【正文】 Glass Semiaperture/(mm) Object Standard Infinity Infinity Infinity 1 Standard Infinity Stop Standard E48R 3 Standard 4 Standard POLYCARB 5 Even asphere 6 Even asphere E48R 7 Even asphere 8 Even asphere E48R 9 Even asphere 10 Standard Infinity BK7 11 Standard Infinity Image Standard Infinity — 表 44 結(jié)構(gòu)的非球面系數(shù) Surface 5 6 7 8 9 K A B C D E 該光學(xué)系統(tǒng)的總長為 mm，焦距為 ，視場(chǎng)角為 60176。，在設(shè)計(jì)指標(biāo)要求內(nèi)。 手機(jī)鏡頭光學(xué)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式一般有一下幾點(diǎn)： （ 1） 光線像差圖（ RayAberrationplot ），是光闌坐標(biāo)函數(shù)的像差曲 線，該曲線 其意義是光線與圖像正方形交點(diǎn)的坐標(biāo)和主光與圖像面的交點(diǎn)坐標(biāo)的差值。該圖能很好地高分辨率手機(jī)鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)與性能仿真 15 反映實(shí)際光 ，從圖 45 中可知 ，優(yōu)化后 刻度值為 mm ，點(diǎn)列圖反應(yīng)的是整個(gè)系統(tǒng)成像的幾何結(jié)構(gòu) ，其中更具有代表意義的是 RMS 光斑，它是徑向尺寸的均方根，如圖 46 所示，現(xiàn)中心視場(chǎng)的 RMS 直徑僅為 mm，小于像素單元的大小，邊緣視場(chǎng)也相應(yīng)減小，可見系統(tǒng)的像差得到了很好的優(yōu)化 。 圖 45 光線像差圖 圖 46 點(diǎn)列圖 （ 2）調(diào)制傳遞函數(shù) MTF， 表示在不同頻率下， 由光學(xué)系統(tǒng)表示的正弦強(qiáng)度分布函數(shù)的對(duì)比度 (振幅 )的衰減。對(duì)于相機(jī)系統(tǒng) ,閾值為 。 現(xiàn)在通用的鏡頭檢測(cè)手法例如投影檢測(cè)和實(shí)拍檢測(cè)等等也是利用了光學(xué)傳遞函數(shù)的方法只是方式上的不同。 而對(duì)于手機(jī)鏡頭 ,主成像區(qū)域則集中在 個(gè)視野內(nèi) ,允許一定范圍內(nèi)的水滴超出了視野的 。奈奎斯特頻率對(duì)應(yīng)于本文中所用的芯片是 1/(2pixel)= 447lp /毫米。如圖 47 所示 ,在 1 / 2 奈奎斯特頻率 223lp /毫米 ,所有視場(chǎng)大于 ,如圖 48 所示 ,在 3 / 4 奈奎斯特頻率 298lp /毫米 ,所有視場(chǎng)大于 ,滿足系統(tǒng)的 MTF 值。 高分辨率手機(jī)鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)與性能仿真 16 圖 47 在 1/2 奈奎斯特頻率下的 MTF 曲線圖 圖 48 在 3/4 奈奎斯特頻率下的 MTF 曲線圖 （ 3）場(chǎng)曲和畸變、球差圖，場(chǎng)曲和像差如圖 49 所示。場(chǎng)曲反應(yīng)了整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)像面彎曲的情況 ，從圖中可知，畸變所示邊緣視場(chǎng)畸變?yōu)?%， 在設(shè)計(jì)指 標(biāo)要求內(nèi)。圖 410 球差優(yōu)化后的鏡頭其球差刻度范圍 ~ mm， 且實(shí)際大小在 以內(nèi)。 圖 49 場(chǎng)曲、畸變圖 高分辨率手機(jī)鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)與性能仿真 17 圖 410 球查圖 （ 4） 相對(duì)照度，相對(duì)照度是以系統(tǒng)像面上最亮的點(diǎn)進(jìn)行歸一化得到的， 它被定義為每單位面積的照度的圖像平面 ,這是一個(gè)函數(shù)的 Y 視圖的視圖中的相對(duì)照度圖。 影響相對(duì)照度大小的因素有很多 ，包括 f 數(shù)、漸暈因子和像差等。該鏡頭的相 對(duì)照度如圖 411 所示，最外視場(chǎng)相對(duì)照度在 60% 以上，滿足設(shè)計(jì)需求。 圖 411 相對(duì)照度 高分辨率手機(jī)鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)與性能仿真 18 致 謝 時(shí)間過的很快，四年的大學(xué)時(shí)光在不知不覺地過去了，轉(zhuǎn)眼間就要完成大學(xué)的學(xué)習(xí)生活，去面對(duì)社會(huì)。 十多年的努力學(xué)習(xí) ,讓我充實(shí)了自己 ,對(duì)每一位幫助過我的人的感激之情油然而生。 首先要感謝我的導(dǎo)師運(yùn)高謙，從始至終，一直對(duì)我們的耐心教導(dǎo)，對(duì)于在短時(shí)間內(nèi)完成畢業(yè)論文的要求，為我們一一制定計(jì)劃。每次布置任務(wù)，讓論文完成的進(jìn)度一直在預(yù)定的計(jì)劃中。這篇論文的完成，讓導(dǎo)師付出了大片心血，與導(dǎo)師的息息教導(dǎo)要很大的關(guān)系。同時(shí)導(dǎo)師交流方式和為人方面我很欣賞，給人一種和藹可親的感覺，我很高興這樣負(fù)責(zé)的一位導(dǎo)師。在此，我對(duì)運(yùn)導(dǎo)師表示崇高的敬 意和衷心的感謝。 在此，我還要感謝我的室友高原俊杰，崔銀璽，王永杰，施慶西，范可順以及最好的朋友等等，四年來，有了他們的共同進(jìn)步與成長，讓使我的大學(xué)生活變得豐富多彩。感謝他們的關(guān)心與幫助，四年，伴隨著一輩子的兄弟。 感謝我的父母，養(yǎng)育之恩。感謝他們二十多年無微不至的關(guān)懷和理解，現(xiàn)在只能按時(shí)完成學(xué)業(yè)，用自己未來的努力給予他們給多的關(guān)心和照顧。祝我的父母身體健康，永遠(yuǎn)開心快樂。 最后再一次感謝幫助過我的良師益友，祝大家身體健康，學(xué)業(yè)有成，家庭幸福。 高分辨率手機(jī)鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)與性能仿真 19 參考文獻(xiàn) [1]黃一帆 , 李林 . 光學(xué)設(shè)計(jì)教程 [M]. 北京 :北京理工大學(xué)出版社 , 2021:46. [2]遲澤英 , 陳文建 . 應(yīng)用光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M]. 南京 :東南大學(xué)出版社 , 2021： 357365. [3]郁道銀 , 談恒英 . 工程光學(xué) [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021:147152. [4]黃城 . 變焦距手機(jī)鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì) [D]. 鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué)， 2021. [5]劉宵嬋 . 變焦手機(jī)鏡頭的設(shè)計(jì) [D]. 長春：長春理工大學(xué) ， 2021. [6]李廣，汪建業(yè)，張燕 . 800 萬像素手機(jī)鏡頭的設(shè)計(jì) [J]. 應(yīng)用光學(xué)， 2021（ 03）： 420425. [7]張萍，王誠，宋東璠，等 . 500 萬像素手機(jī)鏡頭設(shè)計(jì) [J]. 應(yīng)用光學(xué)， 2021（ 06）： 934938. [8]李文靜 . 500 萬像素手機(jī)鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì) [J]. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展， 2021（ 01）： 5659. [9]惠彬，劉雁杰，李景鎮(zhèn)，等 . 800 萬像素折衍混合式手機(jī)鏡頭設(shè)計(jì) [J]. 紅外技術(shù)， 2021（ 04）：223226. [10] 楊周，陽慧明，丁桂林 .一款超薄 800 萬像素手機(jī)鏡頭的設(shè)計(jì) [J]．應(yīng)用光學(xué)， 2021（ 03）： 413419. [11]張繼艷，黃元慶，熊飛兵，等 . 簡潔輕薄手機(jī)鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì) [J]. 光學(xué)與光電技術(shù)， 2021（ 05）：7982. [12]汪永明 .照相手機(jī)繼續(xù)挑戰(zhàn)數(shù)碼相機(jī) .照相機(jī) .2021,(4):8485. [13]汪振海 .高像質(zhì)手機(jī)鏡頭設(shè)計(jì)技術(shù)研究 — 130 萬手機(jī)鏡頭 .工程碩士學(xué)位論文 . 南京理工大學(xué) .2021. [14]王瑩 .可拍照手機(jī)市場(chǎng)及其成像技術(shù) .電子產(chǎn)品世界 .2021,(21):3840. [15]吳啟梅 .高像素對(duì)數(shù)碼相機(jī)鏡頭分辨率的挑戰(zhàn) .照相機(jī) .2021,(11):7984. [16]丁啟芬 ,劉遠(yuǎn)航 ,劉文開 .數(shù)碼相機(jī)實(shí)用技術(shù)百問 .北京 :人民郵電出版社 ,1999. [17]Grunwald R, Woggon S, Ehlert R, et al. Thinfilm microlens arrays with nonspherical elements[J]. Pure and Applied Optics: Journal of the European Optical Society Part a, 1997, 6(6): 663667. [18]Baker T Y. Ray tracing through nonspherical surfaces[J]. Proceedings of the Physical Society, 1943, 55(5): 361365. [19]Nagat N, Tokita M. Image scanner with a nonspherical fθ lens system[Z], 1989. [20]Niemine T A, RubinszteinDunl OP H, Heckenberg N R. Calculation and optical measurement of laser trapping forces on nonspherical particles[J]. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 2021, 70(4): 627637. 高分辨率手機(jī)鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)與性能仿真 20 [21]Kimio Trends in Digital Cameras and CameraPhones. Science ,18:3543. [22 [23]VilleNummela, JarkkoViinikanoja, JuhaAlakarhu. Cameras inmobile phones. Proceedings of the SPIE,2021,6196:61960B.