光学元件简介（课堂PPT）

1、1東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章概要:一、CCD Camera.二、Lens.三、Lamp.四、Laser.五、Power Meter.六、結論.2東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章一、CCD Camera. 1.CCD是ChargeCoupledDevice的縮寫，中文為電荷耦合器件。實際上是一種半導體元件，它可以利用光的強度變化，來控制電量變化。這種光電晶體的主要任務，就是把鏡頭拍攝出來的光學影像，轉換成電路可處理的視頻訊號，稱為CCD Camera。 a.機器視覺 b.用途:定位 檢測,量測,監視 c.特點 3東捷半導體股份有限公司光學元件

2、簡介 研發一部經理 張勳章2.CCD Camera 依 CCD chip 大小可分1/3， 1/2 ， 2/3 。 黑白 CCD Camera 又分EIA型 (768hX494v)，CCIR型 (752X582) 。 彩色 CCD Camera 又分NTSC型 (768hX494v)，PAL型 (752X582) 。3.CCD Camera 輸出不正常(或無影像)故障排除 a.訊號線不正常(毀損斷線，脫落或未接在 PC 內部之影像截取卡或Video Monitor )。 b.電源線不正常(毀損斷線，脫落或 power off) 。 c.CCD Camera Lens 光圈在“off” 狀態。影

3、像呈黑色狀態。 d.CCD Camera Lens 焦距不對, 影像呈白色狀態。 e.影像截取卡故障。請教專業人員。4東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章二、Lens.1. CCD Camera 必須搭配適當Lens才能如人眼看見物體,CCD chip如人眼球中視網膜,Lens內部有光圈如人眼中瞳孔,在較暗環境中,人眼瞳孔會放大看清物體,同樣環境在CCD Camera中Lens內部光圈需放大才能顯像,若環境太亮則光圈需縮小。5東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章2. CCD Camera用之Lens,一般設有光圈調整環,焦距調整環,固定焦距或可變焦距(焦

4、距等同倍率,如可變焦距通常倍率是可變)。3.影像顯示不正常故障排除: a.影像顯示模糊,此為焦距不對,微調焦距調整環,必要時 camera上下移動(調整高度)。 b.a項故障排除失敗,可能lens之延伸環未裝,裝上後如.a項故障(影像模糊)可排除。 c.高倍率鏡頭須特別小心,因其景深(depth of focus)很短,可能以mm,或m計, 高度微調時,稍不小心即躍過焦距,常造成誤判。 d.景深可看成 Lens 能讓CCD Camera 顯示清楚影像之高度落差,如5倍鏡頭景深14 m, 100倍鏡頭景深只有0.6 m 。 6東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章三、Lamp.

5、1.光譜(波長) 光波是電磁波的一種 波的傳播-波動紅外線:(近)780nm 1.5m,(中)1.5 5m,(遠) 5 100m 紅光 760 nm 620 nm橙光 620 nm 592 nm黃光 592 nm 578 nm 綠光 578 nm 513 nm 藍光 500 nm 464 nm 紫光 464 nm 380 nm紫外線:(近)380 315nm,(中)315 280nm,(遠)280 100nm7東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章2.日光燈(螢光燈)發光原理:電流經過水銀蒸汽放電產生紫外光,紫外光被塗於管內之磷吸收再發射出白光8東捷半導體股份有限公司光學元件

6、簡介 研發一部經理 張勳章3.綠光9東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章3-1.綠光10東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章3-2.綠光11東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章4.高壓氣體放電燈-鈉燈發光原理:鈉在火燄中加熱發出強烈之橘黃色光,電流經過鈉蒸汽放電產生橘黃色光12東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章5.LED (發光二極體)Light Emission diode發光二極體是一種把電能變換成光能之光電二極體 用途:照明 顯示 感測 特點:反應速度 壽命長 13東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一

7、部經理 張勳章6.UV 燈 (紫外燈)Ultra Violet紫外線燈的製造均採用低壓水銀(汞)蒸氣的填充再加上電弧照射而激發產生260nm左右的波長作殺菌用紫外線 波長:近 380 315nm中 315 280nm 遠紫外線 280 100nm14東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章四、Laser.( Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation 的縮寫 ) 雷射條件雷射條件1.活性介質 產生雷射的基礎物質，也是各種雷射命名的由來，形式上可以是固體、氣體、 或液體，如雅各雷射、二氧化碳雷射、染料雷射

8、等等。活性介質不同，發出的 光譜也不同，從紫外線、紅外線到各種可見光都有，2.幫浦作用 產生雷射的重要原理必須是高能狀態的原子數目比低能狀態的原子數目要來得多，所以必須利用高壓放電，強光照射或化學反應等方法破壞系統內的熱平衡，使原子吸收這些外加能量後，成為高能狀態，再激發出大量光子。15東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章雷射條件雷射條件3.共振作用 為了使幅射激發大量的光子，必須使這些光子不斷的撞擊其它高能狀態的原子或分子，也就是連鎖反應，實際作法是在容器內充填活性介質，兩端利用兩片高度反射鏡片封住，使光子在其內來回撞擊增強光子數量( 強度 )，到了相當強度後，才從其中一

9、端放射出去，於是雷射就產生了。16東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章雷射的特點雷射的特點1.聚集的光束 雷射光波間的距離間隔幾乎完全平行，周波數永遠是一定的，這種穩定的聚集特性是理想的測量或計時的工具，小至細菌的直徑大至月球到地球的距離，短至億分之一秒都能精確測量，目前以經被運用在生活中的雷射唱片，條碼辨識、工程測量以及實驗室的高速攝影等。2.方向性光束 一般光源會逐漸擴散，雷射光束則是直向行進，所產生的光與 熱幾乎不會減低，兼具切割與熔接功能，這種特性可以取代醫 療用的手術刀，劃開皮膚時，順道封死微血管，避免手術中大 量失血。或者透過光纖將雷射的光與熱能由口中插入，傳送

10、到 胃、腸中進行體內手術，可說是醫療的一大利器。17東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章雷射的特點雷射的特點3.單色的光束 雷射光譜只包含一種顏色，也只對某些屬性的顏色有效，運用 在整形美容方面，更是一大絕活，例如胎記(血管瘤)、牙斑等 透過所屬色系的雷射照射後，只會將這些雜色氣化去除，其它正常細胞由於顏色屬性不同，即使被照射與穿透，卻幾乎不會受到影響。4.強熱能光束 雷射光束具有極高的熱能，將大量的光波聚集在極小的面積中，適當的控制就成為極佳的切割工具，國防運用上被科幻電影描述成未來的武器，工業上可快速又精準的切割鋼鐵、岩石等堅硬物體，不會產生碎屑、變形，被視為最具效率的

11、工程器具。18東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章五、Power Meter.Power Meter(光功率計)是一種把量測光強度之量測儀器包括 : 感測頭及訊號處理器用途 : 光源 或laser 能量量測或校正19東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章2 光感測器(光電二極體)光電二極體是一種把光能變換成電能之光感測器20東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章3.光感測器與光波長有關,只能選擇特定光波長之光能變換成電能依此可分別量測紅外光(IR),可見光,紫外光(UV) 21東捷半導體股份有限公司光學元件簡介 研發一部經理 張勳章六、結論1.以上簡單介紹 CCD Camera,lens,光源,laser,powe