消費電子製品のさらなる進化に伴い、ユーザーは高性能でコンパクトな光学ズームイメージングシステムを求めるようになっています。これらのシステムにおいて、各成分の焦点距離の分布や動きの曲線は画像形成の性能に著しい影響を与えますが、第1次配列の選択には単純な解析方法では解決が困難です。これが光学ズームレンズの設計の難しさを増幅しています。本稿では、多角的に光学ズームレンズの第1次配列の潜在的な性能を総合的に評価し、コンパクトな光学系の設計手法を探索するために、モンテカルロ探索プログラムを使用しています。まず、各成分の焦点距離はモンテカルロ法に基づいて生成され、ズーム制約方程式を満たす効果的な分配スキームが選択されます。その後、適用した配分スキームに基づいて実際の光線追跡と性能評価の素早い最適化のためのレンズ設計ファイルが生成され、卓越した焦点長の組み合わせスキームが選択されます。最後に、携帯電話用のズームレンズを例として、優れた性能の配分スキームが初期構造として使用され、F数が一定で2.9、等価焦点距離が61〜183mm、全長が90mmのコンパクトなズームレンズが設計されます。所望のズーム曲線、すべての視野、すべての焦点距離のMTFが0.45@80 lp/mm、0.15@160 lp/mmを上回り、歪みは4%未満であり、相対輝度が20%以上です。従来のズームレンズと比較して、コンパクト性に明らかな利点があります。設計結果は、モンテカルロ生成法が第1次配置と実光線追跡評価への有効性を示し、コンパクトなズームレンズの設計に新たな解決策を提供しています。

光学デザイン;ズームレンズ;モンテカルロ;自動化デザイン