[發明專利]結構光投射器及三維成像裝置

在審

• 申請號: 202010160555.8
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN113376854A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 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;G03B35/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種結構光投射器及三維成像裝置，包括基板、光源、投射透鏡以及衍射光學元件；光源的數量為多個，多個光源設置在基板且在基板上呈準晶體形狀排布；投射透鏡設置光源的出光側，構造為接收由光源發射的光，并投射出呈準晶體形狀排列的光束陣列；衍射光學元件，設置在投射透鏡的出光側，用于擴展呈準晶體形狀排列的多束光束以投射出多個彼此相鄰的呈準晶體形狀排列的光束陣列。本發明中多個光源設置在基板且在基板上呈準晶體形狀排布，從而能夠投射出呈準晶體形狀排布的光斑點陣，使得光斑點陣的排布整體呈隨機性同時局部具有一定的規律性，從而能夠通過光斑點陣的局部信息恢復丟失的點，增強了結構光攝像頭的魯棒性。

技術領域

本發明涉及深度傳感設備技術領域，具體地，涉及一種結構光投射器及三維成像裝置。

背景技術

近年來，隨著消費電子產業的不斷發展，具有深度傳感功能的3D攝像頭日漸受到消費電子界的重視。

目前比較成熟的深度測量方法是結構光方案，即將特定的結構光圖案投影在物體上，然后通過圖案的形變或位移計算物體不同位置的深度。一種比較常見的結構光圖案是隨機點陣。隨機點陣，是指隨機分布的紅外激光點陣，如圖1所示，在這樣的隨機點陣分布中，可以根據光斑的形變或位移計算出物體表面不同區域的深度。相反，周期性排布的點陣是無法作為結構光圖案。

但是隨機點陣中，不便于在深度計算時，對于隨機點陣中光斑點的查找，增加了計算難度，使得在結構光方案在實施時更為困難，制造成本較高。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種結構光投射器及三維成像裝置。

根據本發明提供的結構光投射器，包括：基板、光源、投射透鏡以及衍射光學元件；

所述光源的數量為多個，多個所述光源設置在所述基板且在所述基板上呈準晶體形狀排布；

所述投射透鏡設置所述光源的出光側，構造為接收由所述光源發射的光，并投射出呈準晶體形狀排列的光束陣列；

所述衍射光學元件，設置在所述投射透鏡的出光側，用于擴展所述呈準晶體形狀排列的多束光束以投射出多個彼此相鄰的呈準晶體形狀排列的光束陣列。

優選地，所述光源包括垂直腔面發射激光二極管。

優選地，所述準晶體形狀包括多個晶格單元；

每一所述晶格單元包括呈周期性排列的光源點陣；

多個所述晶格單元呈周期性排列且使得不同的所述晶格單元內的光源之間呈隨機性排布。

優選地，所述晶格單元中周期性排列的光斑點陣呈如下任一種或任多種形狀：

直線形；三角形；四邊形；矩形；圓形；六邊形；五邊形；七邊形；八邊形；星形；椎形；梯形；橢圓形；多焦點圓；月牙形；弓形；扇形；菱形。

優選地，所述基板采用半導體基板。

優選地，還包括第一驅動器和第二驅動器；

多個所述光源設置成第一光源組和第二光源組；所述第一光源組和所述第二光源組均包括呈準晶體形狀排布的多個光源；

所述第一光源組和所述第二光源組交錯布置在所述基板上；

所述第一驅動器、所述第二驅動器分別連接所述第一光源組、所述第二光源組以分開驅動所述第一光源組、所述第二光源組，以使所述第一光源組和所述第二光源組分別發光或同時發光。

優選地，所述第一光源組包括呈一種準晶體形狀排布的多個光源；

所述第二光源組包括呈另一種準晶體形狀排布的多個光源。

優選地，所述投射透鏡和所述衍射光學元件形成在一光學基板的相對側上。