TWI447502B - 成像電磁能之成像系統、相位修改光學及設計瞳孔函數之方法 - Google Patents

成像電磁能之成像系統、相位修改光學及設計瞳孔函數之方法 Download PDF

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Description

成像電磁能之成像系統、相位修改光學及設計瞳孔函數之方法
在一典型的成像情形下，一成像系統係設計用於平均預期照明條件獲得最佳效能以及充分品質影像之產生。影像可從一較廣範圍之條件及位置進行收集；使用人工照明之室內場景(例如白熾或螢光照明)與在明亮陽光下之室外場景相比可顯著不同。
亦可混合室內及室外照明特徵來組合照明條件。例如，該成像系統可係定位於一建築內部，成像一場景，其包含位於該建築內部之較差照明的暗色物體以及該建築外部之明亮陽光照射的淡色物體。此一組合的室內及室外場景可能需要一組物體之成像，該等物體之強度範圍可跨越多個量值等級。
一場景或一物體之強度之形式上之特徵係測量該場景內特定物體之亮度。亮度係定義為每平方公尺之燭光("cd/m2 ")之數量。例如，一較暗木製表面可具有小於1 cd/m2 之一亮度，一淡色牆壁可具有約10 cd/m2 之一亮度，一混凝土停車場可具有約1,000 cd/m2 之一亮度以及天空可具有大於10,000 cd/m2 之一亮度。
因為影像品質取決於一給定成像系統可適應變化之照明條件之能力，所以需要調適成或可調適成一較廣範圍之照明條件之成像系統。
在一具體實施例中，揭示一種用於成像電磁能之成像系統。該成像系統包含一偵測器，該偵測器用於接收電磁能並依據該所接收之電磁能產生取樣資料。該偵測器之特徵為具有一臨界值點，使得該取樣資料係處於兩種狀態之一：i)當所接收電磁能之強度係小於該臨界值點時，該取樣資料低於臨界值時；以及ii)當該電磁能之強度係大於該臨界值點時，該取樣資料高於臨界值。該成像系統亦包含用於提供該取樣資料之一特徵之飽和光學，其中當低於臨界值時該取樣資料之特徵係不同於當高於臨界值時該取樣資料之特徵。在另一具體實施例中，飽和光學包含用於將電磁能引向該偵測器之成像光學，以及用於修改該電磁能之波前之相位修改光學。在另一具體實施例中，飽和光學包含提供一多重對稱之段之一配置。
在一具體實施例中，用於成像系統之相位修改光學包含一恆定輪廓路徑表面，該恆定輪廓路徑表面包含複數個段，該複數個段之每個包含一表面凹陷，該表面凹陷可藉由沿著垂直於來自該相位修改光學之一中心之一半徑向量之一直線的一維函數來加以描述。
在一具體實施例中，揭示一種用於設計成像系統中所使用之一瞳孔函數之方法。該方法包含考量成像系統以及瞳孔函數之特徵，來選擇一瞳孔函數並計算一取樣PSF。該方法進一步包含依據一選擇的度量評估該取樣PSF，並且，若該取樣PSF不符合該選擇的度量，則使用一組參數修改來修改該瞳孔函數，然後重複該瞳孔函數之評估及修改，直至該取樣PSF符合該選擇的度量。
熟悉此項技術人士已確認照明條件可變化並影響成像系統之效能，當電磁能之照明強度係充分高而可飽和偵測器時，以一定方式運作之成像系統之設計與實施方案通常不考慮。高與低照明強度條件之兩個範例係：1)高照明可係飽和偵測器之任何照明，而低照明可係沒有飽和偵測器之任何照明，以及2)當高照明未飽和成像系統中之該偵測器時，該低與高照明強度係充分不同，以在雜訊存在之情況下可加以辨別。該第二定義可用於說明(例如)二進制或臨界數位影像時；即，當說明低於偵測器之飽和點之相對照明強度時，可將低與高照明強度之間之一可區分位準定義為可決定一適當臨界之一值。
例如，對於一提供電子資料之八位元偵測器，低照明強度可意味未飽和之0至254計數值，而高照明強度可意味255或更多之計數值；即，對於該範例性八位元偵測器，該255計數值之值可表示為該偵測器之飽和點。或者，對於相同之八位元偵測器，在存在低於90計數值之雜訊位準之情況下，對應於10與100計數值之照明位準可分別考量為低與高，使得可辨別此等照明位準之不同。
例如，當一成像場景之動態範圍係大於一偵測器之動態範圍時，發生該偵測器之飽和。例如，對於該範例性八位元偵測器，一較暗木製表面(小於1 cd/m2 )以及一淡色牆壁(~10 cd/m2 )不可飽和該偵測器，而一停車場(~1,000 cd/m2 )以及天空(大於10,000 cd/m2 )則可飽和該偵測器。該前述物體強度假設，該範例性偵測器具有(例如)20 cd/m2 之一亮度之一飽和點。本文說明之範例性飽和取樣PSF係與一飽和位準相關聯。例如，圖25之取樣PSF 2500係表示為50×飽和。因此，PSF 2500可係與入射於該偵測器上之1000 cd/m2 之一強度相關聯。
除了用於普通成像，偵測器之飽和可發生於藝術成像情形中或用來探測偵測器或光學之回應。藝術成像可包含使用結構化照明源、專門的閃光照明及/或擴展曝光。探測可使用高強度之非相干源或相干源。例如，探測可用於決定偵測器之識別或用於該偵測器在軍事應用中之偵測。本文中，為高動態範圍強度成像條件所特別設計之成像光學係稱為"飽和光學"。換言之，包含飽和光學之一成像系統係設計為，使得藉由一物體之成像系統形成之一影像可訂製為(例如)該物體之照明強度之一函數。
另外，飽和光學可包含成像光學及/或用於編碼所發射電磁能之前波之相位修改光學，例如美國專利第5,748,371號中之說明，其以引用的方式併入本文中。在某些應用中，相位修改光學可包含非旋轉對稱光學。尤其係，當形成具有高照明強度之遠距離點之影像時，相位修改光學可產生可感知為與藉由僅包含旋轉對稱光學之一成像系統(即，無相位修改光學之一"傳統"成像系統)所產生之影像相比非常不同之影像。
在成像系統中使用飽和光學可提供某些優點。例如，包含結合相位修改光學之飽和光學之一成像系統可係組態成用以產生影像，該等影像呈現為具有額外優點(例如減少之像差及/或擴展之景深)之由傳統成像系統所產生之影像。飽和光學亦可用於成像系統中來產生影像，該等影像呈現為藉由具有某些可識別特徵(例如，數位浮水印)之非傳統成像系統產生之影像，該等可識別特徵提供用於該成像系統中之光學之指示器。一額外考量係，當飽和時藉由一傳統成像系統形成之離軸飽和影像(例如)可展示不期望之效果，例如，當孔徑光闌係相對該傳統成像系統中一光學元件置放時所產生之漸暈。實際上，該孔徑光闌具有一有限厚度，使得不同場位置將在不同物理位置中重疊，從而創建可降低影像品質之一非對稱飽和回應。使用飽和光學可緩解此類問題。
本文中，許多具體實施例結合點或點物體之影像，或者結合PSF來加以說明。在本說明之背景中，此等說明視為可互換。但是，在本背景中，對傳統場景中之PSF(其係一成像系統之光學之一函數)與"取樣PSF"(其指由一偵測器捕獲之PSF)加以區分。即，一取樣PSF係藉由成像系統中偵測器之某些特徵(例如(但不限於)，取樣圖案、實體動畫、波長選擇以及飽和)所修改之一PSF。下文中，取樣PSF可係進一步分類為飽和取樣PSF(當照明強度係足夠飽和偵測器之任何部分時)或未飽和取樣PSF(當該偵測器係未飽和時)。
進一步認識到任何物體可分解為一組點物體，而其影像可分解為一組相關聯之PSF。相關聯PSF之收集亦可藉由成像系統中偵測器之前述特徵進行修改，並導致具有飽和取樣PSF之一取樣影像。在本揭示內容之背景中，具有飽和PSF之取樣影像係表示為"飽和取樣影像"。取樣PSF之特徵係直接關係到一成像系統之設計以及藉由該成像系統成像之入射電磁能分佈。取樣PSF之特徵包含用於說明取樣PSF之形狀及形式之任何可辨別特徵，例如(但不限於)影像中之輪廓、外形、足跡、空間範圍、剖面、斷面、像素值、方位、梯度、強度以及位置。
圖1係具有顯示對低照明位準之一回應之飽和光學之一成像系統之一示意圖。圖1顯示成像一較小離軸物體120之一成像系統100，該較小離軸物體反射或輻射之電磁能不足以產生一飽和影像。成像系統100亦包含用於在偵測器160(例如，薄膜、CCD、CMOS偵測器或微輻射熱計)處成像物體120之飽和光學140。飽和光學140可包含已設計成用於適應飽和條件之成像光學及相位修改光學；用於飽和光學之設計考量將在下文中一合適接合點處詳細說明。偵測器160與一可選的信號處理器170產生可用於形成一影像180之電子資料。若物體120係充分小，則影像180可視為用於成像系統100之一取樣PSF。在未飽和條件下，影像180係類似於由傳統成像系統所預期之影像；即，影像180類似物體120之形狀。信號處理器170可藉由應用諸如(但不限於)濾光、按比例縮放以及色彩校正等技術來進一步處理影像180。
圖2係具有顯示對低照明位準之一回應之飽和光學之一成像系統200之一示意圖。除了成像系統200係用於成像一高強度物體220外，成像系統200之組件本質上係與成像系統100相同。高強度物體220之照明位準係足夠大，使得藉由偵測器160捕獲之影像280在該影像之至少某些部分係飽和。飽和光學140與偵測器160(視需要與信號處理器170相結合)產生對應於物體120之一影像280之電子資料，該物體120之該影像280與從未飽和條件(即，影像180)或從不具有飽和光學之傳統成像系統所預期之影像相對比可展示不同的特徵。在圖2中所示範例性情況中，影像280係表示為文字"CDM"之一形成之影像與影像180(注意來自影像180之"點"在"D"之中間位置)之一重疊。該文字之形成之影像係藉由在飽和成像條件下並存在飽和光學140時所產生之一效果。此一形成之影像可使用為(例如)在特定照明條件下識別一給定成像系統所使用之一數位浮水印；即，照明位準可用於識別一特定成像系統。
影像280亦可分佈於偵測器之一較大部分上，並接近由圓形對稱光學形成的一取樣PSF，即使該成像系統中未使用圓形對稱光學。如藉由比較影像180與280可見，與當使用飽和光學並藉由僅改變物體之強度相比，該所得的飽和取樣影像具有一非常不同之形式並可識別地改變。成像系統100亦可具有一定義之視場，並且包含於影像280中之一取樣PSF之特徵可取決於位於該視場中一特定位置處之該相關聯物體之位置。另外，該視場外之一物體可提供雜散光，該雜散光係成像至具有進一步不同特徵之一取樣影像。一影像或該影像之部分亦可係該相關聯物體之範圍與視場角、該物體之3D位置與形狀以及該物體強度與顏色之一函數。
一廣角透鏡系統可例證此效果。此廣角透鏡之第一元件通常遵循用於任何一影像點之僅一窄束電磁能。因此，將照明該影像之中心之電磁能僅可照明該第一或其他光學元件之中心，而將照明該影像之僅上角之電磁能僅可照明某些透鏡區域之某些較小區域而非其他部分。藉由在軸及離軸電磁能照明之此等區域在某些系統上無法重疊。例如，若飽和光學組件係置放於藉由離軸照明僅可見之光學元件上，則該所得的飽和光學效果將係物體之位置之一函數。該位置亦可係該物體之3D位置之一結果。
圖3中顯示用於設計飽和光學之一瞳孔函數之一程序300之一流程圖。設計一瞳孔函數之該程序以及因此一相關聯之PSF可依據確定之一先前技術，例如瞳孔之邊緣處之繞射效果，藉由該光學中所使用之相位不連續及對稱所導致之假影。飽和光學使用之PSF可使用專門之光學及信號處理來進行設計。
程序300開始於步驟320，其中選擇一或多個瞳孔函數。圖9與10中分別顯示之瞳孔函數900與1000，以及圖34與35中分別顯示之瞳孔函數3400與3500，皆適用於本文說明之範例。瞳孔函數900係一八段恆定輪廓路徑("CPP")形式，其係用於控制成像系統(特定用於飽和光學)之與焦點相關之像差之非旋轉對稱相位修改光學之一通用形式。瞳孔函數1000係一瞳孔平滑函數，瞳孔函數3400係一餘弦形式函數以及瞳孔函數3500係一隨機瞳孔函數。
一旦選擇一瞳孔函數，程序300前進至步驟340，其中考量該光學之特徵(例如，成像光學及選擇的瞳孔函數)以及偵測器之規格，可計算一或多個取樣PSF。取樣PSF可計算為諸如共軛、飽和及波長等此類變數之函數。取樣PSF亦可基於瞳孔函數之部分(例如內部及外部區域)而非整個瞳孔函數進行計算。接著在步驟360，可對一計算的取樣PSF進行評估並將其與一度量相比較。對於飽和光學，評估飽和取樣PSF之低強度區域以及未飽和取樣PSF之高強度區域來提供特徵，例如緊密度、對稱、與藉由傳統成像系統產生之取樣PSF之類似程度以及一飽和取樣PSF在一傳統飽和PSF上提供之唯一性程度。
然後，決定370所評估之該取樣PSF對於該給定成像系統是否可接受。若該等取樣PSF之評估決定該等取樣PSF及瞳孔函數可接受，則該程序結束。若該等取樣PSF之評估決定該等取樣及/或瞳孔函數係不可接受，則該程序進行至步驟350，其中修改該瞳孔函數。該瞳孔函數可修改以獲得或維持至少以下特性：作為角座標(即，在極座標中之Θ)之函數之恆定相位；作為半徑座標(即，極座標中之R)之函數之最小化之相位不連續以及在飽和及未飽和情況下相關聯取樣PSF之某些特徵(例如，該取樣PSF具有圓形或封閉的輪廓)。
一分段的瞳孔函數可包含任何數量之扇區。例如，圖4顯示具有空間均勻分段成扇區410、420、430、440以及450之圓形瞳孔函數400。或者，圖5顯示具有空間非均勻分段成六個進一步細分之扇區510、520、530、540、550及560之圓形瞳孔函數500。圖4與5中使用之各種陰影用於表示不同數學函數形式。各扇區可具有相同的或不同的函數形式(例如，圖6之扇區610與620)。各扇區可具有相同的(例如，圖4之扇區410、420、430、440以及450)或不同的大小(參見圖5)。各扇區在該扇區(參見圖5)之各分割中可具有不同的函數形式。
分段及設計一瞳孔函數及相關聯之PSF之一種方法係通過瞳孔函數之組合來實現。例如，P0 係一第一瞳孔函數，其產生一PSF之一第一形式，而P1 係一第二瞳孔函數，其產生一PSF之一第二形式。則一新的瞳孔函數可定義為P new ＝F (aP 2 ,bP 1 ,...,zP z )， 等式1其中a、b及z係參數。函數F可係任何數學運算，例如乘、除、加、減、摺積、一非線性或組合函數或任何該等前述運算之多個應用。參數a、b及z可係用於部分或整體修改一瞳孔函數之純量或向量。本文以下範例說明使用此函數規定所設計之各種瞳孔函數。藉由等式1定義之包含瞳孔函數之光學可與信號處理相組合，使得物體及場景之所得之影像係該物體及場景之強度之一函數。
圖6係具有八個扇區(610、620、630、640、650、660、670以及680)之空間均勻分段之一圓形瞳孔函數600之一說明。瞳孔函數600係一CPP形式之一範例。使用多個直線段構建CPP形式；即，各扇區可沿著垂直於來自光軸之一半徑向量之直線段進行數學說明。
各扇區亦具有藉由與光軸相距之距離所定義之至少兩個區域(例如，扇區610具有區域612與614)。距離光軸最近之區域(例如區域612)係稱為內部區域，而距離該光軸最遠之區域(例如區域614)係稱為外部區域。為清楚起見，圖6中某些區域未加標記。通常，當利用飽和光學之原理設計時，一飽和取樣PSF之一外部區域之輪廓通常可係一圓形形式，即使該整個瞳孔函數(尤其中心區域)具有與一圓形形式較大之偏差。通過飽和光學非圓形瞳孔函數之利用可產生飽和物體及場景之影像，其呈現出藉由圓形瞳孔函數所產生之情形。
對於圖6之範例，表面形狀沿著一直線段係恆定但通常依據與光軸之距離而變化。一區域(例如，區域612)中之一扇區(例如，扇區610)之數學形式可藉由一一維數學函數決定。對於瞳孔函數600，所有扇區藉由相同的多項式函數810進行說明，以下結合圖8說明該多項式函數810。雖然對於範例性瞳孔函數600，外部區域(例如區域614)計算為一多項式，但一外部區域之形式可由其他函數決定。瞳孔函數600之一扇區可進一步細分為兩個或多個子扇區，或細分為多於或少於兩個區域。
通常，由於以下特性，瞳孔函數600對飽和光學及成像系統係尤其有用。瞳孔函數600具有一偶數之八重對稱，其產生對稱PSF，該等對稱PSF與奇數對稱PSF相比認為更加自然。瞳孔函數600之八重對稱為在人眼敏感之水平、垂直以及尤其對角方向上之PSF提供充分之調變及強度。瞳孔函數600之八重對稱係較好地適用於與數位偵測器之方晶格與貝爾圖案化(Bayer patterning)之整合。
圖7說明圖6中所示之圓形瞳孔函數之一扇區700之某些詳細資訊。扇區700之內部區域710係未加填充，而扇區700之外部區域720係由斜細線條加以表示。以下等式給出通光孔徑半徑("CR")與表面形成高度或凹陷之間的數學關係： 其中，x係一通用的一維座標，αn 係一係數以及βn 係一指數。另外，沿弦線730之所有凹陷值可具有相同的值。
圖8顯示用於定義一瞳孔函數之一範例性多項式810之一圖式800。圖800之水平軸表示正規化的瞳孔座標(即，與光軸之距離)，其中0係位於光軸處，而1係位於孔徑之邊緣處。垂直軸表示波長中之高度或凹陷。一CPP函數(例如多項式810)不僅將用於電磁能之相位之數學關係定義為該瞳孔座標之一函數，而且當適當標注刻度時，可定義一相位修改光學元件之一物理表面之形式。
與圖6及8相關聯之CPP表面規範描述可組合以形成一瞳孔函數。圖9顯示由該等CPP規範描述之組合形成之瞳孔函數900之一範例之一3D網格圖。對於圖9之網格圖以及本文中之其他網格圖，此等圖中之x軸及y軸代表該等繪製的瞳孔函數之空間座標，但顯示之特定值沒有意義。此等圖之垂直軸代表波長中之高度。瞳孔函數900係一飽和光學，其具有以下優點，其可產生呈現為藉由非傳統成像系統產生之影像，並具有提供該成像系統所使用之光學之指示器之可識別特徵。
形成一修改瞳孔函數之一方法(其包含飽和光學之不同優點)係利用一平滑函數來修改該瞳孔函數(例如瞳孔函數900)。逐點相乘該瞳孔函數與該平滑函數導致修改的瞳孔函數。平滑函數通常可係任何函數，該等函數具有所需之"衰減"特徵，例如指數函數、費米函數(Fermi function)、愛因斯坦函數(Einstein function)、高斯函數(Gaussian function)以及雙彎曲函數(sigmoid function)。對於本文說明之該等範例，互補誤差函數("erfc")係使用為一平滑函數。
一平滑函數可相關其提供以下優勢之至少部分之能力加以選擇：1)瞳孔函數在超過一CPP多項式之零斜率值之半徑處變為常數(參見圖800，f'(~.76)＝0)；2)瞳孔函數在孔徑處變為圓形對稱；3)瞳孔函數之斜率(在半徑方向)對於該瞳孔函數之外部區域中之所有θ(極角方向)本質上係一常數。該平滑函數作用為形成一修改的瞳孔函數，其中該修改的瞳孔函數包含內部及外部區域。該瞳孔函數之該內部及外部區域之間之過渡可發生於一恆定斜率之區域中或來自該瞳孔函數之中心之一固定半徑處。該初始的及修改的瞳孔函數之內部區域可保持本質上相同。而外部區域可得以較大程度之修改並完全不同。用於一成像系統中之該外部區域作用為形成專對飽和光學之特殊效果。
圖10顯示一範例性erfc平滑函數1000之一3D網格圖。為了形成該erfc平滑函數，該一維函數erfc係轉換成一旋轉對稱的圓柱形(即，erfc(x)→erfc(r))。一修改的瞳孔函數1100(如圖11之3D網格圖所示)可藉由將平滑函數1000與瞳孔函數900逐點相乘來形成。修改的瞳孔函數1100係一飽和光學，其具有以下優點，其產生呈現藉由傳統成像系統產生之影像，但具有諸如減少之像差及/或擴展之景深等額外優勢。
雖然平滑函數1000係修改電磁能之相位之一函數，一類似形式之一平滑函數可形成一變跡孔徑以及修改該電磁能之強度。當該瞳孔函數係一相位之函數及該平滑函數係一強度之函數時，包含飽和光學之該修改的瞳孔函數係相位與電磁能之強度之兩者之一函數。作為另一範例，圖6中繪製的圓形瞳孔函數之外部區域可係一相位或強度修改區域或相位與強度之一組合。用於飽和光學之一瞳孔函數亦可係僅由變跡強度修改函數形成。
圖12至15顯示在與瞳孔函數900相關聯之變化之飽和度下取樣點展開函數之圖式。此等圖與本文後續取樣PSF圖中x與y坐標單位之單位係像素。圖12顯示表現為非常小及緊湊之一未飽和取樣PSF 1200。圖13顯示外觀上保持較小及緊湊之一10×飽和取樣PSF 1300。當飽和增加至分別如圖14與15中所示之50×與500×時，該取樣PSF變得非常不同。該等取樣PSF呈現為具有凹多邊形輪廓之"星狀"，並視為與藉由傳統光學形成之PSF非常不同。當在高動態範圍照明條件中利用非旋轉對稱光學時，可創建此等高飽和物體之影像。此等效果通常在消費者應用中係不需要的，並可視為表現較差成像之物體，但是此等效果可用於特殊目的，例如識別與藝術成像。
圖16至19顯示在與圖11(運用飽和光學)之修改的瞳孔函數1100相關聯之變化飽和度下取樣PSF之圖式。未飽和取樣PSF 1600與10×飽和取樣PSF 1700與藉由瞳孔函數900產生之此等PSF本質上表現相同。但是，在較高飽和位準(取樣PSF 1800及1900分別為50×與500×)上之取樣PSF係與藉由瞳孔函數900產生之此等PSF具有很大區別。取樣PSF 1800及1900呈現與由傳統光學所預期之類似情形，即使該光學非旋轉對稱。場景之影像之飽和部分(具有如圖18與19中所示之此等特徵)通常不認為有害。成像系統之使用者可很容易地識別使用傳統光學系統將呈現飽和物體之何種影像。使用飽和光學，非傳統光學系統之影像亦可呈現為使用傳統光學產生之影像。
而且，圖12至19之該等取樣PSF係於一偵測器(例如圖1之偵測器160)處所偵測之影像。此等影像可由一信號處理器(例如圖1之信號處理器170)加以處理。此等影像之處理可改變該等影像之特徵。例如，可使用一濾光器來增強或至少部分移除飽和取樣PSF 1400與1500之該"星狀"輪廓。
圖20至24顯示用於將圖9之瞳孔函數900分解為兩個區域(內部與外部)之一範例性程序。圖20顯示圖9之瞳孔函數900之一3D網格圖，出於便利之目的於此處重複。圖21與22分別顯示一範例性內部區域遮罩函數2100以及外部區域遮罩函數2200之3D網格圖。對於此範例，已將用於該等區域之共同半徑邊界定義為r＝0.77之一正規化半徑。選擇此正規化半徑值邊界，使得圖8之該半徑CPP多項式之斜率係接近零。各遮罩函數具有一"1"值(其中欲選擇瞳孔函數之部分)以及一"0"值(其中不選擇該瞳孔函數)。因此，該等遮罩函數係強度函數。圖23與24分別顯示選擇的內部2300及外部區域2400瞳孔函數之3D網格圖，其藉由將瞳孔函數900與圖21及22中繪製的遮罩函數2100與2200逐點相乘而獲得。
圖25與26分別顯示與瞳孔函數900之選擇的內部區域2300及外部區域2400瞳孔函數相關聯之飽和取樣PSF之圖式。x軸與y軸之單位係像素。可見圖25中所示之來自內部區域之飽和取樣PSF 2500係緊湊，而圖26中所示之來自外部區域之飽和取樣PSF 2600係較寬而不緊湊。由該內部區域提供之一取樣PSF之相對尺寸與該外部區域之一取樣PSF之相對尺寸相比亦係非常小。來自內部及外部區域之該飽和取樣PSF之組合與單獨來自該外部區域之飽和取樣PSF係有效相同，因為該內部或外部區域之任一之效果之任何飽和值亦在自最後的全瞳孔函數所導出之取樣PSF中飽和。因此，與該內部區域相關聯之飽和效果不會顯著作用於自全瞳孔函數所導出之一飽和影像；即，當飽和時，該外部區域作用大部分之該影像特徵。
圖27至31顯示用於將圖11之修改的瞳孔函數1100分解為兩個區域(內部與外部)之一範例性程序。圖27顯示圖11之修改的瞳孔函數1100之一3D網格圖，出於便利之目的於此處重複。圖28與29顯示圖21及22之遮罩函數2100與2200之3D網格圖，亦出於便利之目的於此處重複。對於此範例，已將用於此等區域之共同半徑邊界定義為r＝0.77之一正規化半徑。選擇此正規化半徑值邊界，使得圖8之半徑CPP多項式810之斜率係接近零。各遮罩函數具有一"1"值(其中欲選擇瞳孔函數之部分)以及一"0"零值(其中不選擇該瞳孔函數)。因此，該等遮罩函數係強度函數。圖30與31分別顯示選擇的內部區域瞳孔函數3000與外部區域瞳孔函數3100之3D網格圖，其由將圖27中之瞳孔函數1100與遮罩函數2100與2200逐點相乘而獲得。
圖32與33分別顯示與圖27中所示之修改的瞳孔函數1100之選擇的內部區域3000及外部區域3100相關聯之飽和取樣PSF之圖式。x軸與y軸之單位係像素。可見圖32中所示之來自內部區域之飽和取樣PSF 3200係緊湊，並與由圖25中所示之瞳孔函數之內部區域產生之飽和取樣PSF本質上係相同。圖33中所示之外部區域之飽和取樣PSF 3300與圖26中所示之該飽和取樣PSF相比係非常不同。經修改，該外部區域產生一飽和取樣PSF，其呈現為圓形及封閉，並通常係成像系統之一般使用者所預期之典型光學系統飽和時之輪廓類型。來自內部及外部區域之取樣PSF之相對尺寸係又一次主要由來自外部區域之取樣PSF之尺寸所決定。因此，控制此範例中之該外部區域將直接控制該取樣PSF之飽和部分之效果，甚至當使用非旋轉對稱光學時，例如圖6與9中所示。
飽和光學在圖11中所示之瞳孔函數1000之設計中之使用與藉由作為至少兩個組件(內部區域P0 與外部區域P1 )之總和之瞳孔函數所定義之瞳孔函數有所不同。在圖31與32中，此等兩個組件已顯示為空間分離成該瞳孔函數之兩個區域。當未飽和時，自該成像系統之全瞳孔函數導出之取樣PSF係藉由P0 與P1 之組合加以控制。但是，當飽和時，P1 主要顯著影響該成像系統之該取樣PSF之特性。因此，用於飽和光學中之光學之設計目的係：1)產生P0 與P1 之合適之形式與比例，使得當系統處於未飽和狀態時提供充分的影像品質；以及2)產生P1 之合適之形式，使得當成像系統飽和時，該所得之飽和影像正如圓形孔徑尤其所需要的，孔徑之周邊周圍之表面之斜率作為視場角之一函數保持恆定，且該半徑方向不存在相位不連續。對於非圓形孔徑，可定義該周邊處之非恆定斜率，使得影像之飽和部分類似於藉由圓形對稱孔徑形成之影像。對於識別及/或藝術目的，此等設計目的可進行較大之修改。任一前述設計目的可用為上述程序300之評估步驟360之度量。
作為用於將瞳孔分割成單獨空間區域之一替換，可由其他方法產生用於飽和光學之一複合瞳孔函數。構建一複合瞳孔函數之一方法係添加兩個或多個全瞳孔函數。圖34至36顯示一瞳孔函數之額外構建之一範例。圖34顯示瞳孔函數3400之一輪廓圖(P1 )其基於數學形式：R3 cos(3Θ)；其中R係正規化之半徑瞳孔座標以及Θ係角瞳孔座標。瞳孔函數3400 P1 具有一約1.3單位之峰值至谷值之波前變化。
圖37顯示與瞳孔函數3400 P1 相關聯之未飽和取樣PSF 3700之一灰階影像。可見未飽和取樣PSF 3700通常係緊湊並旋轉對稱。圖38顯示與瞳孔函數3400 P1 相關聯之飽和取樣PSF 3800之一灰階影像。自非旋轉對稱光學導出之飽和取樣PSF 3800顯示非旋轉對稱特徵。上述非旋轉對稱特徵，與傳統飽和取樣PSF相比可視為不合意或較低品質，或可用於光學之識別、偵測器或成像系統。
圖35顯示一加以統計設計的瞳孔函數3500 P2 之一灰階影像，其具有約0.35單位之峰值至谷值之波前變化。此瞳孔函數之實際形式係關於該瞳孔函數統計地並空間相關的。該設計程序包含將橫跨該瞳孔函數之值模型化為單位變異數之高斯隨機變數，並然後使用單位體積之一二階高斯函數褶積運算該2D隨機空間變數。該所得的相關隨機變數(包含振幅縮放比例)成為用於瞳孔函數3500 P2 之值。可見此類型設計程序通常係與用於設計繞射相位組件之程序類似，當用於成像系統時其可形成專門之灰階影像。
例如，條碼掃描器可使用此等組件來產生投影照明系統之對準標記。當藉由平行電磁能加以照明時，新穎商業名片可使用簡單的浮雕繞射光學來產生鍵盤之簡單灰階影像以及一般場景。用於設計此類通用繞射光學之技術亦可用於設計用於飽和光學之專門組件。
添加函數P1 與P2 以形成圖36之灰階影像中所示之飽和光學瞳孔函數3600。圖39中顯示與瞳孔函數3600相關聯之未飽和取樣PSF 3900之一灰階影像。圖37與39之比較顯示未飽和取樣PSF 3700與3900係非常類似。圖40顯示與瞳孔函數3600相關聯之飽和取樣PSF 4000之一灰階影像。圖38與40之比較顯示飽和取樣PSF 3800與4000係有較大不同。圖40之飽和PSF 4000通常係圓形對稱並呈現出使用者對一傳統成像系統所預期之PSF。雖然此成像系統係非圓形對稱，透過飽和光學之利用，該系統呈現圓形對稱。
圖37至40之取樣PSF係在一偵測器(例如圖1之偵測器160)處所偵測之影像。此等影像可藉由一信號處理器(例如圖1之信號處理器170)進行處理。此等影像之處理可改變該等影像之特徵。例如，一濾光器可用於增強或至少部分移除飽和取樣PSF 3800之三重對稱輪廓，或一濾光器可用於增加PSF 3700、3900以及4000之緊密度(減少空間範圍)。信號處理亦可識別PSF(例如PSF 3800)以及將此取樣PSF之飽和部分從影像中移除。
取代設計圖35之瞳孔函數3500 P2 來形成一高斯型回應，該函數已可用於形成表示為類似"CDM"之文字或一系統之一型號之一影像。當此一瞳孔與一強光源(例如雷射)詢問時，該產生之影像可係識別成像系統之類型之一標籤。此效果可係藉由放置函數P2 於成像系統(僅藉由離軸照明進行照明)之一區域中形成之影像平面上之影像之位置之一函數。
在不背離本說明之範疇之情況下可對本文說明之成像系統進行上述以及其他更改。例如，雖然本文說明之瞳孔函數僅考量用於設計飽和光學之相位；亦可使用強度或同時使用相位與強度。而且，雖然某些說明之具體實施例表示用於形成一飽和光學瞳孔函數之兩個組件之使用，但亦可很容易地使用超過兩者之情形。因此，應注意包含於上述說明中或顯示於所附圖式中之主題應解釋為說明性而非具有限制意義。以下申請專利範圍係意欲覆蓋本文說明之所有一般及特定特徵，以及本方法及系統之範疇之所有稱述，就書面而言，皆屬於本發明之範疇。
100．．．成像系統
120．．．物體
140．．．飽和光學
160．．．偵測器
170．．．信號處理器
180．．．影像
200．．．成像系統
220．．．高強度物體
280．．．影像
400．．．圓形瞳孔函數
410．．．扇區
420．．．扇區
430．．．扇區
440．．．扇區
450．．．扇區
500．．．圓形瞳孔函數
510．．．扇區
520．．．扇區
530．．．扇區
540．．．扇區
550．．．扇區
560．．．扇區
600．．．圓形瞳孔函數
610．．．扇區
612．．．區域
614．．．區域
620．．．扇區
630．．．扇區
640．．．扇區
650．．．扇區
660．．．扇區
670．．．扇區
680．．．扇區
700．．．扇區
710．．．內部區域
720．．．外部區域
730．．．弦線
800．．．圖式
810．．．多項式函數/多項式
900．．．瞳孔函數
1000．．．瞳孔函數
1100．．．修改的瞳孔函數
1200．．．未飽和取樣PSF
1300．．．10×飽和取樣PSF
1400．．．飽和取樣PSF
1500．．．飽和取樣PSF
1600．．．未飽和取樣PSF
1700．．．10×飽和取樣PSF
1800．．．50×飽和取樣PSF
1900．．．500×飽和取樣PSF
2100．．．內部區域遮罩函數
2200．．．外部區域遮罩函數
2300．．．選擇的內部區域瞳孔函數
2400．．．選擇的外部區域瞳孔函數
2500．．．內部區域之飽和取樣PSF
2600．．．外部區域之飽和取樣PSF
3000．．．選擇的內部區域瞳孔函數
3100．．．選擇的外部區域瞳孔函數
3200．．．內部區域之飽和取樣PSF
3300．．．外部區域之飽和取樣PSF
3400．．．瞳孔函數
3500．．．瞳孔函數
3600．．．飽和光學瞳孔函數
3700．．．未飽和取樣PSF
3800．．．飽和取樣PSF
3900．．．未飽和取樣PSF
4000．．．飽和取樣PSF
結合以下概要描述之圖式，並參考以上詳細說明，可理解本揭示內容。應注意，出於清晰說明之目的，圖式中某些元件可能未按比例進行繪製。亦應注意，出於清晰說明以及重製相容性之目的，某些影像可能在不失一般性之前提下簡化及相對增強。
圖1係依據一具體實施例之包含飽和光學之一成像系統(此處顯示用以說明偵測器對於非飽和照明之一回應)之一示意圖。
圖2係依據一具體實施例之包含飽和光學之一成像系統(此處顯示用以說明偵測器對於飽和照明之一回應)之一示意圖。
圖3係依據一具體實施例之用於設計用於飽和光學之一瞳孔函數之程序之一流程圖。
圖4係依據一具體實施例之具有均勻空間分段之一圓形瞳孔函數之一說明。
圖5係依據一具體實施例之具有非均勻空間分段之一圓形瞳孔函數之一說明。
圖6係依據一具體實施例之具有八個扇區之均勻空間分段之一圓形瞳孔函數之一說明。
圖7係圖6中所示該圓形瞳孔函數之一扇區之詳細說明。
圖8顯示依據一具體實施例之用於定義一瞳孔函數之一部分之一範例性多項式之一圖式。
圖9顯示依據一具體實施例之一範例性瞳孔函數之一三維("3D")網格圖。
圖10顯示一範例性平滑函數之一3D網格圖。
圖11顯示依據一具體實施例，結合圖9之該範例性瞳孔函數與圖10之該範例性平滑函數之一修改的瞳孔函數之一3D網格圖。
圖12至15顯示依據一具體實施例使用包含圖9之該瞳孔函數之一成像系統所獲得之取樣的點展開函數("PSF")之影像。
圖16至19顯示依據一具體實施例使用包含圖11之該修改的瞳孔函數之一成像系統所獲得之取樣PSF之影像。
圖20顯示圖9之該3D網格圖，出於便利之目的於此處重複。
圖21顯示依據一具體實施例之一範例性外部區域遮罩函數之一3D網格圖。
圖22顯示依據一具體實施例之一範例性內部區域遮罩函數之一3D網格圖。
圖23顯示依據一具體實施例之圖9之該瞳孔函數之一選擇的內部區域之一3D網格圖，其由圖9之該瞳孔函數與圖21中顯示之該外部區域遮罩函數逐點相乘獲得。
圖24顯示依據一具體實施例之圖9之該瞳孔函數之一選擇的外部區域之一3D網格圖，其由圖9之該瞳孔函數與圖22中顯示之該內部區域遮罩函數逐點相乘獲得。
圖25顯示使用一成像系統獲得之一飽和的取樣PSF之一圖式，該成像系統包含如圖23中所示之該瞳孔函數之該選擇的內部區域。
圖26顯示使用一成像系統獲得之一飽和的取樣PSF之一圖式，該成像系統包含如圖24中所示之該瞳孔函數之該選擇的外部區域。
圖27顯示圖11之該3D網格圖，出於便利之目的於此處重複。
圖28顯示圖21之該3D網格圖，出於便利之目的於此處重複。
圖29顯示圖22之該3D網格圖，出於便利之目的於此處重複。
圖30顯示依據一具體實施例之一選擇的內部區域之一3D網格圖，其由圖11之該瞳孔函數與圖21之該外部區域遮罩函數逐點相乘獲得。
圖31顯示依據一具體實施例之一選擇的外部區域之一3D網格圖，其由圖11之該瞳孔函數與圖22之該內部區域遮罩函數逐點相乘獲得。
圖32顯示使用一成像系統獲得之一飽和的取樣PSF之一圖式，該成像系統包含如圖30中所示之該瞳孔函數之該選擇的內部區域。
圖33顯示使用一成像系統獲得之一飽和的取樣PSF之一圖式，該成像系統包含如圖31中所示之該瞳孔函數之該選擇的外部區域。
圖34顯示依據一具體實施例之一餘弦相位瞳孔函數之一輪廓圖。
圖35顯示依據一具體實施例之一隨機相位瞳孔函數之一灰階影像。
圖36顯示圖34與35中分別顯示之該餘弦相位以及該隨機相位瞳孔函數之總和之一灰階影像。
圖37顯示使用包含圖34之該瞳孔函數之一成像系統所獲得之未飽和的取樣PSF之一灰階影像。
圖38顯示使用包含圖34之該瞳孔函數之一成像系統所獲得之飽和的取樣PSF之一灰階影像。
圖39顯示使用包含圖36之該瞳孔函數之一成像系統所獲得之未飽和的取樣PSF之一灰階影像。
圖40顯示使用包含圖36之該瞳孔函數之一成像系統所獲得之飽和的取樣PSF之一灰階影像。
100．．．成像系統
120．．．離軸物體
140．．．飽和光學
160．．．偵測器
170．．．信號處理器
180．．．影像

Claims (33)

  1. 一種用於成像電磁能之成像系統，其包含：一偵測器，其用於接收電磁能並依據該所接收之電磁能產生取樣資料，其中該取樣資料包含一取樣的點展開函數("PSF")，該偵測器之特徵為具有一臨界值點，其使得該取樣資料係處於兩種狀態之一：i)當所接收之電磁能之強度係小於該臨界值點時，該取樣資料低於臨界值；以及ii)當該電磁能之強度係大於該臨界值點時，該取樣資料高於臨界值；以及飽和光學，其用於提供該取樣資料之一特徵，其中當低於臨界值時該取樣資料之一特徵係不同於當高於臨界值時該取樣資料之該特徵。
  2. 如請求項1之成像系統，其中當高於偵測器臨界值時該取樣PSF係飽和。
  3. 如請求項2之成像系統，其中當高於臨界值時該取樣PSF展示一圓形輪廓與一封閉輪廓中之一。
  4. 如請求項2之成像系統，該成像系統之特徵為具有一視場，其中當飽和時，對於定位於該視場內之高照明強度物體與定位於該視場外之此等物體，該取樣PSF展示不同的特徵。
  5. 如請求項2之成像系統，該成像系統之特徵為具有一視場，其中當飽和時，對於定位於該視場內不同位置之高照明強度物體，該取樣PSF展示不同的特徵。
  6. 如請求項5之成像系統，該成像系統包含其中所呈現之 雜散電磁能，其進一步包含一信號處理器，該信號處理器用於依據該取樣PSF，修改與該雜散電磁能相關聯之該取樣資料之一部分。
  7. 如請求項1之成像系統，其進一步包含一信號處理器，該信號處理器用於依據該取樣PSF，處理該取樣的資料。
  8. 如請求項1之成像系統，其中飽和光學包含用於將電磁能引向該偵測器之成像光學，以及用於修改該電磁能之一波前之相位修改光學。
  9. 如請求項8之成像系統，其中該相位修改光學係與該成像光學成整體形成。
  10. 如請求項1之成像系統，其中該飽和光學包含提供一多重對稱之段之一配置。
  11. 如請求項10之成像系統，其中該等段之每一者之特徵係具有一表面凹陷，該表面凹陷可藉由沿著垂直於來自該飽和光學之一中心之一半徑向量之一直線的一維函數來加以描述。
  12. 如請求項11之成像系統，其中該一維函數包含： 其中以及sag (x )=sag (x max )，x >x max ，其中x係一通用的一維座標，αn 係一係數以及βn 係一指數。
  13. 如請求項12之成像系統，其中該一維函數包含：sag (x )=-2x +2x 9 。
  14. 如請求項10之成像系統，其中該等段之每一者進一步包含具有不同表面輪廓之至少內部及外部區域。
  15. 如請求項14之成像系統，其中複數個段之該等外部區域係均勻的與恆定的。
  16. 如請求項14之成像系統，其中該複數個段之該等外部區域使用一平滑函數進行修改。
  17. 如請求項16之成像系統，其中該平滑函數包含一雙彎曲。
  18. 如請求項17之成像系統，其中該雙彎曲包含一互補誤差函數("erfc")。
  19. 如請求項10之成像系統，其中該配置包含具有一致大小之段。
  20. 如請求項19之成像系統，其中該配置包含展示一八重對稱之八個段。
  21. 如請求項20之成像系統，其中當該資料係高於臨界值時，該取樣PSF展示一預定圖案。
  22. 如請求項21之成像系統，其中該預定圖案包含一星型圖案與一數位浮水印中之一。
  23. 如請求項22之成像系統，其中藉由使用離軸與場外照明來照明該成像系統可見該數位浮水印。
  24. 如請求項10之成像系統，其中該配置之該等段之至少一者與該配置中其他段相比具有不同之大小。
  25. 一種用於一成像系統之相位修改光學，其包含：一恆定輪廓路徑表面，其包含複數個段，該複數個段 之每一者包含一表面凹陷，該表面凹陷可藉由沿著垂直於來自該相位修改光學之一中心之一半徑向量之一直線的一維函數來加以描述，其中該一維函數包含：，其中以及sag (x )=sag (x max )，x >x max ，其中x係一通用的一維座標，αn 係一係數以及βn 係一指數。
  26. 如請求項25之相位修改光學，其中該一維函數包含：sag (x )=-2x +2x 9 。
  27. 如請求項25之相位修改光學，其中複數個扇區之每一者進一步包含具有不同表面輪廓之至少內部及外部區域。
  28. 如請求項27之相位修改光學，其中該複數個扇區之該等外部區域係均勻的與恆定的。
  29. 如請求項25之相位修改光學，其進一步包含使用一平滑函數來修改該恆定輪廓路徑面。
  30. 如請求項29之相位修改光學，其中該平滑函數包含一雙彎曲。
  31. 如請求項30之相位修改光學，其中該雙彎曲包含一互補誤差函數("erfc")。
  32. 如請求項25之相位修改光學，其中該複數個段係大小相同。
  33. 如請求項25之相位修改光學，其中該複數個段之至少一者與該複數個段之其他段相比具有不同的大小。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4743553B2 (ja) * 2008-09-29 2011-08-10 京セラ株式会社 レンズユニット、撮像装置、および電子機器
US9354212B2 (en) * 2014-01-07 2016-05-31 Applied Materials Israel Ltd. Inspection having a segmented pupil
JP2017143092A (ja) 2016-02-08 2017-08-17 ソニー株式会社 ガラスインタポーザモジュール、撮像装置、および電子機器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4523809A (en) * 1983-08-04 1985-06-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method and apparatus for generating a structured light beam array
EP0403467A2 (en) * 1989-06-12 1990-12-19 Polaroid Corporation Anti-aliasing optical system
US5418546A (en) * 1991-08-20 1995-05-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Visual display system and exposure control apparatus
US5748371A (en) * 1995-02-03 1998-05-05 The Regents Of The University Of Colorado Extended depth of field optical systems
JPH11237656A (ja) * 1998-02-20 1999-08-31 Nitto Kogaku Kk カメラの光量制御装置
US20030122926A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-03 Olympus Optical Co., Ltd. Electronic endoscope system
WO2004090581A2 (en) * 2003-03-31 2004-10-21 Cdm Optics, Inc. Systems and methods for minimizing aberrating effects in imaging systems

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4300167A (en) * 1980-02-07 1981-11-10 Circon Corporation Automatic iris control system
JP2616297B2 (ja) * 1991-09-17 1997-06-04 三菱電機株式会社 露光制御装置
US5886798A (en) * 1995-08-21 1999-03-23 Landis & Gyr Technology Innovation Ag Information carriers with diffraction structures
CN101118317B (zh) * 2002-02-27 2010-11-03 Cdm光学有限公司 波前编码成像系统的优化图像处理

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4523809A (en) * 1983-08-04 1985-06-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method and apparatus for generating a structured light beam array
EP0403467A2 (en) * 1989-06-12 1990-12-19 Polaroid Corporation Anti-aliasing optical system
US5418546A (en) * 1991-08-20 1995-05-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Visual display system and exposure control apparatus
US5748371A (en) * 1995-02-03 1998-05-05 The Regents Of The University Of Colorado Extended depth of field optical systems
JPH11237656A (ja) * 1998-02-20 1999-08-31 Nitto Kogaku Kk カメラの光量制御装置
US20030122926A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-03 Olympus Optical Co., Ltd. Electronic endoscope system
WO2004090581A2 (en) * 2003-03-31 2004-10-21 Cdm Optics, Inc. Systems and methods for minimizing aberrating effects in imaging systems

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