CN105807419B - 接目镜头 - Google Patents

Abstract

一种接目镜头沿着光轴从物侧至目侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜。第一透镜具有正屈光力，第二透镜具有正屈光力，第三透镜具有负屈光力，第四透镜具有正屈光力。此接目镜头、第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜满足以下条件：6≤f₁×f₂/f≤90；0.2≤|f₃/f|≤0.6；0.32≤f₄/f≤0.64，其中f为接目镜头的有效焦距，f₁为第一透镜的有效焦距，f₂为第二透镜的有效焦距，f₃为第三透镜的有效焦距，f₄为第四透镜的有效焦距。

Description

接目镜头

技术领域

本发明有关于一种接目镜头。

背景技术

已知的单眼数字相机大都采用光学式观景窗，使用者经由光学式观景窗实时观看所欲拍摄的景像。使用光学式观景窗的优点为经由光学式观景窗所看到的景像与影像感测组件所撷取的景像之间没有视野差，但是光学式观景窗因为包含有屋脊型五棱镜，导致使用光学式观景窗的单眼数字相机无法缩小体积，此为使用光学式观景窗的缺点。而另外一种旁轴式观景窗，因其光轴与相机的镜头的光轴不一致，导致经由旁轴式观景窗所看到的景像与影像感测组件所撷取的景像之间有视野差，尤其是拍摄短距离物体时的视野差，将明显大于拍摄长距离物体时的视野差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的观景窗体积过大或者具有视野差的缺陷，提供一种接目镜头，小型化但仍具有良好的光学性能。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种接目镜头沿着光轴从物侧至目侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜。第一透镜具有正屈光力，第二透镜具有正屈光力，第三透镜具有负屈光力，第四透镜具有正屈光力。此接目镜头、第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜满足以下条件：6≤f₁×f₂/f≤90；0.2≤|f₃/f|≤0.6；0.32≤f₄/f≤0.64，其中f为接目镜头的有效焦距，f₁为第一透镜的有效焦距，f₂为第二透镜的有效焦距，f₃为第三透镜的有效焦距，f₄为第四透镜的有效焦距。

其中第二透镜、第三透镜及第四透镜至少有一透镜由塑料材质制成。

其中第四透镜包括凸面，此凸面朝向目侧。

其中第二透镜、第三透镜及第四透镜至少有一透镜为非球面透镜。

实施本发明的接目镜头，具有以下有益效果：可与高分辨率液晶显示器搭配成为数字相机或携带型显示器的电子观景窗，可避免因使用旁轴式观景窗所引起的视野差问题，也不会有反射式观景窗体积过大的问题。本发明的接目镜头具备小型化但仍具有良好的光学性能，且具有视度调整功能。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。

图1是依据本发明的接目镜头的第一实施例的透镜配置示意图。

图2A是图1的接目镜头的纵向像差图。

图2B是图1的接目镜头的场曲图。

图2C是图1的接目镜头的畸变图。

图2D是图1的接目镜头的横向色差图。

图3是依据本发明的接目镜头的第二实施例的透镜配置示意图。

图4A是图3的接目镜头的纵向像差图。

图4B是图3的接目镜头的场曲图。

图4C是图3的接目镜头的畸变图。

图4D是图3的接目镜头的横向色差图。

图5是依据本发明的接目镜头的第三实施例的透镜配置示意图。

图6A是图5的接目镜头的纵向像差图。

图6B是图5的接目镜头的场曲图。

图6C是图5的接目镜头的畸变图。

图6D是图5的接目镜头的横向色差图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是依据本发明的接目镜头的第一实施例的透镜配置示意图。接目镜头1沿着光轴OA1从物侧至目侧依序包括第一透镜L11、第二透镜L12、第三透镜L13及第四透镜L14。第一透镜L11具有正屈光力，其物侧面S12为凹面像侧面S13为凸面，物侧面S12与像侧面S13皆为球面表面。第二透镜L12具有正屈光力，其物侧面S14为凸面像侧面S15为凸面，物侧面S14为球面表面，像侧面S15为非球面表面。第三透镜L13具有负屈光力，其物侧面S16为凹面像侧面S17为凹面，物侧面S16与像侧面S17皆为非球面表面。第四透镜L14具有正屈光力，其物侧面S18为凸面像侧面S19为凸面，物侧面S18为非球面表面，像侧面S19为球面表面。使用时一物体O1(例如小型液晶显示装置)置于物侧与第一透镜L11之间，人眼(未图示)位于出光瞳(Exit Pupil)面EP1，即可观看到物体O1的放大影像，其放大倍率约10倍以上。另外，改变物体O1与第一透镜L11的间距D1₁，可调整视度，其调整范围介于-3D～+1D之间，藉由视度调整，近视或远视使用者可不佩戴近视或远视眼镜，也能清楚观看到物体O1的放大影像。

另外，为使本发明的接目镜头能保持良好的光学性能，第一实施例中的接目镜头1需满足底下三条件：

6≤f1₁×f1₂/f1≤90 (1)

0.2≤|f1₃/f1|≤0.6 (2)

0.32≤f1₄/f1≤0.64 (3)

其中，f1为接目镜头1的有效焦距，f1₁为第一透镜L11的有效焦距，f1₂为第二透镜L12的有效焦距，f1₃为第三透镜L13的有效焦距，f1₄为第四透镜L14的有效焦距。

利用上述透镜的设计，使得接目镜头1能有效的缩短镜头总长度、修正像差，且具有视度调整功能。

表一为图1中接目镜头1的各透镜的相关参数表，表一数据显示本实施例的接目镜头1的有效焦距等于24.9902mm、镜头总长度等于42.5482mm。

表一

表一中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：

z＝ch²/{1+[1-(k+1)c²h²]^1/2}+Ah⁴+Bh⁶+Ch⁸

其中：

c：曲率；

h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；

k：圆锥系数；

A～C：非球面系数。

表二为表一中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～C为非球面系数。

表二

第一实施例的接目镜头1其有效焦距f1＝24.9902mm，第一透镜L11的有效焦距f1₁＝33.663mm，第二透镜L12的有效焦距f1₂＝34.447mm，第三透镜L13的有效焦距f1₃＝-5.429mm，第四透镜L14的有效焦距f1₄＝8.375mm，由上述数据可得到f1₁×f1₂/f1＝46.402、|f1₃/f1|＝0.217、f1₄/f1＝0.335，皆能满足上述条件(1)至条件(3)的要求。此外，物体O1与第一透镜L11的间距D1₁＝12.1mm，此时视度等于0D(没有调整视度)。

另外，第一实施例的接目镜头1的光学性能也可达到要求，这可从图2A至2D看出。图2A所示的，是第一实施例的接目镜头1的纵向像差(Longitudinal Aberration)图。图2B所示的，是第一实施例的接目镜头1的场曲(Field Curvature)图。图2C所示的，是第一实施例的接目镜头1的畸变(Distortion)图。图2D所示的，是第一实施例的接目镜头1的横向色差(Lateral Color)图。

由图2A可看出，第一实施例的接目镜头1对波长为0.486μm、0.588μm、0.656μm的光线所产生的纵向像差值介于-30㎜至20㎜之间。由图2B可看出，第一实施例的接目镜头1对波长为0.588μm的光线所产生的子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向场曲介于-50㎜至25㎜之间。由图2C可看出，第一实施例的接目镜头1对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于0.0％至0.8％之间。由图2D可看出，第一实施例的接目镜头1对波长为0.486μm、0.588μm、0.656μm的光线于不同视场高度所产生的横向色差值介于-110μm至0μm之间。显见第一实施例的接目镜头1的纵向像差、场曲、畸变、横向色差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图3，图3是依据本发明的接目镜头的第二实施例的透镜配置示意图。接目镜头2沿着光轴OA2从物侧至目侧依序包括第一透镜L21、第二透镜L22、第三透镜L23及第四透镜L24。第一透镜L21具有正屈光力，其物侧面S22为凹面像侧面S23为凸面，物侧面S22与像侧面S23皆为球面表面。第二透镜L22具有正屈光力，其物侧面S24为凸面像侧面S25为凸面，物侧面S24为球面表面，像侧面S25为非球面表面。第三透镜L23具有负屈光力，其物侧面S26为凹面像侧面S27为凹面，物侧面S26与像侧面S27皆为非球面表面。第四透镜L24具有正屈光力，其物侧面S28为凸面像侧面S29为凸面，物侧面S28为非球面表面，像侧面S29为球面表面。使用时一物体O2(例如小型液晶显示装置)置于物侧与第一透镜L21之间，人眼(未图示)位于出光瞳(Exit Pupil)面EP2，即可观看到物体O2的放大影像，其放大倍率约10倍以上。另外，改变物体O2与第一透镜L21的间距D2₁，可调整视度，其调整范围介于-3D～+1D之间，藉由视度调整，近视或远视使用者可不佩戴近视或远视眼镜，也能清楚观看到物体O2的放大影像。

另外，为使本发明的接目镜头能保持良好的光学性能，第二实施例中的接目镜头2需满足底下三条件：

6≤f2₁×f2₂/f2≤90 (4)

0.2≤|f2₃/f2|≤0.6 (5)

0.32≤f2₄/f2≤0.64 (6)

其中，f2为接目镜头2的有效焦距，f2₁为第一透镜L21的有效焦距，f2₂为第二透镜L22的有效焦距，f2₃为第三透镜L23的有效焦距，f2₄为第四透镜L24的有效焦距。

利用上述透镜的设计，使得接目镜头2能有效的缩短镜头总长度、修正像差，且具有视度调整功能。

表三为图3中接目镜头2的各透镜的相关参数表，表三数据显示本实施例的接目镜头2的有效焦距等于24.9876mm、镜头总长度等于45.3141mm。

表三

表三中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：

z＝ch²/{1+[1-(k+1)c²h²]^1/2}+Ah⁴+Bh⁶+Ch⁸

其中：

c：曲率；

h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；

k：圆锥系数；

A～C：非球面系数。

表四为表三中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～C为非球面系数。

表四

第二实施例的接目镜头2其有效焦距f2＝24.9876mm，第一透镜L21的有效焦距f2₁＝11.299mm，第二透镜L22的有效焦距f2₂＝22.241mm，第三透镜L23的有效焦距f2₃＝-9.778mm，第四透镜L24的有效焦距f2₄＝15.119mm，由上述数据可得到f2₁×f2₂/f2＝10.057、|f2₃/f2|＝0.391、f2₄/f2＝0.605，皆能满足上述条件(4)至条件(6)的要求。此外，物体O2与第一透镜L21的间距D2₁＝8.0mm，此时视度等于-1D。

另外，第二实施例的接目镜头2的光学性能也可达到要求，这可从图4A至4D看出。图4A所示的，是第二实施例的接目镜头2的纵向像差(Longitudinal Aberration)图。图4B所示的，是第二实施例的接目镜头2的场曲(Field Curvature)图。图4C所示的，是第二实施例的接目镜头2的畸变(Distortion)图。图4D所示的，是第二实施例的接目镜头2的横向色差(Lateral Color)图。

由图4A可看出，第二实施例的接目镜头2对波长为0.486μm、0.588μm、0.656μm的光线所产生的纵向像差值介于-20㎜至25㎜之间。由图4B可看出，第二实施例的接目镜头2对波长为0.588μm的光线所产生的子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向场曲介于-38㎜至30㎜之间。由图4C可看出，第二实施例的接目镜头2对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于-0.5％至0.0％之间。由图4D可看出，第二实施例的接目镜头2对波长为0.486μm、0.588μm、0.656μm的光线于不同视场高度所产生的横向色差值介于-70μm至0μm之间。显见第二实施例的接目镜头2的纵向像差、场曲、畸变、横向色差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图5，图5是依据本发明的接目镜头的第三实施例的透镜配置示意图。接目镜头3沿着光轴OA3从物侧至目侧依序包括第一透镜L31、第二透镜L32、第三透镜L33及第四透镜L34。第一透镜L31具有正屈光力，其物侧面S32为凹面像侧面S33为凸面，物侧面S32与像侧面S33皆为球面表面。第二透镜L32具有正屈光力，其物侧面S34为凸面像侧面S35为凸面，物侧面S34为球面表面，像侧面S35为非球面表面。第三透镜L33具有负屈光力，其物侧面S36为凹面像侧面S37为凹面，物侧面S36与像侧面S37皆为非球面表面。第四透镜L34具有正屈光力，其物侧面S38为凸面像侧面S39为凸面，物侧面S38为非球面表面，像侧面S39为球面表面。使用时一物体O3(例如小型液晶显示装置)置于物侧与第一透镜L31之间，人眼(未图示)位于出光瞳(Exit Pupil)面EP3，即可观看到物体O3的放大影像，其放大倍率约10倍以上。另外，改变物体O3与第一透镜L31的间距D3₁，可调整视度，其调整范围介于-3D～+1D之间，藉由视度调整，近视或远视使用者可不佩戴近视或远视眼镜，也能清楚观看到物体O3的放大影像。

另外，为使本发明的接目镜头能保持良好的光学性能，第三实施例中的接目镜头3需满足底下三条件：

6≤f3₁×f3₂/f3≤90 (7)

0.2≤|f3₃/f3|≤0.6 (8)

0.32≤f3₄/f3≤0.64 (9)

其中，f3为接目镜头3的有效焦距，f3₁为第一透镜L31的有效焦距，f3₂为第二透镜L32的有效焦距，f3₃为第三透镜L33的有效焦距，f3₄为第四透镜L34的有效焦距。

利用上述透镜的设计，使得接目镜头3能有效的缩短镜头总长度、修正像差，且具有视度调整功能。

表五为图5中接目镜头3的各透镜的相关参数表，表五数据显示本实施例的接目镜头3的有效焦距等于24.9872mm、镜头总长度等于44.0176mm。

表五

表五中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：

z＝ch²/{1+[1-(k+1)c²h²]^1/2}+Ah⁴+Bh⁶+Ch⁸

其中：

c：曲率；

h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；

k：圆锥系数；

A～C：非球面系数。

表六为表五中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～C为非球面系数。

表六

第三实施例的接目镜头3其有效焦距f3＝24.9872mm，第一透镜L31的有效焦距f3₁＝69.824mm，第二透镜L32的有效焦距f3₂＝27.505mm，第三透镜L33的有效焦距f3₃＝-9.244mm，第四透镜L34的有效焦距f3₄＝13.076mm，由上述数据可得到f3₁×f3₂/f3＝76.860、|f3₃/f3|＝0.370、f3₄/f3＝0.523，皆能满足上述条件(7)至条件(9)的要求。此外，物体O3与第一透镜L31的间距D3₁＝10.8mm，此时视度等于-1D。

另外，第三实施例的接目镜头3的光学性能也可达到要求，这可从图6A至6D看出。图6A所示的，是第三实施例的接目镜头3的纵向像差(Longitudinal Aberration)图。图6B所示的，是第三实施例的接目镜头3的场曲(Field Curvature)图。图6C所示的，是第三实施例的接目镜头3的畸变(Distortion)图。图6D所示的，是第三实施例的接目镜头3的横向色差(Lateral Color)图。

由图6A可看出，第三实施例的接目镜头3对波长为0.486μm、0.588μm、0.656μm的光线所产生的纵向像差值介于-30㎜至25㎜之间。由图6B可看出，第三实施例的接目镜头3对波长为0.588μm的光线所产生的子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向场曲介于-35㎜至28㎜之间。由图6C可看出，第三实施例的接目镜头3对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于0.0％至1.0％之间。由图6D可看出，第三实施例的接目镜头3对波长为0.486μm、0.588μm、0.656μm的光线于不同视场高度所产生的横向色差值介于-110μm至0μm之间。显见第三实施例的接目镜头3的纵向像差、场曲、畸变、横向色差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (8)

1.一种接目镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至目侧依序包括：

第一透镜，该第一透镜具有正屈光力；

第二透镜，该第二透镜具有正屈光力；

第三透镜，该第三透镜具有负屈光力；以及

第四透镜，该第四透镜具有正屈光力，且包括凸面，该凸面朝向该目侧；

其中该接目镜头、该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜以及该第四透镜满足以下条件：

0.32≤f₄/f≤0.64

6≤f₁×f₂/f≤90

0.2≤|f₃/f|≤0.6

其中，f为该接目镜头的有效焦距，f₁为该第一透镜的有效焦距，f₂为该第二透镜的有效焦距，f₃为该第三透镜的有效焦距，f₄为该第四透镜的有效焦距。

2.如权利要求1所述的接目镜头，其特征在于，该第二透镜、该第三透镜以及该第四透镜至少有一透镜由塑料材质制成。

3.如权利要求2所述的接目镜头，其特征在于，该第二透镜、该第三透镜以及该第四透镜至少有一透镜为非球面透镜。

4.如权利要求1所述的接目镜头，其特征在于，该第二透镜、该第三透镜以及该第四透镜至少有一透镜为非球面透镜。

5.如权利要求1所述的接目镜头，其特征在于，该第一透镜的物侧面为凹面像侧面为凸面。

6.如权利要求1所述的接目镜头，其特征在于，该第二透镜的物侧面为凸面像侧面为凸面。

7.如权利要求1所述的接目镜头，其特征在于，该第三透镜的物侧面为凹面像侧面为凹面。

8.如权利要求1所述的接目镜头，其特征在于，该第四透镜的物侧面为凸面。