Title

三片型鏡組之分析設計

Translated Titles

The analytical design of a Cooke triplet

Authors

趙廣雄

Key Words

透鏡設計 ; 三片鏡 ; triplet ; lens design

PublicationName

中央大學光電科學研究所學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2006年

Academic Degree Category

碩士

Advisor

李正中

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

三片型鏡組其特性為可使用最少片數達到校正所有像差,是為基礎鏡頭設計的一種,後續更複雜鏡組可由三片鏡為出發點,增加鏡片片數以達到更好的成像品質。對初學者而言,必須深入研究探討其設計原理以奠定日後設計的基礎。 本研究中主要工作分兩部分:第一部分為對Kingslake在Len Design Fundamentals中所提及的初階安排方法詳加印証,並藉著重複其設計來熟悉整個設計流程;第二部分為在找出良好初階安排之後,後續利用光學設計軟體Zemax對鏡片進行加厚與優化並協助調整MTF曲線,以設計出符合各項成像品質需求的鏡組。 最後,蒐集各年代專利並大約統整估計出一規格f=25mm、F/#=4~5、field=±20°其MTF=0.2處之空間頻率為35(lp/mm)。再依據前述規格作為我們設計目標並換取高折射率玻璃重新進行設計,以相互比較。在僅考慮三個視角,比較兩者結果為在field大了10°的情況下,空間頻率提升為60(lp/mm)。

English Abstract

Triplet is capable of correcting all the seven Seidel aberrations over a wide enough field of view by using the simplest lens construction. It’s one of the basic lens-form and many complicated lens are belonging to its derivatives. As a beginner, it must be further investigate and probe into its design principle in order to establish a well-organized starting points The basic work divides into two parts in our research; Firstly, the triplet design methodology which was described in detail by Kingslake in his book ‘’Lens Design Fundamentals’’ was examined by way of repeating his example, in order to get acquaintance with his instructions. Secondly, after finding the preliminary arrangement of a triplet, we utilize the software Zemax to thick and optimize the lens. One could even modify the MTF curve of the lens according to the demand of the system. Finally, a specification of the lens was carried out in comparison with collected patents, which was served as our experimental design goal. We showed our result is, in a sense of image quality, comparable to Kingslake’s work. This verifies how importance of the preliminary analysis.

Topic Category 理學院 > 光電科學研究所
工程學 > 電機工程
Reference
  1. [1] Gregory Hallock Smith,〝Practical Computer-Aided Lens Design〞,
    連結:
  2. [2] Virendra N. Mahajan,〝Optical Imaging and Aberrations ( part1 ray
    連結:
  3. [7]Robert E. Stephens,〝The Design of Triplet Anastigmat Lens of Lens
    連結:
  4. [10]W. J. Smith,〝Modern Optical Engineering 3rd ed〞, New York,
    連結:
  5. [14] U.S. 2,720,816 10/1955 Irving C. Sandback
    連結:
  6. [15] U.S. 2,720,814 10/1955 Irving C. Sandback
    連結:
  7. [17] U.S. 3,359,057 12/1967 M. D. Ackroyd
    連結:
  8. [22] U.S. 3,967,884 7/1976 Donald De Jager
    連結:
  9. [27]〝Zemax光學程式設計使用手冊〞,訊技科技,p.372,2003
    連結:
  10. [28]〝Zemax光學程式設計使用手冊〞,訊技科技,p.373,2003
    連結:
  11. [29]〝Zemax光學程式設計使用手冊〞,訊技科技,p.353,2003
    連結:
  12. 參考資料
  13. Richmond, Va.: Willmann-Bell, p.273,1998
  14. geometrical optics )〞, SPIE-International Society for Optical Engine,
  15. p.95,1998
  16. [3]Conrady A,〝Applied Optics and Optical Design〞,Oxford, p95,1929
  17. [4]Joseph M. Geary,〝Introduction to Lens Design〞, Richmond, Va.: Willmann-
  18. Bell,p21,2002
  19. [5]Warrem. J. Smith,〝Modern Lens Design 3rd ed〞, New York, McGraw-Hill,
  20. p202, 2001
  21. [6]張 弘,〝幾何光學〞,初版二刷,東華書局, p.392,1994.3月
  22. of the Taylor Type〞,JOSA,Vol38,Num12, p.1032-p.1039,Dec,1948.
  23. [8]Rudolf Kingslake,〝Lens Design Fundamentals〞,New York, Academic ,p.288,
  24. 1980
  25. [9]Joseph M. Geary,〝Introduction to Lens Design〞, Richmond, Va.:
  26. Willmann-Bell, p138,2002
  27. McGraw-Hill, p.421, 2001
  28. [11]張 弘,〝幾何光學〞,初版二刷, 台北,東華書局, p.384,1994.3月
  29. [12] U.S. 582,788 11/1946 J.Bennett Smith
  30. [13] U.S. 2,503,751 9/1948 W. Litten Etal
  31. [16] U.S. 633,997 3/1965 Roohester
  32. [18] U.S. 3,443,863 5/1969 P. L. Ruben
  33. [19] U.S. 3,558,218 1/1971 D. S. Grey
  34. [20] European 1,269,133 4/1972 David John Day
  35. [21] U.S. 3,944,337 3/1976 Paul Lewis Ruben
  36. [23] U.S. 4,109,995 8/1978 Ellis I. Betensky
  37. [24] 日本專利 64317 4/ 1985 下倉敏子
  38. [25] U.S. 6,028,713 2/2000 Kazunori Ohno
  39. [26] Rudolf Kingslake,〝Lens Design Fundamentals〞, New York, Academic ,
  40. p.293, 1980
  41. [30] 張 弘,〝幾何光學〞,初版二刷, 台北,東華書局,p.424,1994.3月
Times Cited
  1. 陳慶成(2007)。倒車影像超廣角鏡頭最佳化設計之分析與探討。虎尾科技大學光電與材料科技研究所學位論文。2007。1-81。
  2. 安邦鼎(2007)。模造玻璃透鏡應用於三百萬畫素手機鏡頭設計。虎尾科技大學光電與材料科技研究所學位論文。2007。1-69。
  3. 林忠毅(2008)。離軸式光學變焦設計。中央大學光電科學研究所學位論文。2008。1-86。
  4. 王建國(2009)。光學輔助光學設計。亞洲大學電腦與通訊學系碩士班學位論文。2009。1-68。
  5. 龍怡璇(2014)。一種應用於大面積二維投影檢測系統的光源模組設計與驗證。中央大學光機電工程研究所學位論文。2014。1-82。
  6. 金仕全(2015)。應用基因演算法於非球面與自由曲面多焦點人工水晶體之最佳化光學設計。虎尾科技大學電機工程研究所學位論文。2015。1-95。
  7. 張家銘(2017)。應用液態透鏡及機械式移動方式實現超廣角變焦鏡頭。虎尾科技大學電機工程系碩士班學位論文。2017。1-124。