CN108780210A - 具有四个折射透镜的折叠透镜系统 - Google Patents

具有四个折射透镜的折叠透镜系统 Download PDF

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Abstract

本发明描述了可用于小外形相机中的紧凑型折叠透镜系统。描述了可包括具有折光力的四个透镜元件的透镜系统，其中光折叠元件诸如棱镜位于透镜系统的物体侧上的第一透镜元件和将从第一透镜元件折射的光从第一轴重定向到其上布置有其它透镜元件和光电传感器的第二轴上的第二透镜元件之间。透镜系统可包括位于透镜系统前顶点后面的孔径光阑，例如位于第一透镜元件处，以及可选的红外滤光片，例如位于最后一个透镜元件和光电传感器之间。

Description

具有四个折射透镜的折叠透镜系统
背景技术
技术领域
本公开整体涉及相机系统，并且更具体地，涉及用于高分辨率、小外形相机系统的紧凑型透镜系统。
相关技术描述
小型移动多用途设备诸如智能电话和平板电脑或平板设备的出现导致对高分辨率小外形相机集成在设备中的需求。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光电传感器(也被称为图像传感器)和良好的紧凑型成像透镜系统。技术进步已实现光电传感器的像素尺寸的减小。然而，随着光电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。
发明内容
描述了可用于小外形相机中的紧凑型折叠透镜系统。描述了可包括具有折光力的四个透镜元件的透镜系统，其中光折叠元件诸如棱镜位于透镜系统的物体侧上的第一透镜元件和将从第一透镜元件折射的光从第一轴重定向到其上布置有其它透镜元件和光电传感器的第二轴上的第二透镜元件之间。透镜系统可包括位于透镜系统前顶点后面的孔径光阑，例如位于第一透镜元件处，以及可选的红外滤光片，例如位于最后一个透镜元件和相机的光电传感器之间。
紧凑型折叠透镜系统的实施方案可包括具有折光力的四个透镜元件和折叠光轴的光折叠元件诸如棱镜。紧凑型折叠透镜系统可被配置为在摄远范围内以相对窄的视场和35mm等效焦距(f35mm)操作。例如，紧凑型折叠透镜系统的一些实施方案可提供55mm至140mm范围内的35mm的等效焦距，小于6.5mm的Z高度，以适配在各种便携式电子设备中。
通过具有折光力的四个透镜元件的材料、折光力和曲率半径的适当布置，紧凑型折叠透镜的实施方案能够以良好的亮度水平捕获高分辨率、高质量的图像。在一些实施方案中，来自透镜系统的物体侧的第一透镜元件在旁轴区域中具有凸状物体侧表面，并且第三透镜元件在旁轴区域中具有凹状图像侧表面。在一些实施方案中，来自透镜系统的物体侧的第一透镜元件在旁轴区域中具有凸状物体侧表面，并且第三透镜元件在旁轴区域中具有凹状图像侧表面。在一些实施方案中，第一透镜元件由阿贝数(Abbe number)Vd大于40的光学材料形成，并且第二透镜元件由阿贝数Vd小于30的光学材料形成。在一些实施方案中，第一透镜元件和第四透镜元件由阿贝数Vd大于40的光学材料形成，并且第二透镜元件由阿贝数Vd小于30的光学材料形成。
附图说明
图1为紧凑型相机的剖视图，其包括具有四个透镜元件和光折叠元件的紧凑型折叠透镜系统的示例实施方案。
图2A和图2B示出包括紧凑型折叠透镜系统的示例实施方案的相机，该紧凑型折叠透镜系统以F/2.4在31°全视场(FOV)的情况下操作。
图3示出包括紧凑型折叠透镜系统的示例实施方案的相机，该紧凑型折叠透镜系统以F/2.4在28.1°全FOV的情况下操作。
图4示出包括紧凑型折叠透镜系统的示例实施方案的相机，该紧凑型折叠透镜系统以F/2.2在42.2°全FOV的情况下操作。
图5示出包括紧凑型折叠透镜系统的示例实施方案的相机，该紧凑型折叠透镜系统以F/2.6在23.7°全FOV的情况下操作。
图6示出包括紧凑型折叠透镜系统的示例实施方案的相机，该紧凑型折叠透镜系统以F/2.4在31.2°全FOV的情况下操作。
图7示出包括紧凑型折叠透镜系统的示例实施方案的相机，该紧凑型折叠透镜系统以F/3在20.4°全FOV的情况下操作。
图8示出如表中所用的示例性透镜系统中的表面的编号。
图9为根据一些实施方案的使用具有如图1至图7所示的透镜系统的相机捕获图像的方法的流程图。
图10示出可用于实施方案中的示例计算机系统。
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：“一种包括一个或多个处理器单元...的装置”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、电路或其他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35 U.S.C.§112的第六段。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。在其他实例中，可仅基于B来确定A。
具体实施方式
包括具有折光力的四个透镜元件的紧凑型折叠透镜系统，其中光折叠元件诸如棱镜位于透镜系统的物体侧上的第一透镜元件和将从第一透镜元件折射的光从第一轴重定向到其上布置有其它透镜元件和光电传感器的第二轴上的第二透镜元件之间。透镜系统可包括位于透镜系统前顶点后面的孔径光阑，例如位于第一透镜元件处，以及可选的红外滤光片，例如位于最后一个透镜元件和光电传感器之间。可选择透镜系统中透镜元件的形状、材料和布置来捕获高分辨率、高质量图像。
常规地，紧凑型成像透镜可被设计成具有非折叠光轴，该非折叠光轴提供50mm至70mm的35mm等效焦距(f35mm)。然而，这些常规紧凑型透镜设计的透镜亮度(与透镜系统的焦比或F/#相关)和图像质量通常受到便携式电子设备厚度(Z尺度)约束的限制。由于相对于透镜尺度的比例关系，难以进一步增加这些常规紧凑型透镜设计的透镜有效焦距。为了克服这种限制，可在实施方案中使用折叠棱镜或反射镜以减轻透镜系统Z尺度中的约束。
如本文所描述的紧凑型折叠透镜系统的实施方案可为小外形相机提供高分辨率、高质量的成像。使用该紧凑型透镜系统的实施方案，该相机可以小封装尺寸来实现，同时仍然捕获清晰的高分辨率图像，这使得该相机的实施方案适合在小型和/或移动多用途设备诸如移动电话、智能电话、平板计算机或平板计算设备、膝上型电脑、上网本、笔记本电脑、小型笔记本电脑以及超极本计算机等中使用。图10示出示例设备，该设备可包括使用如本文所述的紧凑型折叠透镜系统的实施方案的一个或多个小外形相机。然而，要注意，该相机的各个方面(例如，透镜系统和光电传感器)可按比例放大或缩小，以提供具有更大或更小封装尺寸的相机。此外，该相机系统的实施方案可被实现为独立数字相机。除了静物(单帧捕获)相机应用之外，该相机系统的实施方案可适合在摄像机应用中使用。
具有四个透镜元件的折叠透镜系统
图1为紧凑型相机100的剖视图，该紧凑型相机100包括具有四个透镜元件101-104和光折叠元件140(诸如“折叠”透镜系统110的光轴的棱镜)的紧凑型折叠透镜系统110的示例实施方案。相机100还可包括孔径光阑130、可选的IR滤光片150和光电传感120。如图1所示的包括紧凑型折叠透镜系统110的实施方案的紧凑型相机100可例如在便携式电子设备(诸如移动电话和平板电脑)中实现。对于如图1所示的透镜系统110的实施方案，透镜系统110的35mm等效焦距(f35mm)长于50mm。例如，具有长f35mm的紧凑型折叠透镜系统110可独立用于摄远摄影，或者可与双主(dual-prime)配置的广角成像透镜配对，以实现便携式电子设备的有效光学变焦。
描述了紧凑型折叠透镜系统的实施方案，其包括具有折光力的四个透镜元件101-104和折叠光轴的光折叠元件140诸如棱镜。紧凑型折叠透镜系统110的实施方案可提供75mm至120mm范围内的35mm的等效焦距，并且Z高度小于6mm，以适配在各种便携式电子设备中。通过材料和透镜折光力的适当布置，紧凑折叠透镜系统110的实施方案能够捕获具有高图像质量的高亮度照片。
如图1的示例相机100所示，紧凑型折叠透镜系统110包括具有折光力的四个元件和光折叠元件140(例如，棱镜)，从透镜系统100的物体侧到图像侧依次为：具有正折光力的第一透镜元件101；将光轴从AX1折叠至AX2的折叠元件140，诸如棱镜；具有负折光力的第二透镜元件102；具有折光力的第三透镜元件103；以及具有折光力的第四透镜元件104。孔径光阑130可位于透镜系统110的物体侧和折叠元件140之间，以用于控制光学系统的亮度。
在一些实施方案中，相机100包括IR滤光片150，以减少或消除光电传感器120上的环境噪声的干扰。在一些实施方案中，光电传感器120和/或透镜系统110可沿AX2偏移，以允许透镜系统110在无穷远共轭和宏共轭之间重新聚焦。在各种实施方案中，透镜元件102、透镜元件103和/或透镜元件104可为圆形/圆环形、矩形或一些其它形状。
在透镜系统110的实施方案中，可满足以下要求中的一个或多个，例如，以有利于校正透镜系统110的视场(FOV)上的像差。
●透镜元件101在旁轴区域中具有凸状物体侧表面。
●透镜元件103在旁轴区域中具有凹状图像侧表面。
●在各种实施方案中，透镜元件101至104的其它透镜表面可为凹状的、凸状的，或平坦的/平的(例如，透镜可为平凹型或平凸型透镜)。
●在一些实施方案中，八个透镜表面中的至少一个可为非球面的。
●在一些实施方案中，透镜元件中的至少一个由轻质聚合物或塑料材料制成。
●在一些实施方案中，透镜元件101和透镜元件104由阿贝数Vd大于40的光学材料形成，并且透镜元件102由阿贝数Vd小于30的光学材料形成。选择透镜元件101、102和104的材料和折光力配置以减少色度像差。
●在一些实施方案中，透镜元件103由阿贝数不受限制的光学材料形成。
图1示出包括紧凑型折叠透镜系统110的示例实施方案的示例相机100，该紧凑型折叠透镜系统110以F/2.4在31°全FOV的情况下操作。相机100包括5.04mm的对角光电传感器120。透镜系统110的有效焦距(EFL)为9mm。给定EFL和光电传感器尺寸，相机100的35mm等效焦距高达77mm。在一些实施方案中，相机100/透镜系统110具有从400mm到无穷远共轭的自动聚焦能力。
当聚焦在无穷远共轭和宏共轭时，透镜系统110的调制传递函数(MTF)在所有场和两种共轭处在125线对(lp)/mm空间频率下高于0.6，在150lp/mm空间频率下高于0.3，从而为高分辨率成像提供良好的对比度。在两种共轭处，透镜系统110的轴向和偏轴像差在FOV上很好地平衡。在两种共轭处，FOV上的光学失真被控制在1％以内，而场曲率和像散在FOV上很好地平衡。
在一些实施方案中，如从透镜元件101的前顶点到折叠元件140的后顶点所定义的示例透镜系统110的Z高度可为4.9mm。因此，透镜系统110能够适配在各种便携式电子设备中，包括但不限于智能电话和平板电脑。
具有四个透镜元件的折叠透镜系统-替代的实施方案
图2A至图7示出具有紧凑型折叠透镜系统的紧凑型相机的几个替代实施方案，该紧凑型折叠透镜系统具有四个透镜元件和光折叠元件诸如棱镜，该光折叠元件“折叠”透镜系统的光轴。包括如图2A至图7所示的紧凑型折叠透镜系统的实施方案的紧凑型相机可例如在便携式电子设备诸如移动电话和平板电脑中实现。透镜系统和/或相机还可包括孔径光阑、可选的红外(IR)滤光片和光电传感器。如图2A至图7所示的紧凑型折叠透镜系统可被配置为在摄远范围内以相对窄的视场和35mm等效焦距(f35mm)操作。包括如图2A至图7所示的紧凑型折叠透镜系统的紧凑型相机可例如独立用于摄远摄影，或者可与双主配置的广角成像透镜配对，以实现便携式电子设备的有效光学变焦。
如图2A至图7所示的紧凑型折叠透镜系统的实施方案可包括具有折光力的四个透镜元件和折叠光轴的光折叠元件诸如棱镜。如图2A至图7所示的紧凑型折叠透镜系统的实施方案可提供55mm至140mm范围内的35mm的等效焦距，并且Z高度小于6.5mm，以适配在各种便携式电子设备中。通过具有折光力的三个透镜元件的材料、折光力和曲率半径的适当布置，如图2A至图7所示的紧凑型折叠透镜的实施方案能够以良好的亮度水平捕获高分辨率、高质量的图像。
如图2A至图7所示的紧凑型折叠透镜系统的实施方案包括具有折光力的四个透镜元件和折叠元件诸如棱镜，从透镜系统的物体侧到图像侧依次为：具有正折光力的第一透镜元件(透镜1)；将光轴从AX1折叠至AX2的折叠元件，诸如棱镜；具有负折光力的第二透镜元件(透镜2)；具有折光力的第三透镜元件(透镜3)；以及具有折光力的第四透镜元件(透镜4)。孔径光阑可位于透镜系统的物体侧和折叠元件之间，以用于控制光学系统的亮度。在一些实施方案中，透镜系统或相机包括IR滤光片以减少或消除图像传感器(也被称为光电传感器或传感器)上的环境噪声的干扰。在一些实施方案中，光电传感器可沿AX2偏移，以允许透镜系统在无穷远共轭和宏共轭之间重新聚焦，例如以用于自动聚焦应用。透镜2、3和4可为圆形/圆环形光学透镜，或者可具有圆形之外的形状(例如，矩形或正方形、六边形等)，以减小相机模块Z高度。
在如图2A至图7所示的紧凑型折叠透镜系统的实施方案中，可满足以下要求中的一个或多个，例如，以有利于校正透镜系统的视场(FOV)上的像差：
●透镜1在旁轴区域中具有凸状物体侧表面。
●透镜3在旁轴区域中具有凹状图像侧表面。
●在各种实施方案中，透镜1至4的其它透镜表面可为凹状的、凸状的，或平坦的/平的(例如，透镜可为平凹型或平凸型透镜)。
●在一些实施方案中，八个透镜表面中的至少一个可为非球面的。
●在一些实施方案中，透镜元件中的至少一个由轻质聚合物或塑料制成。
●在一些实施方案中，透镜1由阿贝数Vd大于40的光学材料形成，并且透镜2由阿贝数Vd小于30的光学材料形成。选择透镜的材料和折光力配置，例如以减少色度像差。
●在一些实施方案中，可满足下列关系中的一者或多者：
0.4＜|f/fl|＜1
0.8＜|f/f2|＜1.6
0.05＜|R4f-R4r|/|R4f+R4r|＜0.8
其中f是透镜系统的有效焦距，f1是透镜1的焦距，f2是透镜2的焦距，R4f是透镜4的物体侧表面的曲率半径，以及R4r是透镜4的图像侧表面的曲率半径。
如图2A至图2B中示例实施方案所示，在相机包括如图2A至图7所示的紧凑型折叠透镜系统的一些实施方案中，光电传感器可相对于透镜系统在一个或多个轴上移动，以调整相机的焦点。另选地，在一些实施方案中，透镜系统可相对于光电传感器移动以调整焦点。图2A对应于聚焦在第一位置(无穷远共轭)的相机，而图2B对应于聚焦在第二位置(例如，宏共轭)的相机。虽然聚焦位置被示出为示例，但是应当注意，在一些实施方案中，相机可聚焦在其它位置。
如图2A至图7中的示例实施方案所示，在如本文所述的紧凑型折叠透镜系统的一些实施方案中，第一透镜元件(透镜1)的图像侧表面可为平坦的/平的(例如，透镜1可为平凸的)，并且透镜1的图像侧表面可处于/与光折叠棱镜的物体侧表面接触，以有效地形成单个组合单元或元件。透镜1和棱镜元件可由相同类型的材料(例如，塑性材料)或不同类型的材料构成。在一些实施方案中，透镜1和棱镜元件可被胶结。另选地，透镜1和棱镜元件可由相同类型的材料(例如，塑性材料)构成，并且可被模塑为单个组合单元或元件。然而，虽然在示例图中未示出，但在一些实施方案中，透镜1的图像侧表面可为凸状的、凹状的或平坦的，并且透镜1和折叠元件(棱镜)可为空气间隔的。
示例透镜系统210
图2A和图2B示出包括紧凑型折叠透镜系统210的示例实施方案的相机200，该紧凑型折叠透镜系统210以F/2.4在31°全视场(FOV)的情况下操作。相机200包括5.04mm的对角光电传感器220。透镜系统210包括具有折光力的四个透镜元件和折叠元件诸如棱镜，从透镜系统的物体侧到图像侧依次为：具有正折光力的第一透镜元件201；将光轴从AX1折叠至AX2的折叠元件240，诸如棱镜；具有负折光力的第二透镜元件202；具有折光力的第三透镜元件203；以及具有折光力的第四透镜元件204。孔径光阑230可位于透镜系统210的物体侧和例如位于透镜元件201的物测表面处或附近的折叠元件240之间，以用于控制光学系统的亮度。在一些实施方案中，透镜系统210或相机200包括IR滤光片250，以减少或消除光电传感器220上的环境噪声的干扰。
表1至表5对应于如图2A和图2B所示的透镜系统210的实施方案，并且提供图2A和图2B的透镜系统210和相机200的各种光学和物理参数的示例值。透镜系统210的有效焦距(EFL)为9mm。给定EFL和光电传感器尺寸，相机210的35mm等效焦距可为77mm。在一些实施方案中，相机200/透镜系统210具有从700mm到无穷远共轭的自动聚焦能力。
如图2A至图2B所示，在一些实施方案中，光电传感器220可相对于透镜系统210在一个或多个轴上移动，以调整相机200的焦点。图2A对应于聚焦在第一位置(无穷远共轭)的相机200，而图2B对应于聚焦在第二位置(图2B中的700mm)的相机200。虽然聚焦位置被示出为示例，但是应当注意，在一些实施方案中，相机200可聚焦在其它位置。
当聚焦在无穷远共轭和宏(500mm)共轭处时，透镜系统210的调制传递函数(MTF)在所有场和两个共轭处都接近衍射极限；透镜系统210为高分辨率成像提供良好的对比度。在两种共轭处，透镜系统210的轴向和偏轴像差在FOV上很好地平衡。在两种共轭处，FOV上的光学失真被控制在2％以内，而场曲率和像散在FOV上很好地平衡。
在一些实施方案中，如从透镜元件201的前顶点到折叠元件240的后顶点所定义的示例透镜系统210的Z高度可为4.85mm。透镜系统210能够适配在各种便携式电子设备中，包括但不限于智能电话和平板电脑。
示例透镜系统310
图3示出包括紧凑型折叠透镜系统310的示例实施方案的相机300，该紧凑型折叠透镜系统310以F/2.4在28.1°全FOV的情况下操作。相机300包括5.04mm的对角光电传感器320。透镜系统310包括具有折光力的四个透镜元件和折叠元件诸如棱镜，从透镜系统的物体侧到图像侧依次为：具有正折光力的第一透镜元件301；将光轴从AX1折叠至AX2的折叠元件340，诸如棱镜；具有负折光力的第二透镜元件302；具有折光力的第三透镜元件303；以及具有折光力的第四透镜元件304。孔径光阑330可位于透镜系统310的物体侧和例如位于透镜元件301的物侧表面处或物侧表面附近的折叠元件340之间，以用于控制光学系统的亮度。在一些实施方案中，透镜系统310或相机300包括IR滤光片350，以减少或消除光电传感器320上的环境噪声的干扰。
表6至表9对应于如图3所示的透镜系统310的实施方案，并且提供图3的透镜系统310和相机300的各种光学和物理参数的示例值。透镜系统310的有效焦距(EFL)为10mm。给定EFL和光电传感器尺寸，相机310的35mm等效焦距可为86mm。虽然在图3中未示出，但是在一些实施方案中，相机300/透镜系统310具有从宏共轭到无穷远共轭的自动聚焦能力。
透镜系统310的调制传递函数(MTF)接近衍射极限；透镜系统310为高分辨率成像提供良好的对比度。透镜系统310的轴向和偏轴像差在FOV上很好地平衡。FOV上的光学失真被控制在2％以内，而场曲率和像散在FOV上很好地平衡。
在一些实施方案中，如从透镜元件301的前顶点到折叠元件340的后顶点所定义的示例透镜系统310的Z高度可为5.35mm。透镜系统310能够适配在各种便携式电子设备中，包括但不限于智能电话和平板电脑。
示例透镜系统410
图4示出包括紧凑型折叠透镜系统410的示例实施方案的相机400，该紧凑型折叠透镜系统410以F/2.2在42.2°全FOV的情况下操作。相机400包括5.04mm的对角光电传感器420。透镜系统410包括具有折光力的四个透镜元件和折叠元件诸如棱镜，从透镜系统的物体侧到图像侧依次为：具有正折光力的第一透镜元件401；将光轴从AX1折叠至AX2的折叠元件440，诸如棱镜；具有负折光力的第二透镜元件402；具有折光力的第三透镜元件403；以及具有折光力的第四透镜元件404。孔径光阑430可位于透镜系统410的物体侧和例如位于透镜元件401的物侧表面处物侧表面附近的折叠元件440之间，以用于控制光学系统的亮度。在一些实施方案中，透镜系统410或相机400包括IR滤光片450，以减少或消除光电传感器420上的环境噪声的干扰。
表10至表13对应于如图4所示的透镜系统410的实施方案，并且提供图4的透镜系统410和相机400的各种光学和物理参数的示例值。透镜系统410的有效焦距(EFL)为6.6mm。给定EFL和光电传感器尺寸，相机410的35mm等效焦距可为57mm。虽然在图4中未示出，但是在一些实施方案中，相机400/透镜系统410具有从宏共轭到无穷远共轭的自动聚焦能力。
透镜系统410的调制传递函数(MTF)在125lp/mm下高于0.6，在250lp/mm下高于0.3；透镜系统410为高分辨率成像提供良好的对比度。透镜系统410的轴向和偏轴像差在FOV上很好地平衡。FOV上的光学失真被控制在2％以内，而场曲率和像散在FOV上很好地平衡。
在一些实施方案中，如从透镜元件401的前顶点到折叠元件440的后顶点所定义的示例透镜系统410的Z高度可为4.4mm。透镜系统410能够适配在各种便携式电子设备中，包括但不限于智能电话和平板电脑。
示例透镜系统510
图5示出包括紧凑型折叠透镜系统510的示例实施方案的相机500，该紧凑型折叠透镜系统510以F/2.6在23.7°全FOV的情况下操作。相机500包括5.04mm的对角光电传感器520。透镜系统510包括具有折光力的四个透镜元件和折叠元件诸如棱镜，从透镜系统的物体侧到图像侧依次为：具有正折光力的第一透镜元件501；将光轴从AX1折叠至AX2的折叠元件540，诸如棱镜；具有负折光力的第二透镜元件502；具有折光力的第三透镜元件503；以及具有折光力的第四透镜元件504。孔径光阑530可位于透镜系统510的物体侧和例如位于透镜元件501的物侧表面处或物侧表面附近的折叠元件540之间，以用于控制光学系统的亮度。在一些实施方案中，透镜系统510或相机500包括IR滤光片550，以减少或消除光电传感器520上的环境噪声的干扰。
表14至表17对应于如图5所示的透镜系统510的实施方案，并且提供图5的透镜系统510和相机500的各种光学和物理参数的示例值。透镜系统510的有效焦距(EFL)为12mm。给定EFL和光电传感器尺寸，相机510的35mm等效焦距可为103mm。虽然在图5中未示出，但是在一些实施方案中，相机500/透镜系统510具有从宏共轭到无穷远共轭的自动聚焦能力。
透镜系统510的调制传递函数(MTF)接近衍射极限；透镜系统510为高分辨率成像提供良好的对比度。透镜系统510的轴向和偏轴像差在FOV上很好地平衡。FOV上的光学失真被控制在2％以内，而场曲率和像散在FOV上很好地平衡。
在一些实施方案中，如从透镜元件501的前顶点到折叠元件540的后顶点所定义的示例透镜系统510的Z高度可为5.85mm。透镜系统510能够适配在各种便携式电子设备中，包括但不限于智能电话和平板电脑。
示例透镜系统610
图6示出包括紧凑型折叠透镜系统610的示例实施方案的相机600，该紧凑型折叠透镜系统610以F/2.4在31.2°全FOV的情况下操作。相机600包括4.54mm的对角光电传感器620。透镜系统610包括具有折光力的四个透镜元件和折叠元件诸如棱镜，从透镜系统的物体侧到图像侧依次为：具有正折光力的第一透镜元件601；将光轴从AX1折叠至AX2的折叠元件640，诸如棱镜；具有负折光力的第二透镜元件602；具有折光力的第三透镜元件603；以及具有折光力的第四透镜元件604。孔径光阑630可位于透镜系统610的物体侧和例如位于透镜元件601的物侧表面处或物侧表面附近的折叠元件640之间，以用于控制光学系统的亮度。在一些实施方案中，透镜系统610或相机600包括IR滤光片650，以减少或消除光电传感器620上的环境噪声的干扰。
表18至表21对应于如图6所示的透镜系统610的实施方案，并且提供图6的透镜系统610和相机600的各种光学和物理参数的示例值。透镜系统610的有效焦距(EFL)为8.1mm。给定EFL和光电传感器尺寸，相机610的35mm等效焦距可为77mm。虽然在图6中未示出，但是在一些实施方案中，相机600/透镜系统610具有从宏共轭到无穷远共轭的自动聚焦能力。
透镜系统610的调制传递函数(MTF)接近衍射极限；透镜系统610为高分辨率成像提供良好的对比度。透镜系统610的轴向和偏轴像差在FOV上很好地平衡。FOV上的光学失真被控制在2％以内，而场曲率和像散在FOV上很好地平衡。
在一些实施方案中，如从透镜元件601的前顶点到折叠元件640的后顶点所定义的示例透镜系统610的Z高度可为4.45mm。透镜系统610能够适配在各种便携式电子设备中，包括但不限于智能电话和平板电脑。
示例透镜系统710
图7示出包括紧凑型折叠透镜系统710的示例实施方案的相机700，该紧凑型折叠透镜系统710以F/3在20.4°全FOV的情况下操作。相机700包括5.04mm的对角光电传感器720。透镜系统710包括具有折光力的四个透镜元件和折叠元件诸如棱镜，从透镜系统的物体侧到图像侧依次为：具有正折光力的第一透镜元件701；将光轴从AX1折叠至AX2的折叠元件740，诸如棱镜；具有负折光力的第二透镜元件702；具有折光力的第三透镜元件703；以及具有折光力的第四透镜元件704。孔径光阑730可位于透镜系统710的物体侧和例如位于透镜元件701的物侧表面处或物侧附近的折叠元件740之间，以用于控制光学系统的亮度。在一些实施方案中，透镜系统710或相机700包括IR滤光片750，以减少或消除光电传感器720上的环境噪声的干扰。
表22至表25对应于如图7所示的透镜系统710的实施方案，并且提供图7的透镜系统710和相机700的各种光学和物理参数的示例值。透镜系统710的有效焦距(EFL)为14mm。给定EFL和光电传感器尺寸，相机710的35mm等效焦距可为120mm。虽然在图7中未示出，但是在一些实施方案中，相机700/透镜系统710具有从宏共轭到无穷远共轭的自动聚焦能力。
透镜系统710的调制传递函数(MTF)接近衍射极限；透镜系统710为高分辨率成像提供良好的对比度。透镜系统710的轴向和偏轴像差在FOV上很好地平衡。FOV上的光学失真被控制在2％以内，而场曲率和像散在FOV上很好地平衡。
在一些实施方案中，如从透镜元件701的前顶点到折叠元件740的后顶点所定义的示例透镜系统710的Z高度可为5.75mm。透镜系统710能够适配在各种便携式电子设备中，包括但不限于智能电话和平板电脑。
示例透镜系统表
下面的表提供如参考图2A至图7所描述的透镜系统和相机的示例实施方案的各种光学和物理参数的示例值。表1至表5对应于如图2A和2B所示的透镜系统210的示例实施方案。需注意的是，表1至表5还对应于如图1所示的透镜系统110的示例实施方案。表6至表9对应于如图3所示的透镜系统310的示例实施方案。表10至表13对应于如图4所示的透镜系统410的示例实施方案。表14至表17对应于如图5所示的透镜系统510的示例实施方案。表18至表21对应于如图6所示的透镜系统610的示例实施方案。表22至表25对应于如图7所示的透镜系统710的示例实施方案。
在表中，除非另外指明，否则所有的尺度均以毫米(mm)计。L1、L2、L3和L4分别代表折射透镜1、2、3和4。“s#”代表表面编号。正半径指示曲率中心在表面的右侧(物体侧)。负半径指示曲率中心在表面的左侧(图像侧)。“INF”代表无穷远(如在光学中所用)。厚度(或间距)是到下一个表面的轴向距离。FNO代表透镜系统的F数。FOV代表全视场。f35mm是透镜系统的35mm等效焦距。V1是第一透镜元件的阿贝数，V2是第二透镜元件的阿贝数。f和EFL两者都代表透镜系统的有效焦距，f1代表第一透镜元件的焦距，并且F2代表第二透镜元件的焦距。R4f是透镜4的物体侧表面的曲率半径，并且R4r是透镜4的图像侧表面的曲率半径。Z代表如从透镜系统的前(图像侧)顶点到折叠元件(例如，棱镜)的后顶点所定义的透镜系统的Z高度，如图1所示。REFL表示反射表面。
对于透镜元件和IR滤光片的材料，提供氦d线波长处的折射率Nd，以及相对于d线与氢的C线和F线的阿贝数Vd。阿贝数Vd可由以下公式定义：
Vd＝(Nd-1)/(NF-NC)，
其中NF和NC分别为材料在氢的F线和C线处的折射率值。
参照非球面系数表(表2A-2B、7A-7B、11A-11B、15A-15B、19A-19B以及23A-23B)，描述非球面表面的非球面方程可由下式给出：
Z＝(cr2/(1+sqrt[1-(1+K)c2r2]))+
A4r4+A6r6+A8r8+A10r10+A12R12+A14r14+A16r16+A18r18+A20r20
其中Z是平行于Z轴的表面垂度(在这些示例实施方案中，Z轴和光轴重合)，r是距顶点的径向距离，c是表面极点或顶点的曲率(表面曲率半径的倒数)，K是圆锥常数，并且A4-A20是非球面系数。在表中，“E”表示指数符号(10的幂次)。
需注意，下表中针对透镜系统的各种实施方案中的各种参数给出的值为作为示例给出的，而并非旨在进行限制。例如，示例性实施方案中的一个或多个透镜元件的一个或多个表面的一个或多个参数，以及组成这些元件的材料的参数可被赋予不同的值，同时仍然为透镜系统提供类似的性能。特别地，需注意，表中的一些值可使用如本文所述的透镜系统的实施方案针对相机的更大或更小的具体实施来按比例放大或缩小。
另外需注意，如表中所示的透镜系统的各种实施方案中的元件的表面编号(S#)从物体平面处的第一表面0到图像平面/光电传感器表面处的最后一个表面列出。图8示出如表中所用的表面的编号。如图8所示，在如本文所述的紧凑型折叠透镜系统的一些实施方案中，第一透镜元件(透镜1)的图像侧表面可为平坦的/平的(例如，透镜1可为平凸的)，并且透镜1的图像侧表面可处于/与光折叠棱镜40的物体侧表面接触，以有效地形成单个组合单元或元件。在这些实施方案中，透镜1的图像侧表面和棱镜40的物体侧表面被指定为单个表面，并且这些表面如图8所示编号：
S0-物体平面
S1-孔径光阑
S2-透镜1，物体侧表面
S3-棱镜40，图像侧表面
S4-棱镜40，反射表面
S5-棱镜，物体侧表面
S6-透镜2，物体侧表面
S7-透镜2，图像侧表面
S8-透镜3，物体侧表面
S9-透镜3，图像侧表面
S10-透镜4，物体侧表面
S11-透镜4，图像侧表面
S12-IR滤光片50，物体侧表面
S13-IR滤光片50，图像侧表面
S14-光电传感器20，图像平面
表1
*注释非球面表面(表2A至表2B中给出的非球面系数)
**注释缩放参数(表4中给出的值)
表2A-非球面系数(透镜系统210)
表2B-非球面系数(透镜系统210)
表3-偏心常数(透镜系统210)
表4-缩放参数(透镜系统210)
表5-光学定义(透镜系统210)
表6
*注释非球面表面(表7A至表7B中给出的非球面系数)
表7A-非球面系数(透镜系统310)
表7B-非球面系数(透镜系统310)
表8-偏心常数(透镜系统310)
表9-光学定义(透镜系统310)
表10
*注释非球面表面(表11A至表11B中给出的非球面系数)
表11A-非球面系数(透镜系统410)
表11B-非球面系数(透镜系统410)
表12-偏心常数(透镜系统410)
表13-光学定义(透镜系统410)
表14
*注释非球面表面(表15A至表15B中给出的非球面系数)
表15A-非球面系数(透镜系统510)
表15B-非球面系数(透镜系统510)
表16-偏心常数(透镜系统510)
表17-光学定义(透镜系统510)
表18
*注释非球面表面(在表19A至表19B中给出的非球面系数)
表19A-非球面系数(透镜系统610)
表19B-非球面系数(透镜系统610)
表20-偏心常数(透镜系统610)
表21-光学定义(透镜系统610)
表22
*注释非球面表面(在表23A至表23B中给出的非球面系数)
表23A-非球面系数(透镜系统710)
表23B-非球面系数(透镜系统710)
表24-偏心常数(透镜系统710)
表25-光学定义(透镜系统710)
示例流程图
图9为根据一些实施方案的使用具有透镜系统的相机捕获图像的方法的高级流程图，该透镜系统包括如图1至图8所示的四个透镜元件和折叠元件。如2500所指示，来自相机前面的物场的光通过孔径光阑在相机的第一透镜元件处被接收。在一些实施方案中，孔径光阑可位于第一透镜元件处并且位于透镜系统的前顶点之后。如2502处所指示，第一透镜元件将第一轴AX1上的光折射到光折叠元件诸如棱镜。如2504处所指示，光被折叠元件重定向到第二轴AX2上的第二透镜元件。如2506处所指示，光然后被第二透镜元件折射到第二轴AX2上的第三透镜元件。如2506处所指示，光然后被第三透镜元件折射到第二轴AX2上的第四透镜元件。如2510处所指示，光然后被第四透镜元件折射，以在光电传感器表面处或表面附近的图像平面处形成图像。如2514处所指示，图像由光电传感器捕获。虽然未示出，但是在一些实施方案中，光可穿过红外滤光片，该红外滤光片例如可位于第四透镜元件和光电传感器之间。
在一些实施方案中，图9中所提及的元件可被配置为如图1至图7所示。然而，应当注意，在实现类似的光学结果的同时，在附图中给出的示例的变化是可能的。
示例计算设备
图10示出被称为计算机系统4000的示例计算设备，其可包括或具有(host)如图1至图9所示的相机的实施方案。此外，计算机系统4000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4000可为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、膝上型电脑、笔记本电脑、平板电脑或平板计算机设备、写字板、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、移动多用途设备、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、应用服务器、存储设备、电视、视频记录设备，或一般性的任何类型的计算或电子设备。
在所示的实施方案中，计算机系统4000包括经由输入/输出(I/O)接口4030而被耦接到系统存储器4020的一个或多个处理器4010。计算机系统4000进一步包括耦接到I/O接口4030的网络接口4040、以及一个或多个输入/输出设备4050，诸如光标控制设备4060、键盘4070和(一个或多个)显示器4080。计算机系统4000还可包括也可耦接到I/O接口4030的一个或多个相机4090，例如一个或多个如上关于图1至图9所述的相机，或一个或多个如上关于图1至图9所述的相机以及一个或多个其它相机，诸如宽视场相机。
在各种实施方案中，计算机系统4000可为包括一个处理器4010的单处理器系统，或者为包括若干个处理器4010(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4010可为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4010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)中的任何指令集架构的通用处理器或嵌入式处理器。在多处理器系统中，每个处理器4010通常可以但并非必须实现相同的ISA。
系统存储器4020可被配置为存储可被处理器4010访问的程序指令4022和/或数据4023。在各种实施方案中，系统存储器4020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它类型的存储器。在所示实施方案中，程序指令4022可被配置为实现用于控制相机4090的操作以及用于利用集成相机4090来捕获和处理图像的各种接口、方法和/或数据，或其它方法或数据，例如用于捕获、显示、处理和存储利用相机4090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、发送或存储在独立于系统存储器4020或计算机系统4000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4030可被配置为协调设备中的处理器4010、系统存储器4020和任何外围设备(包括网络接口4040或其它外围设备接口，诸如输入/输出设备4050)之间的I/O通信。在一些实施方案中，I/O接口4030可执行任何必要的协议、定时或其它数据转换以将来自一个部件(例如系统存储器4020)的数据信号转换为适于由另一个部件(例如处理器4010)使用的格式。在一些实施方案中，I/O接口4030可包括对例如通过各种类型的外围设备总线(例如，外围部件互连(PCI)总线标准或通用串行总线(USB)标准的变型)所附接的设备的支持。在一些实施方案中，I/O接口4030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4030(诸如到系统存储器4020的接口)的一些或所有功能可以被直接并入到处理器4010中。
网络接口4040可被配置为允许在计算机系统4000与附接到网络4085的其它设备(例如，承载器或代理设备)之间或者在计算机系统4000的节点之间交换数据。在各种实施方案中，网络4085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、一些其它电子数据网络，或它们的某种组合。在各种实施方案中，网络接口4040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)；经由存储区域网络(诸如光纤通道SANs)、或经由其它合适类型的网络和/或协议的通信。
输入/输出设备4050在一些实施方案中可包括一个或多个显示终端、键盘、键区、触摸板、扫描设备、语音或光学识别设备，或适于由计算机系统4000输入或访问数据的任何其它设备。多个输入/输出设备4050可存在于计算机系统4000中，或者可分布在计算机系统4000的各个节点上。在一些实施方案中，类似的输入/输出设备可与计算机系统4000分开，并且可通过有线或无线连接(诸如，通过网络接口4040)与计算机系统4000的一个或多个节点进行交互。
如图10所示，存储器4020可包括程序指令4022，该程序指令4022可为处理器可执行的，以实现支持集成相机4090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4090的接口软件。在一些实施方案中，由相机4090捕获的图像可被存储到存储器4020。此外，由相机4090捕获的图像的元数据可被存储到存储器4020。
本领域的技术人员应当理解，计算机系统4000仅仅是例示性的，而并非旨在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出的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、个人数字助理、无线电话、寻呼机、摄像机或静态相机等等。计算机系统4000还可被连接到未示出的其它设备或者替代地作为独立的系统进行操作。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，一些所示出的部件的功能可不被提供，和/或其它附加功能可供使用。
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装置上，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它存储设备之间进行传输。另选地，在其它实施方案中，这些软件组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示出的计算机系统4000进行通信。系统部件或数据结构中的一些或全部系统部件或数据结构也可(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4000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(例如，电信号、电磁信号或数字信号)被传输到计算机系统4000，所述传输介质或信号经由通信介质(例如，网络和/或无线链路)来传送。各种实施方案可进一步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，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。

Claims (20)

1.一种透镜系统，包括：
多个元件，所述多个元件沿所述透镜系统的折叠光轴布置，其中所述多个元件沿所述折叠光轴从物体侧到图像侧依次包括：
第一透镜元件，所述第一透镜元件位于所述折叠光轴的第一部分上，所述第一透镜元件在旁轴区域中具有凸状物体侧表面；
光折叠元件，所述光折叠元件被配置为将来自所述第一透镜元件的光重定向至所述折叠光轴的第二部分；
第二透镜元件，所述第二透镜元件位于所述折叠光轴的所述第二部分上；
第三透镜元件，所述第三透镜元件位于所述折叠光轴的所述第二部分上，所述第三透镜元件在旁轴区域中具有凹状图像侧表面；和
第四透镜元件，所述第四透镜元件位于所述折叠光轴的所述第二部分上。
2.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述第一透镜元件具有正折光力，并且所述第二透镜元件具有负折光力。
3.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述透镜系统还包括位于所述透镜系统的所述物体侧和所述光折叠元件之间的孔径光阑。
4.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述透镜系统提供从所述透镜系统的前顶点到所述折叠元件的后顶点测量的在75mm至120mm范围内的35mm等效焦距以及小于6mm的Z高度。
5.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述透镜系统提供从所述透镜系统的前顶点到所述折叠元件的后顶点测量的在55mm至140mm范围内的35mm等效焦距以及小于6.5mm的Z高度。
6.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述第一透镜元件和所述第四透镜元件由阿贝数Vd大于40的光学材料形成，并且所述第二透镜元件由阿贝数Vd小于30的光学材料形成。
7.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述第一透镜元件由阿贝数Vd大于40的光学材料形成，并且所述第二透镜元件由阿贝数Vd小于30的光学材料形成。
8.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述透镜系统满足以下所述关系中的一者或多者：
0.4＜|f/f1|＜1
0.8＜|f/f2|＜1.6
0.05＜|R4f-R4r|/|R4f+R4r|＜0.8
其中f是所述透镜系统的有效焦距，f1是所述第一透镜元件的焦距，f2是所述第二透镜元件的焦距，R4f是所述第四透镜元件的所述物体侧表面的曲率半径，以及R4r是所述第四透镜元件的所述图像侧表面的曲率半径。
9.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述多个透镜元件中的至少一个的至少一个表面为非球面的。
10.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述透镜元件中的至少一个由轻质聚合物或塑性材料形成。
11.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述光折叠元件为棱镜。
12.根据权利要求11所述的透镜系统，其中所述第一透镜元件的图像侧表面为平坦的/平的，并且其中所述第一透镜元件的所述图像侧表面与所述棱镜的所述物体侧表面接触。
13.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述透镜系统的有效焦距在6.5毫米至14毫米的范围内。
14.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述透镜系统的焦比(F/#)在2.2至3的范围内。
15.根据权利要求1所述的透镜系统，其中所述透镜系统的全视野(FOV)在20.4°至42.2°的范围内。
16.一种相机，包括：
光电传感器，所述光电传感器被配置为捕获投影到所述光电传感器的表面上的光；和
折叠透镜系统，所述折叠透镜系统被配置为折射来自位于所述相机前方的物场的光，以在所述光电传感器的所述表面处或表面附近的图像平面处形成场景的图像，其中所述透镜系统包括：四个折射透镜元件，所述四个折射透镜元件沿所述相机的折叠光轴从物体侧到图像侧布置；以及光折叠元件，所述光折叠元件从所述物体侧位于第一透镜元件和第二透镜元件之间，并且被配置为将来自第一轴的光重定向到第二轴上；
其中所述折叠透镜系统提供从所述透镜系统的前顶点到所述折叠元件的后顶点测量的在55mm至140mm范围内的35mm等效焦距以及小于6.5mm的Z高度。
17.根据权利要求16所述的相机，其中所述透镜系统的有效焦距在6.5毫米至14毫米的范围内，并且其中所述光电传感器的对角线尺度在4毫米至8毫米之间。
18.根据权利要求16所述的相机，其中所述光电传感器被配置为相对于所述透镜系统在一个或多个轴上运动，以调整所述相机的焦点。
19.一种设备，包括：
一个或多个处理器；
一个或多个相机；和
存储器，所述存储器包括能够由所述一个或多个处理器中的至少一个执行的程序指令，以控制所述一个或多个相机的操作；
其中所述一个或多个相机中的至少一个为包括以下的相机：
光电传感器，所述光电传感器被配置为捕获投影到所述光电传感器的表面上的光；和
折叠透镜系统，所述折叠透镜系统被配置为折射来自位于所述相机前方的物场的光，以在靠近所述光电传感器的所述表面的图像平面处形成场景的图像，其中所述透镜系统包括：四个折射透镜元件，所述四个折射透镜元件沿所述透镜系统的折叠光轴从物体侧到图像侧布置；以及光折叠元件，所述光折叠元件被配置为将来自所述物体侧上所述第一透镜元件的光重定向到所述折叠光轴的第二部分；
其中所述透镜系统提供从所述透镜系统的前顶点到所述折叠元件的后顶点测量的在55mm至140mm范围内的35mm等效焦距以及小于6.5mm的Z高度。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述透镜系统还包括位于所述透镜系统的前顶点和所述光折叠元件之间的至少一个孔径光阑。
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