[发明专利]基于全息波导的散斑结构光投影模组

说明书

本发明涉及3D形貌测量领域。本发明提供一种基于全息波导的散斑结构光投影模组，包括全息波导单元、阵列激光光源、准直透镜和衍射光学元件，其中全息波导单元由全息光学元件与波导基底材料构成。全息光学元件作为耦合输入与输出调制器件，它将阵列激光光源发出的第一斑点图案调制为基底内的全反射波导传输，并在一定距离后耦合输出至准直透镜，衍射光学元件接收准直光束并将第一斑点图案复制扩展后形成高密度的散斑点阵照明，投影至待测场景。通过采用全息波导传输的方式能够将激光阵列光源与其他光学调制器件在空间上分离一定的距离，以便于为光源增加散热装置，在实现结构轻薄小型化设计的同时保证良好的散热特性。

技术领域

本发明涉及3D形貌测量领域，具体地涉及一种基于全息波导的散斑结构光投影模组。

背景技术

3D形貌测量技术可采集场景中物体的深度坐标信息，为后端开发提供额外的数据处理自由度。随着移动终端器件与智能交互设备的普及，3D测量技术越来越成为新一代人机交互的核心技术，在工业检测、安防零售、体感游戏、移动支付和生物医学等方面都有着广泛的应用前景。

散斑结构光技术是当前广泛采用的3D数据采集方案。它采用编码后随机、伪随机或规则排布的斑点光线簇作为光学探针，投射至空间场景，通过比对斑点位移量，由三角测量原理得到具体的场景深度信息。投影模组将预设的结构光模式投射至实际场景，是散斑结构光深度相机的硬件基础。通常模组包括激光光源、准直透镜和衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)。

随着深度感知技术在移动设备方面的应用愈加广泛，因此对于投影模组与深度相机的体积大小要求越来越高。结构紧凑轻薄的投影模组与深度相机成为领域内迫切的研究需求；另外，小型化的投影模组中由于其内的各个元件的安装和排布都较为紧凑，导致其又会面临光源散热的问题，严重制约了散斑投影模组的发展。

综上可知，在散斑结构光3D形貌测量中，如何设计出结构轻薄小型化且又便于进行光源散热的散斑投影模组成为当前亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于全息波导的散斑结构光投影模组，使得散斑投影模组在满足结构轻薄小型化设计的同时还能够具有良好的散热特性。

为了实现上述目的，本发明实施例一方面提供一种基于全息波导的散斑结构光投影模组，包括全息波导单元和用于发射对应第一斑点图案的激光光束的阵列光源，其中所述全息波导单元包括波导基底、第一全息光学元件和第二全息光学元件，所述第一全息光学元件贴合于所述波导基底的第一端，所述第二全息光学元件贴合于所述波导基底的第二端；其中，所述第二全息光学元件用于将所述阵列光源所发射的激光光束耦合接入至所述波导基底，所述激光光束能够在所述波导基底中进行波导传输，并通过所述第一全息光学元件输出。

本发明实施例另一方面提供一种基于全息波导的散斑结构光投影模组，包括全息波导单元和用于发射对应第一斑点图案的激光光束的阵列光源，其中所述全息波导单元包括波导基底和第一全息光学元件，所述第一全息光学元件贴合于所述波导基底的第一端；其中，所述波导基底在所述第二端处的平面被切割成倾斜面，以通过所述倾斜面耦合待执行波导传输的激光光束，以使得所述激光光束能够在所述波导基底中进行波导传输，并通过所述第一全息光学元件输出。

通过上述技术方案，提出了在散斑结构光投影模组中设置全息波导单元和阵列光源，全息波导单元包括波导基底、第一全息光学元件和第二全息光学元件，在位置布置方面，满足由阵列光源发出的激光光束经一端的第二全息光学元件耦入并能够在波导基底中进行波导传输以通过在波导基底另一端的第一全息光学元件输出。由此，通过波导传输可将光源与其他光学调制器件分离较长距离，并还能够允许为光源单独增加散热装置，在实现结构轻薄小型化设计的同时还能够具有非常良好的散热特性。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明