學術研究

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畢業論文
潛望鏡式三倍變焦之八百萬畫素鏡頭深度在5 mm以內及五百萬畫素鏡頭深度在4 mm以內之手機鏡頭設計 姓名 : 曹瑋辰

指導教授
孫文信


論文摘要
本研究提出八百萬畫素及五百萬畫素潛望鏡式三倍變焦鏡頭設計,潛望鏡式變焦鏡頭為在一變焦鏡頭組的前方放置一片直角稜鏡,將光路前進方向旋轉九十度。以下為八百萬畫素三倍變焦鏡頭之設計規格,有效焦距為3.5321 mm至10.5963 mm,半視角為32.9 度至12.1691度,F/#為2.8至5.5,入瞳口徑為1.2615 mm至1.9266 mm。 以Apple iPhone 11 Pro為例,其手機厚度為8.1 mm,扣除兩面外殼厚度約3 mm後,則機構內厚度為5.1 mm。而鏡頭深度為稜鏡的厚度或鏡頭Y軸方向上之最大口徑,當鏡頭深度小於手機機構內厚度時,才能夠將其置入手機內。影響鏡頭深度的因素有感測器的Y軸方向長度、鏡頭的變焦焦段、入瞳口徑、入瞳位置與Y方向的視角。 若與感測器長寬比為4:3比較,使用長寬比為16:9的感測器,在對角線長度固定下,則感測器Y軸方向長度會降低,及Y方向的視角也跟著降低,藉此降低鏡頭深度,再利用真實光線追跡決定鏡片X方向及Y方向之有效口徑,並將鏡片外型設定為矩形,讓鏡頭Y方向之最大口徑能夠降低至小於等於稜鏡厚度,最終八百萬畫素變焦鏡頭設計之鏡頭深度為4.98 mm,若再降低感測器畫素數目至五百萬,鏡頭深度可為3.98 mm,也可置入手機內部。



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