CN104395813A - Mems扫描反射镜光模式 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例对用于在对象上投射光模式的设备提供技术和配置。在一个实施例中，该设备可包括：激光装置，其配置成生成激光线；可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜，其配置成可倾斜地反射激光线；和控制器，其配置成控制MEMS反射镜的倾斜以使反射激光线能够将光模式投射在对象上。控制器可配置成以与激光线的光功率互补的倾斜频率来控制MEMS反射镜，或将激光线的光功率控制成与MEMS反射镜的倾斜频率互补。可描述其他实施例和/或对它们要求保护。

Description

MEMS扫描反射镜光模式
技术领域
本发明的实施例大体上涉及光电子器件的领域，并且更具体地，涉及使用光电子系统（MEMS）扫描反射镜来生成光模式。
背景技术
构造光电子三维（3D）扫描系统（例如激光扫描仪、投影仪和其他激光装置）中的基本设计考量之一是投影仪的允许光功率。一方面，光功率应足以对采集的光数据提供需要的信噪比。另一方面，光功率可受到系统的机械形状因子、电功耗及类似的限制。因为对人类瞳孔上的投射光功率的强度和持续时间的严格限制，眼睛安全考量可以是实质的光功率限制因素。
附图说明
实施例将通过下列详细说明连同附图而容易理解。为了便于该描述，类似的标号指代类似的结构元件。实施例通过示例而非限制的方式在附图的图中图示。
图1示意图示根据一些实施例对于三维（3D）对象采集的示例装置。
图2示意地图示根据一些实施例配置成生成光模式的多个扫描以用于预备3D对象采集的投影仪的示例操作。
图3是图示根据一些实施例、如参考图1和2描述的投影仪单元的操作的过程流程图。
具体实施方式
本公开的实施例包括用于使用MEMS扫描反射镜来生成光模式的技术和配置。
在下列详细描述中，参考形成本发明一部分的附图（其中类似的数字通篇指示类似部件），并且其中通过图示实施例（其中可实践本公开的主旨）的方式示出。要理解可使用其他实施例并且可进行结构或逻辑改变而不偏离本公开的范围。因此，下列详细描述未在限制性意义上进行，并且实施例的范围由附上的权利要求和它们的等同限定。
为了本公开的目的，短语“A和/或B”意思是（A）、（B）或（A和B）。为了本公开的目的，短语“A、B和/或C”意思是（A）、（B）、（C）、（A和B）、（A和C）、（B和C）或（A、B和C）。
描述可使用基于视角的描述，例如顶部/底部、内/外、上/下及类似。这样的描述仅用于便于论述并且不意在将本文描述的实施例的应用限制在任何特定取向。
描述可使用短语“在实施例中”或“在多个实施例中”，其每个可指相同或不同实施例中的一个或多个。此外，如关于本公开的实施例使用的术语“包括”、“包含”、“具有”及类似是同义的。
在本文可使用术语“与…耦合”连同它的派生词。“耦合”可意指下列中的一个或多个。“耦合”可意指两个或以上的元件直接物理、电或光接触。然而，“耦合”还可意指两个或以上的元件可彼此间接接触，但仍可彼此配合或相互作用，并且可意指一个或多个其他元件在据称彼此耦合的元件之间耦合或连接。术语“直接耦合”可意指两个或以上元件直接接触。
在各种实施例中，短语“在第二特征上形成、沉积或用别的方式设置的第一特征”可意指第一特征在第二特征之上形成、沉积或设置，并且第一特征中的至少一部分可与第二特征的至少一部分直接接触（例如，直接物理和/或电接触）或间接接触（例如，具有第一特征与第二特征之间的一个或多个其他特征）。
图1示意地图示根据本公开的一些实施例对于三维（3D）对象采集的示例装置100。在一些实施例中，该装置100可包括3D扫描仪、3D拍摄装置或为3D对象采集而配置的任何其他装置。在一些实施例中，如图示的，装置100可包括图像捕捉装置102（例如，数字拍摄装置）和投影仪单元104，例如激光投影仪或激光扫描仪，其具有许多部件。装置100部件可进一步包括与控制器108耦合的激光装置，其包括激光源106，例如配置成提供激光束120的激光装置。控制器108可配置成控制（例如，调制）由激光源106提供的激光束120的光功率，如将在下文更详细描述的。激光装置可进一步包括光透镜110。可配置激光源106和光透镜110使得调制的激光束120可通过光透镜110。与例如球面透镜相比，透镜110可以是配置成使通过的光聚焦在线而不是点上的透镜。在一些实施例中，透镜110可以是柱面透镜。因此，透镜110可配置成将通过透镜110的激光束120转换成激光线122。为了更好地理解激光线122的空间排布，注意激光线122可设置在与图1的平面垂直的平面上。因此，由通过透镜110的激光束120形成的激光线122示出为与图1的平面垂直。
激光线122可由装置100的可倾斜或可旋转反射镜112接收和偏转，从而在反射镜倾斜期间形成多个激光平面，例如由数字124、126和128指示的那些。在一些实施例中，反射镜112可以是微机电系统（MEMS）扫描反射镜。在一些实施例中，MEMS扫描反射镜112的反射镜表面可由硅（Si）制成，但在各种实施例中可使用不同材料，其提供需要的与扫描反射镜反射质量有关的性质。在一些实施例中，反射镜112可以是单轴反射镜，而在其他实施例中，反射镜112可以是双轴MEMS扫描反射镜或双反射镜系统。
在一些实施例中，MEMS扫描反射镜112可配置成围绕轴114至少部分地可倾斜（可旋转），以便使激光线122偏转以对应于由反射镜112投射到对象142上并且被激光平面124、126、128限定的光模式140的期望维度。例如，反射镜112可以是可倾斜的（如由18示出）：至少从由数字116指示的它的静息位置到由MEMS扫描反射镜112指示的位置，以便提供这样的扫描角度，其确保对于由退出激光平面124、126、128限定的光模式的期望维度。在一些实施例中，控制器108可配置成控制反射镜112的倾斜。光模式140的形成将参考图2描述。
注意轴114大致上与激光线122平行，并且反射镜112设置在与图2的平面垂直的平面内并且可围绕轴114可倾斜，如示出的。因此，激光平面124、126、128也可大致上与图2的平面垂直并且为了简洁性目的由虚线指示。
由激光平面124、126、128在对象142的表面上形成的光模式140可由图像捕捉装置102接收126并且被图像捕捉装置102的传感器130感测（例如，读取）。基于在传感器130的感测周期期间积聚的光模式的多个扫描的读出，图像捕捉装置102可能够重建对象142的形状。
为了能够感测、存储和处理光模式，装置100可进一步包括许多部件。这些部件可包括与存储器134耦合的处理器132，其配置成实现装置100的上文指出的和其他功能性。例如，处理器132可用存储在存储器134中以实现如本文描述的激光源106、控制器108和MEMS扫描反射镜112的操作的可执行指令来配置。
如在图1中示出的，人160的瞳孔150（例如装置100的用户）可在装置100的操作期间暴露于由MEMS扫描反射镜112偏转的激光平面124、126、128的至少一部分。本文将进一步描述根据各种技术和配置的装置100的实施例，这些技术和配置提供具有在对于人眼的曝光可是安全的功率范围内的光功率。
在一些实施例中，本文描述的装置100可进一步包括额外部件。例如，根据一些实施例，处理器132、存储器134和/或其他部件可与可是装置100的一部分或包括装置100的基于处理器的系统一致。对于一个实施例，存储器134可包括任何适合的易失性存储器，例如适合的动态随机存取存储器（DRAM）。
在一些实施例中，存储器134可包括指令，其在处理器132上执行时可使控制器108配置成控制由激光源106产生的激光束120的光功率。另外或备选地，在一些实施例中，存储器134可包括指令，其在处理器132上执行时可使控制器108配置成控制MEMS扫描反射镜112的倾斜，如将在下文描述的。在一些实施例中，控制器108可实现为存储在例如存储器134中并且配置成在处理器132上执行的软件部件。在一些实施例中，控制器108可实现为软件和硬件部件的组合。在一些实施例中，控制器108可包括硬件实现。控制器108的功能将参考图2更详细描述。
处理器132、存储器134、其他部件（未示出）、图像捕捉装置102和投影仪单元104可与一个或多个接口（未示出）耦合，这些接口配置成便于上文提到的部件之间的信息交换。通信接口（未示出）可为装置100提供接口以在一个或多个有线或无线网络上通信和/或与任何其他适合的装置通信。在各种实施例中，装置100可包括到以下中或与以下关联但不限于以下：服务器、工作站、桌面计算装置或移动计算装置（例如，便携式计算装置、手持计算装置、手持机、平板电脑、智能电话、上网本、超级本，等）。 
在各种实施例中，装置100可具有更多或更少的部件，和/或不同的架构。例如，在一些实施例中，装置100可包括拍摄装置、键盘、例如液晶显示（LCD）屏（其包括触屏显示器）等显示器、触屏控制器、非易失性存储器端口、天线或多个天线、图形芯片、ASIC、扬声器、电池、音频编解码器、视频编解码器、功率放大器、全球定位系统（GPS）装置、罗盘、加速计、陀螺仪及类似物中的一个或多个。在各种实施例中，装置100可具有更多或更少的部件，和/或不同的架构。在各种实施例中，本文描述的技术和配置可在从本文描述的原理获益的多种系统中使用，例如光电子、电光式、MEMS装置和系统及类似物。
图2是图示根据一些实施例配置成生成光模式的多个扫描以用于预备3D对象采集的投影仪单元204的操作的示例图200。投影仪单元204可与参考图1描述的投影仪单元102相似地实现。
如上文描述的，投影仪单元204可包括激光源206、控制器208、配置成使通过透镜的激光束220聚焦在激光线222上的透镜210和MEMS扫描反射镜212。激光源206和透镜210可形成激光装置。在一些实施例中，控制器208可配置成控制激光束220的光功率和/或控制MEMS扫描反射镜212的倾斜频率。
调制的激光束220可通过透镜（例如，光透镜）210，从而形成设置成与图2的平面垂直的激光线222。MEMS扫描反射镜212可配置成围绕设置成与激光线222平行的轴214至少部分可倾斜并且在倾斜期间使激光线222偏转。更具体地，MEMS扫描反射镜212在倾斜时可扫描激光线222并且使所得的限定激光平面230（如示意地由边界232、234和前线236图示的）偏转。由于激光线222的反射镜倾斜反射，激光平面230可形成光模式240的一个或多个扫描。注意由偏转激光线222形成的激光平面230与激光线222的平面224平行，即与图2的平面垂直。激光平面230和由激光平面230由于反射镜倾斜反射而形成的光模式240为了图示目的在三维视图中示出。如示出的，由由于激光线222的倾斜反射而移动的激光平面230的前线236形成的光模式240可采取大致上矩形形状。然而，注意，为了说明目的，光模式240形状示意地在图2中图示为平行四边形。
光模式240可如下形成。假设MEMS扫描反射镜212通过从它的静息位置（未示出）围绕轴214逆时针260倾斜（旋转）而可倾斜地反射激光线222。因此，光模式240可由前线236从它的起始位置（光模式240的下端268）（其对应于反射镜212的静息位置）向上266移动而形成。相似地，如果反射镜通过从它的末端位置（未示出）围绕轴214顺时针262倾斜（旋转）而可倾斜地反射激光线222，光模式244可由前线236从它的起始位置（光模式240的上端278）（其对应于反射镜212的末端位置）向下276移动而形成。如示出的，移动前线236可形成一个或多个大致上二维模式，例如矩形，其包括光模式240。 
在操作中，控制器208可配置成调制激光束220使得可打开和关闭激光源206，例如周期性。因此，所得的光模式240可包括多个暗和亮矩形，从而在一些实施例中形成像条形码的形状。例如，如在图2中示出的，由前线236向上266移动形成的光模式240可包括在关闭激光源206时的时期t0-t1期间的暗矩形280、打开激光源206时的时期t1-t2期间的亮矩形282和在关闭激光源206时的时期t2-t3期间的另一个暗矩形284。
控制器208可配置成调制激光源206的光功率（以及相应地，激光线222的光功率）来确保由扫描激光线222的MEMS扫描反射镜212产生的激光平面230的光功率保持在眼安全的光功率极限内。为了该目的，激光束220的光功率可与MEMS扫描反射镜212的倾斜频率同步，例如与之匹配。MEMS扫描反射镜212可配置成以在这样的特定频率范围内的倾斜频率旋转，该特定频率范围可确保投射到对象的扫描激光线222的光功率保持在特定功率范围（例如，眼睛安全功率范围）内。例如，MEMS扫描反射镜212可配置成以可使MEMS扫描反射镜212能够在捕捉装置的感测周期期间实施激光线222的多个扫描的频率范围倾斜，该捕捉装置配置成捕捉对象（例如，在图像捕捉装置102的传感器130的读周期期间）。也就是说，MEMS扫描反射镜212可配置成倾斜以便将由激光线222的多个扫描形成的多个（例如，至少两个或以上）光模式240投射到对象。例如，如在图2中示出的，传感器130读周期可包括从t0到t12的时期。在该时期期间，MEMS扫描反射镜212在传感器130的读周期（例如，曝光）期间在倾斜（至少部分地，顺时针和逆时针）时可多次扫描激光线222，从而取激光线222的多个扫描。
为了说明目的，图2示出MEMS扫描反射镜212可四次扫描激光线222从而在传感器130读周期期间生成四个光模式的示例。第一光模式可在激光线222的第一扫描期间形成（生成），从而形成其中前线236向上266移动的光模式。形成的光模式240可包括暗矩形280（时期t0-t1，激光源206关闭）、亮矩形282（时期t1-t2，激光源206打开）和另一个暗矩形284（时期t2-t3，激光源206关闭）。
第二光模式可在激光线222的第二扫描期间形成，从而形成其中前线236向下276移动的光模式。形成的光模式240可包括暗矩形284（时期t3-t4，激光源206关闭）、亮矩形282（时期t4-t5，激光源206打开）和另一个暗矩形280（时期t5-t6，激光源206关闭）。
第三光模式可在激光线222的第三扫描期间形成，从而形成其中前线236向上266移动的光模式。形成的光模式240可包括暗矩形280（时期t6-t7，激光源206关闭）、亮矩形282（时期t7-t8，激光源206打开）和另一个暗矩形284（时期t8-t9，激光源206关闭）。
第四光模式可在激光线222的第四扫描期间形成，从而形成其中前线236向下276移动的光模式。形成的光模式240可包括暗矩形284（时期t9-t10，激光源206关闭）、亮矩形282（时期t10-t11，激光源206打开）和另一个暗矩形280（时期t11-t12，激光源206关闭）。将意识到，在传感器130的一个读周期期间形成的多个模式的数量可不限于在图2中图示的四个模式。在一个读周期期间形成的光模式的数量可改变并且可取决于MEMS扫描反射镜212的倾斜频率和/或激光束220的光功率。
根据一个或多个标准，MEMS扫描反射镜212的倾斜频率可例如由控制器208控制。在一些实施例中，MEMS扫描反射镜212的倾斜频率可控制成对应于激光束220的光功率（或与之互补）使得所得的激光平面230的光功率可保持在某一功率范围内，例如在眼睛安全的功率范围内。激光束120的光功率可选择成为传感器130提供充分可检测的读出（例如，为传感器130读取的光模式提供期望的信噪比（SNR）），但可保持在特定（在一些实施例中，眼睛安全的）功率范围内（由于MEMS扫描反射镜212的快速扫描）。
在一些实施例中，在与激光束220的光功率互补的备选方案中或除与激光束220的光功率互补之外，可控制反射镜MEMS扫描212的倾斜频率以便在传感器读周期期间形成多个光模式。在一个传感器读周期期间形成多个光模式可确保对于每个读像素的电光子的充分积聚并且为传感器130读取的光模式提供期望的SNR。
在一些实施例中，在与激光束220的光功率互补的备选方案中或除与激光束220的光功率互补之外，可控制MEMS扫描反射镜212的倾斜频率以避免不期望的效应，例如在某些倾斜频率从倾斜反射镜所产生的噪声。例如，该倾斜频率可以控制成符合与MEMS扫描反射镜212倾斜关联的噪声要求。在一些实施例中，所选的MEMS扫描反射镜212的倾斜频率范围可以从大约4kHz至大约6kHz变化。在一些实施例中，该频率范围可以从20kHz及以上变化。
在一些实施例中，激光束220的光功率（和因此激光线222和激光平面230的光功率）可由控制器208控制（例如，调制）以便对应于（例如与之互补）MEMS扫描反射镜212的倾斜频率，其被控制成例如确保激光平面230的光功率保持在特定功率范围（例如，眼睛安全的功率范围）内，以避免不期望的声学噪声效应，和/或在一个感测周期期间提供多个光模式。因此，在一些实施例中，激光平面230的光功率可保持在某一功率范围（例如，眼睛安全的功率范围）内，而MEMS扫描反射镜212可未生成不期望的声学噪声，并且由MEMS扫描反射镜212的倾斜频率提供的多个光模式可为传感器130提供充分可检测的读出（例如，为传感器130读取的光模式提供期望的SNR）。
例如，控制器208可配置成使由激光源206提供的激光束220的光功率与MEMS扫描反射镜212的倾斜频率匹配。在一些实施例中，可对应于MEMS扫描反射镜212的倾斜频率的改变来调制激光束220的光功率。例如，激光束220的光功率可对应于MEMS扫描反射镜212的倾斜频率增加而增加，并且可对应于MEMS扫描反射镜212的倾斜频率减小而减小，从而使扫描激光线的投射光功率在MEMS扫描反射镜212的扫描跨度期间保持在大致上恒定的水平。
例如，在一个扫描期间，MEMS扫描反射镜212可从它的静息位置以倾斜频率倾斜，该倾斜频率可在大约反射镜跨度的一半从大致上零增加到它的最大值并且然后在反射镜到达它在反射镜跨度中的末端位置时减小到大致上大约零。激光束220的光功率可对应地在前半个反射镜跨度期间增加并且在后半个反射镜跨度期间减小，从而为投射的激光平面230提供大致上恒定的光功率值。投射激光平面230的光功率值可保持在特定光功率范围内。在一些实施例中，投射激光平面230的光功率范围可保持在根据如由国际电工委员会（IEC）提供的类别1激光安全标准60825-1的功率范围内。因此，在一些实施例中，控制器208可配置成打开和关闭激光源206的光功率来生成上文描述的光模式并且对应于在反射镜倾斜期间MEMS扫描反射镜212的倾斜频率的改变来改变激光源206的光功率。
在一些实施例中，控制器208可配置成使用校正表调制由激光源206提供的激光束220。该校正表可包括对于反射镜的扫描跨度的倾斜频率值集，并且每个倾斜频率值可与激光束220的对应光功率关联。倾斜频率值和对应光值的每个组合可使扫描激光线222（即，激光平面230）的投射光功率能够保持在期望（例如，眼睛安全的）功率范围内。
图3是图示根据一些实施例如参考图1和2描述的投影仪单元104（204）的操作的过程流程图。过程300可在框302处开始，其中激光束120（220）可例如由投影仪单元104（204）的激光源106（206）提供。
在框304处，激光束120（220）的光功率可控制（例如，调制）成补充MEMS扫描反射镜112（212）的倾斜频率。反射镜的倾斜频率可保持在如参考图2描述的确定频率范围内。在一些实施例中，倾斜频率可控制成与激光束120（220）的光功率互补。
在框306处，调制的激光束120（220）可转换以形成激光线122（222）。如上文描述的，在一些实施例中，激光束120（220）可使用柱面透镜110（210）来转换。
在框308处，激光线222可用MEMS扫描反射镜112（212）扫描且投射到对象，从而在捕捉装置（例如，图像捕捉装置102的传感器130）的感测周期内形成多个光模式240。在一些实施例中，投射激光线222的光功率可由于激光束120（220）控制和/或MEMS扫描反射镜112（212）倾斜频率控制而保持在特定功率范围内，如参考图2描述的。
本文描述的实施例可进一步由下列示例图示。示例1是用于在对象上投射光模式的设备，其包括：激光装置，其配置成生成激光线；可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜，其配置成可倾斜地反射激光线；和控制器，其耦合于激光装置和MEMS反射镜并且配置成控制MEMS反射镜的倾斜以使反射激光线能够将光模式投射在对象上，其中控制器配置成以与激光线的光功率互补的倾斜频率来控制MEMS反射镜，或控制激光装置来调节激光线的光功率以补充MEMS反射镜的倾斜频率。
示例2可包括示例1的主旨，并且进一步规定激光装置控制成至少部分基于图像捕捉装置的要求来调节激光线的光功率，该图像捕捉装置配置成至少部分基于在对象上投射的光模式来捕捉对象的图像。
示例3可包括示例2的主旨，并且进一步规定图像捕捉装置是数字拍摄装置，并且其中要求与数字拍摄装置的感测周期关联。
示例4可包括示例1的主旨，并且进一步规定控制器配置成控制MEMS反射镜的倾斜频率以对于图像捕捉装置的每个感测周期投射光模式的多个扫描，该图像捕捉装置配置成捕捉对象的图像，每个扫描提供在对象上投射的一个光模式。
示例5可包括示例4的主旨，并且进一步规定控制器配置成控制激光装置来调节激光线的光功率以使光模式的光功率维持在光功率范围内。
示例6可包括示例5的主旨，并且进一步规定控制器配置成进一步控制MEMS反射镜的倾斜频率来遵循与MEMS反射镜倾斜关联的声学噪声要求。
示例7可包括示例1的主旨，并且进一步规定激光装置包括激光源，其配置成提供激光束和柱面透镜，该柱面透镜将激光束转换成激光线。
示例8可包括示例1的主旨，并且进一步规定MEMS扫描反射镜包括围绕大致上与激光线平行的轴可倾斜的单轴反射镜。
示例9可包括示例1的主旨，并且进一步规定倾斜频率的范围在从大约4kHz至大约6kHz或20kHz以上。
示例10可包括示例1至9的主旨，并且进一步规定光模式的每个扫描包括大致上二维模式。
示例11可包括示例10的主旨，并且进一步规定大致上二维模式包括矩形。
示例12可包括示例1的主旨，并且进一步规定控制器配置成控制激光装置以响应于MEMS扫描反射镜的倾斜频率中的改变来改变激光线的光功率，其中激光束的光功率响应于MEMS扫描反射镜的倾斜频率的增加而增加，以及对应于扫描速度减小而减小，从而使扫描激光线的投射光功率在MEMS扫描反射镜的扫描跨度期间保持在大致上恒定水平。
示例13是用于在对象上投射光模式以采集对象的图像的设备，其包括：投影仪单元，其包括配置成生成激光线的激光装置、配置成可倾斜地反射激光线的可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜和控制器，该控制器耦合于激光装置和MEMS反射镜并且配置成以倾斜频率控制MEMS反射镜的倾斜以使反射激光线能够将光模式投射在对象上，其中控制器配置成控制激光装置来调节激光线的光功率以补充MEMS反射镜的倾斜频率；和图像捕捉装置，其配置成基于在图像捕捉装置的感测周期期间积聚的投射在对象上的光模式的一个或多个扫描的读出来采集对象的图像。
示例14可包括示例13的主旨，并且进一步规定控制器配置成进一步控制MEMS反射镜的倾斜频率以对于图像捕捉装置的每个感测周期将光模式的多个扫描投射在对象上，其中每个扫描将一个光模式投射在对象上。
示例15可包括示例13的主旨，并且进一步规定控制器配置成控制激光装置来调节激光线的光功率以使光模式的光功率维持在光功率范围内。
示例16可包括示例15的主旨，并且进一步规定控制器配置成控制激光装置以使用校正表来调节光功率，该校正表包括MEMS反射镜的倾斜频率值集，其中每个倾斜频率值与具有光功率范围的激光线的光功率值关联。
示例17可包括示例13的主旨，并且进一步规定控制器配置成进一步控制MEMS反射镜的倾斜频率以遵循与MEMS反射镜倾斜关联的声学噪声要求。
示例18可包括示例13的主旨，并且进一步规定控制器配置成以与激光线的光功率互补的倾斜频率来进一步控制MEMS反射镜。
示例19可包括示例13的主旨，并且进一步规定MEMS扫描反射镜包括围绕大致上与激光线平行的轴可倾斜的单轴反射镜。
示例20可包括示例13的主旨，并且进一步规定MEMS扫描反射镜包括双轴反射镜或双反射镜装置。
示例21可包括示例13的主旨，并且进一步规定倾斜频率在从大约4kHz至大约6kHz或20kHz以上的频率范围内。
示例22可包括示例13至21的主旨，并且进一步规定图像捕捉装置包括传感器，其配置成感测投射在对象上的光模式。
示例23是用于在对象上投射光模式的方法，其包括：控制激光线的光功率来补充可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜的倾斜频率，该MEMS反射镜配置成可倾斜地反射激光线；以及用MEMS反射镜以在图像捕捉装置的感测周期期间提供对象上的光模式的多个扫描的倾斜频率来扫描激光线。
示例24可包括示例23的主旨，并且进一步规定，方法包括提供激光束；以及将该激光束转换成激光线。
示例25是用于将光模式投射在对象上的设备，其包括：
激光装置，其配置成生成激光线；和控制器，其耦合于该激光装置并且配置成控制激光装置来调节激光线的光功率以补充可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜的倾斜频率，该MEMS反射镜配置成可倾斜地反射激光线以将光模式投射在对象上。
示例26可包括示例25的主旨，并且进一步规定激光装置控制成至少部分基于图像捕捉装置的要求来调节激光线的光功率，该图像捕捉装置配置成至少部分基于投射在对象上的光模式来捕捉对象的图像。
示例27是用于将光模式投射在对象上的设备，其包括：
可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜，其配置成可倾斜地反射激光线；和控制器，其耦合于MEMS反射镜并且配置成控制MEMS反射镜的倾斜以使反射激光线能够将光模式投射在对象上，其中控制器配置成以与激光线的光功率互补的倾斜频率来控制MEMS反射镜。
示例28可包括示例27的主旨，并且进一步规定，激光线的光功率至少部分基于图像捕捉装置的要求而选择，该图像捕捉装置配置成至少部分基于投射在对象上的光模式来捕捉对象的图像。
各种操作进而可采用对于理解要求保护的主旨最有帮助的方式描述为多个分立操作。然而，描述的顺序不应该解释为暗示这些操作必定依赖于顺序。本公开的实施例可使用任何适合的硬件和/或软件实现到系统内以根据期望来配置。
尽管已经在本文中为了描述的目的说明和描述某些实施例，用于实现相同目的所计算的许多种替代和/或等同实施例或实现可代替示出并且描述的实施例，而不偏离本公开的范围。该申请意在涵盖本文论述的实施例的任何改编或变化。因此，明确地规定本文描述的实施例仅由权利要求及其等同限制。

Claims (26)

1. 一种用于在对象上投射光模式的设备，其包括：
激光装置，其配置成生成激光线；
可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜，其配置成可倾斜地反射所述激光线；以及
控制器，其耦合于所述激光装置和所述MEMS反射镜并且配置成控制所述MEMS反射镜的倾斜以使反射激光线能够将光模式投射在所述对象上，
其中所述控制器配置成以与所述激光线的光功率互补的倾斜频率来控制所述MEMS反射镜，或控制所述激光装置来调节所述激光线的光功率以补充所述MEMS反射镜的倾斜频率。
2. 如权利要求1所述的设备，其中所述激光装置控制成至少部分基于图像捕捉装置的要求来调节所述激光线的光功率，所述图像捕捉装置配置成至少部分基于在所述对象上投射的所述光模式来捕捉所述对象的图像。
3. 如权利要求2所述的设备，其中所述图像捕捉装置是数字拍摄装置，并且其中所述要求与所述数字拍摄装置的感测周期关联。
4. 如权利要求1所述的设备，其中所述控制器配置成控制所述MEMS反射镜的倾斜频率以对于图像捕捉装置的每个感测周期投射所述光模式的多个扫描，所述图像捕捉装置配置成捕捉所述对象的图像，每个扫描提供在所述对象上投射的一个光模式。
5. 如权利要求4所述的设备，其中所述控制器配置成控制所述激光装置来调节所述激光线的光功率以使所述光模式的光功率维持在光功率范围内。
6. 如权利要求5所述的设备，其中所述控制器配置成进一步控制所述MEMS反射镜的倾斜频率来遵循与所述MEMS反射镜倾斜关联的声学噪声要求。
7. 如权利要求1所述的设备，所述激光装置包括：
激光源，其配置成提供激光束；以及
柱面透镜，其配置成将所述激光束转换成所述激光线。
8. 如权利要求1所述的设备，其中所述MEMS扫描反射镜包括围绕大致上与所述激光线平行的轴可倾斜的单轴反射镜。
9. 如权利要求1所述的设备，其中所述倾斜频率的范围在从大约4kHz至大约6kHz或20kHz以上。
10. 如权利要求1所述的设备，其中所述光模式的每个扫描包括大致上二维模式。
11. 如权利要求10所述的设备，其中所述大致上二维模式包括矩形。
12. 如权利要求1所述的设备，其中所述控制器配置成控制所述激光装置以响应于所述MEMS扫描反射镜的倾斜频率的改变来改变所述激光线的光功率，其中所述激光束的光功率响应于所述MEMS扫描反射镜的倾斜频率的增加而增加，并且对应于扫描速度减小而减小，从而使扫描激光线的投射光功率在所述MEMS扫描反射镜的扫描跨度期间保持在大致上恒定水平。
13. 一种用于在对象上投射光模式以采集所述对象的图像的设备，其包括：
投影仪单元，其包括：
激光装置，其配置成生成激光线；
可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜，其配置成可倾斜地反射所述激光线；和
控制器，其耦合于所述激光装置和所述MEMS反射镜，并且配置成以倾斜频率控制所述MEMS反射镜的倾斜以使反射激光线能够将光模式投射在对象上，其中所述控制器配置成控制所述激光装置来调节所述激光线的光功率以补充所述MEMS反射镜的倾斜频率；和
图像捕捉装置，其配置成基于在所述图像捕捉装置的感测周期期间积聚的投射在所述对象上的光模式的一个或多个扫描的读出来采集所述对象的图像。
14. 如权利要求13所述的设备，其中所述控制器配置成进一步控制所述MEMS反射镜的倾斜频率以对于所述图像捕捉装置的每个感测周期将所述光模式的多个扫描投射在所述对象上，其中每个扫描将一个光模式投射在所述对象上。
15. 如权利要求13所述的设备，其中所述控制器配置成控制所述激光装置来调节所述激光线的光功率以使所述光模式的光功率维持在光功率范围内。
16. 如权利要求15所述的设备，其中所述控制器配置成控制所述激光装置以使用校正表来调节所述光功率，所述校正表包括所述MEMS反射镜的倾斜频率值集，其中每个倾斜频率值与具有光功率范围的激光线的光功率值关联。
17. 如权利要求13所述的设备，其中所述控制器配置成进一步控制所述MEMS反射镜的倾斜频率以遵循与所述MEMS反射镜倾斜关联的声学噪声要求。
18. 如权利要求13所述的设备，其中所述控制器配置成以与所述激光线的光功率互补的倾斜频率来进一步控制所述MEMS反射镜。
19. 如权利要求13所述的设备，其中所述MEMS扫描反射镜包括围绕大致上与所述激光线平行的轴可倾斜的单轴反射镜。
20. 如权利要求13所述的设备，其中所述MEMS扫描反射镜包括双轴反射镜或双反射镜装置。
21. 如权利要求13所述的设备，其中所述倾斜频率在从大约4kHz至大约6kHz或20kHz以上的频率范围内。
22. 如权利要求13所述的设备，其中所述图像捕捉装置包括传感器，其配置成感测投射在所述对象上的光模式。
23. 一种用于在对象上投射光模式的方法，其包括：
控制激光线的光功率来补充可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜的倾斜频率，所述MEMS反射镜配置成可倾斜地反射所述激光线；以及
用所述MEMS反射镜以在图像捕捉装置的感测周期期间提供所述对象上的光模式的多个扫描的倾斜频率来扫描所述激光线。
24. 如权利要求23所述的方法，其进一步包括：
提供激光束；以及
将所述激光束转换成所述激光线。
25. 一种用于将光模式投射在对象上的设备，其包括：
激光装置，其配置成生成激光线；和
控制器，其耦合于所述激光装置并且配置成控制所述激光装置来调节所述激光线的光功率以补充可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜的倾斜频率，所述MEMS反射镜配置成可倾斜地反射所述激光线以将光模式投射在所述对象上。
26. 一种用于将光模式投射在对象上的设备，其包括：
可倾斜微机电系统（MEMS）反射镜，其配置成可倾斜地反射所述激光线；和
控制器，其耦合于所述MEMS反射镜并且配置成控制所述MEMS反射镜的倾斜以使反射激光线能够将光模式投射在所述对象上，其中所述控制器配置成以与所述激光线的光功率互补的倾斜频率来控制所述MEMS反射镜。
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