显示侧依次设置的第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。

4.根据权利要求3所述的一种目镜光学系统，其特征在于：所述第二透镜具有正屈光力，所述第三透镜具有正屈光力或负屈光力，所述第四透镜具有正屈光力或负屈光力，第五透镜具有正屈光力。

5.根据权利要求3所述的一种目镜光学系统，其特征在于：所述第二透镜组满足以下条件：

0.83＜f21/f2＜3.0；

-0.5＜f22/f2＜2.71；

-1.1＜f23/f2＜0.90；

0.55＜f24/f2＜2.6；

6.根据权利要求3所述的一种目镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为满足以下条件的材质的透镜：

1.48＜N11＜1.54；

1.53＜N21＜1.73；

1.53＜N22＜1.73；

1.53＜N23＜1.69；

1.53＜N24＜1.59；

7.根据权利要求3所述的一种目镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为满足以下条件的材质的透镜：

V11≥64，V21≥54，V22≥21，V23≥21，V24≥55；

8.根据权利要求3所述的一种目镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜满足以下条件：

0.02＜T1/T2＜0.05；

0.20＜T21/T2＜0.40；

0.04＜T22/T2＜0.45；

0.04＜T23/T2＜0.38；

0.17＜T24/T2＜0.42；

其中，T1为第一透镜组在光轴上的厚度，T2为第二透镜组在光轴上的厚度，T21为第二透镜在光轴上的厚度，T22为第三透镜在光轴上的厚度，T23为第四透镜在光轴上的厚度，T24为第五透镜在光轴上的厚度。

9.根据权利要求1所述的一种目镜光学系统，其特征在于：所述第二透镜组具有非球面结构的透镜。

10.一种电子取景器，包括取景器框体以及设置在取景器框体内的显示器，其特征在于：所述取景器框体还设有如权利要求1至9任一所述的目镜光学系统，所述目镜光学系统的第一透镜组固定在取景器框体内，所述第二透镜组可移动地设置在取景器框体内。

11.根据权利要求10所述的电子取景器，其特征在于：所述第二透镜组设置在移动壳体内，所述移动壳体上设有滑轨，相应地，所述取景器框体内设有与滑轨配合的滑槽，所述移动壳体外侧设有一可使第二透镜组前后移动的调节旋钮。

12.一种图像摄取装置，其包括机身以及设置在机身上的摄像镜头组，其特征在于：所述机身上还设有将摄像镜头组的光学信号转化为数字信号并输出的图像传感器、以及对所述图像传感器的数字信号进行监视的如权利要求10所述的电子取景器。