摄录影机用倍光学变焦镜头设计

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1、攝錄影機用10倍光學變焦鏡頭設計10xZoomLenseDesignForDigitalVedioCamcorder攝錄影機用10倍光學變焦鏡頭設計　1120林世穆ShiMuLin穆正堂ChengTangMu120國立台北科技大學光電研究所摘要攝錄影機(DVC)的發展日新月異，它的解析度及像素的容量不斷的提升，由於它多功能化似乎成為人們不可缺少的一個電子產品。本文的初始的設計以四群組成二群移動的理想透鏡組，其中不考慮一階及三階象差，首先取得光學變焦的初始結構。進而選擇合適的透鏡組組成一個實際的四群光學變焦結構，利用光學軟體優

2、化降低像差成份進而達到規格的需求。此設計利用三個非球面及11透鏡組，所以鏡片數及群數的減少，不但成像品質在變焦過程維持固定，且可以降低生產成本的價格。關鍵詞：攝錄影機、解析度、像素、像差、光學變焦。投稿受理時間：93年3月23日審查通過時間：93年7月5日ABSTRACTTheevolutionofthedigitalvideocamcorder(DVC)changesveryfastduringpassingday.Itsresolutionandpixelsnumberofthecapacitywillcontinuou

3、sdevelopment.Accordingtoitsmulti-function,itbecomespeople'sindispensabilityofanelectronproduct.Thepaperdesignstartpointwithafour-grouptheparaxiallenssetwithtwogroupslensofmovements,amongthefirstorder120andthreeorderaberrationisignored.Theimprimisacquisitionopticalz

4、oomfocallengthstartthestructure.Thenselectthesuitableandanastigmaticsettoconstituteaphysical'sfourgroupofopticalzoomlensesstructure.Makinguseoftheopticalsoftwareexcellentturntoreducetheaberrationpassmusterspecificationofrequirement.Thisdesignmakesuseofthreeaspheric

5、lensesand11lensessets.Thedecreaseofthelensnumberandthegroupnumber.Notonlyimagequalityatfocalvariationprocesstosupportfixedlybutalsoitsproductioncostcanreduce.108　臺北科技大學學報第三十七之二期Keywords:DigitalVideoCamcorde,Resolution,Pixel,Aberration,OpticalZoomLenses120壹、前言手持的數位攝

6、錄影機(DigitalVedioCamcorder)在光資訊上是一個重要的產品。目前的攝錄影機(DVC)的體積將往輕巧及多功能發展，其中DVC通常具有高倍率的光學變焦鏡頭、即時彩色影像處理模組、視訊壓縮解壓縮單元、高速通訊傳輸介面、儲存媒體可重複使用性等。目前一般會搭配百萬畫素高解解度的電荷耦合元件(CCD)來感光。光學變焦也成為一個重要的參考指標之一。光學鏡頭可成為定焦鏡頭與變焦鏡頭(ZoomLens)兩種形式。目前的攝錄影機一般要求在10倍以上光學變焦，目前國內在光學變焦關建技術起步較晚，人才的培訓不足，再加上美日韓等產

7、業先進國家在重要的關鍵技術上的專利保護。台灣若要自行設計生產的話第一個面臨的問題就是光學變焦專利、光學設計、璃玻非球面鏡磨造及塑膠射出參數等相關問題。雖然國有許多廠商己有設計和製造定焦鏡頭的能力。整個變焦鏡頭光學架構方面，對我們來說要突破守專利層層關卡障礙並非易事，未來國內廠商必須在光學變焦關鍵技術突破並取得一些關鍵專利，利於和其它大廠以交互授權的方式，以取得自主技術的利基。光學變焦的設計起始點以理想的薄透鏡基本理論[1]，高斯光學基本理論組成四群光學變焦，其中二群可移動達到光學變倍群效果[2][3]。光學變焦通常藉由軸上滑

8、動某一個鏡頭組，進而改變光學系統的焦距或倍率。變焦鏡頭是一種從廣角焦距到望遠焦距，可以自由伸縮，以取得自己需要的影像大小，而不必改變感測尺寸。美、日專利中可以發現光學焦的基本結構，美國專利US20030081323為一個四群組成(+-++)的系統、包含10鏡片，其中四個非球面形成十倍光學變