在設計鏡頭時，規格的選定相當重要，所謂綱舉目張，確定規格時，必頇確認兩件 要素：「能否看得見？」、「能否看得清楚？」。
4.2.1 能看得見
像要能夠被攝入，首當其衝便是照度的問題，所有光學系統都是針對成像接受面所 做的設計，因此先選定成像面的規格。一般常見的感光元件有 CMOS 與 CCD 兩類，粗 略來看，感光度 CCD 較優，焦比（f-number）選定大致落於 2.8 左右；而 CMOS 感光 度較差，焦比（f-number）的選定大致落於 3～4 間，基於感光度的限制，在主光線角度 的要求上，CMOS 的角度也較 CCD 來得有限制。針對 CCD 與 CMOS 的優缺點做比較，
如表 4.1[30]，考量優缺點與目前趨勢選擇 CMOS Sensor－PAW3204DB 為成像感測面，
規格如表 4.2
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感光元件型式 PAW3204DB（CMOS）
單一畫素大小 30μm × 30μm
2. 光瞳規格（Pupil specification）
光瞳規格的選定一般決定了入射／出射光線的數量，一般而言選定焦比（f-number），
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即有效焦距（EFL, Effective focal length）與入瞳直徑（Clear aperture diameter）的比。
但在這個設計裡，像高固定，我們取有效物高，以放大率（Magnification）進行設計，
於是在光瞳規格的選定為物體數值孔徑（ONA, Object numerical apeture），並在優化 時下優化運算元指定對應之 f-number。
3. MTF（Modulation transfer function）
由於所選擇的 CMOS 感光元件之畫素大小為 30μm × 30μm，並且考慮發光二極體為
單一波長光源，因此可以計算得知系統最高之空間頻率為 ，
但在設計上亦必頇考慮公差，於是要求 MTF 在高空間頻率 25lp/mm 必頇在 20%以上。
4. 光學畸變（Distortion）
光學畸變在所有視角皆小於 5%。
5. 景深（Depth of field）
景深頇達 6mm。
圖 4.3 景深示意圖
景深的概念建立在對於光學系統離焦點產生的模糊點有足夠容忍度的假設上；而超 焦距離指的是在此距離內，光學系統必可視為對焦（亦為景深延伸至無限遠處）[31]。
在設計時我們可將超焦距離納入起始設計：
Eq.4-1
其中 Dhyp為系統可視為對焦的距離（對應至光學系統物距）、A 為鏡頭入射光瞳之 直徑、f 為鏡頭焦距長以及 B 為可接受的模糊點（Blur）直徑，如圖 4.3。由式 4-1
B Dhyp fA
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可推估，假若景深要夠長，則物距必頇也要夠長。值得一提的是，上述假設皆以”
完美成像”作假設，只適用於起始設計時光學鏡頭形式的選定。
6. 系統長度（Total length）
系統長度控制在 50mm 以內。
7. 材質（Material）
使用塑膠材質，一般而言考慮成本皆使用聚碳酸酯（PC, Polycarbonate）。
整理規格如表 4.3
表 4.3 筆滑鼠成像光學規格表
I 物空間 項目 規格 備註
I-1 物距(object
distance) 32-35-38mm 景深達 6mm II 光學系統 II-1 f-number 4.2-3.4-2.8
II-2 畸變(distortion) < 5% (<3%) II-3 系統全長
(TTL) <50mm 自物體至成像面 II-4 鏡頭孔徑 2~3mm
II-5 結構 2P PMMA or PC III 像空間
（感光元件）
III-1 畫素大小 30um B/W
MTF 截止頻率(cut-off frequency) 16.67 lp/mm
→ >0.2 @25lp/mm III-2 成像孔徑 0.68mm →
0.88mm~1.0mm 像高→0.44~0.5mm
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