变焦成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种焦距可调且体积更小的变焦成像装置。变焦成像装置包括图像传感器、第一物镜、第二物镜以及变焦装置，其中，第一物镜与第二物镜设置在图像传感器的两侧，第一物镜与图像传感器之间设置有第一偏转棱镜和第三偏转棱镜，第一偏转棱镜与第三偏转棱镜之间还设有变焦装置；第二物镜与图像传感器之间设置有第二偏转棱镜和第四偏转棱镜。本发明专利技术能够实现三维成像设备焦距可调、结构简单化、成本降低以及增加续航能力。

【技术实现步骤摘要】
变焦成像装置
本专利技术涉及变焦成像领域，尤其是涉及一种变焦成像装置。
技术介绍
随着多媒体技术的发展，人们开始研究具有三维画面的视频技术，使得拍摄出来的视频具有三维画面，通常这些视频称为3D视频。目前，市场上大部分的3D成像设备所采用的3D成像技术是采用具有视差的左眼用物镜以及右眼用物镜采集图像，所采集的图像在两个图像传感器芯片，如CCD传感器或者CMOS传感器上成像，从而实现3D成像。然而，这种成像设备设置有两个图像传感器，其驱动电路一致性不高，且由于3D成像设备的体积庞大，不方便携带，并且3D成像设备价格高昂，市场普及度不高。现在的另一种3D成像设备通过使具有视差的左眼用物镜以及右眼用物镜采集图像，并且将所采集的图像在一个图像传感器上成像的方案，这种方案是将两个物镜所采集的图像分别形成在一个图像传感器上，其体积大大减小。但现在的设计方案中，由于左右两个物镜的视差方向与获取的两幅图像的中心点的连线相垂直，导致通过该成像设备所形成的图像发生畸变，且图像的边缘处画质较差，为了解决这一问题，往往需要使用光偏转机构和校正机构对所获取的图像进行处理。可见，现有的技术中，无论是采用具有视差的左眼用物镜以及右眼用物镜在两个图像传感器上实现3D成像的方案，还是通过使具有视差的左眼用物镜以及右眼用物镜在一个图像传感器上成像的方案，都存在不可避免的劣势，上述方案都不利于3D成像设备的小型化。此外，人们在追求拍摄设备小型化得同时，还希望在同一位置可以拍摄远近距离不同的物体的影像，且要求获得的影像画面更加清晰，由此，变焦装置应运而生。将目前三维成像技术与光学变焦装置结合需要2片图像传感器芯片，其驱动电路一致性不高、耗电量大、设备整体体积更大，非常不便于三维成像装置的小型化。可见，提供一种焦距可调且体积更小三维成像装置实为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种焦距可调且体积更小的变焦成像装置。为实现上述目的，本专利技术提供的变焦成像装置，包括图像传感器、第一物镜、第二物镜以及变焦装置。第一物镜与第二物镜设置在图像传感器的两侧，第一物镜与图像传感器之间设置有第一偏转棱镜和第三偏转棱镜，且第一偏转棱镜与第三偏转棱镜之间还设有变焦装置，第一物镜出射的光束经过第一偏转棱镜后入射到变焦装置，经过变焦装置后入射到第三偏转棱镜，再经过第三偏转棱镜入射到图像传感器。第二物镜与图像传感器之间设置有第二偏转棱镜和第四偏转棱镜，第二物镜出射的光束经过第二偏转棱镜后入射到变焦装置，经过变焦装置后入射到第四偏转棱镜，再经过第四偏转棱镜入射到图像传感器。由此可见，由于第一物镜、第二物镜设置在图像传感器的两侧，因此，图像传感器获取图像后，在处理器中从单幅图像中即可分割计算获取全景图像，不会出现两幅二维图像传输不同步或单个二维图像出现丢帧的问题，有效确保成像效果。并且，在第一偏转棱镜与第三偏转棱镜之间还设有变焦装置，以调节获得图像的放大和缩小。同时，还采用单个图像传感器取代主流的两个图像传感器，图像通过第一物镜和第二物镜同时投射在单片图像传感器的两个不重叠区域，有利于成像设备微型化、结构简单化、成本降低和增加续航能力。一个优选的方案是，第一物镜与第二物镜对称设置在图像传感器的两侧。由以上方案可见，两个物镜对称分布在图像传感器的两侧，不再需要光偏转机构和校正机构对图像传感器所获得的图像进行处理，避免了图像畸变和电路设计复杂的问题，并有效减小变焦成像设备的体积以及降低变焦成像设备的成本。一个优选的方案是，第三偏转棱镜与第四偏转棱镜关于图像传感器靶面的中心对称布置，第三偏转棱镜的出射面与第四偏转棱镜的出射面均与图像传感器的靶面平行。由此可见，通过第三偏转棱镜和第四偏转棱镜将第一物镜、第二物镜所采集的图像传送至图像传感器，使得第一物镜、第二物镜的距离可以设置得较远，有利于全景成像装置的设计。进一步方案是，第一变焦镜片组与第二偏转棱镜之间设置有第一开关，同时，第二变焦镜片组与第四偏转棱镜之间设置有第二开关。由此可见，采用第一开关和第二开关交替的开启和关闭，控制第三偏转棱镜和第四偏转棱镜的入射光束的射入或者阻断，进而控制通过第三偏转棱镜和第四偏转棱镜后投射在图像传感器上的成像的顺序。更进一步的方案是，变焦装置包括至少一组第一变焦镜片组以及至少一组第二变焦镜片组，第一变焦镜片组设置在第一偏转棱镜的出射端与第三偏转棱镜的入射端之间，第二变焦镜片组设置在第二偏转棱镜的出射端与第四偏转棱镜的入射端之间。由此可见，通过分别设置多组变焦镜片组，使得两个镜头的成像的距离可调，以获得图像的放大和缩小。一个可选方案是，变焦装置还包括第一螺杆，第一连接件套在第一螺杆上，第一螺杆由第一电机驱动旋转使第一连接件在第一螺杆上往复运动，第一变焦镜片组固定在第一连接件上。同时，变焦装置还包括第二螺杆，第二连接件套在第二螺杆上，第二螺杆由第二电机驱动旋转使第二连接件在第二螺杆上往复运动，第二变焦镜片组固定在第二连接。第一变焦镜片组的数量为两组，同样的，第二变焦镜片组的数量也为两组，第一连接件同时与一组第一变焦镜片组和一组第二变焦镜片组固定连接，第二连接件同时与一组第一变焦镜片组和一组第二变焦镜片组固定连接。由此可见，通过两组电机分别控制变焦镜片的移动，使得两个成像镜头焦距变化的实现同步，不仅可以确保同步地对两个物镜所获取的图像放大和缩小，有利于图像传感器对所获取的图像进行处理，还可以精简结构，节省了空间，减轻了重量。另一个可选方案是，变焦装置还包括第三螺杆，第三连接件套在第三螺杆上，且第三螺杆由第三电机驱动旋转使第三连接件在第三螺杆上往复运动，并且第一电机和第三电机的动作完全一致。第一变焦镜片组的数量为两组，第二变焦镜片组的数量为两组，第三连接件同时与一组第一变焦镜片组和一组第二变焦镜片组固定连接。由此可见，通过三组电机分别控制变焦镜片的移动，使得镜片位移的精度更高，操作更为灵敏，镜头焦距改变更为精确，可同步地对两个物镜所获取的图像进行放大和缩小。另一个可选方案是，变焦装置还包括第三螺杆、第四螺杆、第三连接件以及第四连接件，第三螺杆由第一电机驱动旋转使第三连接件在第三螺杆上往复移动，同样的，第四螺杆由第二电机驱动旋转使第四连接件在第四螺杆上往复移动，并且，第一螺杆与第三螺杆的螺纹方向相反，第二螺杆与第四螺杆的螺纹方向相反。第一变焦镜片组的数量为两组，第二变焦镜片组的数量为两组，一组第一变焦镜片组与第三连接件固定连接，一组第二变焦镜片组与第四连接件固定连接。由此可见，通过两组电机分别控制螺纹相反的两组螺杆以实现变焦镜片的移动，使得两个成像镜头焦距变化的实现严格同步，可以确保同步地对两个物镜所获取的图像进行放大和缩小，有利于图像传感器对所获取的图像进行处理。进一步的方案是，第一物镜设置于第一调焦机构内，第二物镜设置于第二调焦机构内，并且，第一调焦机构与第二调焦机构同步地分别对第一物镜及第二物镜的焦距进行调节。由此可见，通过设置调焦机构同步地对两个物镜的焦距进行调节，可以确保两个物镜所获取的图像的大小和清晰度相同，有利于图像传感器对所获取的图像进行处理，简化图像处理电路。附图说明图1是变焦成像装置第一实施例的结构图。图2是变焦成像装置第一实施例中另一种角度的结构图。图3是变焦成像装置第一实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
变焦成像装置，包括图像传感器、第一物镜、第二物镜以及变焦装置；其特征在于：所述第一物镜与所述第二物镜设置在所述图像传感器的两侧，所述第一物镜与所述图像传感器之间设置有第一偏转棱镜和第三偏转棱镜，且所述第一偏转棱镜与所述第三偏转棱镜之间还设有变焦装置，所述第一物镜出射的光束经过所述第一偏转棱镜后入射到所述变焦装置，经过所述变焦装置后入射到所述第三偏转棱镜，再经过所述第三偏转棱镜入射到所述图像传感器；所述第二物镜与所述图像传感器之间设置有第二偏转棱镜和第四偏转棱镜，所述第二物镜出射的光束经过所述第二偏转棱镜后入射到所述变焦装置，经过所述变焦装置后入射到所述第四偏转棱镜，再经过所述第四偏转棱镜入射到所述图像传感器。

【技术特征摘要】
1.变焦成像装置，包括图像传感器、第一物镜、第二物镜以及变焦装置；其特征在于：所述第一物镜与所述第二物镜设置在所述图像传感器的两侧，所述第一物镜与所述图像传感器之间设置有第一偏转棱镜和第三偏转棱镜，且所述第一偏转棱镜与所述第三偏转棱镜之间还设有变焦装置，所述第一物镜出射的光束经过所述第一偏转棱镜后入射到所述变焦装置，经过所述变焦装置后入射到所述第三偏转棱镜，再经过所述第三偏转棱镜入射到所述图像传感器；所述第二物镜与所述图像传感器之间设置有第二偏转棱镜和第四偏转棱镜，所述第二物镜出射的光束经过所述第二偏转棱镜后入射到所述变焦装置，经过所述变焦装置后入射到所述第四偏转棱镜，再经过所述第四偏转棱镜入射到所述图像传感器。2.根据权利要求1所述的变焦成像装置，其特征在于：所述第三偏转棱镜与所述第四偏转棱镜关于所述图像传感器靶面的中心对称布置，所述第三偏转棱镜的出射面与所述第四偏转棱镜的出射面均与所述图像传感器的靶面平行。3.根据权利要求2所述的变焦成像装置，其特征在于：所述第一变焦镜片组与所述第三偏转棱镜之间设置有第一开关；所述第二变焦镜片组与所述第四偏转棱镜之间设置有第二开关。4.根据权利要求1至3任一项所述的变焦成像装置，其特征在于：所述变焦装置包括至少一组第一变焦镜片组以及至少一组第二变焦镜片组；所述第一变焦镜片组设置在所述第一偏转棱镜的出射端与所述第三偏转棱镜的入射端之间，所述第二变焦镜片组设置在所述第二偏转棱镜的出射端与所述第四偏转棱镜的入射端之间。5.根据权利要4所述的变焦成像装置，其特征在于：所述变焦装置还包括第一螺杆，第一连接件套在所述第一螺杆上，且所述第一螺杆由第一电机驱动旋转使所述第一连接件在所述第一螺杆上往复运动，所述第一变焦镜片组固定在所述第一连接件上；所述变焦装置还包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡善云，刘鹏，
申请(专利权)人：珠海康弘健康投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44