[发明专利]成像光学系统、成像设备

说明书

技术领域

本技术涉及一种被配置为形成图像以检测图像的图像拾取光学系统，以及采用该图像拾取光学系统的图像拾取设备。

背景技术

不仅用于可见光范围，而且用于红外线频率范围或太赫兹频率范围的图像拾取光学系统已经被开发，作为被配置为检测图像的图像拾取光学系统。

例如，红外线图像拾取光学系统使用来自诸如人或动物等物体的热量，即远红外线(8μm到12μm的波长)，并且红外线图像拾取光学系统被用于在暗处拾取图像、观察温度分布等。

而且，用于太赫兹波(波长为30μm到3mm：100GHz到10THz)的图像拾取光学系统被用于所谓的非破坏性检查，例如，机场设施的安全检查。

专利文献1：日本专利申请公开号2010-526318

专利文献2：日本专利申请公开号2011-82324

专利文献3：日本专利申请公开号2010-527565

专利文献4：日本专利申请公开号2008-507733

发明内容

本发明要解决的问题

在此处，被配置为拾取红外线图像或太赫兹波图像的上述图像拾取光学系统应该是高分辨率，以便拾取清晰的图像。

人们期望减少各种光学像差，以使分辨率高。

然而，从红外线波长范围和太赫兹波波长范围的透射率等的角度来看，可使用的透镜材料很少，并且加工这些透镜材料困难，这都有问题。

例如，锗等作为具有比较高的红外线透射率的材料是公知的。然而，具有高红外线透射率的那些透镜材料的硬度比较高，并且难以加工那些透镜材料。

例如，由于需要很长的时间来加工，所以难以降低成本。尤其地，如果加工(抛光)成非球面形状以校正像差，那么必须使用精密设备并且长时间进行加工，这就造成不可避免的高成本。

鉴于上述问题，提出了本技术。本技术的一个目标在于，降低图像拾取光学系统的成本，其形成图像以(尤其)拾取红外线图像或太赫兹波图像，并且同时防止图像形成性能减小。

解决问题的方案

根据本技术，图像拾取光学系统被构造如下以解决上述问题。

换言之，根据本技术的图像拾取光学系统包括第一透镜，其设置在孔径光阑附近，并且被配置为校正像差。

图像拾取光学系统进一步包括第二透镜，其布置在第一透镜与图像传感器之间，并且被配置为收集光。

而且，第一透镜是梯度折射率透镜。

而且，根据本技术，图像拾取设备被构造如下。

换言之，根据本技术的图像拾取设备包括本技术的图像拾取光学系统；图像检测器，被配置为检测由图像拾取光学系统形成的图像；以及图像信号获得单元，被配置为基于来自图像检测器的检测信号获得成像信号。

在此处，梯度折射率透镜的设计自由度比具有恒定的折射率的透镜的设计自由度更高，因此，梯度折射率透镜具有高的潜力作为透镜的器件。根据采用这种梯度折射率透镜的本技术，能够校正像差，而不进行昂贵的加工，例如，抛光(研磨)。换言之，因此，可降低成本，并且同时不降低图像形成性能。

发明的效果

根据本技术，被配置为形成图像以拾取图像的图像拾取光学系统，即，具体而言，红外线或太赫兹波图像拾取光学系统的成本可降低，并且同时不降低图像形成性能。

附图说明

图1为示出实施方式的图像拾取设备的内部结构的方框图。

图2为示出该实施方式的图像拾取光学系统的结构的概要的示意图。

图3为示出为校正球面像差而制备的在半径方向上的折射率分布图案的一个实例的示意图。

图4均示出了超材料的单位晶格的结构的一个实例。

图5为示出超材料的结构的示意图。

图6为示出将折射率分布提供给超材料透镜的方法的示意图。

图7为示出在十字形导体的十字形臂部(cross-shaped arms)的长度改变时折射率的测量结果的示意图。

图8为示出实施例1的图像拾取光学系统的结构的示意图。

图9为示出实施例1的第一透镜的折射率分布在半径方向上的二阶微分的示意图。

图10为示出实施例1的图像拾取光学系统在各个图像高度(0.0mm、1.5mm以及3.5mm)的分辨率性能(MTF)的示意图。

图11为示出实施例2的图像拾取光学系统的结构的示意图。

图12为示出实施例2的第一透镜的折射率分布在半径方向上的二阶微分的示意图。