[发明专利]一种激光散斑投射装置

说明书

本公开提供了一种激光散斑投射装置，所述激光散斑投射装置能够通过液晶模块控制激光发射器发光点的光线是否透过、透过的强度和角度，从而实现所投射出的散斑点的数量、形状和强度都动态可控的激光散斑编码图案。本公开提供的激光散斑投射装置虽然具有固定排列发光点阵，但能输出不同的散斑编码图案，并且可以动态调节单个发光点的亮暗、形状。本公开可以提高散斑结构光编码的随机性，实现时‑空编码，并改善编码图案的鲁棒性。

技术领域

本发明属于人工智能、机器视觉、激光三维成像技术领域，具体涉及一种激光散斑投射装置。

背景技术

结构光是一种基于立体视觉重建目标的光学技术，通常由编码投射器、接收相机、结构光解码模块组成，通过激光三角法获得深度信息。和其它提取深度信息设备相比，如激光测距仪及声纳测距装置，结构光测量系统在精度、价格及速度方面具有潜在优势，可广泛用于三维空间测量、深度检测及三维表面恢复。

基于结构光的主动视觉深度感知技术中所采用的主动光源，一般为红外激光源，比如垂直腔面发射激光器(VCSEL)和LD激光源等。其中，垂直腔面发射激光器(VSCEL，Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)与传统发射激光器相比，具有小的发散角和圆形对称的远、近场分布，使其与光纤的耦合效率大大提高，而不需要复杂昂贵的光束整形系统。受限于当前的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的发光点阵固定排列，一般只能输出固定编码图案的散斑图案，而无法实现动态调节单个发光点的亮暗。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种激光散斑投射装置，可以生成散斑点的形状、数量和强度都动态可控的激光散斑编码图案。

一种激光散斑投射装置，包括：

发光点阵，用于以点阵的形式生成多束激光束；

液晶模块，用于对每束激光束的是否透过液晶、透过的强度和角度进行控制，以形成基础编码图案；

准直镜，用于对形成所述基础编码图案的激光束进行准直处理；

衍射光学器件DOE，用于接收经准直处理的激光束，并对所述基础编码图案进行复制和拼接，生成大视角的激光散斑编码图案。

可选的，所述发光点阵基于发光基板组成，所述发光基板上规则或不规则排列有发光颗粒，其中，每个发光颗粒对应一束激光。

可选的，所述液晶模块包括薄膜晶体管阵列，通过控制所述薄膜晶体管阵列的形状和数量及所述液晶模块中液晶分子的转换速度和扭转角度可形成散斑点的形状、数量和强度都动态可控的基础编码图案。

可选的，所述薄膜晶体管阵列的形状和数量能够通过液晶显示驱动电路控制。

可选的，所述激光散斑投射装置还包括反射镜，所述反射镜呈45°放置，用于反射所述发光点阵发出的激光束。

可选的，所述激光散斑投射装置还包括镜座，用于固定所述发光点阵、液晶模块、准直镜和衍射光学器件DOE。

可选的，所述液晶模块与所述准直镜在激光光路上布置的位置可互换。

可选的，所述准直镜可合成于所述衍射光学器件DOE的背面。

可选的，所述准直处理是指通过准直镜，将发散角很大的激光束光线变得平行，形成平行光束。

一种智能终端，包括存储器和处理器，其特征在于，所述智能终端包括所述权利要求1-9中任意一项所述的装置。

本发明带来的有益效果：

1、本发明的激光散斑投射装置虽然具有固定排列发光点阵，但能输出不同的散斑编码图案，并且可以实现动态调节单个发光点的亮暗、形状；