利用光扇理論建構初階鏡頭模型; 與五百萬畫素手機鏡頭設計Building the order primary lens by ray fan theorem and the five mega-pixels' lens design of the mobile phone

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題名:	利用光扇理論建構初階鏡頭模型;與五百萬畫素手機鏡頭設計Building the order primary lens by ray fan theorem and the five mega-pixels' lens design of the mobile phone
作者:	李孝文;SHIAU-WEN LEE
貢獻者:	光電科學研究所
關鍵詞:	影像感測器;鏡頭設計;光扇;image sensor;lens design;ray fan
日期:	2006-07-05
上傳時間:	2009-09-22 10:32:45 (UTC+8)
出版者:	國立中央大學圖書館
摘要:	因為目前市面上所販售主流的手機鏡頭的規格仍然停留在二百萬至三百萬畫素的規格，而五百萬畫數的手機鏡頭仍然不見有詳細的規格存在，因此本研究的目標是藉由現有的CMOS五百萬畫素的數位相機鏡頭規格，回頭訂製出合理的五百萬畫素手機鏡頭規格後在進行鏡頭的設計。但設計的方法我們由基礎的薄透鏡理論研究開始出發，藉由折射力、薄透鏡的形狀因子、共軛因子及像差與光扇理論，藉由控制光扇值來求得形狀因子值，並且利用求得的形狀因子值與利用初階像差求到的每片透鏡的折射力來解聯立方程式，進而求得每一面的曲率半徑的初始值，之後在使用光學模擬軟體進行參數的優化，以便得到更好的光扇與MTF的特性。當我們開始設計鏡頭前，可以試著先從單片透鏡設計開始，如此我們便會發現就一片透鏡而言，很難達到我們想要的影像品質，也因此勢必得進行透鏡的裂解，利用更多的可變參數來達到我們想要的影像品質，而所謂的影像品質即是進行像差與色差的修正，因為像差的好壞會影響整顆鏡頭的解析度，相對的不好的鏡頭也會破壞CMOS原有的解析度能力；而色差的品質不好也會造成影像的模糊度；而五百萬畫素的手機鏡頭，因為受限於鏡頭的總長度就短，在想要達成高畫素的情況下，我們所能裂解使用的透鏡數相對不多，也因此我們能使用的參數便少的可憐，而想要在少許的參數下，還能達到我們對五百萬手機鏡頭影像品質的要求，其困難度可想而知；因此本研究的目的是利用理論的推導，藉由控制光扇、像差等的參數值回推到源頭，以便得到我們要的參數的初始值，之後進行鏡頭的優化時能從合理且光學特性不錯的初階模型出發，進行鏡頭的發展。The study is a new analysis for building lens’ primary model. It can get ideal lens’ shape factor for decrease aberration effect by control the value of ray fan of the lens. Then every lens’ idea curvatures can be got by shape factors and powers. The best image quality lens’ parameters can be built logical lens system. So we must be optimize the logical lens system by optical soft. Because the optimization of the optical soft is convergence for idea boundary condition value. When the primary model is a logical lens system, the computer is fast for calculation. And we can get logical the final model lens system.
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