800万像素手机广角镜头设计
800万像素手机广角镜头设计
（ １ ． 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ３ ３ ； ２ ． 中国科学院大学， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ９ ）
摘要 ： 为了满足市场对高像素手机广角镜头 的需求 ， 设计出一款 ８ ０ ０万像 素大相对孔径的手机广角镜 头。该手机镜 头 由 ４片塑料非球面透镜和 １片红外滤光片组成 ， 镜头的光圈值 Ｆ为 ２ ． ４ ５ ， 视场角 为 ８ ０ 。 ， 采用 Ｏ ｍ ｎ ｉ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ公 司的 ０ Ｖ ８ ８ ５ ０型
ＬＩ Ｈａ ｎ ｇ ｒ， ＹＡＮ Ｃｈ ａ ｎ ｇ ． ｘ ｉ ａ ｎ ｇ
（ １ ． Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｆ ｉ ｎ ｅ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ，
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ ３ ３， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ；
２ ． Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｂ ｅ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ４ ９， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第 ７卷
第 ３期
中 国光 学
Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ
Ｖ０ Ｉ ． ７ Ｎｏ． ３
２ ０ １ ４年 ６月
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ４
文章 编 号
２ ０ ９ ５ — １ ５ ３ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ ４ ３ ４ ５ ６ － ０ ６
畅享速度与顺滑realme真我X50评测
畅享速度与顺滑realme真我X50评测作者：来源：《计算机应用文摘》2020年第06期realme 真我X50采用了一块6.57英寸、分辨率为2400×1080的挖孔屏。
相比“刘海儿”和“水滴”等设计，“挖孔”与屏幕搭配更显自然，虽不至于浑然一体，但“执机相看”时的突兀感减了不少。
边框方面，realme 真我X50采用了侧边指纹设计，对于这一设计，初次体验是有些不习惯的—尤其是长时间使用屏幕指纹后。
不过，使用数日之后，realme 真我X50还是带来了另一种解锁体验，拿起手机的同时，使用握住边框的手指，即可快速解锁，比如用右手大拇指。
这种免去了点按屏幕的操作，有点一气呵成的味道。
背部设计上，realme 真我X50采用了左上角竖直四摄组合，辅以3D背部玻璃，布局和设计算不上“特别”，但也符合大众审美。
此外，在机身颜色方面，有“冰川”和“极地”两种可选，光影穿插在颜色由深入浅的玻璃内，为视觉体验和质感都加了不少分。
realme 真我X50搭载了高通骁龙765G芯片。
作为高通首款5G集成式芯片，高通骁龙765G集成了高通第二代5G基带骁龙X52以及配套的射频系统。
基于高通骁龙765G芯片，realme 真我X50支持SA/NSA双模组网，可以充分满足不同网络、不同组网方式下的通信需求，为用户提供更畅快的5G体验—理论上，5G下峰值下载、上传速率最高分别可达3.7Gbps、1.6Gbps。
理论上看着很厉害，那么实际上有多畅快呢？不妨通过实际测试来一探究竟吧！在网络测速APP Speedtest中，realme 真我X50的下载速度可达到303Mbps，即37MB/s 左右。
需指出的是，由于我们所在的地方，5G信号覆盖问题，并未达到5G网速的峰值，稍显遗憾。
不过，即便这样，realme 真我X50的下载速度依然比4G手机快上数倍，比如下载1.9GB大小的《王者荣耀》，只需要1分钟左右的时间。
红米note11pro+值得买吗，性能怎么样
红米note11pro+值得买吗，性能怎么样展开全文红米note11pro+这款手机为用户提供很好的手机外形设计，可以为用户提供不很好的手机天玑920的处理器，可以为用户提供很好的手机5G性能体验，那么这款手机值得入手吗？外观设计红米 Note11 Pro+ 采用小立边设计，也就是类似 iPhone13 的直角边框，这是目前在 iPhone 的引领下比较流行的设计。
Note11 Pro+ 正反两面同时采用了玻璃材质，屏幕玻璃是康宁 5 代玻璃;后盖是高雾度AG 磨砂工艺玻璃，摸起来手感细腻，拿在手里也不会滑很贴手，而且不容易沾指纹，裸机使用也不用担心后盖变脏。
Note11 Pro+ 总共有迷雾森林、神秘黑境、时光静紫 3 个颜色，我手里这台是迷雾森林，在不同光线变化下，颜色会在绿色和黑绿之间变换，配色比较简洁。
机身顶部加入 3.5mm 耳机孔，扬声器放到了摄像头上面。
底部的卡槽是三选二卡槽，可以插两张手机卡或一张手机卡 +SD 存储卡，支持存储扩展。
另外 Note11 Pro+ 采用超小挖孔设计，直径仅 2.96mm，小挖孔带来更好的视觉感受。
不过，这个前置镜头似乎没做镀黑工艺处理，在黑屏的情况下，银白色小圈有些明显，比较容易看出。
屏幕是 6.67 寸 1080P 分辨率的三星 AMOLED 屏，支持 120hz 刷新率、360hz 触控采样率。
OLED 屏幕相比 LCD 屏幕，不仅色彩显示更加丰富，而且在页面滑动时拖影也更小，所以日常使用在滑动页面，比如刷微博、浏览网友会更加流畅;同时页面之间的动画过渡也更细腻。
屏幕亮度方面是 700 nits 的全局亮度，1200 nits 的峰值亮度，高亮度显示，白天在室外也有不错的显示效果，不会看不清。
性能方面红米 Note11 Pro 全球首发 MTK 天玑 920，天玑 920 采用台积电 6nm 工艺， 2.5Ghz A78 双大核 + 2.0Ghz A55 六小核设计;并且搭配 DDR4X 闪存和 UFS 2.2 存储。
800万像素手机镜头的设计
作者简介：李广（１９８９一），男。安徽蒙城人，硕士研究生，主要从事光学设计和大气传输的研究工作．
Ｅ－ｍａｉｌ：ｌ ｇ－ｈｆｕｔ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｅｏｍ
万方数据
应用光学２０１Ｉ．３２（３）李广．等；８００万像素手机镜头的设计
・４２１・
１感光器件的选取
感光器件有ＣＣＤ（电荷耦合器件）和ＣＭＯＳ （互补金属氧化物半导体）两种。ＣＭＯＳ器件产生 的图像质量相比于ＣＣＤ来说要低一些，到目前为 止，大多数消费级别以及高端数码相机都使用 ＣＣＤ作为感光元件Ｉ ＣＭＯＳ感应器则作为低端产 品应用于一些摄像镜头上，目前随着ＣＭＯＳ技术 的日益成熟，也有一些高端数码产品使用ＣＭＯＳ 器件。ＣＭＯＳ相对于ＣＣＤ有很多优点，比如价格 低、集成化程度高、体积小、质量轻、功耗低、无光 晕、高读出速率等［６］。所以很多手机生产商都采 用ＣＭＯＳ器件作为手机镜头的图像传感器。目前 ＣＭＯＳ芯片的尺寸越做越小，相应的像素尺寸也 越来越小，分辨率反而越来越高。 现在国际上ＣＭＯＳ生产厂家主要有Ａｐｔｉｎａ、
ａｒｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｉｅｌｄｓ
１ １２
ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １．４肚ｍ，ｔｈｅ ＭＴＦ ｖａｌｕｅ ｉＳ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ０．５ ｉｎ ｍｏｓｔ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｖｉｅｗ
Ｎｙｑｕｉｓｔ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２％，ａｎｄ ＴＶ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ
ｐｈｏｎｅ ｍａｒｋｅｔ．Ａｎ ８ ｍｅｇａ—ｐｉｘｅｌ ｌｅｎｓ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｐｅｒｔｕｒｅ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ （ＦＯＶ）ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｚｅｍａｘ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ａｓｐｈｅｒｉｃ ｌｅｎｓｅｓ，ａｎ ＩＲ
华为P10P10Plus详细评测
华为P10/P10 Plus详细评测2016年推出的华为P9家族首度与徕卡合作，为P系列的拍摄质量提供保证，同时让华为的品牌形象得到提升，被誉为消费者电子产品领域的年度最佳CP。
2017年推出的华为P10/P10 Plus同样被寄予厚望，更为注重拍摄上面的表现，而且还提出了“人像摄影大师”的口号。
以下由店铺带大家来看一下这款全新旗舰。
华为P10/P10 Plus详细评测配置简述作为年度旗舰产品，华为P10搭载麒麟960处理器，辅以4GB RAM+64/128GB ROM，适配的EMUI 5.1系统、Ultra Memory技术大幅提升应用启动速度。
正面为一块5.1英寸全高清屏幕，拥有极窄的边框;整机厚度仅为6.98mm，放入3200mAh电池，支持Super Charge快充。
华为P10配置参数CPU 麒麟960八核处理器+微智核i6协处理器GPU Mali-G71 MP8RAM 4GBROM 64GB、128GB(支持最高256GB存储卡扩展)屏幕 5.1英寸 1920x1080 NTSC色域达96%摄像头后:2000万(黑白)+1200万(彩色)，F/2.2徕卡镜头，支持OIS光学防抖前:800万像素，F/1.9徕卡镜头系统 EMUI 5.1(Android 7.0)电池容量 3200mAh，3.5-5V/5A快充网络制式双卡双待全网通，支持移动、联通、电信4G+/4G/3G/2G网络尺寸重量145.3×69.3×6.98mm 145g机身配色钻雕金、曜石黑、钻雕蓝、玫瑰金、陶瓷白、草木绿特色功能Huawei Pay、Huawei Share、天际通、指关节手势、2倍双摄变焦华为P10还带来更专业的人像摄影，后置2000万像素(黑白)+1200万像素(彩色)的徕卡双摄像头，加入OIS光学防抖技术，并支持2倍双摄变焦。
前置相机也升级为徕卡镜头，拥有F/1.9大光圈，加入人像摄影和智能广角自拍模式。
一款超薄800万像素手机镜头的设计
２ ０ １ ３年 ５月 应Fra bibliotek用 光
学
Ｖｏ １ ． ３４ Ｎｏ ．３
Ｍａ ｙ ２ ０１ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ
文章编 号 ： １ ０ ０ ２ — ２ ０ ８ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ４ １ ３ — ０ ７
一
款超薄 ８ Ｏ ０万 像 素手 机 镜 头 的设 计
杨 周 ，阳 慧 明 ，丁桂 林
（ 江苏大学 机械工程学院 ， 江苏 镇江 ２ １ ２ ０ １ ３ ）
摘
要： 为 了满足 市场 对超 薄手机 镜 头 的要 求 ， 运 用光 学软件 Ｃ ＯＤ Ｅ Ｖ， 结合 非球 面理 论 ， 设 计 一
ｓ ｉ ｄｅ，ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈｉ ｒ ｄ ｌ ｅ ｎｓ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｏｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｅ ｎｓ ｅ ｓ，ｔ ｈｅ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎｄ ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｆ ｏ ｕｒ ｔ ｈ ｌ ｅ ｎｓ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｎ ｅ ｇ—
ａ ｔ ｉ ｖ ｅ １ ｅ ｎ ｓ ｅ ｓ ，ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｅ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｏ ｐ ｉ Ｓ １ ｏ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ １ ｅ ｎ ｓ ．Ｔｈ ｅ Ｆ— ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｉ Ｓ ２ ． ４ ，ＦＯＶ
ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｏ ｆ ＥＯＶ ａ ｒ ｅ ｍｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ０ ． ５ ａ ｔ １ ／ ２ Ｎｙ ｑ ｕ ｉ ｓ ｔ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ，ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｌ ｅ ｓ ｓ
手机摄像模组镜头参数
一、参数指标200百万镜头的参数指标：1）像素尺寸是2．52 pm×2．52um；2）相应的尼奎斯特频率是196条／mm；3）相关的调制传输函数值在尼奎斯特频率的1／2时达到40％；4）所成像面的球差控制在一0．05 mm～0．05 mm之内，最大畸变小于0．17％。
300百万镜头的参数指标：1）0．635 cm (1／4 inch) C M O S 作为该镜头的图像传感器；2）像素颗粒大小为1．75u m ；3）其分辨率（奈奎斯特频率）极限为285 lp／m m ；4）镜头的光圈值F 为2．85；5）视场2ω为62º；6）该镜头有较好的成像质量，在奈奎斯特频率1／2 处绝大部分视场的M T F 值大于0．5；7）波前均方差(R M S w avefront error) 小于0．14λ ( λ为波长)；8）最大畸变为一0．2 %。
500百万镜头的参数指标：1）镜头由4片塑料非球面透镜和1片红外滤光片组成；2）其光圈值F为2．85；3）视场2ω为60º。
；4）采用Aptina公司的一款500万像素7．94 mm(1／3．2)英寸CMOS作为该镜头的图像传感器；5）该图像传感器的像素颗粒大小为1．75um，截止频率（奈奎斯特频率）为285 lp／mm；6）镜头在奈奎斯特频率处，0．7视场以内的MTF值大于0．3，在奈奎斯特频率1／2处视场的MTF值均大于0．5；7）波前均方差(RMS wavefront error)小于0．1，畸变小于1％。
800百万镜头的参数指标：1）一款大相对孔径800万像素的广角镜头，该镜头由l片非球面玻璃镜片，3片非球面塑料镜片，1片滤光镜片和1片保护玻璃构成；2）采用APTINA公司的MT9E013型号800万像素传感器，最大分辨率为3 264×2 448；3）镜头光圈值F为2．45；4）视场角2ω为68º；5）焦距为4．25 mm，后工作距离为0．5 mm；6）最小像素为1．4um；7）各视场的均方根差(RMS)半径小于1．4um；8）在奈奎斯特频率1／2处大多数视场的MTF值均大于0．5；9）畸变小于2％，TV畸变小于o．3％。
荣耀7拆解分析,看它如何做到内外兼修
荣耀7拆解分析，看它如何做到内外兼修荣耀年度旗舰荣耀7凭借创新的智灵键，更快更准的指纹识别2.0、2000万像素主摄像头、5.2英寸FHD全高清屏幕、3100mAh电池等优秀产品特色在市场上反响热烈，那今天我们就细致来探究下荣耀7的内部设计及做工，对荣耀7进行拆解分析，看看这款人见人爱的旗舰产品不为人知优秀的那一面。
取下SIM卡托并拧下卡托旁唯一一颗固定后盖和机身中框的螺丝后，沿着卡槽开口处逐一撬开后盖，使机身与后盖分离。
荣耀7采用了三段式金属后盖设计，后盖与中框之间利用后盖内侧的金属卡扣固定。
先来看看后盖部分，三段式设计后盖顶部，底部以及内部两侧均为注塑聚碳酸酯材料，中段为航空铝合金材料，顶部和底部聚碳酸酯部分主要作用是为了保证荣耀7的的天线信号能够更好的溢出，保证手机的通信性能。
内部两侧聚碳酸酯部分，作用是为了隔绝主板芯片热量和电池热量不直接与中段金属部分直接接触，以降低机身的热度。
金属固定卡扣由于延展性较差导致荣耀7的后盖非常难拆，导致拆解过程中金属后盖略微有些变形。
机身内部，荣耀7采用了L型主板设计布局，这也是iPhone 6和三星S6中的布局方式。
荣耀7机身上半部分用螺丝固定了一块采用铝合金加聚碳酸酯材料制造的保护罩，，保护罩用螺丝固定在中框上，黑色聚碳酸酯部位上面有LDS设计天线，经过分析为WiFi、蓝牙、FM和卫星定位系统天线。
来自瑞典FPC的按压式指纹识别器用粘胶贴在后置摄像头下方的金属保护盖上。
这块金属保护盖的使用既对主板起到了良好的保护作用，同时又对主板芯片起到了辅助散热作用。
来自瑞典FPC的按压式指纹识别器，型号为FPC1025I，指纹识别器由欧菲光生产制造。
中高端机型中越来越常见的一体式音腔扬声器，上面同样也有LDS设计天线，经过分析确认为荣耀7的主通讯天线。
取下前后摄像头和电池，电池利用无痕胶方式贴合在中框电池仓内。
荣耀7采用了2000万像素后置摄像头加800万像素前置摄像头的配置方案，2000万像素摄像头采用了索尼IMX230感光元器件，具有2.0大光圈，6片镜片，支持0.1秒极速对焦(PDAF相位检测对焦)。
变焦距手机镜头的光学设计
变焦距手机镜头的光学设计作者：刘雪翠来源：《电子技术与软件工程》2016年第13期摘要随着手机行业的不断发展，行业竞争越来越激烈，特别是硬件竞争，高质量的手机拍照功能可以提升手机的整体质感和水平，所以良好的拍照效果已经成为了人们选择手机的重要因素。
本文在实际需求的基础上，利用变焦距手机镜头近轴光学理论计算方法，确定手机拍摄物的摄像物镜，分析手机镜头的系统结构，给出合理的镜头设计方案。
【关键词】变焦距手机镜头光学设计近些年智能手机的高速发展是我们有目共睹的，随着技术的不断提升，人们对于手机硬件的要求越来越高。
手机拍照的质量已经是衡量手机品质的一个重要硬件标准。
所以变焦距手机镜头的光学设计关系着整个手机的品质。
越来越多的人员和企业将重心放在变焦距手机镜头光学设计方面使得手机的镜头质量不断提升，功能不断强化，费用、价格不断下降。
光学变焦镜头已经是拍照手机的一个重要功能，是目前手机拍照应用中非常重要的方式之一。
所以变焦距手机镜头的光学设计的合理性以及先进性，具有非常现实的应用意义。
1 光学变焦1.1 光学变焦简介通常来说，我们所接触到的手机镜头有两种变焦模式，一种是光学变焦，一种是数码变焦。
这两种变焦模式存在很大的区别，不仅体现在它们的工作原理上，而且成像效果也有差异。
从成像质量来说，光学变焦远远优于数码变焦。
数码变焦的成本相对于光学变焦较低。
光学变焦是通过改变镜头中心焦点的位置，来改变进入镜头的光线的角度。
从而使同一位置被拍摄物体在感光元件上被放大，或者是让更远的物体能够更加清晰地聚焦在感光元件上。
1.2 手机镜头光学理论计算分析手机拍摄镜头朝着高像素、大广角、高变焦倍数的发展方向发展。
数码相机由于不存在体积的限制，镜头可设置为伸缩式的。
而手机拍摄镜头则不行，因其镜头大小是固定的，并且镜头尺寸要符合手机整体设计尺寸，所以手机镜头的光学设计关系着整个手机镜头的应用率。
手机对于镜头的要求是尺寸越来越小，像素越来越高，广角越来越大，可变焦倍数越来越大。
手机广角拍照怎么操作方法
手机广角拍照怎么操作方法手机广角拍照是一种常见的拍摄技术，它可以帮助我们捕捉更广阔的景物或将多个元素纳入同一张照片中。
下面是关于手机广角拍照的一些操作方法和技巧。
1. 了解手机广角镜头的特点：手机广角镜头通常具有较短的焦距和较大的视角。
它可以将比常规镜头更多的场景纳入照片中，呈现出视觉上的广阔感。
2. 手动调整焦距：有些手机的广角镜头可以进行手动焦距调整，可以通过在摄像头界面上用双指放大或缩小的方式实现。
这样你可以更好地控制景物的清晰度和焦点位置。
3. 快速获取焦点：在广角拍照时，景物往往较远，这就需要我们加大焦点的范围，尽可能让更多的元素保持清晰。
在手机拍照模式上选择自动对焦或触摸对焦功能，可以帮助你快速锁定焦点。
4. 保持手机稳定：拍摄广角照片时，由于视角较广，会更容易出现摄动，导致照片模糊。
因此，保持手机的稳定是非常重要的。
可以使用一个三脚架或者将手机放在一个稳定的平面上进行拍摄，以减少手持造成的抖动。
5. 利用对角线构图：广角镜头可以放大近距离物体，同时也可以捕捉到更远的景物。
你可以尝试使用对角线构图法来增强照片的视觉效果，使画面更加生动有趣。
6. 注意光线和背景：光线和背景对拍摄效果有着重要的影响。
在拍摄广角照片时，注意选择适合的光线条件，避免背景过亮或过暗。
此外，对于夕阳、云彩等天空元素，广角镜头也可以更好地展现出绚丽多彩的效果。
7. 避免失真：由于广角镜头的特殊构造，有时候会出现画面变形或畸变的现象。
特别是在拍摄建筑物或直线元素时，可能会出现透视畸变。
你可以通过微调手机位置或使用一些手机自带的调整功能来减少失真或畸变现象。
8. 拍摄低角度景物：广角镜头不仅适合拍摄广阔的景物，还适用于拍摄近距离的小物体。
你可以尝试拍摄一些地面的纹理或者低角度拍摄人物，来增强照片的趣味性。
9. 利用前景增加层次感：广角拍照的一个亮点是可以在近距离拍摄物体时保持其他物体的清晰。
你可以在前景中加入一些有趣的元素，如花朵、建筑物或人物，来增加照片的层次感和深度。
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800万像素手机广角镜头设计李航;颜昌翔【摘要】为了满足市场对高像素手机广角镜头的需求，设计出一款800万像素大相对孔径的手机广角镜头。
该手机镜头由4片塑料非球面透镜和1片红外滤光片组成，镜头的光圈值F为2.45，视场角为80°，采用Omnivision公司的OV8850型号800万像素CMOS图像传感器，最大分辨率为3280 pixel ×2464 pixel，CMOS图像传感器的像素尺寸为1.1μm，奈奎斯特频率为454 lp／mm。
设计结果显示，镜头在1／2奈奎斯特频率处，0.7视场内的MTF值均大于0.48，全视场的MTF值大于0.38；在奈奎斯特频率处，0.7视场内的MTF值大于0.15；最大畸变小于2％，因此可获得优良的成像质量。
%In order to meet the requirement of mobile phone market on the wide-angle and high-pixel mobile phone lens , a wide-angle and 8 mega-pixel mobile phone lens is designed .The mobile phone lens are com-posed of 4 plastic aspheric lens and an IR filter , and the F-number is 2.45 and FOV is 80.The sensorOV8850 made by Omnivision with 8 mega pixels, maximum resolution of 3 280 pixel ×2 464 pixel, pixel size of 1.1μm, and Nyquist sampling frequency of 454 lp/mm.The design result shows that the MTF value is lar-ger than 0.48 at 1/2 Nyquist sampling frequency in the 0.7 fields of view ( FOV) , and the MTF of FOV is lar-ger than 0.38 .The MTF value in 0.7 FOV is larger than 0.15 at Nyquist sampling frequency and the distor-tion is less than 2%.【期刊名称】《中国光学》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P456-461)【关键词】手机镜头;光学设计;ZEMAX;800万像素;广角【作者】李航;颜昌翔【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033; 中国科学院大学，北京100049;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】TP394.1;TH691.91 引言自2000年日本夏普公司推出全球首款照相手机以来，照相手机受到市场的极大欢迎［1］。
2003年索尼公司生产的索尼爱立信T618是国内市场最早出现的照相手机，像素为10万［2］。
从最初的10万像素发展到现今的300万、500万、800万，甚至达到千万像素，照相手机以其携带方便、实时分享、高像素的优势逐步取代了低端数码相机。
在CMOS图像传感器发展成熟以前，要把500万、800万像素手机镜头集成在手机上是十分困难的，其长度基本都在1 cm以上。
随着CMOS加工技术的发展，像元尺寸由原来的5 μm逐步达到了1.1 μm，使得高像素手机镜头的长度远比以前小的多。
目前市场上500万、800万像素手机占有率极大，但大部分800万像素手机镜头的视场角为62°～68°，无法满足市场对手机广角镜头的需求。
鉴于此，本文在合理选择初始结构基础上，对初始结构进行一定程度的修改，优化得到一款800像素手机广角镜头，全视场角达到80°，满足了市场对手机广角镜头的需求。
2 设计要点2.1 感光器件的选取为了使数码相机、照相手机获得高质量的成像效果，需要有高质量的感光器件与高质量的光学镜头相匹配。
目前市场上照相手机最常用的两种图像传感器是电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)［3］。
虽然 CCD图像传感器在分辨率、灵敏度等方面优于CMOS图像传感器［4］，但是由于其制造成本高等因素限制了CCD所占的市场份额。
相比于CCD，CMOS图像传感器具有体积小、功耗低、集成度高、价格低、读出速率高等优点。
目前，市场上的手机镜头主要使用CMOS作为图像传感器。
本文采用Omnivision公司生产的型号为OV8850［5］的800万像素CMOS图像传感器作为手机镜头的配套传感器，其像面大小为3 625.6 μm ×2 750 μm，有效像素尺寸为3 280 ×2 464，对角线长度为4.55 mm，最小像素尺寸为1.1 μm，传感器奈奎斯特频率为454 lp/mm。
2.2 镜头设计指标依据与镜头相匹配的CMOS图像传感器的参数，确定手机镜头的各项设计指标，如表1所示。
表1 镜头的设计指标Tab.1 Design indexes of lens参数名称指标波段/nm 486.1 ～656.3(可见光)全视场角/(°) 80有效焦距/mm 2.28相对孔径 1/2.45主光线出射角/(°) ＜30畸变＜3%后焦距/mm ＞0.5总长/mm ＜73 设计过程3.1 初始结构的选取想要得到一个良好的镜头离不开初始结构合理的选取，初始结构选取是否合理直接影响到设计能否顺利进行。
有两种初始结构的选取方法可供光学设计人员选择，一种是通过设计人员的经验使用近轴光学原理设计一个初始结构，然后逐步调整结构参数以得到需要的结果。
但是仅仅靠光学设计人员创建初始结构是十分困难的，需要设计人员拥有数年的工作经验和丰富的理论储备。
另一种方法是在相关文献和专利中选取合适的初始结构进行光学设计，然后优化。
本设计的初始结构采用一个美国专利作为设计起始点。
初始结构的选取原则是光圈值与视场和设计指标要求相同，焦距可以通过缩放镜头大小来实现［6］。
传统800万像素的手机镜头通常使用的结构形式为1G3P、2G2P和4P(G为玻璃透镜;P为塑料透镜)，其基本的组合方式为正负正负和正负正正［7］。
出于生产成本的考虑，本文所设计的手机镜头采用塑料透镜和非球面相结合的结构形式。
使用非球面可以有效控制手机镜头的各种像差，降低光学元件数量，提高系统的相对孔径和视场角。
本设计不同于传统800万像素手机镜头，因要达到80°的广角镜头要求，所以采用负负正负的组合方式，结构形式采用4P结构。
第1、2、3片透镜采用型号为APL5014DP的塑料材质，第4片透镜采用OKP-4HT的塑料材质，第5片透镜为K9的滤光片，主要滤掉700～1 000 nm的近红外光。
APL5014DP的折射率和阿贝数分别是1.543和56.0，它是日本三井公司开发出的一种环烯烃共聚材料，其具有优异的气密性和光学性质，雾度为4%，透光率为91%。
OKP－4HT的折射率和阿贝数分别是1.632和23.4，其为环状烯烃结构的非晶型透明塑料材质，具有密度小、吸水性低等特点［7］。
K9玻璃的折射率和阿贝数分别为1.516和64.1。
3.2 优化过程以一款美国专利为雏形［9］，采用人工和ZEMAX光学设计软件结合的优化设计方法，对初始结构进行了改造和优化［10］。
为了满足实际光学加工的要求，优化过程中材料厚度不能设置过小，设定中心和边缘厚度都大于0.3 mm。
(1)把所有透镜的半径、大的空气间隔、正透镜的厚度、非球面系数和二次曲面系数设置为可变量进行优化，因非球面系数和半径是透镜参数中最具影响力的，所以在设计初始阶段就应进行变化，为了控制正透镜的边缘厚度，首先变化正透镜的厚度;之后添加负透镜厚度和剩余空气间隔为可变量进行优化;最后添加玻璃参数为可变量进行优化，确定所采用的玻璃之后，重新优化所有的参数。
(2)使用默认评价函数，首先选择PTV+Spot Radius+Chief Ray的评价方法，因结构中使用了非球面，所以将Rings和Arms都设置为6。
(3)在优化过程中，用操作数TOTR限制镜头的总长度，使总长小于7 mm;用操作数EFFL和EFLY分别控制镜头有效焦距和指定面范围内的有效焦距;用操作数RAED控制主光线的出射角小于30°，从而使镜头和CMOS图像传感器更好的耦合;用操作数DIMX分别控制各视场的畸变，使畸变小于3%;用操作数MTFS、MTFT控制系统的调制传递函数，进一步提高系统像质。
4 结果分析优化后的镜头结构如图1所示。
全视场角为80°，总长为6.8 mm，有效焦距为2.28 mm，光圈值为2.45，后焦距为0.9 mm，主光线出射角为24.5°，满足与CMOS图像传感器耦合的要求。
各个透镜的中心和边缘厚度都大于0.3 mm，满足实际的光学加工水平。
图1 优化后的结构Fig.1 System structure after optimization手机镜头所允许的弥散斑大小为Δd=(1.5～1.2)/NL，Δd为弥散斑半径，NL为手机物镜分辨率［11］。
手机镜头要求NL大于CMOS图像传感器的分辨率 NR，本设计中令 NL=NR=454 lp/mm，代入上式得Δd=3.3 ～2.6 μm，即像面上最大弥散斑半径≤3.3 μm。
系统点列图如图2所示，可以发现所有视场的弥散斑大小均在艾里斑附近，满足弥散斑半径≤3.3 μm的要求。
图2 点列图Fig.2 Spot diagram场曲是表征像平面整体弯曲程度的一种像差，而畸变的形成仅由主光线光路决定，对成像的清晰度没有影响，只是引起像面的变形［11］。
对于手机镜头而言，一般要求场曲小于0.1，要求畸变小于3%，即感觉不到变形［6］。
本手机镜头结构的场曲和畸变如图3所示。
由图3可知，手机镜头的场曲控制在0.05以内，系统的最大畸变为－1.5%，满足手机镜头的使用要求。
图3 场曲、畸变曲线Fig.3 Curves of field curvature and distortion对于手机镜头来说，相对照度是评价它的一项重要指标。
相对照度是像面边缘照度与中心照度的比值，随着视场角的增大，导致主光线出射角增大，使得相对照度会有一定程度的下降，一般手机镜头要求相对照度大于50%即可［6］。