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Die Erfindung betrifft eine Optikvorrichtung für einen optoelektronischen Sensor mit erweitertem Schärfentiefebereich nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Als Schärfentiefebereich (DOF, Depth of Field) wird dasjenige Intervall von Abständen oder Tiefenwerten zwischen einem aufzunehmenden Objekt und einem optoelektronischen Sensor bezeichnet, innerhalb dessen Objekte so scharf abgebildet werden, dass die verbleibende Unschärfe unterhalb der Auflösung oder zumindest der in der jeweiligen Anwendung relevanten Auflösung des Sensors liegt. Bei gängigen Abbildungsoptiken gibt es einen Fokuspunkt maximaler Schärfe, in dem die Ortsauflösung meist sogar wesentlich höher ist als für die Anwendung erforderlich. Der Schärfentiefebereich umfasst das beidseitige Intervall um diesen Fokuspunkt bis zu der Grenze, an der die Schärfe unterhalb der von der Anwendung vorgegebenen Auflösungsanforderung liegt.
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Der Schärfentiefebereich ist über die Auswahl der Abbildungsoptiken und deren Brennweite und Blendenzahl vorgegeben. Ein großer Schärfentiefebereich lässt sich durch kleinere Blenden und damit weniger Licht erzielen, womit umgekehrt bei einem kleineren Schärfentiefebereich eine größere Blende und damit mehr Licht möglich ist.
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Die Optik des Sensors hat nur einen begrenzten Schärfentiefebereich. Eine Erweiterung des Schärfentiefebereichs durch kleinere Blenden führt zu Lichtverlusten. Soll der Erfassungsbereich ohne diesen energetischen Nachteil erweitert werden, so müssen entweder die unscharfen Abbildungen hingenommen oder eine Fokusverstellung vorgenommen werden.
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Bei codelesenden Sensoren, also beispielsweise Barcodescannern oder kamerabasierten Codelesern für eindimensionale und zweidimensionale Codes, ist für eine fehlerfreie Decodierung eine scharfe Abbildung erforderlich. Das gilt empfangsseitig, beispielsweise bei der Aufzeichnung von Bilddaten, kann aber auch sendeseitig eine Rolle spielen, beispielsweise um den Abtaststrahl eines scannenden Codelesers zu fokussieren.
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Herkömmlich werden deshalb Autofokussysteme verwendet, die aufgrund einer externen oder einer integrierten Abstandsbestimmung das Objektiv auf den Objektabstand scharf stellen. Autofokussysteme sind aber aufwändig und zudem wegen ihrer beweglichen Teile relativ wartungsanfällig.
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Es ist auch bekannt, den Schärfentiefebereich ohne Fokusverstellung zu erweitern, indem Linsen mit zwei oder mehr Fokuszonen eingesetzt werden. Die Herstellung derartiger Mehrzonenlinsen erfordert aber sehr aufwändige Rechnungen, und die Mehrzonenlinsen sind stark an die Anwendung gebunden. Mehrzonenlinsen eignen sich nur für eine Abbildungsaufgabe mit einer oder zumindest mit wenigen Linsen. Hochauflösende Serienobjektive mit derartigen Linsen gibt es nicht
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Aus der
US 5,748,371 ist ein System zur Erweiterung des Schärfentiefebereichs bekannt, bei dem vor einer Abbildungslinse eine. Maske angeordnet wird, welche die Phase des einfallenden Lichts lokal beeinflusst. Die Umverteilung mittels Wellenfrontcodierung der somit als Phasenplatte ausgebildeten Maske sorgt dafür, dass die optische Übertragungsfunktion über einen größeren Tiefenbereich um den Fokuspunkt herum im Wesentlichen konstant bleibt. Eine anschließende digitale Bildbearbeitung invertiert die durch die Maske eingeführten optischen Veränderungen, um das eigentliche Bild zu rekonstruieren. Die Maske hat somit eine Mikrostruktur, die sehr genau berechnet und hergestellt werden muss. Das Bild wird durch die Maske stark verzerrt und ist erst nach aufwändiger digitaler Nachbearbeitung verwendbar.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit für die Erweiterung des Schärfentiefebereichs mit statischen, kostengünstigen optischen Elementen anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Optikvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die Lösung geht von dem Grundgedanken aus, dass die Ortsauflösung im Fokuspunkt meist wesentlich höher ist als die Auswertungsgrenze, also die für die Anwendung benötigte Schärfe. Diese ungenutzte maximale Schärfe kann auf die Ränder des ursprünglichen Schärfentiefebereichs verteilt werden, um dort die Auflösung zu erhöhen und somit den insgesamt resultierenden Schärfentiefebereich zu erweitern. Dazu passiert ein Teil des verfügbaren Lichts ohne weitere Beeinflussung das Objektiv beziehungsweise die Optikvorrichtung. Ein anderer Teil des verfügbaren Lichts hat durch einen Manipulator im Strahlengang, nämlich ein optisches Element mit einem planparallelen Bereich, eine unterschiedliche optische Weglänge, so dass insgesamt zwei Schärfentiefebereiche entstehen.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein statisches, dabei äußerst einfaches und kostengünstiges optisches Element verwendet werden kann. Eine Mikrostruktur ist nicht erforderlich. Der erweiterte Schärfentiefebereich entsteht aufgrund eines geometrischen Effekts durch unterschiedliche optische Weglängen. Unebenheiten in der Größenordnung der Wellenlänge, wie sie etwa in einer Phasenplatte genutzt werden, spielen dabei keine Rolle. Ein aufwändiger Autofokus wird verzichtbar. Das optische Element hat keinen Designeinfluss auf das Objektiv als solches, so dass vorhandene oder Standardobjektive verwendet werden können. Ausgestaltung und Anordnung des optischen Elements ermöglichen große Flexibilität für vielfältige Anforderungen der Anwendung.
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Das optische Element ist bevorzugt derart angeordnet, dass etwa die Hälfte des Strahlengangs frei bleibt. Dadurch entsteht eine symmetrische Umverteilung durch das optische Element, bei der die Hälfte es Lichts so abgebildet wird wie in einer Optikvorrichtung ohne optisches Element. Die Bildschärfe ist deshalb in dem neuen Schärfentiefebereich, der sich aus dem ersten und dem zweiten Schärfentiefebereich zusammensetzt, besonders gleichmäßig verteilt. Alternativ wird gezielt von einer hälftigen Verteilung abgewichen. Über verschieden groß gewählte Flächen der planparallelen Bereiche werden so Abstandsdynamiken ausgeglichen, also unterschiedliche Abbildungseigenschaften in unterschiedlichen Entfernungen.
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Das optische Element ist bevorzugt als planparallele Platte ausgebildet. Der planparallele Bereich erstreckt sich somit über das gesamte optische Element. Die Platte ist entweder kleiner als der Querschnitt des Strahlengangs am Ort des optischen Elements, oder die Platte wird nur teilweise in den Strahlengang hineingeschoben. Eine planparallele Platte erfordert keinerlei Sonderanfertigung, um die Erfindung umzusetzen.
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In einer alternativen Lösung gemäß Anspruch 4 ist anstelle eines freien Teils des Strahlengangs ebenfalls ein planparalleler Bereich vorgesehen. Dabei entsteht also ein Sensor gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, bei dem das optische Element einen ersten planparallelen Bereich und einen zweiten planparallelen Bereich aufweist, wobei der erste planparallele Bereich und der zweite planparallele Bereich jeweils nur einen Teil des Strahlengangs der Optikvorrichtung überdecken und somit einen ersten Schärfentiefebereich und einen zweiten Schärfentiefebereich erzeugen. Der Grundgedanke ist derselbe. Es werden unterschiedliche optische Weglängen für verschiedene Anteile des Lichts im Strahlengang erzeugt, nur dass hier im Gegensatz zur Lösung nach Anspruch 1 die Lichtanteile sowohl für den ersten als auch für den zweiten Schärfentiefebereich das optische Element passieren. Es entsteht sozusagen die Lösung nach Anspruch 1 lediglich mit einem Versatz der Schärfentiefebereiche, welcher durch die kleinere von dem ersten oder dem zweiten planparallelen Bereich erzeugte optische Wegverlängerung verursacht wird.
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Der erste planparallele Bereich und der zweite planparallele Bereich überdecken dabei bevorzugt jeweils in etwa die Hälfte des Strahlengangs und damit gemeinsam im Wesentlichen den gesamten Strahlengang der Optikvorrichtung. So wird das gesamte verfügbare Licht symmetrisch verteilt und damit eine möglichst gleichmäßige Auflösung über die Schärfentiefebereiche erreicht.
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Das optische Element weist in einer bevorzugten Weiterbildung mindestens einen zusätzlichen planparallelen Bereich auf, der nur einen Teil des Strahlengangs der Optikvorrichtung überdeckt und somit mindestens einen zusätzlichen Schärfentiefebereich erzeugt. Nach dem gleichen Grundgedanken wie bei zwei unterschiedlichen Weglängen, sei es durch einen Freibereich und einen planparallelen Bereich oder durch zwei planparallele Bereiche verursacht, werden so ein dritter und möglicherweise weitere Bereiche eingeführt, um den Schärfentiefebereich noch stärker zu erweitern. Bevorzugt weisen alle Teilbereiche für eine gleichmäßige Umverteilung denselben Flächenanteil der verfügbaren Querschnittsfläche des Strahlengangs auf.
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Die planparallelen Bereiche sind bevorzugt derart ausgebildet, dass die Schärfentiefebereiche sich zu einem gemeinsamen erweiterten Schärfentiefebereich überlagern. Der Schärfentiefebereich ist gemeinsam oder zusammenhängend, wenn die Zwischenabstände zwischen den Auflösungsmaxima, also den Fokuslagen bezüglich der einzelnen planparallelen Bereiche und gegebenenfalls des Freibereichs, ebenfalls noch hinreichend scharf abgebildet werden. Genauer definieren lässt sich dies anhand der Kontrastübenragungsfunktion (MTF, Modulation Transfer Function). Gibt es nur ein Abstandsintervall, in dem die MTF oberhalb einer von der Anwendung geforderten Auflösungsschwelle bleibt, so resultiert ein gemeinsamer Schärfentiefebereich. Denkbar ist auch, dass mehrere disjunkte Schärfentiefebereiche entstehen. Dies ist nur für spezielle Anwendungen interessant, da es dann keinen einheitlichen, zusammenhängenden Abstandsbereich gibt, in dem die Abbildung scharf genug ist.
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Die planparallelen Bereiche weisen bevorzugt untereinander unterschiedliche Dicken und/oder Brechungsindices auf. Dies sind zwei einfache Möglichkeiten, um die optische Weglänge zu manipulieren. Bei konstantem Brechungsindex, in der Regel also ein und demselben Material, lässt sich die gewünschte optische Weglänge allein durch die Formgebung gestalten. Umgekehrt ist mit zwei oder mehr Materialien unterschiedlichen Brechungsindices möglich, das optische Element an allen Stellen mit konstanter Dicke auszubilden. Auch Mischformen sind denkbar.
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Die Optikvorrichtung ist bevorzugt als Serienobjektiv mit einer Vielzahl von Linsen ausgebildet. Hochauflösende Serienobjektive sind mit herkömmlichen Mehrzonenlinsen nicht kombinierbar, sehr wohl aber mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen optischen Element. Somit fassen sich auf diese Weise effektiv die Vorteile eines hochauflösenden Serienobjektivs mit den Vorteilen einer Mehrzonenlinse ohne deren Nachteile kombinieren.
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Das optische Element ist bevorzugt so nahe an der Linse der Optikvorrichtung angeordnet, dass die Linse noch keinen ortsauflösenden Einfluss auf das Abbild hat. Damit erfasst die Optikvorrichtung jeden Ort mit Lichtanteilen aus jedem planparallelen Bereich und gegebenenfalls dem Freibereich.
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Zumindest ein planparalleler Bereich weist bevorzugt eine zusätzliche optische Eigenschaft auf, insbesondere eine Farbfilterung oder eine reduzierte Lichtdurchlässigkeit. Diese optische Eigenschaft wirkt dann nur auf einen Teil des Lichts und schafft zusätzliche Freiheitsgrade bei anwendungsspezifischen Anpassungen.
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In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist ein optoelektronischer Sensor mit einem Lichtempfänger vorgesehen, dem eine erfindungsgemäße Optikvorrichtung zugeordnet ist. Die Optikvorrichtung ermöglicht dann eine Aufnahme von Bildern mit einem Bildsensor oder den Empfang von Bildsignalen mit einer Fotodiode bei erweitertem Schärfentiefebereich.
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In nochmals bevorzugter Weiterbildung ist ein optoelektronischer Sensor mit einem Lichtsender vorgesehen; dem eine erfindungsgemäße Optikvorrichtung zugeordnet ist.
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Damit lassen sich Sendekaustiken vorteilhaft beeinflussen, insbesondere für einen Laserstrahl über einen größeren Schärfentiefebereich ein gewünschter Durchmesser erhalten. Denkbar ist auch, eine gemeinsame oder je eine erfindungsgemäße Optikvorrichtung in einem optoelektronischen Sensor sowohl dem Lichtsender als auch dem Lichtempfänger zuzuordnen.
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Der Sensor ist bevorzugt als Laserscanner, insbesondere als codelesender Scanner ausgebildet. Derartige Sensoren werden oft über einen Empfangsbereich mit größerer Abstandsvariation eingesetzt, beispielsweise zum Lesen von Codes in einer Förderanlage mit Paketen oder anderen Objekten, die sich in ihrer Größe und Form stark unterscheiden.
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Der Sensor kann auch vorteilhafterweise als Kamera, insbesondere als codelesende Kamera ausgebildet sein. Hier sind wegen der großen Entfernungsvariation häufig, Autofokussysteme im Einsatz, die durch die erfindungsgemäße Optikvorrichtung statisch ersetzbar sind. So entstehen scharfe Bilder über einen erweiterten Erfassungsbereich, deren Codeinhalt sicher decodierbar ist.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
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1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Optikvorrichtung mit einem optischen Element, welches nur einen Teil des Strahlengangs überdeckt;
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2 eine schematische Schnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Optikvorrichtung, welches zwei planparallele Teilbereiche unterschiedlicher Dicke aufweist;
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3 eine Darstellung der Kontrastübertragungsfunktion (MTF) über der Schnittweite bei Erweiterung des Schärfentiefenbereichs aus zwei ursprünglichen Schärfentiefenbereichen zu einem gemeinsamen Schärfentiefenbereich;
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4 eine Darstellung gemäß 3, wobei in der Erweiterung zwei disjunkte Schärfentiefenbereiche entstehen;
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5 eine Darstellung gemäß 3, wobei aus drei ursprünglichen Schärfentiefenbereichen ein gemeinsamer Schärfentiefenbereich entsteht;
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6 eine vereinfachte Schnittdarstellung eines als codelesende Kamera ausgebildeten optoelektronischen Sensors, der empfangsseitig eine erfindungsgemäße Optikvorrichtung aufweist; und
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7 eine vereinfachte Schnittdarstellung eines als Laserscanner ausgebildeten optoelektronischen Sensors, der sendeseitig eine erfindungsgemäße Optikvorrichtung aufweist.
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Optikvorrichtung 10 mit einem Objektiv 12, welches zwei Linsen 14a–b aufweist. Die Darstellung des Objektivs 12 ist rein beispielhaft. Es sind sowohl einfachere Objektive bis hin zu einer einzigen Sammellinse als auch hochauflösende Serienobjekte mit drei, vier oder noch mehr Linsen von der Erfindung umfasst. Hinter dem Objektiv 12 ist ein Empfangselement 16 vorgesehen, welches beispielsweise als Fotodiode oder als Bildsensor mit einem zeilen- oder matrixförmigen CCD- oder CMOS-Chip ausgebildet ist.
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Zwischen Objektiv 12 und Empfangselement 16 ist nahe den Linsen 14a–b, also an einer Stelle, an der das Objektiv noch keinen ortsauflösenden Einfluss auf das Abbild hat, ist ein optisches Element 18 angeordnet. Es ist alternativ vorstellbar, das optische Element 18 zwischen den Linsen 14a–b oder vor dem Objektiv 12, also auf der dem Empfangselement 16 abgewandten Seite anzuordnen.
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Das optische Element 18 besteht in dieser Ausführungsform aus einer planparallelen Platte aus einem transmissiven Material, beispielsweise einer Glasplatte oder einer Kunststoffplatte. Das optische Element 18 ist derart mittig in dem Empfangsstrahlengang angeordnet, dass eine Hälfte des Empfangslichts das optische Element 18 passiert und die andere Hälfte des Strahlengangs frei bleibt. Mit Hilfe des optischen Elements 18 wird dabei das Empfangslicht so manipuliert, dass örtlich separierte optische Bereiche mit unterschiedlichen optischen Weglängen entstehen. Damit wird der Punkt maximaler Schärfe auf zwei Empfangsebenen aufgeteilt, was zu einer Erweiterung des Schärfentiefebereichs führt.
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Das Empfangselement 16 ist in der nicht durch das optische Element 18 verschobenen Empfangsebene des Objektivs 12 angeordnet. Für einen Teil des Empfangslichts wird die Empfangsebene verschoben, wie durch eine gestrichelte fiktive Position 20 des Empfangselements dargestellt. Das optische Element 18 erzeugt also eine neue, zweite Bildebene, die sich von der ursprünglichen Bildebene unterscheidet.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Optikvorrichtung 10. Hier und im Folgenden bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Merkmale. Die Ausführungsform unterscheidet sich in der Ausgestaltung des optischen Elements 18, welches zwei planparallele Bereiche 22a–b unterschiedlicher Dicke aufweist. Auch auf diese Weise werden unterschiedliche optische Weglängen für Lichtanteile erzeugt, die in dem dünneren planparallelen Bereich 22a weniger gegenüber Luft optisch dichteres Material durchdringen als in dem dickeren planparallelen Bereich 22b. Folglich entsteht für den Teil des Lichts, welcher den unteren planparallelen Bereich 22b passiert, eine zweite Bildebene 20, die gegenüber der Empfangsebene des oberen planparallelen Bereichs 22a versetzt ist.
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Erste und zweite Ausführungsform sind sich konzeptionell sehr ähnlich und gehen im Grenzfall ineinander über, wenn man gedanklich den dünneren planparallelen Bereich 22a mit Dicke Null vorgibt. Für die Erweiterung des Schärfentiefebereichs kommt es auf den Unterschied der optischen Weglänge, also den Dickenunterschied zwischen den planparallelen Bereichen 22a–b an. Soweit sich optische Eigenschaften des optischen Elements 18 über den gesamten Strahlengang des Objektivs 12 nicht unterscheiden, wie dies für gemeinsame Dickenanteile der Fall ist, entsteht allenfalls ein Versatz des Schärfentiefenbereichs, der sich durch Veränderungen des Objektivs 12 ausgleichen lässt und keine Erweiterung des Schärfentiefenbereichs.
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Alternativ zu unterschiedlichen Dicken der planparallelen Bereiche 22a–b sind auch unterschiedliche Brechungsindices bei gleicher Dicke oder Mischformen aus sowohl unterschiedlichen Dicken wie unterschiedlichen Brechungsindices denkbar.
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Der Effekt auf den Schärfentiefenbereich wird in 3 erläutert. Dort sind Kontrastübertragungsfunktionen MTF gegenüber der Schnittweite aufgetragen. Einheiten sind für die Erklärung des Grundprinzips nicht erforderlich und deshalb nicht eingezeichnet.
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In einer fiktiven Situation, in der sich anders als gemäß den 1 und 2 kein optisches Element 18 in dem Strahlengang des Objektivs 12 befindet, entsteht der mit der gestrichelten Linie 24 eingezeichnete Verlauf. Der zugehörige Schärfentiefebereich 26 ist als dasjenige Intervall der Bildschnittweite definiert, in dem die Kontrastübertragungsfunktion eine von der Anwendung geforderte Auflösungsschwelle 28 überschreitet. Ganz analog entsteht in einer fiktiven Situation, in welcher ein optisches Element 18 mit einem den gesamten Strahlengang des Objektivs 12 überdeckenden planparallelen Bereich eingesetzt würde, der mit einer gepunkteten Linie 30 eingezeichnete Verlauf mit zugehörigem Schärfentiefebereich 32. Die Schärfentiefebereiche 26 und 32 unterscheiden sich bei einer idealisierten Situation voneinander nur durch einen Versatz.
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Wird nun das optische Element 18 gemäß 1 oder 2 in dem Strahlengang des Objektivs 12 angeordnet, so ergibt sich eine mit durchgezogenen Lienen eingezeichnete überlagerte Kontrastübertragungsfunktion 34 mit zugehörigem Schärfentiefebereich 36. Zwar sind die Maxima der überlagerten Kontrastübertragungsfunktion 34 weniger ausgeprägt als die Maxima der einzelnen Kontrastübertragungsfunktionen 24, 30. Das Bildschnittweitenintervall, in dem die überlagerte Kontrastübertragungsfunktion 34 die Auflösungsschwelle 28 überschreitet, ist jedoch wesentlich vergrößert. Somit wird die gar nicht benötigte hohe Bildschärfe der einzelnen Kontrastübertragungsfunktionen 24, 30 auf die Ränder zugunsten eines erweiterten Schärfentiefebereichs 36 umverteilt.
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4 zeigt eine Situation, in der das optische Element 18 einen größeren Unterschied in den optischen Weglängen zwischen Freibereich und optischem Element 18 beziehungsweise zwischen den beiden planparallelen Teilbereichen 22a–b aufweist. In der Folge rücken die beiden einzelnen Kontrastübertragungsfunktionen 24, 30 auseinander. Anders ausgedrückt würden in den 1 und 2 die beiden Bildebenen 16, 20 einen größeren Versatz aufweisen.
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Der erweiterte Schärfentiefebereich zerfällt dabei in zwei disjunkte Teilbereiche. Das kann in manchen Anwendungen nützlich sein, beispielsweise wenn sehr nahe und sehr ferne Objekte abzubilden sind, nicht aber Objekte in mittleren Entfernungen. In der Regel wird man aber bestrebt sein, das optische Element 18 durch Wahl von Dicke, Brechungsindex und Flächenanteil der planparallelen Bereiche so zu gestalten, dass die Situation der 4 mit disjunkten Schärfentiefebereichen zugunsten eines gemeinsamen erweiterten Schärfentiefebereichs wie in 3 vermieden wird.
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5 zeigt nochmals eine andere Situation, in der das optische Element 18 einen zusätzlichen planparallelen Teilbereich aufweist. Es hätte also, von der ersten Ausführungsform der 1 ausgehend, zwei planparallele Bereiche mit unterschiedlichen optischen Weglängen und ist so angeordnet, dass ein Teilbereich des Strahlengangs des Objektivs 12 frei bleibt, oder ausgehend von der 2 drei planparallele Bereiche mit jeweils unterschiedlichen optischen Weglängen. Erneut kann man die fiktive Situation betrachten, in der jeweils nur eine der optischen Weglängen für die gesamte Querschnittsfläche des Strahlengangs des Objektivs 12 wird. Die ist durch drei einzelne Kontrastübertragungsfunktionen 38a–c und zugehörige Schärfentiefebereiche 40a–c dargestellt. In der Überlagerung entsteht eine überlagerte Kontrastübertragungsfunktion 42 mit einem nochmals erweiterten zugehörigen Schärfentiefebereich 44. Auch hier könnten je nach Ausgestaltung der einzelnen planparallelen Bereiche mehrere disjunkte Schärfentiefebereiche entstehen. Eine denkbare Erweiterung auf nochmals zusätzliche planparallele Bereiche erfolgt ganz analog.
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6 zeigt einen als Kamera ausgebildeten optoelektronischen Sensor 100 mit einer erfindungsgemäßen Optikvorrichtung 10. Der Sensor 100. ist hier beispielhaft in einem Gehäuse 102 mit einer Frontscheibe 104 untergebracht.
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Der Sensor 100 erzeugt mittels des Empfangselements 16 Bilddaten mit dem erhöhten Schärfentiefebereich und verarbeitet sie in einer Auswertungseinheit 106 weiter. Beispielsweise ist die Kamera über einem Förderband montiert und erzeugt Bilder von vorbeilaufenden Paketen, die einen eindimensionalen oder zweidimensionalen Code tragen. Die Auswertungseinheit 106 wertet dann die Bildinformationen aus und gibt die Codeinformationen im Klartext oder einem sonst vereinbarten Datenformat aus.
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7 zeigt einen Laserscanner 200 als weiteres Beispiel eines optoelektronischen Sensors, in dem die erfindungsgemäße Optikvorrichtung 10 eingesetzt werden kann. Ein Lichtsender 202 mit einer Laserlichtquelle erzeugt einen Sendelichtstrahl 204, der von einer erfindungsgemäßen Optikvorrichtung 10 strahlgeformt wird. Über einen Umlenkspiegel 206 wird der Sendelichtstrahl 204 auf einen Drehspiegel 208 und von dort in einen Erfassungsbereich 210 gelenkt. Nach Reflexion an einem Objekt 212 kehrt das Licht als Empfangslichtstrahl 214 über den Drehspiegel 208 und eine Empfangsoptik 216 zu einem Lichtempfangselement 218 zurück. Dort wird das Empfangslicht in ein elektrisches Signal umgewandelt und in einer Auswertungseinheit 220 weiter verarbeitet. Dazu wird beispielsweise anhand der Lichtlaufzeit des Sende- und Empfangslichtstrahls 204, 214 der Abstand des Objekts 212 berechnet, oder die Abtastinformation als Code, insbesondere Barcode ausgelesen. In dem Laserscanner 200 ist die Optikvorrichtung 10 sendeseitig zur Beeinflussung der Strahlkaustik eingesetzt. Ebenso wäre aber auch die alternative oder zusätzliche Verwendung der Optikvorrichtung 10 im Empfangspfad möglich. Der Laserscanner 200 kann beispielsweise als abstandsmessender Sensor, um Oberflächenreliefs oder Konturbilder einer Szenerie auszunehmen, oder als Codeleser ausgebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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