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研究生: 呂宜隆
Lu, Yi-Long
論文名稱: 三百萬畫素液態透鏡手機設計
3MP Auto-focusing Camera Phone With Liquid Lens Design
指導教授: 楊士禮
Yang, Sidney
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 光電工程研究所
Institute of Photonics Technologies
論文出版年: 2009
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 118
中文關鍵詞: 液態透鏡自動對焦光學設計鏡頭設計
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  • 中文摘要
    市面上自動對焦功能的手機多以數位對焦為主,即使去年開始有光學對焦的手機問世,由於價格昂貴,目前尚未普及化。法國Varioptic公司在2008年發表新型變焦液體透鏡,不同於傳統馬達式移動鏡組,此液態透鏡只需電壓控制,在無鏡組移動的情況下,達到自動對焦的功能,維持成像品質。本論文提供一種新的模擬方法,利用CCL程式寫入OSLO軟體中,建立動態式的液態透鏡模型,且搭配傳統透鏡後,成功設計出三百萬畫素手機鏡頭,規格為F/3.6、HFOV=±31°、系統焦距範圍4.78~4.62mm,並模擬任何物距( 10cm ~ 無窮遠 )下,連續自動對焦以維持成像品質的手機鏡頭。


    Abstract
    Most of the Camera Phone are using digital auto-focus.Even if the Camera Phone with optical auto-focus function has been out on the market,it is too expensive to popularize.Varioptic announced that they invented a new device named liquid lens having optical auto-focus function.Different from the traditional method to move lens module by VCM,liquid lens is driven by voltage-control.We can achieve auto-focus to maintain image quality without moving lens module.We provide a new simulating method with CCL programming by OSLO to build a dynamic liquid lens model.Combined liquid lens model with fixed lens,we successfully design 3MP Mobile Phone,F/3.6、HFOV=±31°、Focal Length is 4.78~4.62mm.In any different distances ( 10cm ~ Infinite ) of object,we can maintain image quality by continuous auto-focus

    第一章 序論 1 1-1 研究背景 1 1-2 研究動機 3 1-3 論文架構 4 第二章 光學理論與液態透鏡 5 2-1 像差理論 5 2-1-1 前言 5 2-1-2 賽德像差 6 2-1-3 賽德像差公式 11 2-2 像質評估 15 2-2-1 光斑圖(Spot) 15 2-2-2 點擴散函數( PSF ) 16 2-2-3 能量分佈( Energy Distribution ) 17 2-2-4 光學轉換函數( Optical Transfer Functions,OTF ) 18 2-2-5 調制轉換函數( Modulation Transfer Function,MTF ) 19 2-3 阻尼最小二乘法( Damped Least Squares,DLS ) 20 2-3-1 誤差函數定義 20 2-3-2 線性近似定義 21 2-3-3 最小二乘法定義 22 2-3-4 阻尼最小二乘法定義 22 2-4 優化運算元 23 2-4-1 系統運算元( System Operand ) 23 2-4-2 光線運算元( Ray Operand ) 24 2-4-3 像差運算元( Aberration Operand ) 24 2-4-4 光斑運算元( Spot Operand ) 25 2-4-5 波前運算元( Wavefront Operand ) 27 2-5 電濕潤式液態透鏡 28 2-5-1 簡介 28 2-5-2 物理特性 28 2-6 介電泳動式液態透鏡 31 2-6-1 簡介 31 2-6-2 物理特性 31 2-7 光學材料 34 2-7-1 簡介 34 2-7-2 建立材料庫 35 第三章 液態透鏡的模型建立/像差分析 37 3-1 電濕潤式液態透鏡 37 3-1-1 光學性質 37 3-1-2 模型建立 40 3-2 介電泳動式液態透鏡 44 3-2-1 光學性質 44 3-2-2 模型建立 46 3-3 RMS Spot Size/賽德像差的分析與比較 49 3-3-1 RMS Spot Size分析 49 3-3-2 像差分析 52 3-3-3 結論與探討 55 第四章 三百萬畫素自動對焦液態透鏡手機設計 58 4-1 液態透鏡手機鏡頭實例 58 4-2 設計流程 62 4-3 手機設計 63 4-4 系統連續自動對焦設計 92 4-5 TracePro模擬光學系統 95 第五章 公差 98 5-1 簡介 98 5-2 OSLO的分析方法 99 5-2-1 敏銳度分析( Sensitivity Analysis ) 99 5-2-2 逆敏銳度分析( Inverse Sensitivity Analysis ) 99 5-2-3 使用者定義公差分析( User-Defined Tolerancing Analysis ) 100 5-2-4 蒙地卡羅分析( Monte Carlo Analysis ) 100 5-2-5 MTF/Wave Front公差分析 100 5-3 公差分析 101 第六章 總結 107 參 考 文 獻 108 附 錄.. 110 附錄A 110 附錄B 111 附錄C 114 附錄D 116 附錄E 117

    參考文獻
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