【正文】 于圖像的理想高度[22] ,這種差異稱為畸變。根據(jù)薄 透鏡系統(tǒng)一次場曲線的計算公式 : （36）公式里 ，不變的是 J 的值,透鏡的焦度 φ ,折射率是 n : （37） 由于透鏡的折射率變化不大 ,只需將正透鏡和負透鏡正焦的絕對值近似相等 。薄光束的場 曲率與光闌無關,只與視場有關。 (4) 場曲：也稱像平面彎曲。嚴重時,離軸點不能清晰可見,出現(xiàn)橢圓擴散點 。它也是光圈和視野的函數(shù)。 (3) 像散： 從軸線的光束將相交子午線和弧?；鄄钍请x軸像差的一種，它破壞了離軸視場的分辨率[21]。它是光圈 H 和視野 Y 的函數(shù),通常表示為 : （34） 首先初級慧差 ,在之二級孔徑慧差 ,視野二級慧差是最后一個。對于移動透鏡的光學設計 ,我們選擇了正透鏡和負透鏡的適當組合 ,它們 產(chǎn)生的球差可以互相補償 ,從而有效地校正球差。 縱軸是球差,彌散斑的半徑 , L是邊緣光像方截距 l 39。 （32）當 h=hm 時，邊緣帶球差校正為0。它 僅與孔徑u(H)有關,且與視野Y無關,所以球面像差可以表示為: （31） 其中, h1 表示在入射的高度,第一光入射面表示AAA3代表主球差系數(shù)和二、三階球差系數(shù),當孔徑小時,入射高度小,主要表現(xiàn)為球面像差,球差的增加越來越大,最重要的兩個或兩個以上的高級像差的光學系統(tǒng) 是非常小的,可以忽略不計。色差有兩種,即位置色差和倍率色差。因此,單色光學成像會產(chǎn)生五種不同的幾何像差,即球差、彗差、像散(正弦偏差)、場曲率和畸變,稱為單色像差?；趲缀喂鈱W理論,實際的光被跟蹤, 并 且通過光學系統(tǒng)的對象發(fā)出的光偏離高斯圖像 ,稱為幾何像差 。 手機鏡頭像差理論 在所有的光學系統(tǒng)中 ,像差有兩種類型:一種是波像差，另一種是幾何像差。任何一個實際光學系統(tǒng)的成像 都需要一定的相對孔徑和視野,這正是這兩個系統(tǒng)的功能和實用價值密切相關 的。3 手機鏡頭像差理論與優(yōu)化設計 理想的光學系統(tǒng)可以是近軸區(qū)域的理想圖像 ,但其實用價值不大。 CCD 和 CMOS 的分辨率在水平方向上的像素數(shù)表示 ,線性透鏡成像分辨率模式, 每一個像素的寬度,然后我們說CCD / CMOS,在透鏡的水平方向上的分辨率相匹配,所以它也在垂直方向上。手機鏡頭的最高分辨率等于它的 CCD / CMOS 像素的最大數(shù)目。在相同大小的圖 片中 ,分辨率越大 ,圖片面積越大。數(shù)碼相機的分辨率圖像信息可以區(qū)分的能力,執(zhí)行和場景的細節(jié)力表示,它決定了最終的圖像可以顯示圖片的大小, 數(shù)碼相機的分辨率水平,取決于 CCD 或 CMOS 攝像機的數(shù)量 ,像素越多 ,分辨率越 高。 分辨率 “分辨率”一詞是指單位長度中包含的像素數(shù),通常為像素/英寸(PPI)。最大像素通常包含光敏器件的非成像部分,而有效像素是透鏡變焦率的轉換。最大像素通常是指直接像素的 CCD / CMOS 傳感器, 為了增加銷量的一些企業(yè) ,最大像素的數(shù)碼相機 ,只有廣告 ,但用戶應該意識到這 是數(shù)碼相機的內部操作和繪畫價值 ,印刷時的圖片 ,圖片的丟失將是顯而易見的。 采用內插法將 DSP 芯片內插得到的最大像素點 ,通過雙線性插值 、最近鄰插值法在放大后的圖像中增加像素以增加圖像的放大率。對光電傳感器的像素數(shù)決定了其成像分辨率。數(shù)碼相機中的像素數(shù)有兩種常見的表示方式 ,一種是數(shù)組表示法,即產(chǎn)品的長寬,如像素640480,像素16001200。 像素 構成圖像的最小單位稱為像素。對于普通消費者的數(shù)碼相機,光圈 F 通常在 。光圈數(shù)序列鏡頭常用的 有: , 、 、 、 、 , 、 F11 、 F16 、 F22 、 F32 , F64 , F128 ,通過鏡頭到達 光和感光元件 的光圈數(shù)的光的數(shù)量的平方成反比, 所以相 鄰兩孔數(shù) 1:2 比例。它是光學系統(tǒng)中相對孔徑( D / f )的倒數(shù)。 光圈 光圈也被稱為有效孔徑 ,是用來控制光線通過鏡頭進入機身裝置 它的作用是確定進入鏡頭的光量,有一個很好的鏡頭,通常不能隨意改變鏡頭的直徑,但我們可以通過孔、圓形或多邊形光柵內部控制鏡頭中的可變鏡頭,鏡頭光圈為內部裝置。500mm說長焦距,視場角小于5度,適用于拍攝很遠處的物體,如在森林近距離拍攝野生動物,被拍攝物體較近,長焦距的鏡頭是很有用的。這種鏡頭通常用來拍攝人,有時稱為人像鏡頭。一個35mm相機的長焦鏡頭通常分為三個階段。常用的“35mm”和“38mm”鏡片比28mm焦距略長[14]長焦鏡頭,俗稱“長鏡頭”。廣角鏡頭,即鏡頭角度大,適用于大范圍拍 攝距 離與現(xiàn)場附近 ,有時用來故意夸大業(yè)績前景 ,距離和透視感強 。 標準鏡頭的角度是50度,這是人們可以看到的頭和單眼不動的角度來看,從 標準鏡頭,以觀察的風景和感覺,我們通?？吹降娜庋蹖ο蠡旧鲜窍嗤?。所述手機鏡頭為凸透鏡,光敏元件為凸透鏡組附近的焦點,基本上與透鏡中心到光敏元件CCD[13]或CMOS成像平面的距離基本上等于透鏡的焦距。 焦距 焦距是光學系統(tǒng)測量光聚集或發(fā)散能力的量度。圖21 手機鏡頭成像過程 手機鏡頭基本術語 光學系統(tǒng)中有很多專業(yè)術語，手機鏡頭也不例外。移動攝像機鏡頭是一種微型結構的數(shù)碼相機鏡頭,可以實現(xiàn)相機功能在有限的空間內。最后,得到一張圖片。 手機鏡頭成像原理手機鏡頭成像原理,其實和數(shù)碼相機成像原理。未來手機鏡頭的高像素 、超薄化趨勢 ,制約其 最重要的因素就是光學系統(tǒng)的公差 ,其公差范圍勢必會比低像素光學系統(tǒng)的要 緊 ,這同樣就對模具加工及成型工藝有越來越高的要求 ,模具結構加工設計以及 成型超精密注塑成型工藝如何更好的達到更高精度的公差 ,對于生產(chǎn)制造來說 ,是一個關鍵的發(fā)展方向。 第三: 在手機鏡頭使用光學塑料方面: 光學塑料較光學玻璃劣勢的地方就在于折 射率普遍不高 ,今后的光學塑料若是在折射率有進一步的突破 ,可以很大程度上 改變現(xiàn)在光學設計的許多瓶頸點 ,而且新開發(fā)的光學塑料種類越來越多 ,在光學性能和物理特性都有待改善[11]。但像素越高不代表成像質量越好 ,傳感器也對手機成像 質量的提高 ,起著非常重要的作用 ,傳感器的尺寸越大 ,光的性能越好 ,光子捕 獲越多 ,而超薄手機也限制了傳感器的尺寸 ,因此 ,如何在保持像素不變的情況 下 ,讓傳感器尺寸變得更小 ,則是一個非常重要的發(fā)展方向。在配置和性能雖然取得了顯著的成果,但這些高端手機比較昂貴,不適合大眾消費,國內手機廠商紛紛加快步伐[10],力爭推出更多的自主品牌的高像素拍照手機?，F(xiàn)在,一些國外 知名手機 iPhone 、諾基亞、索愛,三星,摩托羅拉,和相機像素已擴展到800萬,1000萬,甚至高的像素鏡頭結構的大多數(shù)這些相機的手機,結合3光學塑料和1片光學玻璃。200三星發(fā)布M339,一個320萬像素的攝像頭,同時支持3倍光學變焦,為用戶提供出色的拍照體驗。圖 11 早期 3 片式手機鏡頭結構 隨著技術門檻越來越低,提高像素不再是實現(xiàn)提升攝影水平的唯一手段,光學變焦可以讓夏普再創(chuàng)建一個尖銳鋒利的手機[9],沃達豐日本發(fā)布了全球首款支持2倍光學變焦的200萬像素手機v602sh。從世界上第一個手機百萬像素的誕生,到第一個300萬像素手機攝像頭 ,只有大約一年的 時間,手機攝像頭在這個時期是塑料鏡頭結構 3 片 ,與像素數(shù)、光學非球面逐漸 增 大 。同年5月,和卡西歐的沖擊,推出了世界上300萬像素的攝像頭,a5406