Оптический фокус: Фокус оптической системы | это… Что такое Фокус оптической системы? — Главная

Содержание

Фокус (оптический) — frwiki.wiki

Для одноименных статей см. Фойе .

В оптике, А фокусная точка является точкой, к которой световые лучи, исходящие из точки сходится после прохождения через оптическую систему. Его название происходит от расширения математического значения . Этот термин согласуется с его этимологией, поскольку можно зажечь огонь, используя собирающую линзу, концентрируя солнечные лучи в одной точке: очаге (техника, используемая согласно легенде Архимеда ). Концепция фокуса требует наличия стигматической системы (по крайней мере, приблизительно или в приближении Гаусса ). В самом деле, в противоположном случае лучи, исходящие из одной и той же точки, не обязательно сходятся к одной точке после оптической системы.

Резюме

1 Основные фокусы
2 вторичных очага
3 Особые случаи
- 3.1 Зеркала
- 3.2 Линзы
4 Статьи по теме
5 Примечания и ссылки

Основные фокусы

В геометрической оптике, в случае центрированной системы (то есть имеющей ось симметрии вращения), есть два основных фокуса, называемых фокусом объекта (или фокусом основного объекта) и фокусом изображения (или изображением основного фокуса).

Положение этих очагов можно определить с помощью нескольких методов, называемых методами фокометрии, частью которых является самооценка .

Основной объект фокус отметила является точкой объекта, образ которого находится в бесконечности на главной оптической оси.F{\ displaystyle F}

В сходящейся оптической системе падающие световые лучи выходят из нее параллельно главной оптической оси. Для расходящейся системы лучи, падающие в направлении, выходят параллельно главной оптической оси. Фокус объекта реален, если он находится перед входной гранью оптической системы; он виртуальный, если он будет найден позже.F{\ displaystyle F}F{\ displaystyle F}

Основной фокус изображения является изображением точки объекта, расположенной на бесконечности на главной оптической оси. F′{\ displaystyle F ‘}

Падающие лучи, параллельные оптической оси, выходят, проходя через сходящуюся оптическую систему и, казалось бы, исходящими из расходящейся системы. Фокус изображения реален, если он расположен после выходной грани оптической системы; он виртуальный, если он был найден раньше.F′{\ displaystyle F ‘}F′{\ displaystyle F ‘}

В случаях, когда оптическая система не центрирована, но имеет другие симметрии ( астигматические линзы, цилиндрические линзы), можно определить несколько фокусных расстояний в соответствии с исследуемой осью.

Афокальная система является стигматической системой, которая не имеет объект или изображения фокусов. Поскольку система является стигматической, это означает, что лучи, входящие в систему параллельно друг другу, также выходят параллельно друг другу. Мы также можем считать, что тогда речь идет о системе, фокусы которой были отвергнуты до бесконечности.

Вторичные вспышки

Мы называем вторичными фокусами (в противоположность основным фокусам) фокусы изображения или объекты, соединенные пучками световых лучей, параллельными друг другу, но не параллельными оптической оси.

Все фокальные точки вторичного изображения (соответственно объекты) содержатся в фокальной плоскости

изображения (соответственно объект), которая соответствует плоскости, перпендикулярной оптической оси и проходящей через фокальную точку изображения (соответственно объект).

Особые случаи

Зеркала

В соответствии с принципом обратного отражения света особенность зеркал состоит в том, что их изображение и объектные фокусы смешиваются. То же верно для всех центрированных оптических систем с нечетным числом зеркал. Поэтому в дальнейшем мы будем говорить о «фокусе» в целом, а не о «фокусе основного объекта или изображения».

Плоские зеркала : плоское зеркало можно рассматривать как афокальную систему или как систему, фокусные точки которой отбрасывались до бесконечности. Действительно, лучи, приходящие на зеркало параллельно, выходят параллельно друг другу.
Сферические зеркала: сферические зеркала имеют фокус посередине между центром (геометрический центр сферической крышки, образующей зеркало) и верхней частью зеркала (пересечение зеркала с оптической осью). Если зеркало вогнутое, фокус настоящий; Если зеркало выпуклое, фокус виртуальный.
Параболические зеркала: фокус параболического зеркала совпадает с фокусом параболы в ее математическом определении. Параболические зеркала — это строго стигматические системы для основного фокуса.

Чечевица

Конвергентные линзы : у собирающей линзы фокус изображения находится после линзы, а фокус объекта — перед линзой. Два очага реальны.
Дивергентные линзы : у расходящейся линзы фокус изображения перед линзой, а фокус объекта — после линзы. Два дома виртуальные.

Статьи по Теме

Каустик
Фокусное расстояние
Кардинальная точка

Примечания и ссылки

↑ ^{а и б} Агнес Морель, Геометрическая оптика: конечно, Париж, Белин,2002 г., 217
с. ( ISBN 2-7011-3035-2 ), стр. 92.
↑ ^и^б Мишель Генри, « Геометрическая оптика », инженерные методы, п ^о A190,девятнадцать восемьдесят один, стр. 7 ( читать онлайн ).
↑ ^{a и b}Жером Перес и Винсент Ренвуазе, Physics MPSI-PSI-PTSI: Полный курс и исправленные упражнения, Программа 2013 г., Pearson Education France,2013, 828 с. ( ISBN 978-2-7440-7653-4 и 2-7440-7653-8, читать онлайн )

.
↑ ^{a и b}Бернар Балланд, Геометрическая оптика: образы и инструменты, Лозанна, Политехнические прессы и романские университеты,2007 г., 860 с. ( ISBN 978-2-88074-689-6, читать онлайн ), стр. 251.

Фотография
Фотография и общество	История фотографии · Устройство исторической фотографии · Фотографическая техника · Съемка · Фотограф ( Список фотографов ) · Обработка фотоизображений · Фотостудия · Фотографическое агентство · Индустрия цифровой фотографии · Фотоальбомы
Фотографический материал	Darkroom · Камера · Оптическую линза · Конструкция объектива · Цель · макрообъектив, зум, широкоугольный, большой фокусное расстояние, рыбий глаз · Штатив · Фокусное расстояние эквивалентно 35 мм · Мембранных · Фильтров · хроматической аберрация · аберрация геометрических
Фотопленка	Negative Film · Скрытое изображение · фотографическое Формат фильма : Маленькие, средние и большие форматы · Черный и белый · Цвет · Скорость ISO · Цветовая температура, баланс белого · Фото серебро · Цифровая фотография · Зернистость · Фотографические отпечатки · Процесс Fresson · Нарисуйте контакт
Фокус	Фокус · Угол обзора · Угол · Камин · Круг замешательства · Автофокус · Глубина резкости · Панорамный фокус · Открытие · Подсветка · Искажение · Виньетка · Объектив для наклона и смещения · Кольцо-удлинение
Экспозиция	Экспонометр · Индекс экспозиции · Время экспозиции · Система зон · Дрожание камеры · Стабилизация изображения · Фильтр нейтральной плотности · Вспышка · Эффект красных глаз
Фотографический жанр	Документальная фотография · Фотография Социальная · Фотожурналистика · Портрет · Мода · Визуальная фотография · Обнаженная натура · Фотография животных · Пейзажи · Натюрморт · Архитектурная фотография · Фотографии произведений искусства · Фотомонтаж
Конкретные техники	Астрофотография · Спутниковые снимки · Фото Quick · Аэрофотосъемка · Подводная съемка · Macro · proxiphotographie · Панорамная фотография · Пятно · Фото интерференция · Легкая живопись · Фокус укладки · изображений High Dynamic Range

<img src=»//fr.

wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>

Стационарный оптический расходомер FOCUS® PROBE PHOTON CONTROL

Получить КП

Поставляемый нашей компанией оптический электронный расходомер Focus^® Probe специально разработан для измерения расхода газа с сильно изменяющейся скоростью потока в трубах различных диаметров.

На погрешность измерения Focus Probe слабо влияет состав газа и загрязнение измерительных элементов. Данный расходомер измеряет расхода газа при помощи лазерных лучей, определяющих скорость микроскопических частиц, обычно присутствующих в газе.

Одно из основных применений расходомера Focus^® Probe – измерение расхода факельных и попутных газов.

Датчик расхода газа Focus Probe внесен в государственный реестр средств измерения, имеет сертификат взрывобезопасности и разрешение Ростехнадзора на применение.

Есть и портативный вариант данного расходомера.

Отличительные особенности расходомера газа FOCUS^® PROBE:

Простота установки расходомера
Отсутствуют движущиеся части
Высокий динамический диапазон (1500:1)
Повторяющиеся измерения на протяжении всей жизни этого датчика расхода
Высокая точность измерения
Минимальное сопротивление потоку и небольшое падение давления
Отсутствие реакции на вибрации трубы и акустический шум
Искробезопасное оптическое измерение
Не содержит источников ионизирующего излучения

Буклет оптических расходомеров газа Focus® Probe

Технические характеристики расходомера газа FOCUS PROBE

Диапазон измерения скоростей	от 0,1 м/с до 150 м/с
Время одного измерения	1 с
Погрешность измерения	± 2,5%
Параметры рабочей среды
Температура окружающей среды	При включении от -20°С до +50°С Во время измерения от -40°С до +50°С
Температура измеряемой среды	от -40°С до +100°С
Максимальное давление среды	7 Бар (абс. )
Диаметр трубы	100 — 860 мм
Электрические характеристики ор
Питание	10-30 В постоянного тока 150 мА при 24 В или 300 мА при 12 В (как правило)
Аналоговые входы	сигналы от датчиков давления и температуры (4-20 мА)
Аналоговые выходы	Частотный/Импульсный Токовый (4-20 мА)
Цифровые выходы	RS-232 (протокол пользователя) RS-485 (Modbus)
Диагностика системы	тревога при низком уровне сигнала
Физические характеристики расходомера
Диаметр Датчика	19,1 мм
Длина Датчика	678 мм
Используемые материалы	Измерительная часть: нержавеющая сталь 316L Оптические окна: искусственный сапфир
Оптоволоконный кабель	Гибкий бронированный кабель ∅10 мм, длина Зм (до 10м)
Опции
Корпус электроники	DIN рейка: NEMA4X (Класс 1 Зона 2) Взрывозащищенный (Класс 1 Зона 0)
Индикация измерения	Дисплей и Сумматор
Датчики давления и температуры	Внешние, присоединение 4/20 мА
Счетчик расхода с ведением архивов	Внешний вычислитель УВП-280, СТД-У
Устранение конденсата на оптике	Пленочный нагреватель с блоком питания

Мы формируем оптимальные решения, поставляя промышленное оборудование PHOTON CONTROL, Оптические расходомеры, Стационарный оптический расходомер FOCUS® PROBE по всей России, включая такие города, как Петербург, Москва, Тверь, Орел, Иркутск, Калининград, Ростов-на Дону, Минеральные Воды, Ярославль, Владивосток, Самара, Липецк и другие города.

Для получения консультации по продукции PHOTON CONTROL, Оптические расходомеры, Стационарный оптический расходомер FOCUS® PROBE и другому оборудованию из нашего каталога свяжитесь со специалистом нашей компании по телефону +7 812 655-67-84 или отправьте запрос на коммерческое предложение:

Получить коммерческое предложение

Все события

Методы оптической визуализации сквозного или объемного типа: обзор

1. Хелл С.В., «Оптическая наноскопия дальнего поля», в книге «Спектроскопия одиночных молекул в химии, физике и биологии: Нобелевский симпозиум» А. Грэслунд, Риглер Р. и Widengren J, Eds., стр. 365–398, Springer Berlin; Гейдельберг, Берлин, Гейдельберг: (2010). [Google Scholar]

2. Зеноби Р., «Аналитические инструменты для наномира», Anal Bioanal Chem. 390(1), 215–221 (2008). [PubMed] [Google Scholar]

3. Doose S, «Тенденции в биологической оптической микроскопии», ChemPhysChem 9(4), 523–528 (2008). [PubMed] [Google Scholar]

4. Шермелле Л., Хайнцманн Р. и Леонхардт Х. «Руководство по флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения», Журнал клеточной биологии. 190(2), 165–175 (2010). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

5. Stefan WH и др., «Дорожная карта микроскопии сверхвысокого разрешения на 2015 год», Journal of Physics D: Applied Physics 48(44), 443001 (2015). [Google Scholar]

6. Rust MJ, Bates M, and Zhuang X, «Визуализация субдифракционного предела с помощью стохастической оптической реконструкции микроскопии (STORM)», Nat Methods 3(793 (2006). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

7. Betzig E и др., «Визуализация внутриклеточных флуоресцентных белков с нанометровым разрешением», Наука 313 (5793), 1642–1645 (2006). [PubMed] [Google Scholar]

8. Фуджита К., «Последующий обзор: недавний прогресс в развитии оптической микроскопии сверхвысокого разрешения», Микроскопия 65(4), 275–281 (2016). [PubMed] [Google Scholar]

9. фон Диезманн А., Шехтман Ю. и Морнер В.Е., «Трехмерная локализация одиночных молекул для визуализации сверхвысокого разрешения и отслеживания одиночных частиц», Chem Rev. 117(11), 7244–7275 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

10. Азарипур А. и др., «Трехмерная гистохимия и визуализация десен человека», Научный представитель Великобритании 8(1), 1647 (2018). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

11. Katona G и др., «Быстрая двухфотонная визуализация in vivo с трехмерным сканированием с произвольным доступом в больших объемах ткани», Nat Methods 9(201 (2012). [PubMed] [Google Scholar]

12. Прабхат П. и др., «Одновременная визуализация различных фокальных плоскостей в флуоресцентной микроскопии для изучения клеточной динамики в трех измерениях», IEEE Transactions on NanoBioscience 3(4), 237–242 (2004). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

13. Тахмасби А. и др., «Разработка расстояния между фокальными плоскостями для мультифокальной микроскопии», Opt Express 22(14), 1670616721 (2014). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

14. Гёбель В., Кампа Б.М. и Хельмхен Ф. «Изображение динамики сотовой сети в трех измерениях с использованием быстрого трехмерного лазерного сканирования», Nat Methods 4(73) (2006). [PubMed] [Google Scholar]

15. Техрани К.Ф. и др., «Быстрое осевое сканирование для двухфотонной микроскопии с использованием технологии жидких линз», SPIE BiOS 6 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

16. Ji N, Freeman J и Smith SL, «Технологии визуализации нейронной активности в больших объемах», Nat Neurosci 19(1154 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

17. Kaplan A, Friedman N, and Davidson N, «Акустооптическая линза с очень быстрым фокусным сканированием», Opt Lett 26(14), 1078–1080 (2001). [PubMed] [Google Scholar]

18. Аттота Р. и др., «Определение размера наночастиц с помощью оптических микроскопов», Appl Phys Lett 105(16), (2014). [Академия Google]

19. Кан Х и др. , «Метод определения количества наночастиц в кластере с использованием обычных оптических микроскопов», Appl Phys Lett 107(10), (2015). [Google Scholar]

20. Аттота Р.К. и Парк Х. «Анализ освещения оптического микроскопа с использованием сквозной сканирующей оптической микроскопии», Opt Lett. 42(12), 2306–2309 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

21. Attota RK и др., «Технико-экономическое обоснование трехмерного анализа формы элементов с высоким соотношением сторон с использованием сквозной сканирующей оптической микроскопии», Opt Express 24(15), 1657416585 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

22. Аттота Р.К. и Канг Х., «Оптимизация параметров для сквозной сканирующей оптической микроскопии», Opt Express 24(13), 14915–14924 (2016). [PubMed] [Google Scholar]

23. Attota R, «Анализ шума для сквозной сканирующей оптической микроскопии», Opt Lett 41(4), 745–748 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

24. Аттота Р. и Диксон Р.Г., «Разрешение трехмерной формы линий шириной менее 50 нм с чувствительностью нанометрового масштаба с использованием обычных оптических микроскопов», Appl Phys Lett 105(4), (2014). [Академия Google]

25. Аттота Р., Бандей Б. и Вартанян В., «Метрология критических размеров с помощью сквозной сканирующей оптической микроскопии за пределами узла 22 нм», Appl Phys Lett 102(22), (2013). [Google Scholar]

26. Арсео А., Бандей Б. и Аттота Р. «Использование TSOM для обнаружения дефектов структуры узлов размером менее 11 нм и функций HAR», Метрология, проверка и управление технологическим процессом для микролитографии Xxvii 8681((2013). [Google Scholar]

27. Арсео А. и др., «Метрология шаблонных дефектов и CD с помощью TSOM за пределами узла 22 нм», Proc Spie 8324((2012). [Google Scholar]

28. Аттота Р. и Сильвер Р. «Нанометрология с использованием метода сквозной сканирующей оптической микроскопии», Meas Sci Technol. 22(2), (2011). [Google Scholar]

29. Аттота Р. и др., «Метод TSOM для метрологии полупроводников», Proc. ШПАЙ 7971(79710T (2011). [Google Scholar]

30. Аттота Р., Гермер Т.А., Сильвер Р.М., «Метод визуализации с помощью сканирующего оптического микроскопа для наноразмерного анализа», Opt Lett 33(17), 1990–1992 (2008). [PubMed] [Академия Google]

31. Park S-W, Lee JH и Kim H, «3D цифровая голографическая метрология полупроводников с использованием модального метода Фурье», в JSAP-OSA Joint Symposia, p. 8a_PB2_1, OSA, Фукуока, Япония: (2017 г.). [Google Scholar]

32. Хан С. и др., «Сканирующая оптическая микроскопия со сквозным фокусом и компенсацией наклона и наклона», Proc. SPIE 10023(100230P (2016). [Google Scholar]

33. Рябко М. и др., «Сквозная сканирующая оптическая микроскопия (TSOM) с учетом оптических аберраций: практическая реализация», Opt Express 23(25), 3221532221 (2015). [PubMed] [Академия Google]

34. Рябко М и др., «Полностью оптическая система контроля движения без движения для контроля наноразмерной топологии», Opt Express 22(12), 14958–14963 (2014). [PubMed] [Google Scholar]

35. КОПТЯЕВ С.Н., РЯБКО М.В., ЧЕРБАКОВ А.В., ЛАНЦОВ А.Д., «Оптическая измерительная система и метод измерения критических размеров», Изд. USPTO, США: (2014). [Google Scholar]

36. Уша С., Шашикумар П.В., Моханкумар Г.К., Рао С.С. «С помощью метода оптической визуализации для анализа вариаций в наноразмерных отпечатках», Международный журнал инженерных исследований и технологий. 2(5), 18 (2013). [Академия Google]

37. Рябко М.В. и др. Метод оптического контроля наноразмерных объектов на основе анализа их расфокусированных изображений и особенности его практической реализации // Опт-Экспресс. 21(21), 24483–24489 (2013). [PubMed] [Google Scholar]

38. Абрахамссон С. и др., «Быстрая многоцветная 3D-визуализация с использованием многофокусной микроскопии с коррекцией аберраций», Nat Methods 10(1), 60–U80 (2013). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

39. Абрахамссон С. и др., «Многофокусная микроскопия с точной цветной многофазной дифракционной оптикой, применяемая в функциональной визуализации нейронов», Biomed Opt Express 7 (3), 855–869. (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

40. Абрахамссон С. и др., «Многофокусный поляризационный микроскоп (MF-PolScope) для трехмерной поляризационной визуализации до 25 фокальных плоскостей одновременно», Opt Express 23(6), 7734–7754 (2015). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

41. Gineste JM и др., «Трехмерное автоматическое отслеживание наночастиц с использованием рассеяния Ми в оптическом микроскопе», Журнал микроскопии 243(2), 172–178 (2011). [PubMed] [Академия Google]

42. Минский М., «Воспоминания об изобретении конфокального сканирующего микроскопа», Сканирование 10(4), 128–138 (1988). [Google Scholar]

43. Ортын В.Е. и др., «Визуализация с увеличенной глубиной резкости для высокоскоростного анализа клеток», Cytom, часть A 71А(4), 215–231 (2007). [PubMed] [Google Scholar]

44. Аттота Р. и др., «Измерение оптического критического размера и анализ освещенности с использованием метрики сквозного фокуса — ст. нет. 61520K», P Soc Photo-Opt Ins 6152(K1520–K1520 (2006). [Google Scholar]

45. Аттота Р. и др., «Применение сквозного фокусометрического анализа в оптической метрологии высокого разрешения», Метрология, контроль и управление технологическим процессом для микролитографии XIX, части 1–3 5752 (1441–1449 (2005)). [Google Scholar]

46 , Серебряный RM и др., «Метрология оптического наложения высокого разрешения», «Метрология, контроль и управление технологическим процессом для микролитографии», Xviii, части 1 и 2 5375 (78–95 (2004)). [Google Scholar]

47. Silver RM и др., «Микроскопия поля рассеяния для расширения границ оптической метрологии на основе изображений», Appl Optics 46(20), 4248–4257 (2007). [PubMed] [Академия Google]

48. Барнс Б.М. и др., «Оптический объемный контроль структурных дефектов размером менее 20 нм с шумом пластины», SPIE Advanced Lithography 10 (2014). [Google Scholar]

49. Аттота Р.К., «Шаг за пределы анализа освещения по Колеру для получения количественных изображений в дальней зоне: карты асимметрии углового освещения (ANILAS)», Opt Express 24(20), 2261622627 (2016). [PubMed] [Google Scholar]

50. Аттота Р. и Сильвер Р. «Анализ углового освещения оптического микроскопа», Opt Express 20(6), 6693–6702 (2012). [PubMed] [Академия Google]

51. Паттерсон Е.А. и Уилан М.П., «Оптические сигнатуры малых наночастиц в обычном микроскопе», Малый 4 (10), 1703–1706 (2008). [PubMed] [Google Scholar]

52. Ботчерби Э.Дж. и др., «Оптический метод для дистанционной фокусировки в микроскопии», Opt Commun 281(4), 880–887 (2008). [Google Scholar]

53. Jesacher A, Roider C и Ritsch-Marte M, «Улучшение дифракционной многоплоскостной микроскопии с использованием цветного освещения», Opt Express 21(9), 11150–11161 (2013). [PubMed] [Академия Google]

54. Knollman GC, Bellin JLS и Weaver JL, «Гидроакустическая линза с переменным фокусом», J Acoust Soc Am 49(1), 253-и (1971). [Google Scholar]

55. Friese C и др., «Материалы, эффекты и компоненты для перестраиваемой микрооптики», Ieej T Electr Electr 2(3), 232–248 (2007). [Google Scholar]

56. Чжао П.П., Атаман С. и Заппе Х. «Миниатюрный объектив с переменным фокусным расстоянием, в котором используется настраиваемая асферическая линза, заполненная жидкостью», Opt Eng. 56(10), (2017). [Академия Google]

57. Wang LH, Oku H, and Ishikawa M, «Параксиальное лучевое решение для заполненных жидкостью линз с переменным фокусом», Jpn J Appl Phys 56(12), (2017). [Google Scholar]

58. Ван Л. и др., «Жидкая линза с переменным фокусом, интегрированная с планарным электромагнитным приводом», MicromachinesBasel 7(10), (2016). [Google Scholar]

59. Чжао WX и др., «Матрица цилиндрических жидких линз с переменным фокусом», Международная конференция по оптике в точном машиностроении и нанотехнологиях (Icopen2013) 8769((2013). [Google Scholar]

60. Pokorný P и др., «Деформация предварительно напряженной мембраны жидкостной линзы», Appl Optics 56(34), 9368–9376 (2017). [PubMed] [Google Scholar]

61. Ren H и Wu S-T, «Жидкая линза с переменным фокусом», Opt Express 15(10), 5931–5936 (2007). [PubMed] [Google Scholar]

62. Du J-W, Wang X-Y и Liang D, «Бионическая оптическая система формирования изображения с асферической твердо-жидкостной смешанной линзой с переменным фокусным расстоянием», 11 (2016). [Google Scholar]

63. Ren H, and Wu ST, «Жидкие линзы с переменным фокусом за счет изменения диафрагмы», Appl Phys Lett 86 (21), (2005). [Академия Google]

64. Кояма Д., Исаго Р. и Накамура К., «Компактная высокоскоростная жидкостная линза с переменным фокусным расстоянием, использующая силу акустического излучения», Opt Express 18(24), 25158–25169 (2010). [PubMed] [Google Scholar]

65. Солтер П.С., Икбал З. и Бут М.Дж., «Анализ возможности трехмерного фокусного позиционирования адаптивных оптических элементов», Международный журнал оптомехатроники. 7(1), 1–14 (2013). [Google Scholar]

66. Жураускас М. и др., «Микроскоп с быстрой адаптивной дистанционной фокусировкой для определения объемной нейронной активности», Biomed Opt Express 8(10), 4369–4379 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

67. Dong S и др., «Пихография Фурье со сканированием апертуры для трехмерной перефокусировки и макроскопического изображения сверхвысокого разрешения», Opt Express 22(11), 13586–13599 (2014). [PubMed] [Google Scholar]

68. Holekamp TF, Turaga D и Holy TE, «Быстрая трехмерная флуоресцентная визуализация активности нейронных популяций с помощью объективно-связанной плоскостной микроскопии освещения», Neuron 57(5), 661–672 (2008). [PubMed] [Академия Google]

69. Power RM и Huisken J, «Руководство по флуоресцентной микроскопии светового листа для многомасштабной визуализации», Nat Methods 14(360 (2017). [PubMed] [Google Scholar]

70. Huisken J и др., «Оптические срезы глубоко внутри живых эмбрионов с помощью микроскопии с селективным плоскостным освещением», Наука 305 (5686), 1007–1009 (2004). [PubMed] [Google Scholar]

71. Густавссон А-К. и др., «Трехмерная микроскопия сверхвысокого разрешения для одиночных молекул с наклонным световым листом», Nature Communications 9(1), 123 (2018). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

72. Weigelin B, Bakker G-J и Friedl P, «Микроскопия генерации третьей гармоники клеток и тканевой организации», Journal of Cell Science 129(2), 245–255 (2016). [PubMed] [Google Scholar]

73. Lagerweij T и др., «Оптическое просветление и флуоресцентная визуализация глубоких тканей для трехмерного количественного анализа микроокружения опухоли головного мозга», Ангиогенез 20(4), 533–546 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

74. Чжан М. и др., «Трехмерный световой микроскоп на основе массива линз», Opt Commun 403 (Приложение C), 133–142 (2017). [Академия Google]

75. Левой М и др., «Микроскопия светового поля», ACM Trans. График 25(3), 924–934 (2006). [Google Scholar]

76. Аллен Л.Дж. и Оксли М.П., «Поиск фазы из серии изображений, полученных путем изменения расфокусировки», Opt Commun 199(1), 65–75 (2001). [Google Scholar]

77. Цзиншань З. и др., «Визуализация фазы переноса интенсивности путем подгонки спектра интенсивности экспоненциально разнесенных плоскостей расфокусировки», Opt Express 22(9), 10661–10674 (2014). [PubMed] [Google Scholar]

78. Сюэ Б. и др., «Перенос изображения фазы интенсивности от нескольких интенсивностей, измеренных в неравномерно расположенных плоскостях», Opt Express 19(21), 20244–20250 (2011). [PubMed] [Google Scholar]

79. Popescu G, Количественная фазовая визуализация клеток и тканей, McGraw-Hill, New York: (2011). [Google Scholar]

80. Коу С.С. и Шеппард С.Дж.Р. «Изображение в цифровой голографической микроскопии», Opt Express. 15(21), 1364013648 (2007). [PubMed] [Google Scholar]

81. Матрекано М., Патурцо М. и Ферраро П. «Визуализация с расширенным фокусом в цифровой голографической микроскопии: обзор», 19 (2014). [Google Scholar]

82. Коломб Т. и др., «Расширенная глубина резкости с помощью цифровой голографической микроскопии», Opt Lett 35 (11), 1840–1842 (2010). [PubMed] [Академия Google]

83. Райл Дж.П. и др., «Калибровка системы цифровой встроенной голографической микроскопии: глубина резкости и анализ биопроцессов», Appl Optics 52(7), С78–С87. (2013). [PubMed] [Google Scholar]

84. Ферраро П. и др., «Расширенное сфокусированное изображение в микроскопии с помощью цифровой голографии», Opt Express 13(18), 6738–6749 (2005). [PubMed] [Google Scholar]

85. Розен Дж., Брукер Г., «Некогерентная корреляционная голография Френеля (FINCH): обзор исследований», в Advanced Оптические технологии, с. 151 (2012). [Академия Google]

86. Ферраро П и др., «Компенсация собственной кривизны волнового фронта в цифровой голографической когерентной микроскопии для количественного фазово-контрастного изображения», Appl Optics 42 (11), 1938–1946 (2003). [PubMed] [Google Scholar]

87. Durst ME, Zhu G, and Xu C, «Одновременная пространственная и временная фокусировка для осевого сканирования», Opt Express 14(25), 12243–12254 (2006). [PubMed] [Google Scholar]

88. Дюбуа А. и др., «Полнопольная оптическая когерентная томография высокого разрешения с микроскопом Линника», Appl Optics 41(4), 805–812 (2002). [PubMed] [Академия Google]

89. Борепэр Э и др., «Полнопольная оптическая когерентная микроскопия», Opt Lett 23(4), 244–246 (1998). [PubMed] [Google Scholar]

90. Цукер Р.М. и Прайс О., «Оценка производительности системы конфокальной микроскопии», Цитометрия 44(4), 273294 (2001). [PubMed] [Google Scholar]

91. Гулд Т. Дж., Хесс С. Т. и Беверсдорф Дж. «Оптическая наноскопия: от приобретения к анализу», Ежегодный обзор биомедицинской инженерии. 14(1), 231–254 (2012). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

92. Хуан Ф. и др., «3D-изображение целых клеток со сверхвысоким разрешением», Cell 166(4), 1028–1040 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

93. Оку Х. и Исикава М. «Быстрая жидкостная линза с переменным фокусным расстоянием с откликом 2 мс», Ieee Leos Ann Mtg 947-+ (2006). [Google Scholar]

94. Аттота Р. и др., «Новый метод повышения производительности инструмента для наложения», Метрология, контроль и управление технологическим процессом для микролитографии, Xvii, части 1 и 2 5038 (428436 (2003). [Google Scholar]

95. Цукер Р.М., «Оценка качества систем на основе предметных стекол конфокальной микроскопии: нестабильность», Cytom Часть A 69А(7), 677–690 (2006). [PubMed] [Google Scholar]

96. Кедзиора К.М. и др., «Метод калибровки флуоресцентного микроскопа для количественных исследований», Журнал микроскопии 244(1), 101–111 (2011). [PubMed] [Google Scholar]

97. Waters JC, and Wittmann T, Quantitative Imaging in Cell Biology, First ed., Elsevier; (2014). [Google Scholar]

98. Холтер М. и др., «Автоматизированный протокол сравнительного анализа производительности широкопольного флуоресцентного микроскопа», Cytom, часть A 85a(11), 978–985 (2014). [PubMed] [Google Scholar]

99. Мортенсен К.И. и Фливбьерг Х. «Калибровка на месте»: как откалибровать камеру EMCCD по ее изображениям», Научный представитель Великобритании. 6((2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

100. фон Диезманн А. и др., «Коррекция аберраций, зависящих от поля, с наноразмерной точностью в трехмерной микроскопии локализации одиночных молекул», Optica 2(11), 985–993 (2015). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

101. Дуглас К.М. и др., «Визуализация множества клеток со сверхвысоким разрешением с помощью оптимизированного эпи-освещения с плоским полем», Nat Photonics 10(11), 705-+ (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

102. Хуан Ф. и др., «Видеоскорость наноскопии с использованием алгоритмов локализации отдельных молекул для камеры sCMOS», Nat Methods 10(7), 653-+ (2013). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Жидкая линза с электрооптическим фокусом и контролем наклона

Небольшие модули камер стали ключевыми подсистемами в мобильных телефонах и камерофонах. В телефонах с камерами отраслевая тенденция заключалась в увеличении количества пикселей при сохранении небольших форматов датчиков из соображений общего размера и стоимости. Однако уменьшение пикселей привело к ухудшению светочувствительности, что требует увеличения времени экспозиции. В свою очередь, это влияет на качество изображения из-за размытия при рукопожатии. ¹ Несколько групп выделили это как серьезную проблему мобильной визуализации, которую можно решить только с помощью систем оптической стабилизации изображения ² (OIS). Среди разрабатываемых в настоящее время технологий OIS ^3,4 компонент жидкой линзы на основе электросмачивания ^5–7 может генерировать электрически управляемый оптический наклон в двух направлениях. Соответствующий диапазон наклона и время отклика подходят для конструкций OIS, которые можно интегрировать с миниатюрными модулями камеры мобильного телефона. ⁸ Жидкие линзы OIS также могут обеспечивать управление фокусировкой и реализовывать малогабаритные модули камеры OIS с автоматической фокусировкой (AF) без каких-либо движущихся механических частей.

Жидкая линза состоит из двух жидкостей с одинаковой плотностью. Один из них является электроизоляционным (например, масло), а другой является электролитом. Они характеризуются разницей показателей преломления, так что они образуют оптический интерфейс с оптической силой, зависящей от радиуса кривизны интерфейса жидкости. Обе жидкости опираются на гидрофобное диэлектрическое покрытие. Когда к последнему прикладывается напряжение, изменяется смачиваемость жидкостей и изменяется кривизна границы раздела: см. рис. 1 (A), (B) и (C). Этот процесс является обратимым с малым гистерезисом. В жидкостной линзе капля масла пространственно заключена в коническую полость и действует как линза с переменным фокусным расстоянием в зависимости от приложенного напряжения: см. рис. 1(D).

При приложении одинакового напряжения ко всей поверхности диэлектрического покрытия форма границы раздела жидкости остается как сферической, так и с центром на оси симметрии конической полости. При приложении неравномерного напряжения вдоль диэлектрического покрытия можно получить наклонную форму поверхности раздела жидкости. Это ключевой принцип нашей оптической стабилизации и компонента жидкостной линзы автофокусировки. На практике неравномерное напряжение по конусу получается при конструкции, включающей четыре электрода, разделенных резистивным слоем (см. рис. 2).

Наш жидкий объектив AF/OIS представляет собой модульный компонент, который можно просто подключить к существующей камере, чтобы превратить модуль с фиксированным фокусом в устройство AF и OIS ⁹ (см. рис. 3). Его управляющая схема очень компактна благодаря наличию специальной микросхемы драйвера от Maxim Integrated Products (см. рис. 4). Настройка автофокуса модуля камеры может быть достигнута с помощью управления оптической силой объектива с обратной связью на основе оценки резкости изображения встроенным процессором обработки изображений. Принцип оптической стабилизации изображения включает в себя измерение мгновенного рукопожатия наклона модуля камеры с помощью двухосного гироскопа и формирование обратного наклона с помощью жидкостной линзы. ^2,10

Наши жидкие линзы OIS в основном предназначены для стабилизации изображения для модулей миниатюрных камер. Электрическое управление как его оптической мощностью, так и оптическим наклоном в сочетании с миниатюрным компонентом также может использоваться в широком диапазоне приложений в оптике, таких как тюнеры оптического луча, активная спектральная фильтрация или активная инжекция лазерного луча. в оптических волокнах (см. рис. 5).

Подводя итог, можно сказать, что наша новая жидкостная линза OIS/AF без движущихся частей бесшумна, надежна и легко интегрируется. Он может сочетать оптическую стабилизацию изображения и плавную автофокусировку для фотографий и видео с низким энергопотреблением. Следующим шагом в этой технологии для наших клиентов станет интеграция жидких линз в миниатюрные модули камер, что должно произойти в начале 2011 года.

Ссылки:

1. F. Xiao, J. E. Farrell, P. B. Catrysse, B. Wandell, Мобильное изображение: большая проблема маленького пикселя, Proc. SPIE 7250, стр. 72500K, 2009. doi:10.1117/12.806616

2. T. Shimohata, Y. Tsuchida, H. Kusaka, Технология управления для оптической стабилизации изображения, SMPTE Motion Imag. J. 111, pp. 609-615, 2002.

3. М.-Г. Песня, Х.-В. Бэк, Н.-К. Парк, К.-С. Пак, Т. Юн, Ю.-П. Парк, С.-К. Лим, Разработка привода небольшого размера с совместимым механизмом для оптической стабилизации изображения, IEEE Trans. Маг . 46, нет. 6, pp. 2369-2372, 2010.

4. HC Yu, T.Y. Lee, S.J. Wang, M.L. Lai, J.J. Ju, D.R. Huang, Фокусировочный привод с низким энергопотреблением для мини-видеокамеры, J. Appl. Физ . 99, стр. 08R901, 2006.

5. G. Lippmann, Relations entre les phénomènes électriques et capillaires, Ann. Чим. Физ . 5, pp. 494-549, 1875.

6. B. Berge, Electrocapillarité et mouillage de film isolants par l’eau, C. R. Acad. науч. Париж 317, стр. 157-163, 1993.

7. B. Berge, J. Peseux, Объектив с переменным фокусным расстоянием, управляемый внешним напряжением: применение электросмачивания, Eur. физ. J. E 3, вып. 2 стр. 159-163, 2000.

8. Э. Симон, П. Краен, Х. Гатон, О. Жак-Серме, Ф. Лаун, Ж. Легран, М. Майяр, Н. Талларон, Н. Верпланк, Б. Berge, Жидкая линза, обеспечивающая фокусировку в реальном времени и компенсацию наклона для оптической стабилизации изображения в модулях камеры, Proc. SPIE 7716, стр. 77160I, 2010.

Оптический фокус: Фокус оптической системы | это… Что такое Фокус оптической системы?