专利名称：倒像的伽利略取景器和照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以被安装在狭小空间内并具有高的放大倍数的倒像的伽利略取景器。本发明也涉及一种照相机，特别是一种配备有透镜的光胶片记录仪，其配备有这种倒像的伽利略取景器。
作为胶片记录仪的光学取景器，已经使用一种由凹物镜和凸目镜组成的倒像的伽利略取景器，由于它的结构简单紧凑。伽利略取景器提供了低成本的相当良好的性能。
然而，由于安装空间有限，在普通的胶片记录仪中所使用的伽利略取景器的取景放大倍数大约是0.4～0.6，对于许多用户来说，放大倍数太小。从而期望提供一种配备有具有更大的放大倍数的取景器的胶片记录仪。
为了增大取景器的放大倍数，通常使用大的物镜和目镜。但是这种方案产生这样的问题，即需要大的安装空间，同时取景器的材料成本增，从而破坏了胶片记录仪的紧凑性和廉价性。
为了获得上述和别的目的，本发明的倒像的伽利略取景器由一个负乘方(negative power)的物镜和一个正乘方(positive power)的目镜组成，物镜具有一个对着目镜的凹面，目镜具有一个对着物镜的凸面，所述倒像的伽利略取景器满足下列条件-0.75≤f1/f2≤-0.60(1)f1≤-22 (2)-3.2≤f1/d≤-1.5 (3)其中f1是物镜的焦距，f2是目镜的焦距，“d”是在倒像的伽利略取景器的光轴上物镜的凹面和目镜的凸面之间的表面距离。
本发明的倒像的伽利略取景器的取景放大倍数大约是0.6～0.8。目镜和物镜最好由聚苯乙烯树脂通过注塑而形成。安装满足上述条件的倒像的伽利略取景器提供一种结构紧凑的照相机或一种配备有透镜的光胶片记录仪，其具有足够的大约为0.6～0.8的取景放大倍数。
如果f1/f2大于第一种条件(1)的上限，取景放大倍数不能很高，从而不能获得比普通取景器显著的更优异的性能。如果低于第一种条件的下限，取景放大倍数确实很高，但是必须增大透镜尺寸。因而，需要增加取景器所需的安装空间，损坏了胶片记录仪的紧凑性。
第二种条件f1≤-22确定了具有负乘方的物镜的焦距上限。当设计一种满足上述第一种条件的透镜系统时，使用一满足第二种条件的物镜，改善了透镜系统的乘方分布(power arrangement)，从而能够轻易地校正透镜系统的像差。第二种条件也使确定这样的透镜之间的空气间隔变得容易，所述空气间隔适用于作为安装在配备有透镜的光胶片记录仪内的取景器。
第三种条件-3.2≤f1/d≤-1.5确定了一种条件，其涉及光轴上物镜的凹表面和目镜的凸表面之间的空气间隔，在这个前提下，这些透镜构成了满足上述第一和第二种条件的透镜系统。当大于第三种条件的上限时，表面距离“d”和取景器所需的安装空间变得太大，从而配备有透镜的光胶片记录仪将丧失紧凑性。当小于第三种条件的下限时，物镜的折射本领将变得太小，从而需要扩大取景器的安装空间。否则表面距离“d”变得太小，从而难以设计两个透镜的组成。在任何一种情况下，都不利于透镜系统作为取景器而服务。
图1是一个透视图，显示了一种符合本发明实施例的配备有透镜的光胶片记录仪；图2是图1所示配备有透镜的光胶片记录仪的一个分解透视图；图3、6、9和12示意性显示了符合本发明示例1、2、3和4的透镜系统；图4、7、10和13是图表，分别显示了示例1～4的纵向像差；
图5、8、11和14是图表，分别显示了示例1～4的横向像差。
优选示例的介绍在图1中，配备有透镜的光胶片记录仪1具有一个基本上是平行六面体的照相机机身2。在照相机机身2的上表面具有一个快门按钮3和一个显示可用的曝光次数的计数窗4。照相机机身2被装饰性的标签所缠绕，摄像镜头6位于照相机机身2的前侧。取景器目标窗口7被设置在摄像镜头6的上方。在闪光照相时，闪光灯8发出闪光。
如图2所示，光胶片记录仪1具有一个装置主体部分13，它的前、后方向分别被前盖11和后盖12所覆盖，前盖11、后盖12和装置主体部分13由塑料制成；将装备安装有各种电路元件的电路板15的闪光设备14被连接到装置主体部分13上。
装置主体部分13与暗盒腔16和胶片贮存室17整体形成。暗盒腔16保持胶片暗盒19，从所述胶片暗盒19将未曝光的光胶卷18拉出，胶片贮存室17保持具有卷20形状的未曝光的光胶卷18。暗盒腔16和胶片贮存室17的敞开的底部分别被底盖21和22所覆盖。将胶卷缠绕轮23转动地安装在暗盒腔16的顶部并与胶片暗盒19的卷轴24啮合。转动的胶卷缠绕轮23驱动卷轴24将光胶卷18重新缠绕进胶片暗盒19。
曝光室也与暗盒腔16和胶片贮存室17之间的装置主体部分13整体形成，曝光装置25被安置在曝光室的前部。摄像镜头6被设置在图中未示的快门光圈的前部，所述快门光圈被形成的穿过曝光室25。图中未示的快门叶片被设置在快门光圈(shutter aperature)和摄像镜头6的后部。一个图中未示的曝光开口被形成在曝光室的后侧。曝光开口确定了被保持在曝光开口和胶片衬板表面26之间的光胶卷18上的一帧图象的曝光区域，所述胶片衬板表面26被形成在后盖12上。当快门叶片开启快门光圈时，通过摄像镜头6，一个目标的图象被形成在光胶卷18上。
曝光室25具有众所周知的快门机构，其驱动快门叶片开启和关闭快门开口和一个取景框27。随着通过转动胶卷缠绕轮23而使光胶卷18缠绕一帧，快门机构被充电，响应于按下快门按钮3，快门机构放电，导致快门叶片进行用于曝光的开启-闭合操作。
将物镜30和目镜40设置在取景框27内。使用塑料材料例如聚苯乙烯树脂通过注塑制成物镜30和目镜40。物镜30是一种凹透镜，目镜40是一种凸透镜，所以这些透镜构成了一种倒像的伽利略取景器光学系统。下文介绍了本发明几种倒像的伽利略取景器光学系统。其中使用聚苯乙烯树脂形成透镜元件。视点距目镜10～18mm，目镜和物镜之间的空气间隔是14mm。为了获得灵敏的视界，使用一种遏止像差的非球面透镜作为透镜元件。
示例1图3显示了本发明示例1的一种倒像的伽利略取景器光学系统。示例1的物镜30和目镜40的透镜数据如表1所示。
在表1和别的表2中，“No.”代表透镜元件在从物镜一侧开始的排序中的不同曲面的表面序号，“R”代表用毫米表示的不同曲面的曲率半径。表面距离意味着用毫米表示的在光轴上不同透镜的厚度或光轴上相邻透镜之间的空气间隔。“Nd”表示每个透镜相对于d线(波长为587.6mm)的折射率。标有“*”的透镜表面是一种满足下列条件的非球面表面Z＝ch2/[1+{1-(1+k)c2h2}1/2]+Ah2+Bh6+Ch8+Dh10
其中“c”＝1/R(R是曲率半径)，“h”是距光轴的高度，“k”、“A”、“B”、“C”和“D”是非球面系数。示例1的第二表面的非球面系数如表2所示。
表1
表2
在示例1中，物镜30的焦距f1和目镜40的焦距f2分别是f2＝40.06mm如表1所示，第二表面和第三表面之间的表面距离“d”也就是物镜的凹面和目镜的凸面之间的空气间隔是d＝13.95mm因而在示例1中，f1/f2＝-0.63，f1/d＝-1.90.
因而，本发明的特征值满足三个条件-0.75≤f1/f2≤-0.60(1)
f1≤-22 (2)-3.2≤f1/d≤-1.5 (3)示例1的不同的像差显示在图4和5中。在图4A中，曲线S显示相对于矢形图象表面的散光，曲线T显示相对于正切影像面的散光。图5A、5B、5C和5D分别显示在相对场幅度为1.00、0.84、0.54和0.00时的横向像差。
示例1提供了一种放大倍数为0.65并具有灵敏视野的倒像的伽利略取景器，其中如图4和5所示，像差被很好地补偿。
示例2图6显示了本发明示例2的一种倒像的伽利略取景器光学系统。示例2的物镜50和目镜60的透镜数据如表3所示。
表3
表4
在示例2中，物镜50的焦距f1和目镜60的焦距f2分别是
f1＝-27.40mmf2＝41.98mm如表3所示，第二表面和第三表面之间的表面距离“d”也就是物镜的凹面和目镜的凸面之间的空气间隔是d＝13.8mm因而在示例2中，f1/f2＝-0.65，f1/d＝-1.99。
因而，本发明的特征值满足上述三个条件。
示例2的不同的像差显示在图7和8中。在图7A中，曲线S显示相对于矢形图象表面的散光，曲线T显示相对于正切影像面的散光。图8A、8B、8C和8D分别显示在相对场幅度为1.00、0.83、0.55和0.00时的横向像差。
示例2提供了一种放大倍数为0.67并具有灵敏视野的倒像的伽利略取景器，其中如图7和8所示，像差被很好地补偿。
示例3图9显示了本发明示例3的一种倒像的伽利略取景器光学系统。示例3的物镜70和目镜80的透镜数据如表5所示。
表5
表6
在示例3中，物镜70的焦距f1和目镜80的焦距f2分别是f1＝-30.79mmf2＝45.28mm如表5所示，第二表面和第三表面之间的表面距离“d”也就是光轴上物镜的凹面和目镜的凸面之间的空气间隔是d＝12.8mm因而在示例3中，f1/f2＝-0.68，f1/d＝-2.41.
因而，本发明的特征值满足上述所有三个条件(1)～(3)。
示例3的不同的像差显示在图10和11中。在图10A中，曲线S显示相对于矢形图象表面的散光，曲线T显示相对于正切影像面的散光。图11A、11B、11C和11D分别显示在相对场幅度为1.00、0.83、0.55和0.00时的横向像差。
示例3提供了一种放大倍数为0.70并具有灵敏视野的倒像的伽利略取景器，其中如图7和8所示，像差被很好地补偿。
示例4图12显示了本发明示例4的一种倒像的伽利略取景器光学系统。示例4的物镜90和目镜100的透镜数据如表7所示。
表7
表8
在示例4中，物镜90的焦距f1和目镜100的焦距f2分别是f1＝-40.54mmf2＝56.54mm如表7所示，第二表面和第三表面之间的表面距离“d”也就是在光轴上物镜90的凹面和目镜100的凸面之间的空气间隔是d＝13.8mm因而在示例4中，f1/f2＝-0.72，f1/d＝-2.94.
因而，本发明的特征值满足上述所有三个条件(1)～(3)。
示例4的不同的像差显示在图13和14中。在图13A中，曲线S显示相对于矢形图象表面的散光，曲线T显示相对于正切影像面的散光。图14A、14B、14C和14D分别显示在相对场幅度为1.00、0.82、0.56和0.00时的横向像差。
示例4提供了一种放大倍数为0.74并具有灵敏视野的倒像的伽利略取景器，其中如图13和14所示，像差被很好地补偿。
虽然已经针对配备有透镜的光胶片记录仪介绍了本发明。本发明的倒像的伽利略取景器适用于那些允许用户重复地装载胶片暗盒的、要求经济和紧凑的照相机。
本发明并不局限于上述示例，相反在不脱离本发明权利要求范围内，本领域普通技术人员能够进行各种改进。
权利要求
1.一种由一个负乘方的物镜和一个正乘方的目镜组成的倒像的伽利略取景器，物镜具有一个对着目镜的凹面，目镜具有一个对着物镜的凸面，所述倒像的伽利略取景器满足下列条件-0.75≤f1/f2≤-0.60f1≤-22-3.2≤f1/d≤-1.5其中f1是物镜的焦距，f2是目镜的焦距，“d”是在光轴上所述倒像的伽利略取景器的物镜的凹面和目镜的凸面之间的表面距离。
2.一种根据权利要求1所述倒像的伽利略取景器，其特征在于使用塑料通过注塑形成所述倒像的伽利略取景器的目镜和物镜。
3.一种具有倒像的伽利略取景器的照相机，所述倒像的伽利略取景器由一个负乘方的物镜和一个正乘方的目镜组成，物镜具有一个对着目镜的凹面，目镜具有一个对着物镜的凸面，所述倒像的伽利略取景器满足下列条件-0.75≤f1/f2≤-0.60f1≤-22-3.2≤f1/d≤-1.5其中f1是物镜的焦距，f2是目镜的焦距，“d”是在光轴上所述倒像的伽利略取景器的物镜的凹面和目镜的凸面之间的表面距离。
4.一种根据权利要求3所述的照相机，其特征在于使用塑料通过注塑形成所述倒像的伽利略取景器的目镜和物镜。
5.一种根据权利要求4所述的照相机，其特征在于所述照相机包含一个具有作为组成部分的暗盒腔和胶片贮存室的主体部分，在制造照相机的过程中，将胶片暗盒和从所述暗盒腔中拉出的未曝光的光胶卷分别安置在所述暗盒腔和胶片贮存室内，所述倒像的伽利略取景器的物镜和目镜被安置在取景框内，所述取景框被设置在所述主体部分内。
全文摘要
一种由一个负乘方的物镜和一个正乘方的目镜组成的倒像的伽利略取景器,所述目镜和物镜由聚苯乙烯树脂通过注塑而形成,物镜具有一个对着目镜的凹面,目镜具有一个对着物镜的凸面,所述倒像的伽利略取景器满足下列条件:－0.75≤f1/f2≤－0.60，f1≤－22，－3.2≤f1/d≤－1.5。其中f1是物镜的焦距,f2是目镜的焦距,“d”是在光轴上所述倒像的伽利略取景器的物镜的凹面和目镜的凸面之间的表面距离。本发明的倒像的伽利略取景器的放大倍数是0.6～0.8。
文档编号G03B13/02GK1354389SQ0113507
公开日2002年6月19日 申请日期2001年11月16日 优先权日2000年11月16日
发明者增田武史 申请人:富士胶片株式会社