【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学倾斜传感器
[0001]本公开涉及一种用于感测平坦反射表面围绕一个或两个不同枢转轴线的倾角的光学倾斜传感器
、
用于测量平坦反射表面的倾角的光学倾斜测量装置
、
用于控制平坦反射表面的倾角的光学倾斜控制系统和相关联的光学倾斜测量方法，该光学倾斜测量方法用于感测平坦反射表面围绕一个或两个不同枢转轴线的倾角
、
用于测量平坦反射表面的倾角
、
用于控制平坦反射表面的倾角和用于使第一物体和第二物体相对于彼此定向
。
技术介绍
[0002]已知光学倾斜传感器用于测量平坦反射表面的倾斜和
/
或位移，其依赖于来自平坦反射表面的光束的反射以及在多个光电检测器上或在同一多区域光学传感器的不同传感器区域上对反射的光束的检测
。
[0003]还已知光学倾斜传感器用于测量平坦反射表面的倾斜，其依赖于来自平坦反射表面的光束的反射，使用衍射光学元件来衍射反射的光束以形成具有取决于平坦反射表面的倾斜的衍射效率的衍射的光束，使用光电检测器来检测衍射的光束，以及根据光电检测器的输出信号计算平坦反射表面的倾斜
。
[0004]然而，在能够根据由一个或多个不同的光电检测器或由相同的多区域光学传感器的不同传感器区域生成的输出信号来确定平坦反射表面的倾斜和
/
或位移之前，这样的已知光学传感器需要校准
。
技术实现思路
[0005]光学倾斜传感器
[0006]根据本公开的一个方面，提供
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于感测平坦反射表面
(4)
围绕枢转轴线
(6)
的倾角的光学倾斜传感器
(2)
，所述光学倾斜传感器
(2)
包括：光学发射器设施
(10)
，用于发射至少三束光束
(20)
，使得每束发射的光束
(20)
入射到所述平坦反射表面
(4)
上并且从所述平坦反射表面反射以形成对应的反射光束
(22)
；和图像传感器
(12)
，具有传感器区域
(13)
，所述传感器区域用于检测每个所述反射光束
(22)
的强度分布
(26)
，并输出表示每个所述反射光束
(22)
的检测到的所述强度分布
(26)
的一个或多个信号，其中，至少三束发射的光束
(20)
沿着至少三个相应的不同发射路径发射，每个发射路径从相应的发射点沿着相应的不同发射方向延伸，其中，每个发射方向相对于所述图像传感器
(12)
的所述传感器区域
(13)
的定向具有不同的已知定向，其中，每个发射点具有相对于其他发射点中的每一个发射点的已知空间关系，以及其中，所述光学发射器设施
(10)
包括光学发射器
(30)
和空间滤波器
(32)
，所述空间滤波器用于对从所述光学发射器
(30)
发射的光进行空间滤波，以便至少部分地限定至少三束发射的光束
(20)。2.
根据权利要求1所述的光学倾斜传感器
(2)
，其中，所述平坦反射表面
(4)
是平坦的或大致平坦的，和
/
或其中，所述平坦反射表面
(4)
构成较大的大致非平坦表面的平坦反射区域，其中，所述平坦反射区域是平坦的或大致平坦的
。3.
根据前述权利要求中任一项所述的光学倾斜传感器
(2)
，其中，设有以下项中的至少一项：两个或多个所述发射点是相同的；所有的所述发射点是相同的；两个或多个所述发射点是不同的；或所有的所述发射点是不同的
。4.
根据前述权利要求中任一项所述的光学倾斜传感器
(2)
，其中，设有以下项中的至少一项：所述光学发射器设施
(10)
配置用于同时发射至少三束光束；所述光学发射器设施
(10)
配置用于按顺序发射至少三束光束；或所述光学发射器设施
(10)
配置用于在相应的发射周期的持续时间内发射至少三束光束中的每一束光束，并且不同的所述发射周期在时间上至少部分重叠
。5.
根据前述权利要求中任一项所述的光学倾斜传感器
(2)
，其中，所述光学发射器
(30)
包括
LED
或激光器，例如诸如
VCSEL
的激光二极管
。6.
根据前述权利要求中任一项所述的光学倾斜传感器
(2)
，其中：所述空间滤波器
(32)
限定至少三个输入孔径
(46)
和输出孔径
(48)
，每个所述输入孔径
(46)
相对于其他所述输入孔径
(46)
和所述输出孔径
(48)
中的每一个具有已知的位置和定向，每个所述输入孔径
(46)
配置用于从所述光学发射器
(30)
接收光，并且所述输出孔径
(48)
配置用于沿相应的发射路径之一传输从每个所述输入孔径
(46)
接收到的光
。
7.
根据权利要求6所述的光学倾斜传感器
(2)
，其中，设有以下项中的至少一项：每个所述输入孔径
(46)
相对于延伸穿过所述输出孔径
(48)
的所述空间滤波器
(32)
的输出表面的法线
(28)
偏移；所述光学发射器设施
(10)
包括聚焦元件，诸如透镜，所述聚焦元件被配置用于将从所述光学发射器
(30)
发射的光聚焦到所述输出孔径
(48)
上；或所述空间滤波器
(32
，
132
，
232
，
332
，
432
，
532)
包括一个或多个光学微结构或微光学部件，诸如一个或多个微透镜
(356
，
454
，
456
，
554)
或一个或多个微棱镜
(254
，
256
，
354
，
556)
，并且其中，布置一个或多个所述光学微结构或所述微光学部件中的每一个，例如形成在由所述空间滤波器
(32
，
132
，
232
，
332
，
432
，
532)
限定的相应孔径之上或上方
。8.
根据权利要求5所述的光学倾斜传感器
(2)
，其中，所述光学发射器设施
(910)
包括衍射光学元件
(970)
，所述衍射光学元件用于衍射从所述光学发射器
(930)
发射的初始光束，以便限定至少三束发射的光束
(20)。9.
根据权利要求5所述的光学倾斜传感器
(2)
，其中，所述光学发射器设施
(10)
包括能重新配置的
、
动态的或能编程的光束发生器，诸如空间光调制器
(SLM)
或数字微镜设备
(DMD)
，用于转换从所述光学发射器
(30)
发射的初始光束，以限定至少三束发射的光束
(20)。10.
根据权利要求5所述的光学倾斜传感器
(2)
，其中，所述光学发射器
(630)
包括图案化的不透明涂层
(666)
，所述图案化的不透明涂层直接形成在所述光学发射器
(630)
的光发射表面上，以限定至少三个光发射孔径
(660)
，其中，每个所述光发射孔径
(660)
相对于其他光发射孔径
(660)
中的每一个光发射孔径具有已知的空间关系，并且可选地，其中，所述光学发射器设施
(610)
包括空间滤波器
(632)
，所述空间滤波器用于对从所述光学发射器
(630)
的每个所述光发射孔径
(660)
发射的光进行空间滤波
。11.
根据前述权利要求中任一项所述的光学倾斜传感器
(2)
，其中，所述光学发射器设施
(1010
，
1110
，
1210
，
1310)
包括至少三个光学发射器，其中，所述至少三个光学发射器具有相对彼此已知的位置和定向，例如其中，所述光学发射器设施包括
LED
阵列
、
像素化
LED、
激光器阵列，诸如激光二极管阵列，例如
VCSEL
阵列
。12.
根据权利要求
11
所述的光学倾斜传感器
(2)
，包括聚焦元件，诸如相对于所述至少三个光学发射器
(1030)
具有已知空间关系的透镜
(1074)
，其中，所述透镜
(1074)
引导
、
聚焦和
/
或准直由所述至少三个光学发射器中的每个光学发射器
(1030)
发射的光，以便限定至少三束发射的光束
(20)
，或者所述光学倾斜传感器包括至少三个微透镜
(1280)
，其中，每个微透镜
(1280)
相对于所述至少三个光学发射器的相应的光学发射器
(1230)
具有已知的配置和已知的位置和定向，以便限定至少三束发射的光束
(20)。13.
根据权利要求
11
所述的光学倾斜传感器
(2)
，包括空间滤波器
(1132
，
1332)
，所述空间滤波器具有已知的配置和相对于所述至少三个光学发射器
(1130
，
1330)
已知的位置和定向，以便对由所述至少三个光学发射器
(1130
，
1330)
中的每个光学发射器发射的光进行空间滤波，以便限定至少三个发射的光束
(20)
，例如其中，所述空间滤波器
(1132
，
1332)
限定孔径
(1148
，
1348)
，其中，所述孔径
(1148
，
1348)
具有相对于所述至少三个光学发射器
(1130
，
1330)
的已知的位置和定向，并且其中，所述孔径
(1148
，
1348)
配置用于沿着至少三个发射方向透射由所述至少三个光学发射器
(1130
，
1330)
发射的光
。
14.
一种用于测量平坦反射表面
(4)
围绕枢转轴线
(6)
的倾角的光学倾斜测量装置
(1)
，所述光学倾斜测量装置
(1)
包括：根据前述权利要求中任一项所述的光学倾斜传感器
(2)
；和处理资源
(16)
，配置用于从所述图像传感器
(12)
接收一个或多个输出信号，并且至少部分地基于一个或多个接收到的输出信号
、
...
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