[發明專利]全息光檢測和測距

在審

• 申請號: 201980005527.4
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN111295624A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: J.克里斯特馬斯;P.懷廷
• 申請（專利權）人: 恩維世科斯有限公司
• 主分類號: G03H1/00
• 分類號: G03H1/00;G03H1/22;B60Q1/08;G06K9/00;G03H1/02;G03H1/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳麗來

本公開提供一種被布置為掃描場景的光檢測和測距系統。光源輸出具有第一特征的光。空間光調制器接收來自光源的輸出光，并根據在其上表示的計算機生成全息圖輸出空間調制光。光檢測器從場景接收具有第一特征的光并輸出光響應信號。全息控制器被布置為將多個計算機生成全息圖輸出到空間光調制器。每個計算機生成全息圖被布置為在場景內形成具有對應圖案的結構化光。全息控制器還被布置為改變由多個計算機生成全息圖中的至少一個形成的結構化光的圖案。

技術領域

本公開涉及一種光投影儀。更具體地，本公開涉及一種全息投影儀、全息投影系統、控制投影儀的方法和控制全息投影系統的方法。實施例涉及光檢測和測距系統。一些實施例涉及一種光檢測和測距的方法。一些實施例涉及一種在光檢測和測距系統中控制光足跡的方法。一些實施例涉及一種利用計算機控制的光足跡來勘測場景的方法。

背景技術

從對象散射的光包含振幅和相位信息。可以通過眾所周知的干涉技術在例如光敏板上捕獲該振幅和相位信息，以形成包括干涉條紋的全息記錄或“全息圖”。可以通過用適當的光照射來重建全息圖，以形成代表原始對象的二維或三維全息重建或回放圖像。

計算機生成全息術可以在數值上模擬干涉過程。可以通過基于諸如菲涅耳或傅立葉變換的數學變換的技術來計算計算機生成全息圖“CGH”。這些類型的全息圖可以被稱為菲涅耳或傅立葉全息圖。傅立葉全息圖可以被認為是對象的傅立葉域表示或對象的頻域表示。例如，也可以通過相干射線追蹤或點云技術來計算CGH。

CGH可以在空間光調制器“SLM”上編碼，該空間光調制器被布置為調制入射光的振幅和/或相位。例如，可以使用電可尋址液晶、光學可尋址液晶或微鏡來實現光調制。

SLM可以包括多個可單獨尋址的像素，這些像素也可以稱為盒(cell)或元件。光調制方案可以是二進制、多級或連續的。可替代地，設備可以是連續的(即，不包括像素)，因此光調制可以在整個設備上是連續的。SLM可以是反射性的，這意味著調制光從SLM以反射方式輸出。SLM同樣可以是透射的，這意味著從SLM輸出的調制光是透射的。

可以使用所描述的技術來提供用于成像的全息投影儀。例如，這種投影儀已經應用于平視顯示器“HUD”和頭戴顯示器“HMD”，包括近眼設備。全息投影儀可以用于光檢測和測距。光檢測測距系統可以用于包括便攜式設備和車輛的各種應用中。

本公開涉及光檢測和測距系統的改進。特別地，這樣的改進可以包括用于勘測場景的區域以便使用光檢測和測距來檢測感興趣的特征的更快、更可靠和/或更精確的技術。

發明內容

本公開的各方面在所附的獨立權利要求中定義。

提供了一種光檢測和測距的方法，該方法包括通過將多個計算機生成全息圖輸出到空間光調制器來用空間調制光照射場景，并用具有第一特征的光照射該空間光調制器。每個全息圖被布置為在場景內的重放場中形成具有對應圖案的結構化光。在實施例中，在重放場中的光足跡中提供結構化光。由每個全息圖形成的結構化光/光足跡可以具有限定的形式、形狀和/或圖案。該方法通過多個計算機生成全息圖中的至少一個來改變在重放場中形成的結構化光的圖案。該方法還可以包括由光檢測器從場景接收具有第一特征的反射的空間調制光并輸出光響應信號，其中該光檢測器包括光檢測元件陣列以及與該光檢測元件陣列相關聯的光學系統。該光學系統被布置為使得每個光檢測元件(僅)從場景內的重放場的相應的(且唯一的)子區域接收光。在實施例中，該方法包括由每個光檢測元件從場景的對應的(且唯一的)子區域接收具有第一特征的光，并輸出相應的光響應信號。

在一些實施例中，該方法可以用于在場景內的重放場中動態地改變結構化光/光足跡的大小、形狀、方位和/或圖案。這可以通過使用動態全息術來形成結構化光/光足跡來實現。