[發明專利]光投射系統和方法

有效

• 申請號: 201910035662.5
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN111323931B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 朱力;呂方璐;汪博
• 申請（專利權）人: 深圳市光鑒科技有限公司
• 主分類號: G02B27/42
• 分類號: G02B27/42;G02F1/1334
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種系統包括被配置為投射準直光束的光投射系統，以及可切換式漫射器。可切換式漫射器和控制源耦合。可切換式漫射器對從第一條件切換到第二條件(例如從0V切換到1?50V的電壓條件)的控制源做出響應，以從第一狀態切換到第二狀態。在第一狀態，可切換式漫射器接收準直光束，將其漫射并投射泛光。在第二狀態，可切換式漫射器對若干路準直光束基本透明，并允許準直光束穿過并作為陣列傳播出來。系統還可包括被配置為采集泛光和點陣列反射的檢測器，和/或飛行時間檢測器，該飛行時間檢測器被配置為：對從表面反射的返回光的不同部分之間的時間差進行檢測。

技術領域

本發明涉及采用可切換式漫射器組件來投射光，以及可選地控制該光投射的系統和方法。

背景技術

光投射技術對于啟用多個重要設備的功能至關重要。例如，結構光投射技術應用于手機的3D相機模塊，以用于識別面部特征。面部特征反射的投射光可以被檢測器采集，并通過算法進行分析，以“察覺”出面部的拓撲結構。相應地，可根據面部特征識別的輸入進行身份驗證、生成表情符號、圖像采集定向(image?capture?orientation)以及其他各類功能的設計。

目前，光投射技術的缺點在于成本高、設備尺寸大以及集成度低。尤其是，常規光投射技術無法完全利用已有光源實現所尋求的多種功能，而是通過多個投射裝置來實現其目的。這些缺點成為進一步對建立于或圍繞著光投射技術的裝置結構和功能進行改進的瓶頸。因此，消費者市場和相關行業都希望能改進現有光投射技術。

光投射是實現各類應用的關鍵步驟，例如3D特征檢測和3D繪圖。在常規系統中，多個光源和光投射子系統相互結合使用，以提供3D特征檢測功能和3D繪圖技術。例如，很多常規系統安裝有不同的泛光照明組件和不同的點投射器組件，以實現所需的讀取。通常，泛光組件生成的光線為寬光束，其在傳播時基本會發生擴散。泛光用于照亮目標物的表面以進行圖像采集。另一方面，點投射器生成的光線為窄光束，其采用基本平行的光線，這些光線在傳播時不會像泛光那么容易發散或擴散。采用兩種不同的光源實現泛光照明和點投射的效率較低，還會造成模塊尺寸過大而無法匹配較小的應用環境。

發明內容

本發明的各實施例包括光投射系統和結構、可切換式漫射器和其他設備。

根據本發明的一個方面，一種系統包括：光投射系統，其被配置為投射若干路準直光束；可切換式漫射器，其具有第一表面和第二表面，所述可切換式漫射器與控制源耦合并被配置為：對從第一條件轉變到第二條件的控制源做出響應，以從第一狀態轉變到第二狀態；其中在所述第一狀態，可切換式漫射器被配置為：在第一表面接收若干路準直光束的至少一部分，并從第二表面投射出泛光；其中在所述第二狀態，可切換式漫射器被配置為：允許若干路準直光束的至少一部分作為陣列而從第二表面傳播出；以及處理引擎，其與非暫時性計算機可讀介質電連接，所述非暫時性計算機可讀介質具有存儲于其上的機器可讀指令，當處理引擎執行所述機器可讀指令時，使得系統：根據第一預定模式在第一條件和第二條件之間對控制源進行振蕩。可以理解的是，基于本發明的目的，術語“計算機可讀介質”涵蓋任何被配置為存儲有被處理引擎執行的機器可讀指令的任何介質。例如，此類介質可以作為芯片上的系統，或以前述的任意組合，而存在于微控制器單元中。

在一些實施例中，光投射系統包括垂直腔面發射激光器(VCSEL)元件、衍射光學元件，和/或波導器件。