[發明專利]具有束壓縮和擴展的光學掃描裝置

在審

• 申請號: 201980064127.0
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN112789542A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 董帥;洪小平;劉祥;黃淮;趙進
• 申請（專利權）人: 深圳市大疆創新科技有限公司
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張琛

公開了一種光學掃描裝置，包括：束掃描器(102)，所述束掃描器耦合到輸入光源，以接收輸入光束(101)，并且所述束掃描器能夠操作以產生具有第一掃描圖案的掃描光束(109)；第一棱鏡(103)，所述第一棱鏡被定位成接收所述掃描光束并至少使得所述掃描光束的維度發生變化；以及第二棱鏡(104)，所述第二棱鏡被定位成接收由所述第一光學元件輸出的光，并使得所述掃描光束的方向或維度中的一者或兩者發生另一變化，以在像平面處產生第二掃描圖案，所述第二掃描圖案具有擴展的或壓縮的視野(FOV)。該棱鏡以預先確定的角關系定位。根據該預先確定的角關系，棱鏡可以沿著一根或多根軸線擴展或壓縮掃描束的FOV。

技術領域

本技術總體上涉及光學掃描裝置和方法，尤其涉及掃描光學圖案的生成和操控。

背景技術

光學掃描器具有許多應用，包括應用于自主駕駛。通常可以使用一個或多個傳感器(例如LiDAR傳感器)來掃描或以其他方式檢測移動平臺的環境，所述一個或多個傳感器通常傳送脈沖信號(例如激光信號)并檢測脈沖信號的反射。可以以這種方式(例如，在激光掃描點處)確定關于環境的三維信息。各種干擾源(例如，變化的地平面、障礙物類型等)以及位置和定位技術的局限性(例如GPS信號的精度)都會影響避障和導航應用。因此，仍然需要改進的光學掃描和處理技術以提高從光學掃描器獲得的三維信息的準確性和可靠性。

發明內容

為了方便讀者，提供了下列發明內容，以及該發明內容明確了所公開技術的幾個代表性實施例。

在一方面，公開了一種光學掃描裝置。光學掃描裝置包括束掃描器，該束掃描器耦合到輸入光源，以接收輸入光束，并且該束掃描器可操作以產生具有第一掃描圖案的掃描光束。光學掃描裝置進一步包括：第一光學元件，該第一光學元件被定位成接收掃描光束并至少使得掃描光束的維度發生變化；以及第二光學元件，該第二光學元件被定位成接收從第一光學元件輸出的光，并使得掃描光束的方向或維度中的一者或兩者發生另一變化，以在圖像平面處產生第二掃描圖案，該第二掃描圖案具有擴展或壓縮的視野。

在另一方面，公開了一種光學擴展或壓縮裝置，該光學擴展或壓縮裝置包括至少兩個光學元件，所述至少兩個光學元件包括：第一光學元件，用于接收具有第一掃描圖案的光束并產生第一重定向光束；以及第二光學元件，用于接收第一重定向光束并產生第二重定向光束，其中，第二重定向光束具有第二掃描圖案。第一光學元件和第二光學元件中的每一者被配置成相對于彼此以一角度范圍定位，以使得當第一光學元件相對于第二光學元件以第一預定角度范圍定位時，第二掃描圖案產生有擴展的視野，以及當第一光學元件相對于第二光學元件以第二預定角度范圍定位時，第二掃描圖案產生有壓縮的視野。

在另一方面，公開了一種光學掃描裝置，該光學掃描裝置包括：第一束掃描器部分，其被配置成接收輸入光束并產生包括圓形或橢圓形掃描光束部分的第一掃描圖案；以及第二束掃描器部分，其被定位成接收來自第一束掃描器部分的光并產生具有第二掃描圖案的輸出光束，其中第二掃描圖案包括至少一個平坦的或直的邊界。

在另一方面，公開了一種光學掃描裝置，該光學掃描裝置包括第一束掃描器部分，該第一束掃描器部分包括第一棱鏡和第二棱鏡，第一棱鏡和所述第二棱鏡被配置成相對于彼此沿相反的方向轉動，第一棱鏡具有第一轉動速度，以及第二棱鏡具有第二轉動速度；以及第二束掃描器部分，該第二束掃描器部分被定位成接收來自第一束掃描器部分的光，第二束掃描器部分包括第三棱鏡和第四棱鏡，其中，第三棱鏡和第四棱鏡被配置成相對于彼此沿相反的方向轉動，第三棱鏡具有第三轉動速度，以及第四棱鏡具有第四轉動速度，其中，第一轉動速度、第二轉動速度、第三轉動速度以及第四轉動速度可選擇成產生具有特定掃描圖案的輸出光束。