7.94
4.54
4:3
8.47
4.80
4:3
9.41
5.37
4:3
10.16
5.76
4:3
12.70
6.40
4:3
14.11
7.20
4:3
16.93
8.80
4:3
25.4
12.80
4:3
33.87
17.40
3:2
45.72
23.70
3:2
n/a
36.00
Sensor Height (mm) Diagonal (mm)
Curtis
16
IR_CUT Filter_1
14:33:24
Curtis
IR_CUT Filter
IR_CUT Filter 1、反射式(Reflection type)：干涉鍍膜。 2、吸收式(Absorption type)：藍玻璃。
17
IR_CUT Filter_2
Curtis
規格標示例：650nm ±15nm @ T = 50％
9
F/#_3
．CCD靈敏度較CMOS為高。
response
不
線
飽
致
性
和
能
區பைடு நூலகம்
區
區
Curtis
exposure
MEMO：CCD所使用的F/#值較大(即光圈較小)。 如果使用過大的光圈，則會落於飽和區 使得成像品質不好。
10
MTF1
黑
白
Curtis
Bmin Bmax
Co ≡ (Bmax – Bmin) / (Bmax + Bmin)
FOV = 2 θ = 2 tan-1[ 5 / 2*3 ] = 79.6(度)
7
F/#_1
Curtis
sensor
D
I0≡Image Intensity 流明 ≡照度
f
F/#：決定光通量、影像的亮度。 F/# = f / D
I0 ∝ 1 / (F/#)2………(進光量與F/#平方成反比)。
MEMO：F/#數值愈小 → 設計上困難度愈高。 FOV愈大 → 設計上困難度愈高。
18
IR_CUT Filter_3
Curtis
．反射式IR_CUT Filter的Angle shift 問題 →入射角度增加，截止波長往短波長偏移。
．吸收式_(藍玻璃、綠玻璃)
→無Angle shift 問題
→但，材料特性為質軟、容易起化學變化，
容易吸水有潮解現象，耐候性不佳等問題。
19
CRA_1
3.00 3.42 3.60 4.04 4.29 4.80 5.35 6.60 9.60 13.10 15.70 24.00
5.00 5.68 6.00 6.72 7.18 8.00 9.00 11.00 16.00 21.78 28.40 43.27
Ratio Diameter / Diagonal
◎Chief Ray Angle(CRA)
θ
Curtis
Iθ CRA(α)
I0
A.S C.R.(30°)
Image plane
與CRA有關的參數： 1、cos4θ Law ： Iθ = I0cos4α
2、RI = Iθ / I0 (相對照度)
20
CRA_2
Curtis
．Sensor端會要求CRA 符合此角度→配合micro lens 的調整。(micro lens與sensor的距離，影響CRA需 求的大小)
8
F/#_2
Curtis
．F/2.8比F/4.0亮度亮兩倍。
例：F/#=2.8 & 4， 焦點距離f=50mm， 則入光大小為：
F/# = f / D；D = f / F/#
1、D(F/2.8) = 50 / 2.8 = 17.86 2、D(F/4.0) = 50 / 4.0 = 12.5
1、D(F/2.8) = 50 / 2.8 = 17.86 2、D(F/4.0) = 50 / 4.0 = 12.5．以圓面積計算公式計算 如下：( πR2 ) 1、3.14 * 17.862 ≒ 1002 2、3.14 * 12.52 ≒ 491 (面積F/2.8) ≒ 2 * (面積F/4.0)
Curtis
尺寸表
Type Name
1/3.6" 1/3.2" 1/3" 1/2.7" 1./2.5" 1/2" 1/1.8" 2/3"
1" 4/3" 1.8" 35mm film
Type Aspect Ratio
(W:H)
4:3
Diameter (mm) 7.06
Width (mm) 4.00
4:3
h=70% T61%/S74% @90LP/mm h=80% T59%/S69% @90LP/mm h=90% T58%/S63% @90LP/mm h=100% T59%/S72% @90LP/mm
f=4.87mm 1.494mm
<6mm 650±15nm @50％
未來發展
Curtis
3
基本光學系
25°
例：SENSOR的CRA要求希望α<25°， A、RI = 50％ at 30°(θ) B、RI = 55％ at 30°(θ) 誰優? 實裝上，A周邊光亮比B亮，為何?
→因為， A的CRA(α) = 25°； B的CRA(α) = 30° A比B能配合SENSOR，故A比B亮。
21
1.41 1.40 1.41 1.40 1.41 1.59 1.57 1.54 1.59 1.56 1.61 n/a
6
FOV
Curtis
θ FOV:
Field Of View
θ
sensor
D
FOV = 2 θ = 2 tan-1[ D / 2f ]
f
例：SENSOR對角線D=5mm， 焦點距離f=3mm， 則FOV為：
9
Distortion
10
MTF
11
EFL
12
Back Focus Length(BFL)
13
Optical Total Length
Curtis
2
SPEC.
Item Sensor Pixel Size Image Size Image Circle Lens Composition Field Of View F Number Relative illumination at 100% of Image Height Chief Ray Angle TV Distortion MTF Center
Curtis
0
fN
．Aliasing現象 False color Moire’ pattern
(lp/mm) 100
截止頻率
fN = Nyquist frequency = 1 / 2p
例：p = 3.2μm fN = 1 / (2*3.2*0.001) = 1000 / 6.4 = 156 (lp/mm)
Curtis BFL
4
sensor1
L D
W
Curtis
P
1、Image circle > sensor size(D)。
2、D + 0.4mm( Package 公差)。
P = Pixel size
MEMO：光學設計的考量，要從了解SENSOR開始。 光學設計需與SENSOR達到最佳配合。
5
sensor2
0
50
Co ：物
100%
→
(lp/mm) 100
截止頻率
Ci ：像
→
70%
Optical system
Non-perfect lens 因材料、加工、組立所產生的缺陷。
Curtis
12
MTF3
Curtis
S：Sagittal，弧矢面，放射狀。 T：Tangential，子午面，同心圓狀。
13
MTF4 1.0
主題
Curtis
鏡頭光學規格的介紹
1
內容大綱
1
Pixel Size
2
Image Size
3
Image Circle
4
Lens Composition
5
Field Of View(FOV)
6
F Number
7
Relative illumination (RI)
8
Chief Ray Angle(CRA)
MEMO：如何消除Aliasing?→利用“OLPF”。
14
OLPF1
1.0
1.0
Curtis
0
fN
(lp/mm) 0
(lp/mm)
fN
鏡頭MTF
OLPF_MTF
1.0
0
(lp/mm)
fN
OLPF： 1、雙折射式(Crystal、quartz) 2、繞射式(grating 光柵)
15
OLPF2
false colors
MI-XXXX，OV-XXXX 3.2 x 3.2μm
D:5.6 mm (H:4.48 V:3.36) φ5.9mm 1G3P
59.5゜(at SENSOR Diagonal) F/2.8
55% (at SENSOR Diagonal) D: 19.7゜ H: 20.6゜ V: 20.5゜
<1% Center 54% @ 180 LP/mm 50% @ 200 LP/mm