镜头光学规格介绍.ppt

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： fov = 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 / d i0 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 = 17.86 2、d(f/4.0) = 50 / 4.0 = 12.5,1、d(f/2.8) = 50 / 2.8 = 17.86 2、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 1002 2、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 quality image quality： mtf distortion cra(tele-centric angle) ri flare&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 system non-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 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 filter 1、反射式(reflection type)：干涉鍍膜。 2、吸收式(absorption 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 = i0cos4 2、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 =