专利名称：一种体积小、成本低的潜望式高分辨率变焦光学系统的制作方法
技术领域：
一种体积小、成本低的潜望式髙分辨率变焦光学系统技术领域：
本实用新型涉及一种光学镜头，尤其涉及一种应用于照相机、手 机、监控系统的体积小、成本低的潜望式高分辨率变焦光学镜头。背景技术：
目前照相、手机、安防用的中型或小型变焦镜头普遍存在这样的 缺点外形尺寸较大、成本较高、分辨率较低。这在使用上有很大的 局限性，不能满足消费者的便于携带、方便隐藏、便宜、及成像清晰 等需要。而且还有不能改变光轴，达不到潜望的目的。
实用新型内容
本实用新型目的是克服了现有技术中的不足而提供了体积小、能 改变光轴、成本低的潜望式高分辨率变焦光学系统。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下列技术方案
一种体积小、成本低的潜望式高分辨率变焦光学系统，其特征在 于包括有相邻之间可以相互调节间距的第一透镜群、第二透镜群、第 三透镜群和第西透镜群以及感光芯片，在所述第三透镜群前方设有光 阑，在所述第一透镜群的第一透镜与第二透镜之间设置有可改变光轴 的棱镜。
如上所述的一种体积小、成本低的潜望式高分辨率变焦光学系 统，其特征在于所述棱镜为三棱镜。如上所述的一种体积小、成本低的潜望式高分辨率变焦光学系 统，其特征在于所述的第一透镜群的组合焦距为正，第二透镜群的组 合焦距为负，第三透镜群和第四透镜群的组合焦距都为正。
如上所述的一种体积小、成本低的潜望式高分辨率变焦光学系 统，其特征在于所述的第一透镜群、第二透镜群的系统元件特性满足 以下表达式fl>-f2，其中，fl为第一透镜群的组合焦距，f2为第 二透镜群的组合焦距。
本实用新型与现有技术相比具有如下的优点
1、 现有变焦镜头在调节变焦、补偿两透镜群后，还需调变焦透 镜或变焦透镜群，才能成清晰像；本实用新型的变焦镜头在变焦时只
需调节变焦第二透镜群和补偿第四透镜群两透镜群，就可成清晰像。 这样不但方便调节，还大大节省了调节时间，达到快速变倍目的，同 时还去掉了调焦所需的复杂结构，节约了成本，减小了体积和重量， 提高了产品的可靠性。
2、 本实用新型的变焦镜头在第一透镜后面设置有一件棱镜，改 变f光轴方向，达到潜望目的。3、本实用新型把光阑设在第三透镜 群的前面，在其他条件同样的情况下，极大縮小了第一透镜群的体积， 这对减小整机体积和重量，贡献极大。4、现有高倍率、快变焦镜 头，在变焦过程中受机构限制，经常有变焦盲点，即在某一焦距附近 分辨率较差，成像不清晰；本实用新型的变焦镜头没有变焦盲点，在 整个变焦过程中全部能成清晰像。
5、现有高倍率、快变焦镜头，近距离成像不清晰；本实用新型的变焦镜头近距离成像清晰，在10mm近距时还能成清晰像。
6、本设计实现了 3倍光学ZOOM(变焦)，且采用AF(自动对焦) 技术，这样彻底实现了 一个光学系统可以同时对不同距离的物体成 拍摄清晰的照片。
图1是本实用新型剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细描述
如图1所示， 一种体积小、成本低的潜望式高分辨率变焦光学系 统，包括有相邻之间可以相互调节间距的第一透镜群l、第二透镜群 2、第三透镜群3和第四透镜群4以及感光芯片5。由于第一透镜群1 和第二透镜群2之间的间隔是可变的、第二透镜群2和第三透镜群3 之间的间隔是可变的、第三透镜群3和第西透镜群4之间的间隔是可 变的、第四透镜群4和感光芯片5之间的间隔是可变的，故通过改变 这四个可变的空气间隔，可达到使镜头的焦距改变的目的。关于如何 实现第一透镜群1、第二透镜群2、第三透镜群3和第四透镜群4以 及感光芯片5之间可以相互调节间距的问题，本人于2007年11月 20日提交一相关专利申请，里面详细介绍了利用机构实现调节间距 的问题，其专利号为ZL200720193328.5，名称为 一种高倍率、小 体积、快速变倍的变焦光学系统。
在所述第一透镜群1的第一透镜11与第二透镜12之间设置有可 改变光轴的棱镜6，在本实施例中该棱镜6为三棱镜，这样光从第一透镜11经过后通过棱镜6，光线达到棱镜6的反射面后再折射到第 二透镜12，使光线的角度得到改变，实现改变光轴的目的。
在所述第三透镜群3设有光阑12，首先由于光阑12设在第三透 镜群3的整个系统中间靠后(光线进入的方向为前，感光芯片的位置 为后)的部分，这样既利于縮小第一透镜群的口径，又利于控制第四 透镜群4的口径；其次是所述第四群4既是补偿群，又是调焦群，在 其移动时，为变倍补偿的同时，也调整了后焦，这就去掉了为调焦而 设的复杂机构；
所述的第一透镜群1的组合焦距为正，达到汇聚光线的目的。第 二透镜群2的组合焦距为负，且第二透镜群2的第一透镜6焦距也为 负，整群在移动过程中使整个系统的焦距改变，达到变倍的目的，又 称为变倍群。
首先所述的第四个透镜群4整体焦距为正，把经过前面三个透镜 群的光线汇聚到像面，其既是补偿群，又是调焦群。在变倍过程中， 变倍群移动的同时，第四个透镜群4同时移动，当变倍群移动到预定 位置时，第园个透镜群4也移动到预先设定好的、使像面基本清晰也 可能己到最清晰的位置，然后通过自动对焦微调，使像面最清晰；相 当于节省了调焦这一步骤，达到了縮短时间的目的。再有两个移动群 的通光口径都较小，在变倍和请焦过S中移动距离都较短，这样变倍 时就会花费较少的时间。通过上述两种途径安排，使得其变倍能快速 实现。
在所述的第一透镜群1、第二透镜群2、第三透镜群3、第四透镜群4的系统元件特性满足以下表达式fl>-f2。其中，fl为第一透
镜群1的组合焦距，f2为第二透镜群2的组合焦距，f3为第三透镜 群3的组合焦距，f4为第四透镜群4的组合焦距。通过调节fl、 f2、 f3、 f4之间的比值、调整fl的数值大小、使用非球面及增减各群透 镜数目，可设计出从小倍率到大倍率到超大倍率各种不同倍率、不同 规格的变焦镜头。
所述第四透镜群直接调节后焦，所以可直接调到最佳像面位置， 而且采用高精度的步进马达，这就彻底解决了传统镜头近距离成像不 清和调焦盲点的问题；这样同时也就提高了产品精度和产品可靠性。
下面举一 3倍变焦的实际设计案例
序号类型R值(1/C) 厚度光学材料直径
l-a标准18.211.05ZF64> 10
l-b标准6.462.45Air4>10
2-a标准无穷大8.5K9
2醒b标准无穷大0.1Air4>8
3-3标准19.2351.95Lak34>7
3隱b标准-19.2350.7Air4>7
4-a标准-16.482.85Zf52d>6
4曙b标准10.5360.65Air4>6
5-3标准-9.3560.6Zk74>5.5
5-b，6-a 标准9.3251.52Zf7
6國b标准-125.326.05Air4>5.512光栏无穷大1.5Air4>10
7曙a 标准12.321.5Laf4<J>4.2
7-b 标准-33.450.15Air4>4.2
8-a 标准-10.561.15zf74>4.2
8-b 标准33.453.5Air4>4.2
9-a 标准32.561.8Lak7d>5
9-b，10-a标准-8.980.6Zf6小5
10-b 标准42.561.5Air4>5
ll-a 标准15.981.5Zk74>5
ll-b 标准-15.981.5Air
像面无穷大
群组调焦移动范围
1， 2群组间隔0.7mm-5.3mm; 2， 3群组间隔2.95mm-7.55mm; 3， 4群组间隔1.2mm-3.5mm; 4群组和像面间隔1.5mm-3.8mm。
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权利要求1、一种体积小、成本低的潜望式高分辨率变焦光学系统，其特征在于包括有相邻之间可以相互调节间距的第一透镜群(1)、第二透镜群(2)、第三透镜群(3)和第四透镜群(4)以及感光芯片(5)，在所述第三透镜群(3)前方设有光阑(12)，在所述第一透镜群(1)的第一透镜(11)与第二透镜(12)之间设置有可改变光轴的棱镜(6)。
2、 根据权利要求1所述的一种体积小、成本低的潜望式高分 辨率变焦光学系统，其特征在于所述棱镜(6)为三棱镜。
3、 根据权利要求2所述的一种体积小、成本低的潜望式高分 辨率变焦光学系统，其特征在于所述的第一透镜群(1)的组合焦距 为正，第二透镜群(2)的组合焦距为负，第三透镜群(3)和第四透 镜群(4)的组合焦距都为正。
4、 根据权利要求2所述的一种体积小、成本低的潜望式高分 辨率变焦光学系统，其特征在于所述的第一透镜群(1)、第二透镜群(2)的系统元件特性满足以下表达式fl>-f2，其中，fl为第一透 镜群(1)的组合焦距，G为第二透镜群(2)的组合焦距。
专利摘要本实用新型公开了一种体积小、成本低的潜望式高分辨率变焦光学系统，更具体来说是涉及一种应用于照相机、手机、监控系统的光学系统。它包括有相邻之间可以相互调节间距的第一透镜群、第二透镜群、第三透镜群和第四透镜群以及感光芯片，在所述第三透镜群前方设有光阑，在所述第一透镜群的第一透镜与第二透镜之间设置有可改变光轴的棱镜。第一透镜群的组合焦距为正，第二透镜群的组合焦距为负，第三透镜群和第四透镜群的组合焦距都为正。本实用新型具有体积小、能改变光轴、成本低等特点。
文档编号G02B5/04GK201397418SQ20092005228
公开日2010年2月3日 申请日期2009年3月4日 优先权日2009年3月4日
发明者李建华, 肖明志, 邹文镔 申请人:中山联合光电科技有限公司