傳統變焦距鏡頭的設計是相當困難的工作，本書對變焦系統的結構，利用兩群鏡組式的方法加以分析，可以將其簡化，並同時提出新的變焦鏡頭設計的概念，在新型變焦系統設計的概念用在在兩鏡系統上，可利用變換鏡片的方法達到變化焦距的效果。
　　本書創新之處在於嘗試不同以往伸縮型的變焦鏡頭設計。光學設計是門學問也是門藝術，要完成好的設計需要時間與經驗的累積，雖然傳統光學的理論發展已經相當完備，但其相關應用產品仍然有無窮的潛力，相信未來也將與人們的生活習習相關、趨於便利。
作者簡介
張榮森
　　學歷　　美國亞里桑那大學光電博士　　以色列希伯來大學應用物理系碩士　　中正理工學院物理系學士
　　現職　　國立中央大學光電科學研究所教授
　　學術專長　　光電工程、光學設計、視光學、人工智慧、生物晶片奈米光電、微機電製程、腦科學、潛意識科學、中醫科學化

序
第一篇　鏡頭設計的種類鏡頭設計的種類3參考文獻28
第二篇　變焦鏡頭自動調焦機的光學系統第1章｜緒論311.1前言321.2大綱321.3目的321.4自動調焦機（Auto-focusing machine）特徵331.5優點331.6本篇簡介33第2章｜調焦方式及規格考量352.1調焦（Focusing）意義362.2調焦方式362.3定焦鏡頭調焦之鏡頭移動量372.4變焦鏡頭調焦時調焦模組移動量計算382.5調焦之規格考量45第3章｜測出離焦量的原理及計算方式513.1前言523.2一般準直儀測出離焦量原理523.3位相差測出離焦量原理543.4明暗比測出離焦量原理563.5調焦模組的移動量計算61第4章｜調焦機光學系統構造654.1前言664.2光學系統大略664.3F治具光學系統66第5章｜調焦機使用的參數求法695.1位相差法離焦測定用的參數求法705.2明暗比法之離焦測定用的參數求法715.3中繼鏡片（relay lens）的橫倍率（SBR）的求法5.4位相差光學系的橫倍率（SBI）的求法76第6章｜各參數的實際計算及調焦結果796.1前言806.2位相差參數計算806.3明暗比參數之計算結果836.4調焦結果與規格比較84第7章｜檢討877.1位相差檢知型式887.2明暗比之檢知幅度887.3樣板大小和CCD檢知器像素數897.4後群移動量精密度917.5調整困難或不能分析927.6外部補正參數94第8章｜疊紋法之焦面檢查978.1前言988.2疊紋確認　Bf量優點988.3疊紋原理998.4疊紋節距與夾角1008.5疊紋的角度測量焦距1028.6疊紋實驗裝置1038.7實驗1048.8結果與檢討1048.9小結109第9章｜結論111參考文獻124
第三篇　新型變焦鏡頭設計第1章｜序言1271.1研究背景1281.2研究動機128第2章｜三階像差公式1312.1三階像差公式1322.2結構參數表示式1342.3優化理論──阻尼最小二乘法（Damped LeastSquare Method）1352.4其它設計上的概念[3]137第3章｜變焦高斯結構分析1433.1單透鏡系統[7]1443.2兩群鏡組系統[7][8]1453.3三群鏡組系統[6][8][10]1513.4新式變焦鏡頭[11]158第4章｜設計實例1614.1設計流程1624.2設計實例164第5章｜結論189參考文獻191
第四篇　輕薄短小的DLP變焦投影鏡頭之設計探討第1章｜緒論1951.1前言1961.2本文目的196第2章｜DMD簡介197第3章｜規格決定時的考量2053.1DMD的選擇2063.2DMD的offset2063.3最大像高2063.4投射的畫面大小2063.5F no2073.6變倍比（Zoom ratio）2073.7對焦（Focusing）範圍2073.8MTF2073.9Lateral Color2083.10歪曲（Distortion）2083.11周邊光量（Relative Illumination）2083.12出瞳位置（Exit Pupil Position）2083.13後焦距2083.14外形限制2083.15重量209第4章｜整理選定的目標規格211第5章｜鏡頭型式選擇時的考量2135.1變焦型式的選擇考量2145.2三群變焦鏡頭的特性及初始架構2155.3各群鏡片構成2195.4優化220第6章｜實際設計結果2216.1設計值與規格的比較2226.2鏡頭配置圖2236.3群間隔變化值2246.4性能2266.5公差模擬266第7章｜結論與討論271參考文獻272
第五篇　Double Cassegrain紅外線熱成像鏡頭之研究第1章｜緒論2771.1前言2781.2研究目的及範圍2791.3文獻探討2801.4研究方法281第2章｜紅外線熱成像系統簡介2832.1紅外線系統2842.2熱輻射及大氣2882.3探測器及致冷光圈2902.4光學成像系統292第3章｜成像品質預估2993.1整體考量3003.2光學設計考量3013.3設計規格305第4章｜Doublet 折射式鏡頭設計成果3094.1設計完成規格3104.2光學性能3114.3討論318第5章｜Cassegrain 反射式鏡頭設計成果3215.1設計完成規格3235.2光學性能3245.3討論331第6章｜Double Cassegrain反射式鏡頭設計成果3356.1設計完成規格3376.2光學性能3386.3討論346第7章｜總結3517.1設計成果比較3527.2研究限制與建議354參考文獻354
第六篇　利用光扇理論建構初階鏡頭模型與五百萬畫素手機鏡頭設計第1章｜緒論3591.1研究背景3601.2研究目的3601.3研究方法3601.4研究貢獻360第2章｜薄透鏡理論3612.1薄透鏡的原理3622.2像差3642.3光扇（Ray fan）3672.4光斑（Spot size）3692.5色散像差（Chromatic aberration）3712.6形狀因子與光扇光斑間的關係373第3章｜兩片式與三片式鏡頭的分析3773.1兩片式鏡頭3783.2三片式鏡頭380第4章｜五百萬畫數手機鏡頭設計3834.1設計流程與規格3844.2CMOS感測器與CCD感測器的比較3864.3鏡頭材料選取3924.4初值計算3944.5特性分析4084.6結果412第5章｜優化4135.1初階鏡頭模型的優化4145.2最終模型的結果與分析4315.3討論437
參考文獻438
附　　件439（選列張榮森教授發表與本書相關之SCI論文二篇）1. Design of Double Cassegrain Reflective Mirrors forOptical System of IR Cameras4392. Focal Length Measurement by the Analysis of MOIREFringes Using the Wavelet Transformation446
索　　引453

序
　　本書深入淺出，適用於大學及研究所課程，亦可適用於產業界或光電公司之產品研發如：液晶顯示器、LED、太陽能、手機、照相機等光學設計課程。