Con la constante evolución de los productos electrónicos de consumo, los usuarios demandan cada vez más sistemas ópticos de imagen de zoom de alto rendimiento y compactos. Para estos sistemas, la distribución de la distancia focal de los componentes y la curva de movimiento tienen un impacto significativo en el rendimiento de imagen, pero la selección del esquema de primer orden es difícil de resolver mediante métodos analíticos sencillos, lo que aumenta la dificultad en el diseño de objetivos de zoom compactos. Para evaluar globalmente el rendimiento potencial del esquema de primer orden de un objetivo de zoom, y para explorar métodos de diseño compacto de objetivos, nuestro artículo utiliza un programa de búsqueda de Monte Carlo. En primer lugar, se generan distancias focales para cada componente mediante un enfoque de Monte Carlo, luego se seleccionan esquemas de distribución efectivos que cumplen con las ecuaciones de restricción de zoom. Luego, sobre la base de los esquemas efectivos, se generan archivos de diseño de objetivos para el seguimiento real de los rayos de luz y la optimización rápida para evaluar el rendimiento del esquema, y para seleccionar esquemas de distribución de longitud focal combinada superiores. Finalmente, tomando un objetivo de zoom para teléfono móvil como ejemplo, los esquemas de mejor rendimiento se utilizan como estructura inicial para diseñar un objetivo compacto con una apertura constante de 2,9, una distancia focal equivalente de 61 a 183 mm, una longitud total de 90 mm, con una curva de zoom suave, una MTF para todos los campos de visión y distancias focales superior a 0,45 @ 80 lp/mm y 0,15 @ 160 lp/mm, distorsión inferior al 4%, una luminancia relativa superior al 20%. En comparación con los objetivos de zoom convencionales, tiene claramente la ventaja de la compacidad. Los resultados de diseño demuestran la eficacia del método propuesto basado en la generación de Monte Carlo de primer orden y la evaluación del seguimiento real de los rayos de luz, ofreciendo nuevos enfoques para el diseño de objetivos de zoom compactos.

Diseño óptico; objetivo de zoom; Monte Carlo; diseño automatizado