一.概述
.>R`#@+I 随着智能手机的快速发展, 人们在追求高像素、高像质的拍照效果的同时，对手机
镜头的要求也在不断提高。随着手机功能不断的增加和机身越来越轻薄化，携带方便、功能齐全的智能手机大有取代低端数码相机的趋势。因此对手机镜头分辨率的要求也越来越高。
3(V0,L'1 tJ;qZyy( 图一：常见手机镜头结构
({t^/b*8 }[ JB% 早期的镜头都是由单片凸
透镜所构成。因为清晰度不佳,又会产生像差，而被改良成复式透镜，即以多片正负透镜的组合，来纠正各种像差或色差。现在的镜头大部分都由若干片透镜组成，有塑胶透镜或玻璃透镜。塑胶透镜通常采用塑胶原料依靠模具注塑而成。
(_e[CqFu 玻璃透镜通常采用高质量的
光学玻璃制成，透镜又分为非球面透镜和球面透镜两类。目前手机镜头构造有:1P、1G1P、2P、1G2P、3P等，这里的1P、1G1P等是摄像头里光学镜片材质及数量组成的描述。数字代表镜头数量，字母代表材质，如G是玻璃材质，效果较好，价格较高。P是塑料材质，效果一般，价格便宜。
xcW\U^1d 5eff3qrH{ 二. 设计要求
ZEI)U,
I. 光学塑料具有透光性好、重量轻、价格低等优点，手机镜头常用光学塑料作为透镜材料。现在我们需要设计一个6片塑料非球面+1片保护玻璃的手机镜头，具体要求如下：
cgrSd99. .S 54:vs F/数=2 rt*x[5< 波长在486 nm, 587 nm, 656 nm 0 (-4"u>? 焦距5.58mm，半视场角35° #b[bgxm 相对照度﹥40% Uyb0iQ-,s 畸变<2% d|RUxNjM-J 像元尺寸5um对应奈奎斯特频率处100cy/mm，全视场MTF﹥0.2 wx3_?8z/O 第一表面到像面距离6.5mm 5]Rbzg2t 半像高3.905mm `r1}:`.m, 摄像模块总长度较短，避免从手机机身突出。 6a,8t 3F|p8zPS
三. 6P镜头
oI ick 初始结构通常采用计算法或者查找
专利获取。本例采用Synopsys中的DSEARCH功能对于手机镜头进行仿真，读者感兴趣的也可以参考国外专利镜头，并对镜头进行一定的
优化，以达到仿真效果。
HN56 61;8 进行DSEARCH的搜索，得到如下十个结构，选取一个较好的结构如图所示。
Qz|T0\=V SYNOPSYS 初始结构搜索宏和运行结果：
\"ahs7ABT Yg.[R]
UC 初始宏文件
c_vGr55 请评论区留言联系工作人员获取代码
^.LB(GZ ,
TbD
phu,& DS! 查看镜头结构数据表，发现镜头最低厚度被限制在1mm，作为一个手机镜头这并不是很合理。
6ncwa<q5 j_g(6uZhz3 k)I4m.0a5
e}?Q&Lci 使用TLIMIT命令以及SLIMIT命令重新设置最小值，再度交给DESEARCH进行搜索，DESEARCH搜索会出现个别镜面之间出现重叠，应避免使用这种结构。获得如下的结构：
_"
9 q(1 b+qd'
,.Z Am*IC?@tq
jaEe$2F2 查看数据表，厚度得以优化。
+w]#26`d Nt $4; ( /I6Wa
*w@ 1@6?j 由光扇图可知，镜头仍具有较大的像差，使用DESEARCH自动生成的优化宏对镜头进行优化，并
模拟退火（50，2，50）。
CPy>sV3Ru0 .hx(9 优化后的结构如图所示:
?:$
q~[LY A*DN/lG j#p;XI
^ELZ35=qZ 查看镜头的MTF图：
*90dkJZ. Zm0VaOT $I Ni>Ns=n
nRBS&&V 可以看到MTF满足全视场大于0.2，接着查看相对照度与畸变。
&7\}S qp
E$
\l57 f>6{tI 5X
相对照度与畸变与畸变也都满足了设计需求。 B<EqzP*#
zn-=mk;W Dc0=gq0
