DD255007A1 - FOURIER TRANSFORMATION LENS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein viergliedriges Fouriertransformationsobjektiv mit hemisymmetrischen Aufbau. Die Erfindung ist in Einrichtungen der optischen Bildverarbeitung zur Erzeugung und Registrierung der Fouriertransformatierten einer Objektvorlage anwendbar. Das Fouriertransformationsobjektiv besteht aus insgesamt sechs Linsen. Diese sechs Linsen sind in zwei Gruppen mit jeweils zwei Gliedern zusammengefasst angeordnet. Mit diesem optischen System und dem erreichten Korrektionszustand wird ein grosser registrierbarer Beugungswinkel bei grossen Arbeitsabstaenden zur Objektvorlage und Fourierebene realisiert. Der vorliegende Korrektionszustand garantiert die Erfuellung der Abbeschen Sinusbedingung in beiden Richtungen. Fig. 1The invention relates to a four-member Fourier transformation lens with a hemispherical structure. The invention is applicable to optical image processing apparatuses for generating and registering the Fourier transform of an object template. The Fourier transform lens consists of a total of six lenses. These six lenses are arranged in two groups with two links each. With this optical system and the achieved correction state, a large registerable diffraction angle is realized at large working distances to the object template and Fourier plane. The present correction state guarantees the fulfillment of the Abbe sine condition in both directions. Fig. 1
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der optischen Bildverarbeitung und betrifft ein viergliedriges Fouriertransformationsobjektiv mit hemisymmetrischen Aufbau. Die Erfindung ist in Einrichtungen der optischen Bildverarbeitung zur Erzeugung und Registrierung der Fouriertransformierten einer Objektvorlage anwendbar.The invention relates to the field of optical image processing and relates to a four-member Fourier transform lens with a hemispherical structure. The invention is applicable to optical image processing apparatuses for generating and registering the Fourier transform of an object original.
An Objektive die auf dem Gebiet der optischen Bildverarbeitung zur Erzeugung und Registrierung der Fouriertransformierten einer Objektvorlage eingesetzt werden, werden hinsichtlich ihres Strahlenganges und ihres Korrektionszustandes spezielle Anforderungen gestellt. Insbesondere ist bildseitig ein streng telezentrischer Hauptstrahlengang erforderlich und für den Hauptstrahl muß die Abbesche Sinusbedingung sehr gut erfüllt sein. Darüberhinaussind bezüglich der Abwesenheit von Bildfehlern strenge Korrektionsforderungen zu gewährleisten. Folgerungen für das Systemdesign von Fouriertransformationsobjektiven werden von K.v. Bieren in Appl. Opt. 10(1971) 12,2739ff ausführlich dargestellt.Lenses used in the field of optical image processing for generating and registering the Fourier transform of an object template are subject to special requirements with regard to their beam path and their correction state. In particular, a strictly telecentric main beam path is required on the image side, and the Abbe sine condition must be very well satisfied for the main beam. In addition, strict correction requirements are to be ensured for the absence of aberrations. Conclusions for the system design of Fourier transform lenses are given by K.v. Beers in Appl. Opt. 10 (1971) 12,2739ff shown in detail.
Als besondere Schwerpunkte für die Konstrukion und Korrektion haben sich die Probleme, die mit der strengen Erfüllung der Abbeschen Sinusbedingung und der Lage der Eintrittspupille zusammenhängen herausgestellt.Special emphasis has been placed on the construction and correction of the problems associated with the strict fulfillment of the Abbe sine condition and the position of the entrance pupil.
Hier sind, durch die sich teilweise einander ausschließenden Bedingungen nur Kompromißlösungen möglich, die auf die Leistungsparameter der Objektive negativen Einfluß ausüben. So werden beispielsweise in der US-PS 4189214 zwei Ausführungsvarianten eines Fouriertransformationsobjektives beschrieben, bei denen Nachteile als Konsequenzen aus den o.g.Here are, by the partially mutually exclusive conditions only compromise solutions possible, which exert negative influence on the performance parameters of the lenses. Thus, for example, US Pat. No. 4,189,214 describes two embodiment variants of a Fourier transformation objective, in which disadvantages as consequences from the above-mentioned.
Sachverhalten in Kauf genommen werden müssen.Circumstances have to be taken into account.
Die bisher bekannt gewordenen Fouriertransformationsobjektive weisen nur eine geringe Größe der Fouriertransformationsebene auf, was einem nur geringen Beugungswinkel an den Objektivstrukturen entspricht.The previously disclosed Fourier transformation objectives have only a small size of the Fourier transformation plane, which corresponds to only a small diffraction angle at the objective structures.
Gemäß der Abbeschen Abbildungstheorie ist hierdurch nur ein geringes Auflösungsvermögen gegeben.According to Abbe's mapping theory, this gives only a low resolution.
Weiterhin sind die Abstände der Brennpunkte von den entsprechenden Linsenscheiteln relativ klein, was die Handhabung der Objektive erschwert bzw. für besondere Anwendungen ganz unmöglich macht.Furthermore, the distances of the focal points of the corresponding lens vertices are relatively small, which makes the handling of the lenses difficult or makes for special applications quite impossible.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines leistungstarken Objektives, das es gestattet von beliebigen Objektvorlagen mit hoher Effektivität und Genauigkeit des Fouriertransformationsspektrum zu erzeugen und zu registrieren.The aim of the invention is to provide a high performance lens that allows to generate and register any object templates with high efficiency and accuracy of the Fourier transform spectrum.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für den Korrektionszustand des optischen Systems zu finden, bei dem unter Gewährleistung der Korrektionsforderungen, insbesondere der Abbeschen Sinusbedingung, ein großer Beugungswinkel, d. h. eine hohe relative Öffnung, mit großer Auflösung registrierbar ist und der weiterhin große Arbeitsabstände zur Objektvorlage und Fourierebene ermöglicht.The invention has for its object to find a solution for the correction state of the optical system, in which, while ensuring the Korrektionsforderungen, in particular the Abbe sine condition, a large diffraction angle, d. H. a high relative aperture, can be registered with high resolution and which still allows large working distances to the object template and Fourier level.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Fouriertransformationsobjektiv mit hemisymmetrischen Aufbau dadurch gelöst, daß es jeweils zwei, in einer objektseitigen und einer bildseitigen Gruppe angeordneten Linsengliedern aufgebaut ist. Die beiden Gruppen sind durch einen Luftraum von mindestens dem 0,18fachen der Gesamtbrennweite des Objektives voneinander getrennt. Die beiden Gruppen bestehen aus Einzelelementen mit den folgenden Merkmalen:According to the invention, the object is achieved in a Fourier transformation lens with a hemispherical structure in that it is constructed in each case two lens elements arranged in an object-side and an image-side group. The two groups are separated by an air space of at least 0.18 times the total focal length of the lens. The two groups consist of individual elements with the following characteristics:
— das erste Linsenglied der objektseitigen Gruppe ist ein dicker streuender und eine streuende Kittfläche enthaltender Meniskus, der seine Höhlung der Objektvorlage zuwendet,The first lens member of the object-side group is a thick scattering meniscus containing a scattering cement surface, which faces its cavity to the object template,
— das zweite Linsenglied der objektseitigen Gruppe und das das erste Linsenglied der bildseitigen Gruppe sind jeweils Sammellinsen und- The second lens member of the object-side group and the first lens member of the image-side group are respectively collecting lenses and
— das zweite Linsenglied der bildseitigen Gruppe ist ein dicker streuender und eine streuende Kittfläche enthaltener Meniskus, der seine Höhlung der Fouriertransformationsebene zuwendet.- The second lens member of the image-side group is a thick scattering and a scattering cemented surface meniscus, which turns its cavity of the Fourier transform plane.
In zweckmäßigen Ausgestaltungsvarianten der Erfindung kann es von Vorteil sein, das Fouriertransformationsobjektiv zurIn expedient embodiment variants of the invention, it may be advantageous to use the Fourier transformation objective for
Objekt- sowie zur Bildseite hin durch eine Planglasplatte abzuschließen.Close the object and the image side through a plane glass plate.
In der Tabelle 1 sind für eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wesentliche Konstrukionsdaten angegeben.In Table 1 significant design data are given for an advantageous embodiment of the invention.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll an Hand eines Schnittbildes und wesentlicher Konstrukionsdaten in einer Tabelle näher erläutert werden. Es zeigt dieThe invention will be explained in more detail on the basis of a sectional image and essential construction data in a table. It shows the
Fig. 1 das Schnittbild eines erfindungsgemäßen Fouriertransformationsobjektives.Fig. 1 shows the sectional view of a Fourierransformationsobjektives invention.
In der Tabelle 1 sind die für diese Ausführungsform relevanten Konstrukionsdaten angegeben. Im Rahmen einer Feinkorrektur und der Anpassung an Fertigungstoleranzen sind Abweichungen von den einzelnen Werten zulässig und als fachgemäßTable 1 shows the design data relevant to this embodiment. As part of a fine adjustment and adaptation to manufacturing tolerances, deviations from the individual values are permitted and considered appropriate
anzusehen. Das angegebene Fouriertransformationsobjektiv ist für eine Laserwellenlänge von 632,8 nm, einem Durchmesser des Objektfeldes von 0,06 · fund einem Durchmesser der Fourieribene von 0,6 · f bei einer Ausführungsbrennweite vonto watch. The given Fourier transform lens is for a laser wavelength of 632.8 nm, a diameter of the object field of 0.06 x fm, a Fourier of 0.6 x f at an embodiment focal length of
f = 100mm optimal konstruiert.f = 100mm optimally constructed.
Das erfindungsgemäße Objektiv kann als invertiertes Doppel-Gauß-Objektiv bezeichnet werden und besteht aus zweiThe objective according to the invention can be called an inverted double Gauss lens and consists of two
streuenden und je eine streuende Kittfläche enthaltenden dicken Menisken, die jeweils objekt- und bildseitig außen liegen. Die Menisken wenden ihre Höhlung der Objektvorlage bzw. der Fourierebene zu. Zwei Sammellinsen stehen im Innern des durch die Menisken gebildeten Raumes. Der Abstand der beiden Objekthälften ist groß und beträgt mindestens 0,18f. Die entsprechenden Konstruktionsdaten entnehme man aus Tabelle 1.scattering and each containing a scattering cement surface thick menisci, the object and image side are outside. The menisci apply their cavity to the object template or the Fourier plane. Two converging lenses are located inside the space formed by the menisci. The distance between the two object halves is large and is at least 0.18f. Refer to Table 1 for the corresponding design data.
Mit einem Minimalaufwand von sechs Linsen in vier Gliedern gelingt die Einhaltung der weiter vorn näher beschriebenenWith a minimal effort of six lenses in four members, the observance of the detail described further succeeds
Korrektionsbedingungen. Es liegt ein Korrektionszustand vor, der hinsichtlich der spärischen Aberration, Bildfeldwölbung und strenger Erfüllung der Abbeschen Sinusbedingung in beiden Richtungen optimal gefunden wurde.Korrektionsbedingungen. There is a correction state that has been optimally found in both directions with respect to the spherical aberration, field curvature, and strict fulfillment of the Abbe sine condition.
Die relative Öffnung beträgt 1:1,7, was einem registrierbaren Beugungswinkel von ± 17° entspricht. Ein hohesThe relative aperture is 1: 1.7, which corresponds to a registerable diffraction angle of ± 17 °. A high
Auflösungsvermögen ist damit unmöglich.Resolution is impossible.
Der Arbeitsabstand zur Objektvorlage beträgt einschließlich dem Glasweg di : di + I1 = 0,89f.The working distance to the object template, including the glass path, is di: di + I 1 = 0.89f.
Der Arbeitsstand zur Fourierebene beträgt einschließlich Glasweg d8: d8 + I5 = 0,59f. Im Rahmen dieser Abstände ist eineThe working state to the Fourier plane, including the glass path d 8 : d 8 + I 5 = 0.59f. Within these distances is a
vorteilhafte Handhabung des Objektives gegeben.given advantageous handling of the lens.
In der nachfolgenden Tabelle 1 sind mit η die Brechzahlen der Gläser für die Laserwellenlänge von 632,8 nm bezeichnet. DieIn the following Table 1, η denotes the refractive indices of the glasses for the laser wavelength of 632.8 nm. The
Angabe der Abbeschen Zahlen bezieht sich auf die übliche Spektrallinie e mit einer Wellenlänge von 546nm.Indication of Abbe numbers refers to the usual spectral line e with a wavelength of 546nm.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29635086A DD255007A1 (en) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | FOURIER TRANSFORMATION LENS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29635086A DD255007A1 (en) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | FOURIER TRANSFORMATION LENS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD255007A1 true DD255007A1 (en) | 1988-03-16 |
Family
ID=5583929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD29635086A DD255007A1 (en) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | FOURIER TRANSFORMATION LENS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD255007A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116027520A (en) * | 2023-03-30 | 2023-04-28 | 深圳市东正光学技术股份有限公司 | Optical imaging system and optical imaging apparatus |
-
1986
- 1986-11-04 DD DD29635086A patent/DD255007A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116027520A (en) * | 2023-03-30 | 2023-04-28 | 深圳市东正光学技术股份有限公司 | Optical imaging system and optical imaging apparatus |
| CN116027520B (en) * | 2023-03-30 | 2023-06-20 | 深圳市东正光学技术股份有限公司 | Optical imaging system and optical imaging apparatus |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PV | Patent disclaimer (addendum to changes before extension act) |