通过ZEMAX光学设计软件优化设计,得到了一款超薄尺寸2100万像素手机镜头。此镜头由1个红外滤光片和4片光学塑料非球面透镜组成,镜头焦距为3.5 mm,光圈值F为2.4,视场角为68°,镜头总长为4.8 mm,同时采用Sony公司的IMX230型号2100万像素图像传感器。优化后镜头极限分辨率为446 lp/mm,中心视场调制传递函数(MTF)值在奈奎斯特频率223 lp/mm处大于0.53,在奈奎斯特频446 lp/mm处大于0.22,0.7视场MTF值在奈奎斯特频率223 lp/mm处大于0.5,在奈奎斯特频446 lp/mm处大于0.17,镜头各视场的弥散斑半径都小于1.5μm,最大场曲小于0.04,最大畸变小于2%,大部分视场相对照度大于60%,成像质量良好。使镜头和CMOS图像传感器耦合的更好，我们用RAED操作数控制其主光线的出射角，使主光线出射角小于30°。（7）通过DIMX操作数来控制各视场的畸变，使光学系统畸变小于2.5%。（8）通过MTFS和MTFT操作数来控制镜头各视场的调制传递函数，从而获得更高的成像质量。（9）根据成像质量的变化，合理调整各操作数的权重并加入高级像差参数，从而得到一个有利于实现设计指标的优化目标结构，实现各像差之间的平衡，引导计算机朝着形成良好成像质量的方向进行手机镜头的优化。 

转载 3设计结果分析图2是对初始结构镜头进行优化设计后的手机镜头二维结构图，此镜头的视场角扩大到了68°，总长度达到了4.8mm，有效焦距为3.5mm，镜头主光线的出射角小于30°，像素手机镜头设计-电动数控滚圆机滚弧机张家港液压弯管机数控弯管机滚弧机满足了与CMOS图像传感器进行耦合的要求。同时镜头中心和空气边缘厚度均大于0.3mm，满足了实际加工工艺应用的要求。图2镜头优化后的结构图在手机镜头光学系统的设计中，CMOS感光器件的分辨率NR应该小于手机镜头的分辨率NL，手机光学系统的弥散斑半径的计算公式为：(1.2~1.5)/Lr=N(3)假设NL=NR=446lp/mm，计算可得到r约为2.69μm系统的点列图，可以看出此手机镜头各视场像面的弥散斑半径均小于1.5μm，能够满足高成像质量的设计要求。图4展示的是光线像差图，它描述了光学系统的整体像差情况。此光线像差图表明了各视场光线的横向特征曲线以及弧矢特性曲线，从中可以看出各视场的像差维持在±5μm的范围之内，  转载 所以经过系统优化，此光学系统的像差已经得到了较好的控制。图3镜头的点列图图4光线像差光学系统场曲的数值反映的是成像像面的弯曲程度，畸变可以表示光学系统成像发生变形的程度，这两者都对光学系统成像质量有着很大的影响。根据高成像质量拍摄的要求，手机镜头光学系统场曲必须控制在0.1以内，最大畸变应该小于3%。图5是优化后手机镜头的场曲和畸变图，由此图可知此手机镜头的最大场曲小于0.04，镜头的最大畸变小于2%，所以此经过整体优化后此光学系统满足了高成像质量手机镜头对场曲和畸变的要求。图5镜头的场曲和畸变在光学镜头设计领域中，MTF是评价光学系统成像质量高低的一个重要指标，它计算了所有视场位置处的衍射调制传递函数值，反映了光学系统对物体不同频率时对比度的传递能力。图6是此光学系统的MTF曲线，从图中我们可以看出，中心视场的MTF值在奈奎斯特频率223lp/mm处大于53%、在奈奎斯特频率446lp/mm处大于22%，0.7视场的MTF值在奈奎斯特频率223lp/mm处大于50%，在奈奎斯特频率446lp/mm处大于17%，大部分视场在奈奎斯特频率223lp/mm处的MTF值大于45%，在446lp/mm处大于10%，所以此镜头的调制函数表明优化设计得到的手机镜头光学系统已经拥有了比较高的成像质量。图6镜头的调制函数光学系统的相对照度同样也是衡量光学系统成像质量高低的标准之像素手机镜头设计-电动数控滚圆机滚弧机张家港液压弯管机数控弯管机滚弧机  转载