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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Optik und insbesondere auf
ein telezentrisches Singulett mit einer kleinen Höhenanforderung,
das besonders geeignet für
raumkritische Anwendungen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine
wichtige Komponente in einer beliebigen Bilderzeugungsanwendung
ist der Linsenentwurf. Wenn Raum kein Thema ist, benutzt ein Linsenentwurf
typischerweise mehr als zwei separate Linsen in dem Linsenentwurf.
Eine erste Linse z. B. kann für
Farbtrennfunktionen verwendet werden, während eine zweite Linse für Strahlbiegefunktionen
verwendet werden kann.
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Verbraucher
sind mit einer Sucherlinse in Kameras und Videokameras gut vertraut.
In diesen Anwendungen gibt es typischerweise keine Größeneinschränkung für die Größe der Linsenanordnung.
In jüngerer
Zeit besteht jedoch Interesse an einem Entwerfen von Kameras in
Elektronikvorrichtungen, in denen es vorher keine Kameras gab. Diese
raumkritischen Anwendungen weisen sehr strenge Größeneinschränkungen
für die
Linsenanordnung auf. Die Größenanforderung
wird oft als eine Entfernung zwischen einer Apertur und einer Brennebene
ausgedrückt
und ist allgemein als die „Höhe" bekannt. Eine derartige
Anwendung schlägt
z. B. vor, eine Kamera für
Videokonferenzfähigkeiten
in ein Mobiltelefon zu integrieren. Eine derartige Anwendung macht
eine Höhe
von nicht mehr als der durchschnittlichen Dicke des Mobiltelefons
erforderlich, was, wie ohne weiteres zu erkennen ist, viel weniger
ist als die Höhe
der meisten Hand-Kameraanwendungen.
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Leider
weisen die Linsenentwürfe
des Stands der Technik Höhen
von etwa zweimal den Größenanforderungen
dieser raumkritischen Anwendungen auf.
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Beim
Entwerfen eines Linsensystems unter einer strengen Höhenanforderung
ist es allgemein nicht möglich,
mehr als eine einzelne Linse zu verwenden. In einem Einlinsenentwurf
besteht Bedarf, eine Beugungsoberfläche zur Durchführung von Farbkorrekturfunktionen
zu verwenden. Eine Herausforderung für die Verwendung einer Beugungsoberfläche besteht
darin, die Oberfläche
in einer derartigen Weise zu entwerfen, um die Beugungswirksamkeit
zu erhöhen.
Der Beugungswirkungsgrad bezieht sich darauf, wie gut die Linse
Licht an erwünschten Orten
auf der Brennebene platziert. Eine sehr effiziente Linse z. B. führt die
einfallenden Lichtstrahlen an diskreten Punkten (als Spots bekannt)
entlang der Brennebene zusammen. Mit abnehmendem Beugungswirkungsgrad
der Linse nimmt die Größe der Spots
zu. Mit zunehmender Spotgröße verliert
das resultierende Bild an Klarheit und wird unschärfer.
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Leider
zeigen die Einlinsenentwürfe
des Stands der Technik einen geringen Beugungswirkungsgrad, wodurch
sie zu einem unscharfen Bild führen.
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Eine
weitere Herausforderung beim Einlinsenentwurf besteht darin, dass
das Bild ein Abschatten (oder Schattieren) der Ecken des Bilds zeigt.
Entsprechend ist es wünschenswert,
dass der Einlinsenentwurf einen Mechanismus besitzt, der die Menge an
Abschattung (oder Schattierung) der Ecken des Bildes reduziert.
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Die
US-A-5,940,214 offenbart
eine optische Anordnung, die einen Anschlag und ein optisches Element
mit einer optischen Beugungsoberfläche umfasst, wobei die optische
Beugungsoberfläche
auf einer sphärischen
Oberfläche
mit einem Krümmungsradius
r definiert ist, und wobei, wenn die Ent fernung von einem Punkt
auf der optischen Beugungsoberfläche,
der auf einer optischen Achse ist, zu einer Mitte des Anschlags,
wie von der optischen Beugungsoberfläche aus betrachtet, t ist,
eine Beziehung 0,8 ≤ r/t ≤ 1,2 erfüllt ist.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Linsensystem
mit hervorragender Auflösung über ein
großes
Sichtfeld und einer kleinen Höhe
bereitzustellen, um raumkritischen Bilderzeugungsanwendungen nachzukommen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Einlinsensystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst die Linse eine erste Oberfläche zum Durchführen von Farbkorrekturfunktionen
und eine zweite Oberfläche hauptsächlich zum
Durchführen
von Lichtstrahlbiegefunktionen. Die erste Oberfläche weist einen Beugungswirkungsgrad-Verbesserungsmechanismus zum
Verbessern der Auflösung
der Linse auf. Die vorliegende Erfindung stellt einen Abschattungsreduzierungsmechanismus
bereit, der durch Setzen der Entfernung zwischen der Apertur und
der ersten Oberfläche
der Linse auf eine vorbestimmte Entfernung implementiert ist. Durch
ein Setzen dieser Entfernung auf die vorbestimmte Entfernung wird
der Linse eine allgemein telezentrische Natur verliehen, was die
Menge an Abschattung in den Ecken des Bildes reduziert. Die telezentrische
Natur der Linse wird durch den Linsenentwurf der vorliegenden Erfindung
erzielt, indem die Apertur in Bezug auf die Linse in einer derartigen
Weise positioniert wird, um zu bewirken, dass der Hauptstrahl allgemein
senkrecht zu der Brennebene ist. Indem das Singulett telezentrisch
gemacht wird, reduziert die Linse der vorliegenden Erfindung ein
Abschatten oder Schattieren der Ecken des Bilds.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist der Beugungswirkungsgrad-Verbesserungsmechanismus mit
einem Abschnitt der ersten Oberfläche implementiert, der ein
leicht konkaves Profil aufweist. Dieser konkave Abschnitt erhöht den Beugungswirkungsgrad,
indem der Einfallswinkel des Lichtstrahls in Bezug auf die Oberfläche reduziert
wird.
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Ein
wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
die Höhe
(d. h. die Entfernung zwischen der Apertur und der Brennebene) klein
ist, wodurch die Linse der vorliegenden Erfindung geeignet für raumkritische
Bilderzeugungsanwendungen gemacht wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung ist beispielhaft und nicht einschränkend in
den Figuren der beigefügten
Zeichnungen dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf ähnliche
Elemente beziehen.
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1 stellt
einen Entwurf eines Singuletts gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar.
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2 ist
ein Punktdiagramm des Singuletts aus 1.
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3 stellt
eine polychromatische Beugungsmodulationsübertragungsfunktion dar, die ein
Maß der
Auflösung
des Singuletts aus 1 ist.
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4 stellt
eine exemplarische digitale Bilderfassungsvorrichtung dar, in der
das Singulett der vorliegenden Erfindung implementiert sein kann.
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Detaillierte Beschreibung
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Ein
telezentrisches Singulett mit einer kleinen Höhe für raumkritische Anwendungen
ist beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind zu Erläuterungszwecken
zahlreiche spezifische Details dargelegt, um für ein gründliches Verständnis der vorliegenden
Erfindung zu sorgen. Es ist jedoch für einen Fachmann zu erkennen,
dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details praktiziert werden
kann. In anderen Fällen
sind bekannte Strukturen und Vorrichtungen in Blockdiagrammform
gezeigt, um ein unnötiges
Verschleiern der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
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Einlinsensystem 100
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1 stellt
einen Entwurf eines Einlinsensystems 100 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar. Das Einlinsensystem 100 umfasst
eine Objektebene 104, ein Abdeckglas 108, eine
Apertur 114, ein Singulett 118 und eine Brennebene 124.
Eine Höhe 128 ist
als die Entfernung zwischen der Apertur 114 und der Brennebene 124 definiert.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
das Einlinsensystem 100 eine kleine Höhe besitzt, so dass das Einlinsensystem 100 in
raumkritische Anwendungen eingebaut werden kann. Exemplarische Höhenwerte
für die
Optik der vorliegenden Erfindung umfassen 6,2 mm und 4,4 mm. Vorzugsweise
ist die Höhe
der Optik der vorliegenden Erfindung kleiner als etwa 6 mm. Im Gegensatz
dazu besitzen Systeme des Stands der Technik eine typische Höhenanforderung
für die
Optik, die etwa zweimal die Höhe
der Linse der vorliegenden Erfindung ist.
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Die
Linse 118 umfasst eine erste Oberfläche 134 zum Durchführen von
Farbkorrekturfunktionen und eine zweite Oberfläche 138 zum Durchführen von
Lichtstrahlbiegefunktionen. Die erste Oberfläche 134 besitzt einen
Mechanismus zum Verbessern des Beugungswirkungsgrads der Linse.
Der Beugungswir kungsgrad-Verbesserungsmechanismus kann mit einem
Abschnitt 144 der ersten Oberfläche 134 implementiert
sein, der den Einfallswinkel des Lichtstrahls in Bezug auf die erste
Oberfläche 134 reduziert.
Der Abschnitt 144 weist vorzugsweise ein konkaves Profil
auf (z. B. ein leicht konkaves Profil). Vorzugsweise ist die erste
Oberfläche 134 sowohl
beugender als auch asphärischer
Natur und die zweite Oberfläche 138 ist
hauptsächlich
asphärischer
Natur.
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Abschattungsreduzierungsmechanismus
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Ein
Aspekt des Singulettentwurfs der vorliegenden Erfindung ist die
telezentrische Natur des Singuletts. Der Entwurf der vorliegenden
Erfindung positioniert die Apertur in Bezug auf die Linse in einer derartigen
Weise, um zu bewirken, dass die Hauptstrahlen 154 allgemein
senkrecht zu der Brennebene 124 sind. Die Entfernung 158 zwischen
der Apertur 114 und der ersten Oberfläche 134 der Linse 118 ist auf
eine vorbestimmte Entfernung gesetzt, um der Linse 118 eine
allgemein telezentrische Natur zu verleihen, um die Menge an Abschattung
in den Ecken des Bildes zu reduzieren.
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Es
wird angemerkt, dass eine Beugungslinse oder Optik Elemente sind,
die die Beugung zur Steuerung von Lichtwellenfronten verwenden.
Optische Beugungselemente können
aus Glas oder Kunststoff hergestellt sein und umfassen eine große Anzahl
feiner Rillen, die so entworfen sind, wie im Folgenden detaillierter
beschrieben ist. Die Beugung wird bei dem Bilderzeugungsvorgang
eingesetzt. Die Beugungslinse der vorliegenden Erfindung kann durch Beugungsoptik
implementiert sein, die Zonenplatten, holographische Linsen, Kinoformlinsen,
binäre
Optik oder eine Kombination derselben umfasst, jedoch nicht darauf
eingeschränkt
ist.
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Indem
das Singulett telezentrisch gemacht wird, reduziert die Linse 118 der
vorliegenden Erfindung ein Abschatten oder Schattieren der Ecken
des Bildes. Ein telezentrisches System ist ein System, in dem die
Eintrittspupille und/oder Austrittspupille sich in der Unendlichkeit
befindet. Es wird angemerkt, dass ein telezentrisches System eine
bessere Beleuchtung besitzt als ein nicht telezentrisches System.
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Entwurf der Linse 118
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Eine
breite optische sphärische
Oberfläche, die
eine ebene Oberfläche
und eine konische Oberfläche
umfasst, ist bekannt und kann durch die folgende Gleichung beschrieben
werden: Z = cr·2/(1 + Wurzel aus(1 – (1 + k)c·2r·2)),wobei „c" die Krümmung des
Kehrwerts des Radius ist, „r" die Radialkoordinate
in Linseneinheiten ist und „k" die konische Konstante
ist. Die konische Konstante „k" ist für Hyperbeln
kleiner als –1,
für Parabeln –1, für Ellipsen
zwischen –1
und 0, für
Sphären
0 und für Ellipsoide
größer als
1. Eine Ebene ist ein Spezialfall für eine Sphäre mit einem unendlichen Krümmungsradius.
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Vorzugsweise
sind die erste Oberfläche 134 und
die zweite Oberfläche 138 rotationsmäßig symmetrische
polynomische asphärische
Oberflächen. Diese
asphärischen
Oberflächen
können
unter Verwendung eines geraden asphärischen Oberflächenmodells
entworfen werden, das nur die geraden Potenzen der Radialkoordinate
zur Beschreibung der asphärischen
Natur der Oberfläche
verwendet. Es ist für
durchschnittliche Fachleute zu erkennen, dass asphärische Oberflächen auch
unter Verwendung eines ungeraden asphärischen Oberflächenmodells entworfen
werden können,
das nur die ungeraden Potenzen der Radialkoordinate zur Beschreibung
der asphärischen
Natur der Oberfläche
verwendet.
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Der
Oberflächendurchhang
für eine
asphärische
Oberfläche
kann durch den folgenden Ausdruck beschrieben werden: Z
= cr·2/(1
+ Wurzel aus(1 – (1
+ k)c·2r·2)) +
a1r·2
+ a2r·4
+ a3r·4
+ a4r·8
+ ... + a_nr·2n,wobei „c" die Krümmung des
Kehrwerts des Radius ist (auch als ein Basiskrümmungsradius bezeichnet), „r" die Radialkoordinate
in Linseneinheiten ist und „k" die konische Konstante
ist, die den Typ konischer Oberfläche definiert, wie oben beschrieben
ist. Eine Weise, in der die Konstanten a1, a2, ... a_n bestimmt werden,
wird nun beschrieben.
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Es
wird angemerkt, dass die einfachste optische Oberfläche für die Linse
eine sphärische
Oberfläche
ist. Die sphärische
Oberfläche
allein ist jedoch oft ungenügend
oder nicht ausreichend, um die gesamte Aberration zu korrigieren,
um ein gutes Bild zu erhalten. Diesbezüglich werden die asphärischen Konstanten
jeweils einzeln zu einer Zeit zu der sphärischen Basisoberfläche addiert.
Sobald sie addiert wurden, wird die Bilderzeugungsqualität der resultierenden
Oberfläche überprüft. Durch
iteratives Durchlaufen oder Wiederholen der Schritte des Addierens der
asphärischen
Konstanten und Überprüfens der Bilderzeugungsqualität der resultierenden
Oberfläche
werden die Anzahl und spezifische Werte der asphärischen Konstanten erhalten.
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Vorzugsweise
werden die erste Oberfläche 134 und
die zweite Oberfläche 138 unter
Verwendung des oben stehenden Ausdrucks entworfen. Es wird angemerkt,
dass die beugende Natur der ersten Oberfläche 134 durch ein
Verwenden unterschiedlicher Beugungsrillentiefenwerte und Beugungsrillenbreitenwerte
erzielt werden kann. Diesbezüglich
werden bei dem Entwurf unterschiedliche Beugungsrillentiefenwerte,
unterschiedliche Beugungsrillenbreitenwerte und unterschiedliche
Kombinationen dieser Werte implementiert. Sobald dies implementiert
ist, wird die Bilderzeugungsqua lität der resultierenden Oberfläche überprüft. Durch
iteratives Durchlaufen oder Wiederholen der Schritte des Variierens
der Rillentiefenwerte, Beugungsrillenbreitenwerte und der Kombinationen
derselben und Überprüfens der
Bilderzeugungsqualität
der resultierenden Oberfläche wird
der letztendliche Linsenentwurf erhalten.
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Beugungswirkungsgrad-Verbesserungsmechanismus
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Eine
der Schwierigkeiten, die beim Entwerfen eines Linsensystems mit
einer strengen Anforderung bezüglich
einer minimalen Höhe
anzutreffen ist, besteht darin, dass ein Entwerfer gezwungen ist,
eine Einzellinse zu verwenden. Wie zuvor angemerkt wurde, ist in
einem Einlinsenentwurf eine Beugungsoberfläche erforderlich, um eine Farbkorrektur
durchzuführen.
Eine Schwierigkeit eines Entwerfens einer Beugungsoberfläche besteht
darin, dass jede Linse dazu neigt, als ein Prisma zu wirken, um
das unterschiedliche Farblicht aufzuteilen und das unterschiedliche
Farblicht auf unterschiedliche Positionen auf der Brennebene zu
fokussieren. Folglich wird ein Mechanismus zum Fokussieren der unterschiedlichen
Farblichtstrahlen auf die gleichen Positionen auf der Brennebene
benötigt.
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Die
meisten optischen Systeme verwenden z. B. polychromatisches weißes Licht
und beinhalten Glas, dessen Brechungsindex mit der Wellenlänge variiert.
In diesen Systemen werden mehrere Spots für einen einzelnen Objektpunkt
erzeugt, jeder unter Verwendung einer unterschiedlichen Wellenlänge. Diese
Systeme sind durch Hinzufügen
eines oder mehrerer optischer Elemente mit unterschiedlichen Brechungsindexen
und Oberflächenkrümmungen entworfen,
um Lichtstrahlen mit unterschiedlicher Wellenlänge auf dem gleichen Punkt
zu zielen, um ein scharfes Bild zu erzeugen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
umfasst die Linse der vorliegenden Erfindung eine Beugungsoberfläche, die
eine Farbkorrektur durchführt.
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Die
vorliegende Erfindung verwendet eine erste Oberfläche 134 mit
einem Abschnitt 144 zum Fokussieren der unterschiedlichen
Farblichtstrahlen auf die gleichen Positionen auf der Brennebene,
um die Auflösung
der Linse zu erhöhen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Linse 118 eine
erste Oberfläche 134 zum
Durchführen
von Farbkorrekturfunktionen und eine zweite Oberfläche 138 zum
Durchführen von
Lichtstrahlbiegefunktionen. Die erste Oberfläche 134 weist einen
Abschnitt 144 mit einem leicht konkaven Profil zum Erhöhen des
Beugungswirkungsgrads durch Reduzieren des Einfallswinkels des Lichtstrahls
in Bezug auf die Oberfläche
auf.
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Punktdiagramm der Linse 118
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2 ist
ein Punktdiagramm des Singuletts aus 1. Ein Punktdiagramm
ist analog zu einer geometrischen Punktverteilungsfunktion (PSF;
PSF = point spread function). Es wird angemerkt, dass Beugungseffekte
ignoriert werden. Das Punktdiagramm stellt die geometrische Bildunschärfe dar,
die einem Punktobjekt, wie z. B. einem Stern, entspricht. Das Punktdiagramm
wird verwendet, um die Effekte von Aberrationen zu untersuchen oder
zu betrachten.
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Ein
Punktdiagramm wird durch Beginnen mit einem einzelnen Objektpunkt,
der eine Mehrzahl monochromatischer Strahlen emittiert (z. B. einen
Konus von Strahlen), aufgebaut. Diese Strahlen werden gerichtet,
um die Eintrittspupille gleichmäßig zu füllen. Diese
Strahlen werden dann durch Einsatz von Trigonometrie durch die Linse
und auf die Bildoberfläche
nachgezeichnet. Die Ansammlung der Punkte, an denen die Strahlen
die Bildoberfläche
durchbohren, ist ein Punktdiagramm. In anderen Worten, wenn Lichtstrahlen
die Bahn von Photonen sind, und wenn ein einzelner monochromatischer
Objektpunkt die Eintrittpupille gleichmäßig beleuchtet, ist ein Punktdiagramm
eine Abbildung der Aufschlagspunkte der Photonen auf der Bildoberfläche. Es
wird angemerkt, dass Beugungseffekte in einem Punktdiagramm nicht berücksichtigt
werden.
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Der
Objektwinkel (OBJ) spezifiziert den Winkel in Bezug auf die optische
Achse, mit dem Licht in die erste Oberfläche 134 eintritt.
Der Objektwinkel ist in Grad ausgedrückt. Der IMA-Parameter spezifiziert die
Entfernung in Millimetern von der Mitte der Brennebene zu dem Ort
des Punkts auf der Brennebene. Dieses Punktdiagramm stellt zwölf Felder
dar, die von 1 bis 12 nummeriert sind, die den Sätzen von Strahlen entsprechen,
die in 1 als Gruppen von drei allgemein parallelen Strahlen
dargestellt sind, die sich von der Objektebene 104 erstrecken
und die Apertur 114 durchlaufen. Jedem Feld ist ein mittlerer quadratischer
Radius (RMS RADIUS; RMS = root mean square) und ein geometrischer
Radius (GEO RADIUS) zugeordnet, die in Mikrometern ausgedrückt sind.
Die Bezeichnung OBJ bezieht sich auf die Objektebene und die Bezeichnung
IMA bezieht sich auf die Bilderzeugungsebene.
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Unter
Bezugnahme auf 2 stellt das Punktdiagramm dar,
dass die Linse 118 aus 1 über ein
breites Sichtfeld eine hervorragende Auflösung besitzt. Die Punktgröße ist z.
B. für
ein Vollsichtfeld von etwa 110 Grad kleiner als etwa 5 Mikrometer. In
diesem Fall ist der Bilderzeugungspunktradius über die Bilderzeugungsebene
(IMA) sehr einheitlich und liegt bei etwa 5 Mikrometern. Im Gegensatz
dazu zeigt die Linse des Stands der Technik eine ähnliche Punktgröße für ein Vollsichtfeld
von nur etwa 70 Grad.
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Auflösung
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3 stellt
eine polychromatische Beugungsmodulationsübertragungsfunktion dar, die ein
Maß der
Auflösung
des Singuletts aus 1 ist. Die vertikale Achse stellt
den Modulus der optischen Übertragungsfunktion
(OTF; OTF = optical transfer function) dar und die horizontale Achse
stellt die räumliche
Frequenz in Zyklen pro Millimeter dar. 3 ist ein
Graph, der die Modulationsübertragungsfunktion
eines Ausführungsbeispiels
der Linse darstellt. Dieser Graph zeigt an, dass die Linse einen besseren
Wert als 15 der Modulation bei 100 Linie-Paar/mm über den
Sensorbereich erzeugt.
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Die
Auflösung
bezieht sich auf das beste Merkmal, das ein optisches System auflösen kann.
In einer digitalen Bilderzeugungsanwendung definiert die Anzahl
von Pixeln in dem Bilderzeugungssensor üblicherweise die Auflösung des
Systems. Das optische System (z. B. Linsen) muss jedes Pixel auflösen, um
ein scharfes Bild zu erzeugen. Wenn die Punktgröße des Systems zu groß ist, wird
das Bild verschwommen. Die Linse der vorliegenden Erfindung erzeugt
eine Punktgröße von kleiner
oder gleich den Pixelabmessungen. Wie in 2 dargestellt
ist, kann die Linse der vorliegenden Erfindung eine Punktgröße mit Abmessungen
von weniger als einer Fläche
von 5 Mikrometern mal 5 Mikrometern im Quadrat erzeugen.
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Exemplarische digitale Bilderfassungsvorrichtung
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4 stellt
eine exemplarische digitale Bilderfassungsvorrichtung 400 dar,
in der das Singulett 410 der vorliegenden Erfindung implementiert
sein kann. Die digitale Bilderfassungsvorrichtung 400 kann
verwendet werden, um ein Objekt 420 (z. B. einen Baum),
das an einer Objektebene 424 angeordnet ist, zu erfassen.
Die digitale Bilderfassungsvorrichtung 400 umfasst einen
Bilderzeugungssensor (z. B. eine integrierte Sensorschaltung) 430,
der an der Bilderzeugungsebene 434 angeordnet ist. Die
digitale Bilderfassungsvorrichtung 400 umfasst außerdem Bilderzeugungselektronik 440,
die mit dem Bilderzeugungssensor 430 gekoppelt ist, zur
Durchführung von
Bildverarbeitung an dem erfassten Bild. Die Linse 410 der
vorliegenden Erfindung kann wie gezeigt in der digitalen Bilderfassungsvorrichtung 400 implementiert
sein. Es wird angemerkt, dass die Höhe 460 klein ist (d.
h. die Entfernung zwischen der Apertur und der Bilderzeugungsebene
ist verglichen mit Optiken des Stands der Technik, die zwei oder
mehr Linsen verwenden, stark reduziert).
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Da
die Einlinse der vorliegenden Erfindung eine kleine Höhe besitzt,
ist die Optik der vorliegenden Erfindung besonders geeignet zur
Verwendung in raumkritischen Anwendungen. Diese raumkritischen Anwendungen
können
Elektronikvorrichtungen mit kleinen Häusungsanforderungen, wie z.
B. Mobiltelefone oder Personaldigitalassistenten (PDAs), umfassen.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung weist der Einlinsenentwurf (Singulett)
einen Mechanismus zum Reduzieren von Abschatten oder Schattierung
der Ecken eines Bilds auf. Das Singulett der vorliegenden Erfindung
weist eine beugende Oberfläche
mit hohem Beugungswirkungsgrad auf und stellt eine kleine Punktgröße und eine
hervorragende Auflösung über ein
großes
Sichtfeld bereit.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist die Linse der vorliegenden Erfindung ein telezentrischer Einlinsenentwurf
mit einem f2.8 breiten Sichtfeld mit einer angegeben Pixel-(Punkt-) Größe von weniger
als 5 Mikrometer über
ein diagonales Vollsichtfeld von 110 Grad. Indem die Linse telezentrisch
gemacht wird, ist der Sensor keinem Farbfiltereffekt unterworfen.
Die vordere Oberfläche
der Linse ist so entworfen, dass eine Krümmung hauptsächlich die
Strahlbiegung durchführt,
während
eine beugende Oberfläche
die Farbkorrektur durchführt,
um das Problem von Streulicht zu reduzieren und zu minimieren. Es
wird angemerkt, dass ein derartiger Einlinsenentwurf gut geeignet
für digitale
Bilderzeugungsanwendungen (z. B. digitale CIF-Bilderzeugungsanwendung)
und andere Anwendungen mit strengen Raumanforderungen ist.