TW202219547A - 飛時測距成像系統、操作方法以及光束發射設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供對一目標的ToF成像系統及方法。該ToF成像系統包括光分離器，可將來自光源的光束分離成多條傳輸光束。該傳輸光束指向一目標，且其一或多個部分以反射光束的形式返回。一探測器產生代表反射光束的探測器信號。一電子控制式反射鏡用於改變入射在該目標上的傳輸光束的角度位置，使得該目標的不同區域可在不同時刻接受測量。該ToF成像系統利用照光與掃描程式，在子幀曝光期間以傳輸光束對目標場景的一個（或複數）區域照光，並在後續的子幀曝光期間掃描該目標的其他區域。一影像處理設備建構來自多個子幀曝光的目標資訊。

Description

飛時測距成像系統、操作方法以及光束發射設備

本申請主要是關於飛時測距（Time of Flight或ToF）成像系統及方法，尤其是指一種利用電子控制式反射鏡並實施照光與掃描程式的ToF成像系統。

ToF成像系統的應用廣泛，包括行動電話、數碼靜態相機、車輛、自動駕駛汽車、自動化設備、人機介面、物體掃描、手勢辨識、擴增實境技術等等。ToF成像系統可包括用來向目標發射光束的光束發射設備，以及用來接收自目標返回（例如反射）光束的光束接收設備。ToF成像系統可基於返回光束的一或多種特性，判斷關於目標的資訊，例如深度資訊。當ToF成像系統在一定的安全限制光功率預算下，針對在視野內較遠方目標，需要大視場角（angular field of view），其中有限的型態因數（form factor）可能限制光束擴大直徑以及有限的光束傳播品質，而需要利用技術解決方案才能夠探測遠方目標並正確判斷關於目標的資訊。但與此相應的掃描程式必須動用龐大且昂貴的光學儀器和機械反射鏡。

本申請提供對目標進行ToF成像的系統和方法。該ToF成像系統可包括一光分離器，用於將來自光源的光束分離成多條傳輸光束。傳輸光束指向一或多個目標，且傳輸光束的一或多個部分以反射光束的形式反射回來，供一光束接收設備接收。一探測器接收反射光束並產生代表反射光束的探測器信號。一電子控制式反射鏡用於改變入射到（複數）目標上的傳輸光束角度位置，以便測量較大（複數）目標的不同區域或測量多個較小目標。該ToF成像系統利用照光與掃描程式，在一個子幀曝光(sub-frame exposure)期間照光並以傳輸光束照亮目標場景的一個（或複數）區域，並在後續子幀曝光期間掃描目標場景的其他一個（或複數）區域。一影像處理設備由多個子幀曝光建構目標場景資訊。

由於傳輸峰值光功率有限，所以ToF成像系統是在單一子幀曝光中將可用的光信標功率分配到角度探測視野中的部分區域。每一個分配的傳輸光束稱為細光束(beamlets)，具有較小的光斑尺寸及較高的輸出功率，因此能夠提升信噪比（SNR）卻不致影響總功耗，或特定子幀曝光的所有細光束全部功耗。由於本申請是對受限的峰值信標光功率進行空間和時間的多工，並且對密集交錯的細光束影像進行拼接，因此本申請ToF成像系統的SNR高於慣用ToF成像系統。ToF成像系統可在單一子幀曝光期間照亮目標場景的多個區域（且相應反射光束可入射於多群探測器圖元），相較于單一光束掃描器，能夠縮短整個幀拼接所需要的時間，並且增加幀率(frame rate)。在某些實施例中，ToF成像系統可在單一子幀曝光中照亮目標場景的子區域（且相應反射光束可入射於多組探測器圖元），提高解析度。本申請ToF成像系統可拼接來自多個交錯子幀曝光的資訊，獲得更大的能視域（field of regard, FOR）。

利用電子控制式反射鏡掃描傳輸光束有助於降低重量、功耗和尺寸。在某些實施例中，可以減少移動部件的數量。實施例可包括，但不限於，電子控制式反射鏡，這是ToF成像系統中唯一的移動零件。電子控制式反射鏡的速度也有助於提高幀率。電子控制式反射鏡可沿一或多個方向移動（例如水準、垂直或兩者兼具），如此能夠提升SNR或FOR，或同時提升兩者。本申請包括電子控制式反射鏡，其旋轉移動範圍能夠涵蓋細光束間分離角度之間的整個掃描視野。

本申請案請求主張2020年4月28日提出申請的美國臨時申請案第63/016,297號的權益，上述案件的整體內容藉由參照併入本文。

以下將參照附圖中所顯示的範例進行描述，圖中僅是就可實施本申請的具體方式舉例說明，應知亦可使用其他範例，且可在不脫離各種範例範圍的情況下進行結構變化。

本段描述將說明本申請方法和設備的代表性應用，所提到的範例僅是為了補充背景並幫助對於本申請的理解。熟悉此技術人士應知在此描述的範例可在不具備部分或全部所述具體細節的情況下實施，並且本申請亦可能存在其他應用方式，因此下述範例不應視為限制性質。

以下將參照附圖範例詳細說明各種技術及程式步驟。在以下敘述中提出的具體細節是為了幫助充分瞭解在此所描述或提及的一或多個態樣和/或特徵。但熟悉此技術的人士應知，在此所描述或提及的一或多種態樣和/或特徵可哥在不具備部分或全部所述具體細節的情況下實施。在其他實例中，為了凸顯本申請的態樣和/或特徵，對於已為人所熟知的程式步驟和/或結構將不再加以詳述。

在本說明書中，後方未有字母標示的參考示數可指一或多個相應的元件、所有同類元件的群體或其中某些組件。例如，「110」可指任一傳輸光束（例如第一傳輸光束110A、第二傳輸光束110B等等）、全部傳輸光束或某些（但非全部）傳輸光束。

ToF成像系統可利用單一照光（flash-only）程式來產生目標場景的影像。此一單一照光程式包括發射單一光線脈衝或經調變的光線來照亮目標場景。為了維持充足的照明強度和充足的反射光線，照光光源必須只照亮目標場景中非常有限的部分，或必須將反射性目標設置在ToF成像系統附近（例如10公尺內）。

利用掃描方式可以在不犧牲視場角（angular field of view）的情況下延伸ToF成像系統的距離範圍能力。ToF成像系統在能夠對目標成像的同時，也最好能夠具有結構緊密、重量輕巧、成本友好和耐用等優點。本申請實施例包括一種ToF成像系統，其利用MEMS反射鏡導向細光束圖案化光學儀器，節省全尺寸掃描。此一配置減少所需的慣性品質和光達成像處理，且不會如同習知成像系統出現減損幀率或反射強度的問題。

範例 ToF 成像系統

圖1根據本申請實施例，提供一種範例ToF成像系統100的方塊圖。此方塊圖可用于說明ToF成像系統100的詳情，而下文將提供更深入的描述。ToF成像系統100可朝目標140發射光線，並探測自目標140返回（例如反射）的光線。ToF成像系統100可基於返回光線的一或多種特性來判斷關於目標140的資訊，例如深度資訊。

ToF成像系統100可包括一光束發射設備102及一光束接收設備120。在操作時，光束發射設備102可向目標140發射一或多條傳輸光束110。傳輸光束110可照亮目標140的部分或全部。在某些實施例中，目標140可以是一個立體（3D）物件，包括，但不限於，人臉或人體。一部分傳輸光束110可自目標140以反射光束112的形式返回（例如反射）。光束接收設備120可接收一或多條反射光束112。

光束發射設備102可包括光源元件104及第一光學儀器108。光源元件104可包括一或多個光源，且可配置為產生一或多條光束107。光源元件104可包括一或多個控制器105和一或多個光源106。控制器105可電性耦接至光源106，並產生一或多個控制信號103以控制光源106的操作。

控制信號103可驅動光源106以所需特性（例如脈衝寬度、脈衝重複率、峰值/平均功率、強度/極性/波長調變等等）發射光線。控制信號103可使光源106在一或多種模式下操作，例如脈衝式或持續調變光。

在操作時，光源106可回應來自控制器105的控制信號103而產生光束107。範例光源106類型可包括，但不限於，垂直腔面發射雷射器（VCSEL）、邊緣發射雷射器（EEL）、超發光二極體（superluminescent diode ，SLD）及發光二極體（LED）。光源106能夠產生可見光、紅外線（IR）光、近IR（NIR）光（例如波長範圍自780 nm至1400 nm，或特定應用所需的類似波長範圍）、短波長IR （SWIR）光（例如波長範圍自1400 nm至3000 nm，或特定應用所需的類似波長範圍）或其組合。在某些實施例中，每一光源106可配置為發射一條光束107。光源106可以是單一鐳射封裝，例如。光源元件104產生的光束107可傳輸至第一光學儀器108。

第一光學儀器108可自光源元件104接收光束107，並調整光束107的一或多種特性。調整一或多種特性可包括，但不限於，光束分離、組合、轉向、塑形、過濾、漫射、調變、轉換光束107波長。第一光學儀器108中的範例光學儀器可包括，但不限於，擴散器（diffuser）、透鏡、光圈窗、偏振器、波片（waveplate）、棱鏡、光束分離器、減光器（attenuator）、任何其他適合的光學元件或其組合。來自第一光學儀器108的傳輸光束110可被導向目標140。

在某些實施例中，光束發射設備102可包括一控制器109，用以控制至少一個第一光學儀器108。例如控制器109可發送控制信號101。第一光學儀器108可包括一或多個電子控制式反射鏡（例如電子控制式反射鏡220），例如一微機電（microelectromechanical mirror， MEMS）反射鏡，以下將參照圖2A及圖2B詳細說明。控制器109可控制電子控制式反射鏡220的移動（例如角度、移動速率、移動方向等等）。在某些實施例中，控制器109可使電子控制式反射鏡220與光源106同步移動。例如，控制器109可控制電子控制式反射鏡220，使其移動在光源106產生光束之前達成穩定。在某些實施例中，可利用單一控制器109同時控制電子控制式反射鏡220與光源106。在某些實施例中，控制器109可控制電子控制式反射鏡220的移動，以達成一定面積的目的地區域的週期掃描。

目標140可接收部分或全部的傳輸光束110。光線可自目標140以反射光束112的形式朝向光束接收設備120返回（例如反射）。

光束接收設備120可包括第二光學儀器122、探測器124及影像資料處理設備126。第二光學儀器122可接收反射光束112並調整反射光束112的一或多種特性。調整一或多種特性可包括，但不限於，光束分離、減光、組合、轉向、塑形、過濾、聚焦、調變、切換、轉換光束112波長及其組合。第二光學儀器122中的範例光學儀器可包括，但不限於，光導、微鏡片及波長篩檢程式（例如帶通濾波器）。

探測器124可自第二光學儀器122接收反射光束112並產生一或多個代表反射光束112的探測器信號125。在某些實施例中，探測器124可包括一個探測器圖元陣列。探測器124可為任何類型的探測器包括，但不限於，寬頻探測器、窄帶探測器和焦面陣列探測器。探測器124能夠探測可見光、IR光、NIR光、SWIR光或其組合。例如，探測器124能夠探測460 nm +40 nm、540 nm +40 nm、620 nm +40 nm、850 nm +40 nm、940 nm +40 nm、大於1 µm （例如1310 nm、1550 nm）等等的光線。範例探測器可包括，但不限於，矽探測器、矽鍺 （GeSi） 探測器或砷化銦鎵 （InGaAs）探測器。範例探測器的詳情可參考2020年8月27日提出申請的美國專利申請第17/005,288號案，其內容併入本文。在某些實施例中，每一探測器圖元可產生一個別探測器信號125。

影像資料處理設備126可接收探測器信號125，此探測器信號125代表由探測器124所接收的反射光束112。影像資料處理設備126可包括一或多個資料處理器。影像資料處理設備126可基於探測器信號125而判定關於目標140的資訊（例如目標資訊）。例如，影像資料處理設備126可基於來自探測器124探測器信號125而計算目標140的影像深度資訊。在某些實施例中，可基於傳輸光束110與反射光束112之間的相位移來判斷ToF成像系統100與目標140之間的距離。影像深度資訊例如是以這個距離為依據。影像資料處理設備126可拼接來自多個子幀曝光的資訊，藉此建構目標資訊，目標資訊可包括影像深度資訊、3D影像等等中的一或多者，詳情將於下文說明。在某些實施例中，影像資料處理設備126也可取得傳輸光束110的光譜資訊。目標資訊的建構方式可以是：在不同子幀曝光期間照亮目標140的不同區域，判定每一區域中ToF成像系統100與目標140之間的距離，然後將影像深度資訊拼接在一起。在某些實施例中，3D影像可在單一幀曝光中建構而成。單一幀曝光可例如包括多個子幀曝光。

圖2A根據本申請實施例，描繪光束發射設備（例如圖1的光束發射設備102）中所包含的第一光學儀器108的範例配置。第一光學儀器108可包括至少一個光分離器222（例如光學擴散器或繞射光學元件）及一電子控制式反射鏡220。光分離器222接收電子控制式反射鏡220反射的光束，並將之分成多條指向目標140的傳輸光束（例如110A、110B、110C），從而獲得所需的視場角(Field Of View, FOV)。在某些實施例中，第一光學儀器108包括偏振器210、偏振光束分離器212、四分之一波片214、反射鏡218、電子控制式反射鏡220及光分離器222。在某些實施例中，第一光學儀器108可再包括一透鏡216。在某些實施例中，第一光學儀器108的位置可鄰接光源元件104，因此使得ToF成像系統100結構更緊密，並且更容易執行組裝和校準。

偏振器210可自光源元件（例如圖1的光源元件104）接收一或多條光束107，以下將參照圖3A及圖3B詳細說明光源。在某些實施例中，偏振器210可供光束107的特定偏振通過，並阻擋其他偏振。

偏振光束分離器212可自偏振器210接收光束，並將光束導引至四分之一波片214。

四分之一波片214可自偏振光束分離器212接收光束並改變其一或多種特性，例如偏振狀態或相位。

透鏡216可自四分之一波片214接收光束並調整其一或多種特性。在某些實施例中，透鏡216可聚焦、准直或擴大光束並將光束導引至反射鏡218。範例透鏡216類型可包括，但不限於，調焦鏡、慢軸准直器和快軸准直器。

反射鏡218可自偏振光束分離器212或透鏡216接收光束，並將之轉嚮導引至電子控制式反射鏡220。在某些實施例中，反射鏡218可為固定反射鏡。

電子控制式反射鏡220可自反射鏡218接收光束並將之重新導向回反射鏡218。電子控制式反射鏡220可接收一或多個用於調整其一或多種特性（例如傾斜量）的信號。例如，電子控制式反射鏡220可接收用來調整其位置（例如傾斜）的電流信號，其可改變由電子控制式反射鏡220反射的光束角度。在某些實施例中，若FOV相同，電子控制式反射鏡220在一幀曝光期間的傾斜範圍可小於機械式反射鏡。在某些實施例中，電子控制式反射鏡220的傾斜範圍可為10°-20°。電子控制式反射鏡220能夠以較機械式反射鏡更快的速度改變位置藉以改變光束角度，從而使得ToF成像系統100能夠以較高的幀率操作，例如在一個非限制性範例中，其幀率可高於30 Hz。在某些實施例中，改變電子控制式反射鏡220位置可包括使電子控制式反射鏡繞一或多個軸旋轉。

ToF成像系統100較慣用ToF成像系統更適合使用於可攜式設備。例如，本申請ToF成像系統100可能更輕巧。在某些實施例中，電子控制式反射鏡220可是光束發射設備102、ToF成像系統100或兩者中唯一的移動零件。在某些實施例中，電子控制式反射鏡220可以是固態電子控制式反射鏡。電子控制式反射鏡220可減少ToF成像系統100所需的光學儀器尺寸和/或數量，並且不影響配合光分離器222的性能，例如FOV、FOR等等。本申請實施例的ToF成像系統100較慣用ToF成像系統具有更高的SNR和更高的幀率。

光束自電子控制式反射鏡220反射回來後，反射鏡218可自電子控制式反射鏡220接收光束，並將之轉嚮導引至透鏡216。透鏡216可接收來自反射鏡218的光束，並調整其一或多種特性。在某些實施例中，透鏡216可為多用途透鏡，依據光束路徑，其可將光束聚焦導向反射鏡218，並准直來自電子控制式反射鏡220的光束。四分之一波片214可自透鏡216接收光束，並將之導向偏振光束分離器212。偏振光束分離器212可自四分之一波片214（光束在此經歷90度相移）接收光束，並將之導向光分離器222。光分離器222可自偏振光束分離器212接收光束，並將之分離成多條傳輸光束110（例如至少三條傳輸光束110）。例如，光分離器222可產生第一傳輸光束110A、第二傳輸光束110B及第三傳輸光束110C。第一傳輸光束110A、第二傳輸光束110B與第三傳輸光束110C可形成指向目標140的傳輸光束110。範例的光分離器222可包括，但不限於，擴散器或光柵。

ToF成像系統100可較慣用ToF成像系統減少功耗。由於偏振光束分離器212將光束分離成多條光束傳輸110，光源106可採用較低輸出功率操作而不影響例如FOV、FOR、SNR、解析度、幀率等等性能。

在某些實施例中，第一光學儀器108可分離光束，使得相鄰傳輸光束110之間具有（例如空間上隔開）一個非零角度114。例如，光分離器222可在相鄰傳輸光束110（例如第一傳輸光束110A與第二傳輸光束110B）之間創造出一個不大於40°（例如10°-20°）的角度114。角度114可自傳輸光束110的中心測量。在某些實施例中，在一子幀曝光期間，傳輸光束110可照亮目標140的一或多個區域（例如受照亮區域），且第一光學儀器108可分離傳輸光束110，使得受照亮的區域之間存在有目標140的未受照亮區域。

所有傳輸光束110的FOV加總可大於每一個別傳輸光束110的FOV。例如，在一個非限制性範例中，所有傳輸光束110的FOV加總可為120度。

在某些實施例中，第一光學儀器108可改變光束107的形狀、尺寸或兩者。在某些實施例中，第一光學儀器108可改變每一傳輸光束110的形狀、尺寸或兩者。範例形狀可包括，但不限於，矩形、橢圓形、圓形等等。

在某些實施例中，第一光學儀器108中可基於一或多個焦距來設置元件之間的距離。圖2B根據本申請實施例，描繪光束發射設備（例如圖1的光束發射設備102）中的第一光學儀器108方塊圖。電子控制式反射鏡220可與透鏡216相隔一距離d2。光分離器222可與透鏡216相隔一距離d1。在某些實施例中，距離d1、距離d2或兩者可對應於透鏡216的焦距。光分離器222可將光束分離並輸出多條傳軸光束110A、110B及110C。在一個範例中，若光束107是准直光束，且其光腰（beam waist）大於電子控制式反射鏡220的直徑，透鏡216可設置在光學路徑上，以使光束聚焦在電子控制式反射鏡220上。在另一範例中，若光束107是發散光束，透鏡216可設置在光學路徑上，以將發散光束准直成一個具有接近電子控制式反射鏡220的光腰的准直光束，並將這個准直光束指向電子控制式反射鏡220。雖然圖2B中並未顯示，但在某些實施中，光學路徑上也可設置其他光學元件（例如偏振光束分離器212、四分之一波片214和/或反射鏡218）。

圖3A根據本申請實施例描繪一光源106的範例配置。光源106A可為表面發射雷射器，例如VCSEL。VCSEL二極體106A可發射圓形光束。VCSEL二極體106A可向反射鏡224發射光束。反射鏡224可自VCSEL二極體106A接收光束，且可將之轉嚮導引至例如透鏡226。透鏡226可接收光束並調整其一或多種特性。例如，透鏡226可准直並/或集中光束。而後透鏡226可將光束107向第一光學儀器108傳輸。

或者，在某些實施例中，光源106B可為邊緣發射雷射器（edge emitting laser, EEL）。圖3B所示的光源範例配置包括一EEL。EEL二極體106B可向透鏡226發射光束。EEL二極體106B可發射橢圓形狀光束。來自EEL二極體106B的光束可傳輸至透鏡226，透鏡226可接收光束且可調整一或多種特性。例如，透鏡226可准直並/或集中光束。而後透鏡226可將光束107向第一光學儀器108傳輸。

一或多條光束由光源元件104（例如圖3A及圖3B所示光源）發射並通過第一光學儀器108（例如圖2A及圖2B所示）後，光束可自目標140以反射光束112的形式朝向光束接收設備120返回（例如反射），光束接收設備120具有一探測器124。探測器124可包括任何探測器圖元陣列。圖4根據本申請實施例描繪範例探測器、目標或兩者的上視圖，相關詳情將於下文提供。本申請以探測器圖元群和探測器圖元組描述探測器圖元。由同一反射光束112照亮的探測器圖元稱為一群。不同群可在同一個子幀曝光期間受不同反射光束112照亮。藉由在同一個子幀曝光期間照亮多群，可縮短幀曝光時間（例如相較於使用掃描程式的ToF成像系統）。

一組探測器圖元是指包括在一群中的探測器圖元。一群中的不同組可在不同子幀曝光期間受同一反射光束照亮。藉由在不同子幀曝光期間照亮一群中的不同組，可提升ToF成像系統的解析度（例如相較於單純使用單一照光程式的ToF成像系統）。

在某些實施例中，探測器圖元的群數可等於由第一光學儀器108所分離出的傳輸光束110數量。例如，如圖4所示，探測器124可包括三群探測器圖元：第一群144A、第二群145B及第三群146C。每一群可在子幀曝光期間接收一不同反射光束112。例如，第一群144A可接收第一反射光束112A，第二群145B可接收第二反射光束112B，第三群146C可接收第三反射光束112C（圖4未示）。

如上所述，一群可包括一或多組的一或多個探測器圖元。例如，第一群144A可包括第一組134A-1、第二組134A-2、第三組134A-3和第四組134A-4。在某些實施例中，組數可等於一幀曝光中的子幀曝光數。例如，一群中的探測器圖元可分成四組，且一幀曝光可包括四個子幀曝光。

在某些實施例中，一群中的每一組可於不同時間（例如不同子幀曝光）接收個別反射光束112，詳情將於下文詳述。請配合參閱圖6所示，例如，第一組134A-1可在第一子幀曝光T1期間接收第一反射光束112A，第二組134A-2可在第二子幀曝光T2期間接收第一反射光束112A，第三組134A-3可在第三子幀曝光T3期間接收第一反射光束112A，第四組134A-4可在第四子幀曝光T4期間接收第一反射光束112A。

一組134可包括一或多個探測器圖元。例如，第一組134A-1可包括探測器圖元154A-1、154A-2、154A-3及154A-4。在某些實施例中，一群中的每一組可具有相同數量的探測器圖元。

圖4顯示探測器圖元群組分配的一種範例。在圖示範例中，每一群包括多組（例如四組），每一組包括多個（例四個）探測器圖元。本申請實施例可包括其他分配方式；圖8顯示的另一種範例將於下文說明。

在某些實施例中，傳輸光束110是以對應於反射光束112入射在探測器圖元上的方式照亮目標140的區域。圖4說明傳輸光束110所照亮的目標140區域。本申請實施例包括在同一個子幀曝光期間照亮目標的多個區域。與上述措施同時使用或取代上述措施，在同一個子幀曝光期間，目標可有多個子區域受到照亮。

ToF 成像系統範例操作

本申請實施例可包括利用照光與掃描程式操作ToF成像系統。圖5根據本申請實施例描繪範例照光與掃描程式450的流程圖。

在步驟452中，光束發射設備102可藉由使光源元件104產生一光束107，而執行照光步驟。在照光步驟期間，光源元件104開啟，且光束發射設備102開始以一或多條傳輸光束110照亮目標140的一或多個區域。在某些實施例中，電子控制式反射鏡220可在照光步驟期間保持不動。例如，電子控制式反射鏡220可在一子幀曝光期間保持不動。在某些實施例中，控制器可在照光步驟（例如子幀曝光）開始之前先設定電子控制式反射鏡220位置。

第一光學儀器108可將來自光源元件104的光束107分離成多條朝向目標140發射的傳輸光束110（程式450的步驟454）。來自光源元件104的光束107功率可分散於傳輸光束110。相較於分離前的光束，每一傳輸光束110的光斑尺寸較小，且功率較高。此一較高功率光束可在不影響功耗的情況下提升SNR。

使用多條傳輸光束可加寬FOV。在同一子幀曝光期間，多條傳輸光束可照亮目標的多個區域（且相應反射光束可入射於多群探測器圖元），縮短幀曝光時間並增加幀率。在某些實施例中，ToF成像系統可在同一子幀曝光期間照亮目標的複數子區域（且相應反射光束可入射於多組探測器圖元），提升解析度。

在某些實施例中，第一光學儀器108可改變或維持光束107、傳輸光束110或兩者的一或多種特性（例如形狀、尺寸等等）。例如，傳輸光束110的形狀可為矩形。第一光學儀器108可接收圓形光束（例如來自VCSEL二極體）或橢圓光束（例如來自EEL二極體），且可包括橢圓透鏡以改變光束形狀（例如矩形、方形、橢圓形、圓形等等）。

傳輸光束110的一或多個部分以反射光束112的形式自目標140返回（例如反射）（程式450的步驟456）。例如，第一反射光束112A可為第一傳輸光束110A的返回，第二反射光束112B可為第二傳輸光束110B的返回，第三反射光束112C可為第三傳輸光束110C的返回。

光束接收設備120可包括一個具有探測器圖元陣列的探測器124。一或多個探測器圖元可接收反射光束112並產生一或多個探測器信號，代表反射光束112（程式450的步驟458）。

在某些實施例中，探測器124在受反射光束112照亮時開啟，在未受照亮時關閉。本申請實施例可包括只開啟探測器124陣列中一或多個受標定的探測器圖元，而使其他探測器圖元保持關閉。例如，第一組134A-1的探測器圖元是在第一子幀曝光T1期間開啟的標定探測器圖元（如圖6中陰影線標示部分），此時第二組134A-2關閉。如此一來，若第二組134A-2接收到第一反射光束112A的一部分，也不會產生探測器信號。藉由在子幀曝光期間關閉部分探測器圖元，可減少產生代表殘余（例如不需要的散射）入射光的信號，因而能夠提升目標資訊的正確性。

在某些實施例中，不同探測器圖元可接收不同反射光束。圖6根據本申請實施例描繪範例照光與掃描程式中多個子幀曝光的探測器上視圖。來自不同群的同一組探測器圖元可接收不同反射光束112。例如，群144A的第一組134A-1可接收第一反射光束112A，群145B的第一組135B-1可接收第二反射光束112B，且群146C的第一組136C-1可接收第三反射光束112C。

在某些實施例中，至少一傳輸光束110（在步驟452中產生）的光斑尺寸可大於單一探測器圖元的尺寸，因此傳輸光束可入射於多個探測器圖元。例如，在第一子幀曝光T1期間，第一反射光束112A可入射於第一組134A-1。如圖所示，第一組134A-1可包括多個探測器圖元（例如圖4的探測器圖元154A-1、154A-2、154A-3及154A-4），因此第一組134A-1中的複數探測器圖元可在第一子幀曝光T1期間受到反射光束112照射。

複參照圖5，在步驟460中，ToF成像系統100可判斷是否已經到達幀曝光結尾。若尚未到達，ToF成像系統100可繼續進行下一個子幀曝光。

在步驟462中，光束發射設備102可藉由改變電子控制式反射鏡220的位置而執行掃描步驟。當電子控制式反射鏡220的位置改變時，其改變光束（包括由第一光學儀器108所分離的傳輸光束110）角度。改變角度可使得傳輸光束110移動，從而改變目標140受到照明的區域。反射光束112也可移動。利用電子控制式反射鏡掃描傳輸光束有助於降低重量、功耗和尺寸。

電子控制式反射鏡220的位置改變和反射光束112的移動可在一或多個方向上進行。例如，第一反射光束112A可在第二子幀曝光T2期間向右移動，且入射於（第一群144A的）第二組134A-2，如圖6所示。在某些實施例中，反射光束112可沿一預定路徑移動（例如沿一方向，例如向右，或沿多個方向，例如創造形似字母S、字母Z、之字形等等的一維或二維圖案）。如此一來，由ToF成像系統所掃描的受照亮區域可水準、垂直或同時在水準與垂直方向上劃分，從而提升SNR或FOR或兩者，且不會增加電子控制式反射鏡的移動量。

在某些實施例中，改變電子控制式反射鏡220的位置也可移動其他反射光束112，例如第二反射光束112B及第三反射光束112C。例如，在第二子幀曝光T2期間，第二反射光束112B可入射於（第二群145B的）第二組135B-2，第三反射光束112C可入射於（第三群146C的）第二組136C-2。

在後續子幀曝光中，步驟462可持續使傳輸光束110沿一預定路徑移動（例如對於同一幀曝光，相對於照光步驟452的右側）。例如，在第三子幀曝光T3期間，第一反射光束112A可入射於（第一群144A的）第三組134A-3，第二反射光束112B入射於（第二群145B的）第三組135B-3，第三反射光束112C入射於（第三群146C的）的第三組136C-3。在第四子幀曝光T4期間，第一反射光束112A、第二反射光束112B及第三反射光束112C可分別入射於第四組134A-4、135B-4及136C-4。

在某些實施例中，電子控制式反射鏡220可改變至一預定位置（例如以預定時間間隔將其傾斜改變為一預設角度）。例如，電子控制式反射鏡220可在第一子幀曝光T1（照光步驟）期間傾斜10°，在第二子幀曝光T2（掃描步驟）期間傾斜12°，在第三子幀曝光T3（掃描步驟）期間傾斜14°，第四子幀曝光T4（掃描步驟）期間傾斜16°。每一種預設傾斜可對應於一個不同的子幀曝光。預設時間間隔可在子幀曝光之間，因此電子控制式反射鏡220不會在子幀曝光期間發生移動。

幀曝光的特定傳輸光束110的總掃描角度小（例如小於10°）。在某些實施例中，特定傳輸光束110的總掃描角度可等於來自第一光學儀器108的相鄰傳輸光束110之間的角度114。

複參照圖5，尚未到達結束幀曝光時，重複步驟454-460以進行後續掃描步驟。在某些實施例中，光源元件104及其光束107（在照光步驟期間產生）在掃描步驟期間維持照明。例如，光束107特性可在一幀曝光的所有掃描步驟期間保持相同，包括使光束107在幀曝光結束之前不會關閉。在某些實施例中，光源106的脈衝寬度可大於或等於一幀曝光的持續時間。

如此一來，在一幀曝光中，第一組（例如第一組134A-1）在第一子幀曝光T1的照光步驟期間接收反射光束（例如第一反射光束112A）。一或多個其他組探測器圖元（例如第二組134A-2、第三組134A-3及第四組134A-4）在後續子幀曝光（例如第二子幀曝光T2，第三子幀曝光T3，第四子幀曝光T4等等）的一或多個掃描步驟期間接收反射光束112A。光源元件104在照光步驟開啟，並在掃描步驟維持照明。

若到達結束幀曝光時（於步驟460判斷），影像資料處理設備126將來自子幀曝光的資訊拼接在一起，以例如建構目標資訊（程式450的步驟464）。本申請實施例包括在拼接上使用信號平均化、空間分類（binning）或兩者。峰值信號過濾可防止信號強度的低離群點加入同批圖元的時間軸上的信號平均化。峰值信號過濾並可同時或替代地防止信號強度的低離群點加入峰值信號圖元周圍相鄰圖元的空間分類。因此可加大FOR。在某些實施例中，在一幀曝光結束時，探測器124中的所有探測器圖元都已被照亮。

一個幀曝光可包含多個子幀曝光，例如包含四個子幀曝光。在某些實施例中，單一幀曝光可包含一個照光步驟及至少一個（例如多個）掃描步驟。在某些實施例中，單一幀曝光可包含至少一（例如多個）照光步驟。

在某些實施例中，可對目標140進行多次掃描，以例如提升目標資訊的正確度。程式450可重複實施，且ToF成像系統100可擷取多個幀曝光。影像資料處理設備126可在幀曝光之間建構目標資訊，或是等到擷取多個幀曝光之後再建構。

在某些實施例中，可利用來自第一幀曝光的資訊控制第二幀曝光的電子控制式反射鏡220。例如，第一幀曝光可擷取目標140的粗略影像，例如判定目標140是否存在於場景中且位置在何處。ToF成像系統100可調整在第二幀曝光中電子控制式反射鏡220的一或多種特性，以捕捉更準確的目標140影像。電子控制式反射鏡220在第二幀曝光時可改變移動方式，例如放慢移動速度並/或縮減子幀曝光之間的傾斜，以提高解析度。

圖7A是根據本申請實施例所描繪，採用本申請任一照光與掃描程式的探測器124的範例光功率分配。如上所述，ToF成像系統100可在單一幀曝光中擷取多個子幀曝光。在一個子幀曝光期間，不同組探測器圖元可接收不同的入射反射光束112。一群探測器圖元可接收相同的反射光束112。一群中的一組可在照光步驟期間接收一條反射光束112，而同群中的其他組探測器圖元可在後續掃描步驟期間接收反射光束112。照光步驟可為一個子幀曝光，而後續掃描步驟可為多個子幀曝光。

例如，在第一子幀曝光T1期間，群144A、群145B及群146C的各自第一組134A-1、135B-1及136C-1可分別接收反射光束112A、112B及112C，如圖所示，且可產生相應探測器信號。在第二子幀曝光T2期間，群144A、群145B及群146C的各自第二組134A-2、135B-2及136C-2可分別接收反射光束112A、112B及112C。同樣的，在第三子幀曝光T3期間，群144A、群145B及群146C的各自第三組134A-3、135B-3及136C-3可分別接收反射光束112A、112B及112C。在第四子幀曝光T4期間，群144A、群145B及群146C的各自第四組134A-4、135B-4及136C-4可分別接收反射光束112A、112B及112C。

本申請實施例可包括對一（或複數）選定目的地區域執行多次掃描，以提高SNR和解析度。圖7B根據本申請實施例描繪探測器124的範例光功率分配。ToF成像系統100可在一特定的幀曝光的多個子幀曝光期間選擇對一或多個目的地區域進行成像。相應探測器圖元可在多個子幀曝光期間以相似方式接收反射光束。

例如，如圖7B所示，探測器圖元134A-2可接收對應於所選目的地區域的反射光束。在某些實施例中，在對所選標定區域進行成像之間，ToF成像系統可對周圍區域進行成像。例如，ToF成像系統可在第一子幀曝光T1期間對所選目的地區域進行成像。電子控制式反射鏡220可移動傳輸光束，以在第二子幀曝光T2期間對所選目的地區域右側的區域進行成像，且探測器圖元134A-3可產生相應探測器信號。在第三子幀曝光T3時，電子控制式反射鏡220可將傳輸光束移回所選目的地區域，且探測器圖元134A-2可產生相應探測器信號。於第四子幀曝光T4時，電子控制式反射鏡220可將傳輸光束移動至所選目的地區域左側的區域，且探測器圖元134A-1可產生相應探測器信號。而後，在第五子幀曝光T5時，可對所選目的地區域再次成像，且以來自探測器圖元134A-2的探測器信號為代表性結果。

在某些實施例中，電子控制式反射鏡220可於多個方向移動傳輸光束110，例如水準及垂直方向。探測器圖元可經分配而使每一群中包括一或多組，且每一組包括單一探測器圖元，如圖8所示。目標140的區域可經由類似方式分配。本申請實施例可包括每一組包括多個探測器圖元（圖未示），且電子控制式反射鏡220可沿水準及垂直兩個方向移動傳輸光束110。

如圖8所示，探測器124可包括三群探測器圖元：第一群164A、第二群165B及第三群166C。在某些實施例中，每一群可在一幀曝光期間接收一不同反射光束112。例如，第一群164A可接收第一反射光束112A，第二群165B可接收第二反射光束112B，且第三群166C可接收第三反射光束112C。

第一群164A可包括第一組174A-1、第二組174A-2、第三組174A-3等等。雖然圖中顯示的第一群164A包括16組，但本申請實施例可包括任何組數。在某些實施例中，一群中的每一組可在不同子幀曝光期間接收一各自反射光束112。

圖9根據本申請實施例描繪在範例照光與掃描程式中多個子幀曝光的探測器上視圖。在探測器中沿一個方向排列的探測器圖元可關聯於不同組探測器圖元。例如，探測器圖元174A-1可為在第一子幀曝光T1期間被擷取的第一組，探測器圖元174A-2可為在第二子幀曝光T2期間被擷取的第二組，探測器圖元174A-3可為在第三子幀曝光T3期間被擷取的第三組，探測器圖元174A-4可為在第四子幀曝光T4期間被擷取的第四組。在第一與第四子幀曝光T1-T4之間，電子控制式反射鏡220可沿一個方向移動傳輸光束110（例如向右）。

接續，也就是第五子幀曝光T5時，電子控制式反射鏡220可沿多個方向改變位置（例如向左並向下），使得第五探測器圖元174A-5可接收第一反射光束112A。電子控制式反射鏡220可針對後續子幀曝光繼續改變位置，直到一群中的部分或所有探測器圖元接收反射光束112為止，例如第N個探測器圖元174A-N（其中N為整數）在第N個子幀曝光TN期間接收第一反射光束112A。而後電子控制式反射鏡220可為了下一個幀曝光重設為初始位置（例如為第一組程式設計）。

在某些實施例中，傳輸光束110可以對應於反射光束112入射於探測器圖元上的方式照亮目標140的區域。圖8可繪示傳輸光束110所照亮的目標140區域。

上述ToF成像系統及其操作方法是使用多個在空間上分隔的傳輸光束來對目標進行成像，因此具有較高SNR、較寬FOV及較低功耗。在某些實施例中，ToF成像系統因在同一子幀曝光期間照亮目標的多個區域，所以具有較高的幀率。ToF成像系統可利用電子控制式反射鏡執行一或多個掃描步驟。電子控制式反射鏡能夠以高速掃描目標的不同區域，因而增加幀率。電子控制式反射鏡譯有助於降低ToF成像系統的重量、功耗和尺寸。在某些實施例中，ToF成像系統可因照亮目標的子區域而具有較高解析度並/或選擇性地執行特定目的地區域的多重掃描。由於ToF成像利用掃描步驟及影像資料處理設備將來自多個子幀曝光的資訊拼接在一起，因此也具有較大的FOR。

本申請提供一種飛時測距（ToF）成像系統。該ToF成像系統包含：一光束發射設備，光束發射設備包含：一光源元件包括一光源，光源元件在操作時可產生光束，一光分離器，可將光源元件所產生的光束分成多條傳輸光束，並將多條傳輸光束指向目標，及一電子控制式反射鏡，用以移動多條傳輸光束；及一光束接收設備，該光束接收設備包含：一探測器，在操作時可接收多條來自目標的反射光束，並產生一或多個探測器信號，其中多條反射光束是多條傳輸光束的一部分，且一或多個探測器信號代表多條反射光束；及一影像資料處理設備，可基於來自多個子幀曝光的一或多個探測器信號而建構目標資訊。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，電子控制式反射鏡是一個微機電（MEMS）反射鏡，能夠為不同的子幀曝光改變位置。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，ToF成像系統進一步包含光學儀器，其可改變該光束或多條傳輸光束的一或多種特性，該一或多種特性是形狀及尺寸中的一個或多個。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，在每一個子幀曝光期間，多條傳輸光束照亮目標的不同區域。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，多條傳輸光束中的相鄰傳輸光束是相隔一個非零角度。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，探測器包括多群探測器圖元，每一群在多個子幀曝光中的一個子幀曝光期間接收多條反射光束中的一條不同反射光束。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，每一群包括多組探測器圖元，其中每一組包括多個探測器圖元。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，多條傳輸光束中的至少一條的光斑尺寸大於探測器中單一探測器圖元的尺寸。

本申請提供一種操作飛時測距（ToF）成像系統的方法。該方法包含：在多個子幀曝光中的一個子幀曝光期間擷取一目標的目標資訊，該多個子幀曝光是包含在一個幀曝光內，其中擷取目標資訊包含：執行一照光步驟或一掃描步驟，其中照光步驟包含產生一光束，且掃描步驟包含藉由改變ToF成像系統的電子控制式反射鏡的位置來移動光束；將光束分離成多條傳輸光束；接收多條反射光束，該反射光束是多條傳輸光束的返回；產生一或多個探測器信號，該一或多個探測器信號代表多條反射光束；重複擷取步驟直到幀曝光結束；及將多個子幀曝光的一或多個探測器信號的目標資訊拼接在一起，其中幀曝光包含至少一照光步驟及至少一掃描步驟。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，照光步驟進一步包含在照光步驟期間使ToF成像系統的電子控制式反射鏡保持不動。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，掃描步驟進一步包含維持由照光步驟所產生的光束的照明。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，幀曝光包含多個掃描步驟，且光束是沿多個方向移動以進行多個掃描步驟。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，產生光束包含以一脈衝寬度操作一光源，該脈衝寬度大於或等於幀曝光的持續時間。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，在多個子幀曝光的每一個期間，多條傳輸光束照亮目標的不同區域。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，幀曝光包含多個照光步驟。

本申請提供一種光束發射設備。該光束發射設備包含：一光源，在操作時可輸出一光束，其中光源是在照光步驟期間產生光束，並在掃描步驟期間維持光束；一控制器，電性耦接至光源，該控制器產生一或多個控制信號以控制光源的操作；及一光學元件包含：一光分離器，將光束分離成多條傳輸光束，及一電子控制式反射鏡，在掃描步驟中移動多條傳輸光束。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，電子控制式反射鏡是一個MEMS反射鏡。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，光分離器將光束分離成至少三條傳輸光束。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，電子控制式反射鏡能夠沿多個方向移動多條傳輸光束。與上述措施同時使用或取代上述措施，在某些實施例中，控制器進一步控制電子控制式反射鏡的移動。

然以上是針對範例並參照附圖進行完整描述，但熟悉相關技術的人士應能夠領會各種變化和修改。這些變化和修改均應包含在權利要求書所定義的本申請範例範圍內。

100:ToF成像系統 101:控制信號 102:光束發射設備 103:控制信號 104:光源元件 105:控制器 106:光源 106A:光源 106B:光源 107:光束 108:第一光學儀器 109:控制器 110:傳輸光束 110A:第一傳輸光束 110B:第二傳輸光束 110C:第三傳輸光束 112:反射光束 114:角度 120:光束接收設備 122:第二光學儀器 124:探測器 125:探測器信號 126:影像資料處理設備 140:目標 144A:第一群 145B:第二群 146C:第三群 134:一組 134A-1:第一組 134A-2:第二組 134A-3:第三組 134A-4:第四組 164A:第一群 165B:第二群 166C:第三群 140:區域 145B:群 146C:群 154A-1:探測器圖元 154A-2:探測器圖元 154A-3:探測器圖元 154A-4:探測器圖元 210:偏振器 212:偏振光束分離器 214:波片 216:透鏡 218:反射鏡 220:電子控制式反射鏡 222:光分離器 224:反射鏡 226:透鏡 450:掃描程式 452:步驟 454:步驟 456:步驟 458:步驟 460:步驟 462:步驟 464:步驟 d2:距離 d1:距離 T1:第一子幀曝光 T2:第二子幀曝光 T3:第三子幀曝光

圖1是根據本申請實施例的範例ToF成像系統方塊圖。

圖2A是根據本申請實施例所描繪一光束發射設備中的光學元件範例配置。

圖2B是根據本申請實施例所描繪一光束發射設備中的光學元件示意圖。

圖3A是根據本申請實施例所描繪一垂直腔面發射鐳射（vertical-cavity surface emitting laser，VCSEL）二極體的範例配置。

圖3B是根據本申請實施例所描繪一邊緣發射雷射器（edge emitting laser， EEL）二極體的範例配置。

圖4是根據本申請實施例所描繪一範例探測器、目標或兩者的上視圖。

圖5是根據本申請實施例所描繪一範例照光與掃描程式的流程圖。

圖6是根據本申請實施例所描繪，在範例照光與掃描程式中，用於多個子幀曝光的探測器上視圖。

圖7A是根據本申請實施例所描繪，採用本申請任一照光與掃描程式的探測器範例光功率分配。

圖7B是根據本申請實施例所描繪，採用本申請任一照光與掃描程式的探測器範例光功率分配。

圖8是根據本申請實施例所描繪一探測器、目標或兩者的上視圖。

圖9是根據本申請實施例所描繪，在範例照光與掃描程式中，用於多個子幀曝光的探測器上視圖。

100:ToF成像系統

101:控制信號

102:光束發射設備

103:控制信號

104:光源元件

105:控制器

106:光源

107:光束

108:第一光學儀器

109:控制器

110:傳輸光束

112:反射光束

120:光束接收設備

122:第二光學儀器

124:探測器

125:探測器信號

126:影像資料處理設備

140:目標

Claims (20)

1. 一種飛時測距（ToF）成像系統，該系統包括： 一光束發射設備，該光束發射設備包含： 一光源元件，包括一光源，該光源元件在操作時可產生一光束， 一光分離器，將由該光源元件產生的該光束分離成多條傳輸光束，並將該多條傳輸光束指向一目標，及 一電子控制式反射鏡，用於移動該多條傳輸光束；及 一光束接收設備，該光束接收設備包含： 一探測器，在操作時可接收來自該目標的多條反射光束，並產生一或多個探測器信號，該多條反射光束是該多條傳輸光束的一部分，並且該一或多個探測器信號代表該多條反射光束；及 一影像資料處理設備，基於來自多個子幀曝光的該一或多個探測器信號而建構目標資訊。
2. 如請求項1所述的ToF成像系統，其中，該電子控制式反射鏡是一微機電（MEMS）反射鏡，能夠對於不同子幀曝光改變其位置。
3. 如請求項1所述的ToF成像系統，其中，進一步包含能夠改變該光束或該多條傳輸光束的一或多種特性的光學儀器，該一或多種特性是形狀或尺寸中的一或多個。
4. 如請求項1所述的ToF成像系統，其中，在每一個該子幀曝光期間，該多條傳輸光束照亮該目標的不同區域。
5. 如請求項1所述的ToF成像系統，其中，該多條傳輸光束中的相鄰傳輸光束相隔一非零角度。
6. 如請求項1所述的ToF成像系統，其中，該探測器包括多群探測器圖元，每一群探測器圖元在該多個子幀曝光中的一個子幀曝光期間接收該多條反射光束中的一個不同反射光束。
7. 如請求項6所述的ToF成像系統，其中，每一群包括多組探測器圖元，其中每一組包括多個探測器圖元。
8. 如請求項1所述的ToF成像系統，其中，至少一個該傳輸光束的光斑尺寸大於該探測器中單一探測器圖元的尺寸。
9. 一種操作飛時測距（ToF）成像系統的方法，其中，該方法包括： 在多個子幀曝光中的一個期間擷取一個目標的目標資訊，該多個子幀曝光包含在一個幀曝光中，其中該擷取該目標資訊包含： 執行一照光步驟或一掃描步驟，該照光步驟包含產生一光束，且該掃描步驟包含藉由改變該ToF成像系統中一電子控制式反射鏡的位置，而移動該光束； 將該光束分離成多條傳輸光束； 接收多條反射光束，該多條反射光束是該多條傳輸光束的返回； 產生一或多個探測器信號，該一或多個探測器信號代表該多條反射光束； 重複該擷取步驟直到該幀曝光結束；及 將從該多個子幀曝光中來自該一或多個探測器信號的該目標資訊拼接在一起，其中，該幀曝光包含至少一照光步驟及至少一掃描步驟。
10. 如請求項9所述的方法，其中，該照光步驟進一步包含在該照光步驟期間使該ToF成像系統的該電子控制式反射鏡保持不動。
11. 如請求項9所述的方法，其中，該掃描步驟進一步包含維持由該照光步驟所產生的該光束的照明。
12. 如請求項9所述的方法，其中，該幀曝光包含多個掃描步驟，且該光束是沿多個方向移動以進行所多個掃描步驟。
13. 如請求項9所述的方法，其中，產生該光束包含以一脈衝寬度操作一光源，該脈衝寬度大於或等於該幀曝光的持續時間。
14. 如請求項9所述的方法，其中，在多個該子幀曝光的每一子幀曝光期間，該多條傳輸光束照亮該目標的不同區域。
15. 如請求項9所述的方法，其中，該幀曝光包含多個照光步驟。
16. 一種光束發射設備，該光束發射設備包含： 一光源，在操作時可輸出一光束，其中該光源是在一照光步驟期間產生該光束，且在一掃描步驟期間維持該光束； 一控制器，電性耦接至該光源，所述該控制器產生一或多個控制信號用以控制該光源的操作；及 一光學元件，包含： 一光分離器，將該光束分離為多條傳輸光束，及 一電子控制式反射鏡，在該掃描步驟中移動該多條傳輸光束。
17. 如請求項16所述的光束發射設備，其中，該電子控制式反射鏡是一MEMS反射鏡。
18. 如請求項16所述的光束發射設備，其中，該光分離器將該光束分離成至少三個傳輸光束。
19. 如請求項16所述的光束發射設備，其中，該電子控制式反射鏡能夠沿多個方向移動該多條傳輸光束。
20. 如請求項16所述的光束發射設備，其中，該控制器進一步控制該電子控制式反射鏡的移動。

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