[发明专利]点云投影系统

说明书

本申请提供了一种点云投影系统，属于光学技术领域。该系统包括光源阵列和超透镜阵列；所述光源阵列和所述超透镜阵列同光轴设置；所述光源阵列位于所述超透镜阵列的物方焦平面；所述超透镜阵列在所述光源阵列的工作波段具有正焦距。该系统通过超透镜阵列减少了点云投影系统中的透镜数量，简化了点云投影系统的结构、缩小了点云投影系统沿光轴方向的尺寸并降低了点云投影系统的成本。该系统还省略了衍射光学元件，避免了高阶衍射造成的杂散干扰，提高了点云投影系统产生点云的信噪比，增加了点云传播距离，使该系统更适用于远距离投影。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种点云投影系统。

背景技术

点云通常被用来获取测量对象的信息。点云(Point Cloud)是空间中点的数据集，点云中的点包含了丰富的信息，包括三维坐标X，Y，Z、颜色、分类值、强度值、时间等，点云可以表示三维形状或对象。例如，激光扫描通过激光点云获取扫描对象的信息。

相关技术中采用传统透镜组对激光器发出的光做准直，经过准直后的激光经过衍射光学元件(DOE，Diffraction Optical Element)后产生点云。点云阵列的排列方式等参数主要有衍射光学元件决定，准直透镜组将发散的激光器发出的光准直成平行光的作用。

在本申请的实施过程中，发明人发现相关技术存在如下技术问题：

相关技术中的点云投影系统由多片传统透镜构成，具有透镜数量多，结构复杂、光轴方向尺寸大以及采用高成本非球面透镜导致成本增加等缺点。

发明内容

为解决相关技术中点云投影系统受多片传统透镜局限而导致的结构复杂、尺寸大以及成本高的技术问题，本申请实施例提供了一种点云投影系统，所述技术方案如下。

第一方面，本申请实施例提供了一种点云投影系统，所述系统包括光源阵列和超透镜阵列；

其中，所述光源阵列和所述超透镜阵列同光轴设置；

所述光源阵列位于所述超透镜阵列的物方焦平面；

所述超透镜阵列在所述光源阵列的工作波段具有正焦距。

可选地，所述光源阵列包括至少两个激光点光源。

可选地，所述光源阵列包括线光源阵列或面光源阵列。

可选地，所述超透镜阵列包括至少一个超透镜。

可选地，所述超透镜阵列中任一超透镜包括基底和超结构单元；

其中，所述超结构单元为阵列状排布于所述基底表面的可密堆积图形；所述可密堆积图形的顶点和/或中心位置设置有纳米结构。

可选地，所述超透镜阵列中相邻的超透镜的边长至少满足：

D_n-2+D_n-1＝4h

其中，h为所述光源阵列长度的二分之一；n为所述超透镜阵列中超透镜的数量，且n≥2；D为所述超透镜的边长。

可选地，所述超透镜阵列包括第一超透镜、第二超透镜和第三超透镜；

所述第一超透镜、所述第二超透镜和所述第三超透镜阵列排布。

可选地，所述第一超透镜、所述第二超透镜和所述第三超透镜至少满足：

D₀+D₁＝4h

D₁+D₂＝4h