專利名稱：倒像的伽利略取景器和照相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以被安裝在狹小空間內(nèi)并具有高的放大倍數(shù)的倒像的伽利略取景器。本發(fā)明也涉及一種照相機(jī)，特別是一種配備有透鏡的光膠片記錄儀，其配備有這種倒像的伽利略取景器。
作為膠片記錄儀的光學(xué)取景器，已經(jīng)使用一種由凹物鏡和凸目鏡組成的倒像的伽利略取景器，由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。伽利略取景器提供了低成本的相當(dāng)良好的性能。
然而，由于安裝空間有限，在普通的膠片記錄儀中所使用的伽利略取景器的取景放大倍數(shù)大約是0.4～0.6，對(duì)于許多用戶來說，放大倍數(shù)太小。從而期望提供一種配備有具有更大的放大倍數(shù)的取景器的膠片記錄儀。
為了增大取景器的放大倍數(shù)，通常使用大的物鏡和目鏡。但是這種方案產(chǎn)生這樣的問題，即需要大的安裝空間，同時(shí)取景器的材料成本增，從而破壞了膠片記錄儀的緊湊性和廉價(jià)性。
為了獲得上述和別的目的，本發(fā)明的倒像的伽利略取景器由一個(gè)負(fù)乘方(negative power)的物鏡和一個(gè)正乘方(positive power)的目鏡組成，物鏡具有一個(gè)對(duì)著目鏡的凹面，目鏡具有一個(gè)對(duì)著物鏡的凸面，所述倒像的伽利略取景器滿足下列條件-0.75≤f1/f2≤-0.60(1)f1≤-22 (2)-3.2≤f1/d≤-1.5 (3)其中f1是物鏡的焦距，f2是目鏡的焦距，“d”是在倒像的伽利略取景器的光軸上物鏡的凹面和目鏡的凸面之間的表面距離。
本發(fā)明的倒像的伽利略取景器的取景放大倍數(shù)大約是0.6～0.8。目鏡和物鏡最好由聚苯乙烯樹脂通過注塑而形成。安裝滿足上述條件的倒像的伽利略取景器提供一種結(jié)構(gòu)緊湊的照相機(jī)或一種配備有透鏡的光膠片記錄儀，其具有足夠的大約為0.6～0.8的取景放大倍數(shù)。
如果f1/f2大于第一種條件(1)的上限，取景放大倍數(shù)不能很高，從而不能獲得比普通取景器顯著的更優(yōu)異的性能。如果低于第一種條件的下限，取景放大倍數(shù)確實(shí)很高，但是必須增大透鏡尺寸。因而，需要增加取景器所需的安裝空間，損壞了膠片記錄儀的緊湊性。
第二種條件f1≤-22確定了具有負(fù)乘方的物鏡的焦距上限。當(dāng)設(shè)計(jì)一種滿足上述第一種條件的透鏡系統(tǒng)時(shí)，使用一滿足第二種條件的物鏡，改善了透鏡系統(tǒng)的乘方分布(power arrangement)，從而能夠輕易地校正透鏡系統(tǒng)的像差。第二種條件也使確定這樣的透鏡之間的空氣間隔變得容易，所述空氣間隔適用于作為安裝在配備有透鏡的光膠片記錄儀內(nèi)的取景器。
第三種條件-3.2≤f1/d≤-1.5確定了一種條件，其涉及光軸上物鏡的凹表面和目鏡的凸表面之間的空氣間隔，在這個(gè)前提下，這些透鏡構(gòu)成了滿足上述第一和第二種條件的透鏡系統(tǒng)。當(dāng)大于第三種條件的上限時(shí)，表面距離“d”和取景器所需的安裝空間變得太大，從而配備有透鏡的光膠片記錄儀將喪失緊湊性。當(dāng)小于第三種條件的下限時(shí)，物鏡的折射本領(lǐng)將變得太小，從而需要擴(kuò)大取景器的安裝空間。否則表面距離“d”變得太小，從而難以設(shè)計(jì)兩個(gè)透鏡的組成。在任何一種情況下，都不利于透鏡系統(tǒng)作為取景器而服務(wù)。


圖1是一個(gè)透視圖，顯示了一種符合本發(fā)明實(shí)施例的配備有透鏡的光膠片記錄儀；圖2是圖1所示配備有透鏡的光膠片記錄儀的一個(gè)分解透視圖；圖3、6、9和12示意性顯示了符合本發(fā)明示例1、2、3和4的透鏡系統(tǒng)；圖4、7、10和13是圖表，分別顯示了示例1～4的縱向像差；
圖5、8、11和14是圖表，分別顯示了示例1～4的橫向像差。
優(yōu)選示例的介紹在圖1中，配備有透鏡的光膠片記錄儀1具有一個(gè)基本上是平行六面體的照相機(jī)機(jī)身2。在照相機(jī)機(jī)身2的上表面具有一個(gè)快門按鈕3和一個(gè)顯示可用的曝光次數(shù)的計(jì)數(shù)窗4。照相機(jī)機(jī)身2被裝飾性的標(biāo)簽所纏繞，攝像鏡頭6位于照相機(jī)機(jī)身2的前側(cè)。取景器目標(biāo)窗口7被設(shè)置在攝像鏡頭6的上方。在閃光照相時(shí)，閃光燈8發(fā)出閃光。
如圖2所示，光膠片記錄儀1具有一個(gè)裝置主體部分13，它的前、后方向分別被前蓋11和后蓋12所覆蓋，前蓋11、后蓋12和裝置主體部分13由塑料制成；將裝備安裝有各種電路元件的電路板15的閃光設(shè)備14被連接到裝置主體部分13上。
裝置主體部分13與暗盒腔16和膠片貯存室17整體形成。暗盒腔16保持膠片暗盒19，從所述膠片暗盒19將未曝光的光膠卷18拉出，膠片貯存室17保持具有卷20形狀的未曝光的光膠卷18。暗盒腔16和膠片貯存室17的敞開的底部分別被底蓋21和22所覆蓋。將膠卷纏繞輪23轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在暗盒腔16的頂部并與膠片暗盒19的卷軸24嚙合。轉(zhuǎn)動(dòng)的膠卷纏繞輪23驅(qū)動(dòng)卷軸24將光膠卷18重新纏繞進(jìn)膠片暗盒19。
曝光室也與暗盒腔16和膠片貯存室17之間的裝置主體部分13整體形成，曝光裝置25被安置在曝光室的前部。攝像鏡頭6被設(shè)置在圖中未示的快門光圈的前部，所述快門光圈被形成的穿過曝光室25。圖中未示的快門葉片被設(shè)置在快門光圈(shutter aperature)和攝像鏡頭6的后部。一個(gè)圖中未示的曝光開口被形成在曝光室的后側(cè)。曝光開口確定了被保持在曝光開口和膠片襯板表面26之間的光膠卷18上的一幀圖象的曝光區(qū)域，所述膠片襯板表面26被形成在后蓋12上。當(dāng)快門葉片開啟快門光圈時(shí)，通過攝像鏡頭6，一個(gè)目標(biāo)的圖象被形成在光膠卷18上。
曝光室25具有眾所周知的快門機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)快門葉片開啟和關(guān)閉快門開口和一個(gè)取景框27。隨著通過轉(zhuǎn)動(dòng)膠卷纏繞輪23而使光膠卷18纏繞一幀，快門機(jī)構(gòu)被充電，響應(yīng)于按下快門按鈕3，快門機(jī)構(gòu)放電，導(dǎo)致快門葉片進(jìn)行用于曝光的開啟-閉合操作。
將物鏡30和目鏡40設(shè)置在取景框27內(nèi)。使用塑料材料例如聚苯乙烯樹脂通過注塑制成物鏡30和目鏡40。物鏡30是一種凹透鏡，目鏡40是一種凸透鏡，所以這些透鏡構(gòu)成了一種倒像的伽利略取景器光學(xué)系統(tǒng)。下文介紹了本發(fā)明幾種倒像的伽利略取景器光學(xué)系統(tǒng)。其中使用聚苯乙烯樹脂形成透鏡元件。視點(diǎn)距目鏡10～18mm，目鏡和物鏡之間的空氣間隔是14mm。為了獲得靈敏的視界，使用一種遏止像差的非球面透鏡作為透鏡元件。
示例1圖3顯示了本發(fā)明示例1的一種倒像的伽利略取景器光學(xué)系統(tǒng)。示例1的物鏡30和目鏡40的透鏡數(shù)據(jù)如表1所示。
在表1和別的表2中，“No.”代表透鏡元件在從物鏡一側(cè)開始的排序中的不同曲面的表面序號(hào)，“R”代表用毫米表示的不同曲面的曲率半徑。表面距離意味著用毫米表示的在光軸上不同透鏡的厚度或光軸上相鄰?fù)哥R之間的空氣間隔。“Nd”表示每個(gè)透鏡相對(duì)于d線(波長(zhǎng)為587.6mm)的折射率。標(biāo)有“*”的透鏡表面是一種滿足下列條件的非球面表面Z＝ch2/[1+{1-(1+k)c2h2}1/2]+Ah2+Bh6+Ch8+Dh10
其中“c”＝1/R(R是曲率半徑)，“h”是距光軸的高度，“k”、“A”、“B”、“C”和“D”是非球面系數(shù)。示例1的第二表面的非球面系數(shù)如表2所示。
表1
表2
在示例1中，物鏡30的焦距f1和目鏡40的焦距f2分別是f2＝40.06mm如表1所示，第二表面和第三表面之間的表面距離“d”也就是物鏡的凹面和目鏡的凸面之間的空氣間隔是d＝13.95mm因而在示例1中，f1/f2＝-0.63，f1/d＝-1.90.
因而，本發(fā)明的特征值滿足三個(gè)條件-0.75≤f1/f2≤-0.60(1)
f1≤-22 (2)-3.2≤f1/d≤-1.5 (3)示例1的不同的像差顯示在圖4和5中。在圖4A中，曲線S顯示相對(duì)于矢形圖象表面的散光，曲線T顯示相對(duì)于正切影像面的散光。圖5A、5B、5C和5D分別顯示在相對(duì)場(chǎng)幅度為1.00、0.84、0.54和0.00時(shí)的橫向像差。
示例1提供了一種放大倍數(shù)為0.65并具有靈敏視野的倒像的伽利略取景器，其中如圖4和5所示，像差被很好地補(bǔ)償。
示例2圖6顯示了本發(fā)明示例2的一種倒像的伽利略取景器光學(xué)系統(tǒng)。示例2的物鏡50和目鏡60的透鏡數(shù)據(jù)如表3所示。
表3
表4
在示例2中，物鏡50的焦距f1和目鏡60的焦距f2分別是
f1＝-27.40mmf2＝41.98mm如表3所示，第二表面和第三表面之間的表面距離“d”也就是物鏡的凹面和目鏡的凸面之間的空氣間隔是d＝13.8mm因而在示例2中，f1/f2＝-0.65，f1/d＝-1.99。
因而，本發(fā)明的特征值滿足上述三個(gè)條件。
示例2的不同的像差顯示在圖7和8中。在圖7A中，曲線S顯示相對(duì)于矢形圖象表面的散光，曲線T顯示相對(duì)于正切影像面的散光。圖8A、8B、8C和8D分別顯示在相對(duì)場(chǎng)幅度為1.00、0.83、0.55和0.00時(shí)的橫向像差。
示例2提供了一種放大倍數(shù)為0.67并具有靈敏視野的倒像的伽利略取景器，其中如圖7和8所示，像差被很好地補(bǔ)償。
示例3圖9顯示了本發(fā)明示例3的一種倒像的伽利略取景器光學(xué)系統(tǒng)。示例3的物鏡70和目鏡80的透鏡數(shù)據(jù)如表5所示。
表5
表6
在示例3中，物鏡70的焦距f1和目鏡80的焦距f2分別是f1＝-30.79mmf2＝45.28mm如表5所示，第二表面和第三表面之間的表面距離“d”也就是光軸上物鏡的凹面和目鏡的凸面之間的空氣間隔是d＝12.8mm因而在示例3中，f1/f2＝-0.68，f1/d＝-2.41.
因而，本發(fā)明的特征值滿足上述所有三個(gè)條件(1)～(3)。
示例3的不同的像差顯示在圖10和11中。在圖10A中，曲線S顯示相對(duì)于矢形圖象表面的散光，曲線T顯示相對(duì)于正切影像面的散光。圖11A、11B、11C和11D分別顯示在相對(duì)場(chǎng)幅度為1.00、0.83、0.55和0.00時(shí)的橫向像差。
示例3提供了一種放大倍數(shù)為0.70并具有靈敏視野的倒像的伽利略取景器，其中如圖7和8所示，像差被很好地補(bǔ)償。
示例4圖12顯示了本發(fā)明示例4的一種倒像的伽利略取景器光學(xué)系統(tǒng)。示例4的物鏡90和目鏡100的透鏡數(shù)據(jù)如表7所示。
表7
表8
在示例4中，物鏡90的焦距f1和目鏡100的焦距f2分別是f1＝-40.54mmf2＝56.54mm如表7所示，第二表面和第三表面之間的表面距離“d”也就是在光軸上物鏡90的凹面和目鏡100的凸面之間的空氣間隔是d＝13.8mm因而在示例4中，f1/f2＝-0.72，f1/d＝-2.94.
因而，本發(fā)明的特征值滿足上述所有三個(gè)條件(1)～(3)。
示例4的不同的像差顯示在圖13和14中。在圖13A中，曲線S顯示相對(duì)于矢形圖象表面的散光，曲線T顯示相對(duì)于正切影像面的散光。圖14A、14B、14C和14D分別顯示在相對(duì)場(chǎng)幅度為1.00、0.82、0.56和0.00時(shí)的橫向像差。
示例4提供了一種放大倍數(shù)為0.74并具有靈敏視野的倒像的伽利略取景器，其中如圖13和14所示，像差被很好地補(bǔ)償。
雖然已經(jīng)針對(duì)配備有透鏡的光膠片記錄儀介紹了本發(fā)明。本發(fā)明的倒像的伽利略取景器適用于那些允許用戶重復(fù)地裝載膠片暗盒的、要求經(jīng)濟(jì)和緊湊的照相機(jī)。
本發(fā)明并不局限于上述示例，相反在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠進(jìn)行各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種由一個(gè)負(fù)乘方的物鏡和一個(gè)正乘方的目鏡組成的倒像的伽利略取景器，物鏡具有一個(gè)對(duì)著目鏡的凹面，目鏡具有一個(gè)對(duì)著物鏡的凸面，所述倒像的伽利略取景器滿足下列條件-0.75≤f1/f2≤-0.60f1≤-22-3.2≤f1/d≤-1.5其中f1是物鏡的焦距，f2是目鏡的焦距，“d”是在光軸上所述倒像的伽利略取景器的物鏡的凹面和目鏡的凸面之間的表面距離。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述倒像的伽利略取景器，其特征在于使用塑料通過注塑形成所述倒像的伽利略取景器的目鏡和物鏡。
3.一種具有倒像的伽利略取景器的照相機(jī)，所述倒像的伽利略取景器由一個(gè)負(fù)乘方的物鏡和一個(gè)正乘方的目鏡組成，物鏡具有一個(gè)對(duì)著目鏡的凹面，目鏡具有一個(gè)對(duì)著物鏡的凸面，所述倒像的伽利略取景器滿足下列條件-0.75≤f1/f2≤-0.60f1≤-22-3.2≤f1/d≤-1.5其中f1是物鏡的焦距，f2是目鏡的焦距，“d”是在光軸上所述倒像的伽利略取景器的物鏡的凹面和目鏡的凸面之間的表面距離。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的照相機(jī)，其特征在于使用塑料通過注塑形成所述倒像的伽利略取景器的目鏡和物鏡。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求4所述的照相機(jī)，其特征在于所述照相機(jī)包含一個(gè)具有作為組成部分的暗盒腔和膠片貯存室的主體部分，在制造照相機(jī)的過程中，將膠片暗盒和從所述暗盒腔中拉出的未曝光的光膠卷分別安置在所述暗盒腔和膠片貯存室內(nèi)，所述倒像的伽利略取景器的物鏡和目鏡被安置在取景框內(nèi)，所述取景框被設(shè)置在所述主體部分內(nèi)。
全文摘要
一種由一個(gè)負(fù)乘方的物鏡和一個(gè)正乘方的目鏡組成的倒像的伽利略取景器,所述目鏡和物鏡由聚苯乙烯樹脂通過注塑而形成,物鏡具有一個(gè)對(duì)著目鏡的凹面,目鏡具有一個(gè)對(duì)著物鏡的凸面,所述倒像的伽利略取景器滿足下列條件:－0.75≤f1/f2≤－0.60，f1≤－22，－3.2≤f1/d≤－1.5。其中f1是物鏡的焦距,f2是目鏡的焦距,“d”是在光軸上所述倒像的伽利略取景器的物鏡的凹面和目鏡的凸面之間的表面距離。本發(fā)明的倒像的伽利略取景器的放大倍數(shù)是0.6～0.8。
文檔編號(hào)G03B13/02GK1354389SQ0113507
公開日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2001年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月16日
發(fā)明者增田武史 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社