[發(fā)明專利]混合系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310227111.1
• 申請(qǐng)日: 2013-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103486979A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·P·凱莎莫西;林承智;D·T·維戈瑞恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 感知器股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/25
• 分類號(hào): G01B11/25
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 陳芳

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)是2011年8月8日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.13/205,160的部分繼續(xù)申請(qǐng)，該美國(guó)專利申請(qǐng)No.13/205,160是2009年4月1日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.12/416,463的部分繼續(xù)申請(qǐng)，并且美國(guó)專利申請(qǐng)No.12/416,463要求2008年4月1日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/072,607的權(quán)益。上述申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容全部以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及激光投影系統(tǒng)，更具體地涉及利用場(chǎng)投影系統(tǒng)（field?projection?system）和自適應(yīng)光裝置（adaptive?light?device）的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)化光是將已知圖案的像素（例如，格柵或水平條）投影到表面上的過(guò)程。在入射到表面上時(shí)對(duì)已知圖案的變形允許傳感器系統(tǒng)確定表面的輪廓（例如，特征的范圍或距離）。例如，在結(jié)構(gòu)化光三維（3D）掃描儀中可以使用結(jié)構(gòu)化光。

現(xiàn)在參照?qǐng)D1，示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光檢測(cè)和測(cè)距（LIDAR）掃描系統(tǒng)10。LIDAR系統(tǒng)10測(cè)量表面16的輪廓。系統(tǒng)10包括紅外（IR）源12、轉(zhuǎn)向反射鏡14、接收反射鏡18和IR接收器20。

IR源12產(chǎn)生通過(guò)轉(zhuǎn)向反射鏡14被投影到表面16上的IR光的光束。被表面16反射的IR光通過(guò)接收反射鏡18被引導(dǎo)到IR接收器20。然后，IR接收器20可以基于投影的IR光和接收的IR光之間的相位差來(lái)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于表面16的輪廓的灰色繪圖（grey-mapping）。

這里提供的背景描述是為了大致地呈示本公開(kāi)的背景的目的。本發(fā)明人的工作（在一定程度上，該工作在該背景技術(shù)中被描述），以及本描述的在提交時(shí)不會(huì)以另外的方式被當(dāng)作現(xiàn)有技術(shù)的方面，既不會(huì)被明確地也不會(huì)被隱含地認(rèn)為是相對(duì)于本公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

提供用于對(duì)視場(chǎng)內(nèi)的物品進(jìn)行成像、將照明場(chǎng)投影到視場(chǎng)內(nèi)的物品上，以及將照明結(jié)構(gòu)選擇性地投影到視場(chǎng)內(nèi)的物品上的系統(tǒng)和方法。然后，可以接收與照明場(chǎng)和照明結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，并且可以基于照明場(chǎng)和照明結(jié)構(gòu)來(lái)分析物品的特征。

用于測(cè)量表面的輪廓的結(jié)構(gòu)化光傳感器系統(tǒng)包括投影系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和控制模塊。投影系統(tǒng)被配置為將如下投影到表面上：(i)光點(diǎn)、(ii)形成光線的第一多個(gè)光點(diǎn)、或者(iii)形成多條光線的第二多個(gè)光點(diǎn)。成像系統(tǒng)被配置為選擇性地捕獲表面的圖像，其中，表面的圖像是基于被該表面反射的光。控制模塊被配置為協(xié)調(diào)地控制投影系統(tǒng)和成像系統(tǒng)二者，以按照如下模式中的每一種操作結(jié)構(gòu)化光傳感器系統(tǒng)：(i)點(diǎn)模式，在點(diǎn)模式期間，投影系統(tǒng)在第一時(shí)段期間投影光點(diǎn)，并且，成像系統(tǒng)在第一時(shí)段內(nèi)開(kāi)啟；(ii)線模式，其中，投影系統(tǒng)在第二時(shí)段期間投影第一多個(gè)光點(diǎn)，并且，成像系統(tǒng)在第二時(shí)段內(nèi)開(kāi)啟；以及(iii)區(qū)域模式，其中，投影系統(tǒng)在第三時(shí)段期間投影第二多個(gè)光點(diǎn)，并且，成像系統(tǒng)在第三時(shí)段內(nèi)開(kāi)啟。

用于測(cè)量表面上的特征的參數(shù)的結(jié)構(gòu)化光傳感器系統(tǒng)包括投影系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和控制模塊。投影系統(tǒng)被配置為將第一圖案的光投影到表面上，投影系統(tǒng)包括具有多個(gè)光源的燈光系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和一組微型機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）反射鏡。成像系統(tǒng)被配置為選擇性地捕獲表面的圖像，該圖像包括指示特征的參數(shù)的被該表面反射的光。控制模塊被配置為：(i)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于捕獲的圖像的數(shù)據(jù)；（ii）處理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以確定特征的參數(shù)；以及(iii)控制投影系統(tǒng)以將第二圖案的光投影到表面上，該第二圖案的光向用戶顯示確定的特征的參數(shù)。

一種用于測(cè)量表面的輪廓的裝置包括殼體、殼體內(nèi)的成像透鏡系統(tǒng)、殼體內(nèi)的圖像捕獲裝置、殼體內(nèi)的一組微型機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）反射鏡、以及殼體內(nèi)的控制模塊。成像透鏡系統(tǒng)被配置為使用至少一個(gè)透鏡來(lái)使從該表面反射的光聚焦，其中，成像透鏡系統(tǒng)具有對(duì)應(yīng)的透鏡焦平面，并且，其中，從該表面反射的光指示表面的輪廓。圖像捕獲裝置被配置為捕獲聚焦的光并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于捕獲的光的數(shù)據(jù)，其中，圖像捕獲裝置具有對(duì)應(yīng)的圖像焦平面，并且，其中，圖像焦平面與透鏡焦平面不平行。所述一組微型MEMS反射鏡被配置為將聚焦光引導(dǎo)到圖像捕獲裝置。控制模塊被配置為從圖像捕獲裝置接收對(duì)應(yīng)于捕獲的光的數(shù)據(jù)，基于接收的數(shù)據(jù)來(lái)確定捕獲的光的聚焦質(zhì)量，并且基于聚焦質(zhì)量來(lái)控制所述一組MEMS反射鏡，以保持透鏡焦平面和圖像焦平面之間的辛普弗魯格（Scheimpflug）傾斜條件。

根據(jù)詳細(xì)的描述、權(quán)利要求書和附圖，本公開(kāi)的另外的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見(jiàn)。詳細(xì)的描述和特定實(shí)例僅僅被預(yù)計(jì)用于圖示的目的，而不應(yīng)當(dāng)限制本公開(kāi)的范圍。

附圖說(shuō)明