| 姓名 |
林忠毅(Jung-Yi Lin)
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畢業系所 |
光電科學與工程學系 |
| 論文名稱 |
離軸式光學變焦設計
(Stray axis of optics zoom design)
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| 摘要(中) |
傳統式變焦鏡組為延續光軸移動的連續式變焦模式，提出方式是一種延續光軸而變更鏡片距離的變焦鏡組進而達到變焦功能，但鏡組上下空間尚為充份使用只利用左右的間距來達到變焦的目的。
現在本研究主要提出兩部份：第一部分為離軸式固定型以及第二部份為離軸式多重組態型變焦系統都以移動第二鏡組上下的方式，達成變化曲率來選擇不同曲率半徑分別使成像點位置改變及達到變焦的效果，在此使用光學模擬軟體光學設計軟體Zemax 對鏡片進行加厚與優化並協助調整MTF曲線，以設計出符合各項成像品質需求的鏡組。
最後，本論文所訂出的規格為F/#=5.6、field=0、±14°、±20°，所選取的玻璃為無鉛玻璃，而成像品質三大準則自訂為空間頻率60(lp/mm)之MTF在30％以上、畸變小於3％、周邊光量大於70％。 |
| 摘要(英) |
Traditions zoom lens advance optical axis that continuous zoom mode,Proposed the way is one kind continues the optical axis to change the lens distance，achieves the focal variation function the lens group .
The basic work divides into two parts in our research：Firstly, stray axis of stationary type and secondly, stray axis of multi-configuration zoom system are always use the way which the second lens group reciprocated，change
curvature to choose the different radius of curvature，we utilize the software Zemax to thick and optimize the lens. One could even modify the MTF curve of the lens according to the demand of the system .
Finally, the research from subscribes the specification F/#=5.6、field=0、±14°、±20° and glass material quality selection for does not have the lead glass.imagery quality three big criteria of MTF more than 30％、distortion smaller than 3％、relative illumination more than 70％. |
| 關鍵字(中) |
★ 光學設計
★ 變焦
★ 調變函數
★ 鏡頭
★ 成像品質 |
關鍵字(英) |
★ distortion
★ image quality
★ MTF
★ optical design
★ zoom |
| 論文目次 |
中文摘要...........................................I
英文摘要..........................................II
致謝.............................................III
目錄..............................................IV
圖目錄............................................VI
表目錄.............................................X
第一章： 序言......................................1
1.1 研究背景......................................1
1.2 研就動機......................................2
第二章：光學成像原理...............................3
2.1 幾何光學符號定義..............................3
2.2 薄透鏡高斯成像................................4
2.3 形狀因子(shape factor)........................6
2.4 非球面光線追跡及折光過程......................7
第三章： 成像品質之準則...........................13
3-1 賽德三階差...................................13
3.1.1 球面像差 ( spherical aberration )...........14
3.1.2 畸變 (Distortion)...........................15
3.1.3 慧星像差 ( Coma aberration ) ...............16
3.1.4 場曲 ( Field curvature )....................17
3.1.5 斜射像散 (Astigmatism) .....................18
3.2 CCD 與CMOS感測器之比較........................20
第四章： 模擬光學系統及變焦理論...................23
4.1 光學優化理論之模擬方法........................23
4.2 傳統式變焦系統................................26
4.3 離軸式變焦系統................................28
第五章 ： 變焦設計實例............................30
5.1 設計流程......................................30
5.2 離軸式變焦架構方法............................36
5.3 設計實例......................................37
5.3.1 實驗結果：第一組設計.......................40
5.3.2 實驗結果：第二組設計.......................45
5.3.3 實驗結果：第三組設計.......................50
5.4 分析結果......................................55
第六章： 多重組態之優化...........................63
6.1使用ZEMAX多重組態..............................63
6.2結論...........................................68
第七章 未來展望..................................69
參考文獻..........................................70 |
| 參考文獻 |
[1] 國立中央大學 孫文信助理教授：幾何光學講義。
[2] 張弘：幾何光學， 東華書局，中華民國八十二年。
[3] 李介仁“輕薄短小的DLP變焦頭影鏡頭之設計探討＂國立中央大學光電所碩士論文 民國91 年。
[4] 林永昌“新型變焦系統＂國立中央大學光電所碩士論文 民國90 年。
[5] Warren J. Smith, “Modern Lens Design: A Resource Manual”, McGraw-Hill,New York 1992。
[6] Joseph M. Geary “Introduction to Lens Design with practical Zemax examples”Willmann-Bell, Inc. 2002。
[7] D.S. Grey "Zoom lens design", Applications of Geometrical Optics II 1973。
[8] E. Betensky “Zoom lens principles and types”, SPIE Critical Review Vol. CR41,pp.88-116 1992。
[9] Warren J. Smith, Modern Optical Engineering, 2nd ed.,
McGraw-Hill, New York, 1992。
[10] 張榮森，專利名稱：固定鏡片距的變焦鏡組；申請案號087201338。
[11] R,Ktngslake, "The Development of the Zoom Lens,”
JSMPTE69 ,pp.534,1960
[12] 光研科學有限公司“ZEMAX中文使用手冊”。
[13] 王金裕“改變單一鏡組的非連續式變焦系統”國立台灣科技大學電子工程系碩士論文 民國93 年。
[14] 趙廣雄“三片型鏡組之分析設計”國立中央大學光電所碩士論文 民國95 年。
[15] 林震佑“非球面係數對三片型鏡組 映像品質影響之分析”國立中央大學光電所碩士論文 民國95 年。
[16] Eugene Hecht，Optics，Third Edition，Addision-Wesley，New York(1998)。
[17] Focus Software, ZEMAX Optical Design Program User’s Guide,Version 8.0,1999。 |
| 指導教授 |
張榮森(Rong-Sen Chang)
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審核日期 |
2008-7-7 |
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