JP2014512525A - 光ビームを受光するシステムと方法とコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 3d画像を得るシステムを提供する。
【解決手段】 本発明の光センサのアレイ(26)とピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)とを含む光ビームを受光するシステム(21)に於いて、前記ピクセル化された光スイッチアレイ(24)に含まれる各スイッチは、光ビームの一部を受光しそれを前記光センサのアレイ(26)の方向に向け、前記ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)に含まれるスイッチの数は、前記光センサのアレイ(26)に含まれる光センサの数よりも多いことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
(A)光ビームの少なくとも一部を受光するステップと、
(B)前記光ビームの受光した一部を、光センサのアレイに向けるステップと、
を有する。
前記ピクセル化された光スイッチ・アレイは、前記光センサのアレイに含まれる光センサの数よりも多い数のスイッチを有する。
(A)スキャンされるべき対象物の表面に光ビームを送信する光源と、
(B)光ビームを受光するシステムと、
前記システムは、ピクセル化された光スイッチ・アレイで、前記表面で反射された光ビームの来入する部分を受光し、
(C)前記光センサのアレイの光センサで受光した光ビームの各部分のTOFの値を決定する第1コンピュータシステムと、
(D)光ビームの受光した部分が伝搬する距離に関連するパラメータを、前記第1コンピュータシステムにより決定されたTOFを考慮に入れて、決める第2コンピュータシステムと、を有し、
前記光ビームの各部分の距離に関連し決定されたパラメータは、前記スキャンされた前記表面の空間ポイントを表す。
従って、前記のデジタル・イメージは、従来の方法とシステムによって得られたデジタル・イメージよりもより多くの点を有する。即ち高い空間解像度を有する。その為、より細かな詳細さを必要とするアプリケーション、例えば製造プロセスの品質制御、3Dビジョンによるガイドされたムーブメントに対し、有効となる。
d=(c/2f)*(位相/2×pi)
c=光速
f=光の変調周波数(通常20MHz)
位相:受光した信号の位相
d=c×t;
t:光パルスの発信と受信の間のずれ時間、
c:光速
(A)光ビームをスキャンされるべき表面に照射するステップと、
(B)請求項2に記載の光ビームを受光する方法を実行するステップと、
前記ステップ(B)は、ピクセル化された光スイッチ・アレイで、前記表面上で反射された光ビームの来入する部分を受光し、前記来入する部分を、前記光センサのアレイに含まれる光センサの方向に順次再方向付けし、
(C)前記光センサのアレイに含まれる光センサで受光した光の部分のTOFの値を決定するステップと、
(D)前記光ビームの受光した部分に対する距離に関連するパラメータを、前記決定されたTOFの値を考慮に入れて、決定するステップと、を有し、
前記距離に関連するパラメータは、前記スキャンされた表面(28)の空間ポイントを表す。
2 光ビーム
3 表面
4 光センサ
5 ビーム・スプリッタ
6,7 光学要素
8 TOF値カウント装置
9 検出器
20 表面をスキャンするシステム
21 光ビーム受光システム
22 パルス状レーザビーム送信機
23 第1のレンズの組
24 デジタル・マイクロミラー装置
25 第2のレンズの組
26 光ダイオードセンサー・アレイ
27 ダンプ要素
28 表面
29 第3のレンズの組
30 コンピュータ・コントローラ
31 受光制御システム
32 TOF計算モジュール
Claims (17)
- 光センサのアレイ(26)とピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)とを含む光ビームを受光するシステム(21)に於いて、
前記ピクセル化された光スイッチアレイ(24)に含まれる各スイッチは、光ビームの一部を受光しそれを前記光センサのアレイ(26)の方向に向け、
前記ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)に含まれるスイッチの数は、前記光センサのアレイ(26)に含まれる光センサの数よりも多い
ことを特徴とする光ビームを受光するシステム。 - 光ビームを、ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)のスイッチに受光する方法に於いて、
(A)光ビームの少なくとも一部を受光するステップと、
(B)前記光ビームの受光した一部を、光センサのアレイ(26)に向けるステップと、
を有し、
前記ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)は、前記光センサのアレイ(24)に含まれる光センサの数よりも多い数のスイッチを有する
ことを特徴とする光ビームを受光する方法。 - 請求項2に記載の方法により光ビームを受光する方法を実行するようコンピュータ・システムを駆動するプログラム・インストラクションを含む
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。 - 前記コンピュータ・プログラムは、記憶媒体に記憶されている
ことを特徴とする請求項3記載のコンピュータ・プログラム。 - 前記コンピュータ・プログラムは、キャリア信号で搬送される
ことを特徴とする請求項3記載のコンピュータ・プログラム。 - 対象物の表面(28)をスキャンする方法に於いて、
(A)スキャンされるべき対象物の表面(28)に光ビームを送信する光源(22)と、
(B)請求項1記載の光ビームを受光するシステム(21)と、
前記システム(21)は、ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)で、前記表面(28)で反射された光ビームの来入する部分を受光し、
(C)第1コンピュータシステム(32)と、
前記第1コンピュータシステム(32)は、前記光センサのアレイ(26)の光センサで受光した光ビームの各部分のTOFの値を決定し、
(D)第2コンピュータシステム(33)と、
前記第2コンピュータシステム(33)は、光ビームの受光した部分が伝搬する距離に関連するパラメータを、前記第1コンピュータシステム(32)により決定されたTOFを考慮に入れて、決め、
を有し、
前記光ビームの各部分の距離に関連し決定されたパラメータは、前記スキャンされた前記表面(28)の空間ポイントを表す
ことを特徴とする対象物の表面(28)をスキャンするシステム。 - 前記光源(22)は、パルス状の光ビームを生成する
ことを特徴とする請求項6記載のシステム。 - 前記光源(22)は、変調した光ビームを生成する
ことを特徴とする請求項6記載のシステム。 - 前記光源(22)は、第1のレンズの組(23)を有し、
前記第1のレンズの組(23)が光ビームの範囲を広げる
ことを特徴とする請求項6−8のいずれかに記載のシステム。 - 第2のレンズの組(25)を有し、
前記第2のレンズの組(25)は、前記ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)上に前記表面(28)の画像を生成する
ことを特徴とする請求項6−9のいずれかに記載のシステム。 - 第3のレンズの組(29)を更に有し、
前記第3のレンズの組(29)は、前記ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)で受光した光ビームの各部分を、前記光センサのアレイ(26)上に集光させる
ことを特徴とする請求項10記載のシステム。 - 前記ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)は、デジタル・マイクロミラー・デバイス(Digital micromirror Device:DMD)を含む
ことを特徴とする請求項6−11のいずれかに記載のシステム。 - 前記ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)は、液晶ディスプレイを含む
ことを特徴とする請求項6−11のいずれかに記載のシステム。 - 前記ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)は、偏向可能なミラーを含む
ことを特徴とする請求項6−11のいずれかに記載のシステム。 - 対象物の表面(28)をスキャンする方法に於いて、
(A)光ビームをスキャンされるべき表面(28)に照射するステップと、
(B)請求項2に記載の光ビームを受光する方法を実行するステップと、
前記ステップ(B)は、ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)で、前記表面(28)上で反射された光ビームの来入する部分を受光し、前記来入する部分を、前記光センサのアレイ(26)に含まれる光センサの方向に順次再方向付けし、
(C)前記光センサのアレイ(26)に含まれる光センサで受光した光の部分のTOFの値を決定するステップと、
(D)前記光ビームの受光した部分に対する距離に関連するパラメータを、前記決定されたTOFの値を考慮に入れて、決定するステップと、
を有し、
前記距離に関連するパラメータは、前記スキャンされた表面(28)の空間ポイントを表す
ことを特徴とする対象物の表面(28)をスキャンする方法。 - 請求項15に記載の方法により表面をスキャンする方法を実行するようコンピュータ・システムを駆動するプログラム・インストラクションを含む
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。 - ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)を使用する方法に於いて、
前記ピクセル化された光スイッチ・アレイ(24)の各スイッチは、光ビームの少なくとも一部を受光し、それを光センサのアレイ(26)に向ける、
ことを特徴とする請求項5−11の何れかに記載のシステム又は請求項1記載の方法。
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