专利名称：变焦镜头的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种光学镜头，尤指一种变焦镜头。
背景技术：
随着多媒体技术的发展，数码相机、摄影机越来越为广大消费者青睐，在人们对数码相机、摄影机追求小型化的同时，人们希望于同一位置可拍摄远近距离不同物体的影像，且获得的影像画面清晰，由此变焦镜头应运而生。
一般而言，数码相机的变焦方式有两种，即数码变焦与光学变焦。其中，数码变焦是将影像传感器所撷取的影像加以剪裁并通过插值算法还原成原图大小，其虽在一定程度上改善了成像质量，但数码变焦是以牺牲分辨率与图像质量为代价的变焦，所得到的影像画质较差。而光学变焦是依靠光学镜头的结构实现变焦，即通过改变变焦镜头镜片等光学组件的组合或移动来改变焦距以达到变焦的目的，从而改变镜头的焦距使被拍摄的景物放大或缩小。现有相机中为方便取景，一般都配有光学变焦镜头。
请参照图1，中国专利第92104988.9号揭示一种相机用自动对焦机构1，其利用电磁机构来实现自动对焦功能。该自动对焦机构包括镜头模块10、导引臂11a和11b、导引支柱12a和12b、螺旋弹簧13、电磁机构14、驱动板15，导引臂11a和11b与镜头模块10的环状部固连为一体，导引支柱12a、12b自相机基板向上延伸，电磁机构14固接在相机基板上。其中，镜头模块10在螺旋弹簧13的压力作用下位于近距离对焦位置。当电磁机构14通电而使驱动板15压下导引臂11a时，镜头模块10向相机基板移动，直至其移到远距离对焦位置。但是，上述利用电磁原理实现对焦功能的对焦机构，因利用电池、驱动板及弹簧等组件的原因，其结构复杂，且因弹簧易老化等原因，随着利用频率的提高，影响对焦精度。
请参照图2，中国专利第01122817.2号揭示一种变焦相机的变焦装置2，其包括镜筒20、螺纹圈21和22、导环23和24、内转动体25、后镜头框架26、前镜头框架27、安装于镜头框架上的透镜组(未标示)、前导向框架28及变焦圈29等。通过螺纹圈21和22、导环23和24、内转动体25之间的相互配合，相对移动前镜头框架27与后镜头框架26而改变框架上的前透镜组和后透镜组之间的距离，从而改变入射光从前透镜组到后透镜组的光程，以达到变焦的功能。
但是，上述通过改变透镜组位置或二透镜组之间的实际距离而实现变焦，其组件较多，结构复杂，不方便组装。另，由于此种变焦是通过实际移动透镜组或前、后镜头框架来实现变焦，在移动过程中，易出现透镜组相对偏心现象，且由于经常移动透镜组，极易出现透镜组松动，更易产生偏心现象，从而影响成像质量。
针对上述问题，提供一种成像质量高的变焦镜头实为必要。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种成像质量高的变焦镜头。
本实用新型变焦镜头，包括一透镜组、一镜筒及一变焦装置。该透镜组由至少一透镜构成，用以将被摄景物成像于其成像面。该镜筒用以固持上述透镜组。该变焦装置用以改变上述透镜组的成像面的位置，其包括第一镜片及第二镜片，该第一镜片及第二镜片为平面棱镜，其对称设置于上述透镜组的成像光路中，且其与透镜组光轴的夹角可调节。
与现有技术相比，本实用新型于透镜组的成像光路中对称设置二平面棱镜，通过二平面棱镜使光路发生偏折，进而改变光程。因二平面棱镜对称设置，其产生的横向偏移相互抵销，故光线通过本实用新型变焦镜头后仅是光程发生改变，对镜头其它光学性能影响不大，成像质量高。且该变焦镜头的透镜组并不移动，仅移动各点光学性能均一致的平面型第一镜片和第二镜片，不会产生现有移动光学透镜易产生偏心等问题，即使多次移动后出现细许松动，也不会影响该镜头的成像质量。另，镜头中通常均需要镀覆抗反射膜及红外截止膜，而一般透镜均为球面或非球曲面，使得镀膜难度较大，本实用新型在变焦镜头中使用了平面棱镜，可将抗反射膜及红外截止膜直接镀覆于该平面棱镜表面，如此，镀膜的均匀性将容易控制，有利于提高镜头的光学性能。
图1是现有变焦镜头的剖面图。
图2是又一现有变焦镜头的剖面图。
图3是本实用新型变焦镜头第一状态的剖面图。
图4是本实用新型变焦镜头第二状态的剖面图。
图5是本实用新型变焦镜头第一状态的光路示意图。
图6是本实用新型变焦镜头第二状态的光路示意图。
图7是本实用新型变焦镜头第二实施方式的局部示意图。
具体实施方式请参照图3及图4，本实用新型变焦镜头3可安装于装设有影像感测单元4的基板5上，并可改变变焦镜头3的成像面的位置，即使变焦镜头3的成像面与影响感测单元4重合，亦即改变镜头透镜组与影响感测单元4之间的光程，进而实现调焦的目的。
本实用新型变焦镜头3包括透镜组31、镜筒32、变焦装置33及底座34，透镜组31用于成像被摄物体，其包括至少一透镜，通常是由多个透镜按照一定规则排列；镜筒32固持透镜组31并可通过螺纹配合或粘胶等方式固定于底座34。变焦装置33包括第一镜片331、第二镜片332、一对连杆333、一驱动轴334及一马达335。第一镜片331和第二镜片332均为平面棱镜，其一端通过铰链330相互连接并可相对转动，同时，该铰链330两端固定于底座34(图未示)，从而将第一镜片331和第二镜片332固定于底座34，第一镜片331和第二镜片332的另一端分别设置一圆环3310和3320(图5参照)。连杆333一端通过轴336与第一镜片331和第二镜片332的圆环3310和3320连接。另一端则通过一轴337将连杆333和驱动轴334活动连接，通过驱动轴334和连杆333驱动即可使第一镜片331和第二镜片332同时绕铰链330旋转，而使第一镜片331和第二镜片332的夹角θ发生改变。当驱动轴334向第一镜片331和第二镜片332方向推动时，夹角θ则变大，当驱动轴334向远离第一镜片331和第二镜片332方向拉动时，夹角θ则变小。驱动轴334通过开设于底座34的通孔340延伸至变焦镜头3外，通过马达335的驱动即可实现变焦。底座34上部为圆桶状，用以与镜筒32结合，底部为矩形，用以容纳安装变焦装置33。
请一并参阅图5，设透镜组31与影响感测单元4之间的距离为H，第一镜片331及第二镜片332的厚度为D、折射率为n，则图3所示状态中，透镜组31与影响感测单元4之间的光程为L＝(H-2D)+n*2D。请一并参阅图6，其是变焦装置33位于图4所示状态的光路示意图，其中D”为光线在第一镜片331及第二镜片332中的传输距离，D’为D”于光轴方向的投影距离，则光程L’＝(H-2D’)+n*2D”，随着夹角θ的变大，D’将变小，H-2D’将变大，而D”亦将变大，故θ变大，光程L’亦随之变大。当θ＝0时，则D’＝D、D”＝D，L’＝(H-2D)+n*2D＝L，所以通过驱动轴334和连杆333驱动第一镜片331和第二镜片332绕铰链330旋转而改变其夹角θ，进而改变透镜组31至影像感测单元4之间的光程。
本实用新型另一实施方式如图7所示，其中，第一镜片331和第二镜片332分别固定于相互配合的齿轮轴61和62上，通过一连接于齿轮轴61的驱动装置7驱动第一镜片331转动，并通过齿轮轴61带动齿轮轴62和第二镜片332转动而改变第一镜片331和第二镜片332之间的夹角θ。显然，亦可将驱动装置7设置于齿轮轴62或采用其它方式驱动第一镜片331或第二镜片332旋转，进而带动第二镜片332和第一镜片331旋转而改变第一镜片331和第二镜片332之间的夹角θ。
可以理解，本实用新型变焦镜头3亦可不通过马达335驱动，而直接通过手动驱动驱动轴334。为增加第一镜片331和第二镜片332的透光率及该变焦镜头3的光学性能，亦可于第一镜片331和第二镜片332表面镀覆抗发射膜及红外截止膜(图未示)。为增加第一镜片331和第二镜片332对光线折射的效果，第一镜片331和第二镜片332通常是由高折射率材料制成。
本实用新型第一镜片331和第二镜片332为平面棱镜，且平面棱镜对称设置于透镜组31及影像感测单元4之间的光路中，光线通过第一镜片331的第一表面时，光线发生偏折并于第一镜片331中继续传输，光线在通过第一镜片331的第二表面时，光线再次发生偏折，偏折至原方向但具有一横向侧移。因二平面棱镜对称，故光线通过第二镜片332时同样发生偏折并产生一相反方向的横向侧移。故，光线通过本实用新型变焦镜头3的第一镜片331和第二镜片332后，其通过折射使光路发生变化进而改变光程，且光线的横向侧移相互抵销，故光线通过本实用新型变焦镜头3后仅是光程发生改变，对变焦镜头3其它光学性能影响不大，成像质量高。
本实用新型的透镜组并不移动，仅移动平面型第一镜片和第二镜片，因平面棱镜各点光学性能均一致，无所谓中心问题，即使多次移动后出现细许松动，也不会影响镜头的成像质量。
权利要求1.一种变焦镜头，包括一透镜组、一镜筒及一变焦装置，该透镜组由至少一透镜构成，其将被摄景物成像在其成像面，该镜筒固持上述透镜组，其特征在于该变焦镜头还包括一变焦装置，该变焦装置改变上述透镜组成像面的位置，其包括第一镜片和第二镜片，该第一镜片和第二镜片为平面棱镜，其对称设置在上述透镜组的成像光路中，且其与透镜组光轴的夹角可调节。
2.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于该第一镜片和第二镜片是由高折射率材料制成。
3.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于该第一镜片和第二镜片的表面镀覆有抗反射膜。
4.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于该第一镜片和第二镜片的表面镀覆有红外截止膜。
5.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于该第一镜片和第二镜片通过铰链相互连接并可相互转动。
6.如权利要求5所述的变焦镜头，其特征在于该变焦镜头包括一对连杆和一驱动轴，该一对连杆一端分别与第一镜片和第二镜片活动连接，另一端则与驱动轴活动连接，通过驱动轴和连杆作用可改变第一镜片和第二镜片的夹角。
7.如权利要求6所述的变焦镜头，其特征在于该变焦镜头包括一底座，该底座可容纳安装上述变焦装置，其侧面设置有一通孔，驱动轴由该通孔连接至底座外部。
8.如权利要求6所述的变焦镜头，其特征在于该变焦镜头包括一马达，该马达驱动驱动轴而改变第一镜片和第二镜片的夹角。
9.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于该第一镜片和第二镜片分别固定在相互配合的齿轮轴上。
10.如权利要求9所述的变焦镜头，其特征在于该变焦镜头包括一连接于第一镜片或第二镜片的驱动装置，藉由该驱动装置驱动第一镜片或第二镜片转动，并通过齿轮轴带动第二镜片和第一镜片转动而改变第一镜片和第二镜片之间的夹角。
专利摘要一种变焦镜头，包括一透镜组、一镜筒及一变焦装置。该透镜组由至少一透镜构成，用于将被摄景物成像在其成像面。该镜筒固持上述透镜组。该变焦装置改变上述透镜组成像面的位置，其包括第一镜片和第二镜片，该第一镜片和第二镜片为平面棱镜，其对称设置在上述透镜组的成像光路中，且其与透镜组光轴的夹角可调节。该变焦镜头通过二平面棱镜使光路发生偏折，进而改变光程，因二平面棱镜对称设置，其产生的横向偏移相互抵销，故光线通过该变焦镜头后仅是光程发生改变，对镜头其它光学性能影响不大，成像质量高。
文档编号G02B1/10GK2757158SQ200420102009
公开日2006年2月8日 申请日期2004年11月26日 优先权日2004年11月26日
发明者蔡明江 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司