大光圈微型高清照相物镜的设计和性能分析.PDFVIP

第３３卷 第６期 广东工业大学学报 　 Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．６ 　 　 　 　 　 　 　 　 　２０１６年１１月　 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 　　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０１６ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７７１６２．２０１６．０６．０１２ 大光圈微型高清照相物镜的设计和性能分析 魏　威，胡正发，夏智锋，蓝秀娟 （广东工业大学 物理与光电工程学院，广东 广州５１０００６） 摘要：基于 ．Ｃ．Ｂｏｏｃｏｂ公式得到照相物镜的基本特征参数，通过ＰＷ法计算物镜系统的初始结构参数，设计了 Д п 一款大光圈微型高清照相物镜，并在非序列仿真环境（ＮｏｎＳｅｑｕｅｎｔｉａｌＣｏｍｐｏｎｅｎｔ，ＮＳＣ）下对系统结构合理性进行了 分析．照相物镜的光圈值Ｆ数为２２，视场角２ｗ＝６５°，系统总长６１３ｍｍ，有效焦距为４５ｍｍ．系统由４片塑料非 球面透镜和１片红外滤光片组成，其中第１、３、４片透镜为正透镜，第２片透镜为负透镜，光阑面位于第 １片透镜之 前．优化后，各视场的均方根（ＲＭＳ）半径都小于艾里斑半径，在半奈奎斯特频率处各视场的ＭＴＦ值均大于０５４，畸 变小于２％．系统搭配Ａｐｔｉｎａ的ＡＲ８０３３型ＣＭＯＳ，可实现８００万像素光学品质的微型照相物镜系统． 关键词：光学工程；照相物镜；非序列；光圈数 中图分类号：ＴＮ９４２．３　　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　　文章编号：１００７７１６２（２０１６）０６００６７０５ ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭｉｃｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃＬｅｎｓｅｓｗｉｔｈ ＬａｒｇｅＡｐｅｒｔｕｒｅａｎｄＨｉｇｈＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ＷｅｉＷｅｉ，ＨｕＺｈｅｎｇｆａ，ＸｉａＺｈｉｆｅｎｇ，ＬａｎＸｉｕｊｕａｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｅｔｏｆｍｉｃｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃｌｅｎｓｅｓ，ｗｉｔｈｌａｒｇｅａｐｅｒｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｈａｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂａｓｅｄｏｎ ．Ｃ．Ｂｏｏｃｏｂｆｏｒｍｕｌａ，ａｎｄｉｔｓｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＰＷｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ Д п ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｌｅｎｓｅｓｉｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｅｘａｍｉｎｅｄｉｎＮＳＣ（ＮｏｎＳｅｑｕｅｎｔｉａｌＣｏｍｐｏｎｅｎｔ）ｓｉｔｕａｔｉｏｎ． ＴｈｅＦｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｌｅｎｓｉｓ２２，ＦＯＶａｎｇｌｅｉｓ６５°，ｔｈｅｔｏｔａｌｌｅｎｇｔｈｏｆｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｉｓ６１３ｍｍ，ａｎｄ ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｆｏｃｕｓｉｓ４５ｍｍ．Ｔｈｅｌｅｎｓｅｓｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ４ｐｌａｓｔｉｃａｓｐｈｅｒｉｃｌｅｎｓｅｓａｎｄ１ＩＲｆｉｌｔｅｒ，ｉｎ ｗｈｉｃｈｔｈｅｌｅｎｓｅｓｏｆＮｏ．１，３，ａｎｄ４ａｒｅｐｏｓｉｔｉｖｅｌｅｎｓｅｓ，Ｎｏ．２ｌｅｎｓｉｓｎｅｇａｔｉｖｅｌｅｎｓ，ａｎｄｔｈｅａｐｅｒｔｕｒｅｓｔｏｐ ｉｓｐｌａｃｅｄｉｎｆｒｏｎｔｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｌｅｎｓ．ＴｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔＲＭＳｓｐｏｔｒａｄｉｕｓａｔｅａｃｈｆｉｅｌｄｉｓａｌ ｍｏｓｔｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｒａｄｉｕｓｏｆＡｒｉｙｄｉｓｋ，ｔｈｅＭＴＦｖａｌｕｅｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ０５４ａｔ１／２Ｎｙｑｕｉｓｔｓａｍｐｌｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎ ｃｙ，ａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｉｓ