[发明专利]高度准确的三维表面数字化系统和方法

权利要求书

1．一种用于测量至目标距离的设备，其特征在于，所述设备包括：

可调的频率发生器，用于产生调制频率；

连至所述频率发生器的光源，用于以所述调制频率向目标发送发送光束；

目标探测器，用于接收从目标反射的反射光束，所述反射光束具有反射频率；

连至所述频率发生器和所述目标探测器的相位检测器，用于接收所述调制频率和所述反射频率，并且提供指出所述调制频率与所述反射频率之间的相角的输出；以及

连至所述相位检测器和所述频率发生器的计算机，用所述计算机调节所述调制频率，直至在所述调制频率与所述反射频率之间存在零相位差。

2．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述相位检测器提供多个输出，每个所述输出指出一个相角，它是90度的相应倍数。

3．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述发送光束和所述反射光束大体上是同轴的。

4．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述计算机根据产生所述零相位差的所述调制频率计算至目标的距离。

5．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述目标探测器包括：

连至所述频率发生器和所述相位检测器的偏置网络；以及

连至所述偏置网络的雪崩光二极管，用于接收所述反射光束；

所述偏置网络将所述调制频率与所述反射频率混频，以产生差频，并且把所述差频提供给所述相位检测器。

6．一种用于测量至目标的距离的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

产生可调节的调制频率；

以所述调制频率发送发送光束至目标；

以反射频率接收来自目标的反射光束；

监视所述反射频率以确定在所述调制频率与所述反射频率之间的相位差；

调节所述调制频率，直至在所述调制频率与所述反射频率之间存在零相位差；以及

根据产生所述零相位差的所述经调节的调制频率计算至目标的距离。

7．如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收步骤包括下述步骤：

以与所述发送光束成大体上同轴的关系接收所述反射光束。

8．如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述监视步骤包括下述步骤：

提供多个输出，每个所述输出指出一个相角，它是90度的相应倍数。