基于Zemax的手机摄像镜头光学设计.doc-资料库

a11ae2b0-4a2c-4592-98fc-5ec32e42c689.doc.pdf-第1页.png

第1页 / 共37页

a11ae2b0-4a2c-4592-98fc-5ec32e42c689.doc.pdf-第2页.png

第2页 / 共37页

a11ae2b0-4a2c-4592-98fc-5ec32e42c689.doc.pdf-第3页.png

第3页 / 共37页

a11ae2b0-4a2c-4592-98fc-5ec32e42c689.doc.pdf-第4页.png

第4页 / 共37页

a11ae2b0-4a2c-4592-98fc-5ec32e42c689.doc.pdf-第5页.png

第5页 / 共37页

a11ae2b0-4a2c-4592-98fc-5ec32e42c689.doc.pdf-第6页.png

第6页 / 共37页

a11ae2b0-4a2c-4592-98fc-5ec32e42c689.doc.pdf-第7页.png

第7页 / 共37页

a11ae2b0-4a2c-4592-98fc-5ec32e42c689.doc.pdf-第8页.png

第8页 / 共37页

. 本科生毕业设计（论文）论文题目基于 Zemax 的手机摄像镜头光学设计作者姓名专业光电信息科学与工程指导教师 2017 年 6 月

燕山大学本科生毕业设计（论文）基于 Zemax 的手机摄像镜头光学设计学专姓学院：信息科学与工程学院业：光电信息科学与工程名：号：指导教师：答辩日期： 2017 年 6 月

摘要摘要拍照作为手机的一个集成功能也是越来越受到广大消费者的欢迎，能拍出更清晰的像和拥有更薄机身的拍照手机会更受大众的青睐。现如今，市面上的旗舰手机像素大多在一千万像素以上，1300 万像素在其中占有很大比例。所以，本文通过介绍国内外的手机镜头的发展，选取合适的镜头结构和感光元件，利用某专利的镜头结构作为初始结构，运用 ZEMAX 进行设计优化并进行公差分析，在现有的镜头加工水平上，设计出款画质优良、结构良好的 1300 万像素的手机镜头。关键词：手机镜头，像素，非球面，ZEMAX 优化 - I -

Abstract Abstract Mobile phone has become an indispensable life life communication tools, and camera phone integrated camera and communication functions, it is more and more welcomed by the vast number of consumers. Can shoot a clearer like and have a thin body of the camera phone will be more popular. Now, the market's flagship mobile phone pixels mostly in more than 10 million pixels, 13 million pixels in which a large proportion of possession. Therefore, this article summarizes the development of mobile phone lens at home and abroad on the basis of the combination of non-spherical and lens aberration of the basic principles, the use of ZEMAX design optimization, design a 13 million pixel mobile phone lens. Keywords: cell phone lens, pixel, aspherical, ZEMAX optimized - II -

目录目录摘要...........................................................................................错误！未定义书签。 Abstract..................................................................................... 错误！未定义书签。第 1 章绪论.............................................................................错误！未定义书签。 1.1 引言....................................................................................错误！未定义书签。 1.2 可拍照手机镜头的发展....................................................错误！未定义书签。 1.3 论文的主要工作.................................................................错误！未定义书签。第 2 章手机镜头的基本原理和优化方法.............................错误！未定义书签。 2.1 手机镜头结构及成像原理................................................错误！未定义书签。 2.1.1 镜头(Lens) ...................................................................... 错误！未定义书签。 2.1.2 红外滤光片（IR Filter）............................................... 错误！未定义书签。 2.1.3 图像传感器（Sensor）.................................................. 错误！未定义书签。 2.1.4 数字信号处理（DSP）..................................................错误！未定义书签。 2.1.5 手机镜头成像原理.........................................................错误！未定义书签。 2.2 手机镜头的基本术语........................................................错误！未定义书签。 2.2.1 基本参数.........................................................................错误！未定义书签。 2.2.2 感光元件..........................................................................错误！未定义书签。 2.3 光学系统的优化方法........................................................错误！未定义书签。 2.3.1 ZEMAX 简介...................................................................错误！未定义书签。 2.3.2 光学系统优化方法..........................................................错误！未定义书签。 2.4 本章小结............................................................................错误！未定义书签。第 3 章光学系统设计.............................................................错误！未定义书签。 3.1 感光元件的选择................................................................错误！未定义书签。 3.1.1 CCD 和 CMOS 传感器对比........................................... 错误！未定义书签。 3.1.2 图像传感器的选择.........................................................错误！未定义书签。 3.2 镜头结构的选择................................................................错误！未定义书签。 3.2.1 镜头设计指标.................................................................错误！未定义书签。 3.2.2 初始结构的确定.............................................................错误！未定义书签。 3.2.3 初始参数分析.................................................................错误！未定义书签。 3.3 本章小节.............................................................................错误！未定义书签。第 4 章镜头的优化和评价分析.............................................................................19 4.1 优化数据............................................................................................................19 4.2 优化后的参数....................................................................................................20 - III -

目录 4.2.1 系统重要参数.................................................................................................21 4.2.2 场曲畸变图.....................................................................................................21 4.2.3 点列图.............................................................................错误！未定义书签。 4.2.4 光线特性曲线..................................................................................................22 4.2.5 MTF 调剂传递函数图.....................................................................................23 4.2.6 相对照度和球差.............................................................................................25 4.3 公差分析............................................................................................................26 4.4 设计结果............................................................................................................27 结论...........................................................................................................................35 参考文献...................................................................................错误！未定义书签。 - IV -

燕山大学本科生毕业设计第 1 章绪论 1.1 引言人们生活水平的提高以及人们通过互联网对高科技产品的认识，高像素的拍照手机已经成为人们生活中必不可少人的通讯工具。搭载摄像头的手机——拍照手机自进入人们的视线之后，一直受到广大消费者密切关注。手机是集成了多种现代多媒体技术的高科技电子产品，随着科技水平的不断提高，只能拍出低像素、低画质的图片的拍照手机逐步被能拍出高像素、高画质的拍照手机所取代。现如今，拍照作为手机的基本功能已经成为人们判定手机产品等级的标准之一，一款拥有更薄的设计，更高像素的拍照手机往往更受大众百姓的追捧。摄像头性能好坏是各个厂家销售手机的一个竞争点，各厂商在新机型中使用更优良镜头设计和更集成图像传感器，以提升产品对客户的吸引力。手机摄像头的性能指标除了与传感器像素存在着密切的联系外，镜头光圈系数、镜头视场角、镜头镜片数量在设计之初，也影响着手机摄像头的性能。新科技对于微小物件的加工工艺水平提高，新的光学材料的发明，新的传感器的使用，手机镜头的像素如今已今非昔比，拍照手机大有取代数码相机之势。 1.2 可拍照手机镜头的发展早在 2000 年 9 月，全球第一款支持拍摄功能的手机 J-SH04 问世，这款搭载 11 万像素 CMOS 镜头的手机成为了手机拍照技术上革命性的突破[1]。作为第一款拍照手机，它采用了一块 355*288 像素的 COMS 传感器，用该手机排除的照片仅仅 11 万像素。虽然这款手机在当时并没有引起太大的轰动，也没有进入中国市场，但是它的出现却是手机时代的转折点，让很多的手机产商看到了未来手机的发展发现方向，之后包括诺基亚、索尼爱立信等公司纷纷推出自己拍照手机。在此后的两三年的竞争中，拍照手机如初生红日，像素方面的提高，新传感器是使用，比如 Sony 的 P900、诺基亚的 7650 等，它们的光学镜头都有了很大的进步，可以拍摄最大分辨率为 640×480 的照片，摄像头的像素数也已经达到 30 万。当时这种级别的镜头一般都需要两个镜片，多采用 2 片式光学塑料透镜或 2 片式光学玻璃透镜结构，感光元件 CCD 或 CMOS 尺寸大多在 1/10 英寸以下[2]，最小像元尺寸仅能达到 2.2μm×2.2 1

燕山大学本科生毕业设计 μm, 我们通常称之为 VGA(Video Graphic Array)镜头。这类手机镜头的结构如下图 1-1 所示。图 1-1 2 片式镜头结构草图 2002 年，一款诺基亚 7650 让诺基亚在手机市场中一枝独秀，拥有一块 2.1 英寸屏幕和搭载 104MHz 处理器的智能手机，再加上 30 万像素的摄像头，大受欢迎，而且诺基亚 7650 是诺基亚在中国市场推出的首款内置数码镜头的手机，所以在中国人眼中，它才是第一款走进中国人视线的拍照手机。继第一款拍照手机之后，2003 年，夏普又发布了世界上第一台百万级像素的拍照手机 J-SH53[3]，搭载 100 万像素摄像头，可输出最大分辨率为 1144×858 像素的照片，此外还支持多种分辨率选择和连拍功能，与第一代相比来说，J-SH53 让人刮目相待，无论是在照片清晰度、亮度还是色彩还原度上，都接近了低端数码相机的水平。2003 年 10 月份，日本的卡西欧为运营商 KDDI 度身定做了一个世界首款 200 万像素的照相手机，基于非球面的高像素超薄手机镜头设计的 A5403CA，该机感光元件采用 CCD 传感器，在暗光条件下亦有出色表现力，并且支持自动对焦和闪光拍摄，它的出现被称作是改变手机成像工业的一次技术革命。在 2006 年的 CEBIT 大展上，三星推出了首款内置 1000 万像 2

资料库

基于Zemax的手机摄像镜头光学设计.doc

相关推荐

开发技术

热门标签

最新资料