CN102866486B - 手机外接连续变焦镜头 - Google Patents

Abstract

一种手机外接连续变焦镜头，从物侧到像侧包括具有正光焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组和具有正光焦度的第三透镜组。其中第一透镜组为补偿组，第二透镜组为变倍组，第三透镜组为后固定组。在广角端时，系统形成倒置的伽利略望远镜模式，在摄远端时，系统形成正置的伽利略望远镜模式。所述变倍镜头满足条件 其中f₁为第一透镜组的焦距，f₂为第二透镜组的焦距，f₃为第三透镜组的焦距，d_2W为广角端时第一、第二透镜组的间距，d_4T为摄远端时第二、第三透镜组的间距。由此，可获得变倍比适中总长较短的手机外接连续变焦镜头，使得普通手机镜头也能有连续的光学变焦效果。

Description

手机外接连续变焦镜头

技术领域

本发明涉及一种连续变焦镜头，具体涉及一种用于扩展手机拍照功能的手机外接连续变焦镜头。

背景技术

如今拍照功能已经成为手机的标配之一，其便利性给人们带来了生活上的美好感受。然而随着时代的发展，传统的定焦手机镜头已经满足不了人们更高的生活追求，因此迫切需要开发新的手机光学变焦实现方式。但是鉴于手机镜头的特殊性，一般很难直接做出具备光学变焦的手机镜头。虽然也有部分型号的手机拥有光学变焦的功能，但是其明显加厚的手机外壳以及高昂的造价，使得这种类型的手机没有得到推广，基本都已经停产。

另一种实现光学变焦的方法就是给现有手机镜头外接一些扩展镜头，如中国专利200920247917.6，给出了一款用于监控镜头的外接广角镜头。此外中国专利200520048184.5中也设计出了一种外接广角镜头，并采用了非球面设计来校正畸变。中国专利200820043728.2还给出了配合Iphone苹果智能手机使用的一种广角外接镜头的机械装配设计。

如上所述，目前存在的问题是，虽然有部分手机定焦外接镜头出现，但仍然不能实现连续的光学变焦功能，给广大手机使用者以更大的拍照灵活度与便利性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，在不改变原有手机镜头的基础上，提供一种连续变倍外接镜头，将其与原有手机镜头组合后，可使得原有手机镜头具备一定倍数的光学变焦功能。

为了实现上述目的，本发明设计了一种手机外接连续变焦镜头。

上述手机外接连续变焦镜头，至少由三个透镜组构成，按从物侧至像侧的顺序，包括作为补偿组的第一透镜组，作为变倍组的第二透镜组，作为后固定组的第三透镜组。其中，第一透镜组具有正的光焦度，第二透镜组具有负的光焦度，第三透镜组具有正的光焦度。

上述手机外接连续变焦镜头，第一、第二透镜组的间距d2以及第二、第三透镜组的间距d4在变倍过程中可以改变，且其改变可以通过圆柱凸轮机构实现。

上述手机外接连续变焦镜头，在变焦过程中，系统从广角端的倒置伽利略望远镜结构转变为摄远端时的正置伽利略望远镜结构，并且当系统处于倒置伽利略望远镜结构时，光阑在第三透镜组上，当系统处于正置伽利略望远镜结构时，光阑在第一透镜组上。

上述手机外接连续变焦镜头，对于第一、第二透镜组满足条件：

$0.5\≤\left|\frac{f_1}{f_2}\right|\≤1.5$

其中，f₁为第一透镜组的焦距，f₂为第二透镜组的焦距。

上述手机外接连续变焦镜头，对于第一、第三透镜组满足条件：

$0.9\≤\frac{f_1}{f_3}\≤1.1$

其中，f₁为第一透镜组的焦距，f₃为第三透镜组的焦距。

上述手机外接连续变焦镜头，对于第二、第三透镜组满足条件：

$0.5\≤\left|\frac{f_3}{f_2}\right|\≤1.5$

其中，f₃为第三透镜组的焦距，f₂为第二透镜组的焦距。

上述手机外接连续变焦镜头，对于第一、第二、第三透镜组满足条件：

$0.8\≤\frac{d_{2W}}{d_{4T}}\≤1.2$

其中，d_2W为广角端时第一透镜组与第二透镜组的间距，d_4T为摄远端时第二透镜组与第三透镜组的间距。

上述手机外接连续变焦镜头，可将各光学透镜装配在一个镜筒中，镜筒的一侧通过机械连接装置与手机镜头进行可调安装。

本发明设计的手机外接变焦镜头与现有技术相比，有以下优点：

[1]将手机光学变焦的实现通过外接镜头来实现，在不改变原有手机镜头结构的情况下，可以获得变倍比适中，成像质量良好的组合变焦镜头。

[2]与现有定焦附加镜头相比，本发明更有效地扩展了手机镜头的拍照效果，填补了手机附加镜头中的一项空缺。

[3]本发明采用伽利略望远结构，因此其总长较短，结构紧凑，重量较轻，造价较低。

附图说明

图1是本发明的手机外接连续变焦镜头的结构示意图；

图2是本发明的手机外接连续变焦镜头实施例的结构图；

图3是本发明的手机外接连续变焦镜头实施例的广角端光学像差图；

图4是本发明的手机外接连续变焦镜头实施例的中焦端光学像差图；

图5是本发明的手机外接连续变焦镜头实施例的摄远端光学像差图。

具体实施方式

以下，参照图2～图5为本设计的实施例进行说明。

图2为本发明的手机外接连续变焦镜头的结构图。如图2所示，从物侧开始本实施例的手机外接变焦镜头包括第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、理想透镜组G4。当系统是倒置型伽利略望远结构时，亦即在广角端时，后固定组L3的透镜框作为光阑；当系统是正置型伽利略望远结构时，亦即在摄远端时，第一片透镜L1的透镜框作为光阑。第一透镜组G1由透镜L1组成，其具有正的光焦度，并作为补偿组使用。第二透镜组G2由透镜L2组成，其具有负的光焦度，并作为变倍组使用。第三透镜组G3由透镜L3和L4组成，其具有正的光焦度，并作为后固定组使用。理想透镜G4则用来模拟一般手机镜头，虽然他们的成像特征有所差别，但对最终结果的评估并不会产生太大的影响。第一透镜组G1和第二透镜组G2装配在圆柱凸轮中(未做图示)，通过圆柱凸轮的转动，进而轴向运动。

以下，用表1～表3给出该实施例的手机外接变倍镜头的具体数据。表中S1～S8代表各透镜面的面序号，R代表透镜面的曲率半径，D代表透镜的厚度或空气间隔，Nd代表所用玻璃的d线折射率，Vd代表所用玻璃的d线阿贝数，f’为系统焦距，F-number为光圈数，ω为系统半视场角，D2代表透镜L1与透镜L2的可变间距，D4代表透镜L2与透镜L3的可变间距。

表1

表2

表3

以上所列举的数据只是本发明的一个优选实施例，其数据并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员在参考本发明后，当可对其参数或设定做适当的变动，但仍属于本发明的范畴内。

图3～图5给出了本实施例在广角端、中焦端、望远端的像差图。其中，F/表示光圈数，ω为系统半视场角。在球差图中F、d、C分别表示F线、d线和C线。在像散场曲图中，S表示弧矢像面，T表示子午像面。

从这些像差图中可以看出，通过本实施例的设计，可以使原有手机镜头扩展成为变倍比适中的变焦镜头，且在变焦过程中还能保持良好的成像质量。

本实施例的手机外接连续变焦镜头，可以将第一透镜组与第二透镜组用特定圆柱凸轮装配，并与第三透镜组统一装配后再连接到手机镜头上，实现连续光学变焦调制。本实施例的变焦镜头系统总长不大于40mm，口径不大于30mm，结构紧凑，小巧轻便，具有很好的市场前景。

Claims (3)

1.一种手机外接连续变焦镜头，按从物侧至像侧的顺序依次有：

正光焦度沿光轴位置可调的第一透镜组，具有补偿像面变动的作用；

负光焦度沿光轴位置可调的第二透镜组，具有变倍的作用；

正光焦度且位置固定的第三透镜组；

其特征在于：

在变焦过程中，系统从广角端的倒置伽利略望远镜结构转变为摄远端时的正置伽利略望远镜结构，并且当系统处于倒置伽利略望远镜结构时，光阑在第三透镜组上，当系统处于正置伽利略望远镜结构时，光阑在第一透镜组上，对于第一、第二透镜组，满足条件：

$0.5\≤\left|\frac{f_1}{f_2}\right|\≤1.5$

其中，f₁为第一透镜组的焦距，f₂为第二透镜组的焦距；

对于第一、第三透镜组，满足条件：

$0.9\≤\frac{f_1}{f_3}\≤1.1$

其中，f₁为第一透镜组的焦距，f₃为第三透镜组的焦距；

对于第二、第三透镜组，满足条件：

$0.5\≤\left|\frac{f_3}{f_2}\right|\≤1.5$

其中，f₃为第三透镜组的焦距，f₂为第二透镜组的焦距；

对于第一、第二、第三透镜组，满足条件：

$0.8\≤\frac{d_{2W}}{d_{4T}}\≤1.2$

其中，d_2W为广角端时第一、第二透镜组的间距，d_4T为摄远端时第二、第三透镜组的间距。

2.如权利要求1中所述的手机外接连续变焦镜头，其特征在于，第一、第二透镜组的间距d2以及第二、第三透镜组的间距d4在变倍过程中可以改变，且其改变可以通过圆柱凸轮机构实现。

3.如权利要求1和2任一项所述的手机外接连续变焦镜头，其特征在于，所述连续变焦透镜组装配在一个镜筒中，镜筒的一侧通过机械连接装置与手机镜头进行可调安装。