В связи с постоянным улучшением потребительской электроники у пользователей возрастает потребность в высокопроизводительной компактной оптической системе с изменяемым фокусным расстоянием. Для системы с изменяемым фокусным расстоянием распределение оптической фокусации компонентов, кривая движения и другие первичные конфигурации существенно влияют на характеристики изображения, но выбор способов решения задач первичной конфигурации затруднен с помощью простого анализа, что увеличивает сложность проектирования легких оптических систем с изменяемым фокусным расстоянием. Для всеобъемлющей оценки потенциальной производительности первичной конфигурации оптической системы с изменяемым фокусным расстоянием и исследования легких методов их проектирования в этой работе использовали программу поиска стохастических данных Monte Carlo для поиска оптимального варианта первичной конфигурации системы с изменяемым фокусным расстоянием. Во-первых, на основе программы поиска стохастических данных Monte Carlo получены фокусные расстояния каждого компонента, отобраны допустимые варианты распределения, удовлетворяющие условиям изменяемости. Затем на основе данных о допустимых вариантах созданы файлы конструкции линз для реальной трассировки лучей и быстрой оптимизации для оценки производительности вариантов, отобраны отличные варианты распределения фокусировки. Наконец, на примере оптической системы с изменяемым фокусным расстоянием для смартфона, отобран хороший вариант в качестве начальной структуры, спроектирована компактная оптическая система с постоянным числом F2.9, эквивалентным фокусным расстоянием от 61 до 183 мм и общей длиной 90 мм, плавная кривая изменения фокусного расстояния, MTF каждого поля обзора при каждом фокусном расстоянии превышает 0,45 при 80 lp / mm и 0,15 при 160 lp / mm, искажение менее 4%, относительная яркость более 20%, что показывает значительное преимущество в легкости по сравнению с обычной оптической системой с изменяемым фокусным расстоянием. Результаты показывают, что предложенный метод стохастического генерирования первичной конфигурации и реальной трассировки лучей в целом был эффективен и предоставил новый способ для проектирования компактных оптических систем с изменяемым фокусным расстоянием.

оптическое проектирование; оптическая система с переменным фокусным расстоянием; Монте-Карло; автоматизированное проектирование