[发明专利]混合系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2011年8月8日提交的美国专利申请No.13/205,160的部分继续申请，该美国专利申请No.13/205,160是2009年4月1日提交的美国专利申请No.12/416,463的部分继续申请，并且美国专利申请No.12/416,463要求2008年4月1日提交的美国临时申请No.61/072,607的权益。上述申请的公开内容全部以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及激光投影系统，更具体地涉及利用场投影系统（field projection system）和自适应光装置（adaptive light device）的系统和方法。

背景技术

结构化光是将已知图案的像素（例如，格栅或水平条）投影到表面上的过程。在入射到表面上时对已知图案的变形允许传感器系统确定表面的轮廓（例如，特征的范围或距离）。例如，在结构化光三维（3D）扫描仪中可以使用结构化光。

现在参照图1，示出根据现有技术的光检测和测距（LIDAR）扫描系统10。LIDAR系统10测量表面16的轮廓。系统10包括红外（IR）源12、转向反射镜14、接收反射镜18和IR接收器20。

IR源12产生通过转向反射镜14被投影到表面16上的IR光的光束。被表面16反射的IR光通过接收反射镜18被引导到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光之间的相位差来产生对应于表面16的轮廓的灰色绘图（grey-mapping）。

这里提供的背景描述是为了大致地呈示本公开的背景的目的。本发明人的工作（在一定程度上，该工作在该背景技术中被描述），以及本描述的在提交时不会以另外的方式被当作现有技术的方面，既不会被明确地也不会被隐含地认为是相对于本公开的现有技术。

发明内容

提供用于对视场内的物品进行成像、将照明场投影到视场内的物品上，以及将照明结构选择性地投影到视场内的物品上的系统和方法。然后，可以接收与照明场和照明结构相对应的图像数据，并且可以基于照明场和照明结构来分析物品的特征。

用于测量表面的轮廓的结构化光传感器系统包括投影系统、成像系统和控制模块。投影系统被配置为将如下投影到表面上：(i)光点、(ii)形成光线的第一多个光点、或者(iii)形成多条光线的第二多个光点。成像系统被配置为选择性地捕获表面的图像，其中，表面的图像是基于被该表面反射的光。控制模块被配置为协调地控制投影系统和成像系统二者，以按照如下模式中的每一种操作结构化光传感器系统：(i)点模式，在点模式期间，投影系统在第一时段期间投影光点，并且，成像系统在第一时段内开启；(ii)线模式，其中，投影系统在第二时段期间投影第一多个光点，并且，成像系统在第二时段内开启；以及(iii)区域模式，其中，投影系统在第三时段期间投影第二多个光点，并且，成像系统在第三时段内开启。

用于测量表面上的特征的参数的结构化光传感器系统包括投影系统、成像系统和控制模块。投影系统被配置为将第一图案的光投影到表面上，投影系统包括具有多个光源的灯光系统、光学系统和一组微型机电系统（MEMS）反射镜。成像系统被配置为选择性地捕获表面的图像，该图像包括指示特征的参数的被该表面反射的光。控制模块被配置为：(i)产生对应于捕获的图像的数据；（ii）处理产生的数据，以确定特征的参数；以及(iii)控制投影系统以将第二图案的光投影到表面上，该第二图案的光向用户显示确定的特征的参数。

一种用于测量表面的轮廓的装置包括壳体、壳体内的成像透镜系统、壳体内的图像捕获装置、壳体内的一组微型机电系统（MEMS）反射镜、以及壳体内的控制模块。成像透镜系统被配置为使用至少一个透镜来使从该表面反射的光聚焦，其中，成像透镜系统具有对应的透镜焦平面，并且，其中，从该表面反射的光指示表面的轮廓。图像捕获装置被配置为捕获聚焦的光并产生对应于捕获的光的数据，其中，图像捕获装置具有对应的图像焦平面，并且，其中，图像焦平面与透镜焦平面不平行。所述一组微型MEMS反射镜被配置为将聚焦光引导到图像捕获装置。控制模块被配置为从图像捕获装置接收对应于捕获的光的数据，基于接收的数据来确定捕获的光的聚焦质量，并且基于聚焦质量来控制所述一组MEMS反射镜，以保持透镜焦平面和图像焦平面之间的辛普弗鲁格（Scheimpflug）倾斜条件。

根据详细的描述、权利要求书和附图，本公开的另外的应用领域将变得显而易见。详细的描述和特定实例仅仅被预计用于图示的目的，而不应当限制本公开的范围。

附图说明