學術研究
畢業論文
深度攝影機鏡頭設計並以其量測物體與影像速度
姓名 : 蔡翔軒
指導教授
孫文信
論文摘要
本文前半部分設計一顆一百萬畫素深度攝影機鏡頭,由八片玻璃非球面鏡片所組成,並包含兩片平板玻璃,一片為紅外截止濾光片,一片為感測器保護玻璃,鏡頭長度(從鏡頭第一面至成像面)為18.94 mm,所有鏡片的有效口徑皆小於12 mm,鏡頭全視角為100.44度鏡頭有效焦距為1.88 mm,F-number為2。
在設計時由於鏡頭視角較大,導致相對照度較低,故利用光暈控制離軸立體角,使相對照度提高,並以公式計算立體角和相對照度,與Code V數值做比較,以及探討Through Focus MTF與焦深和景深關係。
因鏡頭固定,在鏡頭設計物距為-755.5 mm,像距為1.88469 mm條件下,此鏡頭最終設計結果,焦深範圍為-0.02343 mm至0.02207 mm,取物距範圍由-至-133.9 mm為景深範圍,MTF在60 lp/mm時大於0.845,橫向色差小於感測器一個畫素大小,光學畸變和電視畸變皆等於1%,相對照度大於64.23%。
後半部分為進行了六種不同情況以Intel RealSense D455深度攝影機量測物體與影像速度之實驗,以深度攝影機拍攝移動物體,先計算影像速度再以公式反推物體速度,將以深度攝影機量測物體的速度與實際的物體速度作比較,並計算兩者之間的誤差量和分析產生誤差可能的原因,最終六個實驗量測速度的誤差量皆小於6%。