[发明专利]孔成像系统

说明书

一种孔成像系统，包含具有像素读出集合的光检测器，以及把来自孔表面的图像光传输给光检测器的孔表面成像装置。孔表面成像装置包含图像几何变换纤维束，所述图像几何变换纤维束包含具有输入端点和输出端点的多条光纤，其中，按第一形状设置输入端点，以接收源于图像区并通过透镜装置的光，按第二形状设置输出端点，以把图像光传输给像素读出集合，其中，把输出端点或者像素读出集合配置为致使像素读出集合的至少25％接收所传输的图像光。从而可以在不使用定制的光检测器的情况下，在孔探测镜中提供高图像数据率以及良好的图像分辨率。

技术领域

总体上讲，本申请一般涉及孔检查系统，更具体地，涉及孔成像系统。

背景技术

人们所熟悉的各种孔成像系统使用了一种用于对孔的内部(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的内部坐标的信号处理。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一个相当小的部分上(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或者环所跨越的每个像素，尽管在环形图像图案的内部或者外部的像素与孔的检查无关。连续地读出无关的像素耗费时间，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所述孔大小而言，限制了分辨率与/或通用性。

希望获得一种能够解决以上概要描述的问题的无接触、高速度、高分辨率、度量级别的孔成像系统。

发明内容

公开了一种孔成像系统，所述孔成像系统包含：含有像素读出集合的光检测器，以及其配置旨在把源于孔表面上的图像区的图像光传输给光检测器的孔表面成像装置，所述图像区具有呈如下特征的形状：沿孔的轴向具有相对窄的图像维度，沿与孔的轴向横断(transverse)的方向具相对延长的图像维度。孔表面成像装置包含图像几何变换纤维束，所述图像几何变换纤维束包含具有输入端点和输出端点的多条光纤，以及沿光纤端点和孔表面之间的光路径定位的透镜装置(其可以包含一或多个孔径)。按近似映像于图像区的形状的输入形状，包括沿映像于轴向的第一方向的相对窄的输入维度和沿与第一方向横断的第二方向的相对延长的输入维度，配置输入端点。把输入端点设置为接收源于图像区并且透过透镜装置的图像光。在像素读出集合或者接近像素读出集合的共轭面中设置图像几何变换纤维束的输出端点，以把图像光中继或者传输给像素读出集合，其中，把a)输出端点或者b)像素读出集合至少之一配置为致使像素读出集合的至少25％接收所传输的图像光。在各种实施例中，对于使用高分辨率对多个孔大小进行测量，这样的系统提供了有意义的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，可以在不使用定制的光检测器配置的情况下获得这些好处。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。

附图说明

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察觉，因为将能够对它们更好地加以理解，其中：

图1为根据此处所公开原理的孔成像系统的实施例的示意图；