[發明專利]3D投射器及光學透鏡的設計方法

在審

• 申請號: 202210919797.X
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115453749A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 李安;張莉萍;陳馳
• 申請（專利權）人: 安思疆科技（南京）有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B27/48;G02B30/00;G02B7/02;G03B21/14;G03B21/20
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 羅秋蓮

本發明涉及3D視覺技術領域，尤其涉及一種3D投射器及光學透鏡的設計方法，該3D投射器包括：電路板、第一激光光源、第二激光光源、準直照明一體鏡和衍射光學元件；其中，第一激光光源和第二激光光源間隔設置在電路板的同一側，電路板與第一激光光源和第二激光光源電連接，準直照明一體鏡設置在第一激光光源和第二激光光源上方，且準直照明一體鏡的鏡筒底部與電路板固定連接，準直照明一體鏡的鏡筒頂部與衍射光學元件固定連接；由于相比于現有的結構光投射器和泛光照明器分開設置，本發明擴展了3D投射器的應用場景，并降低了3D投射器體積和生產成本。

技術領域

本發明涉及3D視覺技術領域，尤其涉及一種3D投射器及光學透鏡的設計方法。

背景技術

目前，3D視覺感知技術在原有的2D成像只提供物體紋理信息的基礎上，增加了物體的深度信息以用于人臉識別，3D視覺感知技術以結構光技術和時間飛行技術為主流，而結構光和飛行技術系統中的核心部件是投射器。

一般市面上的3D投射器包括結構光投射器和泛光照明器，其中，結構光投射器和泛光照明器分別按照一定的時間間隔交替工作，結構光投射器用于投射結構光斑圖，泛光照明器用于投射均勻紅外光斑圖，3D投射器的紅外相機接收結構光斑圖和均勻紅外光斑圖以進行人臉識別，但現有的結構光投射器和泛光照明器由于是兩個不同的系統，需分開設置，進而導致3D投射器的體積較大，生產和組裝成本較高。

上述內容僅用于輔助理解本發明的技術方案，并不代表承認上述內容是現有技術。

發明內容

本發明的主要目的在于提供了一種3D投射器及光學透鏡的設計方法，旨在解決現有技術中3D投射器體積較大，生產和組裝成本較高的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種3D投射器，所述3D投射器包括：電路板、第一激光光源、第二激光光源、準直照明一體鏡和衍射光學元件；

其中，所述第一激光光源和所述第二激光光源間隔設置在所述電路板的同一側，所述電路板與所述第一激光光源和所述第二激光光源電連接，所述準直照明一體鏡設置在所述第一激光光源和所述第二激光光源上方，且所述準直照明一體鏡的鏡筒底部與所述電路板固定連接，所述準直照明一體鏡的鏡筒頂部與所述衍射光學元件固定連接；

所述電路板，用于按照不同的時間間隔為所述第一激光光源和所述第二激光光源供電；

所述第一激光光源，用于在上電時，發射結構光至所述準直照明一體鏡；

所述準直照明一體鏡，用于對接收到的所述結構光準直成像，獲得清晰光斑圖；

所述衍射光學元件，用于將所述清晰光斑圖復制并擴散，獲得視場角更大的結構光斑圖；

所述第二激光光源，用于在上電時，發射泛光至所述準直照明一體鏡；

所述準直照明一體鏡，還用于對接收到的所述泛光的發散角壓縮成像，獲得模糊光斑圖；

所述衍射光學元件，還用于將所述模糊光斑圖復制并擴散，獲得視場角更大的均勻紅外光斑圖。

可選地，所述準直照明一體鏡還包括：光學透鏡，所述光學透鏡包括準直區域、照明區域和拼接區域；

其中，所述拼接區域分別與所述準直區域和所述照明區域連接；

所述準直區域，用于對接收到的所述結構光準直成像，獲得清晰光斑圖；

所述照明區域，用于對接收到的所述泛光的發散角壓縮成像，獲得模糊光斑圖；

所述拼接區域，用于防止投射到所述準直區域的光束進入到所述照明區域，以及防止投射到所述照明區域的光束進入到所述準直區域。

可選地，所述拼接區域經過噴砂處理。