Double Cassegrain紅外線熱成像鏡頭之研究

簡百鴻(Pai-Hung Chien)

指導教授 ： 張榮森

國立中央大學/理學院/光電科學研究所碩士在職專班/碩士(2006年)

摘要

近年來，關於紅外線熱成像系統應用於醫學、工業及軍事等領域的研究不斷被提出。而關於光學成像系統的研究，也可在許多書籍中看到。隨著紅外線光學材料、探測器與電子技術的研製與進步，各種型態的熱成像系統也被開發出來。
輕、薄、短、小、價格便宜，幾乎已成為近年來科技產品的宗旨，紅外線熱成像系統當然也不例外。
基於紅外線透鏡材料來源取得不易、價格昂貴、加工困難；相對而言，反射鏡片則便宜許多，可以使用金屬加工，也可以使用塑膠成形鏡片，鍍上金屬反射膜即可。
反射系統雖然具有無色差的優點，但是在反射面數不多的情況下，其餘像差的修正並不容易。
Double Cassegrain延伸自Cassegrain，為反射式之紅外線鏡頭，搭配11 mm x 11 mm之面型IR CCD，解析度220 x 220 pixels，畫素尺寸50μm x 50μm，操作波長為8μm至14μm。使用於室內，近距離（1 M）拍攝身體局部，例如臉部、手部。
在相同之設計規格與條件下，將設計「Doublet折射式鏡頭」、「Cassegrain反射式鏡頭」以及「Double Cassegrain反射式鏡頭」三種鏡頭，並比較其優缺點。
由於Cassegrain系統已經預期會有約20％的中心遮蔽，Double Cassegrain系統則預期起碼會有兩倍（40％）以上的中心遮蔽。設計結果，除了中心遮蔽以外，加上周邊遮蔽，遮蔽量遠超出預期。
至於像差的修正與解像力表現的部分，雖然略遜於Doublet系統，但卻遠高於Cassegrain系統。
反射系統的便宜價格非常誘人，但有許多不同於折射系統的缺點有待克服，是非常值得研究與發展的方向。

關鍵字

熱成像鏡頭 ； 紅外線系統

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Thermal Infrared System ； Infrared System ； Cassegrain

參考文獻

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[2] William L. Wofe, Introduction to Infrared System Design, SPIE (1996)

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