玻璃非球面镜片设计：大视场手机镜头新技术

"光学玻璃或-introductory quantum mechanics with matlab" 这篇论文主要探讨了基于光学玻璃非球面镜片设计的手机镜头，旨在提高手机镜头的成像分辨率和视场角。设计采用了两片玻璃非球面透镜和一片塑料非球面透镜，这种混合结构的镜头设计可以实现大视场角、高分辨率的成像效果。 首先，文章提到对于手机镜头的一般要求，例如F数约为2.8，视场角需超过50°，畸变小于5%，波长范围在486至656纳米之间，且在奈奎斯特频率上所有视角的MTF值应不小于15%。为了保护CMOS传感器，后焦距至少为0.5 mm，并且光学总长度应尽可能短。鉴于这些需求，作者们考虑使用折射率较高的玻璃镜片和塑料镜片的混合结构，以减少整体尺寸。 论文中具体介绍了一个实例，采用的是Kodak的KAC-3100 CMOS传感器，具有310万像素，像素尺寸为2.7微米，对角线长度为6.9毫米。设计的镜头总长度为6mm，非球面镜片的最高阶系数为10阶，极限分辨率达到了185lp/mm，视场角扩展到66°，比普通手机镜头更宽。像高设定为3.4418mm，F数为2.8，MTF值在奈奎斯特频率处超过0.15，确保了良好的成像质量。在66°视场角下，畸变为-0.93%，光斑RMS直径为9.6微米。镜头结构由前部两片非球面玻璃镜片、后部一片塑料非球面镜片和一片红外滤光片组成，设计紧凑。 论文还指出，玻璃非球面镜片可通过热模压成型技术制造，这种镜头具有出色的热稳定性，能实现2048×1536像素的成像分辨率，有效焦距为5.3mm，适用于中高端手机应用。 关键词涵盖了非球面透镜、光学玻璃、镜头设计、图像分辨率等主题，表明该研究是光学设计领域的一个重要贡献，特别是对于手机摄像头技术的改进和发展。通过使用光学玻璃非球面镜片，不仅提高了镜头的光学性能，也满足了现代智能手机对轻薄、高性能镜头的需求。