[發明專利]3D結構光激光發射器及3D結構光裝置

在審

• 申請號: 202110579825.3
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113311644A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 徐小嵐;余建男;王百順
• 申請（專利權）人: 深圳博升光電科技有限公司
• 主分類號: G03B15/02
• 分類號: G03B15/02;G02B27/09;H04N13/254;H04N13/271;G01S17/08;G01B11/24
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本申請公開了一種3D結構光激光發射器及3D結構光裝置，其中，3D結構光激光發射器，包括激光發射單元，用于發射散斑激光束；第一光學組件，用于對所述散斑激光束進行準直；第二光學組件，用于對準直后的所述散斑激光束進行擴束并進行光斑復制；第三光學組件，用于對擴束并進行光斑復制后的所述散斑激光束再次進行擴束。上述方案，通過第二光學組件對散斑激光束進行擴束后，再通過第三光學組件進一步進行擴束，使得該3D結構光激光發射器具有足夠大的視場角，以覆蓋超廣角相機的視場角；此外，由于第二光學組件對散斑激光束的光斑復制，使得該3D結構光激光發射器視場角變大后，仍能具有較高的光斑密度，利于提高3D檢測的精度及準確性。

技術領域

本發明一般涉及3D檢測技術領域，具體涉及一種3D結構光激光發射器及3D結構光裝置。

背景技術

隨著移動設備和智能交互設備的普及，2D(Dimension；維)因其只能提供XY兩個方向的位置信息，已經不能滿足行業發展需要。而3D技術不但可以提供XY兩個方向的位置信息還可以提供位置深度信息，可以減少2D識別時發生的誤判，所以3D技術目前已經被廣泛應用在刷臉支付行業、智能門鎖、體感游戲、安防監控、智能機器人避障等。

目前行業中3D技術主要有雙目、TOF、結構光等，而結構光3D技術因其精度高、成本低、功耗低等優點而被廣泛應用。

但是，目前在某些應用場景下，需要用到超廣角相機進行拍攝，但是目前3D結構光激光發射器的視場角有限，一個3D結構光激光發射器不能與超廣角相機適配，即一個3D結構光激光發射器不能覆蓋超廣角相機的視場角，導致廣角相機的視場角不被覆蓋部位采集的圖像沒有深度信息，影響3D檢測的準確性。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種3D結構光激光發射器及3D結構光裝置，用以解決現有技術中3D結構光激光發射器不能覆蓋超廣角相機的視場角的問題。

第一方面，本發明提供一種3D結構光激光發射器，包括：

激光發射單元，用于發射散斑激光束；

第一光學組件，用于對所述散斑激光束進行準直；

第二光學組件，用于對準直后的所述散斑激光束進行擴束并進行光斑復制；

第三光學組件，用于對擴束并進行光斑復制后的所述散斑激光束再次進行擴束。

作為可實現方式，所述第一光學組件為準直器。

作為可實現方式，所述第二光學組件為二維衍射光學器件。

作為可實現方式，所述第三光學組件為擴束透鏡。

作為可實現方式，所述擴束透鏡的孔徑滿足以下關系式：

D＝D₀-2d·tanU₀；

其中，D為所述擴束透鏡的孔徑，D₀為所述第二光學組件的出光口徑，d為所述擴束透鏡與所述第二光學組件的的中心距，U₀所述第二光學組件所出射的激光束的視場角。

作為可實現方式，所述散斑激光束經所述第三光學組件擴束后的視場角為100°-150°。

作為可實現方式，所述激光發射單元為垂直腔面發射激光器。

第二方面，本發明提供一種3D結構光裝置，包括超廣角相機和上述的3D結構光激光發射器，所述廣角相機和所述3D結構光激光發射器并排設置，所述3D結構光激光發射器的視場角覆蓋所述超廣角相機的視場角；所述超廣角相機的光入射面與所述3D結構光激光發射器的光出射面平行。

作為可實現方式，所述超廣角相機的光入射面與所述3D結構光激光發射器的光出射面位于同一平面。