手机镜头设计新突破：基于Delano图的超薄长焦镜头

"本文主要介绍了基于Delano图的手机镜头光学系统设计方法，通过结合蒙特卡罗-粒子群优化（PSO）混合算法，快速生成手机镜头的初始结构。设计了一款5片式2000万高像素的超薄长焦手机镜头，其在1/4奈奎斯特设计频率125 lp/mm下，所有视场的MTF值均大于60%，比传统6片式镜头的边缘视场模拟良率提高了近10%。实际加工和测试结果显示，这种方法能显著提升设计效率并提高良品率。" 本文探讨了手机镜头设计的新趋势，即追求高分辨率、大孔径和超薄化。为了满足这些需求，作者研究了如何利用Delano图来建立设计要求与约束条件之间的关系，并转化为目标函数。Delano图是一种在光学设计中用于可视化和分析光学系统性能的工具，它可以帮助设计师快速理解系统性能并优化设计。 在该研究中，作者提出了一种结合蒙特卡罗算法和粒子群优化（PSO）的混合方法，用于快速生成手机镜头的初始结构。蒙特卡罗方法是通过随机抽样来解决问题，而PSO是一种全局优化算法，能够在大量可能解中寻找最优解。这种组合策略能有效地探索设计空间，找到更优的光学设计方案。 通过应用所提出的方法，设计出了一款5片式的超薄长焦手机镜头，具有2000万像素的高分辨率。在关键的性能指标——调制传递函数（MTF）上，该镜头在1/4奈奎斯特设计频率125 lp/mm下，所有视场的MTF值都超过了60%，这表明其成像质量优秀。与传统的6片式镜头相比，新设计在边缘视场的模拟良率有显著提升，大约提高了10%，这意味着在制造过程中有更多的镜头能达到预期的光学性能。 实际加工和TV线实拍测试进一步验证了设计效果。在中心和0.8视场位置，这款5片式镜头分别达到了2300 LW/PH和1700 LW/PH的解像能力，展示了其出色的图像解析力。这些结果证明了基于Delano图的初始结构求解方法在提高设计效率和良品率方面的优势，对于手机镜头的光学设计具有重要的实践意义。 关键词：光学设计、手机镜头、Delano图、初始结构。该研究为手机镜头的优化设计提供了新的思路和方法，有助于推动手机摄像头技术的进一步发展。