隨著(zhuó)自動(dòng)駕(jià)駛，機(jī)器(qì)視覺等前沿(yán)技術的發展(zhǎn)，結構(gòu)光(guāng)照明成為這(zhè)些創新領(lǐng)域的研發(fā)和(hé)應(yīng)用的有(yǒu)機(jī)組成部分。結構光照(zhào)明(míng)通(tōng)過(guò)將(jiāng)已知光強分布圖(tú)樣的(dí)光(guāng)照射到(dào)目標(biāo)或場(cháng)景上，測(cè)量變(biàn)形(xíng)（由於樣品(pǐn)表麵(miàn)的(dí)幾(jī)何構(gòu)型(xíng)造成(chéng)的變性(xìng)）的返回圖樣(yàng)，經過(guò)計算(suàn)分(fēn)析得(dé)到(dào)目(mù)標的距(jù)離，表麵形貌(mào)，運動(dòng)及(jí)其他(tā)參(cān)數。DOE可(kě)以構(gòu)建(jiàn)非常復(fù)雜的訂製(zhì)光強圖(tú)樣(yàng)，這些圖(tú)樣(yàng)的形狀(zhuàng)，紋(wén)路(lù)，角(jiǎo)度等都(dū)可以根(gēn)據(jù)用戶的應(yīng)用靈活編程。

激光(guāng)雷達(dá)
激光(guāng)雷(léi)達(dá)（Laser Detection and Ranging, LIDAR）是利(lì)用(yòng)激(jī)光(guāng)測量距(jù)離等參數的技(jì)術。常規(guī)的激光(guāng)雷達(dá)采用激光(guāng)照(zhào)明遠程的(dí)目標，通過傳感(gǎn)器測(cè)量(liáng)返回(huí)的(dí)激光脈衝(chōng)。利(lì)用回波時間(jiān)和波(bō)長的(dí)輕(qīng)微變(biàn)化(huà)可得(dé)知(zhī)目標的(dí)3D形(xíng)貌和速度。
另外(wài)一(yī)種(zhǒng)技(jì)術(shù)途徑(jìng)是(shì)三角(jiǎo)測距(jù)。激光測(cè)量係(xì)統，探測器（相機(jī)或光電傳感(gǎn)器），目標(biāo)構(gòu)成(chéng)一個三角形。當探測(cè)器和激(jī)光之(zhī)間的(dí)距離(lí)已(yǐ)知，激(jī)光和(hé)目標(biāo)之(zhī)間的距(jù)離測知(zhī)時，可通(tōng)過(guò)三角(jiǎo)關(guān)係計算(suàn)三角的另(lìng)外一邊（探測器和目標）的(dí)距(jù)離。
LIDAR具有無止境的應用領域，從機器(qì)視(shì)覺，自動(dòng)駕駛到(dào)航空，航(háng)天器(qì)地表(biǎo)掃(sǎo)描成像(xiàng)。緊(jǐn)湊型(xíng)LIDAR可(kě)裝(zhuāng)配(pèi)於(yú)無(wú)人機上(shàng)用於獨(dú)立(lì)的(dí)低成本勘(kān)測(cè)。在(zài)很多LIDAR係(xì)統中，同時(shí)采用(yòng)多(duō)態激(jī)光(guāng)器(qì)掃(sǎo)描監(jiān)控(kòng)區(qū)域。DOE可(kě)以(yǐ)將單個激光束高(gāo)效(xiào)變換(huàn)成多束(shù)，多綫結(jié)構(gòu)，並可(kě)根(gēn)據實際應用訂製(zhì)各(gè)種照明構型。

圖(tú)5.1 空中激(jī)光雷達（左）和地(dì)表高度(dù)掃(sǎo)描激光雷達（右(yòu)）

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：多(duō)光束分束器，多(duō)綫(xiàn)分(fēn)束(shù)器，結構光(guāng)DOE
3D 感(gǎn)測(cè)
很多(duō)3D感測(cè)技術需將具(jù)備特定(dìng)圖(tú)樣(yàng)的(dí)光(guāng)斑或(huò)綫(xiàn)分布(bù)投(tóu)影(yǐng)到目標（如臉部(bù)，人(rén)體(tǐ)等）表麵。DOE可用於產生所(suǒ)需(xū)要(yào)的圖(tú)樣(yàng)，既(jì)可(kě)以(yǐ)將(jiāng)單(dān)束激(jī)光(guāng)分(fēn)束(shù)，也可以(yǐ)將(jiāng)VCSEL光(guāng)束(shù)陣列“裁縫”成大麵積(jī)的(dí)結(jié)構(gòu)光(guāng)。特別是在(zài)VCSEL光源的(dí)使用中(zhōng)，由(yóu)於(yú)其(qí)多點，陣列(liè)發(fā)射(shè)的(dí)特征，準(zhǔn)確(què)可(kě)靠的(dí)“裁(cái)縫”操作尤為重要。豐富(fù)的建(jiàn)模，設計能力確(què)保為客戶(hù)特(tè)定的VCSEL專(zhuān)門(mén)製造高性能的DOE，可(kě)實(shí)現(xiàn)圖(tú)樣(yàng)無縫隙，無(wú)重疊，零級小(xiǎo)化；更(gēng)重(zhòng)要地(dì)，確(què)保您的(dí)產(chǎn)品(pǐn)滿足人眼(yǎn)安全規(guī)範(fàn)。

圖5.2 VCSEL構建(jiàn)的不良(liáng)（左(zuǒ)，有縫(féng)隙）的(dí)結(jié)構(gòu)光與正確的(dí)結(jié)構光(guāng)（右）

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：多點分(fēn)束器(qì)；多綫分束器；結構(gòu)光DOE
投(tóu)影標(biāo)識
在(zài)很多應用中，需要(yào)采用(yòng)可變的投影標(biāo)識來代替(tì)固定標識(shí)。投(tóu)影(yǐng)標(biāo)識可以瞬時(shí)改變或關閉，而無需(xū)接(jiē)觸標(biāo)識(shí)目標；例(lì)如可變車(chē)道(dào)的(dí)導(dǎo)向(xiàng)標識，倉庫內隨倉儲物(wù)體(tǐ)類(lèi)型調整(zhěng)的(dí)標(biāo)識等。在很多醫(yī)學治療中，投(tóu)影標識是必(bì)須(xū)的，例(lì)如(rú)在(zài)放(fàng)療中用(yòng)於(yú)高(gāo)精度的(dí)指示(shì)需要治療的(dí)目(mù)標(biāo)靶(bǎ)位(wèi)。DOE能(néng)夠創建幾(jī)乎任意(yì)形狀的(dí)定製(zhì)投(tóu)影標識。

圖5.3 訂製的投(tóu)影標(biāo)識(shí)圖樣

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：（訂製(zhì)）結(jié)構光DOE
表麵(miàn)檢測
將結(jié)構(gòu)光用於檢測表(biǎo)麵檢(jiǎn)測是一種(zhǒng)評(píng)估較大(dà)麵(miàn)積內裂縫(féng)及缺(quē)陷(xiàn)的高(gāo)效方(fāng)法(fǎ)。采用(yòng)二(èr)維(wéi)結(jié)構光照明目標表麵，反射(shè)光(guāng)進(jìn)行(háng)成(chéng)像並采用三(sān)角法則(zé)計(jì)算和(hé)分析。表麵(miàn)缺陷處(chǔ)將不(bù)能正(zhèng)常反(fǎn)射，通過其(qí)位置(zhì)與變形程(chéng)度(dù)可評估缺陷(xiàn)的位置(zhì)及(jí)程(chéng)度(dù)。
訂製的(dí)結構光DOE可根據(jù)測量(liáng)的需求產生所要求的(dí)照(zhào)明結(jié)構(gòu)，發(fā)散角(jiǎo)等參數。

圖(tú)5.4 網格(gé)照(zhào)明（左）及(jí)表麵起伏(fú)檢測(cè)（右）

☛相(xiāng)關DOE產(chǎn)品(pǐn)
：多(duō)點分束(shù)器(qì)；多綫分(fēn)束(shù)器；結(jié)構光(guāng)DOE；訂製網格發(fā)生器(qì)
圓筒/ 管(guǎn)道掃(sǎo)描
結構(gòu)光(guāng)具備(bèi)多種重(zhòng)要的功(gōng)能，例(lì)如探(tàn)測氣體(tǐ)管(guǎn)道的(dí)泄露，識別隧道的(dí)早期(qī)裂(liè)縫以避免(miǎn)代價高(gāo)昂的(dí)後(hòu)期結構(gòu)維修，內窺鏡及結腸(cháng)鏡診(zhěn)斷，以(yǐ)及窄小或寬大圓(yuán)筒結構(gòu)測量。特(tè)別地(dì)，共心(xīn)多環(huán)結構(gòu)光可用於管(guǎn)道內(nèi)壁的(dí)3D成像；這(zhè)種(zhǒng)光斑(bān)圖樣近被(bèi)證(zhèng)實為(wéi)此(cǐ)類(lèi)應用適(shì)合的照明(míng)。共心多環(huán)圖(tú)樣的主要(yào)參數是全角和(hé)圓環數目，均可(kě)在設計(jì)時根據(jù)應用特(tè)性確定。

圖(tú)5.5 多(duō)環照明（左(zuǒ)）；環形照(zhào)明(míng)用於管道檢(jiǎn)測（右）

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：衍(yǎn)射(shè)錐透鏡；多環(huán)發生器