Aufgrund der ständigen Weiterentwicklung von Verbraucherelektronik fordern Benutzer zunehmend leistungsstarke und kompakte optische Zoom-Bildgebungssysteme. Für diese Systeme haben die Verteilung der Brennweitenkomponenten und die Bewegungskurve einen signifikanten Einfluss auf die Bildgebungseigenschaften, aber die Auswahl des Erstanordnungsschemas ist schwer durch einfache analytische Methoden zu lösen, was die Schwierigkeit bei der Gestaltung kompakter Zoomobjektive erhöht. Um die potenzielle Leistung des Erstanordnungsschemas eines Zoomobjektivs ganzheitlich zu bewerten und Methoden zur kompakten Gestaltung von Objektiven zu untersuchen, verwendet unser Artikel ein Monte-Carlo-Suchprogramm. Zuerst werden Brennweiten für jede Komponente auf der Grundlage einer Monte-Carlo-Methode generiert, dann werden effektive Verteilungsschemata, die die Zoom-Beschränkungsgleichungen erfüllen, ausgewählt. Anschließend werden auf der Basis effektiver Schemata Objektiv-Designdateien für die reale Lichtstrahlverfolgung und schnelle Optimierung zur Bewertung der Leistung des Schemas generiert und überlegene kombinierte Brennweitenverteilungsschemata ausgewählt. Schließlich werden ausgezeichnete Schemas als Ausgangsstruktur in einem kompakten Zoomobjektiv mit einer konstanten Blende von 2,9, einer äquivalenten Brennweite von 61 bis 183 mm, einer Gesamtlänge von 90 mm, einer sanften Zoomkurve, einem MTF für sämtliche Sichtfelder und Brennweiten über 0,45 @ 80 LP/mm und 0,15 @ 160 LP/mm, einer Distortion unter 4%, einer relativen Helligkeit von über 20% verwendet, und weisen im Vergleich zu herkömmlichen Zoomobjektiven deutliche Vorteile bei der Kompaktheit auf. Die Designergebnisse zeigen die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Monte-Carlo-Generation des Erstanordnungsschemas und der Bewertung der realen Lichtstrahlverfolgung, und bieten neue Ansätze für die Gestaltung von kompakten Zoomobjektiven.

Optikdesign; Zoomobjektiv; Monte Carlo; automatisiertes Design