《镜头光学设计》PPT课件.ppt

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1、1,鏡頭光學規格的介紹,Curtis,主題,2,Curtis,內容大綱,3,SPEC.,Curtis,未來發展,4,Curtis,BFL,基本光學系,5,1、Image circle sensor size(D)。2、D+0.4mm(Package 公差)。,MEMO：光學設計的考量，要從了解SENSOR開始。光學設計需與SENSOR達到最佳配合。,sensor1,Curtis,6,sensor2,Curtis,尺寸表,7,FOV:Field Of View,D,f,FOV=2=2 tan-1 D/2f,FOV,sensor,例：SENSOR對角線D=5mm，焦點距離f=3mm，則FOV為：F

2、OV=2=2 tan-1 5/2*3=79.6(度),Curtis,8,F/#_1,D,f,sensor,F/#：決定光通量、影像的亮度。F/#=f/DI0 1/(F/#)2(進光量與F/#平方成反比)。,I0Image Intensity 流明 照度,MEMO：F/#數值愈小 設計上困難度愈高。FOV愈大 設計上困難度愈高。,Curtis,9,F/#_2,F/2.8比F/4.0亮度亮兩倍。,例：F/#=2.8&4，焦點距離f=50mm，則入光大小為：F/#=f/D；D=f/F/#1、D(F/2.8)=50/2.8=17.862、D(F/4.0)=50/4.0=12.5,1、D(F/2.8)=

3、50/2.8=17.862、D(F/4.0)=50/4.0=12.5以圓面積計算公式計算如下：(R2)1、3.14*17.862 10022、3.14*12.52 491(面積F/2.8)2*(面積F/4.0),Curtis,10,F/#_3,CCD靈敏度較CMOS為高。,MEMO：CCD所使用的F/#值較大(即光圈較小)。如果使用過大的光圈，則會落於飽和區 使得成像品質不好。,Curtis,11,MTF1,黑,白,Co(Bmax Bmin)/(Bmax+Bmin)=contrast代表的是層次感、立體感。,Lens design Good image QualityImage Quality

4、：MTFDistortionCRA(tele-centric angle)RIFlare&Ghost,Bmax,Bmin,Curtis,12,0,50,100,MTF,0.5,1.0,(lp/mm),MTF2,截止頻率,MTF Ci/Co,Co：物,Ci：像,Optical systemNon-perfect lens因材料、加工、組立所產生的缺陷。,100%,70%,Curtis,13,MTF3,S：Sagittal，弧矢面，放射狀。T：Tangential，子午面，同心圓狀。,Curtis,14,MTF4,0,100,1.0,(lp/mm),截止頻率,fN,Aliasing現象 False

5、 color Moire pattern,fN=Nyquist frequency=1/2p例：p=3.2m fN=1/(2*3.2*0.001)=1000/6.4=156(lp/mm),MEMO：如何消除Aliasing?利用“OLPF”。,Curtis,15,OLPF1,OLPF：1、雙折射式(Crystal、quartz)2、繞射式(grating 光柵),Curtis,16,OLPF2,false colors,Curtis,17,IR_CUT Filter_1,IR_CUT Filter,IR_CUT Filter1、反射式(Reflection type)：干涉鍍膜。2、吸收式(A

6、bsorption type)：藍玻璃。,Curtis,18,IR_CUT Filter_2,規格標示例：650nm 15nm T=50,Curtis,19,IR_CUT Filter_3,反射式IR_CUT Filter的Angle shift 問題入射角度增加，截止波長往短波長偏移。吸收式_(藍玻璃、綠玻璃)無Angle shift 問題但，材料特性為質軟、容易起化學變化，容易吸水有潮解現象，耐候性不佳等問題。,Curtis,20,CRA_1,C.R.(30),CRA(),Chief Ray Angle(CRA),A.S,I0,I,Image plane,與CRA有關的參數：1、cos4 Law：I=I0cos42、RI=I/I0(相對照度),Curtis,21,CRA_2,Sensor端會要求CRA 符合此角度配合micro lens 的調整。(micro lens與sensor的距離，影響CRA需 求的大小),例：SENSOR的CRA要求希望25，A、RI=50 at 30()B、RI=55 at 30()誰優?實裝上，A周邊光亮比B亮，為何?因為，A的CRA()=25；B的CRA()=30A比B能配合SENSOR，故A比B亮。,Curtis,