[發明專利]光學投影裝置及應用其的深度相機

有效

• 申請號: 201710044655.2
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN108333856B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 黃杰凡;李福茂;黃源浩;肖振中;劉龍;許星
• 申請（專利權）人: 奧比中光科技集團股份有限公司
• 主分類號: G03B21/16
• 分類號: G03B21/16;G03B21/20;G03B17/54
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發明提供一種光學投影裝置及應用其的深度相機，包括具有散熱功能的底座、光發射芯片和光束生成器，所述底座包括加強底板和電路板；所述光發射芯片為VCSEL芯片，所述VCSEL芯片包括：半導體襯底和至少二個VCSEL光源排列在半導體襯底上，所述VCSEL芯片發射的所述第一光束與所述VCSEL光源排列的樣式一致；光束生成器包括鏡座、透鏡和衍射光學元件或者包括鏡座和擴散器。應用這種光學投影裝置的深度相機包括光學投影裝置、圖像采集裝置和處理器或包括光學投影裝置、光束接收裝置和處理器。本發明的光學投影裝置具有體積小、散熱性能高且結構穩定的特點，能夠做為深度相機的一部分被集成到微型計算設備中。

技術領域

本發明涉及光學及電子技術領域，尤其涉及一種光學投影裝置及應用其的深度相機。

背景技術

深度相機可以獲取目標的深度信息借此實現3D掃描、場景建模、手勢交互，與目前被廣泛使用的RGB相機相比，深度相機正逐步受到各行各業的重視。例如利用深度相機與電視、電腦等結合可以實現體感游戲以達到游戲健身二合一的效果，微軟的KINECT、奧比中光的ASTRA是其中的代表。另外，谷歌的tango項目致力于將深度相機帶入移動設備，如平板、手機，以此帶來完全顛覆的使用體驗，比如可以實現非常真實的AR游戲體驗，可以使用其進行室內地圖創建、導航等功能。

深度相機中的核心部件是光學投影裝置，隨著應用的不斷擴展，光學投影裝置將向越來越小的體積以及越來越高的性能不斷進化。一般地，光學投影裝置由電路板、光源等部件組成，目前晶圓級大小的垂直腔面發射激光器（VCSEL）陣列光源使得光學投影裝置的體積可以減小到被嵌入到手機等微型電子設備中。現有技術中，可以將VSCEL制作在半導體襯底上，并將半導體襯底與柔性電路板（FPC）進行連接，為了解決散熱問題，還引入了半導體致冷器（TEC）。TEC可以很好的對光源發熱進行控制，但由于本身的功耗較高，且占用較大的體積，使得這種形式的光學投影裝置的體積以及功耗仍不理想。

發明內容

本發明的目的是為解決提供現有技術中光學投影裝置體積與散熱效果二者不能兼得的問題，提供一種光學投影裝置及應用其的深度相機。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種光學投影裝置，其特征在于，包括：

底座，所述底座具有散熱性能；

光發射芯片，所述光發射芯片安裝在所述底座上與所述底座電性連接并用于發射第一光束；

光束生成器，所述光束生成器安裝在所述底座上并用于接收所述第一光束并向外投射出第二光束。

優選地，所述底座包括：

加強底板，所述加強底板具有導熱和支撐功能；

電路板，所述電路板與所述加強底板連接；

優選地，所述光發射芯片為VCSEL芯片，所述VCSEL芯片包括：

半導體襯底；

至少二個VCSEL光源排列在半導體襯底上；

所述VCSEL芯片發射的所述第一光束與所述VCSEL光源排列的樣式一致。

優選地，所述光束生成器包括：

鏡座，所述鏡座安裝在所述底座上；

透鏡，所述透鏡安裝在所述鏡座上用于準直所述第一光束；

衍射光學元件，所述衍射光學元件安裝在所述鏡座上用于接收經所述透鏡準直后的所述第一光束并向外投射出所述第二光束。

優選地，所述光束生成器包括：

鏡座，所述鏡座安裝在所述底座上；