3D-gedruckte Freiformobjektive und Weitwinkelkameras mit einem extrem flachen Formfaktor

Andrea Toulouse1, Johannes Drozella1, Pascal Motzfeld1, Nils Fahrbach2, Valese Aslani1, Simon Thiele2, Harald Giessen3, Alois Herkommer1
  1. 1Institut für Technische Optik, Universität Stuttgart
  2. 2Printoptix GmbH
  3. 34. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart

andrea [dot] toulouse [at] ito [dot] uni-stuttgart [dot] de

Konventionelle Weitwinkelkameras mit einem sehr großen Sichtfeld (FOV) benötigen zur Übertragung vieler Bildpunkte typischerweise ein großes Volumen bei verhältnismäßig kleiner Apertur. Die Aufteilung des FOV auf mehrere Subaperturen ermöglicht die Realisierung von Weitwinkelkameras mit einem sehr flachen Formfaktor, wodurch neue, größenkritische Anwendungen erschlossen werden können. In diesem Beitrag werden verschiedene Konzepte für ultrakompakte, mittels Zwei-Photonen-Lithografie 3D-gedruckte Weitwinkelkameras mit einem FOV bis zu 180° x 360° vorgestellt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf dem Optikdesign, der mechanischen Umsetzung sowie der Vermessung und Optimierung von stark gekippten refraktiven und reflektiven Freiformflächen. Ein iterativer Korrekturmechanismus wurde entwickelt, um die Formtreue von Freiformflächen durch den Einsatz spezieller Referenzstrukturen und Sollbruchstellen zu verbessern. Schließlich werden Ansätze zur digitalen Verzeichnungskorrektur und Bildstitching demonstriert und zwei Realisierungen von vollständigen Freiform-Multiapertur-Weitwinkelkameras gezeigt.

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@inproceedings{toulouse2022b12,
  author     = {Toulouse, Andrea and Drozella, Johannes and Motzfeld, Pascal and Fahrbach, Nils and Aslani, Valese and Thiele, Simon and Giessen, Harald and Herkommer, Alois},
  title      = {{3D-gedruckte Freiformobjektive und Weitwinkelkameras mit einem extrem flachen Formfaktor}},
  booktitle  = {DGaO-Proceedings 2022},
  series     = {DGaO-Proceedings},
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  eventdate  = {2022-06-08/2022-06-11},
  venue      = {Pforzheim},
  publisher  = {Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik e.V.},
  year       = {2022},
  pages      = {B12},
  langid     = {ngerman},
  url        = {https://dgao-proceedings.de/paper/123-b12}
}
123. Jahrestagung der DGaO · Pforzheim · 2022