[发明专利]全息光探测和测距

说明书

一种被布置来扫描场景的光探测和测距系统，包含光源，所述光源被布置来输出具有第一特性的光。空间光调制器被布置来接收来自所述光源的光并且根据表示在所述空间光调制器上的计算机生成的全息图输出空间调制光。全息控制器被布置来将多个全息图输出到所述空间光调制器。每个全息图被布置来形成所述场景内的对应光足迹。所述全息控制器进一步被布置来改变所述场景内的所述光足迹的位置。光探测器被布置来接收来自所述场景的具有所述第一特性的光并且输出光响应信号。在多个实施方式中，第一多个全息图被布置来提供所述场景内的第一扫描，并且所述全息控制器被布置来接收响应于所述第一扫描的所述光响应信号并且基于所述光响应信号的属性来确定第二多个全息图。

技术领域

本发明涉及光投影仪。更具体地说，本发明涉及全息投影仪、全息投影系统、控制投影仪的方法和控制全息投影系统的方法。实施方式涉及光探测和测距系统。一些实施方式涉及光探测和测距的方法。一些实施方式涉及控制光探测和测距系统中的光足迹(lightfootprint)的方法。一些实施方式涉及采用计算机控制的光足迹来扫描场景的方法。

背景技术

从对象散射的光含有振幅和相位信息两者。这个振幅和相位信息可通过众所周知的干涉技术捕获在例如光敏片上以形成包含干涉条纹的全息记录或“全息图”。全息图可通过以合适的光的照射加以重建以形成表示原始对象的二维或三维全息重建，或重放图像。

计算机生成的全息术可数值模拟干涉过程。计算机生成的全息图“CGH”可通过基于诸如菲涅耳或傅里叶变换的数学变换的技术计算。这些类型的全息图可称为菲涅耳或傅里叶全息图。傅里叶全息图可被视为对象的傅里叶域表示或对象的频域表示。CGH也可通过例如相干射线追踪或点云技术计算。

CGH可编码在空间光调制器“SLM”上，所述空间光调制器被布置来调制入射光的振幅和/或相位。光调制可使用例如电可寻址液晶、光学可寻址液晶或微镜面实现。

SLM可包括也可称为单元或元件的多个单独可寻址像素。光调制方案可为二进制的、多级的或连续的。

可选地，装置可为连续的(即，不是由像素组成)并且光调制因此可为在装置上连续的。SLM可为反射的，从而意味调制光是以反射方式从SLM输出。SLM同样地可为透射的，从而意味调制光是以透射方式从SLM输出。

可使用所描述的技术提供用于成像的全息投影仪。这类投影仪已在例如抬头显示器“HUD”和头戴式显示器“HMD”包括近眼式装置中得到应用。

发明内容

本发明的多个方面限定于所附独立的权利要求项中。

提供一种光探测和测距的方法，所述方法包括通过将多个计算机生成的全息图输出到空间光调制器和以具有第一特性的光照射空间光调制器来以空间调制光照射场景。每个全息图被布置来形成所述场景内的对应光足迹。所述方法可进一步包括使光足迹在场景内移动。所述方法还可包括接收来自场景的反射空间调制光。

根据本发明，光足迹可进行从场景的一个部分到场景的另一个部分的离散移动。具体来说，光足迹可在场景内瞬间重新定位。可以说，光足迹从场景中的第一点跳转到场景中的第二点。这通过使用动态全息术来形成光足迹实现。所述方法可用来动态地改变光足迹的尺寸、形状、取向和/或位置。

所述方法可进一步包括使空间调制光在场景的两个或更多个区域之间来回移动，以便执行场景的两个或更多个区域的交错扫描。

所述方法可进一步包括场景的智能扫描，其中来自光探测器的反馈用来确定如何和在哪里执行下一个扫描。这可包括从存储器选择至少一个计算机生成的全息图或计算至少一个计算机生成的全息图包括基于所接收信号实时地计算至少一个计算机生成的全息图。