光學設計規範說明與重點.ppt

Ether Optronics Inc. Ether Optronics Date: 2007.03.03 目錄 1. 概要 2. 光學鏡頭設計流程的幾項重點 2.1 大多數鏡頭設計電腦程式要素 2.2 光學設計者設計步驟與注意要項 2.3 優化光學之重要性 2.4 光學系統公差 1. 概要 光學規範可分等級來制定不同公差, 一般公司在開發前會召開 光學設計聯合審核會議, 而設計者會提出開發機種的典型公差 流程給各部門做討論: 針對製造上是否順暢且量產性是否足 夠; 即以該設計是否有合理的商業價值去繼續開發與生產, 反 過來說即避免開發失敗與成本的浪費. 2. 光學鏡頭設計流程的幾項重點 2.1大多數鏡頭設計電腦程式要素 : (1). 每個變數改變的量都是微小的增加或減少 (2). 對特性的影響都是由每個變數的改變量來進行計算 (3). 此結果為一連串的微分係數 Dp/dv1, Dp/dv2, Dp/dv3 - P=特性; V=變數 (4). 解出這一模組方程式主要是為了減少各個特性誤差平方值的總和 2. 光學鏡頭設計流程的幾項重點 2.2 光學設計者設計步驟與注意要項 : (1). 需求和檢討規格 (2). 選擇對應的起始點: (a).之前設計案例. (b).專利. (c).混合形式. (d).原創. (3). 建立變數與限制: (a).變數為曲率/厚度/空氣間格/玻璃特性等. (b).限制 可以相互關連(如長度或直徑等), 或者特性參數如光線角度(FOV)或光 圈(F/no.). (4). 用程式執行最佳化 (5). 評估效果 (6). 重覆步驟-3和步驟-4直到達成所需要求: 如果未達所需要求, 增加或分 離修改元件, 改變塑料材質然後回到步驟-4或步驟-2直到達成要求. (7). 執行公差分析和製作特性誤差分析表 (敏感度分析表). 2. 光學鏡頭設計流程的幾項重點 2.3 優化光學之重要性 : (1). 為甚麼光學設計是如此困難的工作呢 ? (a). 一個複雜的光學系統在多維空間裡包含近無限個可能解: 而設計者 的工作就是在這將近無限個可能解中要決定出最佳方案. (b). 電腦程式所反覆將誤差方程式計算出來的是”相對小值”: (b-1). 設計者必須將外界影響都考慮進來為得到一個相對最小值和 達到更佳的解答. (b-2). 這些交互影響範圍可以權重微小的改變一直到結構重新設定. 2. 光學鏡頭設計流程的幾項重點 2.4 光學系統公差 : (1). 將所有光學與機構部份都指定公差. (2). 公差皆與光學部份與機構部份相關. 2. 光學鏡頭設計流程的幾項重點 2.5 製造目標 : (1). 符合系統需求標準. (2). 減少成本. (3). 減少組裝/校準/測試成本. (4). 擴大應用範圍. 2. 光學鏡頭設計流程的幾項重點 2.6 建立系統特性誤差預估表 : 預估特性 2. 光學鏡頭設計流程的幾項重點 2.7 典型公差流程 : (1). 建立所有公差參數的敏感度分析: 半徑/厚度/傾斜/邊厚/離軸/空氣間隔 折射率. (2). 將所需要的製造公差分等級. (3). 與預估的隨機誤差做結合 (表面不規則度和其它隨機影響). (4). 預估系統特性. (5). 可能需要的地方是放鬆不敏感的部分且將敏感的部分抓緊一點. (6). 檢測系統特性. (7). 重覆第5與第6個步驟直到特性需求達到成本最低的時候. 2. 光學鏡頭設計流程的幾項重點 (1) 2.8 初步參考光學設計規範 : (1). CCM鏡頭設計一般規範一覽表 2. 光學鏡頭設計流程的幾項重點 (2) 2.8 初步參考光學設計規範 : 整組鏡頭光欄孔的位置擺放有 2 種設定 : (a). 在P1前面 (也就是在鏡筒的光欄孔) 此時 Chief-ray Angle 較好設計. (b). 在P1與P2之光欄孔 此時 Chief-ray Angle 設計角度範圍較難, 會有偏大現像 (色偏問題). (2). 模仁加工反曲及粗糙度關係 (2-1). 一般加工模仁都用R值0.2mm~0.25mm的車刀 (避免 Flare 問題), 在最後修刀時會用R值0.15mm以下車刀來加工. (2-2). 但往往越大的R值會產生在凸面模仁收尾時無法修到設計R值所