专利名称：利用干涉测量技术光学追踪目标的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及光学系统。特别是，本发明涉及利用干涉测量(interferometric)技术光学追踪目标。
背景技术：
已经研制了各种系统和装置，以便能够向计算机系统输入数据并能够进行操纵/光标控制以操作该计算机系统。计算机系统应用的大量增加又导致了这些系统和装置的进步。
这些系统和装置典型地利用若干种技术中的一种。这些技术的实例包括机械追踪球，加速度探测，光学图像相关，激光斑点图案分析，以及强度探测。也利用其它的技术。
尽管这些系统和装置的改进提高了计算机系统的可用性，但在这些系统和装置所利用的这些技术中的若干缺陷仍然限制了这些系统和装置的潜在优点。例如，有限分辨率的技术阻碍了计算机系统的使用。此外，这些技术中的某些响应时间缓慢。另一些技术仅能在特殊的表面类型上使用。此外，某些技术中的能量消耗增大。最后，系统和装置为实现某些技术所需的尺寸也是不利因素。
除了这些缺陷，上述现有技术还存在另外的缺陷。通常，这些现有技术限于二维空间操纵/光标控制和相对坐标追踪(例如，位置的变化)。即，在二维空间中追踪目标的位置变化而不是目标的绝对位置(例如，当前位置)。相对坐标追踪限制了这些系统和装置在例如手写输入中的应用，其需要绝对位置追踪。总之，现有技术具有难以克服的严重限制。
发明内容
公开了一种利用干涉测量技术光学追踪目标的方法和系统。一种光学位置追踪系统包括从一个光束中产生一个入射光束和一个参考光束的光学装置。此外，该光学位置追踪系统进一步包括一个光束导引装置，该光束导引装置用于使入射光束扫过一个角度范围以产生目标对该入射光的反射，同时将该入射光束的反射导引为与参考光束相干涉，以便形成干涉光束。另外，光学位置追踪系统能够通过干涉测量技术利用入射光束的角度值和干涉光束确定目标的位置，而该角度值取决于反射。如果光束有多个波长，由于这些波长的同时存在，或在一个时间间隔内具有多个波长，那么就能够确定目标的绝对位置。如果光束具有单一波长，那么就能够测定目标的相对位置。
通过结合在本说明书中并成为说明书一部分的附图对根据本发明的示例性实施例进行说明，并且结合描述对根据本发明的实施例的原理进行解释。
图1描绘了一个根据本发明实施例的系统，示出了一个光学位置追踪系统。
图2描绘了一个根据本发明实施例的用于追踪目标相对位置的光学位置追踪系统。
图3描绘了由根据本发明实施例的图2所示光学位置追踪系统确定的目标的相对位置。
图4描绘了根据本发明实施例的由图2的探测器响应于干涉光束所产生的信号。
图5描绘了根据本发明实施例的用于追踪目标绝对位置的光学位置追踪系统。
图6描绘了根据本发明实施例的由图5的光学位置追踪系统确定的目标绝对位置。
图7描绘了根据本发明实施例的由图5的探测器响应于干涉光束所产生的多个信号。
图8A描绘了根据本发明实施例的光束的圆形截面。
图8B描绘了根据本发明实施例的光束的椭圆形截面。
图9描绘了根据本发明实施例在限制扫描模式下运行的图2光学位置追踪系统。
图10描绘了根据本发明实施例的显示光学追踪目标的方法的流程图。
具体实施例方式
现在将详细参考根据本发明的实施例，实例示出在附图中。尽管将结合这些实施例对本发明进行描述，但应该理解本发明并不限制于这些实施例。相反，本发明旨在覆盖包含在如附加的权利要求所限定的发明精神和范围内的替代、改进和等效方案。另外，在下面对根据本发明的实施例的详细描述中，进行了大量的细节描述以便为本发明提供一个全面的理解。
在根据本发明的实施例中，一个光学位置追踪系统包括用于产生光束的光束发生器和用于从该光束产生入射光束和参考光束的光学装置。此外，该光学位置追踪系统进一步包括一个光束引导装置，该光束引导装置使入射光束扫过一个角度范围并在入射光被目标反射时引导入射光束的反射与参考光束产生干涉以形成干涉光束。该入射光束的反射包括一条反射光束。另外，光学位置追踪系统进一步包括用于探测干涉光束的探测器和用于利用干涉测量技术和数据测定目标位置的处理单元，所述数据包括目标反射入射光束时入射光束的角度值和提供至目标距离的干涉光束。如果光束有多个波长，或者由于这些波长的同时存在，或者由于在一个时间间隔内具有多个波长，就能够确定目标的绝对位置。如果光束具有单一波长，就能够测定目标的相对位置。
图1描绘了根据本发明实施例的系统100，示出了光学位置追踪系统20。系统100包括计算机系统50和光学位置追踪系统20。计算机系统50具有显示器60。
在根据本发明的这个实施例中，当目标10在二维空间运动时，光学位置追踪系统20追踪目标10的位置。特别是，位置追踪系统20利用了至少一个光束90，该光束90在二维空间中扫过一角度范围95。当目标10在光束90运行于其中的二维空间中向左、右、前、后，或它们任意组合运动时，该目标可以反射光束90。光束90的反射由反射光束80构成，该反射光束被位置追踪系统20接收并处理以追踪目标10的位置。
目标10可以是任何类型的对象。例如，目标10可以是鼠标型装置、笔、触摸屏输入型装置、指针以及类似物。目标10上的回反射表面提高了光学位置追踪系统20追踪目标10的运动的能力。如果目标10具有足够的反射性能，那么不必使用回反射表面。
光学位置追踪系统20通过产生对应于目标10位置的位置数据所追踪的目标10的运动可以用于向计算机系统50输入数据(例如，手写输入)，在显示器60上操纵，或控制计算机系统50的光标。
在根据本发明的另一实施例中，光学位置追踪系统20与显示器60集成以便目标10在显示器60的表面移动时提供触摸屏功能。其比现有技术的触摸屏装置具有更低的成本和更低的复杂度。
结构(相对位置追踪实施例)参照图2，其示出了根据本发明实施例用于追踪目标205相对位置的光学位置追踪系统200。以下将进行根据本发明实施例的物理结构的描述。然后将对根据本发明实施例的运行进行描述。
关于根据本发明实施例的物理结构，图2示出了根据本发明实施例用于追踪目标205相对位置的光学位置追踪系统200。相对位置是在极坐标中确定，其中“相对位置”指的是目标205相对于先前位置的变化。如图2所示，光学位置追踪系统200具有光束发生器210，光学装置260，镜子270，光束导引装置230，探测器240，聚焦透镜250，以及处理单元220。总之，目标205相对于光束导引装置230的角度关系结合探测器240确定。另外，利用干涉测量技术确定目标205距光束导引装置230的相对距离，该干涉测量技术依赖于从目标205反射的反射光束286与参考光束282干涉而形成的干涉光束250。由于反射光束286和参考光束282沿不同长度的路径传播，因此形成干涉光束250。由此，当参考光束282和反射光束286结合(例如，干涉光束250)时，它们形成被探测器240接收的明暗条纹的干涉图案，而该明暗条纹随着路程差的改变而漂移。因此，目标205的相对位置被表示为目标205的该角度关系和到目标205的该相对距离。
光束发生器210产生光束280。光束发生器210包括光源212，用以产生光束280。光束280是相干的并具有单一波长λ。此外，光束发生器210具有准直透镜214。
在根据本发明的一个实施例中，光源(例如光源212)可以基于低成本的LED(发光二极管)技术。在根据本发明的另一个实施例中，光源可以基于VCSEL(垂直腔面发射激光器)技术。在根据本发明的又一个实施例中，光源可以基于具有适当准直性能的低成本白炽灯技术。在根据本发明的再一个实施例中，光源可以基于高能稀土基激光器。稀土基激光器的例子包括Nd-YAG(钕-钇铝石榴石)激光器和脉冲铒激光器。当目标205和探测器之间的距离或吸收需要高光能时便可使用高能稀土基激光器。
光学装置260使用光束280产生入射光束284和参考光束282。在根据本发明的一个实施例中，光学装置260为分束器260。
仍参照图2，光束导引装置230使入射光束284扫过该角度范围290。为了示出由光束导引装置230引起的入射光束284的扫描运动，图2示出了各种角度位置的入射光束284(例如，284A-284E)。另外，入射光束284相对于目标205和光束导引装置230的角度被追踪。这描绘于图3中并将在下面进行详细讨论。
另外，光束导引装置230可以是任意类型的光束导引装置。在根据本发明的一个实施例中，光束导引装置是MEMS(微机电系统)电机光束导引装置。在根据本发明的另一个实施例中，光束导引装置是电流计光束导引装置。在根据本发明的又一实施例中，光束导引装置是声-光光束导引装置。在根据本发明的另一实施例中，光束导引装置是电-光光束导引装置。在根据本发明的再一个实施例中，光束导引装置是光栅结构光束导引装置。在根据本发明的另一个实施例中，光束导引装置是全息结构光束导引装置。在根据本发明的另一个实施例中，光束导引装置是扫描镜光束导引装置。利用MEMS处理可以实现成本和尺寸的大大节约。
如图2所示，目标205包括用于反射入射光束284的回反射表面207。术语“回反射(retro-reflecting)”是指以与入射光束平行的方向反射入射光束的性能。回反射表面207可以以任意方式实现，如回反射带，回反射涂料，或其它任意与目标205的表面结合的回反射材料。如前所述，目标205可以是任意类型的对象。例如，目标205可以是鼠标型装置、笔、触摸屏输入型装置、指针以及类似物。如果目标205具有足够的反射特性，那么只要目标205以与入射光束平行的方向反射入射光束，就不必需要回反射表面。作为一个实例，可以追踪在书写端具有回反射表面的办公笔的运动并用作计算机系统光标的控制。
此外，处理单元220与光束导引装置230、探测器240、以及光束发生器210耦合。处理单元220利用多种数据和干涉测量技术测定目标205的相对位置。
运行(相对位置追踪实施例)下面将详细讨论根据本发明的实施例的运行。
参照图2，光学位置追踪系统200的运行依照如下步骤进行。光源212产生光束280。光束280通过准直透镜214，其准直光束280。在准直透镜214之后，光束280向分束器260传播。分束器260利用光束280产生入射光束284和参考光束282。参考光束282被导向镜子270，镜子270向分束器260反射参考光束282然后到探测器240。
此外，入射光束284被导向光束导引装置230。光束导引装置230使入射光束284扫过该角度范围290以使入射光束284出现在多个角度位置(例如，284A-284E)。这里，箭头235A和235B表示光束导引装置230的运动，使入射光束284扫过该角度范围290。
当目标205的回反射表面207反射入射光束284(如，284C)时，入射光束284C的反射被朝向光束导引装置230反射。入射光束284C的反射由反射光束286构成。光束导引装置230将反射光束286导向分束器260以便与参考光束282产生干涉来形成干涉光束285。干涉光束285通过聚焦透镜250，其将干涉光束285聚焦，然后到达探测器240。探测器240探测干涉光束285并指示目标205所在的处理单元220，以便处理单元220记录入射光束284C的当前角度(如，图3的角度A)。在根据本发明的一个实施例中，处理单元220追踪光束导引装置230扫描的入射光束284的角度。
探测器240探测由反射光束286和参考光束282构成的干涉光束285。处理单元220利用干涉测量技术测定从光束导引装置230到目标205的相对距离(如，图3中的相对距离ΔR)。
图3描绘了由根据本发明的实施例的图2所示光学位置追踪系统200确定的目标205的相对位置T。如图3所示，光束导引装置230的位置S是已知的。角度A对应于入射光束284被目标205反射的角度，导致探测器240探测由反射光束286与参考光束282干涉形成的干涉光束285。如前所述，追踪入射光束284的角度值。下面描述的干涉测量技术能够确定从光束导引装置230到目标205的相对距离ΔR，而该干涉测量技术可以包括利用光源212的波长并对干涉光束285的条纹进行计数(如，图4中的信号410)。因此，目标205的相对位置包括入射光束284的当前角度(如，图3中的角度A)和从光束导引装置230到目标205的相对距离(如，图3中的相对距离ΔR)。
图4描绘了根据本发明实施例由图2的探测器240响应于干涉光束285产生的信号410。如图4所示，信号410的峰值对应于干涉光束285的条纹。基于能被应用于根据本发明的实施例的干涉测量技术，穿过干涉点的条纹数目被计数。利用该数目和光源212的波长可以测定参考光束282的行进长度相对于入射光束284和反射光束286的行进长度的差值，从而得到从光束导引装置230到目标205的相对距离(如，图3中的相对距离ΔR)。参考光束282行进一个已知距离，而入射光束284和反射光束286行进将被测量的距离。
结构(绝对位置追踪实施例)参照图5，其示出了根据本发明实施例用于追踪目标205的绝对位置的光学位置追踪系统500。下面的讨论以描述根据本发明实施例的物理结构开始。然后描述根据本发明的实施例的运行。
关于根据本发明实施例的物理结构，图5描绘了根据本发明实施例用于追踪目标205的绝对位置的光学位置追踪系统500。如图5所示，光学位置追踪系统500具有光束发生器210、光学装置260、镜子270、光束导引装置230、探测器240、聚焦透镜250、以及处理单元220。总之，结合探测器240来测定目标205相对于光束导引装置230的角度关系。另外，利用干涉测量技术测定目标205与光束导引装置230的绝对距离，该干涉测量技术依赖于具有多个波长的光束和由来自目标205的反射光束与参考光束干涉形成的干涉光束。由于反射光束和参考光束沿不同长度的路径传播而形成干涉光束。因此，目标205的绝对位置可由目标205的该角度关系和到目标205的该绝对距离表示出来。
尽管图2的光学位置追踪系统200可以追踪目标205的相对位置，但是光学位置追踪系统500能够追踪目标205的绝对位置。除了下面描述的不同之处外，关于图2的结构描述可以适用于图5。
与图2不同，图5的光学位置追踪系统500包括产生具有多个波长(如，λ1和λ2)的光束280的光束发生器210。在根据本发明的一个实施例中，光束发生器210包括具有第一波长λ1的光源1和具有第二波长λ2的光源2。在根据本发明的另一实施例中，光束发生器210包括具有第一波长λ1和第二波长λ2的光源。在根据本发明的又一实施例中，光源的光波长在第一波长λ1和第二波长λ2之间迅速地变化。这样，在一个时间间隔内，光源展现出多个波长。在根据本发明的另一个实施例中，光束发生器210包括在第一波长和第二波长之间具有多个波长的宽频带光源。宽频带光源与其它的实例相比能节约成本。在图2中所描述的光源类型同样也能用于图5中。
在根据本发明的另一实施例中，光学位置追踪系统500具有多个用于探测不同波长(如，λ1和λ2)的干涉光束285的单独干涉图案的探测器。
运行(绝对位置追踪实施例)下面将详细讨论根据本发明的实施例的运行。
参照图5，光学位置追踪系统500的运行与图2中所描述的相类似。除了下面描述的不同之处外，关于图2的运行描述可以适用于图5。在开始追踪目标205前，将光源1的第一波长λ1和光源2的第二波长λ2校准以确定相位关系。光束280由多个波长构成。
探测器240探测由反射光束286和参考光束282构成的干涉光束285。处理单元220利用干涉测量技术确定从光束导引装置230至目标205的绝对距离(如，图6中的绝对距离R)。
图6描绘了由根据本发明的实施例的图5所示光学位置追踪系统500确定的目标205的绝对位置T。如图6所示，光束导引装置230的位置S是已知的。角度A对应于入射光束284被目标205反射的角度，使探测器240探测由反射光束286与参考光束282干涉形成的干涉光束285。如前所述，入射光束284的角度值被追踪。下面描述的干涉测量技术能够确定从光束导引装置230到目标205的绝对距离R，而干涉测量技术可以包括利用多个波长来确定绝对距离。因此，目标205的绝对位置包括入射光束284的当前角度(如，图6中的角度A)和光束导引装置230到目标205的绝对距离(如，图6中的绝对距离R)。
当光束280具有第一波长λ1和第二波长λ2时，干涉光束285在第一波长λ1处具有第一干涉图案并在第二波长λ2处具有第二干涉图案。干涉光束285能被分成第一干涉图案和第二干涉图案，使独立探测器能够探测每个干涉图案。图7示出了根据本发明实施例，对应于第一干涉图案并由第一探测器产生的信号710以及对应于第二干涉图案并由第二探测器产生的信号720。此外，图7描绘了根据本发明实施例，由图5的探测器240响应于干涉光束285产生的信号730。即，信号730是信号710和720的叠加。如图7所示，在信号710和720之间存在相位关系，这形成了差拍信号740。根据能应用于根据本发明的实施例的干涉测量技术，能够处理该差拍信号740以确定光源1和光源2的校准相位关系中的相位漂移。与入射光束284和反射光束286行进的长度相比，这能够确定参考光束282行进的长度，从而得到光束导引装置230到目标205的绝对距离(如，图6中的绝对距离R)。
在根据本发明的另一实施例中，当利用波长调谐光源时，干涉测量技术可以将干涉图案转换为频率fb，根据数学关系近似R＝(1/2)fb*v/r，该频率fb的值可以确定距目标205的绝对距离，其中*表示相乘，v表示光速，r表示波长调谐光源的光频率的变化率。由内部延迟误差引起的fb变化的影响易于通过利用校准偏移调整R来补偿。
在根据本发明的另一实施例中，当利用宽频带光源时，干涉测量技术可以包括对由探测器240产生的信号730的相干包络线进行处理，以提取光束导引装置230到目标205的绝对距离。
尽管图2和图5描绘了利用光束导引装置进行的二维目标追踪，但应该理解根据本发明的实施例可以通过包括沿第三维的光束导引装置而扩展到三维的目标追踪。
光学位置追踪系统200和500提供了许多优点。可以在二维或三维内追踪目标的运动，在光学位置追踪系统500的情况下提供目标的绝对位置数据和在光学位置追踪系统200的情况下提供目标的相对位置数据。在现有技术的相对位置追踪系统中，目标新位置的确定依赖于目标的先前位置。当目标以不能被追踪的方式运动(如，从一个表面上提起鼠标)时，现有技术的相对位置追踪系统不能确定新位置，直到目标再次以能够被追踪的方式移动为止。相反，如果目标以手写方式在光学位置追踪系统500的光束扫描空间中运动，那么绝对位置数据给出了与先前位置无关的目标当前位置，便于手写输入到计算机系统。即使目标移动到光学位置追踪系统500的光束扫描空间范围以外(如，将该目标提升到光束扫描空间之上)，在目标移动到光学位置追踪系统500的光束扫描空间范围内之后，目标的绝对位置能被立即确定。
此外，光学位置追踪系统200和500能提供目标的高分辨率追踪且不限于目标的特殊表面类型。例如，现有技术的机械追踪球鼠标要求光滑的表面以准确地运行，而现有技术的光学鼠标难于在纯白的表面上运行。关于该目标，光学位置追踪系统200和500的运行是无源的和无限制的。光学位置追踪系统200和500可实现压缩、低成本、和低能耗。此外，光学位置追踪系统200和500易于升级。图2和图5中所示的元件数目足够在小范围应用或大范围应用中追踪目标的运动。然而，在这些应用中这些元件的性能要求是不同的。
图8A描绘了根据本发明实施例的一个光束的圆形截面800A。具有这种圆形截面800A的光束可以用于光学位置追踪系统200(图2)和500(图5)。圆形截面800A越小，在光学位置追踪系统200(图2)和500(图5)的分辨率越大。
图8B描绘了根据本发明实施例的一个光束的椭圆形截面800B。如果目标205垂直于光束导引装置的扫描方向移动，那么可以将具有这种椭圆形截面800B的光束用于光学位置追踪系统200(图2)和500(图5)以提供部分追踪容差。由于椭圆形截面800B垂直于扫描方向延伸，因此光学位置追踪系统200(图2)和500(图5)的追踪范围能够垂直于扫描方向延伸。
图9描绘了根据本发明实施例在限制扫描模式中运行的图2光学位置追踪系统200。图2中光束导引装置230在全角度范围290扫描，而图9中的光束导引装置230扫过有限的角度范围295。这种限制扫描模式能提高目标205被定位的速度并提高分辨率。
特别是，光束导引装置230最初在全扫描模式(如，全角度范围290)下运行。然而，一旦目标205被定位在相对于光束导引装置230的一个第一角度，光束导引装置230就以有限的角度范围295围绕该第一角度扫描以使入射光束284出现在各种角度位置(如，284A-284C)。当不希望目标205的运动在短时间内有极大变化时，光束导引装置230的这种抖动运动具有极大的优点。当目标205在限制扫描模式下不再反射入射光束时，光束导引装置230回到全扫描模式下运行。
关于图9的讨论可同样应用于图5的光学位置追踪系统500。
图10描绘了根据本发明实施例的光学追踪目标方法1000的流程图。
在步骤1010中，从一个光束产生一个参考光束和一个入射光束。如果该光束具有单一波长，则可追踪目标的相对位置。如果该光束有多个波长，要么由于这些波长的同时存在，要么由于在一个时间间隔内有多个波长，那么就能追踪目标的绝对位置。接下来，在步骤1020中，利用光束导引装置使入射光束扫描经过一角度范围。另外，确定入射光束的角度值。
此外，在步骤1030中，当目标反射入射光束以产生反射光束时，发送该反射光束以便与参考光束相干而形成干涉光束。
在步骤1040中，通过干涉测量技术利用数据来确定目标的位置。可以使用数据，诸如，在目标反射该入射光束时入射光束的角度值，以及提供光束导引装置到目标距离的干涉光束。
根据本发明的具体实施例的前述描述作为示例性和说明的目的。其不试图穷举或限定本发明所公开的精确形式，根据上述教导的许多改进或变化都是可能的。实施例的选择和描述是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够最好地将本发明和具有各种变化的各种实施例用于特定的使用目的。本发明旨在用附加的权利要求及其等效物来限定其范围。
权利要求
1.一种光学位置追踪系统(200，500)，包括用于从光束(280)产生入射光束(284)和参考光束(282)的光学装置(260)；以及用于使所述入射光束(284)扫描经过一个角度范围(290)以产生目标(205)对所述入射光束(284)的反射(286)的光束导引装置(230)，其中导引所述入射光束(284)的所述反射(286)与所述参考光束(282)干涉以形成干涉光束(250)，其中通过干涉测量技术利用所述入射光束(284)的角度值和所述干涉光束(250)确定所述目标(205)的位置，以及其中所述角度值依赖于所述反射(286)。
2.如权利要求1所述的光学位置追踪系统(200，500)，进一步包括用于确定所述目标(205)的所述位置的处理单元(220)。
3.如权利要求1所述的光学位置追踪系统(200)，其中所述光束(280)具有单一波长，以及其中所述目标(205)的所述位置为相对位置。
4.如权利要求1所述的光学位置追踪系统(500)，其中所述光束(280)具有多个波长，以及其中所述目标(205)的所述位置为绝对位置。
5.如权利要求1所述的光学位置追踪系统(200，500)，其中所述目标(205)包括回反射表面(207)。
6.如权利要求1所述的光学位置追踪系统(200)，其中如果当所述入射光束(284)位于特定角度值时所述目标(205)反射所述入射光束(284)，那么所述光束导引装置(230)使所述入射光束(284)扫描经过包括所述特定角度值的一个有限角度范围(295)，直至所述目标(205)不再反射所述入射光束(284)。
7.如权利要求1所述的光学位置追踪系统(200，500)，其中所述光束导引装置(230)是MEMS(微机电系统)电机光束导引装置、电流计式光束导引装置、声-光光束导引装置、电-光光束导引装置、光栅结构光束导引装置、全息结构光束导引装置、以及扫描镜光束导引装置中的一个。
8.如权利要求1所述的光学位置追踪系统(200，500)，其中所述光束(280)是从以下的组中选出的光源，该组由基于白炽灯技术的光源、基于LED(发光二极管)技术的光源、基于半导体激光器技术的光源、以及基于稀土激光器技术的光源构成。
9.一种系统(100)，包括用于从光束(280)产生入射光束(284)和参考光束(282)的光学装置(260)；用于使所述入射光束(284)扫描经过一个角度范围(290)以产生目标(205)对所述入射光束(284)的反射(286)的光束导引装置(230)，其中导引所述入射光束(284)的所述反射(286)与所述参考光束(282)干涉以形成干涉光束(250)，其中通过干涉测量技术利用所述入射光束(284)的角度值和所述干涉光束(250)确定所述目标(205)的位置，以及其中所述角度值依赖于所述反射(286)；以及用于接收并利用所述目标(205)的所述位置的计算机系统(50)。
10.一种光学追踪目标(205)的方法，所述方法包括从光束(280)产生入射光束(284)和参考光束(282)；使所述入射光束(284)扫描经过一个角度范围(290)并确定所述入射光束(284)的角度值；当所述目标(205)反射所述入射光束(284)以产生反射光束(286)时，引导所述反射光束(286)与所述参考光束(282)干涉以形成干涉光束(250)；以及通过干涉测量技术利用所述入射光束(284)的所述角度值和所述干涉光束(250)确定所述目标(205)的位置，其中所述角度值依赖于所述反射光束(286)。
全文摘要
一种光学位置追踪系统(200)包括用于从光束(280)产生入射光束(284)和参考光束(282)的光学装置(260)。此外，光学位置追踪系统(200)进一步包括用于使所述入射光束(284)扫描经过一个角度范围(290)以产生目标(205)对该入射光束(284)的反射(286)的光束导引装置(230)，其中导引该入射光束(284)的反射(286)与所述参考光束(282)干涉以形成干涉光束(250)。另外，光学位置追踪系统(200)能够通过干涉测量技术利用该入射光束(284)的角度值和所述干涉光束(250)确定所述目标(205)的位置，其中该角度值依赖于该反射(286)。如果该光束(280)具有多个波长，要么由于这些波长同时存在，要么由于在一个时间间隔内具有多个波长，就能确定目标(205)的绝对位置。如果光束(280)具有单一波长，就能确定目标(205)的相对位置。
文档编号G01B9/02GK1946986SQ200580008507
公开日2007年4月11日 申请日期2005年1月12日 优先权日2004年1月16日
发明者T·谢, D·M·巴尼, M·T·迪皮 申请人:阿瓦戈科技 Ecbu Ip(新加坡)股份有限公司