存在"干扰"，并且具有差的成像分辨率。透镜装置190允 许孔成像系统100在不需要与孔表面160相接触的情况下对孔表面160进行成像。具体地， 输入端点不需要接近孔表面，例如，如专利号为4, 849, 626的美国专利中所阐述的，为了提 供图像，其利用了与孔表面相接触或者极紧密接触的心轴上所载的光纤。这样的孔成像系 统必须把光纤端点定位为接近孔表面，例如，20~50 y m，这很难能够精确对准。即使能够 精确对准，也只能以相当差的横向分辨率对所述表面加以成像。透镜装置190允许距孔表 面160的更大的偏距、更大的景深、更宽容的对准、以及对多孔大小进行成像的能力。
[0016] 应该意识到，为了简单起见，图1中未描述照射部件。已知的诸如LED环的照射系 统能够适合于孔成像系统100。示范性的LED环可得于美国CA San Jose的Schott Moritex 公司。
[0017] 在图1所示的实施例中，把输入端点132设置为沿与轴向Z横断的方向接收图像 光140,更具体地，沿朝内径方向（其可以为沿近似垂直于孔表面160的方向R)接收图像光 140。在操作期间，当孔表面成像装置120沿扫描方向SD移动时，可以按距孔表面160的可 操作成像距离或焦距，定位透镜装置190中的输入端点132以及它们相关联的光部件（以 下将对它们进一步加以讨论）。
[0018] 在某些实施例中，中继透镜配置125可以具有-0. 25的放大倍数。
[0019] 在某些实施例中，透镜装置190所提供的图像区150的形状的输入维度S Z可以 约为40 y m。图像区150可以跨越孔的整个周边，于是，对于直径为80mm的孔，输入维度 约为250mm。在某些实施例中，图像区150可以不跨越孔的整个周边。
[0020] 应该意识到，可以使用较小的纤维提供较高的成像分辨率。在某些实施例中，光纤 131n的直径可以小于40 y m。
[0021] 在图1所示的实施例中，透镜装置190可以包含微透镜阵列。在可选的实施例中， 透镜装置190可以包含被配置为聚焦R-Z平面中的射线的恒定横截面的环形透镜。
[0022] 在图1所示的实施例中，按圆形形状设置输入端点132。在某些实施例中，出于以 上简要描述的原因，按近似矩形的输出形状0S (例如，如图5A中所示）设置输出端点133n。
[0023] 在某些实施例中，检测器处理部分195可以把像素读出集合111的像素映像于图 像区150的整理图像中的相应位置。可以根据已知的"校准"、对应关系、或者映像过程，确 定输入端点位置与/或相应于图像区150的共辄面的图像部分位置、以及输出端点133与 /或像素读出集合111的像素之间的映像关系，例如，如专利号为6, 587, 189的美国专利中 所公开的，特将这一专利的全部内容并入此处，以作参考。可以在系统的制造时，或者在另 一个方便的时候和地方执行这样的映像，并且把所得到的关系存储在系统中以及在使用期 间用于实时的对应。不需要用户现场进行校准。在某些实施例中，可以把检测器处理部分 195配置为重新构造和显示相应于图像区150的图像或者图像数据。
[0024] 图2A和图2B为图1中所示的可用作孔成像系统的透镜装置190的透镜装置290 的第一实施例的示意图。图2A示出了与包括在几何变换纤维束（例如，类似于图1中所示 的几何变换纤维束130)中的光纤231a相关的一个典型图像通道IC230a的部件。几何变 换纤维束和相关联的透镜装置290包含多个类似的图像通道。图2A示出了沿垂直于图像 通道IC230a的R-Z平面的方向的视图，图2B示出了沿平行于轴向Z的两个相邻的图像通 道IC230a和IC230b的俯视图。把与图像通道IC230a相关联的透镜装置290的部分指定 为290a，而且其包含位于微透镜293a前方的限制孔径291a以及位于微透镜293a的后焦平 面的限制孔径292a。把与图像通道IC230b相关联的透镜装置290的部分指定为290b。图 像通道IC230a还包含与限制孔径292a相邻定位的单条纤维231a的输入端点232a。把微 透镜293a以及孔径291a和292a配置为把来自孔表面260的成像区250的标定准直的光 240聚焦于输入端点232a中。在某些实施例中，微透镜293a可以具有-1的放大倍数。相 反，如图2B中所示，把限制孔径291a和292a配置为阻止非准直光（例如，源于视场251a 之外的光射线241)进入图像通道IC230a。这防止了来自相邻纤维应该对其标定成像的区 域的光（例如，来自图像通道IC230b的视场251b中的区域的光）进入纤维231a的输入端 点232a，因此抑制了相邻纤维之间的"图像干扰"。可以认为，这提高了系统的横向图像分 辨率。还应该意识到，这样的透镜装置也增加了景深，从而允许对多孔大小进行度量级别的 成像。
[0025] 图3为图1中所示的可用作孔成像系统的透镜装置190的透镜装置390的第二实 施例的示意图。图3示出了与包括在几何变换纤维束（例如，类似于图1中所示的几何变换 纤维束130)中的光纤束311a相关的一个典型图像通道IC330a的部件。几何变换纤维束 和相关联的透镜装置390包含多个类似的图像通道。图3示出了沿垂直于图像通道IC230a 的R-Z平面的方向的视图。除了在反射器396a所提供的光路径中弯曲之外，透镜装置390 类似于透镜装置290。可以根据图2A和图2B中相似地用数字2XX标记的元件的描述，类推 地了解用数字3XX标记的元件的操作。在图3中所示的实施例中，单条纤维331a的输入端 点不垂直朝向孔表面360。相反，把反射器396a配置为将来自微透镜393a的光反射于输入 端点332a。在某些实施例中，微透镜393a可以具有-1的放大倍数。在某些实施例中，反射 器396a可以包含单个反射器。在其它实施例中，反射器369a可以包含提供针对其它成像 通道的类似部分的环形反射器的一部分。在各种实施例中，可以通过3-D打印等制造用于 按适当关系装配与/或固定图1~3中所示的各种部件的装配架。
[0026] 在图2A所示的实施例中，可以弯曲各个单纤维（例如，单条纤维231a)，以致它们 的各输入端点（例如，输入端点232a)在R方向面向外。然而，单纤维可以具有最小可允许 弯曲半径，某些孔成像系统中的大小约束可以防止单纤维弯曲至在R方向面向外，因为其 将要求小的弯曲半径。塑料光纤的典型的最小弯曲半径可以为〇. 4_，这可适合于图2A中 所示的实施例。玻璃光纤的典型的最小弯曲半径可以为30mm。因此，在某些可以利用玻璃 纤维的实施例中，图3中所示的实施例有利于避免这一设计约束，并且可以提供可适合于 检查较小孔的系统。
[0027] 图4为孔成像系统400的另一个实施例的示意图。孔成像系统400包含光检测 器410、孔表面成像装置420以及检测器处理部分495。根据与孔的轴对准的柱面坐标Z、R 以及染设置图4。光检测器410包含像素读出集合411。孔表面成像装置420包含图像几 何变换纤维束430和透镜装置490,其中图像几何变换纤维束430包含多条光纤431 (例如 43In)，光纤431具有输入端点432 (例如，432n)和输出端点433 (例如，433n)，并且沿输入 端点432和孔表面460之间的光路径定位透镜装置490。透镜装置490包含全景透镜。在 某些实施例中，几何变换纤维束430可以包含大约6, 000条光纤431。孔表面成像装置420 也可以包含中继透镜425和成像光学部件435。
[0028] 在操作中，把孔表面成像装置420配置为把源于孔表面460上的图像区450的图 像光440传输给光检测器410,具体地，传输给像素读出集合411。把输入端点432设置为 接收源于图像区450并且透过透镜装置490的图像光440。更具体地，把透镜装置490配置 为沿与轴向Z横断的方向R输入图像光440、反射图像光440、以及沿全景输出方向P0D把 图像光440输出给中继光学部件435。在图4所示的实施例中，全景输出方向P0D近似地平 行于轴向Z。把中继光学部件435配置为缩小图像光440,并且将其传输给光纤431的输入 端点432。例如，使用中继透镜425或者近端检测器，把输出端点433设置为沿输出光路径 将图像光470传输给像素读出集合411，如先前简要描述的。在各种实施例中，为了提供高 图像数据吞吐量，把a)输出端点433或者b)像素读出集合411至少之一配置为致使至少 像素读出集合的25%接收所传输的图像光470。把中继透镜425配置为从输出端点433输 入图像光470,并且把图像光470输出给像素读出集合411。
[0029] 在某些实施例中，在操作期间，沿扫描方向SD移动孔成像系统4