为智能手机设计定制微距镜头

发表的奥列格Rybakovsky

讨论了在这篇文章在美国,手机相机镜头附件的设计对光学和光学机械工程师提出了特殊的挑战。一个共同的市场目标是降低智能手机的最小聚焦距离。在这篇文章中,我们将讨论主要的考虑因素。

大多数镜头附件无限远的这意味着平行光线进入焦距透镜时也是平行的。然而,出射的平行光的直径可能与入射光的直径不同。焦距透镜没有焦距;它的焦点在无穷远处。焦距透镜的主要用途是修改系统的焦距,通常与其他定焦透镜一起使用。

当本机镜头在无限远处聚焦时,微距镜头附件的操作在下一幅图中呈现。

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本地相机手机镜头和镜头附件的放大率可以用简单的公式来估计:

1 / fcombo = 1 / fnative + 1 / fattach

放大倍数可估计为

m = fnative / fattach

使用智能手机自动对焦,我们可以对工作距离进行微调(+- 3-5毫米)

由于iphone、三星(Samsung)、宏达电(HTC)和其他手机内置的摄像头具有类似的特性,一个镜头附件通常可以为多部手机设计。

智能手机摄像头关键光学参数:

·焦距- 3.5-4.5 mm

·F-number - F1.8-2.5

·最小聚焦距离70- 80mm

·瞳孔位置在镜头内部

·失真-低于2%

·分辨率- 300-350 lp/mm(通常受成像传感器的限制)

·元件数- 4-5个塑料非球面透镜

典型的设计目标:

·聚焦2-5mm(显微镜应用)

·视觉放大(250/f) -20-25X(显微镜应用)

·聚焦10- 20mm(微距应用)

·视觉放大(250/f) - 10-15X(宏应用)

·维护决议,色差,在本机照相手机中发现的球差。

设计注意事项:

镜头必须对焦。这使得镜头附件可以用于多种类型的智能手机相机。安装到智能手机机身上时,应将镜头附件相对于相机镜头瞳孔位置正确放置。

·镜头通常有2-3个元素,可以尽可能的小,以简化光机位设计和附件的挑战。

·使用不同类型的玻璃进行色差校正,降低模具成本

设计结果:

在下面的图片中,你可以看到一个精心设计的微距镜头附件可以做什么。右侧照片没有对焦,因为相机对焦范围不够。左边的照片是用微距镜头附件拍摄的。

你可以在iPro(施耐德光学)的产品中找到这些设计原则,Photojojo、力矩透镜和Olloclip。它们都提供了设计良好的镜头和高成像质量。透镜附件具有可比性的光学参数,包括放大、失真、色差和球差。

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