阅读说明：本技术 用于折叠透镜的折光棱镜 (Dioptric prism for folding lens ) 是由 重光学道 藤田和弥 田中秀树 黄硕玮 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本申请涉及用于折叠透镜的折光棱镜。本文公开了一种可用于折叠透镜系统中的光学折光棱镜,该光学折光棱镜由玻璃棱镜和玻璃透镜构成,玻璃透镜使用薄层的光学胶或通过光学接触件附接到棱镜的表面。玻璃透镜没有凸缘,并且因此该棱镜可小于具有相同透镜有效区域的常规折光棱镜中使用的棱镜,因此在与常规折光棱镜相比时,减小了折光棱镜的Z高度。光学玻璃可用于透镜,光学玻璃具有比由光学塑料提供的更高的折射率,这允许透镜比塑料透镜更薄。通过模制玻璃晶片以在晶片的第一表面上形成透镜形状来形成透镜,然后从第二表面研磨模制晶片以单切透镜。(The present application relates to a dioptric prism for a folded lens. Disclosed herein is an optical refractive prism usable in a folding lens system, which is composed of a glass prism and a glass lens attached to the surface of the prism using a thin layer of optical cement or through optical contacts. The glass lens has no flange, and thus the prism can be smaller than a prism used in a conventional prism having the same lens effective area, thereby reducing the Z height of the prism when compared to the conventional prism. Optical glass can be used for lenses, optical glass having a higher refractive index than that provided by optical plastic, which allows the lenses to be thinner than plastic lenses. The lens is formed by molding a glass wafer to form a lens shape on a first surface of the wafer, and then grinding the molded wafer from a second surface to singulate the lens.)

用于折叠透镜的折光棱镜

技术领域

本公开整体涉及相机系统，更具体地讲，涉及用于折叠透镜系统的折光棱镜。

背景技术

小型多用途移动设备诸如智能电话和平板电脑或平板设备的出现导致需要轻量级、紧凑且能够以低光圈数捕获高分辨率高质量图像以用于集成在设备中的高分辨率小外形相机。然而，由于常规相机技术的局限性，在此类设备中使用的常规小型相机趋于以比利用较大的较高品质相机可实现的较低的分辨率和/或较低的图像质量来捕获图像。使用小封装尺寸的相机实现较高的分辨率通常需要使用具有小像素尺寸的图像传感器和好的紧凑型成像透镜系统。技术进步已实现了图像传感器的像素尺寸的减小。然而，随着图像传感器变得更加紧凑和强大，对具有改善的成像质量性能的紧凑型成像透镜系统的需求已增加。此外，越来越期望小外形相机配备更高的像素计数和/或更大的像素尺寸图像传感器(其中的一者或两者可能需要较大的图像传感器)，同时仍然保持足够紧凑以装配到便携式电子设备中的模块高度。因此，来自光学系统设计方面的挑战是提供能够在由小外形相机施加的物理约束下捕获高亮度高分辨率图像的成像透镜系统。

发明内容

本文描述了可用于折叠透镜系统的具有折光力的光学棱镜的实施方案，例如，该光学棱镜可用于诸如智能电话和平板电脑或平板设备的多用途移动设备中的小外形相机。折叠透镜系统可包括一个或多个棱镜和包括一个或多个折射透镜元件的透镜叠层。第一棱镜将光从第一光轴重定向到第二光轴，从而为透镜系统提供“折叠”光轴。使用棱镜来折叠光轴可例如减小透镜系统的Z高度，并且因此可减小包括透镜系统的相机的Z高度。在一些折叠透镜系统中，第二棱镜可位于透镜叠层的图像侧，以将光轴折叠到第三轴线上。

在一些折叠透镜系统中，可使用具有折光力的棱镜(称为折光棱镜)。例如，在一些相机设计中，折叠透镜系统可能在第一棱镜的物体侧上需要透镜。代替在棱镜的物体侧上使用单独的透镜，可使用由棱镜和沉积于棱镜的物体侧表面上或附接到棱镜的物体侧表面的透镜组成的折光棱镜。折光棱镜的一个优点是，该透镜的凸形物体侧表面可定位成比使用单独的透镜更靠近棱镜的表面，因此减小了折叠透镜系统的Z高度。

常规地，使用复制工艺形成用于折叠透镜系统的折光棱镜，其中塑料材料沉积于棱镜的表面上，形成为透镜形状，并且使用紫外光固化，或者另选地使用如下工艺：使用注塑成型工艺形成塑料透镜并将其附接到棱镜的表面的工艺。然而，这些常规工艺使得围绕塑料透镜形成凸缘，这需要棱镜的表面足够大以容纳凸缘。透镜所附接到的棱镜的表面的尺寸决定了棱镜的尺寸。随着具有凸缘的塑料透镜所附接到的棱镜的表面的尺寸增加，棱镜的Z高度并且因此包括透镜的折光棱镜的Z高度增大。

本文描述了可用于折叠透镜系统中的折光棱镜的实施方案。该折光棱镜由玻璃棱镜和使用光学胶或通过光学接触件附接到棱镜的表面的玻璃透镜组成。玻璃透镜没有凸缘。由于玻璃透镜没有凸缘，因此玻璃透镜所附接到的棱镜的尺寸可小于具有凸缘的塑料透镜所附接到的棱镜的尺寸。由于玻璃透镜所附接到的棱镜的表面的尺寸减小，棱镜的Z高度并且因此包括透镜的折光棱镜的Z高度减小。因此，在与使用常规方法形成的折光棱镜相比时，本文所述的折光棱镜的实施方案可提供减小的Z高度。

此外，消除凸缘允许玻璃透镜比通过常规方法形成的塑料透镜更薄。此外，玻璃材料可用于折光棱镜的透镜，该玻璃材料具有比常规方法中使用的塑料材料所提供的折射率更高的折射率。更高的折射率允许玻璃透镜比通过常规方法形成的塑料透镜更薄。因此，除了通过减小棱镜的Z高度来减小折光棱镜的Z高度之外，本文所述的折光棱镜的实施方案还可通过减小透镜的厚度来减小Z高度。

描述了一种制造折光棱镜的方法的实施方案，其中，通过一种工艺形成玻璃透镜，在该工艺中，模制玻璃晶片以在晶片的第一表面上形成透镜形状，然后从第二表面研磨模制晶片以单切或分离玻璃透镜。这样形成的玻璃透镜没有凸缘。然后使用薄层的光学胶或通过光学接触件将单切玻璃透镜附接到玻璃棱镜的表面以形成折光棱镜。在使用光学胶将透镜附接到棱镜的实施方案中，胶的厚度并且因此透镜的平面表面与棱镜的表面之间的间距可以<10微米。在使用光学接触件将透镜附接到棱镜的实施方案中，透镜的平面表面与棱镜的表面之间的间距可以<5微米。

附图说明

图1示出了根据一些实施方案的具有折叠透镜系统的相机。

图2示出了通过将塑料透镜沉积于棱镜的表面上的工艺形成的常规折光棱镜。

图3示出了根据一些实施方案，通过将单切的玻璃透镜附接到棱镜的表面而形成的折光棱镜。

图4A至图4D根据一些实施方案，将如图3所示的折光棱镜与图2所示的折光棱镜进行比较。

图5A至图5G示出了根据一些实施方案，制造如图3所示的折光棱镜的方法。

图6A至图6F示出了如图3所示的折光棱镜的各种替代实施方案。

图7A至图7D示出了具有包括至少一个折光棱镜的折叠透镜系统的相机的各种实施方案。

图8是根据一些实施方案，使用包括折光棱镜的折叠透镜系统的实施方案来捕获图像的方法的流程图。

图9是根据一些实施方案，制造如图3所示的折光棱镜的方法的流程图。

图10示出了示例性计算机系统。

本说明书包括参考“一个实施方案”或“实施方案”。出现短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”并不一定是指同一个实施方案。特定特征、结构或特性可以与本公开一致的任何合适的方式被组合。

“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所使用的，该术语不排除附加结构或步骤。考虑引用以下的权利要求：“一种装置，包括一个或多个处理器单元...”此类权利要求不排除该装置包括附加部件(例如，网络接口单元、图形电路等)。

“被配置为”。各种单元、电路或其它部件可被描述为或叙述为“被配置为”执行一项或多项任务。在此类上下文中，“被配置为”用于通过指示单元/电路/部件包括在操作期间执行这一项或多项任务的结构(例如，电路)来暗指该结构。如此，单元/电路/部件可被配置为即使在指定的单元/电路/部件当前不可操作(例如，未接通)时也执行该任务。与“被配置为”语言一起使用的单元/电路/部件包括硬件——例如电路、存储可执行以实现操作的程序指令的存储器等。引用单元/电路/部件“被配置为”执行一项或多项任务明确地旨在针对该单元/电路/部件不援引35U.S.C.§112(f)。此外，“被配置为”可包括由软件和/或固件(例如，FPGA或执行软件的通用处理器)操纵的通用结构(例如，通用电路)以能够执行待解决的一项或多项任务的方式操作。“被配置为”还可包括调整制造过程(例如，半导体制作设施)，以制造适用于实现或执行一项或多项任务的设备(例如，集成电路)。

“第一”“第二”等。如本文所用，这些术语充当它们所在之前的名词的标签，并且不暗指任何类型的排序(例如，空间的、时间的、逻辑的等)。例如，缓冲电路在本文中可被描述为执行“第一”值和“第二”值的写入操作。术语“第一”和“第二”未必暗指第一值必须在第二值之前被写入。

“基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定的一个或多个因素。该术语不排除影响确定的附加因素。即，确定可仅基于这些因素或至少部分地基于这些因素。考虑短语“基于B来确定A”。在这种情况下，B为影响A的确定的因素，此类短语不排除A的确定也可基于C。在其它实例中，可仅基于B来确定A。

具体实施方式

本文描述了可用于折叠透镜系统的具有折光力的光学棱镜的实施方案，例如，该光学棱镜可用于诸如智能电话和平板电脑或平板设备的多用途移动设备中的小外形相机。折叠透镜系统可包括一个或多个棱镜和包括一个或多个折射透镜元件的透镜叠层。第一棱镜将光从第一光轴重定向到第二光轴，从而为透镜系统提供“折叠”光轴。使用棱镜来折叠光轴可例如减小透镜系统的Z高度，并且因此可减小包括透镜系统的相机的Z高度。在一些实施方案中，第二棱镜可位于透镜叠层的图像侧，以将光轴折叠到第三轴线上。

在一些折叠透镜系统中，可使用具有折光力的棱镜(称为折光棱镜)。例如，在一些相机设计中，折叠透镜系统可能在第一棱镜的物体侧上需要透镜。代替在棱镜的物体侧上使用单独的透镜，可使用由棱镜和沉积于棱镜的物体侧表面上或附接到棱镜的物体侧表面的透镜组成的折光棱镜。折光棱镜的一个优点是，该透镜的凸形物体侧表面可定位成比使用单独的透镜更靠近棱镜的表面，因此减小了折叠透镜系统的Z高度。

常规地，使用复制工艺形成用于折叠透镜系统的折光棱镜，其中塑料材料沉积于棱镜的表面上，形成为透镜形状，并且使用紫外光固化，或者另选地使用如下工艺：使用注塑成型工艺形成塑料透镜并将其附接到棱镜的表面的工艺。然而，这些常规工艺使得围绕塑料透镜形成凸缘，这需要棱镜的表面足够大以容纳凸缘。透镜所附接的棱镜的表面的尺寸决定了棱镜的尺寸。随着具有凸缘的塑料透镜所附接到的棱镜的表面的尺寸增加，棱镜的Z高度并且因此包括透镜的折光棱镜的Z高度增大。小外形相机的一个目标是减小相机的Z高度，以用于薄型多用途移动设备中。常规折叠透镜系统中的Z高度的限制因素是这些常规折光棱镜的Z高度。

本文描述了可用于折叠透镜系统中的具有折光力的光学棱镜(本文中称为折光棱镜)。该折光棱镜由玻璃棱镜和附接到棱镜的表面的玻璃透镜组成。在一些实施方案中，并非使用复制工艺或注塑成型工艺来形成用于折光棱镜的塑料透镜，而是使用一种工艺，其中模制玻璃晶片以在晶片的第一表面上形成透镜形状，然后从第二表面研磨模制晶片以单切或分离玻璃透镜。这样形成的玻璃透镜没有凸缘。然后使用薄层(<10微米)的光学胶或通过光学接触件将单切玻璃透镜附接到玻璃棱镜的表面。由于玻璃透镜没有凸缘，因此玻璃透镜附接到的棱镜的表面可小于用于上述常规折光棱镜中的棱镜，并且通过将玻璃透镜附接到棱镜而形成的折光棱镜小于上述常规折光棱镜。由于玻璃透镜所附接到的棱镜的表面的尺寸减小，棱镜的Z高度并且因此包括透镜的折光棱镜的Z高度减小。

除了通过消除凸缘的增加宽度来减小棱镜的尺寸之外，消除凸缘的厚度还允许玻璃透镜比通过常规方法形成的塑料透镜更薄。此外，玻璃材料可用于透镜，该玻璃材料具有比常规方法中用于形成透镜的塑料材料所提供的折射率更高的折射率。更高的折射率允许玻璃透镜比通过常规方法形成的塑料透镜更薄。

棱镜和透镜可由光学玻璃构成。在一些实施方案中，棱镜和透镜可由相同的玻璃材料构成。然而，在一些实施方案中，棱镜和透镜可由不同的玻璃材料构成。在一些实施方案中，透镜可由色散系数>45的玻璃材料构成，以校正色差。在一些实施方案中，棱镜可由折射率高于透镜中所用的玻璃材料的玻璃材料构成。在一些实施方案中，透镜可由折射率>1.5的玻璃材料构成。在一些实施方案中，棱镜可由折射率>1.7的玻璃材料构成，以在棱镜的倾斜反射表面处提供全内反射。

虽然描述了玻璃透镜被附接到棱镜的物体侧的折光棱镜的实施方案，但在一些实施方案中，玻璃透镜可替代地或也可附接到棱镜的图像侧，以形成在折叠透镜系统中使用的折光棱镜。此外，尽管描述了附接到棱镜的平凸玻璃透镜的实施方案，但平凹透镜或带有平坦表面的其他类型的透镜也可附接到棱镜。需注意，透镜的平坦表面附接到棱镜的平坦表面。

图1示出了根据一些实施方案，包括具有折光棱镜的折叠透镜系统的相机。图1示出了相机100的部件，该相机包括折叠透镜系统，折叠透镜系统具有两个棱镜120和140、一个或多个折射透镜132(在本示例中，为三个透镜132A、132B和132C)，该一个或多个折射透镜132位于棱镜120和140之间的透镜筒体130中。棱镜120和140为相机100提供“折叠”光轴。第一棱镜120的反射表面122将来自物场的光从第一轴线(AX1)重定向至第二轴线(AX2)上的透镜132。透镜132将光折射到第二棱镜140的反射表面142，该第二棱镜将光重定向到第三轴线(AX3)上，相机100的图像传感器160设置在该轴线上。重定向的光在图像传感器160的表面处或附近的图像平面处形成图像。相机100可包括但不一定包括例如位于第二棱镜140和图像传感器160之间的红外(IR)滤光片150。相机100还可包括孔径光阑150，例如位于第一棱镜120的物体侧上。可以根据特定相机100的要求来选择透镜筒体130中的折射透镜元件132的数量、形状、材料和布置。

如图1的示例性相机100中所示，在一些折叠透镜系统中，可使用具有折光力的棱镜(称为折光棱镜190)。在该示例中，为了形成折光棱镜190，使用复制工艺将透镜110沉积于棱镜120的物体侧上，其中塑料材料被沉积于棱镜120的表面上，形成为透镜形状，并且使用紫外光固化。另选地，为了形成折光棱镜190，可以使用注塑成型工艺形成塑料透镜110并将其附接到棱镜120的表面。然而，这些工艺使得围绕塑料透镜110形成凸缘114，这需要棱镜120的表面足够大以容纳凸缘114。透镜110所附接的棱镜120的表面的尺寸决定了棱镜120的尺寸。随着透镜110所附接的棱镜120的表面的尺寸增加，棱镜120的Z高度并且因此包括透镜110的折光棱镜190的Z高度增大。小外形相机的一个目标是减小相机的Z高度，以用于薄型多用途移动设备中。常规折叠透镜系统中的Z高度的限制因素是这些常规折光棱镜190的Z高度。

图2示出了通过复制工艺形成的常规折光棱镜190，该复制工艺将塑料透镜110(称为塑料透镜)沉积于棱镜120的表面上，或另选地使用如下工艺：使用注塑成型工艺形成塑料透镜110并将其附接到棱镜120的表面。图2示出了折光棱镜190的侧视图(A)和顶视图(B)。如图2中可见，该过程围绕塑料透镜110的有效区域112形成凸缘114。透镜的有效区域可由透镜的有效直径限定。在光学器件中，透镜的有效区域可限定为从透镜的几何中心到透镜形状(在本示例中，平凸透镜形状)的边缘距离的两倍。在包括通孔和传感器的光学系统中，光学系统的通孔和焦距确定在传感器处或传感器附近的图像平面处的形成焦点的射线束的锥角。光学系统中透镜的有效区域是或包含透镜区域，在该透镜区域中，由通孔限定的射线束被透镜所影响。凸缘114从透镜110形状的边缘向外延伸。此外，在凸缘114的周围可能需要边缘116以适应制造过程中的细微变化。透镜110的总直径是凸缘114处的宽度118(例如，透镜110的有效直径加上两倍的凸缘114的宽度)。透镜110在凸缘114处的宽度118要求透镜110所附接的棱镜120的表面足够大，以容纳凸缘114加上边缘116。透镜110所附接的棱镜120的表面的尺寸决定了棱镜120的尺寸。随着塑料透镜110所附接的棱镜120的表面的尺寸增加，棱镜120的Z高度并且因此折光棱镜190的Z高度增大。作为非限制性示例，棱镜120可具有约4mm的Z轴高度，并且塑料透镜110可具有约0.6mm的总厚度(包括凸缘114的厚度，例如0.1mm)，而折光棱镜190的总Z轴高度为4.6mm。

图3示出了根据一些实施方案，通过将单切的玻璃透镜370附接到棱镜380的表面而形成的折光棱镜390。图3示出了折光棱镜390的侧视图(A)和顶视图(B)。如图3中可见，玻璃透镜370通过不围绕透镜370的有效区域312形成凸缘的工艺形成。用于形成玻璃透镜370的示例性方法被例示于图5A至图5D和图9中。可以使用薄层(<10微米)的光学胶或通过光学接触件将玻璃透镜370附接到棱镜380，如图5E至图5G和图9所示。在透镜370的周围可能需要边缘316以适应制造过程中的细微变化。由于透镜370没有凸缘，因此透镜370的直径为透镜370的有效区域312的宽度(例如，透镜有效直径)。通过消除凸缘，玻璃透镜370所附接的棱镜380的表面可小于棱镜120的表面，其中具有与玻璃透镜370相同的有效区域的塑料透镜110使用如图2所示的工艺沉积在棱镜120的表面上。透镜110所沉积的棱镜120的表面的尺寸决定了棱镜120的尺寸。由于玻璃透镜370所附接的棱镜380的表面的尺寸减小，在与图2的折光棱镜190相比时，棱镜380的Z高度并且因此折光棱镜390的Z高度减小。

除了通过消除凸缘的增加宽度来减小棱镜380的Z高度之外，消除凸缘的厚度还可以允许玻璃透镜370比通过常规方法形成的塑料透镜110更薄。此外，玻璃材料可用于透镜370，该玻璃材料具有比用于形成透镜110的塑料材料所提供的折射率更高的折射率。更高的折射率允许玻璃透镜370比通过常规方法形成的塑料透镜110更薄。

棱镜380和透镜370可由光学玻璃构成。在一些实施方案中，棱镜380和透镜370可由相同的玻璃材料构成。然而，在一些实施方案中，棱镜380和透镜370可由不同的玻璃材料构成。在一些实施方案中，透镜370可由色散系数>45的玻璃材料构成，以校正色差。在一些实施方案中，棱镜380可由折射率高于透镜370中所用的玻璃材料的玻璃材料构成。在一些实施方案中，透镜370可由折射率>1.5的玻璃材料构成。在一些实施方案中，棱镜380可由折射率>1.7的玻璃材料构成，以在棱镜的倾斜反射表面处提供全内反射。

图4A至图4D根据一些实施方案，将如图3所示的折光棱镜390与如图2所示的折光棱镜190进行比较。

图4A示出了折光棱镜190和折光棱镜390的侧视图。如图4A中可见，消除凸缘114允许在折光棱镜390中使用比在折光棱镜190中使用的棱镜120更小的棱镜380。另外，如图4A中可见，消除凸缘114的厚度允许玻璃透镜370比通过常规方法形成的塑料透镜110更薄。此外，玻璃材料可用于透镜370，该玻璃材料具有比用于形成透镜110的塑料材料所提供的折射率更高的折射率，这允许玻璃透镜370比通过常规方法形成的塑料透镜110更薄。图4A示出了由于消除了凸缘114的宽度，与折光棱镜190相比时折光棱镜390的Z高度的减小，并且还示出了由于消除了凸缘114的厚度结合玻璃透镜370中所用的玻璃材料的更高折射率，在与折光棱镜190相比时折光棱镜390的Z高度的减小。

作为非限制性示例，棱镜120可具有约4mm的Z轴高度，并且塑料透镜110可具有约0.6mm的总厚度(包括凸缘114的厚度)，而折光棱镜190的总Z轴高度为4.6mm。凸缘114的总宽度可为约0.45毫米(mm)(在有效区域的每一侧上为0.225mm)，并且凸缘114的厚度可为约0.1mm。消除凸缘114的宽度可允许棱镜380的Z轴高度(并且因此折光棱镜390的Z轴高度)减小约0.45mm。因此，棱镜380的Z轴高度可为约3.55mm。消除凸缘114的厚度可允许透镜370的厚度(并且因此折光棱镜390的Z轴高度)减小0.1mm。玻璃透镜370中使用的玻璃材料的更高折射率可允许透镜370的厚度(并且因此折光棱镜390的Z轴高度)减小额外的0.03mm。因此，Z轴上的总减小为约0.58mm。因此，折光棱镜390的Z轴高度可为大约4.0mm。然而，需注意，可提供具有更大或更小的Z轴高度(例如，在3mm至7mm的范围内)的折光棱镜390。

图4B示出了折光棱镜190和折光棱镜390的侧视图。如图4B中可见，消除凸缘114允许在折光棱镜390中使用比在折光棱镜190中使用的棱镜120更小的棱镜380。除了减小棱镜390的Z高度之外，消除凸缘114还允许棱镜380在其他(X轴和Y轴)维度上减小。

图4C和4D示出了折光棱镜190和折光棱镜390的顶视图。如图4C中可见，消除凸缘114允许玻璃透镜370所附接的棱镜380的表面小于塑料透镜110所沉积的棱镜120的表面，同时在玻璃透镜370中提供与塑料透镜110的有效区域112尺寸相同的有效区域312。从4D中可以看出，消除凸缘114减小了棱镜380所需的延伸宽度。对于棱镜120，一侧上的延伸宽度等于凸缘的宽度加上边缘的宽度。总延伸宽度加上2*(凸缘宽度+边缘宽度)。考虑到0.225mm的凸缘宽度和0.05mm的边缘宽度，棱镜120的总体延伸宽度为>0.5mm。对于棱镜380，总延伸宽度为2*边缘宽度。考虑到0.05mm的边缘宽度，棱镜380的总延伸宽度为0.1mm，或者总体<0.2mm。消除凸缘114还允许棱镜380在X，Y和Z尺度上减小。由于玻璃透镜370所附接的棱镜380的尺寸减小，在与折光棱镜190相比时，折光棱镜390的Z高度减小。

图5A至图5G示出了根据一些实施方案，制造如图3所示的折光棱镜的方法。在这种方法中，通过一种工艺形成玻璃透镜，其中模制玻璃晶片以在晶片的第一表面上形成透镜形状，然后从第二表面研磨模制晶片以单切或分离玻璃透镜。这样形成的玻璃透镜没有凸缘。然后使用薄层的光学胶或通过光学接触件将单切玻璃透镜附接到玻璃棱镜的表面以形成折光棱镜。在使用光学胶将透镜附接到棱镜的实施方案中，胶的厚度并且因此透镜的平面表面与棱镜的表面之间的间距可以<10微米。在使用光学接触件将透镜附接到棱镜的实施方案中，透镜的平面表面与棱镜的表面之间的间距可以<5微米。

在图5A中，光学玻璃晶片510A被定位在顶部模具500A和底部模具500B之间。在图5B中，晶片510A被压在模具500A和500B之间以形成在晶片510B的第一表面上具有所需透镜形状的模制玻璃晶片510B，如图5C所示。在图5D中，将模制晶片510B定位在精密磨削和抛光机构520中，在该机构中，从第二表面研磨并抛光晶片以单切或分离平凸玻璃透镜570，如图5E所示。在图5F中，使用薄层(<10微米)的光学胶或通过光学接触件将单切平凸玻璃透镜570附接到玻璃棱镜580的表面，以形成折光棱镜590，如图5G所示。在一些实施方案中，可在通过磨削进行单切之前，或者另选地在单切之后，将抗反射涂层涂覆到玻璃透镜的至少一个表面。

棱镜580和透镜570可由光学玻璃构成。在一些实施方案中，棱镜580和透镜570可由相同的玻璃材料构成。然而，在一些实施方案中，棱镜580和透镜570可由不同的玻璃材料构成。在一些实施方案中，透镜570可由色散系数>45的玻璃材料构成，以校正色差。在一些实施方案中，棱镜580可由折射率高于透镜中所用的玻璃材料的玻璃材料构成。在一些实施方案中，透镜570可由折射率>1.5的玻璃材料构成。在一些实施方案中，棱镜580可由折射率>1.7的玻璃材料构成，以在棱镜的倾斜反射表面处提供全内反射。

图6A至图6F示出了如图3所示的折光棱镜的各种替代实施方案。虽然一般性描述了玻璃透镜被附接到棱镜的物体侧的折光棱镜的实施方案，但在一些实施方案中，玻璃透镜可替代地或也可附接到棱镜的图像侧，以形成在折叠透镜系统中使用的折光棱镜。此外，尽管描述了附接到棱镜的具有正折光力的平凸玻璃透镜的实施方案，但平凹透镜或其他类型的透镜也可附接到棱镜。

图6A示出了由附接到棱镜的物体侧的具有正折光力的平凸玻璃透镜构成的折光棱镜690A。如图6A所示，在一些实施方案中，孔径光阑可以位于透镜的外边缘处。图6B示出了由附接到棱镜的图像侧的具有正折光力的平凸玻璃透镜构成的折光棱镜690B。图6C示出了由附接到棱镜的物体侧的具有负折光力的凹玻璃透镜构成的折光棱镜690C。图6D示出了由附接到棱镜的图像侧的具有负折光力的凹玻璃透镜构成的折光棱镜690D。图6E示出了由附接到棱镜的物体侧的具有正折光力的平凸玻璃透镜和附接到棱镜的图像侧的具有正折光力的平凸玻璃透镜构成的折光棱镜690E。图6F示出了由附接到棱镜的物体侧的具有正折光力的平凸玻璃透镜和附接到棱镜的图像侧的具有负折光力的凹玻璃透镜构成的折光棱镜690F。

图7A至图7D示出了具有包括图6A至图6F所示的至少一个折光棱镜的折叠透镜系统的相机的各种实施方案。图7A示出了从物体侧到图像侧包括折光棱镜790、包含一个或多个折射透镜元件的透镜筒体730、标准棱镜740和图像传感器760的相机700A。图7B示出了从物体侧到图像侧包括折光棱镜790、包含一个或多个折射透镜元件的透镜筒体730和图像传感器760的相机700B。图7C示出了从物体侧到图像侧包括标准棱镜740、包含一个或多个折射透镜元件的透镜筒体730、折光棱镜790和图像传感器760的相机700C。图7D示出了从物体侧到图像侧包括第一折光棱镜790A、包含一个或多个折射透镜元件的透镜筒体730、第二折光棱镜790B和图像传感器760的相机700D。

图8是根据一些实施方案，使用包括图3至图7所示的折光棱镜的折叠透镜系统的实施方案来捕获图像的示例性方法的流程图。如在2000处所示，来自物场的光通过孔径光阑在折光棱镜的物体侧表面的第一轴线上被接收。在一些实施方案中，折光棱镜可包括附接到棱镜的物体侧的玻璃透镜(例如，具有正折光力的平凸透镜)。如图6A所示，在一些实施方案中，孔径光阑可以位于玻璃透镜的外边缘处。如在2010处所示，在折光棱镜的物体侧接收的光被棱镜通过棱镜的图像侧重定向至包括位于第二轴线上的一个或多个折射透镜元件的透镜叠层。在一些实施方案中，折光棱镜可包括附接到棱镜图像侧的玻璃透镜(例如，具有负折光力的凹透镜)。如在2020处所示，从折光棱镜接收的光随后被透镜叠层中的一个或多个透镜元件折射至第二棱镜。在一些实施方案中，第二棱镜也可以是包括附接到棱镜的至少一个表面的玻璃透镜的折光棱镜。如在2030处所示，第二棱镜将光重定向以在第三轴线上的图像传感器或传感器模块的表面处或附近的图像平面处形成图像。然后图像传感器或传感器模块可捕获图像。

在一些实施方案中，可不存在第二棱镜，例如如图7B所示。在这些实施方案中，透镜叠层折射光以在第二轴线上的图像传感器或传感器模块的表面处或附近形成图像。

在一些实施方案中，光可穿过红外滤光片，该红外滤光片例如可位于透镜叠层和图像传感器之间。

图9是根据一些实施方案，制造如图3所示的折光棱镜的方法的流程图。如在2100处所示，模制光学玻璃晶片以在晶片的第一表面上形成多个透镜形状，例如如图5A至图5C所示。如在2110处所示，从第二表面研磨和抛光模制玻璃晶片以产生无凸缘的单切玻璃透镜，例如如图5D和图5E所示。如在2120处所示，使用光学胶或光学接触件将单切透镜附接到玻璃棱镜的表面，以产生折光棱镜，例如如图5F和图5G所示。

示例性计算设备

图10示出了被称为计算机系统2000的示例性计算设备，其可包括或托管具有如图3至图9所示的包括至少一个折光棱镜的折叠透镜系统的相机的实施方案。此外，计算机系统2000可实现用于控制相机的操作和/或用于对用相机捕获的图像执行图像处理的方法。在不同的实施方案中，计算机系统2000可以是各种类型的设备中的任何设备，包括但不限于：个人计算机系统、台式计算机、膝上型计算机、笔记本电脑、平板电脑或平板设备、一体电脑或上网本计算机、大型计算机系统、手持式计算机、工作站、网络计算机、相机、机顶盒、移动设备、无线电话、智能电话、消费者设备、视频游戏控制器、手持式视频游戏设备、应用程序服务器、存储设备、电视、视频记录设备、***设备诸如交换机、调制解调器、路由器，或一般性的任何类型的计算或电子设备。

在例示的实施方案中，计算机系统2000包括经由输入/输出(I/O)接口2030被耦接到系统存储器2020的一个或多个处理器2010。计算机系统2000还包括耦接到I/O接口2030的网络接口2040、和一个或多个输入/输出设备2050，诸如光标控制设备2060、键盘2070和一个或多个显示器2080。计算机系统2000还可包括一个或多个相机2090，例如包括具有如上文相对于图3至图9所述的具有折光棱镜的折叠透镜系统的至少一个相机。

在各种实施方案中，计算机系统2000可为包括一个处理器2010的单处理器系统，或者为包括若干个处理器2010(例如，两个、四个、八个或另一适当数量)的多处理器系统。处理器2010可以是能够执行指令的任何合适的处理器。例如，在各种实施方案中，处理器2010可为实现多种指令集架构(ISA)(诸如x86、PowerPC、SPARC、或MIPS ISA或任何其它合适的ISA)中的任一种的通用或嵌入式处理器。在多处理器系统中，处理器2010中的每个处理器通常可以但并非必须实现相同的ISA。

系统存储器2020可被配置为存储可被处理器2010访问的程序指令2022和/或数据2032。在各种实施方案中，系统存储器2020可使用任何合适的存储器技术来实现，诸如静态随机存取存储器(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM)、非易失性/闪存型存储器或任何其他类型的存储器。在例示的实施方案中，程序指令2022可被配置为实现用于控制相机2090的操作以及用于利用集成相机2090或其他方法或数据来捕获和处理图像的各种接口、方法和/或数据，例如用于捕获、显示、处理和存储利用相机2090捕获的图像的接口和方法。在一些实施方案中，程序指令和/或数据可被接收、发送或存储在与系统存储器2020或计算机系统2000分开的不同类型的计算机可访问介质上或类似介质上。

在一个实施方案中，I/O接口2030可以被配置为协调设备中的处理器2010、系统存储器2020、和任何***设备(包括网络接口2040或其他***设备接口，诸如输入/输出设备2050)之间的I/O通信。在一些实施方案中，I/O接口2030可执行任何必要的协议、定时或其他数据转换以将来自一个部件(例如系统存储器2020)的数据信号转换为适于由另一部件(例如处理器2010)使用的格式。在一些实施方案中，I/O接口2030可包括对例如通过各种类型的***设备总线诸如***部件互连(PCI)总线标准或通用串行总线(USB)标准的变体所附接的设备的支持。在一些实施方案中，I/O接口2030的功能例如可被划分到两个或更多个单独部件中，诸如北桥和南桥。此外，在一些实施方案中，I/O接口2030(诸如到系统存储器2020的接口)的功能中的一些或全部可直接并入到处理器2010中。

网络接口2040可被配置为允许在计算机系统2000和附接到网络2085的其他设备(例如，运营商或代理设备)之间或者在计算机系统2000的节点之间交换数据。在各种实施方案中，网络2085可包括一种或多种网络，包括但不限于：局域网(LAN)(例如以太网或企业网)、广域网(WAN)(例如互联网)、无线数据网、一些其他电子数据网络，或它们的某种组合。在各种实施方案中，网络接口2040可支持经由有线或无线通用数据网络(诸如任何合适类型的以太网网络)的通信；经由电信/电话网络(诸如模拟语音网络或数字光纤通信网络)的通信；经由存储区域网络(诸如光纤通道SANs)、或经由任何其它合适类型的网络和/或协议的通信。

输入/输出设备2050在一些实施方案中可包括一个或多个显示终端、键盘、小键盘、触控板、扫描设备、语音或光学识别设备或适于由计算机系统2000键入或访问数据的任何其他设备。多个输入/输出设备2050可存在于计算机系统2000中，或者可分布在计算机系统2000的各个节点上。在一些实施方案中，类似的输入/输出设备可以与计算机系统2000分开，并且可通过有线或无线连接(诸如通过网络接口2040)与计算机系统2000的一个或多个节点进行交互。

如图10所示，存储器2020可包括程序指令2022，该程序指令可为处理器可执行的，以实现用于支持集成相机2090的任何元件或动作，包括但不限于图像处理软件和用于控制相机2090的接口软件。在一些实施方案中，由相机2090捕获的图像可被存储到存储器2020。此外，由相机2090捕获的图像的元数据可被存储到存储器2020。

本领域的技术人员应当理解，计算机系统2000仅仅是例示性的，并不意图限制实施方案的范围。特别地，计算机系统和设备可包括可执行所指示功能的硬件或软件的任意组合，包括计算机、网络设备、互联网设备、PDA、无线电话、寻呼机、摄像机或静态相机等等。计算机系统2000还可连接到未示出的其他设备，或者相反作为独立的系统来操作。此外，由所示出的部件所提供的功能在一些实施方案中可被组合在更少的部件中或者被分布在附加部件中。类似地，在一些实施方案中，所示出的部件中的一些部件的功能可不被提供，和/或其它附加功能可能是可用的。

本领域的技术人员还将认识到，虽然各种项目被示出为在被使用期间被存储在存储器中或存储设备上，但是为了存储器管理和数据完整性，这些项目或其部分可在存储器和其他存储设备之间进行传输。另选地，在其他实施方案中，这些软件部件中的一些或全部可在另一设备上的存储器中执行，并且经由计算机间通信与所例示的计算机系统2000进行通信。系统部件或数据结构中的一些或全部也可(例如作为指令或结构化数据)被存储在计算机可访问介质或便携式制品上以由合适的驱动器读取，其多种示例在上文中被描述。在一些实施方案中，存储在与计算机系统2000分开的计算机可访问介质上的指令可经由传输介质或信号(诸如经由通信介质诸如网络和/或无线链路而传送的电信号、电磁信号或数字信号)传输到计算机系统2000。各种实施方案还可包括在计算机可访问介质上接收、发送或存储根据以上描述所实现的指令和/或数据。一般来讲，计算机可访问介质可包括非暂态计算机可读存储介质或存储器介质，诸如磁介质或光学介质，例如盘或DVD/CD-ROM、易失性或非易失性介质，诸如RAM(例如SDRAM、DDR、RDRAM、SRAM等)、ROM等。在一些实施方案中，计算机可访问介质可包括传输介质或信号，诸如经由通信介质诸如网络和/或无线链路而传送的电气信号、电磁信号、或数字信号。

在不同的实施方案中，本文所述的方法可以在软件、硬件或它们的组合中实现。此外，可改变方法的框的次序，并且可对各种要素进行添加、重新排序、组合、省略、修改等。对于受益于本公开的本领域的技术人员，显然可作出各种修改和改变。本文所述的各种实施方案旨在为例示的而非限制性的。许多变型、修改、添加和改进是可能的。因此，可为在本文中被描述为单个示例的部件提供多个示例。各种部件、操作和数据存储库之间的界限在一定程度上是任意性的，并且在具体的示例性配置的上下文中示出了特定操作。预期了功能的其它分配，它们可落在所附权利要求的范围内。最后，被呈现为示例性配置中的分立部件的结构和功能可被实现为组合的结构或部件。这些和其它变型、修改、添加和改进可落入如以下权利要求书中所限定的实施方案的范围内。

优先权信息

本专利申请要求2018年8月31日提交的名称为“POWER PRISM FOR FOLDEDLENSES”的美国临时专利申请序列号62/726,163的优先权的权益，该美国临时专利申请的内容以引用的方式全文并入本文。