[發明專利]結構化光投射

在審

• 申請號: 201880070539.0
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN111295614A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 馬爾庫什·羅西
• 申請（專利權）人: 赫普塔岡微光有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B27/42;G03B21/20;H01S5/42
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;宋志強

結構化光投射系統包括共同可操作以發射規則光圖案的發光元件陣列。第一光學元件被配置為改變由發光元件陣列發射的光圖案以生成第一不規則光圖案，并且第二光學元件被配置為接收由第一光學元件生成的不規則光圖案并且產生包括第一不規則圖案的多個實例的圖案。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年8月28日遞交的申請號為62/551,012的美國專利申請的優先權。在先的申請的內容通過引用被合并于此。

技術領域

本公開涉及結構化光投射。

背景技術

各種成像應用使用能夠被集成例如在諸如智能電話、平板機、膝上計算機或個人計算機之類的主機計算設備內的緊湊光電子模塊。在一些應用中，該模塊包括光源來將結構化光圖案投射到包括感興趣的一個或多個對象的場景上。在一些結構化光構件中，將圖案投射到主體上、獲得圖案的圖像、將投射的圖案與所收集的圖案相比較，并且兩個圖案之間的差異與深度信息有關。因此，圖案中的失真與深度有關。此類技術能夠可用于低光度和低紋理對象或場景，這是因為結構化光能夠提供附加的紋理(例如，用于匹配立體圖像中的像素)。

發明內容

本公開描述用于使用規則的發光元件陣列來創建不規則的結構化光圖案的技術。

例如，在一個方面中，本公開描述一種從規則的發光元件陣列創建不規則的結構化光圖案的方法。該方法包括：從均勻分布的發光元件陣列生成規則光圖案，改變規則光圖案以生成不規則光圖案，以及在彼此相鄰地布置的多個實例中復制不規則光圖案。

一個或多個隨后的特征存在于一些實施方式中。例如，發光元件陣列能夠包括發光元件的列和行，其中，行相對于列垂直地布置，或其中，行相對于列成一角度。在一些實施方式中，發光元件陣列產生光的子圖案的規則圖案。在一些情況下，發光元件陣列產生光簇的網格，其中，網格在第一方向上具有共同形狀的簇，并且其中，網格在與第一方向垂直的第二方向上具有不同形狀的簇。

在一些實施方式中，該方法包括接收從發光元件陣列所發射的光并且將光投射到第一衍射光學元件以生成不規則光圖案。不規則光圖案例如可以是隨機化的圖案、非均勻的圖案、非網格的圖案、中斷的圖案、不勻地隔開的圖案、部分被遮擋的圖案、部分被阻擋的圖案和/或不均等分布的圖案中的至少一種。

在一些情況下，在多個實例中復制不規則圖案包括產生不規則圖案的均勻分布。復制不規則光圖案可以包括：產生平鋪圖案、產生不規則光圖案的多個交錯的實例和/或產生不規則光圖案的多個部分地重疊的實例。

本公開也描述一種包括共同可操作以發射規則光圖案的發光元件陣列的結構化光投射系統。該系統另外包括：第一光學元件，被配置為改變由發光元件陣列發射的光圖案以生成第一不規則光圖案，以及第二光學元件，被配置為接收由第一光學元件生成的不規則光圖案并且產生包括第一不規則圖案的多個實例的圖案。

一個或多個隨后的特征存在于一些實施方式中。例如，發光元件陣列能夠包括發光元件的列和行，其中，相對于列垂直地布置行，或其中，行相對于列成一角度。在一些情況下，發光元件陣列可操作用于投射光的子圖案的規則圖案。在一些實施方式中，發光元件陣列可操作用于投射光簇的網格，其中，網格在第一方向上具有共同形狀的簇，并且其中，網格在與第一方向垂直的第二方向上具有不同形狀的簇。發光元件能夠例如是VCSEL。

第一不規則光圖案能夠例如是隨機化的圖案、非均勻的圖案、非網格的圖案、中斷的圖案、不勻地隔開的圖案、部分被遮擋的圖案、部分被阻擋的圖案和/或不均等分布的圖案中的至少一種。

結構化光投射系統能夠進一步包括投射透鏡系統，該投射透鏡系統可操作用于接收從發光元件陣列發射的光并且將光投射到第一光學元件。第二光學元件能夠被布置為產生不規則圖案的均勻分布、平鋪圖案、不規則光圖案的多個交錯的實例和/或不規則光圖案的多個部分地重疊的實例。