CN114079710A - 潜望式连续光变摄像模组及相应的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种潜望式连续光变摄像模组，其包括固定镜组、变焦镜组、反射元件、补偿镜组和感光组件；所述固定镜组、变焦镜组和反射元件的入射端具有第一光轴，所述反射元件的出射端、补偿镜组和感光组件具有第二光轴，第一光轴垂直于第二光轴；所述固定镜组包括至少一个透镜；所述变焦镜组包括至少两个变焦透镜，且所述变焦透镜通过垂直于所述第一光轴的移动调整成像系统的焦距；所述补偿镜组包括至少一个补偿透镜，且所述补偿镜组适于沿着所述第二光轴移动以调整所述成像系统的像面位置；所述感光组件适于接收所述成像系统的光信号并输出图像数据。本申请可以降低对手机内部空间的占用，可以避免或抑制焦距调整和光圈调整的互相干扰。

Description

潜望式连续光变摄像模组及相应的电子设备

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体地说，本发明涉及潜望式连续光变摄像模组和相应的电子设备。

背景技术

随着生活水平的升高，消费者对于手机、平板等终端设备的摄像功能要求越来越高，不仅要求实现背景虚化、夜间拍摄等效果，还对远摄提出了需求，消费者需要能够清楚地拍摄远处画面的终端设备。

为实现不同距离的拍摄，目前市场上的终端设备通过广角镜头+长焦镜头组成阵列模组的方式实现变焦拍摄，但由于其镜头通常为定焦镜头，其焦距不可调整，只能通过将感光芯片所截取的影像进行差值等算法来实现数码变焦，图片的成像品质较差，即使部分终端设备使用了具备AF(Auto Focus)功能的镜头，可以自动对焦，提升终端设备的拍摄效果，但对焦通常只能将镜头所成图像调整到最佳，仍然不能调整光学系统的焦距，不能满足消费者变焦拍摄的需求。

光学变焦是通过改变镜头光学镜片之间的距离来改变镜头的焦距以达到变焦的目的，其可以比较清晰的拍摄远处的物体，其成像品质也相对较高。这里变焦是指改变焦距以便拍摄不同距离的景物。连续光学变焦模组又称为连续光变模组。现有技术中，连续光学变焦摄像模组通常需要移动两个镜头组，以实现变焦和对焦的作用，而这两个镜头组通常是同轴排布的，并且其移动方向均与光轴同向，这会造成该光线变焦模组长度的增加，对于小型化的移动设备例如手机，这种长度增加将给手机设计带来很大难题。

潜望式摄像模组相较于传统的直立式摄像模组(例如常见手机多摄模组中的主摄)能提供高倍率的焦距，因此潜望式摄像模组能实现远距离的拍摄。具体来说，潜望式摄像模组通过一棱镜(或反射镜)将光路进行折叠，使得光轴被折叠至平行于手机表面的方向，这样长焦模组的各个光学元件可以沿着平行于手机表面的方向布置，而不必堆叠在手机厚度方向上，因此可以有效地降低搭载长焦模组的手机的厚度。目前，手机中的潜望式摄像模组已能够实现相较于主摄/广角端5X、10X的等效焦距。潜望式摄像模组是手机厂商在保证不增加手机厚度的情况下，实现远摄的较佳选择。然而，由于连续光变模组往往需要至少两个可移动的透镜组，即变焦透镜组和对焦子透镜组，且这至少两个可移动的透镜组往往移动方向相同，均为轴向移动，这就导致潜望式光变模组的长度过长，挤占手机(或其它搭载该潜望式光变模组的电子设备)内部其它部件(例如电池)的空间。

另一方面，现有技术中还存在一种通过径向移动来调节焦距的变焦透镜组，如果基于该变焦透镜组来实现潜望式连续光变模组，可以在一定程度上减小模组长度。然而，此类变焦透镜组由于需要径向移动，因此会在垂直于光轴的方向上占用较多的空间，导致模组主体部分的宽度或高度增大，同样会挤占手机(或其它搭载该潜望式光变模组的电子设备)内部其它部件(例如电池)的空间。因此，此类潜望式连续光变模组还有进一步提升的空间。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种可以减小占用空间的潜望式连续光变模组的解决方案。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种潜望式连续光变摄像模组，其包括依次布置并构成成像系统的固定镜组、变焦镜组、反射元件、补偿镜组和感光组件；其中，所述固定镜组、变焦镜组和反射元件的入射端具有第一光轴，所述反射元件的出射端、补偿镜组和感光组件具有第二光轴，所述第一光轴垂直于所述第二光轴；所述固定镜组包括至少一个透镜；所述变焦镜组包括至少两个变焦透镜，且所述变焦透镜通过垂直于所述第一光轴的移动调整成像系统的焦距；所述补偿镜组包括至少一个补偿透镜，且所述补偿镜组适于沿着所述第二光轴移动以调整所述成像系统的像面位置；所述感光组件适于接收所述成像系统的光信号并输出图像数据。

其中，所述成像系统还包括光阑，所述光阑位于所述固定镜组上方或者位于所述固定镜组与所述变焦镜组之间。

其中，位于所述第一光轴的至少一个所述变焦透镜的光学敏感度高于位于所述第二光轴的任意一个透镜。

其中，位于所述第一光轴的至少有一个透镜的光学有效区直径大于位于所述第二光轴的任意一个透镜的光学有效区直径。

其中，所述固定镜组的至少一个透镜的光学敏感度高于位于所述第二光轴的任意一个透镜。

其中，所述固定镜组和所述变焦镜组适于布置在电子设备的用于搭载多摄模组的凸台内。

其中，所述摄像模组还包括第一壳体和第二壳体，所述固定镜组安装在第一壳体内，所述变焦镜组安装在第二壳体内，所述第一壳体的底面与所述第二壳体的顶面连接固定。

其中，所述摄像模组还包括第三壳体，所述反射元件、所述补偿镜组和所述感光组件均安装于所述第三壳体内，所述第二壳体的底面与所述第三壳体的顶面连接固定。

其中，所述摄像模组还包括第三壳体、第四壳体和第五壳体，所述反射元件安装在所述第三壳体内，所述补偿镜组安装在第四壳体内，所述感光组件安装在第五壳体内，所述第二壳体的底面与所述第三壳体的顶面连接固定，所述第四壳体的两个侧面分别与所述第三壳体和所述第五壳体连接固定。

其中，所述变焦镜组包括第一变焦透镜和第二变焦透镜，所述第一变焦透镜和所述第二变焦透镜均具有至少一个自由曲面。

其中，所述变焦镜组还包括用于驱动所述第一变焦透镜移动的第一变焦透镜驱动器和用于驱动所述第二变焦透镜移动的第二变焦透镜驱动器，并且所述第一变焦透镜驱动器和所述第二变焦透镜驱动器位于所述变焦镜组的同一侧。

其中，所述变焦镜组还包括用于驱动所述第一变焦透镜移动的第一变焦透镜驱动器和用于驱动所述第二变焦透镜移动的第二变焦透镜驱动器，所述第一变焦透镜驱动器位于所述第一变焦透镜的两侧，所述第二变焦透镜驱动器位于所述第二变焦透镜的两侧。

其中，在变焦过程中，所述第一变焦透镜和所述第二变焦透镜的移动方向相反。

其中，在变焦过程中，所述第一变焦透镜和所述第二变焦透镜的移动方向相同，且二者的移动距离不同。

其中，所述变焦镜组沿着垂直于所述第一光轴且平行于所述第二光轴的方向移动以调整所述成像系统的焦距。

其中，所述变焦镜组沿着垂直于所述第一光轴且垂直于所述第二光轴的方向移动以调整所述成像系统的焦距。

根据本申请的另一方面，还提供了一种电子设备，所述电子设备搭载前述任一潜望式连续光变摄像模组；其中，所述电子设备的壳体背部具有适于容纳多摄模组的凸台，所述潜望式连续光变摄像模组中，所述固定镜组和所述变焦镜组位于所述凸台内。

与现有技术相比，本申请具有下列至少一个技术效果：

1.本申请将径向移动的变焦镜组设置在光路转折元件的入射端，可以降低潜望式变焦模组对电子设备(例如手机)的内部空间的占用。

2.本申请的一些实施例中，可以在变焦镜组的上方设置固定镜组，整个成像系统的进光量主要由固定镜组决定，从而避免了径向变焦镜组变焦过程导致成像系统进光量受到干扰。

3.本申请的一些实施例中，整个成像系统的进光量主要由固定镜组决定，而焦距主要由设置在光路转折元件的入射端的径向变焦镜组决定，这种设计可以避免或抑制焦距调整和光圈调整两种调整过程的互相干扰。

4.本申请的一些实施例中，可以将整个成像系统的光阑设置在固定镜组或径向变焦镜组的壳体上，其光圈大小可以不受电子设备(例如手机)厚度的约束，因此有助于提供更大的光圈。

5.本申请的一些实施例中，固定镜组和变焦镜组的光学敏感性高，将固定镜组和变焦镜组均设置于光路转折元件的入射端，有助于保障组装精度，避免固定镜组和变焦镜组的组装出现不同轴的问题。

6.本申请的一些实施例中，可以将固定镜组和变焦镜组均设置在手机壳体背部的凸台内，从而避免因光路转折元件上方设置固定镜组和变焦镜组而造成手机厚度增加。

7.本申请的一些实施例中，可以将固定镜组和变焦镜组均设置在手机壳体背部的凸台内，且用于驱动变焦镜组的驱动器可以设置在变焦镜组的移动方向上，从而提高凸台空间的利用率。

附图说明

图1示出了本申请一个实施例中的潜望式连续光变模组的光路示意图；

图2示出了一个比较例中的潜望式连续光变模组；

图3示出了本申请一个实施例的潜望式连续光变模组的立体外观示意图；

图4示出了图3所示模组的分解示意图；

图5示出了本申请一个实施例中的潜望式连续变焦模组在主视视角下的结构示意图；

图6示出了本申请一个实施例中的潜望式连续变焦模组在不同焦距状态下的光路示意图；

图7示出了本申请另一个实施例中的潜望式连续变焦模组在不同焦距状态下的光路示意图；

图8示出了本申请一个实施例中的潜望式连续光变模组在不同焦距状态下的俯视示意图；

图9示出了本申请另一个实施例中的潜望式连续光变模组在不同焦距状态下的俯视示意图；

图10示出了本申请一个实施例中的另一种潜望式连续光变模组的组装方案；

图11示出了本申请一个实施例中第二驱动器与变焦透镜的位置关系的立体示意图；

图12示出了本申请一个实施例中第二驱动器设置方案的两个示例；

图13示出了本申请另一实施例中的第二驱动器设置方案的示例；

图14示出了本申请一个实施例中的变焦透镜沿着X轴移动以调整成像系统焦距的侧视示意图；

图15示出了本申请一个实施例中的基于潜望式连续光变摄像模组的电子设备。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步地描述。

图1示出了本申请一个实施例中的潜望式连续光变模组的光路示意图。参考图1，本实施例中，所述潜望式连续光变模组包括固定镜组10、变焦镜组20、光路转折元件30、补偿镜组40和感光组件50。其中，光路转折元件30例如可以是反射棱镜。该反射棱镜可以大致呈三棱镜状，具体来说，该反射棱镜可以具有两个直角面和一个斜面，该斜面作为反射面，两个直角面分别作为入射面和出射面。入射面朝上、出射面朝向位于该反射棱镜侧面的补偿镜组40和感光组件50。本实施例中，固定镜组10和变焦镜组20位于所述反射棱镜的上方，即位于所述反射棱镜的入射端。其中，固定镜组10位于变焦镜组20上方。本实施例中，固定镜组10和变焦镜组20的各个透镜与反射棱镜的入射面可以构成入射端子光学系统，该入射端子光学系统具有第一光轴61，反射棱镜的出射面与补偿镜组40的各个透镜以及感光组件50的感光芯片可以构成出射端子光学系统，出射端子光学系统具有第二光轴62。反射棱镜的反射面用于将成像通道从第一光轴61转折至第二光轴62。第一光轴61可以与第二光轴62垂直。为便于描述，本实施例中，可以建立三维直角坐标系，第一光轴的方向为Z轴，第二光轴的方向为Y轴，与第一光轴和第二光轴均垂直的方向则为X轴。本实施例中，外界光线从固定镜组10入射，依次经过变焦镜组20、反射棱镜的入射面、反射面和出射面，以及补偿镜组40，最后由感光组件50的感光芯片接收，并输出成像数据，进而得到所拍摄的图像。本实施例中，变焦镜组20包括至少两个变焦透镜，本实施例中，变焦透镜的至少一个表面(上表面和/或下表面)为非旋转对称曲面；并且，变焦透镜可以沿着垂直于第一光轴的方向移动(即垂直于该变焦透镜轴线的方向，或者称为该变焦透镜的径向方向)，以改变成像系统的焦距。图2示出了一个比较例中的潜望式连续光变模组。参考图2，该比较例中，变焦透镜20通常是沿着其自身光轴的方向移动以调整成像系统的焦距。然而，这种设计下，变焦透镜20与补偿透镜40的移动方向一致，这使得模组需要在长度方向上(即第二光轴的方向上)为变焦透镜20和补偿透镜40均保留一定的移动行程，这将极大地增加模组的长度，不利于模组的小型化。而本实施例中，将变焦镜组20设置在反射棱镜入射端，可以有效地减小模组的长度。与此同时，本实施例中，变焦镜组20的变焦透镜采用径向移动实现变焦，所以模组的高度也能控制在一定范围以内，使得该变焦镜组可以容纳在手机外壳的背部凸台内，出射端子光学系统则设置在手机主体内。当前，手机普遍搭载多摄模组，为兼顾手机厚度，通常在手机背部设计一凸台以容纳多摄模组中的主摄。主摄通常采用直立式设计，即主摄通常无光路转折元件，并且由于主摄对成像品质的要求较高，通常具有大光圈、高像素、大芯片尺寸、高解析力等特点，这些设计要求下，主摄模组的高度往往较大，因此手机背部凸台的高度是由主摄模组的高度所决定。而本实施例中，可以巧妙地例如手机背部凸台的空间，极大地节省多摄模组中的潜望式连续光变模组的长度，从而避免潜望式连续光变模组过多地占用手机内部空间。这样手机内部可以有更多的空间来布置电池等其它部件，从而为手机带来有益效果，例如可以有助于增加手机的电池容量。进一步地，本实施例中，补偿镜组40具有至少一个透镜，补偿镜组40可以沿着Y轴的方向移动，以改变成像位置(即改变像面位置)，使得被感光芯片接收的像更加清晰。本实施例中，成像系统的进光量主要是由位于最前端的固定镜组决定的，而焦距则主要是由变焦镜组决定的，因此，整个光学系统中，固定镜组和变焦镜组的光学敏感度较高。如果固定镜组和变焦镜组分别设置在反射元件(例如棱镜)的入射侧和出射侧，有可能难以保证组装精度，导致这两个镜组的光轴一致性较差。本实施例中，将固定镜组和变焦镜组均设置在反射元件的入射端，能够保证这两个镜组的组装精度，保障组装后的光轴一致性，从而具有较高的成像品质。

进一步地，本实施例中，变焦镜组采用了径向移动的方式来实现变焦，当变焦透镜径向移动至不同的位置时，光线进入变焦镜组的角度也是不同的，如果将变焦镜组作为整个成像系统的物侧第一个镜组，可能导致变焦过程中感光芯片所接收的像发生错位。因此，本实施例中，在变焦镜组之前增加一固定镜组，该固定镜组可以使成像系统接收的光线具有稳定的入射角度，从而提高成像系统的稳定性。另外，变焦透镜是横移运动(即径向运动)的，因此对于变焦镜片，其透镜和壳体之间会存在间隙，而且间隙会随着变焦过程变大变小，如果将变焦镜组作为第一镜组，增加灰尘、碎屑、水等等物质落入的风险。在本申请的一个实施例中，在变焦镜组的前端设置了固定镜组，一方面可以避免感光芯片所接收的像发生错位，另一方面也可以降低灰尘、碎屑、水等等物质落入摄像模组的风险。

进一步地，在本申请的一个实施例中，位于所述第一光轴的至少一个所述变焦透镜的光学敏感度高于位于所述第二光轴的任意一个透镜。本实施例中，将变焦镜组设置在入射端子光学系统，可以减少出射端子光线系统的高度和长度。同时提高位于第一光轴的所述变焦透镜的敏感度，有助于减小补偿镜组(或其他位于第二光轴的镜组或单个透镜)的光学有效区的直径，从而进一步地减小出射端子光学系统的高度，这样就进一步降低了手机主体的厚度。

进一步地，在本申请的一个实施例中，位于所述第一光轴的透镜中(即固定镜组或变焦透镜中)至少有一个透镜的光学有效区直径大于位于所述第二光轴的任意一个透镜的光学有效区直径。

进一步地，在电子设备(例如手机)中，摄像模组的物侧第一个镜组往往易于被肉眼直接观察到。而对于径向移动的变焦镜组来说，其变焦过程中，俯视角度下所观察到的不同焦距下的镜片形状和位置往往是不同的，且肉眼直接观察到往往是不对称的。对于普通消费者来说，这种变化的形状和位置以及不对称形状还容易与不良品的工艺问题相混淆。因此，本实施例中，在变焦镜组之前增加一固定镜组，也有利于使模组的外观更加美观。例如在俯视角度下，肉眼直接观察到是固定镜组的对称的圆形镜片。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述潜望式连续光变模组的成像系统的光圈(即光阑)可以设置在固定镜组上(例如，可以在固定镜组的结构件涂覆黑色附着层，或者固定镜组的结构件采用黑色等不透光材料制作)，这样光圈的大小不会被该摄像模组的高度所限制，可以增加光圈的孔径，提升摄像模组进光量。本实施例中，光圈即光阑，它限制了整个光学系统的进光量。

进一步地，图3示出了本申请一个实施例的潜望式连续光变模组的立体外观示意图。图4示出了图3所示模组的分解示意图。参考图3和图4，以及结合参考图1，在本申请的一个实施例中，所述固定镜组10安装在第一壳体71内。变焦镜组20安装在第二壳体72内，第二壳体72内还安装有第二驱动器，第二驱动器适于驱动变焦透镜径向移动(这里径向是指垂直于变焦透镜自身轴线的方向)。本实施例中，变焦镜组20可以包括两个变焦透镜，分别称为第一变焦透镜21和第二变焦透镜22。反射棱镜(也可以是其它反射元件，例如呈45度角布置的反光镜)、补偿镜组40和感光组件50可以均安装在第三壳体73内。具体来说，可以先将光路转折元件30(例如反射棱镜)、40补偿镜组40和感光组件50安装于同一底板77，然后再将第三壳体73罩在所述底板77上。第三壳体73内还可以安装第三驱动器，第三驱动器适于驱动补偿镜组40沿着第二光轴62移动(即沿着Y轴移动)。

进一步地，在本申请的一个实施例中，第一壳体71、第二壳体72、第三壳体73均具有至少一个光窗，以便光线可以透过光窗入射至反射元件(例如反射棱镜)。第二壳体72的第二光窗75开口可以大于等于第三壳体73的第三光窗76，以便获取更多的成像信息，并且可以缩小反射棱镜的体积。光圈(即光阑)可以设置在第一壳体71的第一光窗74上，也可以设置在第二壳体72的第二光窗75上，由于第二壳体72的第二光窗75开口大于等于第三壳体73的第三光窗76开口，因此可以具有较大的光圈孔径，从而提高进光量。本实施例中，变焦镜组具有汇聚光线的作用，所以反射棱镜(或其他反射元件)的入射面是可以做得比较小的(此时第二壳体的光窗开口可以大于等于第三壳体的光窗)，进而反射面也可以变小，使得整个反射棱镜(或其他反射元件)体积缩小。

进一步地，图5示出了本申请一个实施例中的潜望式连续变焦模组在主视视角下的结构示意图。图6示出了本申请一个实施例中的潜望式连续变焦模组在不同焦距状态下的光路示意图。参考图5和图6，本实施例中，所述变焦镜组中，第一变焦透镜21和第二变焦透镜22可以沿着Y轴方向移动以改变焦距。并且，在由第一焦距变为第二焦距时，第一变焦透镜21和第二变焦透镜22的移动方向相反，二者移动的距离则可以相同(需注意，在其它实施例中二者的移动距离也可以不同)。第二驱动器的数目可以与变焦透镜一致，每个第二驱动器用于驱动一个变焦透镜。具体来说，图11示出了本申请一个实施例中第二驱动器与变焦透镜的位置关系的立体示意图。参考图11，本实施例中，第二驱动器可以包括第一变焦透镜驱动器23和第二变焦透镜驱动器24。通过改变第一变焦透镜驱动器23和第二变焦透镜驱动器24的电流大小和电流方向，可以改变变焦透镜的移动方向和移动距离，进而切换至多种对应于不同焦距的状态。第三驱动器适于驱动补偿镜组沿着第二光轴移动。本实施例中，变焦透镜的移动方向与补偿镜头同向但不同轴，因此为变焦透镜的移动而预留的空间不会导致摄像模组长度增加，换句话说，本实施例的设计方案可以缩小潜望式连续光变模组在长度方向的尺寸，即缩小模组在Y轴方向的尺寸。第二驱动器可以被实施为音圈马达、MEMS、压电马达、SMA马达或其他合适的马达。其中，第一变焦透镜驱动器和第二变焦透镜驱动器可以均设置在变焦透镜的同一侧(例如图11所示)，以便缩小整个变焦镜组的体积。而在另一实施例中，第一变焦透镜驱动器和第二变焦透镜驱动器可以各位两个，并分别设置在相应的变焦透镜的两侧，以提升驱动能力。

图12示出了本申请一个实施例中第二驱动器设置方案的两个示例。其中图12的(a)部分示出了仅在变焦透镜(包括第一变焦透镜21和第二变焦透镜22)的单侧布置第二驱动器25的示例，图12的(b)部分示出了在变焦透镜的两侧布置第二驱动器25的示例。图12中，箭头方向代表变焦透镜的移动方向。可以看出，本实施例中第二驱动器的布置位置避开了透镜的移动路径。即当变焦透镜被配置为沿着Y轴移动时，所述第二驱动器被设置在变焦透镜的X轴正方向或负方向的方位上。

进一步地，图13示出了本申请另一实施例中的第二驱动器设置方案的示例。参考图13，本实施例中，第二驱动器25被设置在变焦透镜的移动方向上(例如图13中变焦透镜沿着Y轴方向移动，第二驱动器25也被配置在变焦透镜的Y轴方向上)。本实施例的这种设计可以缩小变焦镜组两侧的占用体积，同时利用好手机背部壳体凸起的长度方向上的空间。第二驱动器可以是压电陶瓷马达或者SMA驱动元件，由压电陶瓷马达或者SMA驱动元件直接推/拉变焦透镜(或者推/拉承载变焦透镜的载体)，即可驱动变焦透镜沿着所设计的移动方向移动。并且，利用压电陶瓷马达或者SMA驱动元件推/拉变焦透镜，也有助于提升驱动效率。

进一步地，本申请的一个实施例中，固定镜组、变焦镜组和反射元件可以沿着第一光轴的方向组装，反射元件(即光路转折元件)、补偿镜组和感光组件则沿着第二光轴的方向组装。

进一步地，本申请的一个实施例中，所述变焦镜组的变焦透镜可以是自由曲面镜片。所述自由曲面镜片是至少一个光学面为自由曲面的镜片。下面示例性的说明本实施例中基于自由曲面镜片的成像系统的几个变焦状态。

状态一：参考图6的(b)部分，状态一下，固定镜组10、第一变焦透镜21和第二变焦透镜22的中心均位于第一光轴61上，第三驱动器驱动补偿镜组40移动至第一位置，此时摄像模组的焦距f1。

状态二：参考图6的(a)部分，第一变焦透镜21向右(即Y轴正方向)移动，使其下表面的凸面移动至第一光轴61上，第二变焦透镜22向左(即Y轴负方向)移动，使其上表面的凸面移动至第一光轴61上，此时两变焦透镜在第一光轴61处的间隙达到最小值。第三驱动器驱动补偿镜组40移动至第二位置，即靠近反射棱镜(即光路转折元件30)的位置，此时摄像模组的焦距为f2，f2≠f1。进一步地，第一变焦透镜21、第二变焦透镜22和补偿镜组40还以可以移动至处于状态一至状态二之间的其它一系列位置，使得成像系统具有其他焦距，例如f1.1、f1.2、f1.3…f1.9。当f2＞f1时，f2＞f1.9＞f1.8＞…＞f1.1＞f1；当f2＜f1时，f2＜f1.9＜f1.8＜…＜f1.1＜f1。即状态二到状态一之间可以存在多个子状态，以使得成像系统在两个状态之间可以得到多个不同的焦距f，以提高摄像模组的变焦能力。

状态三：参考图6的(c)部分，第一变焦透镜21向左(即Y轴负方向)移动，使其下表面的凹面移动至第一光轴61上，第二变焦透镜22向右(即Y轴正方向)移动，使其上表面的凹面移动至第一光轴61上，此时两变焦透镜位于第一光轴61处的间隙达到最大值。相应地，第三驱动器驱动补偿镜组40移动至第三位置，即靠近感光组件50的位置。此时摄像模组的焦距为f0，f0≠f1，且f0≠f2。进一步地，第一变焦透镜、第二变焦透镜和补偿镜组还以可以移动至处于状态一至状态三之间的其它一系列位置，使得成像系统具有其它焦距，例如f0.1、f0.2、f0.3…f0.9。当f1＞01时，f1＞f0.9＞f0.8＞…＞f0.1＞f0；当f1＜f0时，f1＜f0.9＜f0.8＜…＜f0.1＜f0。即从状态三到状态一之间存在多个子状态，以使得成像系统在两个状态之间可以得到多个不同的焦距f，以提高摄像模组的变焦能力。

综上，该成像系统可以在状态一、状态二、状态三之间的多个状态之间切换，以实现不同焦距的变化。当f2＞f1＞f0，f2＞f1.9＞f1.8＞…＞f1.1＞f1＞f0.9＞f0.8＞…＞f0.1＞f0；当f2＜f1＜f0，f2＜f1.9＜f1.8＜…＜f1.1＜f1＜f0.9＜f0.8＜…＜f0.1＜f0。

进一步地，图7示出了本申请另一个实施例中的潜望式连续变焦模组在不同焦距状态下的光路示意图。参考图7，在本实施例中，第一变焦透镜21和第二变焦透镜22沿着Y轴方向移动，并且第一变焦透镜21和第二变焦透镜22的移动方向可以相同，而二者的移动距离可以不同。与此同时，第三驱动器驱动补偿镜组40沿着第二光轴62移动。由于变焦透镜的移动方向与补偿镜组40的移动方向是不同轴的，因此变焦透镜的移动距离不会对摄像模组长度的增加产生贡献，因而可以缩小摄像模组Y方向长度。所述变焦镜组的变焦透镜可以是自由曲面镜片。所述自由曲面镜片是至少一个光学面为自由曲面的镜片。下面示例性的说明本实施例中基于自由曲面镜片的成像系统的几个变焦状态。

状态一：参考图7的(b)部分，状态一下，固定镜组10、第一变焦透镜21和第二变焦透镜22的中心均位于第一光轴61上，第三驱动器驱动补偿镜组40移动至第一位置，此时摄像模组的焦距f1。

状态二：参考图7的(a)部分，第一变焦透镜21、第二变焦透镜22均向左(即Y轴负方向)移动(二者移动距离可以不同)，使第一变焦透镜21的下表面的凹面移动至第一光轴61上，同时使第二变焦透镜22的上表面的凸面移动至第一光轴61上，此时两变焦透镜位于第一光轴61处的间隙达到最小值。第三驱动器驱动补偿镜组40移动至第二位置，本实施例中第二位置为靠近反射棱镜(即光路转折元件30)的位置，此时摄像模组的焦距为f2，f2≠f1。进一步地，第一变焦透镜21、第二变焦透镜22和补偿镜组40还以可以移动至处于状态一至状态二之间的其它一系列位置，使得成像系统具有其他焦距，例如f1.1、f1.2、f1.3…f1.9。当f2＞f1时，f2＞f1.9＞f1.8＞…＞f1.1＞f1；当f2＜f1时，f2＜f1.9＜f1.8＜…＜f1.1＜f1。即状态二到状态一之间可以存在多个子状态，以使得成像系统在两个状态之间可以得到多个不同的焦距f，以提高摄像模组的变焦能力。

状态三：参考图7的(c)部分，第一变焦透镜21、第二变焦透镜22均向右(即Y轴正方向)移动，二者移动距离可以不同，移动后，第一变焦透镜21的下表面的凸面移动至第一光轴61上，第二变焦透镜22的上表面的凹面位于第一光轴61上，此时两变焦透镜位于第一光轴61处的间隙达到最大值。相应地，第三驱动器驱动补偿镜组40移动至第三位置，即靠近感光组件50的位置。此时摄像模组的焦距为f0，f0≠f1，且f0≠f2。进一步地，第一变焦透镜21、第二变焦透镜22和补偿镜组40还以可以移动至处于状态一至状态三之间的其它一系列位置，使得成像系统具有其它焦距，例如f0.1、f0.2、f0.3…f0.9。当f1＞01时，f1＞f0.9＞f0.8＞…＞f0.1＞f0；当f1＜f0时，f1＜f0.9＜f0.8＜…＜f0.1＜f0。即从状态三到状态一之间存在多个子状态，以使得成像系统在两个状态之间可以得到多个不同的焦距f，以提高摄像模组的变焦能力。

综上，该成像系统可以在状态一、状态二、状态三之间的多个状态之间切换，以实现不同焦距的变化。当f2＞f1＞f0，f2＞f1.9＞f1.8＞…＞f1.1＞f1＞f0.9＞f0.8＞…＞f0.1＞f0；当f2＜f1＜f0，f2＜f1.9＜f1.8＜…＜f1.1＜f1＜f0.9＜f0.8＜…＜f0.1＜f0。

进一步地，在另一些实施例中，所述变焦透镜还可以沿着X轴移动以调整成像系统的焦距。图8示出了本申请一个实施例中的潜望式连续光变模组在不同焦距状态下的俯视示意图。参考图8，本实施例中，所述变焦透镜可以沿着X轴移动以调整成像系统的焦距。其中，第一变焦透镜21和第二变焦透镜22在变焦时移动方向可以是相反的，移动距离可以相等(在其它例子中，移动距离也可以不等)。类似地，本实施例中，成像系统的焦距也可以在状态一、状态二、状态三以及三者之间的各个子状态之间切换，其原理可参考图6所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

进一步地，图9示出了本申请另一个实施例中的潜望式连续光变模组在不同焦距状态下的俯视示意图。参考图9，本实施例中，所述变焦透镜可以沿着X轴移动以调整成像系统的焦距。其中，第一变焦透镜21和第二变焦透镜22在变焦时移动方向可以是相同的，二者的移动距离则不同。类似地，本实施例中，成像系统的焦距也可以在状态一、状态二、状态三以及三者之间的各个子状态之间切换，其原理可参考图7所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

图14示出了本申请一个实施例中的变焦透镜沿着X轴移动以调整成像系统焦距的侧视示意图。参考图14，本实施例中，光线经过固定镜组10、变焦镜组20后，入射光路转折元件30，经反射后转折至Y轴方向(即图14中垂直于纸面的方向)。本实施例中，变焦镜组沿着X轴移动以调整成像系统焦距。

进一步地，图10示出了本申请一个实施例中的另一种潜望式连续光变模组的组装方案。参考图10，本实施例中，固定镜组10安装在第一壳体71内。变焦镜组20安装在第二壳体72内，第二壳体72内安装有第二驱动器，第二驱动器驱动变焦透镜移动。反射元件(即光路转折元件30)安装在第三壳体73内。补偿镜组40安装在第四壳体78内，第四壳体78内安装有第三驱动器，以驱动补偿镜组40移动。感光组件50(其包含感光芯片)安装在第五壳体79内。本实施例中，固定镜组10、变焦镜组20、反射元件(即光路转折元件30)、补偿镜组40和感光芯片50通过各个壳体接合在一起；壳体与壳体的接合面具有光窗，使得光线可以通过光窗入射至反射元件，再入射至感光芯片。

进一步地，图15示出了本申请一个实施例中的基于潜望式连续光变摄像模组的电子设备。所述电子设备可以是智能手机。参考图15，本实施例中，所述电子设备的壳体91背部(即壳体91的背向显示屏94的一面)具有适于容纳多摄模组的凸台92，所述潜望式连续光变摄像模组中，所述固定镜组10和所述变焦镜组20可以位于所述凸台92内。所述光路转折元件30、补偿镜组40和感光组件50则位于电子设备主体内93。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (17)

1.一种潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，包括依次布置并构成成像系统的固定镜组、变焦镜组、反射元件、补偿镜组和感光组件；其中，所述固定镜组、变焦镜组和反射元件的入射端具有第一光轴，所述反射元件的出射端、补偿镜组和感光组件具有第二光轴，所述第一光轴垂直于所述第二光轴；所述固定镜组包括至少一个透镜；

所述变焦镜组包括至少两个变焦透镜，且所述变焦透镜通过垂直于所述第一光轴的移动调整成像系统的焦距；

所述补偿镜组包括至少一个补偿透镜，且所述补偿镜组适于沿着所述第二光轴移动以调整所述成像系统的像面位置；

所述感光组件适于接收所述成像系统的光信号并输出图像数据。

2.根据权利要求1所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述成像系统还包括光阑，所述光阑位于所述固定镜组上方或者位于所述固定镜组与所述变焦镜组之间。

3.根据权利要求1所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，位于所述第一光轴的至少一个所述变焦透镜的光学敏感度高于位于所述第二光轴的任意一个透镜。

4.根据权利要求1所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，位于所述第一光轴的至少有一个透镜的光学有效区直径大于位于所述第二光轴的任意一个透镜的光学有效区直径。

5.根据权利要求1所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述固定镜组的至少一个透镜的光学敏感度高于位于所述第二光轴的任意一个透镜。

6.根据权利要求1所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述固定镜组和所述变焦镜组适于布置在电子设备的用于搭载多摄模组的凸台内。

7.根据权利要求1所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述摄像模组还包括第一壳体和第二壳体，所述固定镜组安装在第一壳体内，所述变焦镜组安装在第二壳体内，所述第一壳体的底面与所述第二壳体的顶面连接固定。

8.根据权利要求7所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述摄像模组还包括第三壳体，所述反射元件、所述补偿镜组和所述感光组件均安装于所述第三壳体内，所述第二壳体的底面与所述第三壳体的顶面连接固定。

9.根据权利要求7所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述摄像模组还包括第三壳体、第四壳体和第五壳体，所述反射元件安装在所述第三壳体内，所述补偿镜组安装在第四壳体内，所述感光组件安装在第五壳体内，所述第二壳体的底面与所述第三壳体的顶面连接固定，所述第四壳体的两个侧面分别与所述第三壳体和所述第五壳体连接固定。

10.根据权利要求1所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述变焦镜组包括第一变焦透镜和第二变焦透镜，所述第一变焦透镜和所述第二变焦透镜均具有至少一个自由曲面。

11.根据权利要求10所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述变焦镜组还包括用于驱动所述第一变焦透镜移动的第一变焦透镜驱动器和用于驱动所述第二变焦透镜移动的第二变焦透镜驱动器，并且所述第一变焦透镜驱动器和所述第二变焦透镜驱动器位于所述变焦镜组的同一侧。

12.根据权利要求10所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述变焦镜组还包括用于驱动所述第一变焦透镜移动的第一变焦透镜驱动器和用于驱动所述第二变焦透镜移动的第二变焦透镜驱动器，所述第一变焦透镜驱动器位于所述第一变焦透镜的两侧，所述第二变焦透镜驱动器位于所述第二变焦透镜的两侧。

13.根据权利要求10所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，在变焦过程中，所述第一变焦透镜和所述第二变焦透镜的移动方向相反。

14.根据权利要求10所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，在变焦过程中，所述第一变焦透镜和所述第二变焦透镜的移动方向相同，且二者的移动距离不同。

15.根据权利要求1所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述变焦镜组沿着垂直于所述第一光轴且平行于所述第二光轴的方向移动以调整所述成像系统的焦距。

16.根据权利要求1所述的潜望式连续光变摄像模组，其特征在于，所述变焦镜组沿着垂直于所述第一光轴且垂直于所述第二光轴的方向移动以调整所述成像系统的焦距。

17.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备搭载如权利要求1-16中任意一项所述的潜望式连续光变摄像模组；

其中，所述电子设备的壳体背部具有适于容纳多摄模组的凸台，所述潜望式连续光变摄像模组中，所述固定镜组和所述变焦镜组位于所述凸台内。

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