全景魚眼光學(xué)系統(tǒng)的成像圓通常為完整的圓形，小于感光芯片的垂直方向尺寸，相比長(zhǎng)方形芯片，圓形成像圓面積較小，芯片有效像素利用率低。結(jié)合全景魚眼光學(xué)系統(tǒng)成像圓小于芯片的特點(diǎn)，介紹一種基于自由曲面設(shè)計(jì)的全景魚眼光學(xué)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)橢圓形成像區(qū)域，大大提高芯片有效像素的利用率。采用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)建自由曲面模型，運(yùn)用玻璃鏡片加塑料鏡片混合構(gòu)成的方法，通過(guò)消像差和控制不同溫度場(chǎng)下焦點(diǎn)漂移設(shè)計(jì)非對(duì)稱全景魚眼光學(xué)系統(tǒng)的成像區(qū)域?yàn)闄E圓，實(shí)現(xiàn)了鏡頭成像像高X方向接近芯片的水平尺寸，Y方向接近芯片的垂直尺寸。在不考慮制造公差的理想情況下，對(duì)于4∶3芯片，根據(jù)圓和橢圓面積公式可得圓形成像區(qū)域的芯片像素有效利用率約為58.9%，橢圓形成像區(qū)域的芯片像素有效利用率約為78.5%。仿真和計(jì)算結(jié)果表明，采用橢圓形成像光學(xué)設(shè)計(jì)比圓形成像光學(xué)設(shè)計(jì)的芯片有效像素利用率提升15%左右。
