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研究生:蔡建文
研究生(外文):Chien-Wen Tsai
論文名稱:光學滑鼠用之光學元件設計
論文名稱(外文):optical mouse lens design
指導教授:張正陽張正陽引用關係張榮森張榮森引用關係鄭劭家
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學研究所碩士在職專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:63
中文關鍵詞:光學設計
外文關鍵詞:lens design
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摘要
近年來光學滑鼠已漸漸取代傳統滾輪滑鼠成為既方便又新潮的電腦週邊商品,預計2006~2007年將全面取代傳統滾輪滑鼠,市場規模將達每月2千~3千萬個,可謂商機無限。
光學滑鼠零組件中最重要的就是detector sensor、micro-controller及optical lens,其中detector sensor及optical lens市場佔有率最高者就屬美商Agilent,Agilent在detector sensor及optical lens發表甚多專利讓其他競爭者無法快速進入市場或導致競爭者採取performance較差的設計跨入,所以Agilent始終佔有市場競爭優勢。
在台灣的IC設計公司致力開發detector sensor,但optical lens的選擇仍以Agilent’s lens為主,整個供應面掌握在Agilent的手中,因此若要取得市場競爭優勢,提供客戶total solution解決方案,在lens開發上
極為重要。
本論文中將分析Agilent optical lens的設計概念及說明其專利內容,然後藉由對LED光源的特性了解提出新光學元件的設計想法,再考量lens於射出成型量產時的難易度設計出最終的lens雛型,最後以ZEMAX光學軟體將Agilent lens與新設計lens對光強度、光均勻性、uniform area等特性作比較,來說明新光學元件的確有較佳performance。
目錄
論文摘要………………………………………………………I
致謝……………………………………………………………II
目錄……………………………………………………………IV
圖目錄…………………………………………………………VI
表目錄…………………………………………………………IX
第一章 緒論………………………………………………1
1.1 概論……………………………………………………1
1.2 研究動機、目的及方法………………………………3
1.3光學滑鼠的機構介紹………………………………… 4
第二章 基本原理的介紹…………………………………6
2.1光學滑鼠的操作原理………………………………… 6
2.2影像處理的基本理論………………………………… 8
2.3光學滑鼠用LED光源的討論……………………………11
2.4 探討形成均勻光強的方法及理論………………………17
第三章 Agilent lens的分析與討論……………………25
3.1 Agilent lens的分析……………………………………25
3.2 Agilent lens專利介紹…………………………………30
3.3 LED光源的建立………………………………………… 33
3.4 ZEMAX軟體模擬………………………………………… 37
3.5討論……………………………………………………… 42
第四章 新光學元件的設計與討論………………………46
4.1 新光學元件的設計……………………………………46
4.2 ZEMAX軟體模擬……………………………………… 51
4.3討論…………………………………………………… 54
第五章 討論………………………………………………57
5.1新光學元件的公差分析……………………………… 57
5.2新光學元件與Agilent’s lens之光學特性比較………59
5.3 專利討論………………………………………………60
第六章 結論與未來展望…………………………………… 62
參考資料………………………………………………………63
REFERENCE
1.ZEMAX光學設計使用手冊,P270~P280、P308,ZEMAX Development Corporation(2003/9)。
2.Warren J.Smith Modern,”Modern Optical Engineering”,P87~112、P181~185,McGraw-HILL,Inc.(1990)。
3.Edward H.Stupp;Matthew S.Brennesholtz,”Projection Displays”,P114~123,John Wiley Sons Ltd.(1999)。
4.Willian,E.W.,”Luminescence and the light emitting diode”,P183~188,Pergamon Press(1978)。
5.楊武智,”最新影像數位信號處理基礎”,P2~7,全華科技(1995/2)。6.Smith;Gorge Edward,”Illumination optics and methods”,USA patent NO.6476970,Agilent Technologies,Inc.(2000/8)。
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8.”Agilent ADNS-2030 Low Power Optical Mouse Sensor Data Sheet”,P1~8,Agilent Technologies,Inc.(2002)。
9.”Agilent HDNS-2100 Solid-State Optical Mouse Lens”,P1~2,Agilent Technologies,Inc.(2002)。
10.”Radiametrically Tested AlInGaP II LED Lamp for Sensor based Application”,P1~5,Agilent Technologies,Inc.(2000)。
11.”Selecting LED Lamp for Automotive interior Application”,P2~4、P12~14,Agilent Technologies Inc.(2000)。
12.李冠卿,”近代光學”,P18~24,大學科學叢書(1987)。
13.張阜權;孫榮山;唐偉國,”光學”,P176~182,凡異出版社(1998)。
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