[发明专利]基于飞行时间的三维感测系统

说明书

一种光整形光学器件可以包括衬底。光整形光学器件可以包括结构，该结构设置在衬底上，其中该结构被配置为接收具有均匀强度场且小于阈值总强度的一个或多个输入光束，并且其中该结构被配置为对一个或多个输入光束进行整形，以形成具有非均匀强度场且小于阈值总强度的一个或多个输出光束。

相关申请

本申请要求于2019年3月22日提交的题为“基于飞行时间的三维感测系统”的美国临时专利申请号62/822,603的优先权、于2019年4月4日提交的题为“将光投射成具有高强度区域和中强度区域的图案的照明模块”的美国临时专利申请号62/829,249、以及于2020年3月16日提交的题为“基于飞行时间的三维感测系统”的美国非临时专利申请号16/820,252，所有这些内容通过引用整体并入本文。

背景技术

测量系统可以用于深度感测测量。例如，激光雷达系统可以发送激光脉冲，并且可以测量反射脉冲以确定对象与激光雷达系统的距离。在这种情况下，激光雷达系统可以执行激光脉冲的飞行时间测量，并且可以生成对象的三维表示。闪光激光雷达系统使用照明设备和光学光整形元件，该光学光整形元件以单个脉冲照射场景(闪光激光雷达系统的视场)。在这种情况下，闪光激光雷达系统可以对束的单个脉冲的反射使用飞行时间测量来生成场景的三维表示。扫描(或扫掠)激光雷达系统可以使用照明单元、光学光整形元件、以及一个或多个移动反射镜来跨场景移动激光束的多个脉冲。例如，光学光整形元件可以使得激光束的每个脉冲扩展成一条线，并且移动反射镜可以在激光束的多个脉冲上跨场景扫掠线。在这种情况下，扫描激光雷达系统可以使用来自激光束的多个脉冲的反射的多次测量来生成场景的三维表示。

发明内容

根据一些可能实现方式，一种光整形光学器件可以包括结构，其中该结构被配置为接收具有均匀强度场且小于阈值总强度的一个或多个输入光束，并且其中该结构被配置为对一个或多个输入光束进行整形以形成具有非均匀强度场且小于阈值总强度的一个或多个输出光束。

根据一些可能实现方式，一种系统可以包括光学发送器以提供指向对象的束，其中束与跨视场的恒定强度相关联。该系统可以包括光整形光学器件以将光束集中到一个或多个集中区域，其中视场的一个或多个集中区域与比视场的一个或多个其他区域更高的光集中度相关联。该系统可以包括光学接收器，以接收从对象反射的束的反射并且对束执行多个飞行时间测量。

根据一些可能实现方式，一种光学设备可以包括衬底。光学设备可以包括设置在衬底上的一个或多个光学发送器。光学设备可以包括光整形光学器件，该光整形光学器件设置在一个或多个光学发送器的光路中，以朝向对象提供非均匀图案化强度束，从而使得能够对对象进行三维测量。

附图说明

图1A和图1B是本文中所描述的示例实现方式的图。

图2A至图2G是非均匀强度场的图。

图3A至图3C是非均匀强度场的图。

具体实施方式

以下示例实现方式的具体实施方式参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。以下描述以激光雷达系统为例，然而，本文中所描述的校准原理、过程和方法可以与任何传感器一起使用，该传感器包括但不限于其他光学传感器。

诸如激光雷达系统之类的三维成像系统可以提供均匀强度场以使得能够在视场中对对象进行成像。例如，闪光激光雷达系统可以传送视场(即，闪光激光雷达系统的视场)的均匀强度场，并且可以执行对均匀强度场的反射的测量以生成对象的三维表示。同样，扫描激光雷达系统可以提供均匀强度场扫描线集合以扫过视场，并且可以执行该均匀强度场扫描线集合的反射的测量以生成对象的三维表示。