CN117631235A - 变焦镜头组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及“变焦镜头组件。”本文所公开的各种实施方案包括变焦镜头组件以及结合这些变焦镜头组件的相机和设备。本文所述的变焦镜头组件包括三个镜头组，这些镜头组中的第一镜头组包括光折叠元件诸如棱镜。第二镜头组和第三镜头组能够相对于该第一镜头组并且相对于彼此移动以改变相机的焦距。

Description

变焦镜头组件

相关申请的交叉引用

本申请是2022年8月26日提交的美国临时专利申请63/401,495号的非临时申请并且根据35§U.S.C.119(e)要求该临时专利申请的权益，该临时专利申请的内容以引用方式并入本文，如同在本文中完全公开一样。

技术领域

本公开涉及在相机系统中使用的镜头组件。

背景技术

相机仍然是消费电子设备诸如智能电话、平板电脑和计算机的重要特征。许多设备现在具有带有两个或更多个相机的多相机系统，这些相机具有带有不同焦距的镜头组件，并且因此可捕获具有不同视角和放大率的图像。在一些情况下，具有多个相机与具有带有跨越一系列给定焦距的变焦镜头的单个相机相比减少了空间、成本和/或复杂性。然而，在其他情况下(诸如在较高焦距下)，使设备具有带有变焦镜头的相机而不是多个相机反而可减少空间、成本和/或复杂性。因此，可期望提供一种具有适应由小外形相机强加的物理约束的可变放大能力的成像镜头组件。

发明内容

本公开涉及变焦镜头组件以及结合这些变焦镜头组件的相机和设备。本文所述的一些实施方案涉及一种相机，该相机包括图像传感器和镜头组件，其中该镜头组件具有光轴并且包括第一镜头组，该第一镜头组具有负屈光力并且包括在该光轴上固定在适当位置的第一组镜头元件组。该镜头组件还包括：第二镜头组，该第二镜头组能够沿该光轴在该第一镜头组和该图像传感器之间移动，具有正屈光力，并且包括第二组镜头元件；以及第三镜头组，该第三镜头组能够沿该光轴在该第一镜头组和该图像传感器之间移动，具有负屈光力，并且包括第三组镜头元件。该相机还包括一组致动器和控制器，其中该控制器被配置为控制该组致动器以使该第二镜头组和该第三镜头组沿该光轴移动，以将该镜头组件的焦距设定在该镜头组件的焦点范围内。

在一些情况下，该控制器还被配置为控制该组致动器以使该第三镜头组沿该光轴移动，同时保持该第二镜头组的位置，以对准该相机的焦点。在一些情况下，该第一镜头组包括光折叠元件，该光折叠元件被配置为从该镜头组件的物侧接收光并且沿该光轴重新引导该光。在这些变型中的一些变型中，该第一组镜头元件包括紧邻该光折叠元件定位的第一镜头元件。该镜头系统的光圈数可跨该焦点范围小于或等于3.0。在这些变型中的一些变型中，该镜头系统的光圈数跨该焦点范围介于f/2.2和f/3.0之间。另外地或另选地，该焦点范围包括至少包括72mm和108mm的一系列35mm等效焦距。

如所述的其他变型涉及一种相机，该相机包括图像传感器和具有光轴的镜头组件，其中该镜头组件包括具有负屈光力的第一镜头组并且包括在该光轴上固定在适当位置的第一组镜头元件。该镜头组件还包括：第二镜头组，该第二镜头组紧邻该第一镜头组，能够沿该光轴移动，具有正屈光力，并且包括第二组镜头元件；以及第三镜头组，该第三镜头组紧邻该第一镜头组，能够沿该光轴移动，具有负屈光力，并且包括第三组镜头元件。

在这些变型中的一些变型中，该第一镜头组包括光折叠元件，该光折叠元件被配置为从该镜头组件的物侧接收光并且沿该光轴重新引导该光，并且该第一组镜头元件包括紧邻该光折叠元件定位的第一镜头元件。在这些变型中的一些变型中，该第一组镜头元件包括紧邻该第一组镜头元件中的该第一镜头元件的第二镜头元件，该第一镜头元件组包括紧邻该第一组镜头元件中的该第二镜头元件的第三镜头元件，并且该第三镜头元件具有负屈光力。

另外地或另选地，该第二组镜头元件包括具有正屈光力的第一镜头元件和具有负屈光力的第二镜头元件。在这些变型中的一些变型中，该第二组镜头元件中的该第一镜头元件紧邻该第一镜头组。该第二镜头组可包括限定光圈的光圈层。在这些变型中的一些变型中，该光圈层定位在该第一组镜头元件和该第二组镜头元件之间。

其他实施方案涉及一种具有光轴的镜头组件，该镜头组件包括：第一镜头组，该第一镜头组具有负屈光力；第二镜头组，该第二镜头组能够沿该光轴移动并且具有正屈光力；以及第三镜头组，该第三镜头组能够沿该光轴移动并且具有负屈光力。该第一镜头组包括光折叠元件和具有正屈光力并且在该光轴上固定在适当位置的第一镜头元件，该第二镜头组包括具有正屈光力并且紧邻该第一镜头组的第一镜头元件，并且该第三镜头组包括具有正屈光力并且紧邻该第二镜头组的第一镜头元件。

在一些情况下，该第三镜头组的该第一镜头元件的厚度比大于0.10，其中该厚度比是该第一镜头元件的厚度与该镜头组件的总光学堆叠长度之比。在这些变型中的一些变型中，该第三镜头组的该第一镜头元件的厚度比大于或等于0.15。另外地或另选地，该第三镜头组包括具有负屈光力的第二镜头元件，并且该第三镜头组的该第一镜头元件定位在该第三镜头组的该第二镜头元件和该第二镜头组之间。该第二镜头组可包括限定光圈的光圈层。在这些变型中的一些变型中，该光圈层定位在该第一组镜头元件和该第二组镜头元件之间。

除了所述示例性方面和实施方案之外，参考附图并通过研究以下描述，更多方面和实施方案将为显而易见的。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本公开，其中类似的附图标号指代类似的结构元件，并且其中：

图1A示出了如本文所述的具有带有如本文所述的变焦镜头组件的相机的设备。图1B描绘了图1A的设备的示例性部件。图1C示出了具有图1A的变焦镜头组件的相机。

图2A示出了如本文所述的具有包括多个镜头组的变焦镜头组件的相机的实施方案。图2B至图2D描绘了图2A的镜头组件的具有不同焦距的不同构型。

应当理解，各个特征部和元件(以及其集合和分组)的比例和尺寸(相对的或绝对的)以及其间呈现的界限、间距和位置关系在附图中提供，以仅用于促进理解本文所述的各个实施方案，并因此可不必要地被呈现或示出以衡量并且并非旨在指示对所示的实施方案的任何偏好或要求，以排除结合其所述的实施方案。

方向性术语，诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“前部”、“后部”、“上方”、“下方”、“以上”、“以下”、“左侧”、“右侧”、“竖直”、“水平”等参考下面描述的一些图中的一些部件的取向来使用，并且不旨在进行限制。因为各种实施方案中的部件可以多个不同的取向定位，所以方向性术语仅用于说明的目的并且不以任何方式进行限制。方向性术语旨在被广义地解释，因此不应被解释为排除以不同方式取向的部件。另外，如本文所用，在用术语“和”或“或”分开项目中任何项目的一系列项目之后的短语“中的至少一者”是将列表作为整体进行修饰，而不是修饰列表中的每个成员。短语“中的至少一者”不要求选择所列出的每个项目中的至少一个；相反，该短语允许包括项目中任何项目中的最少一者和/或项目的任何组合中的最少一者和/或项目中每个项目中的最少一者的含义。举例来说，短语“A、B和C中的至少一者”或“A、B或C中的至少一者”各自是指仅A、仅B或仅C；A、B和C的任意组合；和/或A、B和C中的每一者中的一者或多者。类似地，应当理解，针对本文提供的结合列表或分离列表而呈现的元素的顺序不应被解释为将本公开仅限于所提供的顺序。

具体实施方式

现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。

以下公开内容涉及变焦镜头组件以及结合这些变焦镜头组件的相机和设备。本文所述的变焦镜头组件包括三个镜头组，这些镜头组中的第一镜头组包括光折叠元件诸如棱镜。第二镜头组和第三镜头组能够相对于第一镜头组并且相对于彼此移动以改变相机的焦距。下文参考图1A至图2D讨论这些实施方案和其他实施方案。然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。

本文所述的变焦镜头组件可结合到相机中，从而提供具有变焦能力的相机。此相机继而可结合到电子设备诸如电话、平板电脑、计算机等中。图1A描绘了如本文所述的示例性设备100。如图所示，设备100包括具有变焦镜头组件的第一相机102。变焦镜头组件允许第一相机102跨一系列焦距选择性地调整其焦距。在相机或镜头组件在本文中被讨论为具有特定“35mm等效焦距”的情况下，此相机或镜头组件具有产生与具有35mm传感器和等于指定35mm等效焦距的焦距的另一相机或镜头组件相同的视角的焦距。换句话讲，具有100mm等效焦距的第一相机具有与具有35mm传感器和100mm焦距的第二相机相同的视角，但第一相机不需要具有100mm焦距。因此，第一相机102能够选择性地调整其焦距以实现一系列不同的35mm等效焦距。

在一些情况下，第一相机102是多相机系统的一部分。例如，在图1A所示的变型中，第一相机102是具有第二相机104和第三相机106的多相机系统的一部分。第二相机104和/或第三相机106可具有不与第一相机102的一系列35mm等效焦距重叠的35mm等效焦距(或该系列35mm等效焦距)。例如，在一些变型中，第一相机102能够实现的最短35mm等效焦距长于第二相机104和第三相机106的35mm等效焦距(或系列35mm等效焦距)。应当理解，设备100可包括单个相机，或者可根据需要包括具有任何数量的(具有任何相对定位的)相机的多相机系统。另外，虽然示出为放置在设备100的后部上，但应当理解，具有变焦镜头组件的相机可根据需要另外地或另选地放置在设备的前部(例如，具有显示器的前侧)或任何其他侧上。

在一些情况下，设备100可包括闪光灯模块108。闪光灯模块108可向设备的相机的一些或所有视场(例如，第一相机102、第二相机104和/或第三相机106的视场)提供照明。这可在低光背景中协助图像捕获操作。另外地或另选地，设备100还可包括深度传感器110，该深度传感器可计算设备100周围的环境的一部分的深度信息。具体地，深度传感器110可计算覆盖场(即，深度传感器能够提供深度信息的最宽横向范围)内的深度信息。深度传感器110的覆盖场可至少部分地与这些相机中的一个或多个相机的视场(例如，第一相机102、第二相机104和/或第三相机106的视场)重叠。深度传感器110可以是能够计算深度传感器110和设备100周围的环境中的各个点之间的距离的任何合适的系统。

深度信息可以任何合适的方式计算。在一个非限制性示例中，深度传感器可利用立体成像，在该立体成像中，两个图像从不同位置取得，并且两个图像中对应像素之间的距离(差异)可用于计算深度信息。在另一个示例中，深度传感器可利用结构化光成像，由此深度传感器可对场景进行成像，同时朝向场景投影已知图案(通常使用红外照明)，并且然后可查看图案如何由场景畸变以计算深度信息。在又一个示例中，深度传感器可利用渡越时间感测，该渡越时间感测基于从深度传感器发射的(通常红外的)光从场景返回所花费的时间量来计算深度。渡越时间深度传感器可利用直接渡越时间或间接渡越时间，并且可一次对整个覆盖场进行照明，或者可仅在给定时间(例如，经由一个或多个斑点、条带或可以是固定的或可跨覆盖场扫描的其他图案)对覆盖场的子集进行照明。在深度传感器利用红外照明的情况下，此红外照明可用于一系列环境条件而不被用户感知。

在一些实施方案中，设备100为还包含其他功能(诸如PDA和/或音乐播放器功能)的便携式多功能电子设备，诸如移动电话。便携式多功能设备的示例性实施方案包括但不限于来自Apple Inc.(Cupertino,California)的设备、/>设备、和设备。任选地使用其他便携式电子设备，诸如具有触敏表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的膝上型电脑或平板电脑。还应当理解的是，在一些实施方案中，该设备并非便携式通信设备，而是可具有触敏表面(例如，触摸屏显示器和/或触控板)的台式计算机。在一些实施方案中，电子设备是(例如，经由无线通信、经由有线通信)与显示生成部件进行通信的计算机系统。显示生成部件被配置为提供视觉输出，诸如经由CRT显示器的显示、经由LED显示器的显示或者经由图像投影的显示。在一些实施方案中，显示生成部件与该计算机系统集成。在一些实施方案中，显示生成部件与该计算机系统分开。如本文所用，“显示”内容包括致使通过经由有线或无线连接向集成或外部显示生成部件传输数据(例如，图像数据或视频数据)以在视觉上产生内容来显示内容。

图1B描绘了设备100的示例性部件。在一些实施方案中，设备100具有总线126，该总线将I/O部分134与一个或多个计算机处理器136和存储器138操作地耦接。I/O部分134可连接到显示器128，该显示器可具有触敏部件130并且任选地具有强度传感器132(例如，接触强度传感器)。此外，I/O部分134可与通信单元140连接，以用于使用Wi-Fi、蓝牙、近场通信(NFC)、蜂窝和/或其他无线通信技术来接收应用程序和操作系统数据。设备100可包括输入机构142和/或144。例如，输入机构142任选地是可旋转输入设备或者可按压输入设备以及可旋转输入设备。在一些示例中，输入机构142任选地是按钮。设备100任选地包括各种传感器，诸如GPS传感器146、加速度计148、定向传感器150(例如，罗盘)、陀螺仪152、运动传感器154和/或它们的组合，所有这些传感器都可操作地连接到I/O部分134。这些传感器中的一些传感器诸如加速度计148和陀螺仪152可协助确定设备100或其一部分的取向。

设备100的存储器138可包括用于存储计算机可执行指令的一个或多个非暂态计算机可读存储介质，这些计算机可执行指令在由一个或多个计算机处理器136执行时例如可致使计算机处理器执行此处所述的技术(诸如，致动本文所述的变焦镜头组件)。计算机可读存储介质可以是可有形地包含或存储计算机可执行指令以供指令执行系统、装置和设备使用或与其结合的任何介质。在一些示例中，存储介质是暂态计算机可读存储介质。在一些示例中，存储介质是非暂态计算机可读存储介质。非暂态计算机可读存储介质可包括但不限于磁存储装置、光学存储装置、和/或半导体存储装置。此类存储装置的示例包括磁盘、基于CD、DVD或蓝光技术的光盘，以及持久性固态存储器诸如闪存、固态驱动器等。

处理器136可包括例如如本文所定义的专用硬件、如本文所定义的计算设备、处理器、微处理器、可编程逻辑阵列(PLA)、可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或能够被配置为执行设备100的操作系统和应用程序以及如本文所述促进设定相机的视场和图像的捕获的任何其他可编程逻辑设备(PLD)。设备100不限于图1B的部件和配置，而是可包括多种配置中的其他部件或另外的部件。

图1C示出了图1A的设备100的第一相机102的部件。第一相机102包括变焦镜头组件112、图像传感器114、包括第一致动器116A和第二致动器116B的一组致动器以及控制器118。变焦镜头组件112包括多个镜头组，具体地，第一镜头组120A、第二镜头组120B和第三镜头组120C。第一镜头组120A被定位成接收从环境进入相机102的(例如，从围绕相机102的场景发射和/或反射的)光122，沿变焦镜头组件112的光轴124重新引导光122，并且沿光轴124将光122引导到第二镜头组120B。第二镜头组120B沿光轴124将光122引导到第三镜头组120C，该第三镜头组继而将光122传递给图像传感器114。每个镜头组包括(例如，由玻璃、塑料等制成的)一个或多个镜头元件，该一个或多个镜头元件被配置为接收光并且沿光轴124折射该光。具体地，第一镜头组120A包括第一组镜头元件，第二镜头组120B包括第二组镜头元件，并且第三镜头组120C包括第三组镜头元件。

第二镜头组120B和第三镜头组120C能够沿光轴124相对于第一镜头组120A独立地移动，以调整变焦镜头组件112的焦距。具体地，第一致动器116A被配置为使第三镜头组120C沿光轴124移动。类似地，第二致动器116B被配置为使第二镜头组120B沿光轴124移动。此处所述的致动器可包括适合用于使镜头元件或镜头组在相机内移动的任何合适的致动器，诸如步进电机、音圈马达致动器、压电致动器、片簧致动器、它们的组合等。为了改变变焦镜头组件112的焦距，控制器118选择性地控制第一致动器116A和第二致动器116B以使第二镜头组120B和第三镜头组120C沿光轴124移动。为了调整变焦镜头组件112的焦点，控制器控制第一致动器116A以使第三镜头组120C沿光轴124移动，同时控制第二致动器116B以保持第二镜头组120B的位置。具体地，第三镜头组120C可朝向图像传感器114移动以朝向变焦镜头组件112的最小对焦距离移动焦点，并且可远离图像传感器移动以朝向无限远移动焦点。

在一些变型中，该组致动器还可包括第三致动器116C，该第三致动器被配置为使第一镜头组120A的光折叠元件移动。在这些情况下，第三致动器116C可使折叠光元件相对于第二镜头组120B和第三镜头组120C以及第一镜头组120A的其余镜头元件旋转或倾斜。此旋转可用于提供相机102的光学图像稳定。具体地，控制器118可响应于(例如，由运动传感器、加速度计、陀螺仪、它们的组合等感测到的)相机运动而控制第三致动器116C以旋转和/或倾斜棱镜，以提供由第一相机102捕获的图像的光学图像稳定。

图2A示出了如本文所述的具有变焦镜头组件202和图像传感器204的相机200的变型。变焦镜头组件202向相机200提供可变放大能力，并且包括第一镜头组206A、第二镜头组206B和第三镜头组206C。第二镜头组206B和第三镜头组206C能够(例如，使用如先前所述的一组致动器)沿相机200的光轴相对于彼此移动并且相对于第一镜头组206A移动，以改变如先前所述的变焦镜头组件202的放大率。虽然本文所述的镜头组可能够在相机内移动，但应当理解，每个镜头组包括相对于彼此固定的一个或多个镜头元件。

具体地，变焦镜头组件202可被控制为使变焦镜头组件202的焦距在焦点范围内变化。焦点范围包括最小焦距和最大焦距。在本文所述的实施方案中的一些实施方案中，焦点范围跨越至少包括72mm和108mm的35mm等效焦距的范围(这继而允许相机提供跨越至少3x至4.5x放大率的一系列放大率)。在这些实施方案中的一些实施方案中，最小焦距(以35mm等效焦距表达)为72mm，并且最大焦距(以35mm等效焦距表达)为108mm。在一些变型中，焦点范围跨越至少包括72mm和120mm的35mm等效焦距的范围(这继而允许相机提供跨越至少3x至5x放大率的一系列放大率)。在这些实施方案中的一些实施方案中，最小焦距(以35mm等效焦距表达)为72mm，并且最大焦距(以35mm等效焦距表达)为120mm。

当变焦镜头组件202跨焦点范围(即，在最小焦距和最大焦距之间)移动时，镜头组件202的光圈数也可变化。光圈数，是指焦距和镜头组件202的入口光圈的直径之间的比率，在一些情况下可跨变焦镜头组件202的整个焦点范围小于或等于f/3.0。例如，在一些变型中(诸如在焦点范围介于呈35mm等效焦距形式的72mm和108mm之间的情况下)，变焦镜头组件202跨焦点范围具有介于f/2.2和f/2.9之间的光圈数。在其他变型中(诸如在焦点范围介于呈现35mm等效焦距形式的72mm和108mm之间的情况下)，变焦镜头组件202跨焦点范围具有介于f/2.2和f/3.0之间的光圈数。

在一些实施方案诸如图2A所示的实施方案中，第一镜头组206A沿光轴紧邻第二镜头组206B，并且第二镜头组206B紧邻第三镜头组206C。类似地，第三镜头组206C可紧邻图像传感器204。当镜头元件或镜头组在本文中被描述为“紧邻”另一部件时，这是指镜头元件或镜头组相对于另一部件被定位成使得不存在居间镜头元件(但可存在至少部分地定位在两者间的其他部件，诸如光圈层，或致动器的部分)。

在一些实施方案中，第一镜头组206A具有负屈光力，第二镜头组206B具有正屈光力，并且第三镜头组206C具有负屈光力。第一镜头组206A包括光折叠元件208，该折叠元件在镜头组件的物侧处接收光并且将该光重新引导到变焦镜头组件202的光轴上。虽然在图2A中被示出为棱镜，但光折叠元件208可另选地被配置为反射镜或能够将光重新引导到变焦镜头组件202的光轴上的其他结构。

在一些情况下，第一镜头组206A包括多个镜头元件，该多个镜头元件定位在光折叠元件208和第二镜头组206B之间并且沿相机200的光轴固定。例如，第一镜头组可包括紧邻光折叠元件208定位并且具有正屈光力的第一镜头元件210。在光折叠元件208也相对于相机200固定(即，光折叠元件208不旋转或倾斜以提供如上所讨论的光学图像稳定)的情况下，第一镜头元件210的表面可被放置成与光折叠元件208的对应表面(例如，在光折叠元件208被配置为棱镜的情况下为棱镜表面)接触。

第一镜头组206A还包括位于第一镜头元件210和第二镜头组206B之间的至少一个负光焦度镜头元件(即，具有负屈光力)。例如，在图2B所示的变型中，第一镜头组206A包括第二镜头元件212和第三镜头元件214。第二镜头元件212和第三镜头元件214被定位成使得第二镜头元件212定位在第一镜头元件210和第三镜头元件214之间。在图2A所示的变型中，第二镜头元件212具有正屈光力并且第三镜头元件214具有负屈光力。在其他变型中，第二镜头元件212具有负屈光力并且第三镜头元件214具有负屈光力。

第二镜头组206B包括具有正屈光力的至少一个镜头元件。在这些变型中的一些变型中，第二镜头组206B包括多个镜头元件，该多个镜头元件包括具有正屈光力的至少一个镜头元件和具有负屈光力的至少一个镜头元件。例如，图2A所示的第二镜头组206B的变型包括具有正屈光力的第一镜头元件218、具有正屈光力的第二镜头元件220和具有负屈光力的第三镜头元件222。在这些变型中，第二镜头组206B被配置成使得第二镜头元件220定位在第一镜头元件218和第三镜头元件222之间，并且第三镜头元件222定位在第二镜头元件220和第三镜头组206C之间。在其他变型中，第二镜头组206B可包括仅两个镜头元件：具有正屈光力的第一镜头元件和具有负屈光力的第二镜头元件，使得第二镜头元件定位在第一镜头元件和第三镜头组206C之间。

另外，在一些变型中，第二镜头组206B包括光圈层216，该光圈层限定环绕变焦镜头组件202的光轴的光圈。光圈层216可定位在第一镜头组206A和第二镜头组206B和第一镜头组206A的每个镜头元件的至少一部分之间。例如，在图2A所示的变型中，光圈层216至少部分地定位在第一镜头元件218和第一镜头组206A之间。在一些情况下，第一镜头元件218的至少一部分延伸穿过由光圈层216限定的光圈，但应当理解，光圈层216被定位成使得第一镜头元件218不至少部分地延伸穿过由光圈层216限定的光圈。

第三镜头组206C包括具有正屈光力的第一镜头元件224和具有负屈光力的第二镜头元件226。第三镜头组206C被配置成使得第一镜头元件224定位在第二镜头元件226和第二镜头组206B之间(这将第二镜头元件226定位在第一镜头元件224和图像传感器204之间)。在一些情况下，与变焦镜头组件202的其他镜头元件相比，第三镜头组206C的第一镜头元件224具有相对大的厚度。例如，在一些变型中，第三镜头组206C的第一镜头元件224具有大于0.10的厚度比，其中厚度比被定义为镜头元件的厚度D与变焦镜头组件202的总光学堆叠长度TTL之比。总光学堆叠长度TTL是第一镜头组206A的第一镜头元件210的像侧(即，面向光折叠元件208的侧)和变焦镜头组件的像平面(其与图2A中的图像传感器204的定位重合)之间的距离。

在一些情况下，第三镜头组206C的第一镜头元件224的厚度比大于或等于0.15。在一个非限制性示例中，总光学堆叠长度TTL为20mm，并且第一镜头组206A的第一镜头元件210的厚度大于3mm(例如，诸如在焦点范围介于呈35mm等效焦距形式的72mm和108mm之间的情况下)。在其他实施方案中，第三镜头组206C的第一镜头元件224的厚度比大于或等于0.18，诸如在焦点范围介于呈35mm等效焦距形式的72mm与120mm之间时的情况下。

如上所提及，第二镜头组206B和第三镜头组206C能够移动以改变变焦镜头组件202的焦距和由该变焦镜头组件提供的放大率。例如，图2B示出了在变焦镜头组件202处于第一构型的情况下的相机200，在该第一构型中，第二镜头组206B和第三镜头组206C被定位成提供变焦镜头组件的焦点范围的最小焦距。通过将第二镜头组206B和第三镜头组206C两者朝向第一镜头组移动(诸如图2C所示的构型)，变焦镜头组件202可被定位成提供变焦镜头组件的焦点范围的中间焦距。继续将第二镜头组206B和第三镜头组206C朝向第一镜头组206A移动会将变焦镜头组件202置于如图2D所示的构型中，在该构型中，第二镜头组206B和第三镜头组206C被定位成提供变焦镜头组件的焦点范围的最大焦距。应当理解，当在不同构型之间改变变焦镜头组件以提供不同放大率时，第二镜头组206B和第三镜头组206C可移动不同距离。另外，当变焦镜头组件202处于给定构型以提供目标放大水平时，可移动第三镜头组206C，同时将第二镜头组206B保持在相同位置，以调整如先前所讨论的变焦镜头组件的焦点水平。

上述描述为了进行解释使用了特定命名来提供对所述实施方案的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，在阅读本说明书之后，不需要具体细节即可实践所述实施方案。因此，出于例示和描述的目的，呈现了对本文所述的具体实施方案的前述描述。它们并非旨在是穷举性的或将实施方案限制到所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，在阅读本说明书之后，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可能的。

Claims (20)

1.一种相机，所述相机包括：

图像传感器；

镜头组件，所述镜头组件具有光轴并且包括：

第一镜头组，所述第一镜头组具有负屈光力并且包括在所述光轴上固定在适当位置的第一组镜头元件；

第二镜头组，所述第二镜头组能够沿所述光轴在所述第一镜头组和所述图像传感器之间移动，具有正屈光力，并且包括第二组镜头元件；以及

第三镜头组，所述第三镜头组能够沿所述光轴在所述第一镜头组和所述图像传感器之间移动，具有负屈光力，并且包括第三组镜头元件；以及

一组致动器；以及

控制器，其中：

所述控制器被配置为控制所述一组致动器以使所述第二镜头组和所述第三镜头组沿所述光轴移动，以将所述镜头组件的焦距设定在所述镜头组件的焦点范围内。

2.根据权利要求1所述的相机，其中所述控制器被配置为控制所述一组致动器以使所述第三镜头组沿所述光轴移动，同时保持所述第二镜头组的位置，以对准所述相机的焦点。

3.根据权利要求1所述的相机，其中所述第一镜头组包括光折叠元件，所述光折叠元件被配置为从所述镜头组件的物侧接收光并且沿所述光轴重新引导所述光。

4.根据权利要求3所述的相机，其中所述第一组镜头元件包括紧邻所述光折叠元件定位的第一镜头元件。

5.根据权利要求1所述的相机，其中所述镜头组件的光圈数跨所述焦点范围小于或等于3.0。

6.根据权利要求5所述的相机，其中所述镜头组件的所述光圈数跨所述焦点范围介于f/2.2和f/3.0之间。

7.根据权利要求1所述的相机，其中所述焦点范围至少包括介于72mm和108mm之间的一系列35mm等效焦距。

8.一种相机，所述相机包括：

图像传感器；以及

镜头组件，所述镜头组件具有光轴并且包括：

第一镜头组，所述第一镜头组具有负屈光力并且包括在所述光轴上固定在适当位置的第一组镜头元件；

第二镜头组，所述第二镜头组紧邻所述第一镜头组，能够沿所述光轴移动，具有正屈光力，并且包括第二组镜头元件；以及

第三镜头组，所述第三镜头组紧邻所述第一镜头组，能够沿所述光轴移动，具有负屈光力，并且包括第三组镜头元件。

9.根据权利要求8所述的相机，其中：

所述第一镜头组包括光折叠元件，所述光折叠元件被配置为从所述镜头组件的物侧接收光并且沿所述光轴重新引导所述光；以及

所述第一组镜头元件包括紧邻所述光折叠元件定位的第一镜头元件。

10.根据权利要求9所述的相机，其中：

所述第一组镜头元件包括紧邻所述第一组镜头元件中的所述第一镜头元件的第二镜头元件；

所述第一组镜头元件包括紧邻所述第一组镜头元件中的所述第二镜头元件的第三镜头元件；以及

所述第三镜头元件具有负屈光力。

11.根据权利要求8所述的相机，其中：

所述第二组镜头元件包括具有正屈光力的第一镜头元件和具有负屈光力的第二镜头元件。

12.根据权利要求11所述的相机，其中：

所述第二组镜头元件中的所述第一镜头元件紧邻所述第一镜头组。

13.根据权利要求12所述的相机，其中：

所述第二镜头组包括限定光圈的光圈层。

14.根据权利要求13所述的相机，其中所述光圈层定位在所述第一组镜头元件和所述第二组镜头元件之间。

15.一种具有光轴的镜头组件，所述镜头组件包括：

第一镜头组，所述第一镜头组具有负屈光力；

第二镜头组，所述第二镜头组能够沿所述光轴移动并且具有正屈光力；以及

第三镜头组，所述第三镜头组能够沿所述光轴移动并且具有负屈光力，其中：

所述第一镜头组包括光折叠元件和具有正屈光力并且在所述光轴上固定在适当位置的第一镜头元件；

所述第二镜头组包括具有正屈光力并且紧邻所述第一镜头组的第一镜头元件；以及

所述第三镜头组包括具有正屈光力并且紧邻所述第二镜头组的第一镜头元件。

16.根据权利要求15所述的镜头组件，其中所述第三镜头组的所述第一镜头元件的厚度比大于0.10，其中所述厚度比是所述第一镜头元件的厚度与所述镜头组件的总光学堆叠长度之比。

17.根据权利要求16所述的镜头组件，其中所述第三镜头组的所述第一镜头元件的厚度比大于或等于0.15。

18.根据权利要求15所述的镜头组件，其中：

所述第三镜头组包括具有负屈光力的第二镜头元件；以及

所述第三镜头组的所述第一镜头元件定位在所述第三镜头组的所述第二镜头元件和所述第二镜头组之间。

19.根据权利要求15所述的镜头组件，其中：

所述第二镜头组包括限定光圈的光圈层。

20.根据权利要求19所述的镜头组件，其中所述光圈层定位在所述第一组镜头元件和所述第二组镜头元件之间。