孔成像系统的制作方法_2

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像素)。
[0019] 图2A和图2B为可用作图1中所示孔成像系统100中的透镜装置190的透镜装置 290的第一实施例的示意图。图2A示出了一个典型图像通道IC230a的部件,所述部件包括 与成像阵列232的相应部分协同操作的透镜装置290的相应部分。透镜装置290和成像阵 列232(例如,包括在弯曲光检测器装置211中的)包含多个类似图像通道。本领域技术人 员将会明显意识到,图2中许多用数字2XX标记的元件可以类似于或者等同于图1中用数 字1XX标记的元件,而且如果未指出不当时,可以根据先前描述或者类推地加以理解。
[0020] 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的方向的两个相邻图像通道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,290a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还包含光检测器元件232a。在某 些实施例中,光检测器元件232a可以包含一个像素或者一小组像素。在附接于载体270的 基片234上(或者在其一部分上)设置光检测器元件232a。在一个实施例中,把光检测器 元件232a耦合于连接器233a,可以认为连接器233a为孔成像系统100的连接器133的单 个取例的一个实例。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的标定准直光240聚焦于光检测器元件232a。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配置为阻挡非准直 光,例如阻挡源于视场251a之外的光线241进入图像通道IC230a。这可防止光检测器元 件232a输入来自应该被相邻光检测器元件标定成像的区域(例如,来自图像通道IC230b 的视场251b中的区域)的光,因此,抑制了相邻光检测器元件之间的"图像干扰"。可以认 为,这提高了系统的横向图像分辨率。按以上所描述的图像通道IC230a类似地配置相邻图 像通道IC230b,图像通道IC230b包括耦合于连接器233b的光检测器元件232b。还应该意 识到,这样的透镜装置也增强了景深,从而允许多个孔大小的度量级别的成像。
[0021] 图3为根据此处所公开原理的孔成像系统300的第二实施例的示意图。本领域技 术人员将会明显意识到,图3中许多用数字3XX标记的元件可以同功能于或者类似于图1 中用数字1XX标记的元件(例如,311与111同功能),而且,如果未指出不当时,可以根据先 前的描述或者类推地加以理解。根据此公开,本领域技术人员将会意识到,在某些情况下, 大小或者形状可能不同,但功能、制造或者目的可能类似。
[0022] 孔成像系统300包含光检测器310和孔表面成像装置320。在某些实施例中,孔成 像系统300可以包括未在图中加以显示的照射部分(例如,同功能于图1中所示的照射系 统190)。可以把孔成像系统设置在未在图中加以显示的外壳部件或者框架上,所述外壳部 件或者框架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300,与/或调整其成像方向。在 这一实例中,根据柱面坐标Z、R以及设置图3,在这一实例中,把柱面坐标Z、R以及申与 圆柱状孔对准。光检测器310包含在朝向与孔表面360的轴向Z横断的方向的平面中弯曲 的弯曲光检测器装置311,如以下更详细地加以描述的。可以理解为弯曲光检测器装置311 同功能于弯曲光检测器装置111,并且可以类似地加以制造,即,包含成像阵列和基片,如先 前简要描述的。成像阵列通常包含耦合于被配置为在向检测器处理部分395输出图像数据 的连接器333的光检测器元件,如先前所描述的。在某些实施例中,图像数据可以是被处理 的图像数据。就形状而言,孔表面成像装置320明显不同于图1中所示的孔表面成像装置 120。具体地,孔表面成像装置320包括全景成像装置,所述全景成像装置包含环360方位 角度反射的第一反射器元件321、透镜装置325、以及环360方位角度反射的第二反射器元 件322,它们全部沿图像区350和光检测器310之间的光路径加以定位。
[0023] 在操作中,把孔表面成像装置320配置为把源于孔表面360上的图像区350的图 像光340传输给光检测器310,具体地,传输给其成像阵列的光检测器元件。更具体地,把 第一反射器元件321设置为沿与轴向Z横断的方向(例如,近似沿径向R)接收源于图像区 350的图像光340,偏转该图像光,并且通常沿孔轴的方向(例如Z方向)将其输出给透镜 装置325。通常,沿具有所希望的放大倍数的孔轴的方向(例如,Z方向)把透镜装置325 配置为把图像光340传输给第二反射器元件322。透镜装置325,或者更一般地,孔表面成 像装置320还可以包括各种限制孔径等,在某些实施例中,所述限制孔径可以包括环形孔 径装置,以当对图像区350进行成像时,增强孔成像系统300的视场选择、景深、与/或分辨 率。把第二反射器元件322设置为从透镜装置325接收图像光340,偏转该图像光,并且沿 与轴向Z横断的方向(例如,近似沿径向R)将图像光340传输给光检测器310的弯曲光检 测器装置311。把弯曲光检测器装置311设置为接收图像光340。
[0024] 在图3所示的具体实施例中,把透镜装置325配置为缩小图像光340,并且将其传 输给第二反射器元件322,第二反射器元件322近似沿朝内径方向偏转所述光,以压缩弯曲 光检测器装置311,弯曲光检测器装置311具有近似面向沿朝外径方向的检测器元件。在某 些实施例中,这样的配置可以允许极紧致的弯曲光检测器装置311,与/或可以具有连贯聚 集朝内径方向收敛的图像光340,以在弯曲光检测器装置311的光检测器元件处提供较好 的图像强度与/或分辨率的优点。
[0025] 在图3所示的实施例中,第一反射器元件321和第二反射器元件322看上去似乎 具有近似圆锥的形状。然而,应该意识到,也可以使用不同形状的反射器元件,例如,为了改 进图像失真或者增强成像分辨率。
[0026] 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300,以提供沿轴向 覆盖孔的图像。在可选的实施例中,孔表面成像装置320可以包含含有可变形的与/或可 协调移动的成像元件的图像路径调整元件,所述图像路径调整元件沿孔轴向偏转系统的视 场和焦点,而不必为此沿扫描方向SD移动整个孔表面成像装置320。这样的系统可以提供 重新定位图像区350的较快的扫描速度或者机械响应时间。使用新式光设计模拟软件与/ 或光线跟踪程序,光设计领域中的技术人员可以实现针对这样的系统的各种配置。
[0027] 图4为根据此处所公开原理的孔成像系统400的第三实施例的示意图。本领域技 术人员将会明显意识到,图4中诸多用数字4XX标记的元件可以同功能于或者等同于图3 中用数字3XX标记的元件(在某些实施例中,421类似于或者等同于321),而且,如果未指 出不当时,可以根据先前的描述或者类推地加以理解。根据此公开,本领域技术人员将会意 识到,在某些情况下,大小或者形状可能不同,但功能、制造或者目的可能类似。
[0028] 孔成像系统400包含光检测器410和孔表面成像装置420,可以根据以上对孔成像 系统300的描述(参照图3简要描述的)了解孔成像系统400、光检测器410、以及孔表面 成像装置420。孔成像系统400和孔成像系统300之间唯一明显不同之处在于,在孔表面 成像装置420中,把第二反射器元件422配置为把图像光440近似地沿朝外径方向偏转至 弯曲光检测器装置411,弯曲光检测器装置411具有面向近似沿朝内径方向的检测器元件。 在某些实施例中,这样的配置可以允许较小弯曲的光检测器装置411 (例如,与弯曲光检测 器装置311相比,在其中光检测器元件驻留在不能够以小弯曲半径弯曲的基片上的实施例 中使用),与/或可以具有允许弯曲光检测器装置411的每角度增量使用更多给定大小的光 检测器元件,以改进孔成像系统400中的空间图像取样与/或分辨率的优点。
[0029] 图5是包括可用于根据此处所公开原理的孔成像系统的各种实施例(例如,以上 参照图4简要描述的孔成像系统400)的光检测器510的实施例的示意图500。例如,可以 取代图4中所示的光检测器410,使用光检测器
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