华中科技大学 网络空间安全学院, 武汉 430074
为了满足市场对手机镜头大相对孔径高分辨率的需求, 采用E48R和LEXANH两种非球面塑料透镜, 应用光学设计软件 Code-v设计了一款大相对孔径高分辨率手机镜头。该手机镜头由5片非球面塑料透镜、 1片红外滤波片、1片保护玻璃组成, 其中第1片和第4片透镜为正透镜, 第2片、第3片和第5片透镜为负透镜。结果表明, 空间频率 350lp/mm处, 所有视场的调制传递函数（MTF）均优于0.2, 0.7视场内的MTF均优于0.34, 全视场内的场曲小于0.02mm, 畸变小于2.55%。该研究为类似系统的设计提供了一定的参考价值。
光学设计 手机镜头 非球面透镜 高分辨率 optical design mobile phone lens asphere lenses high resolution
红外与激光工程
2021, 50(11): 20210129
1 佛山科学技术学院物理与光电工程学院, 广东 佛山 528200
2 季华实验室, 广东 佛山 528200
为实现大视场、低成本、高解析力的高性能手机镜头光学系统,基于ZEMAX软件设计了2个采用不同滤光方式的单中心超广角手机镜头光学系统,匹配于曲面传感器。2个光学系统分别由4片同心塑料透镜和曲面滤光片或红外截止膜构成,系统F数均为1.8,视场角均为130°,系统焦距均为2.64 mm,系统总长均为4.1 mm。中心视场的调制传递函数(MTF)值在奈奎斯特频率为200 lp/mm处大于0.5,在奈奎斯特频率为400 lp/mm处大于0.2;0.7以内视场的MTF值在奈奎斯特频率为400 lp/mm处大于0.2。全视场相对照度大于0.42。最大均方根半径小于3.75 μm,符合手机镜头成像要求,实现了超广角、短焦、紧凑型光学系统设计,可加工性强,成像质量高。
光学设计 手机镜头 同心透镜 超广角 短焦 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 072204
1 哈尔滨理工大学理学院黑龙江省量子调控重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 大恒新纪元科技股份有限公司光电研究所, 北京 100085
为了获得高质量的虹膜图像,采用光学设计软件ZEMAX设计了一款手机虹膜识别镜头,该镜头由4片塑料非球面透镜组成,工作距离为200~330 mm,总长为4.09 mm,F数为2.4。设计结果显示,工作距离为275 mm时,镜头在1/2奈奎斯特频率处的调制传递函数大于0.4,光学畸变小于0.6%,相对照度大于83%。通过像质评价及公差分析可知,该光学系统的畸变小,可变工作距离大,像质优异且性能稳定,可以满足虹膜识别镜头的加工要求。
光学设计 手机镜头 ZEMAX 虹膜识别 小畸变 激光与光电子学进展
2020, 57(1): 012204
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
设计了一款基于同心透镜的1300万像素超广角手机镜头,得到符合工业生产要求的手机镜头参数。该镜头由4片同心透镜组成,焦距为3.3 mm,F数为1.83,视场角为100°,总长5.18 mm。研究结果表明,在奈奎斯特频率为223 lp/mm处,0.7视场的调制传递函数(MTF)值均大于0.58,全视场的MTF值均大于0.50;在446 lp/mm处,0.7视场的MTF值均大于0.30,全视场的MTF值均大于0.17。各个视场的弥散斑半径均小于2.3 μm。全视场内相对照度值均大于0.65。
光学设计 同心透镜 超广角 1300万像素 手机镜头 光学学报
2018, 38(10): 1022001
1 电子科技大学 光电科学与工程学院, 四川 成都 610054
2 微晶景泰科技有限公司, 四川 成都 610000
3 京东方科技集团有限公司, 四川 成都 611731
设计了一款由5片塑料非球面透镜组成的1 300万像素大孔径手机镜头。将曲面传感器引入镜头设计, 在不增加镜片数量以及保证大光圈的基础上改善了边缘像质, 解决了边缘失光问题。系统采用1/3英寸(4.8 mm×3.6 mm), 长宽比为4∶3的曲面传感器。该镜头的焦距为3.5 mm, F数为1.55, 视场角为74°, 全视场调制传递函数(MTF)均大于0.4, 最大畸变小于3.5%, 相对照度大于55%, 可以获得良好的成像效果。镜头公差灵敏度较低, 能满足加工条件。
光学设计 手机镜头 1300万像素 大孔径 曲面传感器 optical design mobile phone lens 13-megapixel large aperture curved sensors
1 舜宇光学科技（集团）有限公司研发部, 浙江 宁波 315400
2 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
手机镜头朝着高分辨率、大孔径、超薄化的发展方向。根据手机镜头的设计要求, 研究了设计要求参量与Delano图的相关约束条件和目标函数的转换关系, 结合蒙特卡罗-粒子群优化（PSO）混合算法, 实现了手机镜头初始结构的快速求解生成。使用所提出的方法设计了一款5片式2000万高像素的超薄长焦手机镜头, 结果表明, 在1/4奈奎斯特设计频率125 lp/mm下, 0.8之内所有视场的调制传递函数（MTF）的值均大于60%, 与采用前期PWC法求得的初始结构所设计开发的具有相同规格参数的6片式镜头相比, 边缘视场的模拟良率提升了近10%。将所设计的5片式2000万像素镜头进行加工及TV line实拍测试, 在中心和0.8视场分别得到了2300 LW/PH和1700 LW/PH的解像能力。设计和加工后的实拍验证结果表明, 基于Delano图的手机镜头初始结构的求解方法能够明显提高设计效率, 且可以得到更高的良品率。
光学设计 手机镜头 Delano图 初始结构 激光与光电子学进展
2018, 55(9): 092203
1 华南理工大学物理与光电学院，广东省光电工程技术研究开发中心，广东 广州 510640
2 广东烨嘉光电科技股份有限公司，广东 东莞 523000
为满足高像素手机的要求，本文根据光学成像理论，利用code V软件设计出一种1300万像素手机镜头。为了增加自由度，减小像差，得到更好的像质，本文采用非球面表面进行光学设计。该镜头由五片非球面镜片、一片滤光镜组成。设计得到光圈值2.2，半视场角35°，有效焦距3.6 mm，镜头总长3.6 mm的轻薄型手机镜头。最终中心视场在中间频率处(即223 lp/mm)的MTF值大于0.6，在高频处大于0.2，在0.8视场中频MTF值大于0.4，可见优化完毕后成像效果可满足使用要求。
光学设计 非球面 手机镜头 1300 万像素 optical design aspheric lens mobile phone 13 mega-pixels
福建师范大学 光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建 福州 350007
利用Zemax软件设计一款1 600万像素的手机镜头。该镜头由6片塑料非球面镜片组成,镜头的F数为2,全视场角为78°。采用Omnivision公司OV16880型号的CMOS作为图像传感器,像素元尺寸为1 μm×1 μm,奈奎斯特频率为500 lp/mm,最大像素数为1 600万,最大像高为5.93 mm。最终设计结果,镜头光学总长度为5 mm,1/2奈奎斯特频率处的全视场MTF＞0.3,相对照度大于40%,畸变小于2%,场曲小于0.1 mm,可以获得优质的成像效果。公差分析结果表明,该镜头加工工艺性良好。
光学设计 手机镜头 1 600万像素 optical design mobile phone lens 16 mega-pixel Zemax Zemax
福建师范大学 光电与信息工程学院 医学光电科学与技术教育部重点实验室，福州 350007
利用ZEMAX 软件设计一款500 万像素的手机镜头。该镜头由3 片塑料非球面镜片组成。镜头的光圈值F为2.8，全视场角64°。采用Omnivision 公司OV5645 型号的CMOS 作为图像传感器，像素尺寸大小为1.4 μm×1.4μm，截止频率为358 lp/mm。最终设计结果，镜头光学总长度为4.163 mm，1/2 截止频率处的全视场MTF 大于0.3，相对照度大于55%，畸变小于1%，场曲小于0.1 mm，可以获得优质的成像效果.
光学设计 手机镜头 500 万像素 optical design mobile phone lens 5 mega-pixel ZEMAX ZEMAX
