光学路径更换系统及成像设备技术方案

本实用新型专利技术提供一种光学路径更换系统及包含其的成像设备。光学路径更换系统包括第一光学元件托盘，所述第一光学元件托盘形成包括第一光学路径的多个光学路径。所述第一光学路径包括：光学入口，光线从其进入所述第一光学元件托盘；光学出口，所述光线从其离开所述第一光学元件托盘；以及第一光学通道，布置在所述第一光学元件托盘中所述光学入口和所述光学出口之间。所述第一光学通道被设置为使得所述光学入口与所述光学出口之间的第一光学路径的长度几何长度大于所述第一光学元件托盘的厚度，并且所述第一光学元件托盘被配置为能够移动以选择期望的光学路径。这种光学路径更换系统可以实现小型成像设备的光学变焦以及可变光圈功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光学路径更换系统及成像设备，尤其涉及可以选择具有不同焦距的光学系统的光学路径更换系统及成像设备。
技术介绍
数码相机和拍照手机的普及使得人们可以便利地拍照和共享照片。当今的技术让人们可以轻松的预览，拍照和回放拍出的照片。数码照相技术使得相机越来越小巧，便携，而且低功耗。但是很多时候相机的小巧便携是以牺牲相机的易用性以及拍照质量为代价的。定焦镜头的焦距是固定的，用户必须移动自己的位置才能拍下想要的照片。当用户可移动的物理空间有限时，用户将无法拍到想要的照片。变焦镜头灵活易用，可以适应不同的拍摄环境，取景比定焦镜头灵活。使用变焦镜头时，用户可以使用一个镜头完成从广角到长焦各个焦段照片的拍摄，而不需要移动自己的位置。然而，这种便利通常是以牺牲照片质量为代价的，通常情况下变焦镜头的画质比定焦镜头差。因为变焦镜头的光圈通常比定焦镜头小，这导致变焦镜头的进光量比不上定焦镜头。而且变焦镜头的镜片数目通常比定焦镜头多，这造成了光经过多个镜片后的散射和强度的衰减。定焦镜头的简洁设计决定了它可以保证照片质量。定焦镜头只为一个焦段设计，大大减少了需要移动的镜片和零件的数量，保证了机构的精密性，可以拍出更锐利的照片。另外，为了让一个相机模组具备变焦功能，它的内部结构会相当复杂。一个变焦镜头可能有数以百计的零部件。如果一个零件出现质量问题，无论是生产还是设计的问题，都会给镜头公司的投资造成极大的浪费，无论是生产阶段还是销售阶段。而且通常变焦镜头又大又重，跟小巧便携的趋势背道而驰。定焦镜头总的来说可以拍出比变焦镜头画质水平更高的照片。而且定焦镜头通常比变焦镜头更小更轻。对于现在很多照相设备来说，特别是移动电话，体积小巧是最重要的，这使得在移动电话中使用变焦镜头是不实际的。所以大多数移动设备都没有可变焦功會K。
技术实现思路
根据本技术的第一方面，提供了一种光学路径更换系统，包括第一光学元件托盘，所述第一光学元件托盘形成包括第一光学路径的多个光学路径，其中，所述第一光学路径包括:光学入口，光线从其进入所述第一光学元件托盘；光学出口，所述光线从其离开所述第一光学元件托盘；以及第一光学通道，布置在所述第一光学元件托盘中所述光学入口和所述光学出口之间，其中所述第一光学通道被设置为使得所述光学入口与所述光学出口之间的第一光学路径的几何长度大于所述第一光学元件托盘的厚度；并且所述第一光学元件托盘被配置为能够移动以选择期望的光学路径。由于不同的光学路径可以具有不同的光学效果(例如，不同的焦距、滤波效果、光阑)，因此通过移动该光学托盘选择不同的光学路径，可以在成像设备中实现不同的成像效果。可选地，所述的光学路径更换系统还可以包括:第一马达，被配置成能够移动所述第一光学元件托盘以选择期望的光学路径。通过设置马达可以不需要手动移动光学托盘，从而能够实现光学路径更换的自动化。可选地，所述第一光学路径中安装光学元件以形成具有第一焦距的光学系统。由于第一光学路径的几何长度大于光学托盘的厚度，因此，通过第一光学路径形成的光学系统(例如，成像镜头)可以实现较大的焦距或者超广角镜头，从而可以在小型化的成像设备(例如智能手机)上实现长焦超广角照相。另外，所述第一光学路径中也可以安装光学元件以形成具有特定滤波效果、光圈等的光学系统可选地，所述第一光学元件托盘上还具有穿过其的通孔所形成的光学窗口作为第二光学路径，所述光学窗口中安装光学元件以形成具有第二焦距的光学系统，所述第二焦距不等于所述第一焦距。第一焦距可以大于第一焦距以实现长焦照相，或者小于第一焦距以实现超广角镜头。通过在光学元件托盘上既设置通过通孔形成的第二光学路径(其几何长度大致等于或者小于托盘的厚度)又设置通过光学通道形成的第一光学路径(其几何长度大于托盘的厚度)，可以使得该光学元件托盘既有较短焦距的光学系统又有较长焦距的光学系统，从而可以满足成像设备对不同焦距的变焦要求。换言之，而本技术可以使用多个定焦镜头(光学系统)来提供变焦功能，从而可以拍出高画质的照片。这种镜头更换系统既可以提供变焦功能，同时又具备定焦镜头重量轻，体积小的优点，其尤其适用于例如智能手机的较薄的成像设备。特别地，在利用马达选择光学路径的情况下，可以使得不同的镜头自动对准成像元件和入光口，从而既带来了变焦的便利，又避免了传统变焦镜头体积大和重量重、设计复杂的缺点、以及成像质量下降的问题。可选地，所述第一光学元件托盘为平面板状托盘，所述第一光学通道基本平行于所述平面板状托盘，并且所述光学窗口基本垂直于所述平面板状托盘。这种结构特别适合用于厚度较小的成像设备，可以在小厚度上实现大的变焦范围。可选地，所述光学路径更换系统还可以包括:在所述光学出口处嵌入所述第一平面光学元件托盘中的出射反射器，使得所述第一光学通道能够与所述光学窗口共用一个成像元件。可选地，，所述第一光学元件托盘的形状为圆盘形，并且所述第一马达被配置成旋转所述第一光学元件托盘。可选地，所述光学路径更换系统还可以包括:穿过所述圆盘形第一光学元件托盘的几何中心的孔洞，使得所述圆盘形第一光学元件托盘具有内壁和外壁。可选地，所述光学路径更换系统还可以包括:第二光学通道，设置在所述孔洞中，其中，当所述第一马达旋转所述第一光学元件托盘时，所述第二光学通道固定不动。可选地，所述的光学路径更换系统还可以包括:第三光学通道，设置为相对于所述孔洞与所述第一光学通道对齐。可选地，所述光学路径更换系统还可以包括:第三光学通道，设置为相对于所述孔洞与所述第一光学通道对齐，其中当选择所述第一光学路径时，所述第一光学通道、所述第二光学通道、和所述第三光学通道对齐。可选地，所述光学入口被布置在所述圆盘形第一光学元件托盘的内壁处；并且在所述孔洞中放置入射反射器，使得当选择所述第一光学路径时，所述光线被反射进入所述光学入口。可选地，所述光学出口被设置在所述圆盘形第一光学元件托盘的内壁处。可选地，所述光学路径更换系统还可以包括放置在所述孔洞中的出射反射器，使得当选择第一光学路径时，从所述光学出口射出的出射光被所述出射反射器反射。可选地，所述光学入口被设置在所述第一光学元件托盘的外壁上；而且在所述第一光学元件托盘的外壁外侧设置入射反射器，使得当选择所述第一光学路径时，所述光线被反射进入所述光学入口。可选地，所述光学出口被设置在所述第一光学元件托盘的外壁上。可选地，所述光学路径更换系统还可以包括:出射反射器；其中所述出射反射器被放置在所述第一光学元件托盘的外壁外侧，使得当选择所述第一光学路径时，从所述光学出口射出的出射光被所述出射反射器反射。可选地，在所述光学入口处设置入射反射器以将所述光线反射进入所述第一光学通道中。可选地，所述第一光学通道中设置有反射器用于改变所述第一光学通道的方向。可选地，所述第一光学元件托盘是平板光学元件托盘，且所述第一光学通道通过或不通过所述平面光学元件托盘的几何中心。可选地，所述光学路径更换系统还可以包括:第二光学元件托盘，包含在所述第二光学元件托盘上开孔的多个光学窗口，而且至少一个所述光学窗口被配置成在所述第二平面光学元件托盘内安装光学元件，以及第二马达，被配置成能够移动所述第二平面光学元件托盘以将所述多个光学窗口中的一个光学窗口对齐到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学路径更换系统，包括第一光学元件托盘，所述第一光学元件托盘形成包括第一光学路径的多个光学路径，其中，所述第一光学路径包括：光学入口，光线从其进入所述第一光学元件托盘；光学出口，所述光线从其离开所述第一光学元件托盘；以及第一光学通道，布置在所述第一光学元件托盘中所述光学入口和所述光学出口之间，其中所述第一光学通道被设置为使得所述光学入口与所述光学出口之间的第一光学路径的几何长度大于所述第一光学元件托盘的厚度；并且所述第一光学元件托盘被配置为能够移动以选择期望的光学路径。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杜兴，
申请(专利权)人：杜兴，
类型：新型
国别省市：北京;11