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手机镜头扩展广角镜头设计

2021-12-15 09:44| 发布者:Davis| 查看:1131| 评论:0|原作者: 静水流深光学

摘要:本文讲解了手机镜头的基本参数和设计过程,介绍了外置扩展镜头的优势,并以广角镜头为例进行了设计。通过对接现有的手机镜头与设计好的扩展广角镜头,可以得到更加完美的摄影设备。


手机镜头扩展广角镜头设计

     

专业人士以外,手机已经作为大众拍照的主要选择。各大手机供应商更是在手机镜头上做出了各种各样的开发,除了镜头个数之外,目前更是引入了光学变焦,华为潜望式手机镜头引领了改革,另外像小米更是在手机像素上做足了功夫1亿像素,上天的手机镜头等等。
当然这些噱头也都是我们的消费者付费了。但是,多了这些镜头,美观真的值得商榷。其实这些功能,都可以通过外置镜头获得,免去了高额的手机附加值,而且在单个摄像头,不凸出的那种美观之下拥有,那就是我们需要讲解的扩展镜头。

首先,大致说下手机镜头。如下是舜宇官网上的一个手机镜头参数:


其实也代表了大部分镜头,有原来的三片,发展到现在的五六片,那也没啥特殊,所以手机镜头都凸出来了。但是系统参数基本上变化不大,手机镜头视场基本上70°多点,F数2.0左右,入瞳直径在2mm,那么焦距也就在4mm左右,镜头总长控在6mm以内。

由于手机镜头采用的都是高阶非球面,设计过程中主要是对非球面参数的控制,保证在奇形怪状的非球面能注塑成功。

如下,给出一个设计好的手机镜头参数:

手机参数
值value
入瞳直径
2mm
F数
2.0
系统总长
5.45mm
视场
76°


(需要获得设计文件,请点击文章底部的阅读原文付费领取  )     


    在设计手机扩展镜头时,其实并不知道手机镜头具体每个面的参数,我们只需要知道上面我们说的手机镜头的普适参数就可以了。



    有过镜头设计的,或者手机镜头之类对接式的系统设计的就知道,基本上对接系统,一部分是已经设计的好的,那么另外一部分也就得成像质量满足要求,最终系统才能成像清楚,这个都不需要什么理论,大家也应该就能理解了。


    如果非得找点理论,那就是一个完整系统的传递函数,是每个分系统传递函数的乘积,所以无论是扩展镜头还是手机镜头的传递函数都不能太低,当然也包括CMOS的传递函数,或许大家不知道,传递函数这个概念本身也就是来自于电子里面线性系统理论,是舶来品。  


    

  手机的扩展镜头其实有很多种,广角,鱼眼,望远镜,微距(有的叫做手机显微镜)等。某宝某东,应有尽有,价格也是低廉。



      我们这里主要来设计一个广角的扩展镜头,前面说了我们的手机镜头视场在70°左右,我们扩展视场到120°,另外,需要瞳孔对接,那么手机镜头的入瞳直径2mm,也就是我们这里的扩展镜头出瞳直径2mm,波段去可见光F,d,C即可,简单的参数就有了。

      

     由于扩展镜头是外置的,所以在体积上要求不是很严格,但是考虑的成本与组装工艺上,尽量在两三片完成,使用球面,否则在制作成本上提高了,购买者也就少了。


     设计的结果如下所示:




     在现有的手机镜头和设计好的扩展广角镜头的基础上,我们可以进行组装,将两个镜头对接起来看看,如果手机镜头设计与扩展镜头设计,你们公司可以同时设计制作,二者组装后也可以进行相应的优化,那将是非常有意思的一件事情,这里我简单对接了下,其结果如下所示:




路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

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