[发明专利]光电子装置和深度测量系统

说明书

描述。

本发明涉及一种根据专利权利要求 1的光电子装置和一种根据专利权利要求 20的深度测量系统 。

本专利申请要求德国专利申请 DE 10 2015 108 413.9 和 DE 10 2015 122 627.8 的优先权，其公开内容被通过引用合并于此 。

用于产生光图案，例如光点图案的光电子装置是已知的并且被用于例如深度测量系统中以便借助于光图案的后向散射光获得深度信息。用于产生光图案的已知的光电子装置可以例如具有激光光源和衍射光学元件或遮蔽孔径结构。

本发明的目的是提供一种用于产生光图案的光电子装置。该目的是通过具有权利要求1的特征的光电子装置实现的。本发明的另一目的是提供一种深度测量系统。该目的是通过具有权利要求20的特征的深度测量系统实现的。在从属权利要求中指定了各种完善。

用于产生光图案的光电子装置包括被配置为在其上侧发射电磁辐射的发光二极管芯片，该电磁辐射形成在发光二极管芯片的上侧上的第一二维图案。光电子装置进一步包括光学成像元件，其被配置为把由发光二极管芯片发射的电磁辐射投射到光电子装置的环境中。

有利地，发光二极管芯片被用作为该光电子装置中的光源，从而可以经济地生产光电子装置，可以以很少的费用对光电子装置进行比例缩放，并且可以容易地处置光电子装置。特别是，归因于没有激光光源，在该光电子装置中不必采取对眼睛的安全措施。该光电子装置有利地具有带有小数量的独立组件部分的简单结构，从而该光电子装置可以具有紧凑的外部尺寸。

在光电子装置的一个实施例中，第一图案是以如下这样的方式配置的：至少两个发射辐射的区段和两个不发射辐射的区段沿着布置在发光二极管芯片的上侧上的直线交替。这有利地确保了可以由光电子装置产生的光图案对于由要被使用在用于确定深度信息的深度测量系统中的光电子装置能够产生的光图案而言是足够复杂的。

在光电子装置的一个实施例中，第一图案是二维点图案。在这种情况下该点图案可以是规则的或不规则的点图案。二维点图案已经证明是高度适合于在用于深度测量的系统中使用。

在光电子装置的一个实施例中，第一图案是条形图案。条形图案也适合于在用于深度测量的系统中使用，并且有利地允许特别简单的评价。

在光电子装置的一个实施例中，发光二极管芯片被配置为发射具有在红外谱范围内的波长的电磁辐射。可以由光电子装置产生的光图案因此有利地是不可见的，并且因此不会被用户感知为困扰。

在光电子装置的一个实施例中，发光二极管芯片具有外延生长的层序列。在这种情况下，该层序列的区域是在横向方向上根据第一图案构造的。通过这样而有利地实现的效果是发光二极管芯片仅在其中意图在发光二极管芯片的上侧上发射电磁辐射的那些区域中产生电磁辐射。因此不必在发光二极管芯片的不意图发射电磁辐射的上侧上的那些区域中遮蔽电磁辐射。因此，该光电子装置可以有利地具有高效率。

在光电子装置的一个实施例中，该层序列具有pn结，其是被横向地构造的。通过这样而有利地实现的效果是在光电子装置的发光二极管芯片中将仅在其中意图在发光二极管芯片的上侧上发射电磁辐射的区域中产生电磁辐射。

在光电子装置的一个实施例中，光学成像元件包括光学透镜。在这种情况下，光学透镜可以例如被配置为发散透镜。有利地，光学成像元件因此适合于把由光电子装置的发光二极管发射的电磁辐射投射到光电子装置的环境中。

在光电子装置的一个实施例中，孔径元件——其具有在上侧的发射辐射的区段上方的开口——被布置在发光二极管芯片的上侧上方。有利地，可以通过该孔径元件实现由发光二极管芯片发射的电磁辐射的至少部分平行化。在强烈地从法向偏离的角度下发射的电磁辐射在这种情况下被吸收在孔径元件的开口中。

在光电子装置的一个实施例中，开口中的至少一个被定尺寸为如此的窄以至于仅电磁辐射的基模可以通过开口。在这种情况下，开口可以例如具有小于10μm的直径。基模有利地具有窄的发射角，从而所发射的电磁辐射被强烈地定向，并且在垂直于发光二极管芯片的上侧的方向上具有高辐射强度。这有利地允许到光电子装置的光学成像元件中的有效率的耦合。更进一步地，由光电子装置产生的光图案因此具有高对比度。

在光电子装置的实施例中，聚焦元件——其意图至少部分地使在发射辐射的区段上发射的电磁辐射平行化——被布置在发光二极管芯片的上侧的至少一个发射辐射的区段上方。有利地，聚焦元件可以通过使电磁辐射折射和偏转来实现电磁辐射的部分平行化，从而可以减少因吸收所致的损耗。以这种方式，光电子装置可以具有特别高的效率。