使用受控输入光的光学检查制造技术

本发明专利技术涉及一种传感器装置（100），其中来自光源（120）的发光区域（121，122）的输入光（L1）发射的空间分布能够被选择性地改变。输入光通过光学系统（110）传播以产生特定输出光（L2）。在评价所检测的输出光（L2）时考虑考虑输入光的改变。因此，例如可以检测和/或消除出现在物体区域（3）以外的光路中的光学干扰。光源（120）可以具体包括多个能够选择性地开启或关闭的发光段（121，122）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光学传感器装置，其包括光源、光学系统、光检测器和用于评价通过光学系统后的光的评价单元。此外，本专利技术涉及利用光学传感器装置进行检查的方法及传感器装置的使用。
技术介绍
WO 2008/155716公开了一种光学生物传感器,在其中，输入光被完全内反射,所得到的输出光被检测，并针对反射平面处的目标成分的量进行评价。目标成分包括作为标记的磁性颗粒，其允许借助磁力来影响样品中的过程。通过估计在“名义光路”以外传播的光量来考虑光路中的干扰。
技术实现思路
基于该
技术介绍
，本专利技术的目的在于提供用于进行光学检查的替代手段，其对于光路中不可避免的干扰是鲁棒的。由根据权利要求I所述的光学传感器装置、根据权利要求2所述的方法及根据权利要求15所述的使用来实现这一目的。在从属权利要求中公开了优选实施例。根据其第一方案，本专利技术涉及一种光学传感器装置，包括以下部件-具有发光区域的光源，其中出于参考目的，以下将从该区域发射的光称为“输入光”(表示将其用作以下提及的光学系统的输入)。发光区域应具有其输入光发射的空间分布能够被选择性地改变的性能特征。发光区域例如可以包括若干部分，对于这些部分可以选择性地开启或关闭光发射。-光学系统，由光源发射的前述输入光能够通过光学系统传播以产生来自光学系统的“输出光”的发射。取决于其意图使用的具体应用，光学系统可以具有许多不同的设计。此外，由光学系统发射的输出光应在一般意义上与输入光相关(或由其引起)。输出光例如可以包括(或由其组成)输入光通过光学系统之后的光子。附加地或者可替换地，输出光可以包括由输入光直接或间接产生的其他光子，例如，由输入光激发的荧光的光子。在任何情况下，输出光或多或少明显地依赖于前述输入光的改变。-光检测器，用于检测由光学系统发射的前述输出光。检测器可以包括任何适合的传感器或多个传感器，通过该传感器可以检测给定光谱的光，例如，光电二极管、光敏电阻、光电池、CXD芯片或光电倍增管。-评价单元，用于评价由所述光检测器检测的输出光，其中，所述评价将考虑所提及的输入光的改变。评价单元可以具体由专用电子硬件、具有相关软件的数字数据处理硬件、或者二者的混合体来实现。根据第二方案，本专利技术涉及一种用于使用光学传感器装置，特别是以上限定类型的传感器装置进行检查的方法。所述方法包括以下步骤-从光源的发光区域发射输入光,其中,来自所述区域的输入光发射的空间分布被选择性地改变。-使所述输入光通过光学系统传播，以产生输出光的发射。-使用光检测器检测所述输出光。-在考虑所述输入光的所述改变的同时，评价所检测的输出光。根据本专利技术第一和第二方案的传感器装置和方法利用了输入光的有意改变，更准确地利用了来自光源的输入光发射的空间分布的改变，以便影响光学系统的输出光的改变，其在评价所述输出光时能够被考虑。该方案证明是非常有用的，因为在使用(空间)恒定的照明时，输入光的不同构造公开了与光学系统中模糊的状况有关的信息。因此可以使用评价单元提取这样的信息，并将其用于不同目的，以下会参考本专利技术的特定实施例更详细地解释其中的一些。 以下，将描述与以上限定的传感器装置和方法相关的本专利技术的多个优选实施例。根据第一优选实施例，传感器装置包括耦接到光源和评价单元的控制单元。控制单元例如可以以专用电子硬件和/或具有相关软件的数字数据处理硬件来实现。此夕卜，它可以优选集成在评价单元中。控制单元可以用于根据预定(例如，用户指定的)安排(schedule)，控制光源的输入光发射的空间分布的改变，其中，评价单元还可以利用控制信息。评价单元因此可以将所检测的输出光中观察到的改变归因于由控制单元在输入光中引起的改变。根据本专利技术进一步的扩展，传感器装置包括控制单元(特别是根据前述实施例的控制单元)，其适于在来自光源的发光区域的光发射的不同空间模式之间重复切换。使用有限数量的重复使用的发光模式实现了将所检测的输出光的评价建立在标准情况的全部部分的基础上。输入光发射的空间分布的改变能够影响该发射的不同参数。以下给出一些可能的参数的示例，其中，可以单独地或以任何组合方式改变这些参数。特别重要的可改变参数是光发射的强度，最简单的情况是开启或关闭子区域的光发射。在更详细的实施例中，光强度的改变可以在多个步骤中出现和/或连续地出现。可以改变的发射参数的另一个示例是所发射的光的波长，或者更准确地，其光谱组成。发光区域的不同的选择性受控部分例如可以发出红色、绿色、蓝色或其他颜色。光发射参数的另一示例是所发射的光的偏振，例如允许在非偏振的、线偏振的(具有给定方向)、圆偏振等之间改变。取决于光源的构造，存在实现输入光发射的空间分布的改变的不同方式。根据优选实施例，光源的发光区域包括多个能够单独控制的段。因此，可以通过简单地开启或关闭不同的段来实现光发射的空间变化，而不需要移动机械部件。根据前述实施例的进一步扩展，以一维或二维矩阵模式布置发光区域的多个段。最简单的矩阵可以仅由两个相邻的段组成，而复杂的构造可以由大量发光点(或像素)组成。在另一设计中，以同心环布置多个段。如果要保持整个光学装置相对于光轴的旋转对称，这样的实施例尤其适合。已经提及根据传感器装置所用于的具体应用，光学系统可以具有许多不同的设计。一类重要的实施例的特征在于以下事实光学系统包括成像(映象)在光检测器上的特定(一维、二维或三维)区域。出于参考目的，以下将该特定区域称为“物体区域”，表示待研究的物体通常布置在该区域中。传感器装置的目的通常是基于物体区域中的样品与输入光的相互作用来检测与其有关的特定信息。根据前述实施例的进一步的扩展，在评价单元中进行的所检测的输出光的评价包括物体区域以外的光学干扰的检测和/或消除。这个实施例考虑了以下事实在具有物体区域的光学系统中，物体区域中的过程通常是唯一所关注的，而物体区域以外的光学相互作用理想上应具有恒定的性质。然而，由于由灰尘、光学部件的未对准、光学表面上的划痕、部件的热膨胀等引起的不可避免的随机干扰，后一条件实际上是无法实现的。检测物体区域以外的这样的干扰例如可以用于传感器装置的生产中的质量控制。干扰的消除可以用于改进使用传感器装置获得的测量结果。在光学系统中具有物体区域的传感器装置的另一个实施例中，对所检测的输出光的评价包括确定图像部分对输入光的改变的灵敏度。该方案基于以下事实光检测器上的物体区域的图像通常是恒定的，不考虑所引起的输入光的空间改变(其起因于光学系统的特定设计)，而光学系统的远离物体区域的区域将对光检测器中产生的图像产生影响，该影响相当大地取决于输入光的构造。光检测器上的图像的对输入光的改变非常敏感的部分因 此将会揭示来自物体区域以外的影响，即，来自应检测和/或消除的干扰的影响。根据本专利技术的另一个实施例，输入光与光学系统中的样品(S卩，上述物体区域中的样品)的物理相互作用随着所弓I起的输入光的改变而改变。与输入光的改变应该对物体区域中的过程几乎或没有影响的前述实施例相对的，现在考虑的实施例恰好利用了物理相互作用对于输入光的构造的该依赖性。在此情况下，输入光发射的空间分布的改变提供了易于控制的手段，用以改变样品的操控。已经提及输入光可以在光学系统中经受各种光学过程。具体地，输入光在光学系统中可以被反射、折射、散射和/或吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·M·雷正，J·M·A·范登埃尔恩比曼，J·J·H·B·施莱彭，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：