專(zhuān)利名稱(chēng)：用于變焦距照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)照相機(jī)，具體而言，涉及其中多個(gè)鏡頭組被設(shè)置以使光路可以在變焦距照相機(jī)中多個(gè)方向折射的變焦距照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
典型地，照相機(jī)是一種攝取圖像的光學(xué)裝置，并也稱(chēng)為攝影機(jī)械。除了普通攝影外，新聞攝影、商業(yè)攝影、建筑攝影、縮影攝影、航空攝影和太空攝影被廣泛應(yīng)用在諸如醫(yī)療、工業(yè)和科學(xué)等的不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
此處所稱(chēng)的照相機(jī)被分類(lèi)為利用膠卷的普通照相機(jī)或者近來(lái)的不需要膠卷的數(shù)碼照相機(jī)。
普通照相機(jī)模塊是用于接收光以使圖像形成在膠卷上的裝置，其中照相機(jī)模塊包括鏡頭組，用于接收光并使得光從物體上反射的光聚焦到薄膜的表面上；虹膜，用于控制通過(guò)鏡頭組入射到照相機(jī)模塊的光強(qiáng)度；聚焦裝置，用于調(diào)整鏡頭和膠卷表面之間的距離，這樣物體的圖像可以清楚地形成在膠卷的表面上；膠卷供給器，用于在預(yù)定的間距上供給膠卷；以及快門(mén)組件，用于調(diào)整對(duì)膠卷的進(jìn)行曝光的時(shí)間長(zhǎng)度。
數(shù)碼照相機(jī)在結(jié)構(gòu)上與普通的照相機(jī)模塊相似。但是，數(shù)碼照相機(jī)能夠?qū)⒈粩z圖像存儲(chǔ)在內(nèi)存裝置(硬盤(pán)或者存儲(chǔ)卡)，而不是膠卷上，數(shù)碼照相機(jī)能夠?qū)?shù)字圖像輸入到外部計(jì)算機(jī)中。
此處，各種照相機(jī)中最重要的部件是鏡頭。簡(jiǎn)單的照相機(jī)可以利用凹凸鏡頭(convex meniscus lens)或者塑料鏡頭。但是，大多數(shù)照相機(jī)利用兩個(gè)、三個(gè)或者更多個(gè)鏡頭組。當(dāng)這樣的照相機(jī)鏡頭組在照相機(jī)中利用時(shí)，也可以具有放大功率，由此實(shí)施變焦功能。在這種情況下，鏡頭的焦距距離是變化的。
現(xiàn)有技術(shù)中的變焦鏡頭典型地構(gòu)造為正、負(fù)兩組類(lèi)型(two-group type)和正、正、負(fù)或者負(fù)、正、負(fù)三組類(lèi)型(three-group type)。
兩組類(lèi)型的變焦鏡頭通過(guò)調(diào)整兩組鏡頭之間的間距而實(shí)施變焦功能，其中光管和驅(qū)動(dòng)裝置由于驅(qū)動(dòng)裝置可以通過(guò)最小數(shù)目的部件來(lái)提供而得以簡(jiǎn)化。
由于伴隨著變焦時(shí)的各部件組的運(yùn)動(dòng)增加，像差的變化進(jìn)一步增加。因此，公知的是兩組類(lèi)型的變焦鏡頭不適于較高放大率。
三組類(lèi)型的變焦鏡頭被安置的方式使得各鏡頭組的運(yùn)動(dòng)在變焦時(shí)受限，并且像差的變化可以很好地矯正。此處，三組類(lèi)型的變焦鏡頭適于較高的放大率。但是，三組類(lèi)型的變焦鏡頭的缺點(diǎn)是，因?yàn)楣夤芎万?qū)動(dòng)裝置由于鏡頭組的數(shù)目增加而變得復(fù)雜且尺寸較大。因此，最后的產(chǎn)品的尺寸增加。由此使得不能小型化和變薄最終的產(chǎn)品。
此外，如圖1、2所示，兩組或者三組類(lèi)型的鏡頭組1通常利用棱鏡2或者反射鏡3來(lái)改變光4的路徑90度，這樣光在一個(gè)方向前進(jìn)以在圖像傳感器5中形成圖像。這樣的變焦方法被稱(chēng)為內(nèi)聚焦方法。
但是，此聚焦方法的問(wèn)題在于，由于每個(gè)類(lèi)型的鏡頭組被安置成一條線(xiàn)以導(dǎo)致光路在一個(gè)方向上前進(jìn)并且驅(qū)動(dòng)裝置在此狀態(tài)中移動(dòng)鏡頭組，驅(qū)動(dòng)裝置太大并且其難于安裝驅(qū)動(dòng)裝置，盡管放大方法可以一定程度地小型化這樣的照相機(jī)模塊。此外，還具有的問(wèn)題在于由于對(duì)于驅(qū)動(dòng)裝置需要額外的空間，對(duì)于提供便攜終端或者較小尺寸的照相機(jī)是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明用于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題并提供額外的優(yōu)點(diǎn)，這是通過(guò)提供變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其包括多個(gè)鏡頭組，所述鏡頭組安置以能夠在多個(gè)方向而不是在單個(gè)方向上折射光路，其中獲得空間用于安裝驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)變焦功能和聚焦功能，由此允許變焦照相機(jī)小型化和變薄。
本發(fā)明的另外一方面是提供一種變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其包括多個(gè)鏡頭組，所述鏡頭組安置以能夠在多個(gè)方向而不是在單個(gè)方向上折射光路，其中獲得空間用于安裝驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)使得變焦功能和聚焦功能變得有效，由此使得變焦照相機(jī)的組裝過(guò)程變得簡(jiǎn)化并提供變焦照相機(jī)的性能。
根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，提供了一種變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，包括基部件；第一鏡頭組，安裝到基部件上，用于將從物體反射和入射的光折射到垂直方向；第二鏡頭組，安置在通過(guò)第一鏡頭組所折射的光路上，所述第二鏡頭組沿光路滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能；第三鏡頭組，用于將通過(guò)第二鏡頭組的光折射到水平方向上；第四鏡頭組，安置在通過(guò)第三鏡頭組所折射的光路上，第四鏡頭組沿著光路滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能以及聚焦功能，同時(shí)補(bǔ)償由變焦功能所導(dǎo)致的圖像平面的變化；以及動(dòng)力傳送裝置，設(shè)置在基部件的預(yù)定的位置上，用于傳送滑動(dòng)第二和第四鏡頭組的動(dòng)力。
根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，提供了一種變焦照相機(jī)模塊的光學(xué)系統(tǒng)，包括基部件；第一鏡頭組，安裝到基部件上，用于將從物體反射和入射的光折射到垂直方向；第二鏡頭組，安置在通過(guò)第一鏡頭組所折射的光路內(nèi)，所述第二鏡頭組沿光路滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能；第三鏡頭組，用于將通過(guò)第二鏡頭組的光折射到水平方向上；承載第一、第二和第三鏡頭組的變焦凸輪，變焦凸輪在基部件的頂部表面上沿水平方向滑動(dòng)，并在垂直方向上滑動(dòng)第二鏡頭組；第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于提供驅(qū)動(dòng)力以在水平方向上滑動(dòng)變焦凸輪；第四鏡頭組，安置在通過(guò)第三鏡頭組所折射的光路上，第四鏡頭組沿著光路可滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能以及聚焦功能，同時(shí)補(bǔ)償通過(guò)變焦功能所導(dǎo)致的圖像平面的變化；以及第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，安置在基部件上的預(yù)定位置上，以提供驅(qū)動(dòng)力來(lái)沿著光路滑動(dòng)第四鏡頭組。


本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)將從下述的詳細(xì)說(shuō)明并結(jié)合附圖而了解到，其中圖1是傳統(tǒng)的變焦照相機(jī)中采用的棱鏡的示意圖；圖2是傳統(tǒng)的變焦照相機(jī)中采用的反射鏡的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)置的分解透視圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例在組裝的狀態(tài)中的變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)置的透視圖；圖5是顯示了其中根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的變焦照相機(jī)的不同的光學(xué)組件中的狀態(tài)的俯視圖，鏡頭組實(shí)現(xiàn)變焦功能以及棱鏡多方向折射光路；圖6是顯示了其中根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的變焦照相機(jī)的不同的光學(xué)組件中的狀態(tài)的俯視圖，鏡頭組實(shí)現(xiàn)變焦功能以及反射鏡多方向折射光路；圖7是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)置的分解透視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例在組裝狀態(tài)中變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)置的透視圖；圖9顯示了在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的變焦凸輪操作之前的狀態(tài)的俯視圖，其中變焦凸輪在變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的不同部件之中實(shí)現(xiàn)變焦功能；圖10是在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的變焦凸輪被操作之前的俯視圖；以及圖11是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的變焦凸輪的部分截面的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
此后，本發(fā)明的實(shí)施例將參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，對(duì)于公知的功能和結(jié)構(gòu)將省略說(shuō)明，因?yàn)樗鼈儗⑹沟帽景l(fā)明的主題變得不清楚。
如圖3、4中所示，變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)10包括基部件20、第一至第四鏡頭組30、40、50、60和動(dòng)力傳送裝置70，其中基部件20適于能夠設(shè)有第一至第四鏡頭組30、40、50、60和動(dòng)力傳送裝置70。第一鏡頭組30被設(shè)置在基部件20上，這樣第一鏡頭組30可以正交地折射從物體(未示出)反射和入射的光4。第二鏡頭組40被安置在第一和第三鏡頭組30、50之間從第一鏡頭組30折射的光4的路徑上，這樣第二鏡頭40可以沿著光4的路徑的方向移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能。第三鏡頭組50被安置在與第二鏡頭組40相鄰的位置上，這樣第三鏡頭組50可以正交地折射通過(guò)第二鏡頭組40的光。并且第四鏡頭組60在從第三鏡頭組50所折射的光4的路徑上被安置在第三鏡頭組50相鄰的位置上，這樣第四鏡頭組60可以被滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦功能，同時(shí)通過(guò)聚焦功能補(bǔ)償焦距功能所導(dǎo)致的圖像平面的變化。動(dòng)力傳送裝置70被設(shè)置在基部件20上的預(yù)定位置上，這樣動(dòng)力傳送裝置70可以傳送用于第二和第四鏡頭組40、60的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。
此外，如圖5、6中所示，每個(gè)第一和第二鏡頭組30、50包括被安置以能夠折射光4的反射鏡或者棱鏡。
如圖5中所示，動(dòng)力傳送裝置50包括第一和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)71、72，其中第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71被安置在預(yù)定的位置上以與設(shè)置在第二鏡頭組40中的第一齒輪41相接合。在此情況下，第二鏡頭組40可以隨著第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71被驅(qū)動(dòng)而滑動(dòng)。相似地，第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)72被安置在預(yù)定的位置上用于與設(shè)置在第四鏡頭組60中的第二齒輪61相接合，這樣第四鏡頭組60可以隨著第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)72被驅(qū)動(dòng)而滑動(dòng)。
如圖5中所示，第一齒輪41用于與設(shè)置在第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71中的第一電機(jī)側(cè)齒輪71a相嚙合并在電機(jī)71被驅(qū)動(dòng)時(shí)線(xiàn)性地移動(dòng)(這顯示在垂直的方向上)，并且第二齒輪61被用于與設(shè)置在第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)72中的第二電機(jī)側(cè)齒輪72a相嚙合并隨著電機(jī)72被驅(qū)動(dòng)而線(xiàn)性地移動(dòng)(顯示在水平方向上)。
此外，如圖3、5中所示，第一和第二引導(dǎo)裝置80、90被設(shè)置在基部件20上以允許第二和第四鏡頭組40、60沿著光4的路徑移動(dòng)，其中第一引導(dǎo)裝置80包括一對(duì)設(shè)置在基部件20上的一對(duì)第一導(dǎo)軌81和設(shè)置在第二鏡頭組40的相對(duì)側(cè)面上的一對(duì)第一引導(dǎo)部分82，第一引導(dǎo)部分82設(shè)置在第二鏡頭組40的相對(duì)側(cè)面上，第一引導(dǎo)部分82分別可滑動(dòng)地與第一導(dǎo)軌81相接合，這樣第二鏡頭組40可以沿著光4的路徑隨著第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71被驅(qū)動(dòng)而被滑動(dòng)地引導(dǎo)。
此外，如圖5中所示，第二引導(dǎo)裝置90包括一對(duì)設(shè)置在基部件20上的第二導(dǎo)軌91和一對(duì)設(shè)置在第二鏡頭組60的相對(duì)側(cè)面上的第二引導(dǎo)部分92，第二引導(dǎo)部分92分別可滑動(dòng)地與第二導(dǎo)軌91相配合，這樣第二鏡頭組60可以在第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)72被驅(qū)動(dòng)時(shí)沿著光4的路徑被可滑動(dòng)地引導(dǎo)。
現(xiàn)在，將詳細(xì)參照附圖3-6來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的如上構(gòu)造的第一實(shí)施例的變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的操作。
如圖3、5中所示，從物體所反射和入射的光4通過(guò)設(shè)置在基部件20上的第一鏡頭組件30而折射90度(基本正交地)。
此時(shí)，由于用于實(shí)現(xiàn)變焦功能的第二鏡頭組40被安置在通過(guò)第一鏡頭組30所折射的光4的路徑上的第一鏡頭組30的相鄰的位置上，第二鏡頭組40沿著光4的路徑滑動(dòng)并實(shí)現(xiàn)變焦功能。
此外，由于第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71被安置在基部件20的預(yù)定的位置上以提供驅(qū)動(dòng)力來(lái)沿著光4的路徑滑動(dòng)第二鏡頭組20，第二鏡頭組40在第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71被驅(qū)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)。
如圖5中所示，設(shè)置在第一鏡頭組40中的第一齒輪41和設(shè)置在第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71中的第一電機(jī)側(cè)齒輪71a彼此嚙合。因此，如果驅(qū)動(dòng)電機(jī)71在此狀態(tài)下被驅(qū)動(dòng)，第一電機(jī)側(cè)齒輪71a被旋轉(zhuǎn)，并且這樣第一齒輪41導(dǎo)致第二鏡頭組40在光4的路徑中滑動(dòng)。
在基部件20上，也提供了用于允許第二鏡頭組40在光4的路徑上被引導(dǎo)的第一引導(dǎo)裝置80。由于第一引導(dǎo)裝置80包括一對(duì)安置在基部件20上的第一導(dǎo)軌81以及一對(duì)與第一導(dǎo)軌81配合的引導(dǎo)部分82以可滑動(dòng)地引導(dǎo)第二鏡頭組40，第二鏡頭組40的第一引導(dǎo)部分82沿著第一導(dǎo)軌81在光4的路徑上可滑動(dòng)地引導(dǎo)。
在此狀態(tài)中，通過(guò)第二鏡頭組40的光4通過(guò)第三鏡頭組50折射90度(基本正交)，如圖5所示。
此處，每個(gè)第一和第三鏡頭組30、50利用了用于基本正交地折射如圖3-5所示的光4的棱鏡。
第四鏡頭組60在通過(guò)第三鏡頭組50所折射的光4的路徑上被安置相鄰于第三鏡頭組50。
第四鏡頭組60沿著光4的路徑滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能，其中第四鏡頭組60也實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦功能，同時(shí)通過(guò)使用補(bǔ)償器(未示出)補(bǔ)償通過(guò)變焦功能所導(dǎo)致的圖像平面的變化。
此時(shí)，通過(guò)第四鏡頭組60的光4形成圖像傳感器5中的圖像，如圖5所示。
第四鏡頭組60在光4的路徑上通過(guò)安置在與第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71相鄰的位置上安置的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)72而滑動(dòng)。
第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)72包括多個(gè)錐齒輪和連接到錐齒輪的第二電機(jī)側(cè)齒輪72a，并且如果第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)72被驅(qū)動(dòng)，錐齒輪被分別旋轉(zhuǎn)以旋轉(zhuǎn)第二電機(jī)側(cè)齒輪72a，由此線(xiàn)性地移動(dòng)(顯示為水平方向)設(shè)置在第四鏡頭組上的第二齒輪61。
同時(shí)，第二引導(dǎo)裝置90設(shè)置在基部件20之上以使得第四鏡頭組60可以在光4的路徑上滑動(dòng)。
由于第二引導(dǎo)裝置90包括一對(duì)設(shè)置在基部件20上的導(dǎo)軌91和一對(duì)分別與導(dǎo)軌92相接合的第二引導(dǎo)部分92以使得對(duì)第二鏡頭組60可以滑動(dòng)，第四鏡頭組60的第二引導(dǎo)部分92沿著導(dǎo)軌91在光4的路徑上可滑動(dòng)地引導(dǎo)。
根據(jù)本發(fā)明的另外的一方面，第一和第三鏡頭組30、50時(shí)用于折射光4的反射鏡，如圖6所示。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的操作將參照?qǐng)D7-11更為詳細(xì)地說(shuō)明。
如圖7、8所示，基部件20設(shè)有變焦凸輪100，其設(shè)有第一、第二和第三鏡頭組30、40和60。
如圖9中所示，從物體上反射和入射的光通過(guò)第一鏡頭組30折射90度到垂直方向，第二鏡頭組40在光4的路徑上滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能。
同時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71安置在基部件20的預(yù)定位置上以在第一方向(如圖所示的水平方向)上移動(dòng)變焦凸輪100以及在第二方向(如圖所示的垂直方向)上在光4的路徑上移動(dòng)第二鏡頭組40。結(jié)果，第二鏡頭組40在第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71被驅(qū)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)。
第一齒輪101設(shè)置在變焦凸輪100的一端上，用于與連接到第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71的第一側(cè)齒輪71a相接合并在驅(qū)動(dòng)電機(jī)71被驅(qū)動(dòng)時(shí)線(xiàn)性移動(dòng)。因此，如果第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71的第一電機(jī)側(cè)齒輪71a被驅(qū)動(dòng)時(shí)，第一齒輪101被線(xiàn)性地移動(dòng)，由此導(dǎo)致變焦凸輪100在相同的方向上移動(dòng)。
如圖10、11所示，變焦凸輪100被形成有在變焦凸輪100的縱向方向上垂直延伸的凸輪孔102，并且形成在第二鏡頭組40的底部上的引導(dǎo)凸起104被插入并與凸輪孔102相接合。此外，基部件20在對(duì)于凸輪孔102的位置上形成有引導(dǎo)孔103，以及通過(guò)凸輪孔102所凸起的引導(dǎo)凸起104被插入到并與引導(dǎo)孔103相接合。
如果變焦凸輪100從上述的狀態(tài)在水平方向上移動(dòng)時(shí)，如圖10所示，引導(dǎo)凸起104在垂直方向上沿著凸輪孔102被引導(dǎo)并且引導(dǎo)孔103引導(dǎo)第二鏡頭組40以能夠在垂直方向上滑動(dòng)。
這樣，第二鏡頭組40在垂直方向上移動(dòng)并且實(shí)現(xiàn)變焦功能。
凸輪孔102被形成以允許引導(dǎo)凸起104在垂直或者縱向的方向上線(xiàn)性地移動(dòng)，如圖10所示。
引導(dǎo)孔103徑向形成以引導(dǎo)第二鏡頭組40的引導(dǎo)凸起104并將變焦凸輪100的水平運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為引導(dǎo)凸起104的垂直運(yùn)動(dòng)，由此允許第二鏡頭組100在垂直方向上滑動(dòng)。
變焦凸輪100也設(shè)有第一引導(dǎo)裝置80以沿著光4的路徑滑動(dòng)地在垂直方向上引導(dǎo)第二鏡頭組40。
第一引導(dǎo)裝置80包括一對(duì)設(shè)置在變焦凸輪100上的第一導(dǎo)軌81以及一對(duì)分別與第一導(dǎo)軌81相接合以可滑動(dòng)地引導(dǎo)第二鏡頭組40的引導(dǎo)部分82。因此，第二鏡頭組40的第一引導(dǎo)部分82沿著第一導(dǎo)軌81被引導(dǎo)并在光4的路徑上滑動(dòng)(如圖中所示的垂直方向上)。
在此狀態(tài)下，通過(guò)第二鏡頭組40的光4通過(guò)第三鏡頭組50折射90度(如圖中所示的水平方向)。
在此所示出的示例中，每個(gè)第一和第三鏡頭組30、50利用棱鏡和反射鏡來(lái)折射光4。
第四鏡頭組60在與第三鏡頭組50相鄰的位置上被安置在通過(guò)第三鏡頭組50所折射的光路上。
如圖10所示，第四鏡頭組60沿著光4的路徑滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能，此時(shí)，第四鏡頭組60也實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變焦功能同時(shí)用補(bǔ)償器(未示出)補(bǔ)償由于變焦功能所導(dǎo)致的圖像平面變化。
光4在通過(guò)第四鏡頭組60之后在圖像傳感器5內(nèi)形成圖像。
同時(shí)，第四鏡頭組60沿著光4的路徑通過(guò)設(shè)置在相鄰于第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)71的位置上的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)72而在水平的方向上滑動(dòng)。
第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)72包括多個(gè)錐齒輪和連接到錐齒輪的第二電機(jī)側(cè)齒輪72a，并且如果第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)72被驅(qū)動(dòng)，錐齒輪被分別旋轉(zhuǎn)這樣第二電機(jī)側(cè)齒輪72a被旋轉(zhuǎn)，由此線(xiàn)性地移動(dòng)(顯示為水平方向)設(shè)置在第四鏡頭組60上的第二齒輪61。
同時(shí)，第二引導(dǎo)裝置90設(shè)置在基部件20上以使得第四鏡頭組60可以沿著光4的路徑在水平的方向上滑動(dòng)。
由于第二引導(dǎo)裝置90包括設(shè)置在基部件20上的一對(duì)導(dǎo)軌91和分別與導(dǎo)軌92相配合以使得對(duì)第二鏡頭組60可以滑動(dòng)的一對(duì)第二引導(dǎo)部分92，第四鏡頭組60的第二引導(dǎo)部分92沿著導(dǎo)軌91在光4的路徑上(水平方向)可滑動(dòng)地引導(dǎo)。
通過(guò)安置多個(gè)鏡頭組，這樣光路可以多方向折射而不是如上所述的在單方向上折射，用于安裝用于驅(qū)動(dòng)鏡頭組的裝置的空間可以被獲得，由此就可以使這樣的變焦照相機(jī)的產(chǎn)品小型化和變薄，以提高照相機(jī)的變焦功能和聚焦功能，并簡(jiǎn)化照相機(jī)的元件組裝的過(guò)程。
盡管本發(fā)明參照了特定的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明和描述，普通技術(shù)人員可以理解在不背離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改變，其范圍由權(quán)利要求書(shū)所限定。此外，盡管本發(fā)明參照第二和第四鏡頭組的垂直和水平運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行了說(shuō)明，可以認(rèn)識(shí)到這些方向參照被用于解釋相對(duì)于俯視圖的鏡頭運(yùn)動(dòng)，而不是描述鏡頭的物理運(yùn)動(dòng)。鏡頭的運(yùn)動(dòng)將被理解為在基本平行于基部的平面上。
權(quán)利要求
1.一種變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，包括基部件；第一鏡頭組，安裝到基部件上，用于將從物體反射和入射的光折射到第一方向；第二鏡頭組，安置在通過(guò)第一鏡頭組所折射的光路上，所述第二鏡頭組沿光路滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能；第三鏡頭組，用于將通過(guò)第二鏡頭組的光折射到第二方向上；第四鏡頭組，安置在通過(guò)第三鏡頭組所折射的光路上，第四鏡頭組沿著光路滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能以及聚焦功能，同時(shí)補(bǔ)償由變焦功能所導(dǎo)致的圖像平面的變化；以及動(dòng)力傳送裝置，設(shè)置在基部件的預(yù)定的位置上，用于傳送滑動(dòng)第二和第四鏡頭組的動(dòng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，第一和第三鏡頭的每一個(gè)從反射鏡和棱鏡所構(gòu)成的組中選擇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，第一、第二、第三和第四鏡頭組沿著所折射的光路而順序地安置在基部件上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，用于容納動(dòng)力傳送裝置的空間被設(shè)置在基部件上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，在第一和第三鏡頭組上光的折射角大體是90度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力傳送裝置包括第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，與設(shè)置在第二鏡頭組上的第一齒輪接合，以在第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)提供用于沿著光路滑動(dòng)第二鏡頭組的驅(qū)動(dòng)力；以及第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，安置相鄰于第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)并與設(shè)置在第四鏡頭組上的第二齒輪相接合，以在第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)沿著光路提供滑動(dòng)第四鏡頭組的驅(qū)動(dòng)力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，第一齒輪與連接到第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的第一電機(jī)側(cè)齒輪相嚙合并在第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)在第一方向上線(xiàn)性地移動(dòng)，并且第二齒輪與連接到第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的第二電機(jī)側(cè)齒輪相嚙合并在第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)線(xiàn)性地在第二方向上移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，第一和第二引導(dǎo)裝置設(shè)置在基部件上，用于引導(dǎo)第二和第四鏡頭組沿著光路可滑動(dòng)地移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一引導(dǎo)裝置包括設(shè)置在基部件上的一對(duì)第一導(dǎo)軌；以及一對(duì)第一引導(dǎo)部分，設(shè)置在第二鏡頭組的相對(duì)側(cè)面上并分別與第一導(dǎo)軌相接合以可滑動(dòng)地移動(dòng)，第一引導(dǎo)部分引導(dǎo)第二鏡頭組以在光路上可滑動(dòng)地移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二引導(dǎo)裝置包括設(shè)置在基部件上的一對(duì)第二導(dǎo)軌；以及一對(duì)第二引導(dǎo)部分，設(shè)置在第四鏡頭組的相對(duì)側(cè)面上并分別與第二導(dǎo)軌相接合以可滑動(dòng)地移動(dòng)，第二引導(dǎo)部分引導(dǎo)第四鏡頭組以在光路上可滑動(dòng)地移動(dòng)。
11.一種變焦照相機(jī)模塊的光學(xué)系統(tǒng)，包括基部件；第一鏡頭組，安裝到基部件上，用于將從物體反射和入射的光折射到第一方向；第二鏡頭組，安置在通過(guò)第一鏡頭組所折射的光路內(nèi)，所述第二鏡頭組沿光路滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能；第三鏡頭組，用于將通過(guò)第二鏡頭組的光折射到第二方向；承載第一、第二和第三鏡頭組的變焦凸輪，變焦凸輪在基部件的頂部表面上沿水平方向滑動(dòng)，并在垂直方向上滑動(dòng)第二鏡頭組；第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于提供驅(qū)動(dòng)力以在水平方向上滑動(dòng)變焦凸輪；第四鏡頭組，安置在通過(guò)第三鏡頭組所折射的光路上，第四鏡頭組沿著光路可滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能以及聚焦功能，同時(shí)補(bǔ)償通過(guò)變焦功能所導(dǎo)致的圖像平面的變化；以及第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，安置在基部件上的預(yù)定位置上，以提供驅(qū)動(dòng)力來(lái)沿著光路滑動(dòng)第四鏡頭組。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，第一和第三鏡頭的每一個(gè)從反射鏡和棱鏡所構(gòu)成的組中選擇。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，用于容納第一和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的空間被設(shè)置在基部件上。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，在第一和第三鏡頭組上的光的折射角大體是90度。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，第一齒輪設(shè)置在與第一電機(jī)側(cè)齒輪相嚙合的變焦凸輪的端部上，第一齒輪在第一電機(jī)側(cè)齒輪在驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)線(xiàn)性地移動(dòng)，第二齒輪設(shè)置在與第二電機(jī)側(cè)齒輪相嚙合的第四鏡頭組上，第二齒輪在第二電機(jī)側(cè)齒輪在驅(qū)動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)旋轉(zhuǎn)時(shí)線(xiàn)性地移動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，變焦凸輪形成有凸輪孔，形成在第二鏡頭組的底部上的引導(dǎo)凸起被插入并嚙合在凸輪孔中，基部件在對(duì)應(yīng)于凸輪孔的位置上形成有引導(dǎo)孔，因而通過(guò)凸輪孔突出的引導(dǎo)凸起嚙合在引導(dǎo)孔中，這樣引導(dǎo)孔引導(dǎo)引導(dǎo)凸起以在第一方向上可滑動(dòng)地移動(dòng)，同時(shí)在變焦凸輪在第二方向上移動(dòng)時(shí)引導(dǎo)凸起沿著凸輪孔移動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，凸輪孔沿垂直方向縱向地形成，這樣引導(dǎo)凸起線(xiàn)性地移動(dòng)，并且引導(dǎo)孔沿直徑方向形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，變焦凸輪設(shè)有第一引導(dǎo)裝置，用于引導(dǎo)第二鏡頭組，以在垂直的方向上沿著光路可滑動(dòng)地移動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一引導(dǎo)裝置包括設(shè)置在基部件上的一對(duì)第一導(dǎo)軌；以及一對(duì)第一引導(dǎo)部分，設(shè)置在第二鏡頭組的相對(duì)側(cè)面上并分別與第一導(dǎo)軌相接合以可滑動(dòng)地移動(dòng)，第一引導(dǎo)部分引導(dǎo)第二鏡頭組以在光路上可滑動(dòng)地移動(dòng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，基部件設(shè)有第二引導(dǎo)裝置，用于引導(dǎo)第四鏡頭組以沿著光路可滑動(dòng)移動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二引導(dǎo)裝置包括設(shè)置在基部件上的一對(duì)第二導(dǎo)軌；以及一對(duì)第二引導(dǎo)部分，設(shè)置在第四鏡頭組的相對(duì)側(cè)面上并分別與第二導(dǎo)軌相接合以可滑動(dòng)地移動(dòng)，第二引導(dǎo)部分引導(dǎo)第四鏡頭組以在光路上可滑動(dòng)地移動(dòng)。
22.一種變焦照相機(jī)模塊的光學(xué)系統(tǒng)，包括基部件；一個(gè)或者多個(gè)順序安裝在基部件上的鏡頭組，以能夠多方向地折射從物體反射和入射的光并沿著光路滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)變焦功能和/或根據(jù)變焦功能的聚焦功能；以及動(dòng)力傳送裝置，設(shè)置相鄰于鏡頭組以提供滑動(dòng)至少鏡頭組之一的動(dòng)力。
全文摘要
公開(kāi)了一種變焦照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，包括多個(gè)鏡頭組，這樣光路可以多方向地折射。光學(xué)系統(tǒng)包括基部件；第一鏡頭組，安裝到基部件上，用于將從物體反射和入射的光折射到第一方向；第二鏡頭組，安置在通過(guò)第一鏡頭組所折射的光路上，所述第二鏡頭組沿光路滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能；第三鏡頭組，用于將通過(guò)第二鏡頭組的光折射到第二方向上；第四鏡頭組，安置在通過(guò)第三鏡頭組所折射的光路上，第四鏡頭組沿著光路滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)變焦功能以及聚焦功能，同時(shí)補(bǔ)償由變焦功能所導(dǎo)致的圖像平面的變化；以及動(dòng)力傳送裝置，設(shè)置在基部件的預(yù)定的位置上，用于傳送滑動(dòng)第二和第四鏡頭組的動(dòng)力。
文檔編號(hào)G03B13/32GK1763575SQ20051007123
公開(kāi)日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月20日
發(fā)明者辛正佶, 姜秉權(quán) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社