专利名称：变焦镜头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学镜头，特别是涉及一种变焦镜头。
背景技术：
随着多媒体技术的发展，数码相机由于其使用方便、便于携带已被人们广泛应用，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，由此对焦镜头应运而生。
一般而言，数码相机的变焦方式有两种，即数字变焦与光学变焦。其中，数字变焦是将影像传感器所获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成像质量，但数字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所示，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及11b、导引支柱12a及12b、螺旋弹簧13、电磁机构14、驱动板15，导引臂11a及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，影响对焦精确度。
请参照图2所示，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及22、导环23及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及22、导环23及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及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，更加易产生偏心现象，从而影响成像质量。
实用新型内容针对于此，有必要提供一种成像质量高且结构简单的变焦镜头。
本实用新型较佳实施方式的变焦镜头，包括一镜筒、一底座及一光路变换装置。该镜筒将至少一透镜容纳其中。该底座用以将该镜筒装配于其中。该光路变换装置为一变焦装置，设置于该底座内且位于该透镜组的成像光路中，通过转动该光路变换装置可以改变该透镜组的成像面的位置。
与现有技术相比，所述变焦镜头于透镜组的成像光路中设置一光路变换装置，通过该光路变换装置使光路发生偏折，进而改变光程，故光线通过所述变焦镜头后仅光程发生改变，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，不会产生现有移动光学透镜导致偏心等问题。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，本实用新型较佳实施方式在变焦镜头中使用了三棱镜，可将抗反射膜及红外截止膜直接镀覆于该三棱镜表面，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较佳实施方式的剖面图；图4是本实用新型变焦镜头较佳实施方式的光路原理示意图；图5是本实用新型变焦镜头较佳实施方式的第一状态的光路示意图；图6是本实用新型变焦镜头较佳实施方式的第二状态的光路示意图；图7是本实用新型变焦镜头较佳实施方式的局部示意图。
具体实施方式请参阅图3所示，本实用新型较佳实施方式的变焦镜头3可安装于一基板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的成像面与影像感测单元4重合，即改变镜头透镜组31与影像感测单元4之间的光程，进而实现调焦的目的。
所述变焦镜头3包括一镜筒32、一底座34及一光路变换装置33，该镜筒将至少一透镜31容纳其中并可通过螺纹配合、黏胶或其它方式固定于该底座34。该光路变换装置33可以是由至少一个透明体所组成，该透明体可以是棱镜或其它折射率异于1的透明体，该棱镜可以是三棱镜，因此该光路变换装置33可以由两个透明体331与332所组成，该两个透明体331与332可以是具有不同折射率或是不同尺寸的三棱镜。该光路变换装置33设置于该底座34内且位于该透镜组31的成像光路中，通过转动该光路变换装置33可以改变该透镜组31的成像面的位置，达到变焦的目的。
请参阅图4所示，该光路变换装置33由两个不同尺寸的透明体331与332所组成，设透镜组31与影像感测单元4之间的物理距离为L0，棱镜的折射率为n，边长为D，光线在棱镜中反射前后所经过的物理距离为D1、D2，D＝D1+D2，则光线在透镜组31与影像感测单元4之间的光程为
L＝L0-(D1+D2)+n(D1+D2)＝L0-D+nD＝L0+(n-1)D因此，通过改变棱镜的折射率或棱镜的边长均可改变透镜组31与影像感测单元4之间的光程。
请一并参阅图5与图6所示，该光路变换装置33由两个不同尺寸的透明体331与332所组成，该较小的第一透明体331包括一第一侧面3311与一第二侧面3312，该较大的第二透明体332包括一第三侧面3321与一第四侧面3322。因此，当光线从该透镜组31进入该第一透明体331时，首先射入第一侧面3311，进入该第一透明体331，然后在该第一透明体331内折射，继而经由该第一透明体331与该第二透明体332的交界面333反射，然后从第二侧面3312射出，最后入射至影像感测单元4上。同样地，当光线从该透镜组31进入该第二透明体332时，首先射入第一侧面3321，进入该第二透明体332，然后在该第二透明体332内折射，继而经由该第二透明体332与该第一透明体331的交界面333反射，然后从第二侧面3322射出，最后入射至影像感测单元4上。由于该透明体具有不同的尺寸，因此，当转动该光路变换装置33，使其第一透明体331或第二透明体332位于成像光路上时，会产生透镜组31至影像感测单元4之间的光程长短的分别，实现变焦。
请参阅图7所示，该变焦镜头3进一步包括一转轴6、一驱动装置7，该转轴6固接于该光路变换装置33中，该驱动装置7固接于该转轴6。当驱动装置7激活，即带动该转轴6使该光路变换装置33转动。可以理解，该驱动装置7可以是手动旋转把或马达驱动。当然，手动旋转把也可与限位档板互相搭配使用。本实用新型较佳实施方式的光路变换装置33包括至少一个透明体、一转轴6、一驱动装置7，该转轴6固接于该透明体中；该驱动装置7固接于该转轴6，通过激活该驱动装置7可以带动该转轴6，使该透明体转动，进而使光路变换装置33转动。
为增加该光路变换装置33的透光率及该变焦镜头3的光学性能，不仅可于该第一透明体331的第一侧面3311及第二侧面3312表面镀覆抗反射膜及红外截止膜(图未示)，也可于该第二透明体332的第三侧面3321及第四侧面3322表面镀覆抗反射膜及红外截止膜(图未示)。为增加该光路变换装置33对光程的改变效果，该两个透明体通常分别由不同折射率材料制成。该影像感测单元4可以是CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器)影像传感器，也可以是CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)影像传感器或是其它可以用作影像感测的装置。该交界面333也可以镀覆全反射膜以增加其反射效果。
可以理解，本实用新型较佳实施方式的变焦镜头3的光路变换装置33也可通过等折射率不同大小的棱镜构成(改变D)，或通过不同折射率等大小的棱镜构成(改变n)，或仅通过一棱镜构成(通过棱镜与空气的折射率差异来塑造不同的光程)，或采用不同折射率且不同大小的棱镜(同时改变n及D)。本实用新型较佳实施方式的透镜组并不移动，仅转动该光路变换装置，不会产生移动光学透镜导致偏心等问题。
权利要求1.一种变焦镜头，包括一镜筒，其将至少一透镜容纳其中；一底座，其连接该镜筒；其特征在于，该变焦装置还包括一光路变换装置，其设置于该底座内，由至少一个透明体构成，通过转动该光路变换装置，以改变经过该光路变换装置光线的光程。
2.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该透明体是一三棱镜。
3.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该光路变换装置由两个大小不同的三棱镜组合而成。
4.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该光路变换装置由两个折射率不同的三棱镜组合而成。
5.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该光路变换装置的表面镀覆有抗反射膜。
6.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头进一步包括一转轴，该转轴固接于该光路变换装置中。
7.如权利要求6所述的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头进一步包括一驱动装置，该驱动装置固接于该转轴。
8.一种光路变换装置，其特征在于，包括至少一个透明体；一转轴，其连接该透明体；一驱动装置，其固接于该转轴，通过激活该驱动装置可以带动该转轴与该透明体。
9.如权利要求8所述的光路变换装置，其特征在于，该透明体是一三棱镜。
10.如权利要求8所述的光路变换装置，其特征在于，该透明体由两个大小不同的三棱镜组合而成。
11.如权利要求8所述的光路变换装置，其特征在于，该透明体由两个折射率不同的三棱镜组合而成。
12.如权利要求8所述的光路变换装置，其特征在于，该光路变换装置的表面镀覆有抗反射膜。
专利摘要一种变焦镜头，包括一镜筒、一底座及一光路变换装置。该镜筒将至少一透镜容纳其中。该底座固接该镜筒。该光路变换装置设置于该底座内，由至少一个透明体构成，通过转动该光路变换装置，可以改变经过该光路变换装置光线的光程，因而可实现变焦。
文档编号G02B7/18GK2784958SQ20052005612
公开日2006年5月31日 申请日期2005年3月19日 优先权日2005年3月19日
发明者邱文赐 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