CN105717629B

CN105717629B - 孔成像系统

Info

Publication number: CN105717629B
Application number: CN201510822244.2A
Authority: CN
Inventors: P.G.格拉德尼克
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2019-01-01
Anticipated expiration: 2035-11-24
Also published as: JP6696765B2; US9880108B2; JP2016118541A; DE102015226154A1; US20160178533A1; CN105717629A; JP2020109408A

Abstract

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。

Description

孔成像系统

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；

图2A和图2B为可用于根据此处所公开原理的孔成像系统中透镜装置的第一实施例的示意图；

图3为可用于根据此处所公开原理的孔成像系统中透镜装置的第二实施例的示意图；

图4为根据此处所公开原理的孔成像系统的另一个实施例的示意图；

图5A为针对根据此处所公开原理的孔成像系统的图像几何变换纤维束的输出端点的第一实施例的示意图；以及

图5B为针对根据此处所公开原理的孔成像系统的像素读出集合的第一实施例的示意图。

具体实施方式

图1为根据此处所公开原理的孔成像系统100的一个实施例的示意图。孔成像系统100包含光检测器110、孔表面成像装置120以及检测器处理部分195。根据柱面坐标Z、R以及Ф设置图1，在这一实例中，把柱面坐标Z、R以及与圆柱状孔对准。光检测器110包含像素读出集合111，如以下更详细地加以描述的。孔表面成像装置120包含图像几何变换纤维束130，图像几何变换纤维束130包含具有多输入端点132(例如，132n)和输出端点133(例如，133n)的多条光纤131(例如，131n)，以及沿输入端点132n和孔表面160之间的光路径定位的透镜装置190。在某些实施例中，几何变换纤维束130可以包含大约5,000条光纤131。图1中所示的孔表面成像装置120的实施例还包含可选的示意性说明的中继透镜配置125，中继透镜配置125沿输出光路径把输出端点133成像在像素读出集合111上。在各种实施例中，如果希望的话，中继透镜配置125可以提供所希望的放大倍数与缩小倍数、或者可变的放大倍数。在某些实施例中，可以省略中继透镜配置125，而且可以把光检测器110定位在输出端点133的附近或者邻接输出端点133，从而可使输出端点133和像素读出集合111之间的输出光路径不包含透镜。

在操作中，把孔表面成像装置120配置为把源于孔表面160上的图像区150的图像光140传输给光检测器110，具体地，传输给像素读出集合111。图像区150具有呈如下特征的形状：沿孔的轴向Z具有相对窄的图像维度δZ，沿与孔的轴向Z横断的方向具相对延长的图像维度在图1中所示的实施例中，图像维度跨越孔表面160的整个周边。按近似映像于图像区150的形状的输入形状配置输入端点132n，包括沿映像于轴向Z的第一方向具有相对窄的输入维度，沿与第一方向横断的第二方向(即，沿图像区150的孔周边方向映像的)具相对延长的输入维度。在所说明的这一实例中，输入形状为透镜装置190所成像的圆柱体或者圆环。在图1中所示的实施例中，第一方向近似沿轴向Z，第二方向近似沿相应于坐标轴的方向。把输入端点132n设置为接收源于图像区150、并且穿过透镜装置190的图像光140。把输出端点133n设置为沿输出光路径把图像光170传输给像素读出集合111，例如，使用中继透镜配置125或者近端检测器，如以上简要描述的。在各种实施例中，为了提供高图像数据吞吐量，把a)输出端点133n或者b)像素读出集合111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170。在某些实施例中，把像素读出集合111配置为致使像素读出集合111的至少50％接收所传输的图像光170。在某些实施例中，把像素读出集合111配置为致使像素读出集合的至少75％接收所传输的图像光170。

应该意识到，像素读出集合111可以为光检测器110的成像阵列的全部像素的子集。例如，可以把某些能够买到的光检测器阵列控制为或者配置为读出像素的所选择的或者可寻址的子集，这一子集少于阵列的所有像素。一种这样的设备是来自纽约Rochester的Truesense Imaging公司的按高帧率部分扫描操作模式操作的Kodak KAI-0340图像传感器，等。按短于读出整个阵列所需时间间隔的时间间隔读出像素的子集。在某些实施例中，像素读出集合111可以少于成像阵列的像素的一半。在某些实施例中，像素读出集合111可以少于成像阵列的像素的25％。在某些实施例中，像素读出集合111可以少于成像阵列的像素的10％。在某些设备中，希望所选择的或者可寻址的子集为一组连续的像素(例如，由于设备操作约束或者由于为了提供针对特定数目像素的最短读出时间)。在这样的情况下，最好按近似符合像素的读出子集的形状的输出形状OS，或者按为把输出端点133成像于像素读出集合的所希望的部分所选择的输出形状OS，设置输出端点133，以根据此处所公开的原理，针对有意义的图像数据有效地使用读出时间。

通常，典型的光纤的输入端点具有高数值孔径。例如，玻璃纤维可以具有0.11和0.65之间的数值孔径。因此，如果基于纤维的成像系统的输入端点不与孔表面相接触或者极紧密接触，则相邻光纤之间可能存在“干扰”，并且具有差的成像分辨率。透镜装置190允许孔成像系统100在不需要与孔表面160相接触的情况下对孔表面160进行成像。具体地，输入端点不需要接近孔表面，例如，如专利号为4,849,626的美国专利中所阐述的，为了提供图像，其利用了与孔表面相接触或者极紧密接触的心轴上所载的光纤。这样的孔成像系统必须把光纤端点定位为接近孔表面，例如，20～50μm，这很难能够精确对准。即使能够精确对准，也只能以相当差的横向分辨率对所述表面加以成像。透镜装置190允许距孔表面160的更大的偏距、更大的景深、更宽容的对准、以及对多孔大小进行成像的能力。

应该意识到，为了简单起见，图1中未描述照射部件。已知的诸如LED环的照射系统能够适合于孔成像系统100。示范性的LED环可得于美国CA San Jose的Schott Moritex公司。

在图1所示的实施例中，把输入端点132设置为沿与轴向Z横断的方向接收图像光140，更具体地，沿朝内径方向(其可以为沿近似垂直于孔表面160的方向R)接收图像光140。在操作期间，当孔表面成像装置120沿扫描方向SD移动时，可以按距孔表面160的可操作成像距离或焦距，定位透镜装置190中的输入端点132以及它们相关联的光部件(以下将对它们进一步加以讨论)。

在某些实施例中，中继透镜配置125可以具有-0.25的放大倍数。

在某些实施例中，透镜装置190所提供的图像区150的形状的输入维度δZ可以约为40μm。图像区150可以跨越孔的整个周边，于是，对于直径为80mm的孔，输入维度约为250mm。在某些实施例中，图像区150可以不跨越孔的整个周边。

应该意识到，可以使用较小的纤维提供较高的成像分辨率。在某些实施例中，光纤131n的直径可以小于40μm。

在图1所示的实施例中，透镜装置190可以包含微透镜阵列。在可选的实施例中，透镜装置190可以包含被配置为聚焦R-Z平面中的射线的恒定横截面的环形透镜。

在图1所示的实施例中，按圆形形状设置输入端点132。在某些实施例中，出于以上简要描述的原因，按近似矩形的输出形状OS(例如，如图5A中所示)设置输出端点133n。

在某些实施例中，检测器处理部分195可以把像素读出集合111的像素映像于图像区150的整理图像中的相应位置。可以根据已知的“校准”、对应关系、或者映像过程，确定输入端点位置与/或相应于图像区150的共轭面的图像部分位置、以及输出端点133与/或像素读出集合111的像素之间的映像关系，例如，如专利号为6,587,189的美国专利中所公开的，特将这一专利的全部内容并入此处，以作参考。可以在系统的制造时，或者在另一个方便的时候和地方执行这样的映像，并且把所得到的关系存储在系统中以及在使用期间用于实时的对应。不需要用户现场进行校准。在某些实施例中，可以把检测器处理部分195配置为重新构造和显示相应于图像区150的图像或者图像数据。

图2A和图2B为图1中所示的可用作孔成像系统的透镜装置190的透镜装置290的第一实施例的示意图。图2A示出了与包括在几何变换纤维束(例如，类似于图1中所示的几何变换纤维束130)中的光纤231a相关的一个典型图像通道IC230a的部件。几何变换纤维束和相关联的透镜装置290包含多个类似的图像通道。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的两个相邻的图像通道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，而且其包含位于微透镜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还包含与限制孔径292a相邻定位的单条纤维231a的输入端点232a。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的标定准直的光240聚焦于输入端点232a中。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配置为阻止非准直光(例如，源于视场251a之外的光射线241)进入图像通道IC230a。这防止了来自相邻纤维应该对其标定成像的区域的光(例如，来自图像通道IC230b的视场251b中的区域的光)进入纤维231a的输入端点232a，因此抑制了相邻纤维之间的“图像干扰”。可以认为，这提高了系统的横向图像分辨率。还应该意识到，这样的透镜装置也增加了景深，从而允许对多孔大小进行度量级别的成像。

图3为图1中所示的可用作孔成像系统的透镜装置190的透镜装置390的第二实施例的示意图。图3示出了与包括在几何变换纤维束(例如，类似于图1中所示的几何变换纤维束130)中的光纤束311a相关的一个典型图像通道IC330a的部件。几何变换纤维束和相关联的透镜装置390包含多个类似的图像通道。图3示出了沿垂直于图像通道IC230a的R-Z平面的方向的视图。除了在反射器396a所提供的光路径中弯曲之外，透镜装置390类似于透镜装置290。可以根据图2A和图2B中相似地用数字2XX标记的元件的描述，类推地了解用数字3XX标记的元件的操作。在图3中所示的实施例中，单条纤维331a的输入端点不垂直朝向孔表面360。相反，把反射器396a配置为将来自微透镜393a的光反射于输入端点332a。在某些实施例中，微透镜393a可以具有-1的放大倍数。在某些实施例中，反射器396a可以包含单个反射器。在其它实施例中，反射器369a可以包含提供针对其它成像通道的类似部分的环形反射器的一部分。在各种实施例中，可以通过3-D打印等制造用于按适当关系装配与/或固定图1～3中所示的各种部件的装配架。

在图2A所示的实施例中，可以弯曲各个单纤维(例如，单条纤维231a)，以致它们的各输入端点(例如，输入端点232a)在R方向面向外。然而，单纤维可以具有最小可允许弯曲半径，某些孔成像系统中的大小约束可以防止单纤维弯曲至在R方向面向外，因为其将要求小的弯曲半径。塑料光纤的典型的最小弯曲半径可以为0.4mm，这可适合于图2A中所示的实施例。玻璃光纤的典型的最小弯曲半径可以为30mm。因此，在某些可以利用玻璃纤维的实施例中，图3中所示的实施例有利于避免这一设计约束，并且可以提供可适合于检查较小孔的系统。

图4为孔成像系统400的另一个实施例的示意图。孔成像系统400包含光检测器410、孔表面成像装置420以及检测器处理部分495。根据与孔的轴对准的柱面坐标Z、R以及设置图4。光检测器410包含像素读出集合411。孔表面成像装置420包含图像几何变换纤维束430和透镜装置490，其中图像几何变换纤维束430包含多条光纤431(例如431n)，光纤431具有输入端点432(例如，432n)和输出端点433(例如，433n)，并且沿输入端点432和孔表面460之间的光路径定位透镜装置490。透镜装置490包含全景透镜。在某些实施例中，几何变换纤维束430可以包含大约6,000条光纤431。孔表面成像装置420也可以包含中继透镜425和成像光学部件435。

在操作中，把孔表面成像装置420配置为把源于孔表面460上的图像区450的图像光440传输给光检测器410，具体地，传输给像素读出集合411。把输入端点432设置为接收源于图像区450并且透过透镜装置490的图像光440。更具体地，把透镜装置490配置为沿与轴向Z横断的方向R输入图像光440、反射图像光440、以及沿全景输出方向POD把图像光440输出给中继光学部件435。在图4所示的实施例中，全景输出方向POD近似地平行于轴向Z。把中继光学部件435配置为缩小图像光440，并且将其传输给光纤431的输入端点432。例如，使用中继透镜425或者近端检测器，把输出端点433设置为沿输出光路径将图像光470传输给像素读出集合411，如先前简要描述的。在各种实施例中，为了提供高图像数据吞吐量，把a)输出端点433或者b)像素读出集合411至少之一配置为致使至少像素读出集合的25％接收所传输的图像光470。把中继透镜425配置为从输出端点433输入图像光470，并且把图像光470输出给像素读出集合411。

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400，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420可以包含图像路径调整元件，图像路径调整元件包含可变形的与/或可协调移动的成像元件，这些可变形的与/或可协调移动的成像元件沿孔轴向偏转系统的视场和焦点，而且不必为此沿扫描方向SD移动整个孔表面成像装置420。这样的系统可以提供重新定位图像区450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/或射线跟踪程序，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。

图像区450具有呈如下特征的形状：沿孔的轴向Z具有相对窄的图像维度δZ，沿与孔的轴向Z横断的方向具有相对延长的图像维度在图4所示的实施例中，第一方向近似沿轴向Z，第二方向近似沿相应于坐标轴的方向。按近似映像于图像区450的形状的输入形状配置输入端点432。在所说明的实施例中，所述输入形状为透镜装置490所成像的环形。

应该意识到，在图4中，透镜装置490是反射的。可以从专利号为8,334,971的美国专利了解适合于诸如折射鱼眼透镜的孔成像装置的其它类型的全景透镜，将这一专利的全部内容并入此处，以作参考。

在某些实施例中，透镜装置490和成像光学部件435可以提供-0.5的放大倍数。中继透镜装置425具有-0.9的放大倍数。对于图像区450中的具有40μm取样分辨率的孔检查操作，光纤431可以具有20μm的内核大小。为了检查具有80mm直径的典型的孔，图像几何变换纤维束430可以具有接近输入端点432的40mm的宽度。在图4中所示的实施例中，把输入端点432设置为呈面向轴向Z的圆形形状。

对于具有160mm行程值、0.04mm轴向Z输入维度δZ、以及每秒1,250帧成像率的孔，孔成像系统400能够在3.2s内扫描引擎孔。

图5A为针对根据此处所公开原理的孔成像系统500的图像几何变换纤维束的输出端点的第一实施例的示意图。图5A示出了可以类似于几何变换纤维束130或者几何变换纤维束430的几何变换纤维束530的光纤531的输出端点533。

图5B为针对根据此处所公开原理的孔成像系统500的像素读出集合511的第一实施例的示意图。图5B示出了可以类似于光检测器110或者光检测器410的光检测器510的一部分，包含像素读出集合511。

如图5A和图5B所示，按映像在像素读出集合511上的输出形状OS设置图像几何变换纤维束530的输出端点533。按单纤维531的密集设置适宜地设置输出端点533，但这一设置仅为示范性地，而并非限制性的。因此，输出形状OS包含局限于矩形形状或者轮廓范围内的密集纤维。像素读出集合511还包含与输出形状OS相匹配的矩形形状。

应该意识到，为了简单起见，图5A中把输出端点533示出为小的12x14的组。可以认为这个小的组代表这样一个密集束：根据以上简要描述的原理，其包含相应于像素读出集合的形状所设置并且受限的较大数目的光纤。相类似，为了简单起见，图5B中把像素读出集合511示出为一个小的24x24像素组。可以认为这个小的组代表了更大数目的像素。根据此处所描述的原理所配置的孔成像系统的更典型的阵列将更大，以提供高分辨率的度量级别的成像，但大多数非定制光检测器具有较少的像素。例如，像素读出集合511可以是224x160像素区域的较大像素阵列，例如，由诸如按只读出像素读出集合的高帧率部分扫描操作模式操作的Kodak KAI-0340图像传感器的CCD所提供的。然而，这一实例仅为示范性的而非限制性的。在其它实施例中，像素读出集合可以包含所选择或者所设计的提供所希望的分辨率和读出率的合适的光检测器的所有像素。

在图5A和图5B所示的实施例中，每个输出端点533具有至少为像素读出集合511的像素的中心到中心距离w2的2倍的最小维度w1。于是，每条纤维531相应于大约4个像素。在某些实施例中，一条纤维可以映像于更多像素。例如，在某些实施例中，一条纤维可以映像于最多6个像素。在某些实施例中，这能够很好地作为确保至少一个像素能够精确地对一条单纤维所传递的图像强度进行取样的简单手段，而且没有来自相邻纤维的干扰。

尽管已经说明和描述了各种实施例，然而基于这一公开，本领域技术人员将会明显意识到，可以对所说明和所描述的特征的设置与操作的顺序进行诸多的改变。因此，应该意识到，在不背离本发明的宗旨与范围的情况下，可以对本发明进行多方面的改变。

Claims

1.一种孔成像系统，包含：

光检测器，其包含像素读出集合，以及

孔表面成像装置，被配置为把源于孔表面上的图像区的图像光传输给光检测器，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，沿与孔的轴向横断的方向具相对延长的图像维度，

其中：

孔表面成像装置包含：

图像几何变换纤维束，其包含具有输入端点和输出端点的多条光纤，其中，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，以及

透镜装置，沿输入端点和孔表面之间的光路径定位并被配置为减小每个光纤的输入端点的数值孔径；

输入端点被设置为接收源于图像区并且透过透镜装置的图像光；以及

输出端点被设置为沿输出光路径把图像光传输给像素读出集合，并且把

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。

2.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，像素读出集合的至少50％接收所传输的图像光。

3.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，像素读出集合的至少75％接收所传输的图像光。

4.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，输出光路径包含把输出端点成像在像素读出集合上的中继透镜装置。

5.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，输出端点被定位在像素读出集合的附近或者邻接像素读出集合，而且输出光路径不包含透镜。

6.根据权利要求5所述的孔成像系统，其中，每个输出端点具有像素读出集合中像素的中心到中心距离的至少2倍的最小维度。

7.根据权利要求1所述的孔成像系统，还包含检测器处理部分，其把像素读出集合的像素映像于它们对图像区的整理图像有贡献的相应位置。

8.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，像素读出集合为光检测器中全部像素的子集。

9.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，像素读出集合具有矩形形状。

10.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，按密集设置来安排输出端点。

11.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，把输入端点设置为沿与轴向横断的方向接收图像光。

12.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，把输入端点设置为沿与孔表面近似垂直的方向接收图像光。

13.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，所述多条光纤的直径小于40μm。

14.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，透镜装置包含配置为在轴平面中聚焦的微透镜阵列或者不变断面的环形透镜之一。

15.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，按圆形形状设置输入端点。

16.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中，透镜装置包含全景透镜。

17.根据权利要求16所述的孔成像系统，其中，透镜装置沿与轴向横断的方向接收图像光、偏转图像光、以及沿全景输出方向输出图像光。

18.根据权利要求16所述的孔成像系统，其中，把输入端点设置为沿全景输出方向接收图像光。

19.根据权利要求16所述的孔成像系统，其中，全景输出方向与轴向近似平行。

20.根据权利要求1所述的孔成像系统，其中所述透镜装置包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括多个微透镜，每个微透镜被配置和布置为将来自所述孔表面上的相邻区域的光聚焦到单根光纤的输入端点。

21.根据权利要求20所述的孔成像系统，其中所述微透镜具有-1的放大率。

22.根据权利要求20所述的孔成像系统，其中每个微透镜与相对于所述微透镜定位的一个或多个孔径相关联。