散射光参考像素的制作方法_3

文档序号:9756729阅读:来源:国知局
像部分内的至少给像素的 经纠正的测量值被确定,以及第二确定步骤,其中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至少该像素的参考信号之间的经纠 正的相对相位被根据该第一确定步骤的经纠正的测量值来确定。
[0040] 在评估关于散射光的散射光参考像素所记录的信息及其相应进一步处理的这种 方法中,成像部分内的个体像素的个体测量值被通过基于散射光参考像素所记录的测量值 对散射光的第一阶的逼近来纠正。该方法一般表示良好的第一阶散射光信号纠正。进而,该 纠正可直接通过用基于至少一个散射光参考像素的测量值的值来偏移图像区域内的像素 的测量值来实现,或者首先基于图像区域内的像素以及至少一个散射光参考像素的测量值 相应地确定强度和/或相对相位,来实现其强度和/或相对相位被关于相应的特别是三角相 加定理来彼此偏移。
[0041] 根据本发明的术语纠正被用来表示在强度调制的辐射信号的强度调制的强度和/ 或相对相位方面在图像部分内的像素所及记录的测量值的调制,以及还替换地表示在强度 调制的辐射信号的强度调制方面在图像部分内的像素确定的强度和/或相对相位的调整。 在该情况下,根据适用的相加定理,归于辐射信号与强度调制的散射光信号的叠加的该强 度和/或相位分量被移除。
[0042]在一实施例中,在第二确定步骤中,第一确定步骤的确定结果的偏移通过根据三 角相加定理从成像部分内的像素矩阵的至少一个像素的强度调制的辐射信号的强度和/或 相对相位中减去至少一个散射光参考像素的强度调制的散射光信号的强度和/或相对相位 来实现,和/或在第一确定步骤中测量结果的偏移通过从来自成像部分内的像素矩阵的至 少一个像素的测量值减去来自至少一个散射光参考像素的测量值来实现。
[0043]从所检测到的测量值重构或计算的成像部分内的相应像素在没有散射光出现的 情况下本应记录的值。被重构的值因此对应于强度调制的辐射信号的强度调制的纯的、非 叠加的强度和/或相对相位。一般而言,这种纠正通过减去根据散射光参考像素所记录的散 射光的测量值确定的散射光的值来实现。替换地,通过使用强度和相位而不是测量值来实 现纠正,在这种情况下例如在正弦或余弦形式的信号的情况下,如前文已经陈述的,要观察 相应的三角相加定理。
[0044] 在一实施例中,在第二确定步骤中,第一确定步骤的确定结果的偏移被实现,因为 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相对相位被根据三角相加定理针对两个散射光 参考像素至少从在第一确定步骤中确定的强度和/或相对相位内插或外插,且强度调制的 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至少该 像素的参考信号之间的经纠正的相对相位被从至少针对该成像部分内的该像素在第一确 定步骤中确定的强度和/或相对相位以及针对该成像部分内的至少给像素在第二确定步骤 中内插或外插的强度和/或相对相位确定,和/或在第一确定步骤中测量值的偏移被实现, 因为该成像部分内的像素矩阵的至少一个像素的强度调制的散射光信号的内插值或外插 值被至少从两个散射光参考像素所记录的测量值内插或外插且该成像部分内的该像素所 记录的至少该测量值被用该成像部分内的该像素的内插值或外插值纠正。
[0045] 根据本发明的内插就像外插一样实现,有利地,通过并入加权和纠正因子。那些加 权或纠正因子将被用于内插或外插的成像部分内的像素之间的或散射光参考像素之间的 可能差异计入,就像与针对其实现内插或外插该像素或散射光参考像素有关的差异。那些 加权因子例如计入几何形状的差异和/或量子效率方面的差异。
[0046] 在一实施例中,测量值和/或至少一个强度和/或至少一个相对相位的内插和/或 外插被根据至少两个散射光参考像素的测量值和/或强度和/或先对相位实现以在一线性 函数的基础上纠正该成像部分内的像素矩阵的至少一个像素的强度调制的辐射信号的测 量值和/或强度和/或相对相位,该线性函数取决于成像部分内的像素与用于纠正的散射光 参考像素的相应间隔。
[0047] 如果强度调制的散射光信号的强度和/或相对相位的测量值被不同的散射光参考 像素记录,则这意味着散射光信号不涉及那些散射光参考像素之间的完全同质的分布。相 应地,通常假定该分布还具有该像素矩阵的相当程度的非同质性。该分布可在以下假定上 逼近:在散射光的情况下这种非同质性具有带低梯度的局部均匀改变。特别是,在该情况下 的分布可根据呈现部分内的个体像素与被用于内插或外插操作的散射光参考像素的距离 用线性内插或外插良好逼近。
[0048] 在一进一步实施例中,该成像部分内的像素矩阵的至少一个像素的强度调制的辐 射信号的强度和/或相对相位的纠正是通过根据三角相加定理减去至少两个散射光参考像 素的强度和/或相对相位内插或外插的强度和/或相对相位实现的,和/或成像部分内的像 素矩阵的至少一个像素的测量值的纠正是通过减去从来自至少两个散射光参考像素的测 量值内插或外插的内插值或外插值实现的。
[0049] 为了从强度调制信号的叠加后的测量值获得非叠加的强度调制的辐射信号的值, 也就是说,为了纠正那些测量值,从所检测到的测量值中除去叠加分量。在根据本发明的应 用情形中叠加分量涉及例如强度调制的散射光信号的强度调制的强度和/或相对相位。那 些强度和/或相对相位可以利用由散射光参考像素所及记录的测量值来良好逼近。
[0050] 有关于此,特别可以设想,成像部分内的像素所记录的强度和/或入射辐射的强度 调制的相对相位被入射所述地用散射光参考像素所记录的强度和/或强度调制的散射光信 号的强度调制的相对相位纠正。更精确地,针对强度和/或相对相位的测量值分别由成像部 分内的像素和散射光参考像素记录,且根据那些测量值确定设备首先确定相应的强度和/ 或相对相位。随后通过该确定设备在所确定的强度和/或相对相位的基础上实现纠正。纠正 可通过对相加定理求解来实现。
[0051]然而,同样可设想,对于入射辐射,成像部分内的像素所记录的测量值被如上所述 地用来自散射光参考信号的测量值来纠正。如果测量值的纠正是在减去内插或外插值的基 础上实现的,则作为第一阶,这表示在没有散射光叠加器情况下强度调制的辐射信号的强 度调制和参考信号之间的强度和/或相对相位的进一步确定的良好逼近。通过经纠正的值, 确定设备随后确定相应的强度和/或相对相位。
[0052]在一实施例期间,针对检测器的成像部分内的像素矩阵的所有像素纠正强度调制 的辐射信号的强度和/或相对相位。在散射的强度调制的信号的情况下,通常假定:用强度 调制的散射光信号对像素矩阵内的所有像素进行动作,并且从而针对强度调制的辐射信号 的强度和/或相对相位记录有缺陷的测量值。因此,在这种情况下,所有图像部分的距离信 息是有差错的。为了获得没有差错或尽可能正确的整个图像,必须针对成像部分内的像素 矩阵的所有像素纠正强度调制的辐射信号的强度和/或相对相位的测量值。
[0053]最后,在一实施例中,使用针对强度调制的散射光信号由散射光参考像素记录的 所有测量值实现纠正。当使用针对强度调制的散射光信号由散射光参考像素记录的所有测 量值时,尽可能精确地确定或逼近像素矩阵的散射光信号的分布是可能的。
[0054]本发明的进一步的优点、特征和可能用途将从对优选实施例的以下描述以及附图 中显而易见,在附图中:
[0055] 图1示出根据本发明的装置的图示,
[0056] 图2a示出根据本发明的检测器的图示,以及 [0057]图2b示出图2a的检测器的信号确定的图示。
[0058] 图1是根据本发明的包括用于检测和确定入射的强度调制的电磁辐射信号2的强 度调制的强度和/或相位的装置1的测量布置的图示。
[0059] 该图示出了发射机11,其发出强度调制的电磁辐射,该电磁辐射被环境对象12反 射到装置1的方向。入射的强度调制的电磁辐射信号2被成像光学装置7成像在置于其后的 检测器3的成像部分16上。具有多个像素6或图片元素的像素矩阵5被布置在检测器3的成像 部分16内,强度调制的电磁辐射信号2被成像在该成像部分16上。
[0060] 在本情况下,像素矩阵5为方形配置的且每行和线包括相同的相应数量的个体像 素6。在所示示例中,存在3乘3即总共9个相同结构的方形像素6。
[0061] 散射光参考像素10与像素矩阵5间隔开地布置,所述散射光参考像素10优选地与 像素矩阵5的像素6全部是相同结构的。在此情况下,散射光参考像素10被布置成沿像素矩 阵5的周边处于直接相互连接的关系,其方式使得参考像素完全封闭像素矩阵。方形像素矩 阵5被布置在方形的中心处,在方形的侧边上布置散射光参考像素10,其中被散射光参考像 素10封闭的方形的侧边分别平行于像素矩阵5所形成的方形的侧边。理想情况下,当信号如 图所示由反射对象的同一点反射时,强度调制的电磁辐射信号2被成像光学装置7聚焦,理 想情况下被成像到像素矩阵5的同一像素6上。
[0062] 然而,需要注意,在非理想光学装置的情况下,入射的强度调制的辐射信号2的一 部分被成像光学装置7以强度调整的电磁散射光信号9的形式散射到像素矩阵5的像素6上 以及散射到散射光参考像素10以及像素矩阵5和散射光参考像素10之间的区域上。
[0063]如果被对象12或另一源(甚至在F0V之外)反射的强度调制的辐射信号2因此被反 射到例如成像光学装置7的侧边上,其可涉及图像光学装置7对强度调制的电磁辐射信号2 的部分散射。换言之,在这种非理想情况下,与成像光学装置7的理想化成像属性不同,强度 调制的电磁辐射信号2不被成像光学装置7成像到检测器3的成像部分16上,而是以强度调 制的电磁散射光信号9的形式散射到检测器3上。在该情况下,强度调制的电磁散射光信号9 也通常被散射到像素矩阵5和成像部分16之外的区域上。这种强度调制的散射光信号9被散 射光参考像素10记录,该散射光参考像素10在理想成像光学装置7的情况下在该光学装置 的视野之外,也就是说,不经受任何电磁辐射。
[0064] 利用散射光参考信号10所记录的强度调制的散射光信号9的强度和/或强度调制 的散射光信号9的强度调制和参考信号之间的相对相位的测量值,有可能也针对检测器3的 像素矩阵5(也就是说,针对成像部分16内的像素矩阵5的个体像素6)的强度调制的电磁散 射信号9的强度调制的强度和/或相对相位进行内插或外插。利用内插或外插的分布,有可 能通过计算出散射光分量来针对第一阶散射光干扰来纠正像素矩阵5所记录的强度调制的 辐射信号2的强度调制和参考信号之间的强度和/或相对相位的测量值。
[0065] 查明也由像素矩阵5的像素6记录的散射光信号9的方法不限于图1示出的散射光 信号作为在成像光学装置7的侧边处散射的结果而产生。图1中示出的布置和采用的方法同 样适用于纠正成像光学装置7所产生的其它种类的散射光信号。这还特别适用于因为成像 光学装置7中的非理想透镜而产生的散射光信号,比如例如在成像光学装置7中的缺陷处的 散射。
[0066]图2a示出了根据本发明的更进一步的检测器3的示意平面图。将在图示的中心处 看到像素矩阵5。像素矩阵5包括被布置在三行且三列的方形矩阵中的相同
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