[發明專利]三維成像系統及方法

在審

• 申請號: 202010630512.1
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN113884019A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 杜德濤;陳如新
• 申請（專利權）人: 睿鏃科技（北京）有限責任公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G02F1/03;G02F1/11;G02F1/13
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

1.一種三維成像系統，包括：

光學發射器，向目標場景發射光脈沖，所述目標場景返回所述光脈沖中的至少一部分光脈沖；

其特征在于，所述三維成像系統還包括：

光學調制器，對至少一部分從所述光學發射器發射的光脈沖和/或從所述目標場景返回的光脈沖的光學狀態進行調制；

光學元件陣列，接收經調制的至少一部分光脈沖，其中，至少在光脈沖發射前的第一預設時間范圍內和/或光脈沖發射后的第二預設時間范圍內，所述光學元件陣列具有傳輸至少三個彼此不同光學狀態的光的功能，所述光學狀態包括偏振狀態、透射率、反射率中的至少一種；

光電探測器，包括成像透鏡，接收通過所述光學元件陣列的光信號，并將所接收到的光信號轉換為電信號；以及

控制器，所述控制器通過電路向所述光學調制器施加控制，所述光學調制器基于所述控制將從所述光學發射器發射的光脈沖和/或從所述目標場景返回的至少一部分光脈沖的光學狀態調制為時間的函數，并且所述控制器基于來自所述光電探測器的所述電信號以及施加到所述光學調制器的所述控制計算所述目標場景中各像素點和所述光學發射器之間的距離和/或所述目標場景中各像素點的相對光強。

2.根據權利要求1所述的三維成像系統，其中，所述光學狀態是光的偏振狀態。

3.根據權利要求2所述的三維成像系統，其中，所述光學元件陣列包括具有彼此不同的固定偏振方向的至少三個偏振片。

4.根據權利要求2所述的三維成像系統，其中，所述光學元件陣列至少包括一個偏振方向可調的偏振部件。

5.根據權利要求2所述的三維成像系統，其中，所述光學元件陣列由四個偏振部件組成，所述四個偏振部件呈田字形設置。

6.根據權利要求2所述的三維成像系統，其中，所述光學元件陣列包括至少一個光學元件陣列單元，所述至少一個光學元件陣列單元中的每一個包括至少三個具有彼此不同的偏振方向的偏振部件；以及

所述光電探測器包括與所述至少一個光學元件陣列單元對應的至少一個光電探測器單元。

7.根據權利要求6所述的三維成像系統，其中，所述光學元件陣列單元包括四個偏振片，所述四個偏振片呈田字形設置。

8.根據權利要求7所述的三維成像系統，其中，所述四個偏振部件分別是0°方向線偏振片、45°方向線偏振片、90°方向線偏振片和135°方向線偏振片。

9.根據權利要求6所述的三維成像系統，其中，所述至少三個具有彼此不同的偏振方向的偏振部件中的三個偏振部件分別是0°方向線偏振片、45°方向線偏振片、以及左旋或右旋偏振片。

10.根據權利要求3所述的三維成像系統，其中，所述光學元件陣列包括薄膜偏振片、線柵偏振片、棱鏡偏振器、液晶偏振片或其組合。

11.根據權利要求1所述的三維成像系統，其中，所述光學調制器包括具有電光調制效應的晶體、液晶、和/或具有聲光調制效應的晶體、液晶。

12.根據權利要求1所述的三維成像系統，其中，所述光學調制器包括多個串聯連接的光學調制器。

13.根據權利要求1所述的三維成像系統，其中，所述光學元件陣列和所述光電探測器一體地集成。

14.根據權利要求1所述的三維成像系統，其中，所述光學發射器和所述光電探測器一體地集成、或者單獨形成后進行集成。

15.根據權利要求1所述的三維成像系統，其中，所述光脈沖的波長為300nm-750nm、700nm-1000nm、900nm-1600nm、1um-5um或3um-15um。