(57)【要約】光学装置は、検出器を収容する本体と、回折格子と、前記検出器に前記回折格子により反射された光をフォーカシングするためのレンズとを有する。本体は窓を備え、窓は、光が回折格子に前記光学装置の外部から通ることを可能にするためのものである。回折格子は、好適な実施形態においては、線状撮像を得るように、可変ピッチを有する。レンズは低開口数のレンズを有し、検出器は、撮像レンズの光軸に対して９０°でない角度で位置合わせされている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器を収容する本体と、回折格子と、前記検出器に前記回折格子により反射された光をフォーカシングするためのレンズとを有する光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学装置であって、前記本体は窓を備え、前記窓は、光が前記回折格子に前記光学装置の外部から通ることを可能にする、光学装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学装置であって、前記回折格子は可変ピッチを有する、光学装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光学装置であって、前記回折格子の前記可変ピッチは線状撮像を得るようにデザインされている、光学装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学装置であって、前記回折格子の入射角と出射角の和は略９０°である、光学装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学装置であって、前記レンズは低開口数のレンズである、光学装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学装置であって、前記検出器は前記レンズの光軸に垂直でない角度で位置合わせされている、光学装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学装置であって、撮像されるオブジェクトと前記検出器との間に位置している１つ又はそれ以上の光学構成要素を更に有する光学装置であり、前記光学構成要素は１つの方向のみに光を変倍するためのものである、光学装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学装置であって、前記検出器により撮像される前記オブジェクトを照明するために電磁放射線源を更に有する、光学装置。
【請求項１０】
オブジェクトから光を受け入れる段階と、回折格子により前記光を反射させる段階と、レンズにより前記光をフォーカシングする段階と、検出器において得られたフォーカシング光を検出する段階と、を有する撮像方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記回折格子は可変ピッチを有する、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記回折格子の前記可変ピッチは線状撮像を得るようにデザインされている、方法。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の方法であって、前記回折格子の入射角と出射角の和は略９０°である、方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３の何れか一項に記載の方法であって、前記レンズは低開口数のレンズである、方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４の何れか一項に記載の方法であって、前記検出器は前記レンズの光軸に垂直でない角度で位置合わせされている、方法。
【請求項１６】
請求項１０乃至１５の何れか一項に記載の方法であって、前記オブジェクトと前記検出器との間に位置している１つ又はそれ以上の光学構成要素により１つの方向のみに光を変倍する段階を更に有する、方法。
【請求項１７】
請求項１０乃至１６の何れか一項に記載の方法であって、電磁放射線を用いて前記検出器により撮像されるオブジェクトを照明する段階を更に有する、方法。
【請求項１８】
オブジェクトを撮像するための光学装置であって、検出器を収容する本体であり、前記検出器の面は前記オブジェクトに対して略直角である、本体と、前記検出器に光をフォーカシングするための可変焦点レンズと、前記レンズの焦点を制御するための手段と、有する光学装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光学装置であって、前記本体は窓を備え、前記窓は、光が前記回折格子に前記光学装置の外部から通ることを可能にする、光学装置。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載の光学装置であって、前記オブジェクトから前記検出器への光路は反射を伴わない、光学装置。
【請求項２１】
請求項１８乃至２０の何れか一項に記載の光学装置であって、前記検出器により撮像される前記オブジェクトを照明するために電磁放射線源を更に有する、光学装置。
【請求項２２】
オブジェクトを撮像するための撮像方法であって、前記オブジェクトから光を受け入れる段階と、レンズにより前記光をフォーカシングする段階と、前記レンズの焦点を変えることにより前記オブジェクトを走査する段階と、検出器において得られたフォーカシング光を検出する段階と、を有する撮像方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の撮像方法であって、前記オブジェクトから前記検出器への光路は反射を伴わない、撮像方法。
【請求項２４】
請求項２２又は２３に記載の撮像方法であって、電磁放射線を用いて前記検出器により撮像されるオブジェクトを照明する段階を更に有する、撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オブジェクトを撮像する光学装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かなり広がった平面状オブジェクトのような大きいオブジェクトがＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ；例えば、ディジタルカメラで用いられる）のような検出器に対して撮像されるようになっている場合、限定された視野が与えられるために、このことは最小の構造物の高さを要求する。このことについては、従来技術の図１に示されている。そのような構成は、例えば、セキュリティパスを走査するための走査装置において用いられる。
【０００３】
図１に示されている構成の構造物の高さは、図２に示すように４５度のミラーを用いて減少されることが可能である。全体的な構造物の高さを減少させるように、光路は、単独の４５度ミラーを用いて折り曲げられている。これは、フラットベッドスキャナ及びオーバーヘッドプロジェクタのような装置で用いられる既知の構成である。しかしながら、達成される構造物の高さの減少は限定され、オブジェクトの大きさに匹敵する構造物の高さを結果的にもたらし、そのことは、多くのアプリケーションにおいてかなりの体積を要するものにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それ故、本発明の目的は、従来技術を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１特徴にしたがって、本体を有する光学装置が備えられる場合、本体は、検出器と、回折格子と、検出器に回折格子により反射される光をフォーカシングするためのレンズとを有する光学装置を備えている。
【０００６】
本発明の第２特徴にしたがって、オブジェクトから光を受信する段階と、回折格子により光を反射する段階と、レンズにより光をフォーカシングする段階と、検出器において結果的に得られるフォーカシングされた光を検出する段階とを有する撮像方法を備えている。
【０００７】
本発明の第３特徴にしたがって、本体であって、本体は検出器を収容し、検出器の面はオブジェクトに対して略垂直である、本体と、検出器に光をフォーカシングするための可変焦点レンズと、そのレンズの焦点を制御するための手段とを有する、オブジェクトを撮像するための光学装置を備えている。
【０００８】
本発明の第４特徴にしたがって、オブジェクトからの光を受け入れる段階と、レンズにより光をフォーカシングする段階と、レンズの焦点を変えることによりオブジェクトを走査する段階と、検出器において結果的に得られる光を検出する段階とを有するオブジェクトを撮像するための撮像方法を備えている。
【０００９】
本発明にしたがって、検出器と撮像されるオブジェクトとの間の大きい構造物の高さに対する要求なしに、比較的大きい平面状のオブジェクトを撮像することができる光学装置を備えることが可能である。第１の解決方法は、撮像システムの光路をコンパクトにするように、回折格子（好適には、可変ピッチを有する）を用いる平面状撮像を使用することである。第２の解決方法は、撮像されるオブジェクトを走査するように可変焦点レンズを用いることである。その結果、大きい視野を有する擬似平面状撮像システムが得られる。
【００１０】
好適には、本体は窓を備え、その窓は光学装置の外部から回折格子に光を通すことを可能にする。このことは、その光学装置が、スタンドアロンの状態で用いられることができる単独の自己収納型であることを可能にする。
【００１１】
有利であることに、その装置は、検出器により撮像されるオブジェクトを照明するための電磁放射線源を更に有する。電磁放射線は可視光であることが可能であり、又は、例えば、赤外光であることが可能である。後者は、例えば、不可視の赤外線感応パターンがセキュリティの特徴として銀行紙幣において存在する一部の認証システムで有用である。赤外線でオブジェクト（例えば、紙幣）を照射することにより、反射パターンが、検出装置と撮像されるオブジェクトとの間の大きい間隔を必要とすることなく、簡単且つ効率的に光学装置により検出されることが可能である。
【００１２】
本発明の第１実施形態に関連して、複数の有利な実施形態について、以下、詳述する。
【００１３】
理想的には、光学装置における回折格子は可変ピッチを有する。回折格子における可変ピッチは、回折格子のピッチが規則的である場合に、生じる歪みを補正するのに役立つ。回折格子のピッチがその回折格子の幅に亘って一定であるとき、回折格子により反射される画像は歪むようになり、この歪みは、可変ピッチを有する格子を用いることにより補正される。
【００１４】
好適には、回折格子の出射角度及び入射角度の和は略９０度である。擬似平面光学システムは、出射角及び入射角の和が略９０度である場合に達成される。
【００１５】
有利であることに、レンズは、低い開口数のレンズを有する。低い開口数（ＮＡ）のレンズを用いることにより。回折格子を用いるシステムで生じ得る光学的エラーの特定の種類の発生を低減することができる。コマ収差及び非点収差の発生は、低いＮＡのレンズを用いることにより低減される。
【００１６】
好適には、検出器は、レンズの光軸に対して垂直でない角度で位置合わせされる。検出器の傾きは、回折格子によりもたらされる更なるエラーを発生させ、そのことは、回折格子が可変ピッチではなく一定ピッチを有する場合に、特に明らかである。回折格子による撮像は光強度を加え（入射角及び出射角の関数として）。そのことは、レンズの光軸に対して垂直な面に対して傾いている画像をもたらす。レンズを通る光軸に対する検出器の傾きは、このエラーを補正する何れの処理を必要とすることなく、この撮像エラーを補正する。
【００１７】
理想的には、その光学装置は、撮像されるオブジェクトと検出器との間に位置しているシリンドリカルレンズのような１つ又はそれ以上の光学要素を更に有し、その光学要素は１つの（ｘ又はｙ）方向のみにおける光の大きさを変えるためのものである。標準的な回折格子は、ｘ及びｙ方向において異なる光の大きさを有する。その光学装置において１つ又はそれ以上の光学要素を用いることにより、このような大きさの差を補正することができる。
【００１８】
本発明の実施形態について、以下、添付図に関連付けて、単に例示として詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１及び２に示す２つの従来技術の装置については、従来技術の説明において上で説明している。事実上、それらの装置は、検出器３にレンズ２を介して比較的大きい平面上のオブジェクト１を撮像する問題に対する２つの代替の解決方法を示している。図１の例においては、オブジェクト１は検出器３に対して直接、撮像され、そのことは、多くの状態において扱い難く、実際的でない光学装置をもたらす。図２は、装置の全体的な大きさを小さくするように光路を折り曲げるために４５度ミラー４を用いる、改善された装置を示している。しかしながら、図２の装置は、撮像されるために必要な大きい平面状オブジェクトの多くの種類に対して不必要に体積を必要とする大きさを尚も有する。
【００２０】
図３は、本体１２を有する光学装置１０を示している。本体１２は検出器１４と、回折格子１６と、検出器１４に回折格子１６により反射された光をフォーカシングするためのレンズ１８とを収容する。光学装置１０の本体１２は窓２０を備えている。窓２０は、光学装置１０の外部のオブジェクト２２から回折格子１６に光が通ることを可能にするためのものである。光学装置１０は、比較的平面状である銀行紙幣又はセキュリティパスのようなオブジェクト２２の画像を捕捉するためのものである。
【００２１】
回折格子は、多くの異なる方法で製造されることが可能であり、１つの一般的な方法は、薄いガラスシートに複数の線を形成するようになっている。回折格子のピッチは形成された線の間の間隔である。光学装置１０において用いられる回折格子１６は不規則な（可変）ピッチを有し、そのことについては下で詳細に説明されている。
【００２２】
回折格子１６のかすめ出射角を用いて、その光学システムは９０°で折り曲げられ、格子線に対して垂直な方向における領域はかなり減少される（歪像（ａｎａｍｏｒｐｈｉｃ）変倍）。図３から理解できるように、対物レンズ２２からの光についての経路を表す、対物レンズ１８からオブジェクト２２へ進むラインから、回折格子１６はミラーと同じ方式で光を反射しない。ミラーについては、入射角及び反射角は等しい一方、回折格子については、入射角及び反射角は等しくない。
【００２３】
光学装置１０の構造は、オブジェクト２２が、大きい構造物の高さを必要とすることなく、検出器１４において正確に撮像されることを可能にする。
【００２４】
図３の光学装置の短所は、単独の波長に対して光学システム１０の動作を制限する回折格子１６の角度分散である。その装置１０は、例えば、紙幣におけるＩＲ透かしを有効にする赤外線セキュリティ撮像システムにおいて用いられることが可能である。ここでは、単色のみが用いられ（赤外線ＬＥＤで示されている）、撮像品質は問題ではない。更に、小さい構造物の高さは、提供される光学システムが非常に適切であるようにするスーパーマーケットのキャッシュレジスタにおいて用いられるときに重要である。
【００２５】
光学装置１０において回折格子１６を用いることにより、１つの方向においてその光学システムの視野を有効に減少させるオブジェクト２２の歪像変倍を得ることができる。回折格子における入射角及び出射角の和を９０度にすることにより、光学システム１０は擬似平面を生成する。歪像変倍は格子角αにより決定される。図４は、矩形のオブジェクト２２が矩形状画像２３として検出器１４に撮像される歪像変倍の効果を示している。回折格子１６は、オブジェクト２２からの光を反射するとき、ｘ及びｙ方向（ｙ方向は回折格子の溝に対して垂直である）において異なる変倍を与える。
【００２６】
図５は、これが補正される方式を示し、その方式は、ｘ方向において画像２３を圧縮するように格子１６から検出器１４のシリンドリカル光学系２４への光路を有するようになっている。その光学系２４は格子１６に適合される必要があり、適切に適合されているとき、検出器１４により受け入れられる画像２３は、オリジナルのオブジェクト２２と同じｘ／ｙ比を有する。光学系２４は、１つの方向に画像を伸長するか又は他の方向に圧縮するかの２つの方法のどちらかにおいて用いられることが可能である。
【００２７】
上記のように、回折格子１６は、好適な実施形態においては、可変ピッチを有する。しかしながら、光学装置１０で用いられる回折格子が一定ピッチを有する場合、検出器１４により検知されるとき、オブジェクト２２は歪む。溝方向に対して垂直方向の画像の歪みは格子の撮像に本来備わっているものである。検出器が画像を受け入れるときの画像２３の例を図６に示している。図６のオブジェクト２２に示されている線のグリッドは、一定ピッチを有する回折格子が用いられるときに生じる歪みを明確に示すように、例示目的であることが理解できる。
【００２８】
図７は、光学装置１０の好適な実施形態が用いられるときにどのように画像が見えるかを示すものであり、その実施形態において、装置１０における回折格子１６は可変ピッチを有する。検出器１４により受け入れられる画像２３はもはや、歪んでいず、（シリンドリカル光学系２４が存在する場合）歪像変倍が存在するが、ｘ方向及びｙ方向における異なる変倍は一定であり、即ち、何れの画像歪みを伴わない。回折格子１６のピッチを調節することについては、図１２を参照して、下で詳しく説明する。
【００２９】
図８は、シリンドリカル光学系が装置１０内に存在し、回折格子１６が可変ピッチを有するときに、検出器１４により受け入れられることを示している。画像２３は、ここでは、回折格子を用いることによりもたされる光学的エラーの補正を伴う、オリジナルのオブジェクト２２のスケール表現である。オブジェクト２２及び画像２３のｘ／ｙ比は同じであり、検出器１４により受け入れられるとき、画像２３に亘って歪みは存在しない。
【００３０】
回折格子１６がもたらす更なるエラーは、一旦、光が反射されると、オブジェクト２２の明らかな傾きである。このエラーは、回折格子１６が一定ピッチを有する場合に特に明らかである。このデフォーカスは格子撮像に本来備わっているものであり、そのデフォーカスは、格子表面における入射角に依存する。このエラーは、等しい量、検出器１４を同じように傾けることにより克服される。
【００３１】
このエラーの補正の一方法については、図９に示され、図９は、画像２３の傾きに適合する検出器１４の傾きを示している。検出器１４により受け入れられる画像２３に関して、一旦、検出器１４が傾けられると、画像のデフォーカスは現れない。ここでの説明においては、図４乃至８を参照するに、検出器１４が傾けられることを前提としている（例えば、図５に示すように）。図１３は、詳細に、一定ピッチを有する回折格子１６によりもたらされる傾きを示している。オブジェクト２２からの光の３つの別個の光線（三角形、正方形及び上下が逆の三角形で印付けられている）が、格子１６により反射され、レンズ１８によりフォーカシングされる。線１００から理解できるように、線１００は反射光線の焦点で共に収束し、オブジェクト２２の画像はレンズ１８の光軸に対して傾いている。その傾きを補正するように、検出器は、線１００において位置付けられる。
【００３２】
格子１６が可変ピッチを有する場合、検出器１４を傾けるのではなく、フィールドフラットナーの形の付加光学系がデフォーカスによりもたらされるエラーを補償する。図１４は、可変ピッチを有する回折格子１６がオブジェクト２２からの光の反射において有する効果を示している。図１３に示すように、オブジェクト２２からの光の３つの別個の光線（三角形、正方形及び上下が逆の三角形で印付けられている）は、格子１６により反射され、レンズ１８によりフォーカシングされる。それらの３つの光線は、左側の平面図及び側面図、中央の平面図及び側面図並びに右側の平面図及び側面図にそれぞれ、示されている。それらの光線の反射の特定点における格子１６のピッチはそれぞれ、１．３ｌｉｎｅｓ／μｍ、０．５６ｌｉｎｅｓ／μｍ及び０．４ｌｉｎｅｓ／μｍである。線１１０によって理解できるように、反射光線の焦点において収束する線は曲がり、一部の光学的調節が、それらの反射光線に対して必要である。これは、検出器により受け入れられる面に対する焦点１１０の線を有効に平坦化するように、格子１６と検出器との間に位置付けられるフィールドフラットナーにより与えられることが可能である。
【００３３】
上記のように、好適な実施形態の光学装置における回折格子１６は可変ピッチを有する。この可変ピッチが検出器１４により受け入れられるときに画像２３における歪みを補正するように、この可変ピッチは、光学装置１０の物理構造、特に、レンズ１８に対する回折格子１６の角度、撮像されるオブジェクト２２の大きさ、並びにオブジェクト２２から格子１６までの距離及び格子１６から撮像レンズ１８までの距離に対して調節される必要がある。
【００３４】
図１０は、ｐ／λ（ｐ／λは無次元のパラメータである）とδとの間の関係を示し、ここで、ｐは回折格子のピッチであり、λは検出器１４により撮像される光の波長であり、δはラジアンで測定される視野角である。グラフにおいて、各々の角度δは、格子表面に沿った測定の位置Ｐδに対応している。図１２をまた、参照されたい。光学装置１０がデザインされているとき、波長λは既知であり、位置Ｐδにおけるピッチは角度δの関数として演算されることが可能であり、ここで、δは−δＦＯＶ乃至＋δＦＯＶの範囲内にあり、δＦＯＶは対物レンズにおける視野である。
【００３５】
図１１は、平面の大きさ約６０ｍｍのオブジェクト２２を撮像するための光学装置１０の物理構造の一実施例を示している。回折格子１６は、水平方向に対して２５°の角度で有利に位置付けられ、オブジェクト２２は、光学装置１０について比較的小さい構造物の高さで撮像されることが可能である。図１０のグラフは、図１１の光学装置１０の物理構造についての可変ピッチを示している。
【００３６】
可変ピッチの演算については、図１２に詳細に示されていて、その演算は、可変ピッチを有する回折格子１６を用いることにより標準的な格子からもたらされる画像歪みの克服を結果的に得る。そのピッチｐは、撮像が線状であるように調節される。格子のピッチが視野δ関数として一定であるとき、検出器１４におけるオブジェクト２２の画像は、回折格子１６の非線状撮像特性のために、歪みを現し、検出器１４における対応する位置（即ち、視野角δ）により導き出されるオブジェクト２２に沿った位置は視野角δに依存する。この歪みは、オブジェクト２２における各々の点が検出器１４における適切な位置に撮像されるように、可変格子ピッチを用いることにより補償されることが可能である。この問題に対する代替の解決方法はまた、画像処理によりソフトウェアに備えられることが可能である。
【００３７】
可変ピッチについての演算については、下で示されている。その演算において、Ｄは光軸に沿った物レンズから格子までの距離であり、Ｃは光軸に沿った対物レンズからオブジェクトの中心までの距離であり、Ｌはオブジェクトの長さであり、δは光軸に対する入射主ビームの角度であり、δＦＯＶは、δ＝−δＦＯＶ．．．＋δＦＯＶについての値の範囲をもたらす（オブジェクトの左又は右部分からの）最も外側の入力主光線の角度であり、αは、光軸に対する格子の角度であり、そしてｈはオブジェクトから光軸までの（鉛直方向の）距離（負の数）である。
【００３８】
実施例として、それらの演算は、上記の図１１に示されている光学装置、Ｄ＝１２５ｍｍ、Ｃ＝１２２ｍｍ、Ｌ＝６０ｍｍ、δＦＯＶ＝４°、α＝２５°、ｈ＝２０ｍｍ及びλ＝６５６ｎｍについて行われる。
【００３９】
視野光線角δの関数としての格子ｐの実際の演算（一般式における）は次のようになる。
【００４０】
Ｐｘ（δ）＝Ｄ・ｔａｎ（α）／（ｔａｎ（α）＋ｔａｎ（δ））
Ｐｙ（δ）＝Ｄ・ｔａｎ（α）・ｔａｎ（δ）／（ｔａｎ（α）＋ｔａｎ（δ））
Ｑｘ（δ）＝Ｃ−（１／２）Ｌδ／δＤＯＦ
Ｑｙ（δ）＝ｈ  （ｈ＜０）
βｉ（δ）＝ａｒｃｔａｎ［（Ｐｘ−Ｑｘ）／（Ｐｙ−Ｑｙ）］
βｕ（δ）＝ａｒｃｔａｎ［Ｐｙ／Ｐｘ］
ｉ（δ）＝α−βｉ
ｕ（δ）＝π／２−α−βｕ
ｐ（δ）＝λ／｜ｓｉｎ（ｕ（δ））−ｓｉｎ（ｉ（δ））｜
撮像構成要素として回折格子１６を用いる更なる影響は、システムに主な収差としてコマ収差及び非点収差をもたらすことである。それらの収差は、十分に小さいＮＡの対物レンズ１８を用いることによりかなりの量を低減されることが可能であることである。このことは図１５に示されていて、図１５は、検出器１５により受け入れられた画像について異なる開口の大きさの影響を示している。図から理解できるように、レンズ１８が小さい開口を有するとき、コマ収差及び非点収差の発生は低減される。
【００４１】
図１６及び１７は、平面状撮像が大きい被写界深度を用いて得られる光学装置１６の第２実施形態を示している。これが得られる一方法は、大きい焦点深度を実現するための電気湿潤レンズのような可変焦点レンズシステムを用いる装置１０についてのものである。これについては、図１７に示されている。図１７の光学装置の原理は、そのレンズシステムの特定の焦点位置において、検出器１４における画像はその光学システムのオブジェクト面におけるオブジェクトについて最適に鮮鋭である（即ち、焦点にある）ことである。
【００４２】
可変焦点システムの焦点の設定を変えるとき、異なるオブジェクト面が選択され、このオブジェクト面に存在するオブジェクトのみが鮮鋭に撮像される。焦点にあるそれらの画像のみがシステムにより読み出され、メモリに記憶される（図１７に示されているコラムデータとして）。各々の可変焦点設定について、新しい画像コラムデータが取り出される。
【００４３】
光学装置１０は、可変焦点レンズ４０の焦点深度を制御するための手段４２を有する。その手段４２は、電気湿潤レンズ４０に亘って電場を生成するように電源と電極とを有する。このレンズ４０は、その電場に亘る電場の強度に応じて焦点を変化させる。図１７の光学装置１０は、可変焦点システムの焦点設定を変調し、対応する（焦点における）画像コラムデータを記録することにより機能する。コラムデータの画像再構成は完全なピクチャに繋がり、広い被写界深度に亘って（焦点において）鮮鋭である。実際には、その手段４２及びレンズ４０は、全体的なオブジェクト２２に対して焦点の画像データを得るように、オブジェクト２２の走査を実行する。
【００４４】
特定の可変焦点設定ＶＶＦについて、画像のある部分（この撮像の幾何学的構成においては、線）は、検出器１４に（即ち、焦点において）鮮鋭に撮像される。この画像データ（オブジェクト２２のコラム）はメモリにＩｍ［ＸＶＦ，Ｙ］として記憶され、ここで、ＸＶＦは記憶されている画像のコラム数に対応し、Ｙは１からその画像を有する行の全数まで実行される整数である。
【００４５】
可変焦点設定が（迅速に）調節されるとき、オブジェクト２２の異なる列が撮像されて記憶される。最終的な画像再構成は、その場合、透視歪みのためにある付加的な再走査が行われる焦点の必要な全深度に亘って、完全な拡張オブジェクトの鮮鋭な画像に繋がる。
【００４６】
構造物の高さを減少されるための他の撮像方法について、図１６に示す。検出器１４に対して撮像される平面状オブジェクト２２はかすめ角において撮像される。即ち、オブジェクト面に垂直な方向とセンサ／対物光学系の光軸との間の角度は略９０°である。このかすめ角の結果、大きい焦点深度が必要であり、そのことは、一般に、標準的なカメラレンズを用いる場合、可能でない。十分な深度が必要であるように、レンズ系の開口（絞り）を小さくすることが必要であるが、このことはまた、システムの光スループットを減少させる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来技術の光学装置の模式図である。
【図２】異なる従来技術の光学装置の模式図である。
【図３】光学装置の第１実施形態の模式図である。
【図４】オブジェクトの歪像変倍の効果を示す図である。
【図５】歪像変倍を補正するようにシリンドリカル光学系を有する図３の光学装置の模式図である。
【図６】回折格子を用いる撮像によるオブジェクトへの画像歪みの影響を示す図である。
【図７】図６に類似する図であって、画像歪の補正を示す図である。
【図８】画像歪みの補正及び歪像変倍を示す図７に類似する図である。
【図９】撮像レンズの光学レンズに対する画像面の傾きを示す図３の光学装置の更なる模式図である。
【図１０】格子ピッチ、光の波長及び光学装置の特定の幾何学的構成についての格子からの出射角間の関係を示すグラフである。
【図１１】図３の光学装置の更なる模式図である（図１０はこの幾何学的構成についての可変格子ピッチを示している）。
【図１２】図３の光学装置の回折格子の模式図である。
【図１３】レンズの光軸に対する画像面の傾きを示す模式図である。
【図１４】可変ピッチ格子の場合に、回折格子による反射を示す図３の光学装置の一連の平面図及び側面図である。
【図１５】４つのそれぞれの開口の大きさについて、図３の光学装置により生成される４つの異なる画像スポットの大きさを示す模式図である。
【図１６】光学装置の第２実施形態の模式図である。
【図１７】図１６の光学装置の適用を示す模式図である。
【図１】
2008538010.tif 000003
【図２】
2008538010.tif 000004
【図３】
2008538010.tif 000005
【図４】
2008538010.tif 000006
【図５】
2008538010.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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