鏡頭光學分析

鏡頭組裝完成，尚需要測試解像力及成像質量的好壞，不同的光
學系統應用不同的鏡頭，所以也有不同的解像檢測方式，依普遍性來
講，目前有下列幾種：
1.數位像機鏡頭：通常使用投影解像力儀，特殊情況也可用MTF 機
檢測。
2.掃描儀鏡頭：使用MTF 機檢測。
3.液晶投影機鏡頭：使用投影光機檢測解像，與數字像機鏡頭的差別
在于投影光源及chart 的不同。
4-1 解像力與成像品質
光學鏡頭從設計、制程到組裝完成，需經過整個team 的努力，
如果解像力及成像質量不好的話，就浪費龐大的人力及物力，所以一
般解像不良的鏡頭可以根據實測的不良現象加以歸類分析，看看現象
是需要變更哪些更關鍵參數，或許將不良鏡頭拆掉，即可重裝成良
品，或是需另外投料，作為量產時的改進。
對于不良鏡頭的要因分析，其實是光學廠重要的課題，一般稱為
「trouble shooting」，除了光學方面的專業知識外，當然更需要實務的
經驗。以下就針對普遍性的解像不良現象種類、要因分析、以及解決
之道，加以研究。
75
4-1.1 解像力
解像力就是所謂的空間頻率，當解像力無法達到規格的要求，即
判定不良，縱使是不良品，也可從解像看出不同的不良現象。
1.不良現象：整面chart 解像不清晰。
要因分析：可能是鏡片裝反面，或者裝錯鏡片。
對策：將鏡頭拆掉重新組裝即可。
2.不良現象：半面chart 解像不清晰，而且有互拉的現象，例如當左
邊清楚時，右邊模糊；調整焦距，右邊清楚時，右邊又
模糊了，這是明顯的傾斜（tilt）現象。
要因分析：鏡片、零件、裝配手法、投影治具、投影解像力儀等等
都是原因之一。
對策：『詳見4-2 鏡頭傾斜』。
3.不良現象：中心與外圍（0.7or0.9F）解像互拉，例如當中心清楚
時，周邊模糊；調整焦距，外圍清楚時，中心又模糊了，
這就是filed curvature 現象，也是像差的一種。
要因分析：Air space、鏡片厚度是影響較大的因素
對策：『詳見4-3 場曲像差』。
4-2.2 成像品質
不同于解像力，成像質量也是鏡頭另一項重要的檢測標準，如、
76
lateral color、flare、dark corner、鬼影?等。
1.不良現象：畸變像差。
量測方式：利用投影測試解像力時，量測上、下、左、右四條線的
長度，并與中心的十字線做比較。
要因分析：球面透鏡的特性。
對策：需從設計上優化，或是采用非球面鏡片。
2.不良現象：色差（lateral color）。
量測方式：a.利用投影測試解像力時，使用目測方式，可以看到
pattern 的白線邊會有藍、紅邊的線條，不過此種方式
只能看出成像質量的色散，而無法計量。
b. MTF 機不僅可以量測解像力，也有lateral color 的計
量方式。
要因分析：波長是折射率的函數，也是復合光（白光）的特性。
對策：可以從材質（低折射率）的選用以及設計上優化。
3.不良現象：B.F.L 或是放大率I 值規格外。
量測方式：a. B.F.L 規格外，DSC 鏡頭利用投影測試解像力時，可
由后焦量表看是否超出±2mm 規格外。
b.放大率I 值規格外，I 值是scanner 必須量測的重要數
值，MTF 機可以自動計算I 值。
77
要因分析：放大率跟E.F.L 有相對關系。
對策：『詳見4-4 放大率不良』。
4.不良現象：光斑（flare）。
量測方式：數字像機鏡頭可以利用數字像機用目測或是實拍方式，
觀察flare，畫面中出現不該有的光暈，即是flare，會
影響拍照質量。
要因分析：雜散光所致。
對策：零件需做消光處理，詳見『4-5 光斑與鬼影』。