光学厂教育训练资料2

教育訓練資料2014/10/03模造玻璃擁有廣泛的材質分布供設計者選用更高折射率

有效縮短總長色散係數搭配

有效消除色差，以維持解像力隨畫素提高，sensorsize也隨之增大16M以上sensor，為維持鏡頭高度，模造玻璃的優勢將更加明顯若鏡頭模組上增加模造玻璃，能提高產品附加價值形成產品差異化，利於產品宣傳KINKO同時擁有Plens及Moldingglass生產技術全自動組裝、檢驗設備一條龍式生產，對於品質掌握，無庸置疑。目前產能1KK/月(單純以手機用的小尺寸模造玻璃計算)模造玻璃之優勢紫邊問題目前比較廣為接受的就是『鏡頭色散』與『CCD顏色插值』運算之問題。這個問題的發生在於拍攝高反差的景物時，例如：在明暗交界的邊緣部分會出現異常的紫色。摩爾紋Moiréeffects使用者最常遇到的就是利用數位相機拍攝的過程中，如果有密佈的紋理出現在畫面中（下圖），例如：牛仔或卡其布面等；拍照後審視數位照片會出現原先肉眼所沒發現的水波樣條紋，這就是『摩爾紋』！除此之外，摩爾紋也會出現在密佈欄杆、屋頂波浪板以及其他同等重複密度的物體景物中。感光能力ISO50/200/1600(ISO指感光能力)數量越高吸收光的能力越強ISOSutterSpeedApertureTheexposureTriangle感光能力-紀錄10單位的線每秒吸1個單位的光線和1個單位大的大光圈快門開放10秒(1*1*10=10)每秒吸2個單位的光線和2個單位大的大光圈的光圈快門開放2.5秒(2*2*2.5=10)每秒吸100個單位的光線和1個單位大的大光圈的光圈快門開放0.1秒(100*1*0.1=10)鏡頭規格的判讀方式-1結構1G5P像素尺寸3.0um解析度1280*800螢幕對角尺寸Φ4.528mm成像直徑Φ4.93mm光圈大小2.0焦距2.24mm光學後焦4.39(0.3mm濾光片0.4mm覆蓋玻璃)視場角垂直60.6∘Φ2.4mm水平95.2∘Φ3.84mm對角111.5

∘

Φ4.528mm相對照度74%Φ4.528mm鏡頭規格的判讀方式-2TV畸變水平2.37%垂直9.00%色差<6um主光角最大11.8度濾光鏡厚度0.3mmMTF0.8視場

70%166lp/mm75%/78%83lp/mmMTFlp1000/(Pixelsize*2)EX:1000/(3*2)=166lp/m(全頻)ScreenDiagonal√(resolution(H)*pixel)^2+(resolution(V)*pixel)^2EX:√(1280*0.003^2)+(800*0.003^2)=4.528MTFChart(Diagonal/2*視場)EX4.528/2*0.8=2.264求中心值(sensor對角線長的一半)設計鏡頭的問題玻璃公差塑膠公差設計值和實際值比率機構可否調整鏡片的厚薄比工作溫度(因為鏡片、機構件都會熱脹冷縮，在設計階段就要考慮變異性)拍攝測試保證距離設計鏡頭的問題-實例1Glass成像面封裝型式為COB廠內水準玻璃中心肉厚公差正負3條FOV

120度厚薄比2.5倍以內結構1G5PIR

Filter設計鏡頭的問題-實際2測試保存高溫70度測試保存低溫-20度機構是否可以做調整，調整範圍到那要詢問厚薄比差距愈大愈不好做拍攝測試距離，廠內測後焦50公分玻璃公差建議值為3條工作溫度下，因物理變化會影響MTF一般談鏡頭解析度，會有一般的實際拍攝ISOchart及機器測定(MTF機台)ISO圖看水平軸及垂直軸有多少lp/mm-較主觀機器設定EX:MTF值設定100或200下做跑圖判定-較快速客觀設計鏡頭的問題-實際3實際中心值要達設計值95%實際周邊值要達設計值85%MTF數值撰擇規格的注意事項-1Sensor封裝方式：

COB、CSP、PLCCSensor尺寸客戶需求的解析度EX:4208*3120Sensor

CRA確認產品別EX:手機、NB、監控、車用…需求價格帶-預算確認預估需求數EX:月或年需求數以利開案及估價產品有無特殊要求EX:工作溫度、保存溫度、日夜同焦、使用光源是一般可見光或是紅外線、其他要求事項…撰擇規格的注意事項-2客戶的規模、產品發展性了解客戶的客戶需求及規模判定案子的可行性鏡頭的maximagecircle能否大於sensor對角線長，且單邊最好有大0.15mm機構外型客人要做FF(定焦，要搭holder)、還是AF(自動對焦，要確認客人需求的VCM跟廠內有無配過扭力)多了解客戶的能力對開發接案有幫助其他光學規格(F/No、FOV、CRA…)撰擇規格的注意事項-Image鏡頭的maximagecircle能否大於sensor對角線長，且單邊最好有大0.15mm成像面要單邊0.15mm有利組裝，避免有黑角產生SensorSize解析度4208*3120PixelSize1.12um(4208*0.00112)^2+(3120*0.00112)^2=4.72*4.72+3.744*3.744=22.2784+7.488=29.766√29.766=5.455單邊最好有大0.15mm意指5.455+(0.15+0.15)=5.755，故要選MaxIMAGECircle大於5.755mm較不會有黑邊的情況產生撰擇規格的注意事項-總高TTL2.7mmCSP鏡頭頂端到成像面的距離，要加上IRFilter的厚度及Coverglass的厚度COB鏡頭頂端到成像面的距離，要加上IRFilter的厚度(TTL/Imagecircle):其值愈小，愈難設計撰擇規格的注意事項-BarrelSizeBarrelSizeM5=φ5指螺紋大小，也有例外情況會大一點P0.35指牙與牙之間的距離Barrelsize:M5xP0.35撰擇規格的注意事項-BFLFBL(frangebacklength):0.63mm(barrel後緣至成像面，也稱為「機構後焦」或是「機械後焦」)客戶會注意機械後焦的距離，會影響設計手機鏡頭基礎認知塑膠鏡片：依手機尺寸要求下，鏡頭須使用非球面鏡片，可達手機要求(目前手機鏡頭用的塑膠鏡片都是非球面的)玻璃鏡片：球面或非球面均可使用於手機內(目前只剩下非球面玻璃鏡片有人討論。2千年初頭時，確認有人使用玻璃球面鏡，目前沒有人使用了)組合方式玻璃鏡片單價較高、開發難度低、成品良率高且穩定塑膠鏡片單價較低、開發難度高、成品良率較低,較不穩定玻塑混合鏡片單價適中、開發難度高、成品良率較低,較不穩定片數決定價格越多片越貴玻璃比塑膠貴組裝良率決定價格焦距與角度有對應關係角度越大;相對焦距越短設計難度高加工難度高周圍亮度較差變形量較難控制角度越小;相對焦距越長設計難度低加工難度低亮度較均勻變形量較易控制

max=hFOVhmaxf

焦距f、視野FOV與sensor尺寸:f、FOV、sensorsize互相關聯:

h=f.tan()hmax=f.tan(max)

其中hmax=(sensor對角尺寸)/2,max=hFOV=FOV/2實際焦長f與等同35mm相機焦長fe(equivalentfocallength)fe指當傳統35mm底片相機與數位相機視角相同時，底片相機應有的焦長

35mm底片size=36mmx24mm(對角長43mm)

右圖為例，設FOV=54，

f=(4/2)/tan(54/2)=3.925mmfe=(43/2)/tan(54/2)=42.2mm或

fe=3.925x(43/2)=42.2mm35mm底片43mm4mmfef¼“sensor

max=hFOVhmaxfFOV與Sensor之關係光圈(F/No)依使用環境決定室內使用需較亮的亮度室外使用可適度減低亮度F/number與通光孔徑:-通光孔徑(clearaperture)=入瞳口徑D(entrancepupildia.)-F/number(F/#)=(焦長f)/(入瞳口徑D)

例如f=10mm,F/3鏡頭,通光孔徑為3.33mm-固定焦長，鏡頭口徑與F/#成反比

通光量(像面照度)與(F/#)2成反比

如F/2.8成像為F/4像的2倍亮

Df波長範圍工作波長範圍由使用環境決定依CmosSensor制程決定工作波長範圍:-通常以3個(或以上)波長並給以相對比重來描述波段範圍及光譜能量分佈。

-如可見光波段(VIS)以(C,d,F)譜線代表，波長分別為

C:0.4861um、d:0.5876um、F:0.6563um。紅外截止濾光片(IR-CutFilter):-數位相機使用的CCD或CMOSsensor在近紅外波段(~1.1um)仍有很好響應，需以濾光片(filter)加以濾除。

-植物在近紅外波段有很強的反射率。波長(um)穿透率截止波長CMOS:價格低,效果較差,較省電CCD:價格高,效果較好,較耗電PixelSize決定MTF設計的LimitSensorsizeMTF與解析度:-數位影像解析度受限於畫素(pixels)多寡或畫素大小(pixelsize)。1/4”CCD為例，若為640x480pixels(30M)，pixelsize=5x5um。

-通常以Nyquistfrequency(lp/mm)定義鏡頭MTF，

Nyquistfrequency=1/(2x