一種體積小、成本低的潛望式高分辨率變焦光學系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種體積小、成本低的潛望式高分辨率變焦光學系統，更具體來說是涉及一種應用于照相機、手機、監控系統的光學系統。它包括有相鄰之間可以相互調節間距的第一透鏡群、第二透鏡群、第三透鏡群和第四透鏡群以及感光芯片，在所述第三透鏡群前方設有光闌，在所述第一透鏡群的第一透鏡與第二透鏡之間設置有可改變光軸的棱鏡。第一透鏡群的組合焦距為正，第二透鏡群的組合焦距為負，第三透鏡群和第四透鏡群的組合焦距都為正。本實用新型專利技術具有體積小、能改變光軸、成本低等特點。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種體積小、成本低的潛望式髙分辨率變焦光學系統
本技術涉及一種光學鏡頭，尤其涉及一種應用于照相機、手 機、監控系統的體積小、成本低的潛望式高分辨率變焦光學鏡頭。
技術介紹
目前照相、手機、安防用的中型或小型變焦鏡頭普遍存在這樣的 缺點外形尺寸較大、成本較高、分辨率較低。這在使用上有很大的 局限性，不能滿足消費者的便于攜帶、方便隱藏、便宜、及成像清晰 等需要。而且還有不能改變光軸，達不到潛望的目的。
技術實現思路
本技術目的是克服了現有技術中的不足而提供了體積小、能 改變光軸、成本低的潛望式高分辨率變焦光學系統。為了解決上述存在的技術問題，本技術采用下列技術方案一種體積小、成本低的潛望式高分辨率變焦光學系統，其特征在 于包括有相鄰之間可以相互調節間距的第一透鏡群、第二透鏡群、第 三透鏡群和第西透鏡群以及感光芯片，在所述第三透鏡群前方設有光 闌，在所述第一透鏡群的第一透鏡與第二透鏡之間設置有可改變光軸 的棱鏡。如上所述的一種體積小、成本低的潛望式高分辨率變焦光學系 統，其特征在于所述棱鏡為三棱鏡。如上所述的一種體積小、成本低的潛望式高分辨率變焦光學系 統，其特征在于所述的第一透鏡群的組合焦距為正，第二透鏡群的組 合焦距為負，第三透鏡群和第四透鏡群的組合焦距都為正。如上所述的一種體積小、成本低的潛望式高分辨率變焦光學系 統，其特征在于所述的第一透鏡群、第二透鏡群的系統元件特性滿足 以下表達式fl>-f2，其中，fl為第一透鏡群的組合焦距，f2為第 二透鏡群的組合焦距。本技術與現有技術相比具有如下的優點1、 現有變焦鏡頭在調節變焦、補償兩透鏡群后，還需調變焦透 鏡或變焦透鏡群，才能成清晰像；本技術的變焦鏡頭在變焦時只需調節變焦第二透鏡群和補償第四透鏡群兩透鏡群，就可成清晰像。 這樣不但方便調節，還大大節省了調節時間，達到快速變倍目的，同 時還去掉了調焦所需的復雜結構，節約了成本，減小了體積和重量， 提高了產品的可靠性。2、 本技術的變焦鏡頭在第一透鏡后面設置有一件棱鏡，改 變f光軸方向，達到潛望目的。3、本技術把光闌設在第三透鏡 群的前面，在其他條件同樣的情況下，極大縮小了第一透鏡群的體積， 這對減小整機體積和重量，貢獻極大。4、現有高倍率、快變焦鏡 頭，在變焦過程中受機構限制，經常有變焦盲點，即在某一焦距附近 分辨率較差，成像不清晰；本技術的變焦鏡頭沒有變焦盲點，在 整個變焦過程中全部能成清晰像。5、現有高倍率、快變焦鏡頭，近距離成像不清晰；本技術的變焦鏡頭近距離成像清晰，在10mm近距時還能成清晰像。6、本設計實現了 3倍光學ZOOM(變焦)，且采用AF(自動對焦) 技術，這樣徹底實現了 一個光學系統可以同時對不同距離的物體成 拍攝清晰的照片。附圖說明圖1是本技術剖面示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術進行詳細描述如圖1所示， 一種體積小、成本低的潛望式高分辨率變焦光學系 統，包括有相鄰之間可以相互調節間距的第一透鏡群l、第二透鏡群 2、第三透鏡群3和第四透鏡群4以及感光芯片5。由于第一透鏡群1 和第二透鏡群2之間的間隔是可變的、第二透鏡群2和第三透鏡群3 之間的間隔是可變的、第三透鏡群3和第西透鏡群4之間的間隔是可 變的、第四透鏡群4和感光芯片5之間的間隔是可變的，故通過改變 這四個可變的空氣間隔，可達到使鏡頭的焦距改變的目的。關于如何 實現第一透鏡群1、第二透鏡群2、第三透鏡群3和第四透鏡群4以 及感光芯片5之間可以相互調節間距的問題，本人于2007年11月 20日提交一相關專利申請，里面詳細介紹了利用機構實現調節間距 的問題，其專利號為ZL200720193328.5，名稱為 一種高倍率、小 體積、快速變倍的變焦光學系統。在所述第一透鏡群1的第一透鏡11與第二透鏡12之間設置有可 改變光軸的棱鏡6，在本實施例中該棱鏡6為三棱鏡，這樣光從第一透鏡11經過后通過棱鏡6，光線達到棱鏡6的反射面后再折射到第 二透鏡12，使光線的角度得到改變，實現改變光軸的目的。在所述第三透鏡群3設有光闌12，首先由于光闌12設在第三透 鏡群3的整個系統中間靠后(光線進入的方向為前，感光芯片的位置 為后)的部分，這樣既利于縮小第一透鏡群的口徑，又利于控制第四 透鏡群4的口徑；其次是所述第四群4既是補償群，又是調焦群，在 其移動時，為變倍補償的同時，也調整了后焦，這就去掉了為調焦而 設的復雜機構；所述的第一透鏡群1的組合焦距為正，達到匯聚光線的目的。第 二透鏡群2的組合焦距為負，且第二透鏡群2的第一透鏡6焦距也為 負，整群在移動過程中使整個系統的焦距改變，達到變倍的目的，又 稱為變倍群。首先所述的第四個透鏡群4整體焦距為正，把經過前面三個透鏡 群的光線匯聚到像面，其既是補償群，又是調焦群。在變倍過程中， 變倍群移動的同時，第四個透鏡群4同時移動，當變倍群移動到預定 位置時，第園個透鏡群4也移動到預先設定好的、使像面基本清晰也 可能己到最清晰的位置，然后通過自動對焦微調，使像面最清晰；相 當于節省了調焦這一步驟，達到了縮短時間的目的。再有兩個移動群 的通光口徑都較小，在變倍和請焦過S中移動距離都較短，這樣變倍 時就會花費較少的時間。通過上述兩種途徑安排，使得其變倍能快速 實現。在所述的第一透鏡群1、第二透鏡群2、第三透鏡群3、第四透鏡群4的系統元件特性滿足以下表達式fl>-f2。其中，fl為第一透鏡群1的組合焦距，f2為第二透鏡群2的組合焦距，f3為第三透鏡 群3的組合焦距，f4為第四透鏡群4的組合焦距。通過調節fl、 f2、 f3、 f4之間的比值、調整fl的數值大小、使用非球面及增減各群透 鏡數目，可設計出從小倍率到大倍率到超大倍率各種不同倍率、不同 規格的變焦鏡頭。所述第四透鏡群直接調節后焦，所以可直接調到最佳像面位置， 而且采用高精度的步進馬達，這就徹底解決了傳統鏡頭近距離成像不 清和調焦盲點的問題；這樣同時也就提高了產品精度和產品可靠性。下面舉一 3倍變焦的實際設計案例序號類型R值(1/C) 厚度光學材料直徑l-a標準18.211.05ZF64> 10l-b標準6.462.45Air4>102-a標準無窮大8.5K92醒b標準無窮大0.1Air4>83-3標準19.2351.95Lak34>73隱b標準-19.2350.7Air4>74-a標準-16.482.85Zf52d>64曙b標準10.5360.65Air4>65-3標準-9.3560.6Zk74>5.55-b，6-a 標準9.3251.52Zf76國b標準-125.326.05Air4>5.512光欄無窮大1.5Air4>107曙a 標準12.321.5Laf4<J>4.27-b 標準-33.450.15Air4>4.28-a 標準-10.561.15zf74>4.28-b 標準33.453.5Air4>4.29-a 標準32.561.8Lak7d>59-b，10-a標準-8.980.6Zf6小510-b 標準42.561.5Air4>5ll-a 標準15.981.5Zk74&g本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種體積小、成本低的潛望式高分辨率變焦光學系統，其特征在于包括有相鄰之間可以相互調節間距的第一透鏡群（１）、第二透鏡群（２）、第三透鏡群（３）和第四透鏡群（４）以及感光芯片（５），在所述第三透鏡群（３）前方設有光闌（１２），在所述第一透鏡群（１）的第一透鏡（１１）與第二透鏡（１２）之間設置有可改變光軸的棱鏡（６）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李建華，鄒文鑌，肖明志，
申請(專利權)人：中山聯合光電科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：44[中國|廣東]