[发明专利]变焦对焦装置和变焦镜头

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体涉及一种变焦对焦装置和相应的变焦镜头。 

背景技术

随着数码影像技术的推广和普及，光学成像装置被广泛应用到各种类型的设备上，例如种类繁多的便携及小型设备，小型化的光学成像装置具有广泛需求。

为使得成像装置在小型化的情况下具有精确调节焦距的能力，已经提出了采用螺纹驱动的超声波马达（USM，Ultra Sonic Motor）来进行焦距的调节（参见公布号为WO2007118418的PCT国际申请）和变焦（参见公布号为CN102590979A的中国专利）。这些技术可用于将变焦镜头小型化，但是对于可伸缩的小型变焦镜头，尚无可行方案。

目前，可伸缩的镜头一般有如下几种：

一种是大型镜头，如单反相机的镜头，一般前端口径较大，后端（与相机连接的一端）口径较小，采用手动变焦的方式进行镜头伸缩和变焦。

一种是具有自动（电动）变焦能力的可伸缩镜头，一般采用多层套筒的结构，由位于内层的套筒进行伸缩，由于内层的口径较小，通常难以具有广角的效果，若需要使用广角镜头，则多层套筒会变得短粗，使得变焦倍数受到很大限制，且镜头后端的尺寸会进一步增大。

上述两种类型的镜头均难以小型化。 

发明内容

依据本发明的一方面提供一种变焦对焦装置，包括同轴设置的第一对焦镜筒、第一变焦镜筒、第一超声电机和第二超声电机；其中，第一对焦镜筒径向固定，用于安装需要移动的第一对焦镜头组；第一变焦镜筒径向固定，口径大于第一对焦镜筒，用于安装需要移动的第一变焦镜头组；第一超声电机，其转子的旋转轴与第一对焦镜筒同轴，用于驱动第一对焦镜筒轴向移动；第二超声电机，其转子的旋转轴与第一对焦镜筒同轴，用于驱动第一变焦镜筒轴向移动。

依据本发明的另一方面提供一种变焦镜头，包括上述变焦对焦装置，以及用于安装在相应镜筒中的需要移动的对焦镜头组和变焦镜头组。

依据本发明的变焦对焦装置，将具有伸缩需要的变焦镜筒设置在对焦镜筒外围，通过超声电机对镜筒进行驱动，将超声电机的旋转运动转变为镜筒的轴向移动，能够同时实现变焦镜筒的伸缩以及变焦位置的调整，由于变焦镜筒口径更大使得适合于安装广角镜头，与现有采用内层伸缩结构的镜头相比，在相同的最大外径的情况下，依据本发明的变焦镜头能够获得更大的光圈，且在由后至前安装镜头组时，镜头结构也由内而外逐渐增大，使得安装工作更加方便顺畅，有利于实现镜头的小型化。

以下结合附图，对依据本发明的具体示例进行详细说明，简明起见，本文的各个实施例中对具有基本相同或类似功能的部件采用相同的标号。

附图说明

图1是依据本发明的变焦对焦装置的基本结构示意图；

图2是依据本发明的一种转子传动镜筒的方式的示意图；

图3是依据本发明的另一种转子传动镜筒的方式的示意图；

图4是依据本发明的又一种转子传动镜筒的方式的示意图；

图5是实施例1的变焦镜头的结构示意图；

图6是实施例1中第二对焦镜筒俯视示意图；

图7是实施例2的变焦镜头的结构示意图；

图8是实施例3的变焦镜头的结构示意图；

图9是实施例4的变焦镜头的结构示意图。

具体实施方式

依据本发明的变焦对焦装置的基本结构可参照图1（简明起见，图中各筒体的上下边缘以虚线绘出），包括：第一对焦镜筒101、第一变焦镜筒102、第一超声电机和第二超声电机。

其中，第一对焦镜筒101径向固定，用于安装需要移动的第一对焦镜头组，；第一变焦镜筒102径向固定，口径大于第一对焦镜筒，且与第一对焦镜筒同轴设置，用于安装需要移动的第一变焦镜头组；第一超声电机的转子103的旋转轴与第一对焦镜筒同轴，用于驱动第一对焦镜筒轴向移动；第二超声电机的转子104的旋转轴与第一对焦镜筒同轴，用于驱动第一变焦镜筒轴向移动。

在进行镜头的光学设计时，第一对焦镜筒的轴向移动可用于实现自动对焦，第一变焦镜筒的轴向移动则可包括镜头的伸缩以及变焦，所称镜头的伸缩是指通过镜筒的移动将变焦镜头组送入可以进行正常成像的区域，在此区域中则可进行变焦倍数的调整。在具体实施方式中，可以有两个以上的变焦镜筒以实现多级伸缩，伸展得越靠前的变焦镜筒口径越大，这些变焦镜筒可以连动，例如都由第二超声电机驱动，也可以独立驱动，类似地设置相应的超声电机即可。