專利名稱：變焦鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光學(xué)鏡頭，特別是涉及一種變焦鏡頭。
背景技術(shù)：
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼相機由于其使用方便、便于攜帶已被人們廣泛應(yīng)用，人們希望于同一位置可拍攝遠近距離不同物體的影像，且獲得的影像畫面清晰，由此對焦鏡頭應(yīng)運而生。
一般而言，數(shù)碼相機的變焦方式有兩種，即數(shù)字變焦與光學(xué)變焦。其中，數(shù)字變焦是將影像傳感器所獲取的影像加以剪裁并通過插值算法還原成原圖大小，其雖在一定程度上改善成像質(zhì)量，但數(shù)字變焦是以犧牲分辨率與圖像質(zhì)量為代價的變焦，所得到的影像畫質(zhì)較差。而光學(xué)變焦是依靠光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)變焦，即通過改變變焦鏡頭鏡片等光學(xué)組件的組合或移動來改變焦距以達到變焦的目的，從而改變鏡頭的焦距使被拍攝的景物放大或縮小?，F(xiàn)有相機中為方便取景，一般都配有光學(xué)變焦鏡頭。
請參照圖1所示，中國專利第92104988.9號揭示一種相機用自動對焦機構(gòu)1，其利用電磁機構(gòu)來實現(xiàn)自動對焦功能。該自動對焦機構(gòu)包括鏡頭模塊10、導(dǎo)引臂11a及11b、導(dǎo)引支柱12a及12b、螺旋彈簧13、電磁機構(gòu)14、驅(qū)動板15，導(dǎo)引臂11a及11b與鏡頭模塊10的環(huán)狀部固連為一體，導(dǎo)引支柱12a、12b自相機基板向上延伸，電磁機構(gòu)14固接在相機基板上。其中，鏡頭模塊10在螺旋彈簧13的壓力作用下位于近距離對焦位置。當(dāng)電磁機構(gòu)14通電而使驅(qū)動板15壓下導(dǎo)引臂11a時，鏡頭模塊10向相機基板移動，直至其移到遠距離對焦位置。但是，上述利用電磁原理實現(xiàn)對焦功能的對焦機構(gòu)，因利用電池、驅(qū)動板及彈簧等組件的原因，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且因彈簧易老化等原因，隨著利用頻率的提高，影響對焦精確度。
請參照圖2所示，中國專利第01122817.2號揭示一種變焦相機的變焦裝置2，其包括鏡筒20、螺紋圈21及22、導(dǎo)環(huán)23及24、內(nèi)轉(zhuǎn)動體25、后鏡頭框架26、前鏡頭框架27、安裝于鏡頭框架上的透鏡組(未標(biāo)示)、前導(dǎo)向框架28及變焦圈29等。通過螺紋圈21及22、導(dǎo)環(huán)23及24、內(nèi)轉(zhuǎn)動體25之間的相互配合，相對移動前鏡頭框架27與后鏡頭框架26而改變框架上的前透鏡組及后透鏡組之間的距離，從而改變?nèi)肷涔鈴那巴哥R組到后透鏡組的光程，以達到變焦的功能。
但是，上述通過改變透鏡組位置或二透鏡組之間的實際距離而實現(xiàn)變焦，其組件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不方便組裝。另，由于此種變焦是通過實際移動透鏡組或前、后鏡頭框架來實現(xiàn)變焦，在移動過程中，易出現(xiàn)透鏡組相對偏心現(xiàn)象，且由于經(jīng)常移動透鏡組，極易出現(xiàn)透鏡組松動，更加易產(chǎn)生偏心現(xiàn)象，從而影響成像質(zhì)量。

實用新型內(nèi)容針對于此，有必要提供一種成像質(zhì)量高且結(jié)構(gòu)簡單的變焦鏡頭。
本實用新型較佳實施方式的變焦鏡頭，包括一鏡筒、一底座及一光路變換裝置。該鏡筒將至少一透鏡容納其中。該底座用以將該鏡筒裝配于其中。該光路變換裝置為一變焦裝置，設(shè)置于該底座內(nèi)且位于該透鏡組的成像光路中，通過轉(zhuǎn)動該光路變換裝置可以改變該透鏡組的成像面的位置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述變焦鏡頭于透鏡組的成像光路中設(shè)置一光路變換裝置，通過該光路變換裝置使光路發(fā)生偏折，進而改變光程，故光線通過所述變焦鏡頭后僅光程發(fā)生改變，對鏡頭其它光學(xué)性能影響不大，成像質(zhì)量高。且該變焦鏡頭的透鏡組并不移動，不會產(chǎn)生現(xiàn)有移動光學(xué)透鏡導(dǎo)致偏心等問題。另，鏡頭中通常均需要鍍覆抗反射膜及紅外截止膜，而一般透鏡均為球面或非球曲面，使得鍍膜難度較大，本實用新型較佳實施方式在變焦鏡頭中使用了三棱鏡，可將抗反射膜及紅外截止膜直接鍍覆于該三棱鏡表面，如此，鍍膜的均勻性將容易控制，有利于提高鏡頭的光學(xué)性能。

圖1是現(xiàn)有變焦鏡頭的剖面圖；圖2是又一現(xiàn)有變焦鏡頭的剖面圖；圖3是本實用新型變焦鏡頭較佳實施方式的剖面圖；圖4是本實用新型變焦鏡頭較佳實施方式的光路原理示意圖；圖5是本實用新型變焦鏡頭較佳實施方式的第一狀態(tài)的光路示意圖；圖6是本實用新型變焦鏡頭較佳實施方式的第二狀態(tài)的光路示意圖；圖7是本實用新型變焦鏡頭較佳實施方式的局部示意圖。
具體實施方式請參閱圖3所示，本實用新型較佳實施方式的變焦鏡頭3可安裝于一基板5上，并可改變變焦鏡頭3的成像面的位置，即使變焦鏡頭3的成像面與影像感測單元4重合，即改變鏡頭透鏡組31與影像感測單元4之間的光程，進而實現(xiàn)調(diào)焦的目的。
所述變焦鏡頭3包括一鏡筒32、一底座34及一光路變換裝置33，該鏡筒將至少一透鏡31容納其中并可通過螺紋配合、黏膠或其它方式固定于該底座34。該光路變換裝置33可以是由至少一個透明體所組成，該透明體可以是棱鏡或其它折射率異于1的透明體，該棱鏡可以是三棱鏡，因此該光路變換裝置33可以由兩個透明體331與332所組成，該兩個透明體331與332可以是具有不同折射率或是不同尺寸的三棱鏡。該光路變換裝置33設(shè)置于該底座34內(nèi)且位于該透鏡組31的成像光路中，通過轉(zhuǎn)動該光路變換裝置33可以改變該透鏡組31的成像面的位置，達到變焦的目的。
請參閱圖4所示，該光路變換裝置33由兩個不同尺寸的透明體331與332所組成，設(shè)透鏡組31與影像感測單元4之間的物理距離為L0，棱鏡的折射率為n，邊長為D，光線在棱鏡中反射前后所經(jīng)過的物理距離為D1、D2，D＝D1+D2，則光線在透鏡組31與影像感測單元4之間的光程為
L＝L0-(D1+D2)+n(D1+D2)＝L0-D+nD＝L0+(n-1)D因此，通過改變棱鏡的折射率或棱鏡的邊長均可改變透鏡組31與影像感測單元4之間的光程。
請一并參閱圖5與圖6所示，該光路變換裝置33由兩個不同尺寸的透明體331與332所組成，該較小的第一透明體331包括一第一側(cè)面3311與一第二側(cè)面3312，該較大的第二透明體332包括一第三側(cè)面3321與一第四側(cè)面3322。因此，當(dāng)光線從該透鏡組31進入該第一透明體331時，首先射入第一側(cè)面3311，進入該第一透明體331，然后在該第一透明體331內(nèi)折射，繼而經(jīng)由該第一透明體331與該第二透明體332的交界面333反射，然后從第二側(cè)面3312射出，最后入射至影像感測單元4上。同樣地，當(dāng)光線從該透鏡組31進入該第二透明體332時，首先射入第一側(cè)面3321，進入該第二透明體332，然后在該第二透明體332內(nèi)折射，繼而經(jīng)由該第二透明體332與該第一透明體331的交界面333反射，然后從第二側(cè)面3322射出，最后入射至影像感測單元4上。由于該透明體具有不同的尺寸，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)動該光路變換裝置33，使其第一透明體331或第二透明體332位于成像光路上時，會產(chǎn)生透鏡組31至影像感測單元4之間的光程長短的分別，實現(xiàn)變焦。
請參閱圖7所示，該變焦鏡頭3進一步包括一轉(zhuǎn)軸6、一驅(qū)動裝置7，該轉(zhuǎn)軸6固接于該光路變換裝置33中，該驅(qū)動裝置7固接于該轉(zhuǎn)軸6。當(dāng)驅(qū)動裝置7激活，即帶動該轉(zhuǎn)軸6使該光路變換裝置33轉(zhuǎn)動?？梢岳斫?，該驅(qū)動裝置7可以是手動旋轉(zhuǎn)把或馬達驅(qū)動。當(dāng)然，手動旋轉(zhuǎn)把也可與限位檔板互相搭配使用。本實用新型較佳實施方式的光路變換裝置33包括至少一個透明體、一轉(zhuǎn)軸6、一驅(qū)動裝置7，該轉(zhuǎn)軸6固接于該透明體中；該驅(qū)動裝置7固接于該轉(zhuǎn)軸6，通過激活該驅(qū)動裝置7可以帶動該轉(zhuǎn)軸6，使該透明體轉(zhuǎn)動，進而使光路變換裝置33轉(zhuǎn)動。
為增加該光路變換裝置33的透光率及該變焦鏡頭3的光學(xué)性能，不僅可于該第一透明體331的第一側(cè)面3311及第二側(cè)面3312表面鍍覆抗反射膜及紅外截止膜(圖未示)，也可于該第二透明體332的第三側(cè)面3321及第四側(cè)面3322表面鍍覆抗反射膜及紅外截止膜(圖未示)。為增加該光路變換裝置33對光程的改變效果，該兩個透明體通常分別由不同折射率材料制成。該影像感測單元4可以是CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器)影像傳感器，也可以是CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導(dǎo)體)影像傳感器或是其它可以用作影像感測的裝置。該交界面333也可以鍍覆全反射膜以增加其反射效果。
可以理解，本實用新型較佳實施方式的變焦鏡頭3的光路變換裝置33也可通過等折射率不同大小的棱鏡構(gòu)成(改變D)，或通過不同折射率等大小的棱鏡構(gòu)成(改變n)，或僅通過一棱鏡構(gòu)成(通過棱鏡與空氣的折射率差異來塑造不同的光程)，或采用不同折射率且不同大小的棱鏡(同時改變n及D)。本實用新型較佳實施方式的透鏡組并不移動，僅轉(zhuǎn)動該光路變換裝置，不會產(chǎn)生移動光學(xué)透鏡導(dǎo)致偏心等問題。
權(quán)利要求1.一種變焦鏡頭，包括一鏡筒，其將至少一透鏡容納其中；一底座，其連接該鏡筒；其特征在于，該變焦裝置還包括一光路變換裝置，其設(shè)置于該底座內(nèi)，由至少一個透明體構(gòu)成，通過轉(zhuǎn)動該光路變換裝置，以改變經(jīng)過該光路變換裝置光線的光程。
2.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該透明體是一三棱鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該光路變換裝置由兩個大小不同的三棱鏡組合而成。
4.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該光路變換裝置由兩個折射率不同的三棱鏡組合而成。
5.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該光路變換裝置的表面鍍覆有抗反射膜。
6.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭進一步包括一轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸固接于該光路變換裝置中。
7.如權(quán)利要求6所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭進一步包括一驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置固接于該轉(zhuǎn)軸。
8.一種光路變換裝置，其特征在于，包括至少一個透明體；一轉(zhuǎn)軸，其連接該透明體；一驅(qū)動裝置，其固接于該轉(zhuǎn)軸，通過激活該驅(qū)動裝置可以帶動該轉(zhuǎn)軸與該透明體。
9.如權(quán)利要求8所述的光路變換裝置，其特征在于，該透明體是一三棱鏡。
10.如權(quán)利要求8所述的光路變換裝置，其特征在于，該透明體由兩個大小不同的三棱鏡組合而成。
11.如權(quán)利要求8所述的光路變換裝置，其特征在于，該透明體由兩個折射率不同的三棱鏡組合而成。
12.如權(quán)利要求8所述的光路變換裝置，其特征在于，該光路變換裝置的表面鍍覆有抗反射膜。
專利摘要一種變焦鏡頭，包括一鏡筒、一底座及一光路變換裝置。該鏡筒將至少一透鏡容納其中。該底座固接該鏡筒。該光路變換裝置設(shè)置于該底座內(nèi)，由至少一個透明體構(gòu)成，通過轉(zhuǎn)動該光路變換裝置，可以改變經(jīng)過該光路變換裝置光線的光程，因而可實現(xiàn)變焦。
文檔編號G02B7/18GK2784958SQ20052005612
公開日2006年5月31日 申請日期2005年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月19日
發(fā)明者邱文賜 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司