JP2016510910A - 高解像度レンズなし光学検知の奇対称を有する位相格子 - Google Patents
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Abstract
Description
平坦フーリエ捕捉アレイ(PFCA:planar Fourier capture array)は、角度高感度ピクセルアレイを利用して、ミラー、レンズ、焦点距離、又は可動部の必要性をなくした画像検知装置である。ピクセルアレイは、標準の集積回路製造プロセスを使用して製作することができる。これらの利点の結果として、PFCAは、最小のフォーカスカメラよりもはるかに小型且つ安価にすることができる。
図1Aは、奇対称格子105が光検出器アレイ110に重ねられた検知装置100の断面図である。格子105のフィーチャは、対称となる波長帯内の入射光の波長の影響を略受けず、また、格子105と光検出器アレイ110との間の製造距離の影響も略受けない。格子105は、アレイ110によって捕捉される干渉パターンを生成する。次に、写真及び他の画像情報をパターンから抽出することができる。したがって、画像は、レンズなしで捕捉することができ、カメラは、レンズ及び光線光学結像に頼るカメラよりも小型にすることができる。
Claims (20)
- 検知装置であって、
光検出器アレイと、
前記光検出器アレイを覆い、横断面を画定する透過位相格子であって、前記位相格子は、前記横断面に配置される奇対称の複数の境界を含み、各境界は、その境界の各側にそれぞれ配置される奇対称の隣接する第1及び第2のフィーチャによって画定されて、その境界の下にある前記光検出器アレイ上の位置において、前記格子に入射しかつ前記格子の前記横断面に直交する対象の波長帯内の光について、前記隣接する第1及び第2のフィーチャを透過する前記光について互いに対して半波長シフトを誘導する、透過位相格子と、
を含む、検知装置。 - 前記第1のフィーチャ及び第2のフィーチャのそれぞれは、
前記境界に隣接する第1のセグメントであって、前記境界に直交する寸法において第1の幅の第1のセグメントと、
前記第1のセグメントに隣接し、前記境界に関して逆側の第2のセグメントであって、前記寸法において、前記第1の幅と異なる第2の幅の第2のセグメントと、
を含む、請求項1に記載の装置。 - 前記第1のフィーチャの前記第1のセグメント及び前記第2のフィーチャの前記第2のセグメントは、前記第1のフィーチャの前記第2のセグメント及び前記第2のフィーチャの前記第1のセグメントに相対して、前記対象となる波長帯内で、波長の整数倍に波長の1/2を加えた遅延を誘導する、請求項2に記載の装置。
- 前記位相格子の厚さは、前記第1のフィーチャの前記第2のセグメント及び前記第2のフィーチャの前記第1のセグメントと比較して、前記第1のフィーチャの前記第1のセグメント及び前記第2のフィーチャの前記第2のセグメントでより厚い、請求項3に記載の装置。
- 前記第1の幅及び前記第2の幅のうちの少なくとも一方は、奇対称の前記境界に沿って変化する、請求項3に記載の装置。
- 前記境界のそれぞれは、螺旋パターンの中心から離れる方向に延び、前記境界のそれぞれに関連付けられた前記第1のフィーチャ及び対になった第2のフィーチャは、赤色波長よりも青色波長を優先して、前記螺旋パターンの前記中心付近の前記光検出器に結像し、青色波長よりも赤色波長を優先して、前記中心から比較的離れた前記光検出器に結像する、請求項1に記載の検知装置。
- 前記奇対称の境界は不連続である、請求項1に記載の検知装置。
- 前記奇対称の境界は、前記横断面に直交する視点から対称二次元形状に構成される、請求項1に記載の検知装置。
- 前記形状は、前記横断面に直交する前記視点から左右相称に対称である、請求項8に記載の検知装置。
- 撮像装置であって、
光素子のアレイであって、前記アレイに入射し、対象となる波長帯内に平均波長を有する光線セットを伝達するように動作可能な光素子のアレイと、
前記光素子のアレイに対向して横断面を画定する透過位相格子と、
を含み、
前記透過位相格子は、前記アレイから離間され、
前記横断面において各境界に沿って延びる第1の位相格子フィーチャであって、第1の位相格子フィーチャはそれぞれ、前記境界に隣接し、前記境界に直交し、前記平面内の寸法において第1の幅の第1のセグメントと、前記第1のセグメントに隣接し、前記境界に対向し、前記寸法において前記第1の幅と異なる第2の幅の第2のセグメントとを含む、第1の位相格子フィーチャと、
前記第1の位相格子フィーチャに対向する前記境界に沿って延びる第2の位相格子フィーチャであって、各第2の位相格子フィーチャは、前記境界に隣接し、前記境界に直交し、前記平面内の前記寸法において前記第1の幅の第3のセグメントと、前記第3のセグメントに隣接し、前記境界に対向し、前記寸法において前記第2の幅の前記第2のセグメント、第4のセグメントとを含む、第2の位相格子フィーチャと、
を含む、装置。 - 前記第1の位相格子フィーチャの前記第1のセグメント及び前記第2の位相格子フィーチャの前記第4のセグメントは、前記第1の位相格子フィーチャの前記第2のセグメント及び前記第2の位相格子フィーチャの前記第3のセグメントと相対して、前記波長の整数倍に前記波長の1/2を加えた遅延を誘導する、請求項10に記載の装置。
- 前記位相格子の厚さは、前記第1のフィーチャの前記第2のセグメント及び前記第2のフィーチャの前記第3のセグメントと比較して、前記第1のフィーチャの前記第1のセグメント及び前記第2のフィーチャの前記第4のセグメントにおいてより厚い、請求項11に記載の装置。
- 前記第1の幅及び前記第2の幅のうちの少なくとも一方は、前記境界に沿って変化する、請求項10に記載の装置。
- 前記境界のそれぞれは、横断面において螺旋パターンの中心から離れる方向に延び、関連付けられた前記第1のフィーチャ及び対になった前記第2のフィーチャは、赤色波長よりも青色波長を優先して、前記螺旋パターンの前記中心付近の前記光検出器に結像し、青色波長よりも赤色波長を優先して、前記中心から比較的離れた前記光検出器に結像する、請求項10に記載の装置。
- 前記境界は不連続である、請求項10に記載の装置。
- 前記境界は、前記横断面に直交する視点から、対称二次元形状に構成される、請求項10に記載の装置。
- 前記形状は、前記視点から中心対称性である、請求項16に記載の装置。
- 前記光素子は光エミッタである、請求項10に記載の装置。
- 前記第1の位相格子フィーチャ及び対応する前記第2の位相格子フィーチャはそれぞれ、奇対称を有するものとして前記境界を画定する、請求項10に記載の装置。
- 前記境界は、前記アレイに弱め合う干渉及び強め合う干渉パターンを生成するように、前記横断面への光入射を誘導する、請求項10に記載の装置。
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