博士论文手机镜头.docx

2.3四百万像素数位相机镜头设计
其有效像素为本设计的感光组件为四百万画素，其有效画素为2310×1732，单一画素大小为2.2μm*2.2μm，有效面积为5.09mm×3.18mm。其对角
线长为6.36mm
利用对角线的一半3.18mm 作为像高以及作为所考虑的视场。设计考虑全视角60 度，因此利用公式tanu=hEFFL 可以简单地计算出所需要的焦距为5.5mm。
而在定非球面参数为变數时，要注意非球面公式有奇次项与偶次项兩种，而奇次为不对称函數，在透镜制造上会有困难，因此奇次项系数不予考虑。偶次项非球面公式，如公式 2-3 所示。其中z 为镜面深度，s 为镜面上任意点到光轴上的垂直高度，c 为中心曲率，而k 为二次曲面系數，A2、A4、…、Aj 为非球面系數。

而首先考虑相对照度，如图 2-15 所示。其中像高最边缘处为57%，虽然不足60%，但因视场1.0 在整张影像中，只占四个角落，因此并不会对整个画面有太大的影响。

图2-15 相对照度

图2-16
而畸变如图 2-16 所示。光学畸变明显表现很好，其范围只有在±0.2%之间，图中五条曲线分别表示不同波长，而红色曲线表示中心。
接着考虑 MTF 值，由于其单一画素大小为2.2μm，因此一个线对为4.4μm。当考虑全彩画面时，选择兩个线对所对应的空间频率，其空间频率为115lp/mm。由图 2-17 所示，其像高最边缘处之MTF的最低值约为42%波长。
2-17MTF值

2-18MTF vs Field
图 2-18 中，横坐标为像高，纵坐标为MTF 值。图中曲线表示不同空间频率的曲线。实线表示径向上的MTF 值，虚线表示切向的MTF 值。而115lp/mm 处的径向与切向最大的差異在像高2.48mm 处为7%。
最后考虑纵向色差以及横向色差。纵向色差较大，约为 50μm，如图 2-19 所示；而横向色
差为2.1μm，仍然小于一个画素大小2.2μm，如图 2-20 所示。

轴向色差

垂轴色差