博碩士論文 992206069 詳細資訊




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姓名 洪兆禹(Zhao-Yu Hung)  查詢紙本館藏   畢業系所 光電科學與工程學系
論文名稱 稜鏡陣列在單鏡頭立體相機畸變與色差優化設計
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摘要(中) 本研究主要為優化稜鏡陣列用於單鏡頭立體相機系統的成像品質。利用光學設計軟體Code V設計出一個像機鏡組,接著設計稜鏡陣列置於鏡頭前,得到立體影像對,分析稜鏡所造成的光學畸變與橫向色差。本研究首先討論稜鏡的色差理論,稜鏡陣列的角度關係,再提出稜鏡置於相機鏡頭前的初階設計,接著在光學軟體Code V中在透鏡鏡組前建立稜鏡陣列模型,利用鏡組參數做變數作優化設計。本研究後段引入兩片稜鏡消色差的方法,利用matlab與excel程式撰寫兩片稜鏡消色差的程式,挑選消色差能力最好的塑膠材料組合,設計成兩層稜鏡陣列單鏡頭立體相機,最後利用LightTools光學模擬軟體模擬成像圖形並驗證本研究成果。
摘要(英) In this study, it is primary to optimize the image quality of the stereo-camera with only single-lens using micro-prism array. We first design a camera by using the optical design software Code V, and then put designed micro-prism array in front of the camera so that we can get the stereo image pairs. And we discuss and analysis the chromatic aberration and distortion of the stereo image pairs we get. In this study, we first discuss the theory of prism, and the relationship between the light angle and prism apex angle. And then we discuss the theory of changing of ideal image height. We used the optical design software setting the parameter of the lens to be variable in order to solve the chromatic aberration and distortion made by prism-array. After the optimization, although we solve the distortion problem of the stereo-image plane, but there is still chromatic aberration in the small field of the image plane. So in this study we used the method of chromatic aberration decreasing by using two prisms. Using the software matlab and excel to write a program to pick up the most useful plastic material combination to solve the chromatic aberration. Finally, the researcher designs a stereo-camera with single-lens by using two micro-prisms array, and simulates the study to verify the theory working by using the optical software LightTools.
關鍵字(中) ★ 稜鏡陣列
★ 單鏡頭
★ 色差
★ 畸變
★ 立體相機
關鍵字(英)
論文目次 目錄
論文摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 IX
第一章 緒論 1
1-1 歷史簡述 1
1-2 研究動機 2
1-3 論文架構 3
第二章 理論與方法 5
2-1 薄稜鏡色差理論 5
2-1-1 符號定義 5
2-1-2 薄稜鏡偏向角公式 6
2-1-3 真實光線稜鏡角度計算…………………………………..7
2-2 兩片稜鏡消色差理論 8
2-2-1 稜鏡一次色散與二次色散 8
2-2-2 兩片稜鏡一次色散校正與二次色散公式 9
2-3 橫向色差賽德像差公式 11
2-4 鏡頭設計視場角初階計算 12
2-5 加入稜鏡後鏡頭設計視場角初階計算 12
第三章 鏡頭設計………………………………………………….14
3-1 鏡頭設計流程 14
3-2 光學元件規格 14
3-3 鏡頭初階規格 15
3-4 成像品質要求 16
3-5 尋找初始值 19
3-6 鏡頭優化設計 20
3-6-1 起始值輸入 20
3-6-2 優化條件設定 21
3-7 設計結果 23
第四章 單層稜鏡陣列在單鏡頭立體相機設計 31
4-1 獲得立體影像對原理 31
4-2 稜鏡頂角設計 32
4-3 加入稜鏡陣列後成像品質分析 34
4-4 稜鏡陣列在單鏡頭立體相機優化設計與分析 41
第五章 兩層稜鏡陣列在單鏡頭立體相機設計 49
5-1 兩片稜鏡消色差材料挑選 49
5-2 兩層稜鏡陣列消色差(型式一) 53
5-2-1 稜鏡頂角設計 53
5-2-2 兩層稜鏡陣列設計優化結果分析 58
5-3 兩層稜鏡陣列消色差(型式二) 64
5-3-1 稜鏡頂角設計與成像品質分析 64
5-3-2 兩層稜鏡陣列鏡頭成像模擬分析 75
第六章 結果與未來展望 79
參考文獻 80
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[14]張弘,幾何光學,初版,東華書局,臺北市,民國82年。
[15]網路資料:Omni Vision,OV10620 Color CMOS,取自網站:
http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=OV10620
指導教授 孫文信(Wen-Shing Sun) 審核日期 2013-1-31
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