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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