JP6823948B2 - 結像系、空間フィルタ及びそのような空間フィルタを含む結像系の設計方法 - Google Patents
結像系、空間フィルタ及びそのような空間フィルタを含む結像系の設計方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6823948B2 JP6823948B2 JP2016125057A JP2016125057A JP6823948B2 JP 6823948 B2 JP6823948 B2 JP 6823948B2 JP 2016125057 A JP2016125057 A JP 2016125057A JP 2016125057 A JP2016125057 A JP 2016125057A JP 6823948 B2 JP6823948 B2 JP 6823948B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- imaging system
- phase
- depth
- function
- focus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 141
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 52
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 137
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 110
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 101
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 claims description 29
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 22
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 19
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 10
- 210000000695 crystalline len Anatomy 0.000 description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 description 10
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 102000042270 mask family Human genes 0.000 description 1
- 108091077616 mask family Proteins 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0075—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for altering, e.g. increasing, the depth of field or depth of focus
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0012—Optical design, e.g. procedures, algorithms, optimisation routines
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/0988—Diaphragms, spatial filters, masks for removing or filtering a part of the beam
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/46—Systems using spatial filters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/672—Focus control based on electronic image sensor signals based on the phase difference signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/673—Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
- H04N23/815—Camera processing pipelines; Components thereof for controlling the resolution by using a single image
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Lenses (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
従来技術の上記欠点を改善するために、本発明は、長手光軸を有する光学系と、画像センサと、空間フィルタとを含む結像系を設計する方法を提案し、該結像系は、焦点面の像を画像センサ上に形成するように構成されており、該方法は、
a)焦点面の長軸方向位置及び画像センサの長軸方向位置を初期化するステップであって、光学系が、焦点面の長軸方向位置と画像センサ(30)の長軸方向位置とを長手光軸上で光学的に共役させる、ステップと、
b)光学系の瞳面内の空間フィルタの瞳位相関数を初期化するステップと、
c)空間フィルタと組み合わされた光学系の光学的伝達関数を、一方で空間周波数の、他方でフォーカス不良の関数として計算するステップと、
d)コントラストマップ及び位相マップを決定するステップであって、コントラストマップは、一方で空間周波数の、他方でフォーカス不良の関数として光学的伝達関数のモジュールに等しく、位相マップは、一方で空間周波数の、他方でフォーカス不良の関数として光学的伝達関数の引数に等しい、ステップと、
e)ステップd)で得られたコントラストマップ及び/又は位相マップから、空間周波数有効範囲内の結像系の焦点深度ドメインを決定し、焦点深度ドメインの長軸方向の範囲(longitudinal extention)の値を計算するステップと、
f)空間フィルタの瞳位相関数のメリット関数を、空間周波数有効範囲内で結像系の焦点深度ドメインの長軸方向の範囲の値の関数として評価するステップと、
g)空間フィルタの別の瞳位相関数に対してステップb)からステップf)までを繰り返すステップと、
h)空間フィルタの複数の瞳位相関数にそれぞれ対応するメリット関数の複数の評価から、結像系が空間周波数有効範囲内で焦点深度ドメインの長軸方向の範囲の決定された値を有することを可能にする、決定された瞳位相関数を選択するステップと、
を含む。
i)コントラスト閾値、位相ずれ閾値及びコントラスト平均変動閾値を初期化するステップと、
j)ステップd)で計算されたコントラストマップから、空間周波数有効範囲内でコントラスト値がコントラスト閾値以上になる、第1の焦点深度ドメインを決定するステップと、
k)ステップd)で計算された位相マップから、空間周波数有効範囲内で位相が位相ずれ閾値以下になる、第2の焦点深度ドメインを決定するステップと、
l)空間周波数有効範囲内で平均したコントラストの平均変動がコントラスト平均変動閾値以下になる、第3の合焦深度ドメインを決定するステップと、
を含み、
ステップe)は、
m)第1の焦点深度ドメインと、第2の焦点深度ドメインと、第3の焦点深度ドメインとの交わりをとることにより、焦点深度ドメインを決定するステップ
を含み、
ステップf)は、
n)フォーカス不良の関数として、空間周波数有効範囲内で平均した結像系の平均コントラストをステップm)で決定した焦点深度ドメインに対して計算するステップと、
o)空間フィルタの瞳位相関数を表現するメリット関数を評価するステップであって、メリット関数が、一方でステップm)で決定された結像系の焦点深度ドメインの長軸方向の範囲の値の、他方でステップn)で計算された空間周波数有効範囲内の平均コントラストの関数である、ステップと、
を含む。
−瞳は、光軸を中心とする円形であり、空間フィルタの瞳位相関数は、光軸の周りに回転対称性又は部分的回転対称性を有し、空間フィルタの瞳位相関数は、角度を有する扇形に分解される。
−空間フィルタの瞳位相関数は、一連の離散的な位相値を含む。
−空間フィルタの瞳位相関数は、二項位相値を含む。
−空間フィルタの瞳位相関数は、瞳の中心に対する半径方向距離の多項関数である。
−光学系の瞳は、光軸に関して非対称であり、コントラストマップは、実マップ及び虚マップを含む。
−メリット関数を評価するステップg)は、焦点深度ドメインの長軸方向の範囲の値と、デジタルべき指数(digital power coefficient)が作用した前記平均コントラストとの積を計算するステップを含み、このデジタルべき指数は、実数である。
−前記方法は、被写界深度ドメインの長軸方向の範囲の値を、焦点深度ドメインの前記長軸方向の範囲の値の関数として決定するステップを含む。
本発明は、光学結像系の被写界深度を修正することが可能であると同時に、この修正された被写界深度にわたる画質の不変性を保証する位相瞳マスクを含む、光学結像系の設計方法を提案する。本出願によれば、この方法は、光学結像系の被写界深度を延長する又は短縮するために実装することができる。
光学的伝達関数(FTO)の意味で異なる瞳位相マスクの性能を評価するために、基準を表す入力パラメータが導入される。
決定された空間周波数有効範囲[−fc;fc]に対するFTOのコントラストマップの任意の点において所望される最小コントラスト閾値C0の値が定義される。
空間周波数有効範囲[−fc;fc]内のFTOの位相マップ上で許容される位相ずれを限定する位相ずれ閾値Φ0の値が定義される。
空間周波数有効範囲[−fc;fc]内で平均されたコントラストの長軸方向変動を限定する閾値S0の値が定義される。
結像系における異なる瞳位相マスクの性能を比較することを可能にするために、決定された空間周波数有効範囲[−fc;fc]の関数として、及び選択された閾値(C0、Φ0、S0)の関数として、2つの基準が定義される。
焦点深度ドメインPは、ここでは、それ自体がC0、Φ0及びS0により固定された条件に基づいて定義されるいくつかのドメインの交わりとして定義される。より正確には、焦点深度ドメインPの長軸方向の範囲(|P|)は、焦点深度ドメインPの絶対値に等しく、したがって、
|P|=|Pc∩Ps∩Pφ|であり、Pc、Ps及びPφは以下のように定義される。
C0、Φ0及びS0は、設計者が所望の結像系の特性、変調伝達関数FTMの質及び/又は後者の不変性を選択することをそれぞれ可能にするパラメータである。
−二項の若しくは定量化された位相ずれを含む半径方向プロファイル又は多項半径プロファイルを有する、回転対称性の位相マスク、
−そのプロファイルを可変寸法の角度を有する扇形に分解することができ、各扇形が二項の若しくは定量化された位相ずれを含む半径プロファイル又は多項半径プロファイルを有する、部分的回転対称性の位相マスク
の定義に適用することができる。
焦点距離600mmのダブレットで形成された光学系を含む結像系に関する第1の例示的な実施形態をここで説明する。この光学系には、開口F/12で動作することができる絞りが設けられ、瞳半径Rは25mmに等しい。像は、波長λ=532nmにて形成される。画像センサは、2048×2048画素のマトリクスであり、要素画素のサイズは、一辺が7.4ミクロンの正方形である。結像系は、5m−681.81mm共役であり、画像センサはダブレットの像面内に位置している。瞳位相マスクは、光学系のジオプトリの1つに対して、その瞳面の近傍に配置される。保持される遮断周波数は、fc=45pl/mm(ライン対毎mm)である。
第2の適用例では、コントラスト変動閾値S0が、コントラスト閾値C0に基づく条件に比べて優遇される。これは、結果的に、焦点深度ドメインの長軸方向の範囲の値|P|が高くなり得る結像系を優遇することになるが、空間分解能は潜在的に損なわれることになる。このような結像系(画質が比較的良くない)は、検知された像のデコンボリューションによる後処理を必要とする場合がある。
変形例において、瞳位相マスクのプロファイルは、いくつかの波長において又は波長のスペクトル範囲にわたって最適化される。この変形例は、最終的に、広範なスペクトル範囲、例えば可視スペクトルにわたって用いられる光学系、又は分光装置における用途がある。
空間フィルタは、既存の結像系に挿入することを意図した位相マスクの形態であることが有利である。光学系の瞳にアクセス可能である場合、空間フィルタは、瞳面内又は瞳面近傍に配置されることが好ましい。光学系の瞳にアクセス可能である場合、空間フィルタが結像系の瞳面と光学的に共役するように別の光学系(レンズ、ミラー又はその他を伴う)が配置される。随意に、この別の光学系は、光学的倍率を生成することができる。したがって、瞳位相関数は、結合系との組合せで実行することができる。
12:光軸
11:瞳
13:瞳面
15:瞳位相関数
20:焦点面
21、22:物体面
30:画像センサ
31、32、33:要素センサ、画素
40:検知面
41、42:像面
50:空間フィルタ
200:物体空間
400:像空間
PM:焦点深度
PDC:被写界深度
Claims (13)
- 長手光軸(12)を有する光学系(10)と、画像センサ(30)と、空間フィルタ(50)とを含む結像系の設計方法であって、前記結像系は、焦点面(20)の像を前記画像センサ(30)上に形成するように構成されており、前記結像系の設計方法は、
a)前記焦点面(20)の長軸方向位置(z0)及び前記画像センサ(30)の長軸方向位置(z’0)を初期化するステップであって、前記光学系(10)が、前記焦点面(20)の前記長軸方向位置(z0)と前記画像センサ(30)の前記長軸方向位置(z’0)とを前記長手光軸(12)上で光学的に共役させる、ステップと、
b)前記光学系(10)の瞳面(13)内の前記空間フィルタ(50)の瞳位相関数(15)を初期化するステップと、
c)前記空間フィルタ(50)と組み合わされた前記光学系(10)の光学的伝達関数(FTO)を、一方で空間周波数(f)の、他方でフォーカス不良(Ψ)の関数として計算するステップと、
d)コントラストマップ及び位相マップを決定するステップであって、前記コントラストマップは、一方で空間周波数(f)の、他方でフォーカス不良(Ψ)の関数として前記光学的伝達関数(FTO)のモジュールに等しく、前記位相マップは、一方で空間周波数(f)の、他方でフォーカス不良(Ψ)の関数として前記光学的伝達関数(FTO)の引数に等しい、ステップと、
e)ステップd)で得られた前記コントラストマップ及び/又は前記位相マップから、空間周波数有効範囲([−fc;fc])内の前記結像系の焦点深度ドメイン(P)を決定し、前記焦点深度ドメイン(P)の長軸方向の範囲の値(|P|)を計算するステップと、
f)前記空間フィルタ(50)の前記瞳位相関数のメリット関数を、前記空間周波数有効範囲([−fc;fc])内で前記結像系の前記焦点深度ドメインの前記長軸方向の範囲の値(|P|)の関数として評価するステップと、
g)前記空間フィルタ(50)の別の瞳位相関数(15)に対してステップb)からステップf)までを繰り返すステップと、
h)前記空間フィルタ(50)の複数の瞳位相関数(15)にそれぞれ対応する前記メリット関数の複数の評価から、前記結像系が前記空間周波数有効範囲([−fc;fc])内で前記焦点深度ドメインの長軸方向の範囲の決定された値(|P|)を有することを可能にする、決定された瞳位相関数を選択するステップと、
を含むことを特徴とする、結像系の設計方法。 - ステップd)は、
i)コントラスト閾値(C0)、位相ずれ閾値(Φ0)及びコントラスト平均変動閾値(S0)を初期化するステップと、
j)ステップd)で計算されたコントラストマップから、前記空間周波数有効範囲([−fc;fc])内でコントラスト値が前記コントラスト閾値(|C0|)以上になる、第1の焦点深度ドメイン(Pc)を決定するステップと、
k)ステップd)で計算された位相マップから、前記空間周波数有効範囲([−fc;fc])内で位相が前記位相ずれ閾値(Φ0)以下になる、第2の焦点深度ドメイン(Pφ)を決定するステップと、
l)前記空間周波数有効範囲([−fc;fc])内で平均したコントラストの平均変動が前記コントラスト平均変動閾値(S0)以下になる、第3の合焦深度ドメイン(Ps)を決定するステップと、
を含み、
ステップe)は、
m)前記第1の焦点深度ドメイン(Pc)と、前記第2の焦点深度ドメイン(Pφ)と、前記第3の焦点深度ドメイン(Ps)との交わりをとることにより、前記焦点深度ドメイン(P)を決定するステップ
を含み、
ステップf)は、
n)前記フォーカス不良(Ψ)の関数として、前記空間周波数有効範囲([−fc;fc])内で平均した前記結像系の前記平均コントラスト
o)前記空間フィルタ(50)の前記瞳位相関数(15)を表現するメリット関数を評価するステップであって、前記メリット関数が、一方でステップm)で決定された前記結像系の前記焦点深度ドメイン(P)の長軸方向の範囲の値(|P|)の、他方でステップn)で計算された前記空間周波数有効範囲([−fc;fc])内の平均コントラスト
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の結像系の設計方法。 - 前記瞳は、前記光軸(12)を中心とする円形であり、前記空間フィルタ(50)の前記瞳位相関数(15)は、前記光軸(12)の周りに回転対称性又は部分的回転対称性を有し、前記空間フィルタ(50)の前記瞳位相関数は、角度を有する扇形に分解されることを特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記載の結像系の設計方法。
- 前記空間フィルタの前記瞳位相関数(15)は、一連の離散的な位相値を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の結像系の設計方法。
- 前記空間フィルタの前記瞳位相関数(15)は、二項位相値を含むことを特徴とする、請求項4に記載の結像系の設計方法。
- 前記空間フィルタの前記瞳位相関数(15)は、前記瞳の中心に対する半径方向距離の多項関数であることを特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記載の結像系の設計方法。
- 前記光学系の前記瞳は、前記光軸に関して非対称であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の結像系の設計方法。
- メリット関数を評価するステップg)は、前記焦点深度ドメイン(P)の前記長軸方向の範囲の値(|P|)と、デジタルべき指数(γ)が作用した前記平均コントラスト
- 被写界深度ドメインの長軸方向の範囲の値を、前記焦点深度ドメイン(P)の前記長軸方向の範囲の値(|P|)の関数として決定するステップを含むことを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の結像系の設計方法。
- 画像センサと、瞳面(13)を有する光学系(10)とを含む結像系のための、空間フィルタ(50)であって、前記空間フィルタ(50)は、前記瞳面(13)内又は前記瞳面(13)と光学的に共役する面内に配置されることが意図されており、前記空間フィルタ(50)は、前記結像系のコントラストマップ及び/又は位相マップを、焦点深度ドメイン(P)にわたって及び空間周波数有効範囲([−fc;fc])にわたって修正するように適合された位相マスクを前記瞳面内に形成し、前記コントラストマップは、一方で焦点深度ドメイン(P)の空間周波数(f)の、他方でフォーカス不良(Ψ)の関数として、前記空間フィルタ(50)と組み合わされた前記光学系(10)の光学的伝達関数(FTO)のモジュールに等しく、また、前記位相マップは、一方で焦点深度ドメイン(P)の空間周波数(f)の、他方でフォーカス不良(Ψ)の関数として、前記空間フィルタ(50)と組み合わされた前記光学系(10)の光学的伝達関数(FTO)の位相に等しく、さらに前記空間フィルタ(50)なしの前記結像系の幾何学的に計算された焦点深度(PM)より、一方で、少なくとも2に等しい係数を掛けた分だけ高く、他方で、少なくとも2に等しい係数で割った分だけ低い、前記焦点深度ドメイン(P)の長軸方向の範囲の値(|P|)を有することを特徴とする、空間フィルタ(50)。
- −光学系(10)と、
−画像センサ(30)と、
−前記光学系(10)の瞳面(13)の近傍又は前記光学系(10)の前記瞳面(13)と光学的に共役する面内に配置された空間フィルタ(50)と、
を含む、結像系であって、
−前記結像系は、焦点面(20)の像を前記画像センサ(30)上に形成するように構成されており、
前記空間フィルタ(50)は、前記瞳面(13)内に、瞳位相関数(15)を有する位相マスクを形成し、前記瞳位相関数(15)は、請求項1に記載の方法に従って決定され、前記空間フィルタ(50)と組み合わされた前記光学系(10)は、前記空間フィルタ(50)なしの前記結像系の幾何学的に計算された焦点深度(PM)より、少なくとも2に等しい係数を掛けた分だけ高く、少なくとも2に等しい係数で割った分だけ低い、前記焦点深度ドメイン(P)の長軸方向の範囲の値(|P|)を有する、空間周波数有効範囲([−fc;fc])にわたって決定された焦点深度ドメイン(P)を有するようになっていることを特徴とする、結像系。 - 前記画像センサ(30)により検知されたデジタル画像を取得するように適合された画像取得系と、前記画像取得系により取得された前記デジタル画像にデジタル後処理を適用するように構成された画像処理系とをさらに含み、前記デジタル後処理は、前記焦点深度ドメイン(P)の前記長軸方向の範囲の値(|P|)及び前記請求項2の方法により決定された平均コントラスト
- 空間位相変調器を含み、前記空間位相変調器は、前記空間フィルタ(50)を形成するように構成され、前記空間位相変調器は、動的に変調されることが可能であることを特徴とする、請求項11に記載の結像系。
以上
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1555976A FR3038193B1 (fr) | 2015-06-26 | 2015-06-26 | Procede de conception d'un systeme d'imagerie, filtre spatial et systeme d'imagerie comportant un tel filtre spatial |
FR1555976 | 2015-06-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017028684A JP2017028684A (ja) | 2017-02-02 |
JP6823948B2 true JP6823948B2 (ja) | 2021-02-03 |
Family
ID=55752331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016125057A Active JP6823948B2 (ja) | 2015-06-26 | 2016-06-24 | 結像系、空間フィルタ及びそのような空間フィルタを含む結像系の設計方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10095027B2 (ja) |
EP (1) | EP3109687B1 (ja) |
JP (1) | JP6823948B2 (ja) |
ES (1) | ES2836431T3 (ja) |
FR (1) | FR3038193B1 (ja) |
LT (1) | LT3109687T (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230133512A (ko) * | 2022-03-11 | 2023-09-19 | 연세대학교 산학협력단 | 피사계 심도 확장 시스템 및 방법 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3275010B2 (ja) * | 1995-02-03 | 2002-04-15 | ザ・リジェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・コロラド | 拡大された被写界深度を有する光学システム |
US6907124B1 (en) * | 1998-07-03 | 2005-06-14 | Forskningscenter Riso | Optical encryption and decryption method and system |
JP2000275582A (ja) * | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Olympus Optical Co Ltd | 被写界深度拡大システム |
JP3791777B2 (ja) * | 2001-12-28 | 2006-06-28 | オリンパス株式会社 | 電子内視鏡 |
US7336430B2 (en) * | 2004-09-03 | 2008-02-26 | Micron Technology, Inc. | Extended depth of field using a multi-focal length lens with a controlled range of spherical aberration and a centrally obscured aperture |
FR2919733B1 (fr) | 2007-08-03 | 2010-04-09 | Dxo Labs | Systeme optique muni d'un dispositif d'accroissement de sa profondeur de champ |
JP6033673B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2016-11-30 | 株式会社日立製作所 | 撮像装置 |
US10002275B2 (en) * | 2013-07-08 | 2018-06-19 | Ramot At Tel-Aviv University Ltd. | Optical element having two phase masks |
DE112014005866B4 (de) * | 2013-12-24 | 2018-08-02 | Lytro, Inc. | Verbesserung der plenoptischen Kameraauflösung |
-
2015
- 2015-06-26 FR FR1555976A patent/FR3038193B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-06-22 EP EP16305758.1A patent/EP3109687B1/fr active Active
- 2016-06-22 LT LTEP16305758.1T patent/LT3109687T/lt unknown
- 2016-06-22 ES ES16305758T patent/ES2836431T3/es active Active
- 2016-06-24 JP JP2016125057A patent/JP6823948B2/ja active Active
- 2016-06-27 US US15/193,400 patent/US10095027B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017028684A (ja) | 2017-02-02 |
EP3109687A1 (fr) | 2016-12-28 |
US20160377861A1 (en) | 2016-12-29 |
LT3109687T (lt) | 2021-03-25 |
FR3038193A1 (fr) | 2016-12-30 |
US10095027B2 (en) | 2018-10-09 |
ES2836431T3 (es) | 2021-06-25 |
FR3038193B1 (fr) | 2018-07-13 |
EP3109687B1 (fr) | 2020-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11721002B2 (en) | Imaging system and method for imaging objects with reduced image blur | |
JP4377404B2 (ja) | 画像向上機能を備えたカメラ | |
JP4975239B2 (ja) | 中心領域で位相が不変の位相マスクを使用するmtf改良型の光学システム | |
TWI525345B (zh) | Optical system for laser light shaping and wave surface control | |
KR101610975B1 (ko) | 단일-렌즈 확장피사계심도 촬상시스템 | |
US8254714B2 (en) | Methods and systems for designing electromagnetic wave filters and electromagnetic wave filters designed using same | |
WO2019148200A1 (en) | Metasurfaces and systems for full-color imaging and methods of imaging | |
JP2008511859A (ja) | 球面収差範囲が制御され中央を掩蔽した絞りを有する多焦点距離レンズを使用した拡張焦点深度 | |
JPH11500235A (ja) | 拡大された被写界深度を有する光学システム | |
KR20230027012A (ko) | 디지털 광학 수차 보정 및 스펙트럼 이미징을 위한 시스템 및 방법 | |
JP6823948B2 (ja) | 結像系、空間フィルタ及びそのような空間フィルタを含む結像系の設計方法 | |
Fontbonne et al. | Experimental validation of hybrid optical–digital imaging system for extended depth-of-field based on co-optimized binary phase masks | |
CN118138901B (zh) | 光场元视觉表征模型与架构 | |
WO2015130268A1 (en) | Methods of tolerancing an optical surface using a local pupil region | |
Portilla et al. | Comparing optical to digital metrics: What is the optimal defocus in a rotationally symmetric system? | |
RU2782980C1 (ru) | Устройство и способ формирования изображения с обеспечением увеличенной глубины изображаемого пространства (варианты) | |
Olvera-Angeles et al. | Jacobi–Fourier phase masks to increase performance of wavefront-coded optical systems for random or varying aberration alleviation | |
Hong et al. | Depth-of-field extension method using variable annular pupil division | |
EP4055421A1 (en) | Method and device for obtaining an extended depth of field image | |
Gerwe et al. | Local minima analysis of phase diverse phase retrieval using maximum likelihood | |
Carles et al. | Iterative design of mesh-defined phase masks for wavefront coding | |
Palillero-Sandoval et al. | Engineering of apodizer filters in the optical imaging using a set of phase plates | |
WO2020027652A1 (en) | Variable focus lens with wavefront encoding phase mask for variable extended depth of field | |
Carles et al. | Phase mask selection in wavefront coding systems: an adaptive approach | |
Feng et al. | The application of wavefront coding technology to a large segmented synthetic aperture telescope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190606 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200825 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201215 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210112 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6823948 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |