曲面影像感測模組陣列分析與實作

Analysis and implement of curved image module array

郭志敏(Chin-Ming Kuo)

指導教授 ： 蔡宏營

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2011.00039

摘要

場曲是光學系統中常見的像差之一，其主要現象為景物經過球面鏡後，其投影成像面為一曲面而非平面。因此，若影像感測器之接收面為曲面，且與影像之成像面能夠吻合時，即可獲得較為清晰且無失真之影像。且直接透過修改影像感測器之表面形狀，將可減少透鏡使用量，達成微小化及輕量化之需求。
本研究可分為場曲現象驗證及光電特性探討兩方面。在場曲現象驗證中，利用數個影像感測器組合成之影像感測器陣列，配合不同曲率基座，藉此獲得不同曲率之影像，判別其影像清晰度。在透鏡焦距為258 mm時，於曲率半徑為60 mm所獲得之影像品質最佳。利用光學模擬軟體模擬不同曲面之表面照度，亦於曲率半徑為60 mm之表面照度模擬結果較佳，其變異係數值為0.412。在光電特性探討中，藉由設計多組具有不同形狀及大小之光二極體晶片，透過晶背研磨並彎曲，獲得曲面晶片，分別探討其光電訊號變化。在透鏡為175 mm時，曲率半徑為162.95 mm之四角形光二極體面積為1500 μm2之電壓變化率變異係數最小，其值為0.038。透過光學模擬軟體模擬其曲面及平面之表面照度， 於曲面時所獲得之模擬結果較佳，其變異係數值為0.299。
由實驗結果得知，在影像感測器為曲面之狀態下，影像輸出、電性量測及照度模擬三方面結果皆較平面結果佳。

關鍵字

曲面 ； 影像感測

參考文獻

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