光學(xué)系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明題為光學(xué)系統(tǒng)和方法。視頻探頭組件中的光學(xué)系統(tǒng)包括多個透鏡，其配置成使分離的線偏振光線根據(jù)不同的折射率來折射以形成多個不同的焦距。該光學(xué)系統(tǒng)包括至少一個光調(diào)制元件，其響應(yīng)于控制信號而調(diào)制經(jīng)過至少一個光調(diào)制元件的線偏振光線的偏振態(tài)。光學(xué)系統(tǒng)包括偏振器元件，其濾除經(jīng)過該偏振器元件的線偏振光線中的一些。還提供檢查視頻探頭組件的光學(xué)系統(tǒng)的目標(biāo)的方法。
【專利說明】光學(xué)系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用 本申請是2012年9月28日提交的美國專利申請?zhí)?3/630373和2012年4月17日提 交的13/448,691部分繼續(xù)，其的整個公開通過引用而合并于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明大體上涉及光學(xué)探頭組件，并且更特定地，涉及展現(xiàn)多焦距的光學(xué)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003] 視頻探頭組件包括管道鏡、視頻示波器、纖維鏡、內(nèi)窺鏡等。視頻探頭組件是無損 評估工具類型，其可以對于例如瑕疵、磨損、包含物、變形、裂紋、開口等目標(biāo)來檢查不可及 和/或難以觸及的環(huán)境。當(dāng)照射環(huán)境內(nèi)的目標(biāo)時，該目標(biāo)的圖像可以用容置在視頻探頭組 件內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)來形成。
[0004] 在過去的示例中，現(xiàn)有探頭的光學(xué)系統(tǒng)僅有相對小的焦距改變的能力。當(dāng)目標(biāo)(例 如，瑕疵、磨損、包含物、裂紋、開口等）頻繁地離焦時，該相對小的焦距改變模式使得視頻探 頭組件難以檢查大范圍的場。此外，探頭組件移動來改善對焦由于環(huán)境內(nèi)的大小約束而相 對受到限制。因此，提供展現(xiàn)更大范圍的焦距改變來改善對焦和變焦功能性的光學(xué)系統(tǒng)，這 將是有益的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 下面呈現(xiàn)本發(fā)明的簡化的簡要描述以便提供對本發(fā)明的一些示例方面的基本理 解。該簡要不是本發(fā)明的廣泛綜覽。此外，該概要不意在識別本發(fā)明的關(guān)鍵元件，也未界定 本發(fā)明的范圍。簡要描述的唯一目的是采用簡化形式呈現(xiàn)本發(fā)明的一些方面作為下文呈現(xiàn) 的更詳細描述的開頭。
[0006] 根據(jù)一個方面，視頻探頭組件中的光學(xué)系統(tǒng)包括多個透鏡，其配置成使分離的線 偏振光線根據(jù)不同的折射率來折射以形成多個不同的焦距。該光學(xué)系統(tǒng)包括多個光調(diào)制元 件，每個配置成響應(yīng)于控制信號而調(diào)制經(jīng)過相應(yīng)光調(diào)制元件的線偏振光線的偏振態(tài)。偏振 器元件濾除經(jīng)過偏振器元件的線偏振光線中的一些。
[0007] 根據(jù)另一個方面，視頻探頭組件中的光學(xué)系統(tǒng)包括多個透鏡，其配置成使分離的 線偏振光線根據(jù)不同的折射率來折射以形成多個不同的焦距。該光學(xué)系統(tǒng)包括多個光調(diào)制 元件，每個配置成響應(yīng)于控制信號而調(diào)制經(jīng)過相應(yīng)光調(diào)制元件的線偏振光線的偏振態(tài)。可 旋轉(zhuǎn)偏振器元件濾除經(jīng)過偏振器元件的線偏振光線中的一些來產(chǎn)生至少四個不同的焦距。
[0008] 根據(jù)另一個方面，提供檢查視頻探頭組件的光學(xué)系統(tǒng)的目標(biāo)的方法。該方法包括 提供多個透鏡，用于使分離的線偏振光線根據(jù)不同的折射率來折射以形成多個不同的焦 距。方法包括引導(dǎo)線偏振光線通過至少一個光調(diào)制元件。方法包括使線偏振光線聚焦在成 像器上。
[0009] 按照本公開的第一方面，提供一種視頻探頭組件中的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包 括： 多個透鏡，其配置成使分離的線偏振光線根據(jù)不同的折射率來折射以形成多個不同的 焦距； 多個光調(diào)制元件，各配置成響應(yīng)于控制信號而調(diào)制經(jīng)過相應(yīng)光調(diào)制元件的所述線偏振 光線的偏振態(tài)；以及 偏振器元件，其配置成濾除經(jīng)過所述偏振器元件的所述線偏振光線中的一些。
[0010] 按照第一方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述透鏡各包括雙折射元件。
[0011] 按照第一方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個光調(diào)制元件包括第一光調(diào)制元件和第二 光調(diào)制兀件。
[0012] 按照第一方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個透鏡包括第一透鏡和第二透鏡。
[0013] 按照第一方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一光調(diào)制元件安置在所述第一透鏡與所述 第二透鏡之間。
[0014] 按照第一方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第二光調(diào)制元件安置在所述第二透鏡與所述 偏振器元件之間。
[0015] 按照第一方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中經(jīng)過所述多個透鏡的所述線偏振光線配置成產(chǎn)生 至少四個不同的焦距。
[0016] 按照第一方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述偏振器元件是可旋轉(zhuǎn)的。
[0017] 按照第一方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述偏振器元件的旋轉(zhuǎn)配置成濾除所述線偏振光 線中的至少一些。
[0018] 按照第一方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述線偏振光線包括尋常光線和非常光線。
[0019] 按照本公開的第二方面，提供一種視頻探頭組件中的光學(xué)系統(tǒng)，所述光線系統(tǒng)包 括： 多個透鏡，其配置成使分離的線偏振光線根據(jù)不同的折射率來折射以形成多個不同的 焦距； 至少一個光調(diào)制元件，其配置成響應(yīng)于控制信號而調(diào)制經(jīng)過所述至少一個光調(diào)制元件 的所述線偏振光線的偏振態(tài)；以及 可旋轉(zhuǎn)偏振器元件，其配置成濾除經(jīng)過所述偏振器元件的所述線偏振光線中的一些。
[0020] 按照第二方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述透鏡各包括雙折射元件。
[0021] 按照第二方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述至少一個光調(diào)制元件包括第一光調(diào)制元件和 第二光調(diào)制元件。
[0022] 按照第二方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個透鏡包括第一透鏡和第二透鏡。
[0023] 按照第二方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一光調(diào)制元件安置在所述第一透鏡與所述 第二透鏡之間。
[0024] 按照第二方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第二光調(diào)制元件安置在所述第二透鏡與所述 偏振器元件之間。
[0025] 按照第二方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中經(jīng)過所述多個透鏡的所述線偏振光線配置成產(chǎn)生 至少四個不同的焦距。
[0026] 按照第二方面的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述偏振器元件的旋轉(zhuǎn)配置成濾除所述線偏振光 線中的至少一些。
[0027] 按照本公開的第三方面，提供一種用視頻探頭組件的光學(xué)系統(tǒng)檢查目標(biāo)的方法， 所述方法包括： 提供多個透鏡，用于使分離的線偏振光線根據(jù)不同的折射率來折射以形成多個不同的 焦距； 引導(dǎo)所述線偏振光線通過至少一個光調(diào)制元件；以及 使所述線偏振光線聚焦在成像器上。
[0028] 按照第三方面的方法，其進一步包括以下步驟： 使所述線偏振光線中的一個以第一折射率折射； 使所述線偏振光線中的另一個以第二折射率折射；以及 調(diào)制所述線偏振光線的偏振態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 當(dāng)參照附圖閱讀下列說明時，本發(fā)明的前述的和其他優(yōu)勢將對于本發(fā)明所涉及的 領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員變得明顯，其中： 圖1是根據(jù)本發(fā)明的方面的示例視頻探頭組件(其具有至少一個方面）的透視圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的方面的視頻探頭組件(其包括示例光學(xué)系統(tǒng)）的示意框圖表示； 圖3是采用第一操作模式的圖2的視頻探頭組件的示范性光學(xué)系統(tǒng)的示意圖； 圖4是采用第二操作模式的視頻探頭組件的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖； 圖5是采用第三操作模式的視頻探頭組件的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖； 圖6是采用第四操作模式的視頻探頭組件的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖； 圖7是根據(jù)本發(fā)明的方面的視頻探頭組件的第二示例光學(xué)系統(tǒng)的示意圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明的方面并且采用第一操作模式的視頻探頭組件的第三示例光學(xué)系 統(tǒng)的不意圖； 圖9是采用第二操作模式的視頻探頭組件的第三光學(xué)系統(tǒng)的示意圖； 圖10是采用第三操作模式的視頻探頭組件的第三光學(xué)系統(tǒng)的示意圖； 圖11是采用第四操作模式的視頻探頭組件的第三光學(xué)系統(tǒng)的示意圖； 圖12是根據(jù)本發(fā)明的方面并且采用第一操作模式的視頻探頭組件的第四示例光學(xué)系 統(tǒng)的不意圖； 圖13是采用第二操作模式的視頻探頭組件的第四光學(xué)系統(tǒng)的示意圖； 圖14是圖示檢查光學(xué)系統(tǒng)中的一個的目標(biāo)的方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0030] 包含本發(fā)明的一個或多個方面的示例實施例在圖中描述并且圖示。這些圖示的示 例不意在成為對本發(fā)明的限制。例如，本發(fā)明的一個或多個方面可以在其他實施例以及甚 至其他類型的裝置中利用。此外，在本文中使用某些術(shù)語只是為了方便并且不看作是對本 發(fā)明的限制。再另外，在圖中，采用相同的標(biāo)號用于指示相同的元件。
[0031] 圖1描繪根據(jù)本發(fā)明的一個方面的視頻探頭組件20的示例實施例。要意識到圖 1僅僅示出視頻探頭組件20的可能結(jié)構(gòu)和/或配置的一個示例，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)預(yù) 想其他示例。一般，視頻探頭組件20可在具有與物理/視覺可達性有關(guān)的某一限制級別的 區(qū)域中使用。在示例中，視頻探頭組件20包括如下文論述的拍攝裝置或其他相似圖像或視 頻攝取/記錄裝置。這樣的拍攝裝置或其他相似圖像或視頻攝取/記錄裝置可以插入?yún)^(qū)域 (例如，結(jié)構(gòu)、裝置等的受限接近區(qū)域）內(nèi)用于操作成攝取該區(qū)域的圖像。
[0032] 視頻探頭組件20包括手持機組件22。要理解圖1的手持機組件22僅包括手持 機組件22的許多可能的結(jié)構(gòu)/配置中的一個。手持機組件22在該示例中確實包括單個顯 示結(jié)構(gòu)，但是在其他示例中，手持機組件22可包括多個結(jié)構(gòu)/外殼。在示例中，手持機組件 22可具有人體工學(xué)設(shè)計水平使得手持機組件22可以容易地被手持。
[0033] 手持機組件22包括把手部分24。該把手部分24大小和形狀適于容易被人手所抓 握。在示出的示例中，把手部分24是狹長的并且大致上帶圓形/弧形拐角和邊緣地線狀延 伸。把手部分24不限于示出的形狀，并且在其他示例中，可以包括任何多種形狀。
[0034] 手持機組件22進一步包括小鍵盤26。該小鍵盤26包括一個或多個控制/功能按 鈕，其允許用戶控制手持機組件22和/或?qū)⑿畔⑤斎胧殖謾C組件22。手持機組件22可以 進一步包括顯示器28。在示出的示例內(nèi)，顯示器28鄰近小鍵盤26和把手部分24并且在它 們上方定位，但是也設(shè)想其他位點。顯示器28可以包括屏幕、監(jiān)視器或其他相似的圖像顯 示設(shè)備。顯示器28可以包括關(guān)聯(lián)的視頻控制器、驅(qū)動器等，以在顯示器28上提供圖像。
[0035] 視頻探頭組件20進一步包括探頭裝置30,其操作地連接到手持機組件22。探頭 裝置30是狹長的柔性結(jié)構(gòu)，其中探頭裝置30的一部分可以移動和/或接合(如由圖1內(nèi)的 虛擬繪制位置示出的)。要意識到在其他示例中，探頭裝置30可以在長度上更長或更短、在 橫截面大小上更厚或更薄。探頭裝置30可以包括狹長管，其具有大致上中空的中心部分。 探頭裝置30的中空中心部分可以大小適于收容線、電纜、接合電纜、光纖束和/或延伸通過 探頭裝置30到手持機組件22的其他機械、電或光學(xué)結(jié)構(gòu)。一般，探頭裝置30是狹長的，以 便允許探頭裝置30插入具有與可達性有關(guān)的某一限制級別的區(qū)域內(nèi)。如由虛擬線圖示的， 探頭裝置30可以例如通過彎曲、旋轉(zhuǎn)或類似情況而移動。
[0036] 探頭裝置30包括探頭32,其可以容置拍攝裝置或其他相似的圖像或視頻攝取/記 錄裝置。該探頭32設(shè)置在與手持機組件22相對的探頭裝置30的遠端。探頭32可以通過 探頭裝置30的接合/移動而移動。簡單地說，探頭32可以用拍攝裝置捕捉/記錄期望區(qū) 域內(nèi)的視頻或圖像。經(jīng)由延伸通過探頭裝置30的線或其他相似的結(jié)構(gòu)，圖像/視頻可以從 探頭32傳送到遠程位點，例如手持機組件22。因此，區(qū)域的圖像/視頻然后在手持機組件 22的顯不器28上顯不，并且可在手持機組件22內(nèi)/由手持機組件22存儲/捕捉/記錄。
[0037] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2,視頻探頭組件20為了說明目的而以高度示意/ 一般表示來圖示。 要意識到為了便于圖示通?？赡懿豢梢姷慕Y(jié)構(gòu)/部件而一般/示意地描繪視頻探頭組件 20。確實，在圖2中描繪的結(jié)構(gòu)/部件可定位在手持機組件22和/或探頭裝置30內(nèi)使得 結(jié)構(gòu)/部件可以是不可見的。還要意識到圖2僅描繪未看見的結(jié)構(gòu)/部件中的一些，但視 頻探頭組件20包括未在圖2中示出的另外的部件(例如，線、電部件、連接器，等)。
[0038] 手持機組件22可以包括控制器34。該控制器34能夠發(fā)送信息(例如，數(shù)據(jù)、控制 指令、圖像，等）到視頻探頭組件22內(nèi)的其他部件/接收到視頻探頭組件22內(nèi)的其他部件 的信息(例如，數(shù)據(jù)、控制指令、圖像，等)。控制器34可以包括與視頻探頭組件關(guān)聯(lián)的任何數(shù) 量的結(jié)構(gòu)。例如，控制器34可以包括微控制器、CPU、處理器、印刷電路板、邏輯單元、控制單 元、存儲器或類似物。在一個示例中，控制器34可以提供功能，其包括但不限于，圖像捕捉、 圖像增強、圖形重疊合并、失真校正、幀平均化、縮放、數(shù)字變焦、重疊、合并、翻轉(zhuǎn)、運動檢測 和/或視頻幀轉(zhuǎn)換/壓縮。在另一個示例中，控制器34可以存儲和/或讀取信息。
[0039] 控制器34可以操作地連接到小鍵盤26和顯示器28。如此，控制器34可以將信 息（即，查看的環(huán)境的光學(xué)信息/圖像）發(fā)送到顯示器28用于在顯示器28上提供圖像。同 樣，控制器34可以從小鍵盤26接收信息（S卩，移動信息)。在示例中，小鍵盤26可以控制探 頭裝置30和/或探頭32的移動。
[0040] 視頻探頭組件20可以進一步包括光源36。該光源36操作地連接到控制器34。 在圖示的示例中，光源36示出為容置在手持機組件22內(nèi)，但是在其他示例中，光源36可以 代而定位在探頭裝置30內(nèi)（例如作為探頭32的部分)或在手持機組件22和探頭裝置30兩 者中。光源36可以產(chǎn)生光，其可以引導(dǎo)到目標(biāo)上/聚焦在目標(biāo)上。在一個示例中，來自光 源36的光可以由光纖束傳送通過探頭裝置30,但是也設(shè)想其他光傳送結(jié)構(gòu)。光源36在一 個示例中可以產(chǎn)生白光，并且可包括任何數(shù)量的光源裝置，其包括汞或金屬鹵化物燈、鹵素 燈、激光/磷光系統(tǒng)、基于LED的光源，等。
[0041] 視頻探頭組件20包括根據(jù)本發(fā)明的方面的光學(xué)系統(tǒng)40。該光學(xué)系統(tǒng)40可以定 位在探頭裝置30內(nèi)。在圖示的示例中，光學(xué)系統(tǒng)40接近探頭裝置30的末端朝探頭32設(shè) 置。然而，在其他示例中，光學(xué)系統(tǒng)40可以更接近更遠離探頭裝置30的末端安置。為了說 明目的，光學(xué)系統(tǒng)40略微一般/示意地在圖2中圖示。確實，光學(xué)系統(tǒng)不限于圖示的實施 例。而且，探頭裝置30和光學(xué)系統(tǒng)40 -般在圖2內(nèi)朝右邊指向/引導(dǎo)。但要意識到指向 /引導(dǎo)可以如上文指示的那樣改變。光學(xué)系統(tǒng)40可以通過一個或多個線、光纖束或類似物 而操作地連接到控制器34。操作連接可以是對于指向/引導(dǎo)的移動、信息傳達、如下文論述 的光學(xué)系統(tǒng)40的控制，等。
[0042] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3,圖示根據(jù)本發(fā)明的至少一個方面的光學(xué)系統(tǒng)40的示例。在圖3內(nèi)， 光學(xué)系統(tǒng)40在圖2內(nèi)朝右邊、朝目標(biāo)41指向/引導(dǎo)，該目標(biāo)42代表要查看的區(qū)域。一般 指向/引導(dǎo)指示指向/引導(dǎo)可以改變。盡管未在圖3中示出，光源36可以提供光并且照射 目標(biāo)41。要意識到在目標(biāo)41 (例如，要查看的區(qū)域)包括許多結(jié)構(gòu)時，略微一般/示意地描 繪目標(biāo)41。例如，目標(biāo)41可以包括空洞、裂紋、包含物、畸形、開口，等。在照射目標(biāo)41時， 該目標(biāo)的圖像可以由光學(xué)系統(tǒng)40形成。然后可傳送該圖像通過探頭裝置30并且到手持機 組件22,于是圖像可以在顯示器28上示出，并且/或可記錄、捕捉、存儲在存儲器中，等。
[0043] 在示例光學(xué)系統(tǒng)40上聚焦的情況下，光學(xué)系統(tǒng)40可以包括成像器42。該成像器 42可包括在多個行和列中形成的一個或多個像素。成像器42可以采用電壓(例如，模擬電 壓)的形式生成圖像信號，其代表入射在成像器42的像素上的光。在示例中，這些圖像信號 可以從成像器42傳送到手持機組件22以在顯示器28上示出。
[0044] 光學(xué)系統(tǒng)40可以包括兩個或以上的透鏡。在圖示的示例中，光學(xué)系統(tǒng)40包括第 一透鏡46和第二透鏡48 (例如，多個透鏡)。然而，在其他示例中，光學(xué)系統(tǒng)40不限于包括 第一透鏡46和第二透鏡48,而代之可以包括比圖示的更多的透鏡。第一透鏡46和第二透 鏡48在大小、形狀、結(jié)構(gòu)和材料方面可以是大體上等同的，但是在其他示例中，第一透鏡46 和第二透鏡48可以具有不同的大小、形狀、材料等。而且，盡管第一透鏡46和第二透鏡48 每個示意地示出為單個透鏡部件，要意識到每個透鏡可以具有帶超出兩個折射表面的多透 鏡部件構(gòu)造，并且/或這些折射表面可以具有各種表面輪廓、間距等。本文的"透鏡"要解 釋為包括這樣的變化。
[0045] 第一透鏡46和第二透鏡48可以包括雙折射元件。例如，第一透鏡46和第二透鏡 48可以包括雙折射透鏡，其可以對應(yīng)地根據(jù)不同的折射率來折射具有不同偏振態(tài)的光。在 一個不例中，光(例如，未偏振的光，等）可從目標(biāo)41反射。入射到第一透鏡46和/或第二 透鏡48的光在一個示例中可以由雙折射元件分解成分離的線偏振光線。這些分離的線偏 振光線可以包括例如非常光線（e束光線）和尋常光線（〇束光線）光。該非常光線（e束光 線）光可以根據(jù)第一折射率由第一透鏡46和/或第二透鏡48反射。尋常光線（〇束光線） 光可以根據(jù)第二折射率由第一透鏡46和/或第二透鏡48反射，該第二折射率可與第一折 射率相同或不同。
[0046] 第一透鏡46和第二透鏡48可以包括許多材料。例如，第一透鏡46和第二透鏡48 可以包括釩酸釔（YV0 4)用于使光折射。YV04是這樣的雙折射材料類型，其可以關(guān)于其光軸 關(guān)于具有不同入射角和偏振態(tài)的入射光展現(xiàn)不同的折射率。在其他示例中，第一透鏡46和 /或第二透鏡48可包括其他材料，例如α -ΒΒ0晶體（BaB204)、方解石、鈮酸鋰、石英或這樣 的材料的組合。在其他示例中，第一透鏡46和/或第二透鏡48可以包括其他材料，其可以 對應(yīng)地根據(jù)不同的折射率來分解具有不同偏振態(tài)的光，例如用于對光的不同偏振態(tài)形成不 同的光路長度的一個或多個偏振分光棱鏡。
[0047] 光學(xué)系統(tǒng)40可以包括兩個或以上的光調(diào)制元件。在圖示的示例中，光學(xué)系統(tǒng)40 包括第一光調(diào)制元件50和第二光調(diào)制元件52 (例如，多個光調(diào)制元件)。然而，在其他示例 中，光學(xué)系統(tǒng)40不限于包括第一光調(diào)制元件50和第二光調(diào)制元件52,而代之可以包括比如 圖示的更多的光調(diào)制元件。在圖示的示例中，第一光調(diào)制元件50和第二光調(diào)制元件52在 大小、形狀、結(jié)構(gòu)和材料方面可以是大體上等同的，但是在其他示例中，第一光調(diào)制元件50 和第二光調(diào)制元件52可以是不同的。
[0048] 光調(diào)制元件(例如，第一光調(diào)制元件50和第二光調(diào)制元件52)可以響應(yīng)于控制信 號而調(diào)制和/或改變線偏振光線的偏振態(tài)。在一個不例中，控制信號可以包括施加于第一 光調(diào)制元件50和/或第二光調(diào)制元件52的電壓。特別地，在引導(dǎo)線偏振光線以經(jīng)過第一 光調(diào)制元件50或第二光調(diào)制元件52中的任一個時，線偏振光線的偏振態(tài)可以通過用不同 的電壓驅(qū)動光調(diào)制元件50、52而調(diào)制/改變。例如，到第一光調(diào)制元件50和/或第二光調(diào) 制元件52的入射光線可處于垂直線偏振態(tài)。當(dāng)光調(diào)制元件50、52中的一個或兩個用0伏 電壓來驅(qū)動時，來自第一光調(diào)制元件50或第二光調(diào)制元件52中任一個的出射光線可保持 在垂直線偏振態(tài)。當(dāng)光調(diào)制兀件50、52中的一個或兩個用大于閾值的電壓(例如，在一個不 例中，5伏）來驅(qū)動時，來自第一光調(diào)制元件50或第二光調(diào)制元件52中任一個的出射光可 調(diào)制成/變成水平線偏振態(tài)。
[0049] 在另一個示例中，線偏振光線的偏振態(tài)代之可以通過不用電壓驅(qū)動光調(diào)制元件 50、52而調(diào)制。在這樣的示例中，當(dāng)光調(diào)制元件50、52中的一個或兩個用0伏電壓驅(qū)動時， 來自第一光調(diào)制元件50或第二光調(diào)制元件52中任一個的出射光線可變成水平線偏振態(tài)。 當(dāng)光調(diào)制元件50、52中的一個或兩個用大于閾值的電壓(例如，在一個示例中，5伏)來驅(qū)動 時，來自第一光調(diào)制兀件50或第二光調(diào)制兀件52中任一個的出射光可保持在垂直線偏振 態(tài)。
[0050] 第一光調(diào)制元件50和第二光調(diào)制元件52可包括許多材料。在一個示例，第一光 調(diào)制元件50和第二光調(diào)制元件52可包括液晶。在其他示例中，第一光調(diào)制元件50和第二 光調(diào)制元件52不限于液晶，而代之可以包括法拉第旋轉(zhuǎn)器、光電晶體、波片等，其可以調(diào)制 入射光的偏振態(tài)。同樣，第一光調(diào)制元件50和第二光調(diào)制元件52可以包括相同/等同的 材料，或在其他示例中，可以包括不同的材料。
[0051] 光學(xué)系統(tǒng)40可以包括一個或多個偏振器兀件56。在圖不的不例中，光學(xué)系統(tǒng)40 包括一個偏振器元件56。然而，在其他示例中，光學(xué)系統(tǒng)40不限于包括單個偏振器元件，而 代之可以包括多個偏振器元件。
[0052] 偏振器元件56可以濾除一個固定偏振態(tài)(例如水平或垂直線偏振態(tài)）中的線偏振 光線。例如，在圖示的示例中，偏振器元件56可以濾除垂直線偏振光線(例如，在該示例中e 束光線)。如此，e束光線由偏振器元件56濾除而〇束光線可以經(jīng)過偏振器元件56。在其 他示例中，偏振器元件56可以濾除水平線偏振光線(例如，在該示例中〇束光線)。在這樣 的示例中，〇束光線由偏振器元件56濾除而e束光線可以經(jīng)過偏振器元件56。
[0053] 偏振器元件56可基于光反射機制來濾除線偏振光線。偏振器元件56可以包 括例如聚合物偏振膜、光柵偏振器、格蘭一泰勒（Glan-Taylor)偏振器、格蘭一湯普森 (Glan-Thompson)偏振器或塊堆棧（piece stack)偏振器。在另一個示例中，偏振器元件 56可基于光折射機制來濾除線偏振光線。在這樣的示例中，偏振器元件56可包括例如洛匈 (Rochon)偏振器或沃拉斯通（Wollaston)偏振器。在再另一個示例中，偏振器元件56可基 于光吸收機制來濾除線偏振光線。在這樣的示例中，偏振器元件56可包括聚合物偏振膜。
[0054] 在圖3的圖示示例中，光學(xué)系統(tǒng)40設(shè)置有最接近目標(biāo)41的第一透鏡46、后跟第一 光調(diào)制元件50、第二透鏡48、第二光調(diào)制元件52、偏振器元件56和成像器42。然而，在其 他不例中，光學(xué)系統(tǒng)40不限于該設(shè)置。相反，兀件(例如，第一和第二透鏡、第一和第二光調(diào) 制元件、偏振器元件，等)可以按不同的順序設(shè)置。此外，使元件中的每個分開的距離不限于 圖示的示例。相反，因為圖3的光學(xué)系統(tǒng)40未按比例繪制，元件可以比如圖示的更接近或 更遠離地相隔。從而，應(yīng)意識到示出的距離僅是一般的并且不視為參考。另外，可以提供另 外的未示出的元件，其包括孔徑、停止元件、額外的偏振器元件或類似物。
[0055] 仍參考圖3,從第一透鏡46或第二透鏡48出射的〇束光線64可以包括水平線偏 振光線。該水平線偏振光線用傾斜的雙箭頭線"

【權(quán)利要求】
1. 一種視頻探頭組件中的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括： 多個透鏡，其配置成使分離的線偏振光線根據(jù)不同的折射率來折射以形成多個不同的 焦距； 多個光調(diào)制元件，各配置成響應(yīng)于控制信號而調(diào)制經(jīng)過相應(yīng)光調(diào)制元件的所述線偏振 光線的偏振態(tài)；以及 偏振器元件，其配置成濾除經(jīng)過所述偏振器元件的所述線偏振光線中的一些。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述透鏡各包括雙折射元件。
3. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個光調(diào)制元件包括第一光調(diào)制元件和第 -光調(diào)制兀件。
4. 如權(quán)利要求3所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述多個透鏡包括第一透鏡和第二透鏡。
5. 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一光調(diào)制元件安置在所述第一透鏡與所 述第二透鏡之間。
6. 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第二光調(diào)制元件安置在所述第二透鏡與所 述偏振器元件之間。
7. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中經(jīng)過所述多個透鏡的所述線偏振光線配置成產(chǎn) 生至少四個不同的焦距。
8. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述偏振器元件是可旋轉(zhuǎn)的。
9. 如權(quán)利要求8所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述偏振器元件的旋轉(zhuǎn)配置成濾除所述線偏振 光線中的至少一些。
10. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述線偏振光線包括尋常光線和非常光線。
【文檔編號】G02B7/04GK104280852SQ201410278163
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】楊東民 申請人:通用電氣公司