[发明专利]亚分辨率光学检测

权利要求书

1.一种设备，其包括：

结构化光源，用于向体积内照射结构化光图形；

数字检测器，其具有多个检测像素，配置用于接收反射自所述体积的所述结构化光图形；以及

电子处理器，其耦合于所述数字检测器，配置用于接收像素值，所述像素值指示与反射自所述体积的所述结构化光图形相关的光强度信号；所述光强度信号包括峰和周围结构；其中所述电子处理器进一步被配置为：

在具有所述像素值的所述检测像素的子集，分析所述峰和周围结构的分布；以及

基于所述分析，确定在小于所述多个检测像素中的一个检测像素的尺寸的区域内确定所述峰的位置。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述分布指示在所述检测像素的子集所接收的光图形的亮度。

3.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括衍射元件，所述衍射元件位于所述多个检测像素前面。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述衍射元件被配置用于在所述数字检测器将自所述体积反射的所述结构化光图形转换为指示所述光强度信号的所述像素值，在所述检测像素的子集中所述光强度信号在所述周围结构中具有一个未转移的主峰和至少一个辅峰，并且其中所述电子处理器配置用于基于所述主峰和所述至少一个辅峰推断所述区域内所述峰的位置。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述衍射元件被配置用以将所述至少一个辅峰放置在检测所述主峰的检测像素的子集中的检测像素的附近处。

6.根据权利要求2所述的设备，其中，所述多个检测像素的每个检测像素被划分为多个域；并且其中，所述电子处理器被配置用以将所述检测像素的子集上的亮度的水平的组合映射到所述检测像素的子集中的一个检测像素上的所述域中的一个上。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，亮度的水平的所述组合包括在所述检测像素的子集上的两个空间维度上的亮度的水平。

8.根据权利要求6所述的设备，其中，对于每个检测像素，所述多个域包括至少5个域。

9.根据权利要求4所述的设备，其中，所述衍射元件被配置使得当所述未转移主峰位于所述检测像素的子集中的第一检测像素的中心处时，所述至少一个辅峰中的每个辅峰都位于所述检测像素的子集中的两个或更多个检测像素之间的边界处。

10.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括衍射元件；所述衍射元件位于由所述结构化光源进入所述体积的所述结构化光图形的向外光束路径上。

11.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括畸变元件；所述畸变元件位于所述多个检测像素前面，所述畸变元件被配置用以对反射自所述体积的所述结构化光图形进行畸变而在所述检测像素的子集的中心像素和邻近像素上产生畸变的亮度分布，并且其中，所述电子处理器进一步配置用于基于所述畸变的亮度分布推断所述峰的所述位置。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述多个检测像素中的每个检测像素被分割为多个域；并且其中，所述电子处理器被配置用以将所述检测像素的子集上的畸变的亮度分布的水平的组合映射到所述检测像素的子集中的一个检测像素上的所述域中的一个上。

13.根据权利要求3所述的设备，其中所述衍射元件位于透镜上，所述透镜在所述数字检测器之前。

14.一种方法，其包括：

将结构化光图形射入体积内；

在多个检测像素接收反射自所述体积的所述结构化光图形；

接收像素值，所述像素值指示与反射自所述体积的所述结构化光图形相关的光强度信号，所述光强度信号包括峰和周围结构；

在具有所述像素值的所述检测像素的子集，分析所述峰和周围结构的分布；以及

基于所述分析，确定在小于所述多个检测像素中的一个检测像素的尺寸的区域内确定所述峰的位置。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述分布指示在所述检测像素的子集所接收的光图形的亮度。