[發(fā)明專利]一種無源納米天線陣列接收器及三維成像系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010461270.8
• 申請(qǐng)日: 2020-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN111521993B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張忠祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳力策科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/481
• 分類號(hào): G01S7/481;G01S17/89
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 趙磊

本申請(qǐng)涉及三維成像技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種無源納米天線陣列接收器及三維成像系統(tǒng)，其中，無源納米天線陣列接收器包括接收透鏡、接收端無源納米天線陣列、聚焦透鏡組件以及光接收器，接收透鏡用于將入射光聚焦至接收端無源納米天線陣列，接收端無源納米天線陣列對(duì)接收透鏡輸出的光束進(jìn)行角度偏轉(zhuǎn)處理，以使其出射光的光軸與接收端無源納米天線陣列垂直，聚焦透鏡組件用于將接收端無源納米天線陣列輸出的出射光聚焦至光接收器，光接收器將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，相比傳統(tǒng)的光學(xué)衍射器件，通過接收端無源納米天線陣列實(shí)現(xiàn)的光束指向，具有更大的設(shè)計(jì)彈性，同時(shí)能對(duì)特定波長起到濾波作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及三維成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無源納米天線陣列接收器及三維成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

三維成像目前在汽車、工業(yè)自動(dòng)化、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。目前的三維成像系統(tǒng)包括掃描式和面陣接收式。掃描式三維成像是由小發(fā)散角的激光或者LED光束完成單點(diǎn)測(cè)距，然后通過光束在空間不同位置做掃描，組合成為一幅三維圖像。而面陣接收式則普遍采用泛光照射，部分設(shè)計(jì)采用掃描式發(fā)射端，接收端則采用面陣接收芯片(也稱為焦平面陣列，focal?plane?array)。

然而，現(xiàn)有的掃描式系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要保持較遠(yuǎn)的測(cè)量距離，且接收端必須保證較大的接收孔徑，并與發(fā)射端同步掃描，對(duì)于掃描方式要求嚴(yán)苛。而采用面陣接收芯片作為接收端，雖然可以實(shí)現(xiàn)廣角接收并且保證信噪比，但是面陣接收芯片的設(shè)計(jì)與開發(fā)周期非常長，而且受限于像素點(diǎn)尺寸和信號(hào)處理電路電路復(fù)雜度，存在分辨率不高的缺陷。三維成像系統(tǒng)一直在掃描式發(fā)射、面陣接收這些技術(shù)內(nèi)容上不停的做平衡與組合，目前還沒有一種能夠適用于各種不同三維成像應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于提供一種無源納米天線陣列接收器及三維成像系統(tǒng)，可以彈性適用于各種不同三維成像應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)手段。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種無源納米天線陣列接收器，包括接收透鏡、接收端無源納米天線陣列、聚焦透鏡組件以及光接收器；

所述接收透鏡用于接收入射光，并將所述入射光聚焦至所述接收端無源納米天線陣列；

所述無源納米天線陣列用于對(duì)所述接收透鏡輸出的光束進(jìn)行角度偏轉(zhuǎn)處理，并將角度偏轉(zhuǎn)處理后生成的出射光發(fā)送至所述聚焦透鏡組件，其中，所述出射光的光軸與所述無源納米天線陣列垂直；

所述聚焦透鏡組件用于將所述無源納米天線陣列輸出的出射光聚焦至所述光接收器；

所述光接收器用于將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

可選的，所述接收端無源納米天線陣列包括多個(gè)子天線陣列，多個(gè)所述子天線陣列的偏轉(zhuǎn)方向互不相同。

可選的，所述子天線陣列包括多個(gè)依序排列的納米天線元件，其中，多個(gè)所述納米天線元件的尺寸以漸變梯度相位分布，以實(shí)現(xiàn)對(duì)光束的偏轉(zhuǎn)控制。

可選的，所述納米天線元件的材料為金屬材料、半導(dǎo)體材料以及介質(zhì)材料中的至少一項(xiàng)。

可選的，所述納米天線元件的形狀為圓柱、方塊、十字、圓孔、方孔、十字孔、V形、環(huán)形線狀、曲線狀中的至少一種。

可選的，所述子天線陣列的偏轉(zhuǎn)角度與所述納米天線元件之間的關(guān)系為：

θ＝arctan(D/f)；

其中，θ為偏轉(zhuǎn)角，D為所述子天線陣列與所述出射光的光軸之間的距離，f為所述接收透鏡的焦距。

本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種三維成像系統(tǒng)，所述三維成像系統(tǒng)包括：

激光發(fā)射單元，用于發(fā)射激光信號(hào)，其中，所述激光信號(hào)經(jīng)目標(biāo)物體反射后生成激光反射信號(hào)；