CN201527509U - 利用液体镜头进行内调焦的小型摄影光学系统 - Google Patents

Abstract

一种利用液体镜头进行内调焦的小型摄影光学系统，它包括透镜组和CCD传感器(7)，其特征是所述的透镜组主要由依次安装的弯月形正透镜(1)、液体镜头(2)、负透镜(3)、正透镜(4)、负透镜(5)和正透镜(6)组成，其中液体镜头(2)的焦距可调；所述各镜头的焦距满足以下关系：f’_{(3 ， 4 ， 5 ， 6)}＞1.0f’；f’_{(3 ， 4 ， 5 ， 6)}＞08f’＜f₂’＜15f’；f₁’＞20f’式中：f’表示整个小型摄影光学系统的焦距，f₁’表示正透镜(1)的焦距，f₂’表示液体镜头(2)的焦距，f’_{(3 ， 4 ， 5 ， 6)}表示负透镜(3)、正透镜(4)、负透镜(5)和正透镜(6)的组合焦距。本实用新型结构紧凑，体积小，大大简化了变焦机构的复杂程度，同时透镜数量少、成像质量高。

Description

利用液体镜头进行内调焦的小型摄影光学系统

技术领域

本实用新型涉及一种小型摄影光学系统，尤其是可实现无级调焦的小型摄影光学系统，具体地说是一种利用液体镜头进行内调焦的小型摄影光学系统。

背景技术

众所周知，随着数码相机、手机的普及，摄影光学系统越来越广泛应用于人们的日常生活。在我们进行拍摄时，需要调节相机的镜头，而使距相机一定距离的景物清晰成像的过程，叫做对焦，那个景物所在的点，称为对焦点。因为“清晰”并不是一种绝对的概念，所以，对焦点前(靠近相机)、后一定距离内的景物的成像都可以是清晰的，这个前后范围的总和，就叫做景深，意思是只要在这个范围之内的景物，都能清楚地拍摄到。而景深的大小，首先与镜头的焦距有关。

从镜头成像原理看，任何镜头都有景深的限制，也就是说要拍摄不同距离的物体，要想有良好的成像质量，必须要有调焦机构。目前常用的调焦机构为整组调焦机构或前组调焦机构，都是机械式调焦机构。而且调焦时需要让镜头产生前后相对移动，从面使镜头的结构复杂化，可靠性降低。而近年来，在一些小型信息机器中，载置摄像模块而具备摄影功能的器件也大量上市。在这些信息终端机器的摄影光学系统中，更加追求结构的小型化和简易化。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的小型摄影光学系统机械式调焦机构结构复杂，体积相对较大的问题，设计一种利用液体镜头进行内调焦的小型摄影光学系统，以减少整个系统的体积，提高可靠性和操作的便利性。

本实用新型的技术方案是：

一种利用液体镜头进行内调焦的小型摄影光学系统，它包括透镜组和CCD传感器7，其特征是所述的透镜组主要由依次安装的弯月形正透镜1、液体镜头2、负透镜3、正透镜4、负透镜5和正透镜6组成，其中液体镜头2的焦距可调；所述各镜头的焦距满足以下关系：

f’_{(3，4，5，6)}＞1.0f’；f’_{(3，4，5，6)}＞0

8f’＜f₂’＜15f’；f₁’＞20f’

式中：f’表示整个小型摄影光学系统的焦距，f₁’表示正透镜1的焦距，f₂’表示液体镜头2的焦距，f’_{(3，4，5，6)}表示负透镜3、正透镜4、负透镜5和正透镜6的组合焦距。

本实用新型的有益效果：

本实用新型由于采用了液体组合镜头，使得在不同物距时，无需移动所有的透镜组件，系统会根据物体的距离，自动调节液体组合镜头的光焦度，通过内调焦的方式得到所需的图像。因此，本实用新型结构紧凑，体积小，变焦机构的复杂程度大大降低，透镜数量少而且成像质量能匹配百万像素CCD。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2表示当物距d₀＝150mm时，本实用新型的光学系统的像差曲线和光学传递函数曲线示意图。

图3表示当物距d₀＝300mm时，本实用新型的光学系统的像差曲线和光学传递函数曲线。

图4表示当物距d₀＝600mm时，本实用新型的光学系统的像差曲线和光学传递函数曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示。

一种利用液体镜头进行内调焦的小型摄影光学系统，它包括透镜组和CCD传感器7，所述的透镜组主要由依次安装的弯月形正透镜1(采用弯月形结构有利于校正整个系统的场曲)、液体镜头2(例如常用的ARCTIC416)、负透镜3、正透镜4、负透镜5和正透镜6组成，其中液体镜头2的焦距可调；所述各镜头的焦距满足以下关系：

f’_{(3，4，5，6)}＞1.0f’；f’_{(3，4，5，6)}＞0

8f’＜f₂’＜15f’；f₁’＞20f’

式中：f’表示整个小型摄影光学系统的焦距，f₁’表示正透镜1的焦距，f₂’表示液体镜头2的焦距，f’_{(3，4，5，6)}表示负透镜3、正透镜4、负透镜5和正透镜6的组合焦距。

根据光学成像原理，当镜头用于拍摄不同物距的物体时，也就是物距d₀取不同值时，为了取得清晰图像，像距d₁₅必须不断改变，也就是我们常说的调焦，本实用新型的光学系统无需改变d₁₅的焦距，它通过选用已成熟技术的液体镜头2，在不同d₀时，通过改变组件2的内部参数(r₅，d₄，d₅)，而整个镜头的长度、旋转、位移都不作改变从而实现自动对焦。在液体镜头2前设置弯月形正透镜1可以修正液体镜头成像时产生的像差，使成像质量能匹配百万像素CCD，图1中0表示物像。

附图2、3、4是参照本实用新型设计的一个利用液体镜头进行内调焦的小型数码相机。该相机的基本参数为：

f₁’＝200.5，f₂’＝82.22，f’_{(3，4，5，6)}＝10.91，f’＝8.81

另外当物距改变时，液体透镜2的内部参数(r₅，d₄，d₅)自动调整，调整后的具体如下，

d₀＝150mm，f₂’＝117mm，f’＝9.08mm(性能曲线如图2)

d₀＝300mm，f₂’＝102mm，f’＝8.98mm(性能曲线如图3)

d₀＝600mm，f₂’＝82.22mm，f’＝8.81mm(性能曲线如图4)

从以上数据可知：不同物距时，尽管f₂’改变比较大，但整个镜头的f’改变很小。而根据像差和MTF图可知，三个物距的像质都是非常理想的，实现了摄影系统内调焦的功能。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (1)

1.一种利用液体镜头进行内调焦的小型摄影光学系统，它包括透镜组和CCD传感器(7)，其特征是所述的透镜组主要由依次安装的弯月形正透镜(1)、液体镜头(2)、负透镜(3)、正透镜(4)、负透镜(5)和正透镜(6)组成，其中液体镜头(2)的焦距可调；所述各镜头的焦距满足以下关系：

f’_{(3，4，5，6)}＞1.0f’；f’_{(3，4，5，6)}＞0

8f’＜f₂’＜15f’；f₁’＞20f’

式中：f’表示整个小型摄影光学系统的焦距，f₁’表示正透镜(1)的焦距，f₂’表示液体镜头(2)的焦距，f’_{(3，4，5，6)}表示负透镜(3)、正透镜(4)、负透镜(5)和正透镜(6)的组合焦距。

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