孔成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请一般涉及孔检查系统，更具体地，本申请涉及孔成像系统。
【背景技术】
[0002] 人们所熟悉的各种孔成像系统使用了用于对孔的内部（例如，对引擎的缸膛）进 行成像的孔表面成像装置。专利号为4,849,626('626专利）、7,636,204('204专利）、 8, 334, 971 (' 971专利）、8, 570, 505 (' 505专利）的美国专利以及申请号为2013/0112881 的美国专利申请中公开了示范性的孔检查系统，特将所有这些专利与专利申请的全部内容 并入此处，以作参考。可以把这样的孔成像系统配置为提供孔内部的360度的视图（也将 其称为全景视图与/或图像），以检查形状误差或者表面缺陷。某些这样的系统使用了高分 辨率的光学部件。在任何情况下，这样的系统都可以使用把图像像素信号或者检测器元件 信号映像于孔内部的坐标的信号处理。在某些这样的系统中，可以把孔的近似环形部分的 全景图像按相应于环形部分的形状的圆形图案投射在二维（2-D)矩形成像阵列上。于是， 圆形或者环形图像像素可以跨越相当大的像素集合（例如，所述矩形成像阵列的大部分）， 而实际上仅成像于所述像素集合的相当小部分（例如，矩形成像阵列中的环形图像图案）。 典型的成像阵列必须读出圆形或者环形孔图像所跨越的每个像素，尽管在环形图像图案外 部的像素与孔的检查无关。另外，这样的系统可能还必须利用把像素从环形图像图案映像 于孔表面的图像映像计算。连续地读出无关的像素以及映像相关的像素耗费时间，这限制 了使用这样的孔成像系统检查孔的速度。某些系统（例如，'626专利中所公开的）使用了 纤维光成像路径，并且把每条纤维路由至相应的光检测器。然而，这样的系统的配置也对速 度以及成像进行了限制，从而，就可以使用某一给定系统进行检查的孔大小而言，限制了分 辨率与/或通用性。
[0003] 希望获得一种能够解决以上概要描述的问题的高速度、高分辨率、度量级别的孔 成像系统。
【发明内容】
[0004] 公开了一种孔成像系统，所述孔成像系统包含：光检测器配置；和第一孔表面成 像装置，其被配置为把源于孔表面上的图像区的图像光传输给光检测器配置，光检测器配 置包含在朝向与孔的轴向横断（transverse)的方向的平面中弯曲的第一弯曲光检测器装 置。第一弯曲光检测器装置至少包含沿与轴向横断的方向接收图像光的第一成像阵列。在 各种实施例中，对于使用高分辨率对孔大小进行测量，这样的系统提供了有意义图像数据 的高吞吐率以及通用的度量级别的成像配置。在各种实施例中，相对延长的图像维度可以 环360度覆盖所述孔。在各种实施例中，此处所公开的特性允许沿所述孔、以空前的速率轴 向扫描图像区，而且不需要复杂的图像处理来映像像素信息。
【附图说明】
[0005] 当与附图相结合时，通过参照以下的详细描述，上述各方面以及诸多伴随优点将 变得更加易于明白，因为将能够对它们更好地加以理解，其中：
[0006] 图1为根据此处所公开原理的孔成像系统的第一实施例的示意图；
[0007] 图2A和图2B为可用于根据此处所公开原理的孔成像系统中的透镜装置的第一实 施例的示意图；
[0008] 图3为根据此处所公开原理的孔成像系统的第二实施例的示意图；
[0009] 图4为根据此处所公开原理的孔成像系统的第三实施例的示意图；以及
[0010] 图5为可用于根据此处所公开原理的孔成像系统的各种实施例的光检测器的实 施例的示意图，其中，光检测器包含第一和第二弯曲光检测器装置。
【具体实施方式】
[0011] 图1为根据此处所公开原理的孔成像系统100的第一实施例的示意图。在这一实 例中，孔成像系统100包含光检测器配置110 (此处也将其简单地称为光检测器）以及孔表 面成像装置120,装载在以稳定形式固定它们的弯曲载体170上。可以把孔成像系统100装 载在示意性表示的外壳部件180上，外壳部件180按适当的关系容纳每一样东西，并且可以 将其安装于移动控制系统等或者其包括移动控制系统等，以沿轴扫描方向SD扫描孔成像 系统100,以对孔表面160的所希望的轴向截面进行成像。在某些实施例中，孔成像系统100 还包含照射部分185。根据柱面坐标Z、R以及零设置图1，在这一实例中，把柱面坐标Z、R 以及屮与圆柱状孔对准。光检测器110包含在朝向与孔表面160的轴向Z横断的方向的平 面中弯曲的弯曲光检测器装置111，如以下更详细地加以描述的。弯曲光检测器装置111包 含成像阵列132和阵列基片134。在某些实施例中，可以合并成像阵列132和阵列基片134 与/或对它们不加以区别（例如，呈薄半导体基片上的半导体光检测器的形状）。在某些 实施例中，它们可以为可区别的元件（例如，呈粘结于也载有互连的柔性材料的切割的半 导体光检测器的形状等）。在任何情况下，成像阵列132均包含提供图像数据（例如，强度 值）的光检测器元件132a~132n(例如，像素），可以将它们单独、或者并行、或者多路、或 者串行地加以输出，也可以在输出之前，在连接器133上对它们进行处理。即，在某些实施 例中，可以把处理电路作为成像阵列132的一部分加以提供，或者将其提供在基片134与/ 或载体170上。在这一实施例中，孔表面成像装置120包含把孔表面160成像在弯曲光检 测器装置111上的透镜装置190。在这一实施例中，透镜装置190呈透镜元件190a~190n 的阵列的形式，如以下参照图2更详细地加以描述的。把照射部分185连接于照射能源与 控制元件186,在可选的实施例中，可以省略照射部分，或者将照射部分提供在载体170上， 或者其呈任何其它方便的形式。
[0012] 在操作中，把照射部分185设置为向孔表面160上的图像区150提供照射187。把 孔表面成像装置120配置为把源于图像区150的图像光140传输给光检测器110,具体地 讲，传输给弯曲光检测器装置111。更具体地，在这一具体的实施例中，把透镜装置190的 透镜元件190a~190n配置为沿径向R把图像光140传输给成像阵列132的光检测器元件 132a ~132ru
[0013] 在图1所示的实施例中，沿扫描方向SD移动孔成像系统100,以沿轴向Z提供覆盖 孔表面160的图像。
[0014] 在图1所示的实施例中，在载体170上按近似圆形形状使弯曲光检测器装置111 弯曲。在某些实施例中，载体170可以为外壳部件180的一部分。在各种实施例中，基片 134可以为柔韧印刷材料、弹性体或者薄半导体基片、或者另一种提供所要求的用于提供根 据此处所公开原理的弯曲成像阵列的特性的可弯曲基片。
[0015] 在图1所示的实施例中，沿扫描方向SD移动孔成像系统100,以沿轴向Z提供覆盖 孔表面160的图像。
[0016] 在某些实施例中，可以把弯曲光检测器装置111提供在诸如可从爱达荷州博伊西 的 American Semiconductor 公司获得的 FleX? Silicon-on-Polymer? CMOS 传感器、或者 德国Olching的Andanta公司所提供的弯曲的高分辨率(XD传感器的柔性基片上。专利号 为 6, 791，072、6, 849, 843、7, 786, 421、8, 372, 726、8, 742, 325 的美国专利，以及美国专利公 布2010/0264502和2012/0261551中公开了用于制造弯曲光检测器装置的各种其它可用的 替代产品，特将所有这些美国专利和美国专利公布的全部内容并入此处，以作参考。
[0017] 在某些实施例中，光检测器装置111可以包含多个光检测器元件或者阵列，其中， 每个光检测器元件或者阵列在有限的跨度上标定平坦，但沿弯曲光检测器装置111的弯曲 形状对其进行设置。例如，可以在沿弯曲光检测器装置111的弯曲形状对其进行设置的柔 性基片上提供标定平坦的光检测器阵列。在这样一个实施例中，一种设计考虑是，光检测器 元件中的每个光检测器元件不应该接收相应于其图像区150的所成像部分的不可接受的 模糊图像。于是，应该设计这样的任何透镜装置和协同操作的光检测器装置：具有达到把每 个光检测器或者像素维持在所希望的图像聚焦深度或者范围所需程度的互补的曲率。
[0018] 在某些实施例中，成像阵列132可以沿轴向Z跨越相对窄的维度（例如，窄到只有 3个像素，或者不到3个像素）以及沿qp方向跨越相对延长的维度（例如，长到最多5800个