[發明專利]單片結構光投影儀

有效

• 申請號: 201910845712.6
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110543029B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 簡阿克塞爾埃德蒙泰西爾;朱立安博卡特
• 申請（專利權）人: II-VI特拉華有限公司
• 主分類號: G02B27/42
• 分類號: G02B27/42;G03B21/20
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 韓輝峰;楊明釗

1.一種結構光投影儀，用于以定義的圖案產生光點的遠場圖像，包括：

單個激光二極管，產生非準直光束作為輸出；和

專用衍射光學元件，其設置成截取來自所述單個激光二極管的所述非準直光束，所述專用衍射光學元件包括布置成非均勻圖案的多個光柵特征，其被配置為補償所述非準直光束的波前和相位延遲，且其后衍射補償光束，以從所述單個激光二極管產生表現出所定義圖案的光點的干涉圖案作為輸出；

其中，所述多個光柵特征的非均勻圖案包括所述多個光柵特征的不均勻厚度和/或相鄰光柵特征之間的不均勻間隔；

其中，所述不均勻間隔用來匹配波前外部的相位延遲；

其中，所述不均勻厚度用來控制與穿過局部特征的光束部分相關聯的相位延遲,特征越厚，相位延遲越長。

2.如權利要求1所述的結構光投影儀，其特征在于，從所述專用衍射光學元件的中心區域向外測量，所述不均勻間隔的尺寸增加。

3.如權利要求1所述的結構光投影儀，其中，從專用衍射光學元件的中心區域向外測量，所述光柵特征的厚度減小。

4.如權利要求1所述的結構光投影儀，其中各個光柵特征呈現第一厚度t₁和第二厚度t₂中的任何一個，相鄰的光柵特征由第一間隔W₁和第二間隔W₂中的任一個隔開，以形成補償的高階專用衍射光學元件。

5.如權利要求1所述的結構光投影儀，其中所述單個激光二極管包括單模激光二極管。

6.如權利要求1所述的結構光投影儀，其中所述單個激光二極管包括多模激光二極管。

7.如權利要求1所述的結構光投影儀，其中所述單個激光二極管包括半導體激光二極管。

8.如權利要求7所述的結構光投影儀，其中所述單個激光二極管包括垂直腔表面發射激光器VCSEL。

9.如權利要求8所述的結構光投影儀，其中所述VCSEL倒置設置，以引導所述非準直光束穿過支撐基板的厚度，從所述支撐基板的主表面射出。

10.如權利要求9所述的結構光投影儀，其中，所述專用衍射光學元件設置在所述支撐基板的主表面上。

11.根據權利要求10所述的結構光投影儀，其中所述專用衍射光學元件包括在所述支撐基板的主表面上形成的在表面層內蝕刻的所述多個光柵特征的非均勻布置。

12.一種結構光投影儀，包括：

多個單個激光二極管，每個激光二極管提供非準直光束作為輸出；和

多個專用衍射光學元件，以一對一關系設置在所述多個單個激光二極管上方并與所述多個單個激光二極管對準，每個單獨的專用衍射光學元件包括布置成非均勻圖案的多個光柵特征，以補償相關的非準直光束的波前和相位延遲，且其后衍射相關的補償光束，所述多個專用衍射光學元件產生結構光輸出，所述結構光輸出包括與所述單個激光二極管的陣列相關的多個干涉圖案；

其中，所述多個光柵特征的非均勻圖案包括所述多個光柵特征的不均勻厚度和/或相鄰光柵特征之間的不均勻間隔；

其中，所述不均勻間隔用來匹配波前外部的相位延遲；

其中，所述不均勻厚度用來控制與穿過局部特征的光束部分相關聯的相位延遲,特征越厚，相位延遲越長。