[發(fā)明專利]設(shè)計(jì)和構(gòu)造用于三維傳感器模塊的點(diǎn)投影儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080062377.3
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN114391086A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧列弗.里波爾
• 申請（專利權(quán)）人: ams傳感器新加坡私人有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G06V40/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 鄧亞楠

對于具有多個光發(fā)射器的光學(xué)點(diǎn)投影儀，確定光發(fā)射器相對于光學(xué)點(diǎn)投影儀的基板的位置和由點(diǎn)投影儀投射到成像平面上的點(diǎn)的對應(yīng)第一位置之間的關(guān)系。基于該關(guān)系確定近似光學(xué)點(diǎn)投影儀的一個或多個光學(xué)元件的一個或多個光學(xué)特性的光柵。確定與光柵對光學(xué)點(diǎn)投影儀的一個或多個光學(xué)元件的替換相對應(yīng)的點(diǎn)的第二位置，以及基于點(diǎn)的第二位置確定光發(fā)射器相對于基板的修改位置。根據(jù)確定的修改位置構(gòu)造光學(xué)點(diǎn)投影儀。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及設(shè)計(jì)和構(gòu)造用于三維傳感器模塊的點(diǎn)投影儀。

背景技術(shù)

三維傳感器模塊用于測量對象在三維中的物理特性和/或移動。例如，三維傳感器模塊可用于測量人的面部輪廓(例如，經(jīng)由面部識別進(jìn)行生物認(rèn)證)。作為另一個示例，三維傳感器模塊可以用于測量物體的移動(例如，在三維中記錄動態(tài)事件)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開描述了用于設(shè)計(jì)和構(gòu)造用于在三維傳感器模塊中使用的點(diǎn)投影儀的技術(shù)。例如，為了測試或校準(zhǔn)的目的，構(gòu)造初始“樣本”三維傳感器模塊。樣本三維傳感器模塊包括具有光源的點(diǎn)投影儀，該光源在基板上具有光發(fā)射器的特定布置。點(diǎn)投影儀被操作使得它將光圖案發(fā)射到測試成像表面上，并且測量投射的光圖案的特性。基于這些測量，一個或多個光發(fā)射器的位置被修改以考慮投射的光圖案中的未對準(zhǔn)、間隙和/或點(diǎn)密度的局部變化。繼而，構(gòu)造一個或多個“生產(chǎn)”三維傳感器模塊，每個“生產(chǎn)”三維傳感器模塊具有光發(fā)射器的修改布置。

這些設(shè)計(jì)和構(gòu)造技術(shù)可以提供各種好處。例如，在一些實(shí)施方式中，使用這些技術(shù)生產(chǎn)的三維傳感器模塊可操作來將更均勻分布的光圖案投射到對象上(例如，與沒有使用這些技術(shù)生產(chǎn)的三維傳感器模塊相比)。因此，三維傳感器模塊可以在其整個視場中更一致地檢測和測量物理特性和/或移動。此外，三維傳感器模塊可以根據(jù)更大的細(xì)節(jié)程度來檢測和測量物理特性和/或移動，這是由于減少或消除了間隙，否則這些間隙可能使得三維傳感器模塊無法檢測到對象的特征。

在一個方面，本公開描述了一種方法，該方法包括對于具有多個光發(fā)射器的光學(xué)點(diǎn)投影儀，確定多個光發(fā)射器相對于光學(xué)點(diǎn)投影儀的基板的位置和由點(diǎn)投影儀投射到成像平面上的點(diǎn)的對應(yīng)第一位置之間的關(guān)系。該方法還包括基于該關(guān)系確定近似光學(xué)點(diǎn)投影儀的一個或多個光學(xué)元件的一個或多個光學(xué)特性的光柵。該方法還包括確定與光柵對光學(xué)點(diǎn)投影儀的一個或多個光學(xué)元件的替換相對應(yīng)的點(diǎn)的第二位置，以及基于點(diǎn)的第二位置確定多個光發(fā)射器相對于基板的修改位置以減少點(diǎn)投影儀投射的點(diǎn)的空間圖案中的失真。該方法還包括構(gòu)造多個光學(xué)點(diǎn)投影儀，每個光學(xué)點(diǎn)投影儀具有根據(jù)所確定的修改位置布置的相應(yīng)多個光發(fā)射器。

實(shí)施方式可以包括以下一個或多個特征。

在一些實(shí)施方式中，該關(guān)系可以包括傳遞函數(shù)，該傳遞函數(shù)指示作為光發(fā)射器相對于光學(xué)點(diǎn)投影儀的基板的位置的函數(shù)的由點(diǎn)投影儀投射到成像平面上的點(diǎn)的第一位置。

在一些實(shí)施方式中，光發(fā)射器可以包括布置在基板上的多個垂直腔面發(fā)射激光器(VSCEL)發(fā)射器。

在一些實(shí)施方式中，可以基于點(diǎn)的第一位置相對于成像平面的水平維度的曲率來確定光柵。

在一些實(shí)施方式中，可以進(jìn)一步基于點(diǎn)的第一位置相對于成像平面的垂直維度的曲率來確定光柵。

在一些實(shí)施方式中，一個或多個光學(xué)元件可以包括一個或多個衍射光學(xué)元件。

在一些實(shí)施方式中，確定近似光學(xué)點(diǎn)投影儀的一個或多個光學(xué)元件的光學(xué)特性的光柵可以包括確定光柵相對于第一維度的第一周期性。

在一些實(shí)施方式中，確定近似光學(xué)點(diǎn)投影儀的一個或多個光學(xué)元件的光學(xué)特性的光柵可以包括確定光柵相對于第二維度的第二周期性，第二維度與第一維度正交。

在一些實(shí)施方式中，該方法還可以包括構(gòu)造多個光學(xué)傳感器模塊。構(gòu)造光學(xué)傳感器模塊可以包括，對于每個光學(xué)傳感器模塊，在光學(xué)傳感器模塊中封裝相應(yīng)光學(xué)點(diǎn)投影儀和相應(yīng)圖像傳感器。