散射光参考像素的制作方法_2

文档序号:9756729阅读:来源:国知局
的像素的参考信号之间 的经纠正的相对相位,并将其作为数据输出提供。
[0017] 根据本发明的术语"强度调制"明显还包括恒定的强度样式。相应地,尤其是具有 恒定强度的信号也被解释为强度调制的辐射信号。
[0018] 成像光学装置被适配为将入射的电磁辐射信号唯一地成像或聚焦在检测器的成 像部分和像素矩阵的位于成像部分内的像素上。相应地,在理想成像光学装置的情况下,根 据本发明,电磁辐射,尤其是凭借其调制频率而被表示为强度调制的辐射信号的强度调制 的电磁辐射,均不应当被偏转或散射到散射光参考像素上,该散射光参考像素被置于成像 部分外的适当位置处。如果尽管如此散射光参考像素仍然检测到强度调制的辐射信号,则 这表明成像光学装置不理想且存在散射光。在该情况下,强度调制的辐射信号例如在成像 光学装置的侧边处被散射和/或因其不理想的成像属性而被散射到成像部分外的装置部分 上。
[0019] 根据本发明记录强度的测量值和强度调制的辐射信号的强度调制的相位标识将 电磁辐射中包含的信息转换为电信息。从而,与强度调制的强度和相位有关的入射辐射的 光子分布中包含的信息被成像部分内的像素和散射光参考像素相应地转换为关于强度调 制的强度和相位的载荷子分布中包含的信息。有关于此,由所述像素和散射光参考像素生 成并由确定设备处理的那些载荷子分布表示所述像素和散射光参考像素的测量值。
[0020] 在比较中,确定强度调制的辐射信号的强度调制的强度和/或相位表示,通过与测 量值相对应的强度调制的辐射信号的强度调制的强度和/或相位的具体值的计算,对载荷 子分布或者测量值进行电子评估。对于这种计算,在像素和散射光参考像素上方和之上,需 要进一步的技术预备,根据本发明,所述技术预备由确定设备提供。
[0021 ] -般而言,散射光信号,如名字所指示的,同时在各个方向上被四散偏转。因此,在 第一逼近中,假定这种散射光信号的强度分布中的同质性中的差异是轻微的。相应地,根据 本发明的散射光参考像素所测量的散射光信号,特别是基于所述散射光信号的第一阶的对 于像素矩阵中的所有像素的线性外插或内插表示确定因散射光信号而出现的强度调制的 辐射信号时的误差的良好逼近。
[0022]具体而言,在该情况下,根据本发明的散射光参考像素担当散射光误差的存在或 对于散射光纠正的需要的指示器。散射光例如在距离图像中的黑白误差(B/W误差)中示出。 此处和后文的术语B/W误差主要是指距离误差。
[0023]如果除了从要检测的场景到成像部分内的像素的强度调制的辐射信号的实际反 射和成像之外,还附加地发生散射光信号,通过该散射光信号,作为散射效应的结果同时对 该像素进行动作,则这两个信号都在强度调制的振幅(即亮度)以及在强度调制的相位(其 导致混合相位)两者上在该像素中叠加。在正弦或余弦形式的信号的情况下,根据相应的三 角相加定理,实现信号的叠加。其还应用于矩形信号,该矩形信号按已知方式可在傅立叶频 谱中作为多个谐波个体震荡的叠加被逼近和分析。除了叠加信号之间的相位差之外,所得 到的混合相位特别依赖于具有正确距离信息或有用信号的散射光信号和辐射信号之间的 振幅差异(即亮度差异)。弱信号比强信号更多地受到散射光信号的影响。出于该原因,在此 处和后文中,结合散射光信号参考B/W误差。
[0024]仅叠加强度调制的总体振幅和相对混合相位可利用像素矩阵的像素来确定,这受 到B/W误差的影响。然而,如果散射光从附加测量(例如根据本发明用散射光参考像素进行 的)中已知,则受成像部分内的像素的误差影响的测量值或由此检测到的振幅以及强度调 制中的相位差可被纠正。从而,相应的无误差值被重构而无散射现象和B/W误差。
[0025]有关于此,主要存在两种可能的纠正方法。一方面,成像部分内的个体像素的个体 测量值的纠正可通过减去从该至少一个散射光参考像素的测量值确定的值来实现。经纠正 的强度和/或正确的相对相位随后可从那些经纠正的测量值确定。然而,另一方面,同样可 以设想,首先从所检测的测量值确定成像部分内的个体像素和该至少一个散射光参考像素 的相应的强度和/或相对相位。随后通过减去在该至少一个散射光参考像素的强度和/或相 对相位的基础上确定的强度和/或相对相位来纠正成像部分内的个体像素的强度和/或相 对相位。在该情况下,根据适用的相加定理,确定用于减去过程的强度和/或相对相位的操 作以及减去过程本身两者。
[0026] 在本发明的一实施例中,散射光参考像素被布置成与该像素矩阵间隔开。在现实 成像光学装置中,成像永远不是理想的。相应地,强度调制的电磁辐射信号被成像于其上的 检测器的成像部分和原本在无散射光信号的情况下应当黑暗的紧邻的检测器或装置部分 两者之间的边界永远不是绝对锐利的。相应地,可能容易发生的是,直接连接检测器的像素 矩阵和成像部分的散射光参考像素(也就是说,其相对于像素矩阵的间隔在该情况下可忽 略不计)在不存在散射光信号的情况下也记录信号。然而,要注意,该信号仅基于入射辐射 的局部的严重受限的散射或不理想的聚焦,而不是根据本发明的散射光信号。
[0027] 根据本发明的散射光信号尤其涉及散射的强度调制的辐射信号,其在检测器的成 像部分的维度上在大区域上被散射。换言之,该信号被散射到的散射表面是至少与成像部 分的大小相当甚至更大的大小量级上的。因此,基于对紧邻像素矩阵或其间隔可忽略的散 射光参考像素的测量的叠加信号的外插或内插可查明经外插或内插的B/W误差,该B/W误差 与实际散射的光信号在局部上明显不同。利用间隔足够大的散射光参考像素可以避免这种 危险。
[0028] 在一实施例中,散射光参考像素被布置在该像素矩阵被布置于其中的平面外。这 具有以下优点:散射光参考像素可被布置在该装置内的任何位置。具体而言,关于该装置的 设计配置,从而没有为散射光参考像素提供附加空间的需要。而是,散射光参考像素被布置 在例如已经有足够的空间处。如果散射光参考像素被布置在该像素矩阵被布置于其中的平 面内,则散射光参考像素与相聚矩阵的平面的间距有可能还必须在纠正操作中被纳入考 虑,这取决于对于辐射信号的纠正的期望的精确度。
[0029]在一实施例中,散射光参考像素被布置在成像光学装置处。散射光参考像素从而 可被布置成与该装置处于节省间隔的关系。特别是,当其被布置成按照其向成像光学装置 内看去的方式垂直于该像素矩阵时。还可设想多个这样的散射光参考像素,其例如被布置 成绕该成像光学装置的圆形且面向彼此看向成像光学装置内。
[0030] 在进一步实施例中,散射光参考像素和像素矩阵被布置在同一平面上。这具有以 下优点:成像部分内的像素矩阵的相聚所记录的强度和/或相对相位的纠正值的外插或内 插被二维地实现。
[0031] 在一实施例中,该像素矩阵具有在成像部分内的第一部分以及在成像部分外的第 二部分,其中该第二部分内的至少一个像素是散射光参考像素。在该情况下,尤其使用像素 矩阵,该像素矩阵大于检测器的成像部分。该像素矩阵的在成像部分外的个体或全部像素 可在该情况下被用作散射光参考像素。
[0032]在本发明的一实施例中,提供了多个散射光参考像素。多个散射光参考像素使得 散射光参考像素被布置在检测器的不同位置处或这查明更大区域的散射光信号值成为可 能。相应地,散射光信号分布可被更好地检测到,且强度调制的散射光信号的强度调制的更 精确的强度和/或相对相位被外插或内插。概括而言,成像部分内的个体像素的个体测量值 的纠正在该情况下也通过从散射光参考像素的测量值中减去内插或外插的值来实现。然 而,有关于此,还可设想,同样,首先成像部分内的个体像素和散射光参考像素的相应强度 和/或相对相位根据所检测的测量值来确定。随后,通过减去内插或外插的强度和/或相对 相位来纠正个体像素的强度和/或相对相位,考虑相加定理,其被从散射光参考像素的强度 和/或相对相位内插或外插。
[0033] 在本发明的一实施例中,散射光参考像素被沿该像素矩阵的周边布置。这使得散 射光对于整个像素矩阵尽可能均匀地被检测到或被内插或外插成为可能。
[0034] 在一进一步实施例中,散射光参考像素被至少布置在像素矩阵的角落处和/或限 速矩阵的一侧的至少一个中心点处。这种分布使得散射光在实际像素矩阵中尽可能均匀地 被查明成为可能,即使使用少量的散射光参考像素。
[0035] 根据本发明,在一实施例中,散射光参考像素被布置成关于像素矩阵的中心点以 相等角度间隔分布。此处和后文的像素矩阵的中心点对应于像素矩阵的形心。按相等角度 间隔分布特别有利于散射光信号的均匀记录,由此信号叠加可相应地被更精确地纠正。这 种布置特别适于涉及上述的多个散射光参考像素在成像光学装置处被布置在一个圆上的 情况。
[0036] 在一进一步的实施例中,像素矩阵在平面视图中是矩形且相等数量的散射光参考 像素被布置在像素矩阵的相应的相对侧。这种关于相对设置的侧等同分布的布置还带来散 射光信号的均匀记录。在一实施例中,像素矩阵在平面视图中是方形且相应相等数量的散 射光参考像素被布置在像素矩阵的所有侧边。有关于此,除了散射光参考像素的对称布置 之外,像素矩阵的高度对称的配置还提升了散射光信号的内插或外插,其尽可能地精确。
[0037] 在一实施例中,散射光参考像素布置成处于在空间上相互连接的关系。通过这种 布置,散射光信号及其绕像素矩阵的分布可被几乎完全地记录,且特别是从而可能查明散 射光信号实际上多么同质地分布。相应地,基于相应的同质性评估,可能估计实际上具有的 利用散射光参考像素所检测的测量值对第一阶的散射光误差纠正的质量。
[0038] 在一进一步实施例中,散射光参考像素被布置成沿像素矩阵的整个周边处于空间 上相互连接的关系,其方式是所述参考像素完全封闭像素矩阵的周边。在该情况下,可能尽 可能精确地实现散射光信号及其绕像素矩阵以及绕检测器的成像部分的分布的完全查明。
[0039] 而且,上面提及的目标也通过如本说明书的开头部分所阐述的方法达到,该方法 具有以下附加步骤:用该装置的至少一个散射光参考像素记录强度调制的散射光信号,该 强度调制的散射光信号被散射到该至少一个散射光参考像素上,其中该散射光参考像素被 布置在该检测器的成像装置外且被适配成在操作时其记录强度调制的散射光信号的测量 值,以及确定强度调制的辐射信号的经纠正的强度和/或强度调制的辐射信号的强度调制 和该成像部分内的像素矩阵的至少一个像素的参考信号之间的经纠正的相对相位,其中该 确定操作包括第一确定步骤,其中强度调制的辐射信号的强度和/或强度调制的辐射信号 的强度调制和该成像部分内的至少该像素的参考信号之间的相对相位被至少根据来自该 成像部分内的该像素的测量值来确定且强度调制的散射光信号的强度和/或强度调制的散 射光信号的强度调制和至少该散射光参考像素的参考信号之间的相对相位被至少根据来 自该散射光参考像素的测量值来确定,以及第二确定步骤,其中第一确定步骤的确定结果 被彼此偏移以使得强度调制的辐射信号的经纠正的强度和/或强度调制的辐射信号的强度 调制和该成像部分内的像素矩阵的至少一个像素的参考信号之间的经纠正的相对相位被 确定,和/或其中该确定操作包括第一确定步骤,其中至少来自该成像部分内的像素的测量 值和至少来自散射光参考像素的测量值被彼此偏移以使得该成
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