CN112612127A - 变焦镜头、成像模组和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种变焦镜头、成像模组和电子设备。沿变焦镜头的光轴由物侧到像侧方向上依次排列有第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组。第一透镜组包括第一透镜和第二透镜；第二透镜组包括第三透镜、第四透镜和第五透镜；第三透镜组包括第六透镜和第七透镜。变焦镜头满足以下关系式：‑4＜f2/f1＜0；2＜f3/f1＜5；0＜f4/f1＜4；‑5＜f5/f1＜‑1；0＜f6/f1＜4；‑2＜f7/f1＜0或0＜f7/f1＜2。成像模组还包括感光元件，第二透镜组和感光元件均能够在变焦镜头的光轴方向上移动，第一透镜组与第三透镜组在光轴上的位置均相对固定。本申请的变焦镜头、成像模组和电子设备能够满足高解析力的成像性能，同时保证了变焦镜头的薄型化的优点。
Description
技术领域
本申请涉及成像技术领域，特别涉及一种变焦镜头、成像模组和电子设备。
背景技术
随着光学摄像技术的快速发展，使用者对配备有成像模组的电子设备(如数字相机、数字摄录像机、智能型手机和平板计算机等)的小型化、薄型化和轻量化的要求也越来越高。如何将成像模组的尺寸更小的同时满足成像性能优良的要求，成为目前待解决的难题。
发明内容
本申请的实施例提供了一种变焦镜头、成像模组和电子设备。
本申请实施方式的变焦镜头包括：第一透镜组，所述第一透镜组包括第一透镜和第二透镜；第二透镜组，所述第二透镜组包括第三透镜、第四透镜和第五透镜；和第三透镜组，所述第三透镜组包括第六透镜和第七透镜。其中：沿所述变焦镜头的光轴由物侧到像侧，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、及所述第七透镜依次排列。所述变焦镜头满足以下关系式：-4＜f2/f1＜0；2＜f3/f1＜5；0＜f4/f1＜4；-5＜f5/f1＜-1；0＜f6/f1＜4；-2＜f7/f1＜0或0＜f7/f1＜2。f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f5为所述第五透镜的焦距，f6为所述第六透镜的焦距，f7为所述第七透镜的焦距。
本申请实施方式的成像模组包括变焦镜头和感光元件，所述变焦镜头包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组。所述第一透镜组包括第一透镜和第二透镜；所述第二透镜组包括第三透镜、第四透镜和第五透镜；所述第三透镜组包括第六透镜和第七透镜。其中：沿所述变焦镜头的光轴由物侧到像侧，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、及感光元件依次排列。所述变焦镜头满足以下关系式：-4＜f2/f1＜0；2＜f3/f1＜5；0＜f4/f1＜4；-5＜f5/f1＜-1；0＜f6/f1＜4；-2＜f7/f1＜0或0＜f7/f1＜2。f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f5为所述第五透镜的焦距，f6为所述第六透镜的焦距，f7为所述第七透镜的焦距。所述第二透镜组和所述感光元件能够在所述变焦镜头的光轴方向上移动。当所述变焦镜头从长焦切换为短焦时，所述第一透镜组与所述第三透镜组在所述光轴上的位置均相对固定，所述第二透镜组和所述感光元件沿所述光轴朝所述成像模组的物侧移动；当所述变焦镜头从短焦切换为长焦时，所述第一透镜组与所述第三透镜组在所述光轴上的位置均相对固定，所述第二透镜组和所述感光元件沿所述光轴朝所述成像模组的像侧移动。
本申请实施方式的电子设备包括机壳和上述成像模组，所述成像模组包括变焦镜头和感光元件，所述变焦镜头包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组。所述第一透镜组包括第一透镜和第二透镜；所述第二透镜组包括第三透镜、第四透镜和第五透镜；所述第三透镜组包括第六透镜和第七透镜。其中：沿所述变焦镜头的光轴由物侧到像侧，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、及感光元件依次排列。所述变焦镜头满足以下关系式：-4＜f2/f1＜0；2＜f3/f1＜5；0＜f4/f1＜4；-5＜f5/f1＜-1；0＜f6/f1＜4；-2＜f7/f1＜0或0＜f7/f1＜2。f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f5为所述第五透镜的焦距，f6为所述第六透镜的焦距，f7为所述第七透镜的焦距。所述第二透镜组和所述感光元件能够在所述变焦镜头的光轴方向上移动。当所述变焦镜头从长焦切换为短焦时，所述第一透镜组与所述第三透镜组在所述光轴上的位置均相对固定，所述第二透镜组和所述感光元件沿所述光轴朝所述成像模组的物侧移动；当所述变焦镜头从短焦切换为长焦时，所述第一透镜组与所述第三透镜组在所述光轴上的位置均相对固定，所述第二透镜组和所述感光元件沿所述光轴朝所述成像模组的像侧移动。所述成像模组安装在所述机壳上。
本申请实施方式的变焦镜头、成像模组和电子设备能够满足高解析力的成像性能，同时保证了变焦镜头的薄型化的优点。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请某些实施方式的成像模组处于短焦状态的结构示意图；
图2是本申请某些实施方式的成像模组处于长焦状态的结构示意图；
图3a至图3d分别是本申请第一实施方式的成像模组在短焦状态时的MTF曲线图(lp/mm)、场曲图(mm)、畸变图(％)、纵向像差图(um)；
图4a至图4d分别是本申请第一实施方式的成像模组在长焦状态时的MTF曲线图(lp/mm)、场曲图(mm)、畸变图(％)、纵向像差图(um)；
图5a至图5d分别是本申请第二实施方式的成像模组在短焦状态时的MTF曲线图(lp/mm)、场曲图(mm)、畸变图(％)、纵向像差图(um)；
图6a至图6d分别是本申请第二实施方式的成像模组在长焦状态时的MTF曲线图(lp/mm)、场曲图(mm)、畸变图(％)、纵向像差图(um)；
图7a是本申请某些实施方式的成像模组的对焦示意图；
图7b是图7a成像模组对焦过程中图像的清晰度的直方图；
图8是本申请某些实施方式的成像模组的装配示意图；
图9是本申请某些实施方式的成像模组的分解示意图；
图10是图8中成像模组沿X-X线的截面示意图；
图11是本申请某些实施方式的变焦镜头的透镜的示意图；
图12是本申请某些实施方式的电子设备的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
请参阅图1，本申请实施方式的变焦镜头100包括第一透镜组10、第二透镜组20和第三透镜组30。第一透镜组10包括第一透镜101和第二透镜102。第二透镜组20包括第三透镜201、第四透镜202和第五透镜203。第三透镜组30包括第六透镜301和第七透镜302。其中，沿变焦镜头100的光轴o由物侧到像侧(即变焦镜头100的入光方向)，第一透镜101、第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302依次排列。
第一透镜101具有物侧面s6及像侧面s7，第二透镜102具有物侧面s8及像侧面s9，第三透镜201具有物侧面s10及像侧面s11，第四透镜202具有物侧面s12及像侧面s13，第五透镜203具有物侧面s14及像侧面s15，第六透镜301具有物侧面s16及像侧面s17，第七透镜302具有物侧面s18及像侧面s19。
变焦镜头100满足以下关系式：-4＜f2/f1＜0；2＜f3/f1＜5；0＜f4/f1＜4；-5＜f5/f1＜-1；0＜f6/f1＜4；-2＜f7/f1＜0或0＜f7/f1＜2。f1为第一透镜101的焦距，f2为第二透镜102的焦距，f3为第三透镜201的焦距，f4为第四透镜202的焦距，f5为第五透镜203的焦距，f6为第六透镜301的焦距，f7为第七透镜302的焦距。也就是说，f2/f1可以为区间(-4，0)之间的任意值，例如，该值可以为-3.99、-3.95、-3.80、-3.00、-2.27、-2.25、-2.33、-2.26、-2.00、-1.55、-1.00、-0.05、-0.01等等。f3/f1可以为区间(2，5)之间的任意值，例如，该值可以为2.01、2.05、2.10、2.90、2.99、3.00、3.03、3.43、3.45、3.55、3.58、3.99、4.00、4.60、4.81、4.98、4.99等等。f4/f1可以为区间(0，4)之间的任意值，例如，该值可以为0.01、0.02、0.10、0.50、0.80、0.99、1.00、1.50、1.72、1.75、1.76、2.00、2.50、3.00、3.55、3.99等等。f5/f1可以为区间(-5，-1)之间的任意值，例如，该值可以为-4.99、-4.98、-4.90、-4.55、-4.10、-4.00、-3.99、-3.50、-3.42、-3.25、-3.00、-2.50、-2.00、-1.50、-1.01等等。f6/f1可以为区间(0，4)之间的任意值，例如，该值可以为0.01、0.02、0.10、0.99、1.00、1.45、1.50、1.57、2.00、2.50、2.99、3.00、3.55、3.98、3.99等等。f7/f1可以为区间(-2，0)或区间(0，2)之间的任意值，例如，该值可以为-1.99、-1.98、-1.90、-1.50、-1.00、-0.59、-0.55、-0.50、-0.01、0.01、0.09、0.10、1.00、1.99等等。需要说明的是，当透镜具有正屈折力时，该透镜的焦距为正；当透镜具有负屈折力时，该透镜的焦距为负。两个透镜之间的焦距比为负是指两个透镜具有不同的屈折力，例如，f2/f1的取值为区间(-4，0)之间的任意值，则第二透镜102具有正屈折力，第一透镜101具有负屈折力；或者第二透镜102具有负屈折力，第一透镜101具有正屈折力。两个透镜之间的焦距比为正是指两个透镜具有相同的屈折力，例如，f3/f1的取值为区间(2，5)之间的任意值，则第三透镜201具有正屈折力，第一透镜101具有正屈折力；或者第三透镜201具有负屈折力，第一透镜101具有负屈折力。第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302同理，在此不再赘述。
本申请实施方式的变焦镜头100将第一透镜101、第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302设计为-4＜f2/f1＜0；2＜f3/f1＜5；0＜f4/f1＜4；-5＜f5/f1＜-1；0＜f6/f1＜4；-2＜f7/f1＜0或0＜f7/f1＜2，能够满足高解析力的成像性能，同时保证了变焦镜头的薄型化的优点。
在相关技术中，混合变焦通常采用两个或多个摄像头组合而成，其中一个是广角摄像头，另一个是长焦摄像头。在工作时，两个镜头同时拍摄图像，然后由后端算法合成一张图像，达到混合变焦的效果。但是这种混合变焦需要多个摄像头协同工作，多摄像头的设置，占用电子设备的空间，成本也高，且混合变焦在一定变焦范围内还是采用数码变焦的方法，对图像的提升效果达不到光学变焦的变焦效果。
请结合图1和图2，本申请实施方式的成像模组1000包括变焦镜头100和感光元件402，沿变焦镜头100的光轴o由物侧到像侧，第一透镜101、第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301、第七透镜302和感光元件402依次排列。第二透镜组20和感光元件402能在变焦镜头100的光轴上移动。当变焦镜头100从长焦切换为短焦时，第一透镜组10与第三透镜组30在光轴o上的位置均相对固定，第二透镜组20和感光元件402沿光轴o朝成像模组1000的物侧移动；当变焦镜头100从短焦切换为长焦时，第一透镜组10与第三透镜组30在光轴o上的位置均相对固定，第二透镜组20和感光元件402沿光轴o朝成像模组1000的像侧移动。
本申请实施方式的变焦镜头100和成像模组1000通过移动第二透镜组20和感光元件402使得成像模组1000的焦距可变，无需在电子设备2000(图12所示)中安装多个摄像头即可实现光学变焦，提高了成像质量的同时减少了摄像头的占用空间，节省了成本。
感光元件402可以采用互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)感光元件402，或者电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)感光元件402。感光元件402能将变焦镜头100的光信号转换为电信号，以获取对应的图像。
在某些实施方式中，第一透镜101、第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302的物侧面和像侧面均为非球面。变焦镜头100中各透镜的非球面表面形状满足下列方程：
其中，Z是非球面上任一点与表面顶点的纵向距离，r是非球面上任一点到光轴的距离，c是顶点曲率(曲率半径的倒数)，k是圆锥常数，Ai是非球面第i-th阶的修正系数。如此，变焦镜头100可以通过调节各透镜表面的曲率半径和非球面系数，有效减小变焦镜头100的总长度，并可以有效地校正像差，提高成像质量。
在某些实施方式中，第一透镜101、第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302为玻璃透镜或塑料透镜。例如，第一透镜101、第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302均为玻璃透镜。或，第一透镜101、第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302均为塑料透镜。或，第一透镜101、第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302中的部分透镜为玻璃透镜，另一部分透镜为塑料透镜。如此，变焦镜头100通过对透镜的材料的合理配置，在校正像差和解决温漂问题的同时可以实现超薄化，且生产成本较低。
请继续参阅图1和图2，在某些实施方式中，变焦镜头100还包括棱镜501，沿变焦镜头100的光轴o由物侧到像侧方向，棱镜501、第一透镜101、第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301、第七透镜302和感光元件402依次排列。棱镜501用于改变变焦镜头100的入射光的入射方向，以实现变焦镜头100的潜望式结构，使得成像模组1000能够横向安装在电子设备2000(图12所示)上，尽量占用电子设备2000宽度方向的尺寸，而减少占用电子设备2000厚度方向的尺寸，满足用户对电子设备2000的轻薄需求。棱镜501具有入射面s3、反射面s4和出射面s5，反射面s4倾斜连接入射面s3和出射面s5。需要说明的是，坐标断点是棱镜501自带的属性，可理解为一个虚拟的面。
在某些实施方式中，变焦镜头100还可包括滤光片401，滤光片401设于感光元件402与第三透镜组30之间，当变焦镜头100在短焦与长焦的切换过程中及自动对焦的过程中，滤光片401跟随感光元件402一起移动。滤光片401可采用IR通过滤光片或IR截止滤光片等，可根据实际用途使用不同类型的滤光片。例如，当成像模组1000采用IR通过滤光片，则仅允许红外光线穿过滤光片401达到感光元件402上，成像模组1000获取的是红外图像，红外图像可以用来进行虹膜识别，或者作为结构光测距用的结构光图像来获取深度信息，或者与可见光图像一起进行3D建模，或双目测距等。当成像模组1000采用IR截止滤光片，则不允许红外光线穿过滤光片401，而允许可见光穿过滤光片401达到感光元件402上，成像模组1000获取的是可见光图像，可以作为一般的拍摄需求使用。滤光片具有物侧面s20和像侧面s21。
在某些实施方式中，变焦镜头100还可包括光阑STO，光阑STO可设于第一透镜组10上，具体地，光阑STO可设于第一透镜101朝向棱镜501的出射面s5的一侧。在变焦镜头100在短焦与长焦的切换过程中及自动对焦的过程中，光阑STO可与第一透镜组10一起在光轴o上保持固定。沿变焦镜头100的光轴o由物侧到像侧，棱镜501、第一透镜组10(与光阑STO一起)、第二透镜组20、第三透镜组30、滤光片401和感光元件402依次排列。
第一实施方式
请一并参阅图1及图3a至图3d，变焦镜头100满足条件式：f2/f1＝-2.33，f3/f1＝3.43，f4/f1＝1.76，f5/f1＝-3.25，f6/f1＝1.45，f7/f1＝-0.55。在变焦镜头100处于短焦状态时，变焦镜头100的焦距f＝15mm，变焦镜头100的视场角FOV＝20.5度，变焦镜头100的焦距f与入瞳直径的比值FNO＝2.3，成像高度IH＝5.5mm。在变焦镜头100处于短焦状态时还满足下列表格条件：
表1
表2
由图3a可以看出，当变焦镜头100处于短焦状态，在220lp/mm时，全视场MTF＞0.4，变焦镜头100具有很好的解析力。由图3b可以看出，当变焦镜头100处于短焦状态，在场曲全视场控制在±0.05mm以内，优化了场曲，提高了成像质量。由图3c可以看出，当变焦镜头100处于短焦状态时，光学畸变控制在±1.0％，控制了感光元件402获取的影像的变形，提高了成像质量。由图3d可以看出，当变焦镜头100处于短焦状态，纵向色差控制在±1.2um(0.0012mm)以内，变焦镜头100的图像矫正效果更好，控制了图像颜色的差异性。
请一并参阅图2及图4a至图4d，变焦镜头100满足条件式：f2/f1＝-2.33，f3/f1＝3.43，f4/f1＝1.76，f5/f1＝-3.25，f6/f1＝1.45，f7/f1＝-0.55。在变焦镜头100处于长焦状态时，变焦镜头100的焦距f＝30mm，变焦镜头100的视场角FOV＝10.5度，变焦镜头100的焦距f与入瞳直径的比值FNO＝4.6，成像高度IH＝5.5mm。在变焦镜头100处于长焦状态时还满足下列表格条件：
表3
表4
由图4a可以看出，当变焦镜头100处于长焦状态，在220lp/mm时，全视场MTF＞0.1，变焦镜头100具有很好的解析力。由图4b可以看出，当变焦镜头100处于长焦状态，在场曲全视场控制在±0.05mm以内，优化了场曲，提高了成像质量。由图4c可以看出，当变焦镜头100处于长焦状态时，光学畸变控制在±1.0％，控制了感光元件402获取的影像的变形，提高了成像质量。由图4d可以看出，当变焦镜头100处于长焦状态，纵向色差控制在±2.0um(0.002mm)以内，变焦镜头100的图像矫正效果更好，控制了图像颜色的差异性。
第二实施方式
请一并参阅图1及图5a至图5d，变焦镜头100满足条件式：f2/f1＝-2.26，f3/f1＝3.58，f4/f1＝1.72，f5/f1＝-3.42，f6/f1＝1.57，f7/f1＝-0.59。在变焦镜头100处于短焦状态时，变焦镜头100的焦距f＝14.5mm，变焦镜头100的视场角FOV＝21.2度，变焦镜头100的焦距f与入瞳直径的比值FNO＝2.5，成像高度IH＝5.5mm。在变焦镜头100处于短焦状态时还满足下列表格条件：
表5
表6
由图5a可以看出，当变焦镜头100处于短焦状态，在220lp/mm时，全视场MTF＞0.4，变焦镜头100具有很好的解析力。由图5b可以看出，当变焦镜头100处于短焦状态，在场曲全视场控制在±0.05mm以内，优化了场曲，提高了成像质量。由图5c可以看出，当变焦镜头100处于短焦状态时，光学畸变控制在±1.0％，控制了感光元件402获取的影像的变形，提高了成像质量。由图5d可以看出，当变焦镜头100处于短焦状态，纵向色差控制在±1.2um(0.0012mm)以内，变焦镜头100的图像矫正效果更好，控制了图像颜色的差异性。
请一并参阅图2及图6a至图6d，变焦镜头100满足条件式：f2/f1＝-2.26，f3/f1＝3.58，f4/f1＝1.72，f5/f1＝-3.42，f6/f1＝1.57，f7/f1＝-0.59。在变焦镜头100处于长焦状态时，变焦镜头100的焦距f＝29mm，变焦镜头100的视场角FOV＝10.9度，变焦镜头100的焦距f与入瞳直径的比值FNO＝5，成像高度IH＝5.5mm。在变焦镜头100处于长焦状态时还满足下列表格条件：
表7
表8
由图6a可以看出，当变焦镜头100处于长焦状态，在220lp/mm时，全视场MTF＞0.1，变焦镜头100具有很好的解析力。由图6b可以看出，当变焦镜头100处于长焦状态，在场曲全视场控制在±0.05mm以内，优化了场曲，提高了成像质量。由图6c可以看出，当变焦镜头100处于长焦状态时，光学畸变控制在±1.0％，控制了感光元件402获取的影像的变形，提高了成像质量。由图6d可以看出，当变焦镜头100处于长焦状态，纵向色差控制在±2.0um(0.002mm)以内，变焦镜头100的图像矫正效果更好，控制了图像颜色的差异性。
请参阅图1和图2，在某些实施方式中，当变焦镜头100在短焦与长焦的切换过程中，第二透镜组20和感光元件402可同时沿光轴o朝成像模组1000的物侧方向或像侧方向移动。即，在变焦镜头100由长焦切换为短焦时，第二透镜组20和感光元件402可同时沿光轴o朝成像模组1000的物侧方向移动；在变焦镜头100由短焦切换为长焦时，第二透镜组20和感光元件402可同时朝成像模组1000的像侧方向移动。
在某些实施方式中，当变焦镜头100在短焦与长焦的切换过程中，第二透镜组20和感光元件402可同步沿光轴o朝成像模组1000的物侧方向或像侧方向移动。即，在变焦镜头100由长焦切换为短焦时，第二透镜组20和感光元件402同步朝成像模组1000的物侧方向移动；在变焦镜头100由短焦切换为长焦时，第二透镜组20和感光元件402同步朝成像模组1000的像侧方向移动。需要说明的是，同步可理解为：第二透镜组20和感光元件402在移动过程中二者之间的相对间距不变，即，第二透镜组20的移动方向和移动量与感光元件402的移动方向和移动量均相同。在其他实施方式中，在移动过程中，第二透镜组20的移动方向与感光元件402的移动方向相同，而第二透镜组20的移动量与感光元件402的移动量可不同。
在某些实施方式中，当变焦镜头100在短焦与长焦的切换过程中，第二透镜组20和感光元件402可先后沿光轴朝成像模组1000的物侧方向或像侧方向移动。即，在变焦镜头100由长焦切换为短焦时，可第二透镜组20先朝成像模组1000的物侧方向移动，然后感光元件402也朝成像模组1000的物侧方向移动；或者感光元件402先朝成像模组1000的物侧方向移动，然后第二透镜组20也朝成像模组1000的物侧方向移动。在变焦镜头100由短焦切换为长焦时，可第二透镜组20先朝成像模组1000的像侧方向移动，然后感光元件402也朝成像模组1000的像侧方向移动；或者感光元件402先朝成像模组1000的像侧方向移动，然后第二透镜组20也朝成像模组1000的像侧方向移动。
请参阅图7a和图7b，本申请实施方式的成像模组1000，在变焦镜头100完成短焦与长焦的切换之后，感光元件402沿光轴o移动以实现自动对焦。在自动对焦过程中，感光元件402根据得到的图像的清晰度确定在光轴o上的移动方向和在光轴o上的移动量。需要说明是，清晰度可通过对感光元件402上的图像进行处理后得到一个对比度值。即图像清晰与否可通过对比度值的大小来体现，具体地，对比度值越大，图像的清晰度越高。
具体地，自动对焦的过程中，采用对比度检测算法实现自动对焦过程，感光元件402可沿着光轴o以固定步距移动。例如，如图7a和图7b所示，图7b中的直方图的纵坐标表示在该位置的对比度值的大小，感光元件402每到达一个位置获取一个图像，该图像就会产生一个对应的对比度值。在变焦镜头100完成短焦与长焦之间的切换后，变焦镜头100开始自动对焦，第一透镜组10、第二透镜组20及第三透镜组30在光轴o上均保持相对固定，感光元件402的初始位置为第一位置P1，对应地，感光元件402获取的第一图像具有第一对比度值，且该第一对比度值对应该第一图像的第一清晰度，若感光元件402向变焦镜头100的物侧方向移动一步距，到达第二位置P2，感光元件402获取的第二图像具有第二对比度值，且该第二对比度值对应该第二图像的第二清晰度，通过比较第一对比度值与第二对比度值之间的大小获取第一清晰度和第二清晰度之间的大小关系。若第一对比度值小于第二对比度值，则第一清晰度小于第二清晰度，即，感光元件402在第二位置P2时获取的第二图像的清晰度高于在第一位置P1时获取的第一图像的清晰度，则感光元件402继续向变焦镜头100的物侧方向移动并到达第三位置P3，感光元件402获取的第三图像具有第三对比度值，且该第三对比度值对应第三图像的第三清晰度，通过比较第二对比度值与第三对比度值之间的大小获取第三清晰度和第二清晰度之间的大小关系，若第二对比度值小于第三对比度值，则第二清晰度小于第三清晰度，即，感光元件402在第三位置P3时获取的第三图像的清晰度高于在第二位置P2时获取的第二图像的清晰度，则继续向变焦镜头100的物侧方向移动一步距并到达第四位置P4，感光元件402获取的第四图像具有第四对比度值，且该第四对比度值对应第四图像的第四清晰度，通过比较第三对比度值与第四对比度值之间的大小获取第四清晰度和第三清晰度之间的大小关系，若第三对比度值小于第四对比度值，则第四清晰度大于第三清晰度，即，感光元件402在第四位置P4时获取的第四图像的清晰度高于在第三位置P3时获取的第三图像的清晰度，则继续向变焦镜头100的物侧方向移动一步距并达到第五位置P5，感光元件402获取的第五图像具有第五对比度值，且该第五对比度值对应第五图像的第五清晰度，通过比较第五对比度值与第四对比度值之间的大小获取第五清晰度和第四清晰之间的大小关系，由直方图可看出第五对比度值小于第四对比度值，则第五清晰度小于第四清晰度，即，感光元件402在第五位置P5时获取的第五图像的清晰度低于在第四位置P4时获取的第四图像的清晰度，则感光元件402返回第四位置P4，并完成对焦。当然，感光元件402也可以先向变焦镜头100的像侧方向移动，对焦方式类似，在此不一一赘述。通过逐步调节感光元件402的位置并对应检测感光元件402采集的图像的对比度，直至感光元件402采集的图像为最大对比度时，完成对焦。在成像过程中，相较于移动第一透镜组10、第二透镜组20、或第三透镜组30中的至少一个来实现对焦而言，感光元件402对偏心的敏感度较第一透镜组10、第二透镜组20、或第三透镜组30更小，使得变焦镜头100的对焦精度更高。
请一并参阅图1及图8至图10，本申请实施方式的成像模组1000还可包括壳体60、棱镜筒51、固定筒11、可动筒21、安装筒31、以及可动框41。棱镜筒51、固定筒11、可动筒21、安装筒31、以及可动框41均收容在壳体60内。棱镜组件50安装在棱镜筒51内。第一透镜组10与光阑STO一起安装在固定筒11上。第二透镜组20安装在可动筒21内。第三透镜组30安装在安装筒31内。滤光片401和感光元件402安装在可动框41内。
请结合图2，当变焦镜头100在短焦与长焦之间的切换过程中，棱镜筒51、固定筒11、及安装筒31在变焦镜头100的光轴o上的位置均保持固定不变，使得棱镜组件50、第一透镜组10、及第三透镜组30在变焦镜头100的光轴o上的位置也均保持固定不变。当变焦镜头100变焦完成后(即，完成短焦与长焦的切换之后)，且变焦镜头100进行自动对焦的过程中，棱镜筒51、固定筒11、及安装筒31在变焦镜头100的光轴o上的位置仍均保持固定不变，使得棱镜组件50、第一透镜组10、及第三透镜组30在变焦镜头100的光轴o上的位置也仍均保持固定不变。
当变焦镜头100在短焦与长焦之间的切换过程中，可动筒21及可动框41均能沿着变焦镜头100的光轴o移动，从而带动第二透镜组20、滤光片401和感光元件402也能沿着变焦镜头100的光轴o移动。具体地，当变焦镜头100从长焦切换为短焦时，可动筒21沿着变焦镜头100的光轴o朝成像模组1000的物侧移动，从而带动第二透镜组20朝成像模组1000的物侧移动。当变焦镜头100从长焦切换为短焦时，可动框41沿着变焦镜头100的光轴o朝成像模组1000的物侧移动，从而带动滤光片401和感光元件402一起朝成像模组1000的物侧移动。当变焦镜头100从短焦切换为长焦时，可动筒21沿着变焦镜头100的光轴o朝成像模组1000的像侧移动，从而带动第二透镜组20朝成像模组1000的像侧移动。当变焦镜头100从短焦切换为长焦时，可动框41沿着变焦镜头100的光轴o朝成像模组1000的像侧移动，从而带动滤光片401和感光元件402一起朝成像模组1000的像侧移动。
当变焦镜头100变焦完成后(即，完成短焦与长焦的切换之后)，且变焦镜头100在进行自动对焦的过程中，可动筒21在变焦镜头100的光轴o上的位置保持固定不变，使得第二透镜组20在变焦镜头100的光轴o上的位置也保持固定不变。而可动框41沿着变焦镜头100的光轴o移动，从而带动滤光片401和感光元件402一起沿着变焦镜头100的光轴o移动，移动方向与移动量采用前述的对比度检测算法来确定，在此不再赘述。
壳体60包括基板611、侧板612和盖板613。基板611、侧板612和盖板613围成收容空间614。棱镜筒51、固定筒11、可动筒21、安装筒31和可动框41均设置在收容空间614内。
本申请实施方式的成像模组1000将变焦镜头1000安装在壳体60内，在保证变焦镜头100可实现变焦和/或对焦的同时，壳体60也能对变焦镜头起到保护作用。
为方便后续描述，变焦镜头100的光轴为o，平行于光轴o的方向被定义为x方向，垂直x方向的两个方向分别定义为y方向和z方向，即x方向、y方向和z方向两两互相垂直。
基板611包括承载面6111。承载面6111用于承载侧板612、变焦镜头100、滤光片401和感光元件402。基板611可以是长方体结构、正方体结构、圆柱体结构、或其他形状的结构等，在此不作限制，本申请实施方式中，基板611为长方体结构。
承载面6111上开设有可动筒滑轨212和可动框滑轨412。可动筒滑轨212和可动框滑轨412的延伸方向均与变焦镜头100的光轴o方向平行，也即是与x方向平行。可动筒滑轨212和可动框滑轨412均可设有一个或多个，例如，可动筒滑轨212的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个，可动框滑轨412的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个。本实施方式中，可动筒滑轨212的数量为两个，可动框滑轨412的数量为两个。两个可动筒滑轨212的长度相同，两个可动框滑轨412的长度相同。两个可动筒滑轨212和两个可动框滑轨412的长度可相同，也可不相同。可动筒滑轨212和可动框滑轨412之间的距离可大于或等于安装筒31的在x方向上的长度。
侧板612自基板611的边缘环绕设置。侧板612垂直于基板611的承载面6111。侧板612可以通过胶合、螺合、卡和等方式设置在基板611上。侧板612还可以与基板611一体成型。
侧板612包括内侧面6121、外侧面6122、上表面6123和下表面6124。内侧面6121与外侧面6122相背，内侧面6121位于收容空间614内，外侧面6122位于收容空间614外，内侧面6121与上表面6123和下表面6124均连接，外侧面6122也与上表面6123和下表面6124均连接。上表面6123与下表面6124相背。下表面6124与基板611的承载面6111结合，上表面6123与基板611的承载面6111相背。
侧板612还包括平行于x方向的第一侧板6125和第二侧板6126。第一侧板6125和第二侧板6126相对。第一侧板6125的内侧面6121和/或第二侧板6126的内侧面6121上开设有滑槽6127和安装槽6128。例如，第一侧板6125的内侧面6121开设有滑槽6127和安装槽6128，或者，第二侧板6126的内侧面6121开设有滑槽6127和安装槽6128，或者，第一侧板6125的内侧面6121和第二侧板6126的内侧面6121上均开设有滑槽6127和安装槽6128。本实施方式中，第一侧板6125的内侧面6121和第二侧板6126的内侧面6121上均开设有滑槽6127和安装槽6128，滑槽6127的延伸方向与承载面6111平行。
滑槽6127与收容空间614连通，滑槽6127的延伸方向还与x方向平行，滑槽6127的槽深小于侧板612的厚度，也即是说，滑槽6127未贯穿侧板612的外侧面6122。在其他实施方式中，滑槽6127可贯穿侧板612的外侧面6122，以使得收容空间614与外界连通。第一侧板6125的内侧面6121和第二侧板6126的内侧面6121开设的滑槽6127的数量均可以是一个或多个。例如，第一侧板6125的内侧面6121开设有一个滑槽6127，第二侧板6126的内侧面6121开设有一个滑槽6127；再例如，第一侧板6125的内侧面6121开设有两个滑槽6127，第二侧板6126的内侧面6121开设有两个滑槽6127；又例如，第一侧板6125的内侧面6121开设有一个滑槽6127，第二侧板6126的内侧面6121开设有两个滑槽6127等等，在此不再一一列举。本实施方式中，第一侧板6125的内侧面6121和第二侧板6126的内侧面6121均开设有两个滑槽6127及四个安装槽6128。滑槽6127被垂直于x方向的面截得的形状为矩形、半圆形、或其他形状，例如其他规则形状或非规则的异形形状。
第一侧板6125的内侧面6121或第二侧板6126的内侧面6121上的两个滑槽6127分别为可动筒滑槽6127a和可动框滑槽6127b，第一侧板6125的内侧面6121或第二侧板6126的内侧面6121上的四个安装槽6128可包括两个可动筒安装槽6128a和两个可动框安装槽6128b。可动筒滑槽6127a和可动框滑槽6127b的延伸方向与x方向相同。可动筒安装槽6128a和可动框安装槽6128b与收容空间614连通，可动筒安装槽6128a的一端贯穿侧板612的上表面6123，可动筒安装槽6128a的另一端连接可动筒滑槽6127a，可动筒安装槽6128a的延伸方向可与可动筒滑槽6127a的延伸方向垂直或倾斜；可动框安装槽6128b的一端贯穿侧板612的上表面6123，可动框安装槽6128b的另一端连接可动框滑槽6127b，可动框安装槽6128b的延伸方向可与可动框滑槽6127b的延伸方向垂直或倾斜。以可动筒安装槽6128a为例，可动筒安装槽6128a的延伸方向与变焦镜头100的光轴方向垂直，或者可动筒安装槽6128a的延伸方向与变焦镜头100的光轴方向呈一定的倾斜角度(不为0度，可为30度、60度、75度等等)。本申请实施方式中，可动筒安装槽6128a的延伸方向与x方向垂直，可动框安装槽6128b的延伸方向也与x方向垂直。
盖板613设置在侧板612上，具体地，盖板613可通过卡合、螺合、胶合等方式安装在侧板612的上表面6123。盖板613包括盖板本体6131和抵持部6132。盖板本体6131与侧板612相背的表面开设有入光口6133，入光口6133的深度方向可以与x方向垂直，以使成像模组1000整体呈潜望式的结构。
抵持部6132设置在盖板本体6131的两侧，具体地，抵持部6132位于盖板本体6131的与第一侧板6125和第二侧板6126分别对应的两侧。当盖板613安装在侧板612上时，抵持部6132位于安装槽6128内，且抵持部6132沿z方向的长度等于安装槽6128沿z方向的深度。抵持部6132位于安装槽6128内可以是：抵持部6132位于安装槽6128内并占据安装槽6128的部分空间；抵持部6132位于安装槽6128内还可以是：抵持部6132位于安装槽6128内并完全填充安装槽6128，此时，抵持部6132与安装槽6128的结合更为牢固，以使得盖板613和侧板612的连接更为牢固。在其他实施方式中，入光口6133并不局限于为开口结构，还可为透光实体结构，光线可从该透光实体结构入射进收容空间614内并进入棱镜组件50。
可动筒21包括第一本体211和设置在第一本体211两侧的第一滑块213。第一本体211开设有与第二透镜组20对应的第一进光口2111和第一出光口2113，第一本体211形成有第一容置空间214以收容第二透镜组20，第一容置空间214通过第一进光口2111和第一出光口2113与收容空间614连通。
第一本体211包括相背的第一顶面215和第一底面216。第一顶面215与盖板613相对。第一底面216与基板611的承载面6111相对。可动筒21还可包括第一滚珠217，第一滚珠217设置在第一底面216上。具体地，第一底面216开设有第一凹槽218，第一滚珠217设于第一凹槽218内，位于第一底面216的第一凹槽218内的第一滚珠217与可动筒滑轨212的底部抵触。
具体地，第一凹槽218与第一滚珠217的形状相匹配，例如，第一滚珠217为球形，运动阻力较小，第一凹槽218为半圆形凹槽，第一滚珠217的直径和第一凹槽218的直径相等，也即是说，第一滚珠217的一半位于第一凹槽218内，第一滚珠217和第一凹槽218的结合较为紧密，在第一滚珠217运动时，可带动第一本体211移动。可动筒滑轨212可以是承载面6111上形成的延伸方向与x方向平行的凹槽，可动筒滑轨212也可以是设置在承载面6111上延伸方向与x方向平行的凸块，凸块的与第一本体211的第一底面216相对的表面形成有与第一滚珠217配合的凹槽。在本实施方式中，可动筒滑轨212为承载面6111上形成的延伸方向与x方向平行的凹槽。在可动筒21安装在收容空间614后，第一滚珠217的一部分位于可动筒滑轨212内，并与可动筒滑轨212的底部抵触。当然，第一顶面215上也可设置第一滚珠217，相应的第一顶面215上也开设有第一凹槽218，此时，盖板613的内表面也可形成第一轨道，位于第一顶面215的第一凹槽218内的第一滚珠217与第一轨道的底部抵触，其中，第一轨道的结构与可动筒滑轨212的结构类似，在此不再赘述。在第一顶面215上开设第一凹槽218，并对应设置第一滚珠217，使得第一本体211在移动过程中与第一顶面215之间的移动阻力更小。
在第一底面216或第一顶面215上，第一凹槽218的数量可为一个或多个。例如，第一凹槽218的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个等，本实施方式中，第一凹槽218的数量为三个。在第一底面216或第一顶面215上，第一滚珠217的数量可以是一个或多个。本实施方式中，第一滚珠217的数量与第一凹槽218的数量相同，也为三个。三个第一凹槽218间隔设置在第一底面216或第一顶面215上。
下面仅以第一底面216上的第一凹槽218、第一滚珠217、及可动筒滑轨212为例进行说明，第一顶面215上的第一凹槽218、第一滚珠217、及第一轨道之间的关系以此参考，不做详细说明。具体地，在第一底面216上，可动筒滑轨212的数量可根据三个第一凹槽218的位置确定，例如，三个第一凹槽218的连线平行于变焦镜头100的光轴，则只需要设置一个可动筒滑轨212即可；再例如，三个第一凹槽218分两组(下称第一组和第二组)，第一组包括一个第一凹槽218，第二组包括两个第一凹槽218，且第一组的第一凹槽218不在第二组的两个第一凹槽218的连线上(即，三个第一凹槽218可围成三角形)，则需要两个可动筒滑轨212与第一组和第二组分别对应。本实施方式中，三个第一凹槽218分为第一组和第二组，第一组包括一个第一凹槽218，第二组包括两个第一凹槽218，第一组的第一凹槽218和第一可动筒滑轨2121对应，第二组的第一凹槽218和第二可动筒滑轨2122对应。如此，第一组的第一凹槽218对应的第一滚珠217在第一可动筒滑轨2121内运动(包括滑动、滚动、或边滚边滑)，第二组的第一凹槽218对应的第一滚珠217在第二可动筒滑轨2122内运动，第一组对应的第一滚珠217和第二组对应的第一滚珠217分别被限制在第一可动筒滑轨2121和第二可动筒滑轨2122内，三个第一滚珠217围成三角形(位于第一可动筒滑轨2121内的第一滚珠217的中心为三角形的顶点)，在保证运动稳定性的前提下，尽量减少第一滚珠217的数量，可减小运动阻力。而且，由于在y方向上，第一组对应的第一滚珠217的外壁的相背两侧被第一可动筒滑轨2121的内壁的相背两侧抵触，第二组对应的第一滚珠217的外壁的相背两侧被第二可动筒滑轨2122的内壁的相背两侧抵触，三个第一滚珠217围成三角形，可防止第一本体211在y方向上发生晃动或倾斜，从而保证成像模组1000的成像质量不受影响。
第一滑块213位于第一本体211的与第一侧板6125和/或第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。例如，第一滑块213位于第一本体211的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面；或，第一滑块213位于第一本体211的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面；或，第一滑块213位于第一本体211的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面，且位于第一本体211的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。本实施方式中，第一滑块213位于第一本体211的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面，且位于第一本体211的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。第一滑块213穿设可动筒安装槽6128a后滑入可动筒滑槽6127a内，以使得第一滑块213可滑动地设置在可动筒滑槽6127a内。
第一滑块213的数量与对应的可动筒安装槽6128a的数量相匹配。具体地，位于第一本体211的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面的第一滑块213的数量与第一侧板6125的内侧面6121开设的可动筒安装槽6128a的数量相同，均为两个，两个第一滑块213与两个可动筒安装槽6128a一一对应；位于第一本体211的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面的第一滑块213的数量与第二侧板6126的内侧面6121开设的可动筒安装槽6128a的数量相同，均为两个，两个第一滑块213与两个可动筒安装槽6128a一一对应。在其他实施方式中，第一滑块213的数量也可少于可动筒安装槽6128a的数量，例如位于第一本体211的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面的第一滑块213的数量少于第一侧板6125的内侧面6121开设的可动筒安装槽6128a的数量，位于第一本体211的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面的第一滑块213的数量少于第二侧板6126的内侧面6121开设的可动筒安装槽6128a的数量。而且，第一滑块213沿x方向的长度小于或等于可动筒安装槽6128a沿x方向的长度，从而方便第一滑块213穿设可动筒安装槽6128a后滑入可动筒滑槽6127a内。
第二透镜组20设置在第一容置空间214内。具体地，第二透镜组20可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在第一容置空间214内。
可动框41包括第二本体411和设置在第二本体411两侧的第二滑块413。第二本体411开设有与滤光片401及感光元件402对应的通光孔4111，第二本体411形成有第二容置空间414以收容滤光片401及感光元件402，第二容置空间414通过通光孔4111与收容空间614连通。
第二本体411包括相背的第二顶面415和第二底面416，第二顶面415与盖板613相对。第二底面416与基板611的承载面6111相对。可动框41还可包括第二滚珠417，第二滚珠417设置在第二底面416上。具体地，第二底面416开设有第二凹槽418第二容置空间414，第二滚珠417可设置在第二凹槽418内，位于第二底面416的第二凹槽418内的第二滚珠417与可动框滑轨412的底部抵触。
具体地，第二凹槽418与第二滚珠417的形状相匹配，例如，第二滚珠417为球形，运动阻力较小，第二凹槽418为半圆形凹槽，第二滚珠417的直径与第二凹槽418的直径相等，也即是说，第二滚珠417的一半位于第二凹槽418内。第二滚珠417和第二凹槽418的结合较为紧密，在第二滚珠417移动时，可带动第二本体411移动。可动框滑轨412可以是承载面6111上形成的延伸方向与x方向平行的凹槽，可动框滑轨412也可以是设置在承载面6111上延伸方向与x方向平行的凸块，凸块的与第二本体411的第二底面416相对的表面形成有与第二滚珠417配合的凹槽。在本实施方式中，可动框滑轨412为承载面6111上形成的延伸方向与x方向平行的凹槽。在可动框41安装在收容空间614后，第二滚珠417的一部分位于可动框滑轨412内，并与可动框滑轨412的底部抵触。当然，第二顶面415上也可设置第二滚珠417，相应的，第二顶面415上也开设有第二凹槽418，此时，盖板613的内表面也可形成第二轨道，位于第二顶面415的第二凹槽418内的第二滚珠417与盖板613的内表面上的第二轨道的底部抵触，其中，第二轨道的结构与可动框滑轨412的结构类似，在此不再赘述。
在第二底面416或第二顶面415上，第二凹槽418的数量为一个或多个。例如，第二凹槽418的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个等，在本实施方式中，第二凹槽418的数量为三个。在第二底面416或第二顶面415上，第二滚珠417的数量也可以是一个或多个。在本实施方式中，第二滚珠417的数量与第二凹槽418的数量相同，也为三个。三个第二凹槽418间隔设置在第二底面416或第二顶面415上。
下面仅以第二底面416上的第二凹槽418、第二滚珠417、及可动框滑轨412为例进行说明，第二顶面415上的第二凹槽418、第二滚珠417、及第二轨道之间的关系以此参考，不做详细说明。具体的，在第二底面416上，三个第二凹槽418分为第三组和第四组，第三组包括一个第二凹槽418，第四组包括两个第二凹槽418，第三组的第二凹槽418和第一可动框滑轨4121对应，第四组的第二凹槽418和第二可动框滑轨4122对应。如此，第三组的第二凹槽418对应的第二滚珠417在第一可动框滑轨4121内运动(包括滑动、滚动、或边滚边滑)，第四组的第二凹槽418对应的第二滚珠417在第二可动框滑轨4122内运动，第三组对应的第二滚珠417和第四组对应的第二滚珠417分别被限制在第一可动框滑轨4121和第二可动框滑轨4122内，三个第二滚珠417围成三角形，在保证运动稳定性的前提下，尽量减少第二滚珠417的数量，可减小运动阻力。而且，由于在y方向上，第三组对应的第二滚珠417的外壁的相背两侧被第一可动框滑轨4121的内壁的相背两侧抵触，第四组对应的第二滚珠417的外壁的相背两侧被第二可动框滑轨4122的内壁的相背两侧抵触，三个第二滚珠417围成三角形，可防止第二本体411在y方向上发生晃动或倾斜，从而保证成像模组1000的成像质量不受影响。
第二滑块413位于第二本体411的与第一侧板6125和/或第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。例如，第二滑块413位于第二本体411的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面；或，第二滑块413位于第二本体411的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面；或，第二滑块413位于第二本体411的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面，且位于第二本体411的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。本实施方式中，第二滑块413位于第二本体411的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面，且位于第二本体411的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面。第二滑块413穿设可动框安装槽6128b后滑入可动框滑槽6127b内，以使得第二滑块413可滑动地设置在可动框滑槽6127b内。
第二滑块413的数量和对应的可动框安装槽6128b的数量相匹配。第二滑块413的数量和对应的可动框安装槽6128b的数量相匹配指的是：位于第二本体411的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面的第二滑块413的数量与第一侧板6125的内侧面6121开设的可动框安装槽6128b的数量相同，均为两个，两个第二滑块413与两个可动框安装槽6128b一一对应；位于第二本体411的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面的第二滑块413的数量与第二侧板6126的内侧面6121开设的可动框安装槽6128b的数量相同，均为两个，两个第二滑块413与两个可动框安装槽6128b一一对应。当然，在其他实施方式中，第二滑块413的数量可少于可动框安装槽6128b的数量，例如位于第二本体411的与第一侧板6125的内侧面6121相对的表面的第二滑块413的数量少于第一侧板6125的内侧面6121开设的可动框安装槽6128b的数量，位于第二本体411的与第二侧板6126的内侧面6121相对的表面的第二滑块413的数量少于第二侧板6126的内侧面6121开设的可动框安装槽6128b的数量。而且，第二滑块413沿x方向的长度小于或等于可动框安装槽6128b沿x方向的长度，从而方便第二滑块413穿设可动框安装槽6128b后滑入可动框滑槽6127b内。
感光元件402和滤光片401设置在第二容置空间414内。具体地，感光元件402和滤光片401通过胶合、螺合、卡合等方式安装在第二容置空间414内，且滤光片401相较感光元件402更靠近通光孔4111。
棱镜筒51可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在承载面6111上，棱镜筒51还可与基板611一体成型。棱镜筒51包括进光通孔512、出光通孔511和第三容置空间513。进光通孔512和出光通孔511将第三容置空间513与收容空间614连通。棱镜组件50包括棱镜501，棱镜501设置在第三容置空间513内。具体地，棱镜501可通过胶合、卡合等方式安装在棱镜筒51内。反射面s4与承载面6111的夹角可以是15度、30度、45度、60度、75度等等，本实施方式中，反射面s4与承载面6111的夹角为45度。入射面s3与进光通孔512相对，出射面s5与出光通孔511相对。棱镜501用于改变从进光通孔512进入的光线的出射方向。棱镜501可以是三棱镜，具体地，棱镜501的截面为直角三角形，直角三角形的两条直角边分别由入射面s3和出射面s5形成，直角三角形的斜边由反射面s4形成。
在某些实施方式中，固定筒11可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在承载面6111上，固定筒11还可与基板611一体成型。固定筒11包括进光孔111、出光孔112和第四容置腔113。进光孔111与出光通孔511相对，出光孔112与可动筒21的第一进光口2111相对。进光孔111和出光孔112将第四容置腔113与收容空间614连通。第一透镜组10位于第四容置腔113内，具体地，第一透镜组10可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在固定筒11内。第一透镜组10和棱镜501的出射面s5相对。
在某些实施方式中，安装筒31可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在承载面6111上，安装筒31还可与基板611一体成型。安装筒31包括第二进光口311、第二出光口312和第五容置腔313。第二进光口311与第一出光口2113相对，第二出光口312与感光元件402相对。第二进光口311和第二出光口312将第五容置腔313与收容空间614连通。第三透镜组30位于第五容置腔614内，具体地，第三透镜组30通过胶合、螺合、卡合等方式安装在安装筒31内。第三透镜组30分别与第二透镜组20和感光元件402相对。
本申请实施方式的成像模组1000还包括驱动件70，驱动件70设置在壳体60内，驱动件70包括第一驱动件71和第二驱动件72，第一驱动件71与可动筒21的第一本体211连接，第二驱动件72与可动框41的第二本体411连接。第一驱动件71用于驱动第一本体211移动，以带动设于第一本体211内的第二透镜组20移动；第二驱动件72用于驱动第二本体411移动，以带动设于第二本体411内的感光元件402及滤光片401移动。
第一驱动件71包括第一线圈711和第一磁铁712。
第一线圈711为一个或多个，例如，第一线圈711的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个等，本实施方式中，第一线圈711的数量为一个。第一线圈711设置在第一侧板6125或第二侧板6126上，本实施方式中，第一线圈711设置在第一侧板6125上，第一线圈711可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在第一侧板6125上。在其他实施方式中，第一线圈711为两个，两个第一线圈711分别相对设置在第一侧板6125和第二侧板6126上。第一线圈711可以设置在第一侧板6125的任意位置，例如，第一线圈711可以设置在第一侧板6125的内侧面6121，并位于第二透镜组20和第三透镜组30之间；或者，第一线圈711可以设置在第一侧板6125的内侧面6121，并位于第一透镜组10和第二透镜组20之间等等，在此不再赘述。本实施方式中，第一线圈711设置在第一侧板6125的内侧面6121，并位于第二透镜组20和第三透镜组30之间。在其他实施方式中，第一线圈711可以设置在固定筒11上并与第一磁铁712相对。
第一磁铁712与第一本体211连接，第一磁铁712可设置在第一本体211的任意位置上，例如，第一磁铁712设置在第一本体211的与安装筒31相对的表面，或者，第一磁铁712设置在第一本体211的与固定筒11相对的表面等。本实施方式中，第一磁铁712设置在第一本体211的与安装筒31相对的表面。第一磁铁712可通过螺合、胶合、卡合等方式安装在第一本体211上。第一磁铁712可以是具有磁性的金属，例如，第一磁铁712可以是铁、钴和镍中任意一种，或者，第一磁铁712可以是由铁、钴和镍中至少两种组成的合金。
在其他实施方式中，第一磁铁712设置在第一侧板6125或第二侧板6126上，第一线圈711设置在第一本体211上。第一线圈711还可设置在固定筒11上的任意位置，例如，第一线圈711设置在固定筒11的与第一本体211相对的表面，此时，第一磁铁712可设置在第一本体211上的任意位置，例如，第一磁铁712设置在第一本体211的与固定筒11相对的表面。第一线圈711和第一磁铁712的安装位置可以互换，例如，第一磁铁712设置在固定筒11的与第一本体211相对的表面；第一线圈711设置在第一本体211的与固定筒11相对的表面。
第二驱动件72包括第二线圈721和第二磁铁722。
第二线圈721为一个或多个，例如，第二线圈721的数量为一个、两个、三个、四个、甚至更多个等，本实施方式中，第二线圈721的数量为一个。第二线圈721设置在第一侧板6125或第二侧板6126上，本实施方式中，第二线圈721设置在第一侧板6125上，第二线圈721可通过胶合、螺合、卡合等方式安装在第一侧板6125上。在其他实施方式中，第二线圈721为两个，两个第二线圈721分别相对设置在第一侧板6125和第二侧板6126上。第二线圈721可以设置在第一侧板6125的任意位置，本实施方式中，第二线圈721设置在第一侧板6125的内侧面6121，并位于可动框41与壳体60的尾端之间。在其他实施方式中，第二线圈721可以设置安装筒31上并与第二磁铁722相对。
第二磁铁722与第二本体411连接，第二磁铁722可设置在第二本体411的任意位置上，例如，第二磁铁722设置在第二本体411与安装筒31相对的表面，或者，第二磁铁722设置在第二本体411与安装筒31相背的表面等。本实施方式中，第二磁铁722设置在第二本体411与安装筒31相背的表面。第二磁铁722可通过螺合、胶合、卡合等方式安装在第二本体411上。第二磁铁722可以是具有磁性的金属，例如，第二磁铁722可以是铁、钴和镍中任意一种，或者，第二磁铁722可以是由铁、钴和镍中至少两种组成的合金。
在其他实施方式中，第二磁铁722设置在第一侧板6125或第二侧板6126上，第二线圈721设置在第一本体211上。第二线圈721还可设置在安装筒31的任意位置，例如，第二线圈721设置在安装筒31与第二本体411相对的表面，此时，第二磁铁722可设置在第二本体411上的任意位置，例如，第二磁铁722设置在第二本体411与安装筒31相对的表面。第二磁铁722和第二线圈721的安装位置可以互换，例如，第二磁铁722设置在安装筒31的与第二本体411相对的表面，而第二线圈721设置在第二本体411的与固定筒11相对的表面。
在第一线圈711通电时，第一线圈711和第一磁铁712之间产生洛伦兹力，由于第一线圈711是固定在第一侧板6125或第二侧板6126上，所以第一磁铁712被洛伦兹力推动以使得可动筒21的第一本体211沿着第一可动筒滑轨2121和第二可动筒滑轨2122移动。在第二线圈721通电时，第二线圈721和第二磁铁722之间产生洛伦兹力，第二磁铁722被洛伦兹力推动以使得可动框41的第二本体411沿第一可动框滑轨4121和第二可动框滑轨4122移动。变焦镜头100对第一线圈711通电以控制第二透镜组20在x方向上移动，通过对第二线圈721通电以控制感光元件402在x方向上移动。另外，第一线圈711和第二线圈721可同时通电，即第二透镜组20和感光元件402同时进行移动，以节省变焦镜头100的移动变焦时间。需要说明的是，第一线圈711和第二线圈721通入的电流方向相同，以使得第二透镜组20和感光元件402同时在光轴o上移动，且移动方向相同。第一线圈711和第二线圈721的电流大小可以相同也可以不同。当然，第一线圈711和第二线圈721可不同时通电，从而防止第一线圈711和第二线圈721通电后产生的磁场相互影响，可提高移动精度。
在变焦镜头100由短焦切换长焦的过程中，同时控制第一线圈711和第二线圈721通电，例如，控制第一线圈711和第二线圈721通入第一方向的电流，以使得第二透镜组20向变焦镜头100的像侧方向移动，及感光元件402和滤光片401向变焦镜头100的像侧方向移动，从而实现变焦镜头100由短焦切换为长焦。在变焦镜头100由长焦切换短焦时，同时控制第一线圈711和第二线圈721通电，例如，控制第一线圈711和第二线圈721通入与第一方向相反的电流，以使得第二透镜向变焦镜头100的物侧方向移动，及感光元件402和滤光片401向变焦镜头100的物侧方向移动，从而实现变焦镜头100由长焦切换为短焦。
在变焦镜头100的自动对焦过程中，控制第一线圈711停止通电，以使得第二透镜组20在光轴o的位置保持不变。通过获取感光元件402上的图像的清晰度确定感光元件402的移动方向和移动量，根据移动方向控制第二线圈721的通电的电流方向，从而实现感光元件402向变焦镜头100的物侧方向或像侧方向移动，直到感光元件402上的图像的清晰度最大时，控制第二线圈721停止通电，从而实现变焦镜头100的自动对焦。
本申请实施方式的第一透镜组10可包括一个或多个透镜，第二透镜组20可包括一个或多个透镜，第三透镜组30可包括一个或多个透镜。例如，第一透镜组10包括一个透镜，第二透镜组20包括一个透镜，第三透镜组30包括一个透镜；或者第一透镜组10包括一个透镜，第二透镜组20包括两个透镜，第三透镜组30包括三个透镜。在本实施方式中，第一透镜组10包括两个透镜，分别为第一透镜101和第二透镜102；第二透镜组20包括三个透镜，分别为第三透镜201、第四透镜202和第五透镜203；第三透镜组30包括两个透镜，分别为第六透镜301和第七透镜302。
一个或多个透镜可以均为回转体的一部分，或者部分为回转体，部分为回转体的一部分。本实施方式中，每个透镜均为回转体的一部分。以第一透镜101为例，如图11所示，第一透镜101首先通过模具形成回转体透镜s1，回转体透镜s1被垂直于变焦镜头100的光轴o的面截得的形状为圆形，该圆形的直径为R，然后对回转体透镜s1的边缘进行切割，以形成第一透镜101。第一透镜101被垂直于光轴o的面截得的形状为矩形，矩形的两条边长分别为T1和T2，T1/R∈[0.5，1)，T2/R∈[0.5，1)。例如，T1/R可以是0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.95等等，T2/R可以是0.55、0.65、0.7、0.75、0.85、0.9等等。可以理解，T1/R和T2/R的具体比例根据电子设备2000(图12所示)的内部空间的大小、变焦镜头100的光学参数(如第一透镜101有效光学区域大小)等因素确定。或者，第一透镜101使用特制的模具直接制作，模具的模腔即为已经确定好T1/R和T2/R的具体比例的回转体的一部分，从而直接制成第一透镜101。如此，第一透镜101为回转体透镜s1的一部分，相较于完整的回转体透镜s1而言，体积较小，从而使得变焦镜头100的整体体积减小，有利于电子设备2000的小型化。当然，其他透镜(包括第二透镜102、第三透镜201、第四透镜202、第五透镜203、第六透镜301和第七透镜302中的至少一个)也可以采用同样的方式进行处理。需要注意的是，图11仅用于示意第一透镜101，并不用于表示第一透镜101的尺寸，更不应理解为每个透镜的尺寸都相同。
请参阅图1、图2和图12，在本申请实施方式的电子设备2000包括上述任意实施方式中的成像模组1000和机壳200，成像模组1000包括变焦镜头100和感光元件402，变焦镜头100包括第一透镜组10、第二透镜组20和第三透镜组30。沿变焦镜头100的光轴o由物侧到像侧，第一透镜组10、第二透镜组20、第三透镜组30和感光元件402依次排列。第二透镜组20和感光元件402均能够在变焦镜头100的光轴o方向上移动。当变焦镜头100从长焦切换为短焦时，控制第一透镜组10与第三透镜组30在光轴上的位置均相对固定，且控制第二透镜组20和感光元件402沿光轴朝成像模组1000的物侧移动；当变焦镜头100从短焦切换为长焦时，控制第一透镜组10与第三透镜组30在光轴上的位置均相对固定，且控制第二透镜组20和感光元件402沿光轴朝成像模组1000的像侧移动。成像模组1000设于机壳200上，机壳200能有效地对成像模组1000进行保护。
在本说明书的描述中，参考术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种变焦镜头，其特征在于，包括：
第一透镜组，所述第一透镜组包括第一透镜和第二透镜；
第二透镜组，所述第二透镜组包括第三透镜、第四透镜和第五透镜；和
第三透镜组，所述第三透镜组包括第六透镜和第七透镜；其中：
沿所述变焦镜头的光轴由物侧到像侧，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、及所述第七透镜依次排列，所述变焦镜头满足以下关系式：
-4＜f2/f1＜0；
2＜f3/f1＜5；
0＜f4/f1＜4；
-5＜f5/f1＜-1；
0＜f6/f1＜4；
-2＜f7/f1＜0或0＜f7/f1＜2；
f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f5为所述第五透镜的焦距，f6为所述第六透镜的焦距，f7为所述第七透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜及第七透镜的物侧面和像侧面均为非球面。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头还包括棱镜，沿所述变焦镜头的光轴由物侧到像侧方向，所述棱镜、所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组依次排列。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，在f2/f1＝-2.33，f3/f1＝3.43，f4/f1＝1.76，f5/f1＝-3.25，f6/f1＝1.45，及f7/f1＝-0.55时，若所述变焦镜头处于短焦状态，则f＝15mm，FOV＝20.5°，FNO＝2.3；若所述变焦镜头处于长焦状态，f＝30mm，FOV＝10.5°，FNO＝4.6；其中，f为所述变焦镜头的焦距，FOV为所述变焦镜头的视场角，FNO为所述变焦镜头的焦距f与入瞳直径的比值。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，在f2/f1＝-2.26，f3/f1＝3.58，f4/f1＝1.72，f5/f1＝-3.42，f6/f1＝1.57，及f7/f1＝-0.59时，若所述变焦镜头处于短焦状态，则f＝14.5mm，FOV＝21.2°，FNO＝2.5；若所述变焦镜头处于长焦状态，则f＝29mm，FOV＝10.9°，FNO＝5；其中，f为所述变焦镜头的焦距，FOV为所述变焦镜头的视场角，FNO为所述变焦镜头的焦距f与入瞳直径的比值。
6.一种成像模组，其特征在于，所述成像模组包括
权利要求1-5任意一项所述的变焦镜头；和
感光元件，所述第二透镜组和所述感光元件能够在所述变焦镜头的光轴方向上移动；
当所述变焦镜头从长焦切换为短焦时，所述第一透镜组与所述第三透镜组在所述光轴上的位置均相对固定，所述第二透镜组和所述感光元件沿所述光轴朝所述成像模组的物侧移动；
当所述变焦镜头从短焦切换为长焦时，所述第一透镜组与所述第三透镜组在所述光轴上的位置均相对固定，所述第二透镜组和所述感光元件沿所述光轴朝所述成像模组的像侧移动。
7.根据权利要求6所述的成像模组，其特征在于，在所述变焦镜头完成短焦与长焦的切换之后，所述感光元件沿所述光轴移动以实现自动对焦。
8.根据权利要求7所述的成像模组，其特征在于，在所述自动对焦的过程中，所述感光元件获取图像，并根据所述图像的清晰度确定沿所述光轴的移动方向及在所述光轴上的移动量。
9.根据权利要求7所述的成像模组，其特征在于，所述变焦镜头还包括滤光片，所述滤光片设于所述感光元件与所述第三透镜组之间，当所述变焦镜头在短焦与长焦的切换过程中及在所述自动对焦的过程中，所述滤光片跟随所述感光元件移动。
10.根据权利要求6所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组还包括：
壳体，所述壳体包括基板和设置在所述基板上的侧板，所述侧板上开设有滑槽，所述滑槽沿着所述光轴方向延伸；
设置在所述壳体内的可动筒，所述第二透镜组安装在所述可动筒上，所述可动筒包括第一本体和设置在所述第一本体两侧的第一滑块；
设置在所述壳体内的可动框，所述感光元件设置在所述可动框上，所述可动框包括第二本体和设置在所述第二本体两侧的第二滑块；其中：
所述第一滑块和所述第二滑块可移动地安装在所述滑槽内，所述第一本体和所述第二本体移动时分别带动所述第二透镜组和所述感光元件沿所述光轴移动。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求6至10的任意一项所述的成像模组和机壳，所述成像模组安装在所述机壳上。
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