手機鏡頭像素的光學鏡頭和感光器件等影響因素的淺析

　　1 感光器件的選取

　　不論是照相手機還是數(shù)碼相機，除了要有好的光學鏡頭以外，感光器件的好壞也是影響其成像質量的一個極其重要因素。CCD和CM0S是目前最常用的2種圖像傳感器，被廣泛地應用于數(shù)碼相機、攝像機、照相手機和監(jiān)控攝像頭等數(shù)碼產品中。CCD（即電荷耦合器件）是一種感光的半導體片，CM0S即互補金屬氧化物半導體，二者的主要的區(qū)別是CCD 是集成在半導體單晶材料上，而CMOS是集成在被稱為金屬氧化物的半導體材料上。它們的工作原理沒有本質的區(qū)別，都是利用感光二極管進行光電轉換。

　　目前，數(shù)碼相機的圖像傳感器仍然被CCD所掌控，而在可拍照手機方面主要應用CMOS圖像傳感器，雖然其主要是VGA，但130萬像素，200萬像素，300萬像素等高像素的CMOS也已逐步推向市場。

　　雖然CCD技術已經能夠提供較好的探測性能，但費用高、制造商有限等因素制約了CCD市場份額的擴大。相比之下，CMOS探測器具有集成度高、體積小、質量輕、功耗低、價格低、無光暈、高讀出速率等CCD圖像傳感器不具備的優(yōu)點。近年來，隨著亞微米和深亞微米工藝技術的發(fā)展和器件結構的不斷改進，CMOS圖像傳感器的圖像質量已明顯優(yōu)于CCD的圖像質量，因而可以預期在不久的將來它將會在許多領域取代CCD。

　　本文采用韓國三星公司的一款300萬像素CMOS作為設計鏡頭的配套傳感器，其尺寸為0．635 mm（1／4 inch），由于采用了90 nm 的制造工藝，每個感光單元的尺寸下降到1．75μm。

　　2 鏡頭各項參數(shù)的確定

　　2．1 外形尺寸

　　由于手機向著小巧、智能化的方向發(fā)展，因此作為照相手機的鏡頭其尺寸也受到一定的限制。與普通數(shù)碼相機鏡頭相比有其特別之處：鏡頭體積受手機空間的制約，體積小，后焦短，解像力要求越來越高。

　　普通手機的厚度小于1 cm，因此鏡頭的總長度應該在1 cm 以內。同時根據(jù)市場上拍照手機的一些參數(shù)確定出我們要設計的鏡頭參數(shù)：光圈值F=2．85，視場62°左右。同時控制好光線的出射角度，使其與后面CMOS能更好地耦合。

　　2．2 調制傳遞函數(shù)（MTF）

　　MTF可以敘述為通過鏡頭使標準標板（chart）成像時，表示一定空間頻率反差傳遞比率的大小?？臻g頻率是在像面上每mm 內黑白相間的線對數(shù)，以每mm 若干線對表示（1 p／mm）。通常，MTF值隨空間頻率的上升而下降，即一個鏡頭的MTF值越大越好，MTF曲線包圍的面積越大越好，偏離光軸的點在子午方向（S）和弧矢方向（T）的MTF值越接近越好。