指導老師： 林正峰 老師 製作學生： 陳冠儒、陳炳淞、梁成章 主講者 ： 陳炳淞 日期 ：

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1 指導老師： 林正峰 老師 製作學生： 陳冠儒、陳炳淞、梁成章 主講者 ： 陳炳淞 日期 ： 2004.11.24
以複合透鏡設計手機 相機鏡頭 指導老師： 林正峰 老師 製作學生： 陳冠儒、陳炳淞、梁成章 主講者 ： 陳炳淞 日期 ：

2 報告重點 前言 設計基本理論 設計流程 設計目標與規格 初步設計優化專利 設計成果 複合式設計與優化專利的比較 結論

3 前言 目前手機內的相機鏡頭，大多以傳統的凹凸透鏡所設計而成，但由於一般手機都要求要輕薄，所以本專題在於將鏡頭設計為含有複合透鏡的鏡頭，期許能讓鏡頭總長更短，重量減輕，還能有更好的成像品質。

4 設計基本理論 複合透鏡 是將一面折射面與繞射面相結合，因此將這兩種透鏡結合在一起，將會對色差有校正的能力。

5 設計基本理論 單色像差： 1.球差 2.慧差 3.像散 4.場曲 5.畸變 色差

6 設計流程 專題流程： 設計鏡頭流程：

7 設計目標與規格 目前市面上的手機其側面厚度約為20㎜，所以在設計鏡頭時，其鏡頭總長訂定為10㎜±1㎜，其於規格則與專利值相比較。
總長≦ 10mm 有效焦距EFL≦5.5mm Working F/#≦ 2.5 調製傳遞函數MTF＝越大越好 色差、像差、慧差＜專利的優化值

8 初步優化專利資料 求解專利資料的非球面係數 1.求解二次曲面函數(conic) 。 2.求解其多項式係數。

9 初步優化專利資料 其專利資料之輸出圖形：

10 設計成果 設計成果的優化步驟： 1.繞射係數A值與複合透鏡的折射面之曲率半徑。 2.繞射係數G值。
3.非球面的conic值與多次方項的係數。 4.將第一個透鏡的第2面雙凹透鏡設計為凹凸透鏡。

11 設計成果 其設計成果之輸出圖形：

12 複合設計與優化專利的比較 專利比較值 設計成果 總長減短29.4％ 鏡頭總長：10.75mm 有效焦距EFL：5.52344mm
Working F/#=1.786 視場角0度 視場角20度 像差值 2.8 (microns) 17.415 慧差值 0(定義) 2.232(㎜) MTF值 589.24（每mm的線對數）/取值於0.2 色差位移值 (microns) 專利比較值 鏡頭總長：15.24mm 有效焦距EFL：9.995mm Working F/#= 視場角0度 視場角20度 像差值 5.78 (microns) -48.18 慧差值 3.677(㎜) MTF值 294.83（每mm的線對數）/取值於0.2 色差位移值 (microns) 減少51.5％ 減少63.8％ 增加近2倍 減少51.2％

13 結論 以複合透鏡設計手機相機鏡頭之優點： 此設計待改善之缺點： 1.可將鏡頭總長縮短；鏡頭體積將可縮小、重量減輕。
2.複合透鏡搭配非球面係數可大幅改善像差及色差。 3.使用的複合透鏡材質光學塑膠，使其成本較低， 加工較為容易。 此設計待改善之缺點： 以繞射面來改善球差的成效，沒有很明顯的改善，非球面鏡也沒有完全消除球差，此項缺點，值得繼續探討其原因。

14 參考文獻 耿繼業、何建娃，「幾何光學(GEOMETRICAL OPTICS)」。
杜彥錫，「消色差複合透鏡之模擬與分析」，南台科技大學電機研究所碩士論文，民91年，pp.3-7。 E.Hecht，Optics。 照凱華，鍾錫華，「光學」，儒林出版社，民86年。 圖www2.nsysu.edu.twopticsaberrationcoma.htm。 圖 whatgeo-pg8.cfm。 圖 王俊勛，「繞射/折射複合型變焦鏡組之設計與量測」，國立交通大學光電工程研究所碩士論文，民92，pp.27-29。 杜彥錫，「消色差複合透鏡之模擬與分析」，南台科技大學電機研究所碩士論文，民91年，pp.25。

15 參考文獻 ZEMAX光學設計手冊，訊技科技，民92年。 蔡長青，「光學系統設計(zemax初學手冊)」，國立成功大學物理系，民88年。
陳天慶，影像鏡頭，玉晶光電有限公司，民91年，pp.9-10。 鄭伊凱，「非球面透鏡的最佳化與分析」，國立成功大學物理研究所碩士論文，民90年，pp.10-11。