[发明专利]光学成像系统和方法以及孔径光阑组合和孔径元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学成像系统和方法，以及可用于该光学成像系统中的孔径光阑组合和孔径元件。

背景技术

作为无损检测(non-destructive evaluation，NDE)装置的一种，诸如内窥镜(borescope)、视频内窥镜(videoscope)，光纤内窥镜(fiberscope)，以及医疗内窥镜(endoscope)等光学检测装置已在工业和医疗领域得到广泛应用。通常，此种光学检测装置用来对难以接近的地方进行探测以确定元件是否被恰当的制造或者组装。在作光学检测时，由于被测的位置可能处于黑暗的环境，光学检测装置通常会通过一个连接有光纤的外部光源或者直接安装在探头末端的光源发射光线来照亮待测对象。在待测对象被照亮后，光学检测装置中的光学成像系统即可以通过图像感测器等成像装置对待测对象进行光学成像，并将获取的图像显示在显示装置或者视频的屏幕上以供视觉检测。

为了在具有较大场景范围内对待测对象进行检测，具有固定焦距的光学检测装置的光学成像系统需要进行一定的光学设计，以获得较大的景深(depth of field，DOF)。然而，大景深的透镜系统通常要求较小孔径的光阑(也即较小的透光量)，这样会导致图像变暗，而使得图像的分析变得困难，进一步会导致检测失败或者困难。为了解决此问题，一种方案是在光学检测装置中采用多组光学检测探头(tips)，其中一些探头特别用来对近距离物体进行检测，而另外一些探头特别用来对中远距离的物体进行检测。然而，重复在这些探头之间切换一方面比较耗时，另一方面也会降低检测的精度，也不方便用户使用。

因此，有必要提供一种光学成像系统和方法来解决上述的技术问题。

发明内容

现在归纳本发明的一个或多个方面以便于本发明的基本理解，其中该归纳并不是本发明的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明的一些概念。

本发明的一个方面在于提供一种光学成像系统，包括：

双折射元件，用于将非偏振光以不同的折射率分解成一第一线偏振光及一第二线偏振光，以分别形成该光学成像系统的第一焦距模式及第二焦距模式；

旋光元件，用于在控制信号的作用下调整该第一及第二线偏振光的偏振态；及

偏光元件，用于滤除偏振态调整后的该第一及第二线偏振光之一，以形成单一成像。

本发明的另一个方面在于提供一种光学成像方法，包括：

将待测对象反射或散射的非偏振光以不同的折射率分解成一第一线偏振光及一第二线偏振光，以分别形成一光学成像系统的第一焦距模式及第二焦距模式；

调整该第一及第二线偏振光的偏振态；及

滤除偏振态调整后的该第一及第二线偏振光之一，以形成单一成像。

本发明的再一个方面在于提供一种孔径光阑组合，包括：

孔径元件，包括一偏光部及开设在该偏光部中心的开孔部，该偏光部用于滤除具有一第一固定偏振态的线偏振光；

旋光元件，用于在控制信号的作用下调整线偏振光的偏振态；及

偏光元件，用于滤除具有一第二固定偏振态的线偏振光；

该旋光元件位于该孔径元件与该偏光元件之间。

本发明的再一个方面还在于提供一种孔径元件，该孔径元件包括一偏光部及在该偏光部中心开设的开孔部，该偏光部用于滤除具有一固定偏振态的线偏振光。

本发明的光学成像系统及检测方法，通过控制信号例如电压信号切换不同的工作模式以分别对不同位置的待测对象进行光学成像，至少避免了传统的光学检测装置切换不同光学探头而引起的耗时等技术问题，可以快速的实现变焦的技术效果。另外，在更进一步的改良下，通过使用该孔径光阑组合可避免机械切换动作，可以消除传统的机械驱动机构所带来的诸多不良影响，还可以将光学成像系统的结构设计得更加紧凑。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为一种光学检测装置的一种实施方式的模块示意图。

图2为本发明光学成像系统的第一较佳实施方式结合图像感测器分别在两种状态下的比对示意图。

图3为本发明光学成像系统的第二较佳实施方式结合图像感测器分别在两种状态下的比对示意图。