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研究生: 孫采筠
Sun Tsai-Yun
論文名稱: 液態透鏡薄膜形狀對光學特性之影響
The Effect of Liquid Lens' Film Shape to Optics Characteristic
指導教授: 蕭德瑛
Dein Shaw
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 液態透鏡變焦成像品質
外文關鍵詞: MTF, PDMS
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  • 本論文主要討論液態透鏡薄膜形狀對成像品質的影響。利用ANSYS及ZEMAX等軟體來模擬薄膜受到0~1000Pa的液壓時變形量及焦距的變化。並以MTF曲線圖與幾何影像分析(Geometric Image Analysis)作為判斷標準,藉由改變薄膜的初始形狀及厚度來找出變形後具有較佳表面形狀的薄膜型態,希望能改善原來平面薄膜的成像品質。結果發現改變薄膜固定面的厚度或使用成圓弧(拋物線)形狀的不均勻厚度薄膜都能夠使透鏡的成像品質獲得一定程度的改善。最後以相同的參數建構出相同尺寸、厚度、形狀的薄膜進行表面輪廓量測、焦距與變形量關係量測及成像品質的實驗,與模擬的結果做一驗證及比較。


    The main purpose of this study is to find the effect of the shape of the film of the liquid filled lens to image quality. ANSYS is used to simulate the changes of film’s deformation and ZEMAX is used to find the focal length of the liquid filled lens when the lens is filled with the liquid with pressure. In this study, the pressure ranging is varied from 0 to 1000Pa. The comparison of the quality of the image is based on MTF diagram and Geometric Image Analysis. To improve the image quality of the lens, the initial shape and thickness of film are changed. It is found that either changing the thickness of the film or using the film with arc feature can change the image quality. Based on the simulation result, the films with the size, thickness and shape as the film used in analysis are used in experiments. The experiments include the shape, focal length and image quality measurement. The result of experiment and simulation are compared.

    第一章 緒論 1-1 研究動機與背景 1-2 文獻回顧 1-3 研究方向 1-4 研究架構 第二章 相關理論及使用軟體簡介 2-1薄膜形狀公式 2-1-1無重力影響 2-1-2受重力影響 2-2光學像差理論 2-2-2慧差(coma) 2-2-3像散(astigmatism) 2-2-4場曲(field curvature) 2-2-5畸變(distortion) 2-2-6色差(chromatic aberration) 2-3成像品質判定方法 2-4 ANSYS簡介 2-5 ZEMAX簡介 第三章 液態透鏡表面形狀的模擬與分析 3-1 液態透鏡的結構與製造流程 3-2 ANSYS模擬之前置作業 3-2-1基本參數設定 3-2-2邊界條件設定 3-3-1厚度與壓力對變形量的影響 3-3-2表面形狀及焦距隨壓力的變化趨勢 3-4 重力對表面形狀影響的模擬 3-4-1施加壓力之影響 3-4-2薄膜不對稱情形 3-5 薄膜之應力分布 第四章 改善透鏡成像品質的方法 4-1 薄膜形狀(類型)對變形的影響 圖4-8 -30~100Pa的壓力範圍內四種薄膜的焦距變化 4-2 成像品質比較 4-3 較佳薄膜類型研究 4-3-1 變形面厚度變化的影響 4-3-2 固定面厚度變化的影響 第五章 實驗規劃與結果 5-1 液態透鏡的製作與組裝 5-2 表面輪廓量測實驗與結果討論 5-2-1接觸式輪廓量測 5-2-2非接觸式輪廓量測 5-3 變形量與焦距關係量測實驗與結果討論 第六章 結論 6-1 結論與液態透鏡薄膜設計建議 6-2 未來工作建議 參考文獻 附錄一:PDMS材料性質性質

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    12.ANSYS代理商- 虎門科技產品介紹頁面http://www.cadmen.com.tw/sec_page/product_solve/ansys/ansys_1.htm
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