[发明专利]光学系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2012年9月28日提交的美国专利申请号13/630373和2012年4月17日提交的13/448,691部分继续，其的整个公开通过引用而合并于此。

技术领域

本发明大体上涉及光学探头组件，并且更特定地，涉及展现多焦距的光学系统。 

背景技术

视频探头组件包括管道镜、视频示波器、纤维镜、内窥镜等。视频探头组件是无损评估工具类型，其可以对于例如瑕疵、磨损、包含物、变形、裂纹、开口等目标来检查不可及和/或难以触及的环境。当照射环境内的目标时，该目标的图像可以用容置在视频探头组件内的光学系统来形成。 

在过去的示例中，现有探头的光学系统仅有相对小的焦距改变的能力。当目标（例如，瑕疵、磨损、包含物、裂纹、开口等）频繁地离焦时，该相对小的焦距改变模式使得视频探头组件难以检查大范围的场。此外，探头组件移动来改善对焦由于环境内的大小约束而相对受到限制。因此，提供展现更大范围的焦距改变来改善对焦和变焦功能性的光学系统，这将是有益的。 

发明内容

下面呈现本发明的简化的简要描述以便提供对本发明的一些示例方面的基本理解。该简要不是本发明的广泛综览。此外，该概要不意在识别本发明的关键元件，也未界定本发明的范围。简要描述的唯一目的是采用简化形式呈现本发明的一些方面作为下文呈现的更详细描述的开头。 

根据一个方面，视频探头组件中的光学系统包括多个透镜，其配置成使分离的线偏振光线根据不同的折射率来折射以形成多个不同的焦距。该光学系统包括多个光调制元件，每个配置成响应于控制信号而调制经过相应光调制元件的线偏振光线的偏振态。偏振器元件滤除经过偏振器元件的线偏振光线中的一些。 

根据另一个方面，视频探头组件中的光学系统包括多个透镜，其配置成使分离的线偏振光线根据不同的折射率来折射以形成多个不同的焦距。该光学系统包括多个光调制元件，每个配置成响应于控制信号而调制经过相应光调制元件的线偏振光线的偏振态。可旋转偏振器元件滤除经过偏振器元件的线偏振光线中的一些来产生至少四个不同的焦距。 

根据另一个方面，提供检查视频探头组件的光学系统的目标的方法。该方法包括提供多个透镜，用于使分离的线偏振光线根据不同的折射率来折射以形成多个不同的焦距。方法包括引导线偏振光线通过至少一个光调制元件。方法包括使线偏振光线聚焦在成像器上。 

按照本公开的第一方面，提供一种视频探头组件中的光学系统，所述光学系统包括： 

多个透镜，其配置成使分离的线偏振光线根据不同的折射率来折射以形成多个不同的焦距；

多个光调制元件，各配置成响应于控制信号而调制经过相应光调制元件的所述线偏振光线的偏振态；以及

偏振器元件，其配置成滤除经过所述偏振器元件的所述线偏振光线中的一些。

按照第一方面的光学系统，其中所述透镜各包括双折射元件。 

按照第一方面的光学系统，其中所述多个光调制元件包括第一光调制元件和第二光调制元件。 

按照第一方面的光学系统，其中所述多个透镜包括第一透镜和第二透镜。 

按照第一方面的光学系统，其中所述第一光调制元件安置在所述第一透镜与所述第二透镜之间。 

按照第一方面的光学系统，其中所述第二光调制元件安置在所述第二透镜与所述偏振器元件之间。 

按照第一方面的光学系统，其中经过所述多个透镜的所述线偏振光线配置成产生至少四个不同的焦距。 

按照第一方面的光学系统，其中所述偏振器元件是可旋转的。 

按照第一方面的光学系统，其中所述偏振器元件的旋转配置成滤除所述线偏振光线中的至少一些。 

按照第一方面的光学系统，其中所述线偏振光线包括寻常光线和非常光线。 

按照本公开的第二方面，提供一种视频探头组件中的光学系统，所述光线系统包括： 

多个透镜，其配置成使分离的线偏振光线根据不同的折射率来折射以形成多个不同的焦距；

至少一个光调制元件，其配置成响应于控制信号而调制经过所述至少一个光调制元件的所述线偏振光线的偏振态；以及

可旋转偏振器元件，其配置成滤除经过所述偏振器元件的所述线偏振光线中的一些。

按照第二方面的光学系统，其中所述透镜各包括双折射元件。 

按照第二方面的光学系统，其中所述至少一个光调制元件包括第一光调制元件和第二光调制元件。