光学装置制造方法及图纸

一种光学装置，包括发射单元、接收单元以及处理单元。发射单元包含光源，以发射一光束，经物体而反射。接收单元包含光偏折单元及光传感器，其中，该光传感器包含由复数个光感测单元所组成的像素阵列，该物体反射的该光束到达该光传感器产生一电讯号，其中当该光偏折单元使该物体反射的该光束产生偏折后由该光传感器接收产生另一电讯号。处理单元接收并处理这些电讯号而生成复数个初始影像，每一初始影像具有n个像素，该处理单元将这些初始影像合成为输出影像，其中该输出影像具有n

【技术实现步骤摘要】
光学装置


[0001]本专利技术有关于一种光学装置，特别是指一种具有更高分辨率的光学装置。

技术介绍

[0002]光达(Light Detection and Ranging,LiDAR)是一种光学遥感技术，利用光来测量目标的距离。目前已发展出数种不同的光达，各自采不同的工作原理，其中快闪式光达(Flash LiDAR)运作时，激光束会同时照亮一大片区域，光源向物体发射激光束，再利用微型传感器阵列来接收来自不同方向的反射光，且利用飞行时间差(Time of Flight，缩写为TOF)的方式而能够产生像素距离(pixel
‑
distance)信息，而能够真实反应真实世界目标的距离以及辨识物体形状或姿态等信息。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种光学装置，在使用同样光传感器的情况下，能够提供较目前快闪式光达更高的分辨率。
[0004]本专利技术光学装置的其中一实施例包括发射单元、接收单元以及处理单元。发射单元包含光源，以发射一光束，经物体而反射。接收单元包含光偏折单元及光传感器，其中，该光传感器包含由复数个光感测单元所组成的像素阵列，该物体反射的该光束到达该光传感器产生一电讯号，其中当该光偏折单元使该物体反射的该光束产生偏折后由该光传感器接收产生另一电讯号。处理单元接收并处理这些电讯号而生成复数个初始影像，每一初始影像具有n个像素，该处理单元将这些初始影像合成为输出影像，其中该输出影像具有n
’
个像素，且1<n
’r/>/n<4900。
[0005]本专利技术光学装置的另一实施例包括发射单元、接收单元以及处理单元。发射单元包含光源，以发射一光束，经物体而反射。接收单元包含光偏折单元及光传感器，其中，该光传感器包含由复数个光感测单元所组成的像素阵列，该物体反射的该光束到达该光传感器产生一电讯号，其中当该光偏折单元使该物体反射的该光束产生偏折后由该光传感器接收产生另一电讯号。处理单元接收并处理这些电讯号而生成复数个初始影像，每一初始影像具有n1
×
n2个像素，该处理单元将这些初始影像合成为输出影像，其中该输出影像具有n1
’×
n2
’
、n1
×
n2
’
或n1
’×
n2个像素，且1<n1
’
/n1＝n2
’
/n2<70。
[0006]在另一实施例中，该光偏折单元设置在该光束从该物体反射至该光传感器的光路上，并且以摆动方式使该光束产生偏折。
[0007]在另一实施例中，该光偏折单元包括一玻璃板，该光束通过该玻璃板时产生折射。
[0008]在另一实施例中，在该玻璃板摆动前，该光束系垂直穿过该玻璃板而到达该光传感器。
[0009]在另一实施例中，该玻璃板可绕第一轴或第二轴摆动，该第一轴与该第二轴互相垂直，且该第一轴与该第二轴皆平行于该玻璃板。
[0010]在另一实施例中，该像素阵列的单位尺寸大于该光束在该光传感器上的偏折距
离。
[0011]在另一实施例中，该像素阵列的单位尺寸为该光束在该光传感器上偏折距离的整数倍。
[0012]在另一实施例中，该光源以一发射频率发射该光束，该发射频率的倒数为该光束发射的时间间隔，该光束发射的时间间隔大于或等于该光束预定飞行时间t，其中t＝2D/C，D为一预定的量测距离，C为光速。
[0013]在另一实施例中，该光学装置更包括接收镜头，设置在该光束从该物体反射至该光传感器的光路上，使由该物体反射的该光束成像在该光传感器上。
[0014]实施本专利技术的光学装置，具有以下有益效果：在使用同样光传感器的情况下，本专利技术能够较现有技术提供更高的分辨率。
附图说明
[0015]图1是依据本专利技术第一实施例的光学装置的示意图。
[0016]图2是依据本专利技术第一实施例的光偏折单元的外框及玻璃板的示意图。
[0017]图3显示图2光偏折单元的玻璃板转动一角度的情形。
[0018]图4为本专利技术第一实施例的光传感器的示意图。
[0019]图5为加入本专利技术光偏折单元后分辨率提高的示意图。
[0020]图6是依据本专利技术第一实施例的光偏折单元其中一例的示意图。
具体实施方式
[0021]请参阅图1，图1是依据本专利技术第一实施例的光学装置的示意图。本专利技术光学装置2包括发射单元26、接收单元27以及处理单元25，其中发射单元26包括光源21，接收单元27包括接收镜头22、光偏折单元23以及光传感器24，各组件详述如下。
[0022]操作时，光源21以一发射频率发射一光束至物体1，物体1反射该光束，经接收镜头22及光偏折单元23而成像在光传感器24上。在一些实施例中，光源21例如但不限于为一快闪(Flash)面型脉冲红外雷射光源，其中该光传感器24例如但不限于为一面型雪崩二极管阵列(或可称为APD阵列，其中APD为avalanche photodiode的缩写)或单光子雪崩二极管阵列(或可称为SPAD阵列，其中SPAD为single
‑
photon avalanche diode的缩写)。
[0023]请参阅图2，图2是依据本专利技术第一实施例的光偏折单元的示意图。光偏折单元23包括玻璃板231以及外框232，外框232用于支持玻璃板231，而玻璃板231可绕着第一轴X或者第二轴Y而摆动，其中第一轴X与第二轴Y互相垂直，且第一轴X与第二轴Y皆平行于玻璃板231。
[0024]请同时参阅图3，图3显示玻璃板转动一角度的情形，在玻璃板231未摆动前，光束将垂直穿过玻璃板231而成像在光传感器24上第一位置241，当玻璃板231转动一角度θ，光束在穿过玻璃板231时会发生折射，因而成像在光传感器24上第二位置242。是以可知，藉由转动玻璃板231，可使成像移动距离d，而移动距离d与玻璃板231的转动角度θ、玻璃板厚度T以及玻璃板的折射率n皆有关。具体而言，如果转动角度θ、玻璃板厚度T以及玻璃板的折射率n愈大，则移动距离d愈大。利用司乃耳定律(Snell`s Law)配合三角几何学可求得移动距离d、玻璃板厚度T、转动角度θ以及玻璃板折射率n的关系式为
[0025]在一些实施例中，光传感器24为面型直接飞行时间(Direct TOF)测距集成电路芯片，其包括复数个微型的光感测单元，这些光感测单元排成阵列，每一个光感测单元都会接收一个光讯号，且依据每个光讯号而经处理单元25计算出对应的物体的距离，当以阵列来看时，会形成3D的影像画面，因此，光感测单元排成阵列也可视为像素阵列，即每个光感测单元可以视为一个像素单元，在本实施例中，每一光感测单元可包括雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)，但并不排除每一光感测单元可以是单光子雪崩二极管(SPAD)，用于将接收到的光束由光讯号转变成电子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学装置，其特征在于，包括：发射单元，包含光源，以发射一光束，经物体而反射；接收单元，包含光偏折单元及光传感器，其中，该光传感器包含由复数个光感测单元所组成的像素阵列，该物体反射的该光束到达该光传感器产生一电讯号，其中当该光偏折单元使该物体反射的该光束产生偏折后由该光传感器接收产生另一电讯号；以及处理单元，接收并处理这些电讯号而生成复数个初始影像，每一初始影像具有n个像素，该处理单元将这些初始影像合成为输出影像，其中该输出影像具有n
’
个像素，且1<n
’
/n<4900。2.一种光学装置，其特征在于，包括：发射单元，包含光源，以发射一光束，经物体而反射；接收单元，包含光偏折单元及光传感器，其中，该光传感器包含由复数个光感测单元所组成的像素阵列，该物体反射的该光束到达该光传感器产生一电讯号，其中当该光偏折单元使该物体反射的该光束产生偏折后由该光传感器接收产生另一电讯号；以及处理单元，接收并处理这些电讯号而生成复数个初始影像，每一初始影像具有n1
×
n2个像素，该处理单元将这些初始影像合成为输出影像，其中该输出影像具有n1
’×
n2
’
、n1
×
n2
’
或n1
’×
n2个像素，且1<n1
’
/n1<70或1<n2
’
/n2<70。3.一种光学装置，其特征在于，包括：发射单元，包含光源，该光源发射一光束，经物体而反射；接收单元，包含光传感器，其中，该光传感器包含由复数个光感测单元所组成的像素阵列，该物体反射的该光束到达该光传感器产生一电讯号，其中：该发射单元还包括将光源所发射的光束转换成点阵列光束的绕射光学镜片；或者该接收单元还包括限缩光传感器所接收光束的视场角的微透镜阵列；该光学装置还包括光偏折...

【专利技术属性】
技术研发人员：林国泉，林志平，
申请(专利权)人：信泰光学深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：