[发明专利]在图像平面中利用动态掩模的空间选择性探测

权利要求书

1.一种用于采集场景的三维几何数据的三维激光扫描仪仪器，所述三维激光扫描仪仪器包括照明系统、光探测系统、以及光学系统，所述照明系统用于产生光束并且用于使所述光束的照明点扫描通过所述场景，所述光探测系统包括至少一个光探测器，所述光探测系统被布置为接收来自所述场景的光，并且所述光学系统将所述场景中散射的或从所述场景反射的光成像到所述光探测系统；

其特征在于，光探测系统包括用于动态辨别从所述场景的选定区域入射的光的可控滤光器元件、以及可操作地连接到所述可控滤光器元件和所述照明系统的控制单元，其中在所述扫描仪仪器的工作时，所述滤光器元件受到所述控制单元的控制，以仅将从所述场景中的所述照明点周围选定的空间限定区域入射的光引导到所述至少一个光探测器上。

2.根据权利要求1所述的三维激光扫描仪仪器，其中所述照明点周围的所述选定的空间限定区域的尺寸和/或形状是能够被动态调节的。

3.根据权利要求1或2所述的三维激光扫描仪仪器，其中所述滤光器元件在几何上被布置于所述光学系统的成像平面中或所述成像平面的附近。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的三维激光扫描仪仪器，其中所述光束沿第一光学路径投射到所述场景上，并且其中沿第二光学路径将所述场景中散射或反射的所述光成像到所述光探测系统上，并且其中所述第一路径和所述第二路径彼此分开。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的三维激光扫描仪仪器，其中所述可控滤光器元件包括具有适当形状的一个或多个机械膜片桨叶，所述一个或多个机械膜片桨叶设置有电子控制的机械致动装置。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的三维激光扫描仪仪器，其中所述可控滤光器元件包括至少一个液晶面板，所述液晶面板包括单独可控像素的阵列，以控制所述面板的不同区域中的光的遮挡和透射。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的三维激光扫描仪仪器，其中所述可控滤光器元件包括至少一个基于LCoS(硅上液晶)技术的面板，所述至少一个基于LCoS(硅上液晶)技术的面板包括单独可控像素的阵列以及诸如偏振分束器等偏振选择性光学元件。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的三维激光扫描仪仪器，其中所述可控滤光器元件包括微机械镜的阵列，所述微机械镜被布置并且配置成使得能够单独切换所述微机械镜相对于图像平面的取向。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的三维激光扫描仪仪器，还包括校准机构，所述校准机构被配置并且调整成利用所述照明系统产生的光束来校准和对准所述可控滤光器元件。

10.一种用于操作三维激光扫描仪仪器的方法，所述三维激光扫描仪仪器包括照明系统、光探测系统、以及光学系统，所述照明系统用于产生光束并且用于使所述光束的照明点扫描通过所述场景，所述光探测系统包括至少一个光探测器，所述光探测系统被布置成接收来自所述场景的光，并且所述光学系统用于将所述场景中散射的或从所述场景反射的光成像到所述光探测系统，所述方法包括如下步骤：

利用可控滤光器元件来动态辨别从所述场景的选定区域入射的光，以及通过控制所述滤光器元件以仅将从所述场景中的所述照明点周围的选定空间限定区域入射的光引导到所述至少一个光探测器上。

11.根据权利要求10所述的操作三维激光扫描仪仪器的方法，其中控制所述可控滤光器元件以在不良大气状况下在所述仪器的工作期间遮挡来自短距离处的大气散射的返回光信号。

12.根据权利要求11所述的操作三维激光扫描仪仪器的方法，其中基于对由大气中的光散射而导致的激光光束迹线的图像中的光强分布进行评估来确定不良大气状况下的能见距离。