[发明专利]结构化光投射

说明书

结构化光投射系统包括共同可操作以发射规则光图案的发光元件阵列。第一光学元件被配置为改变由发光元件阵列发射的光图案以生成第一不规则光图案，并且第二光学元件被配置为接收由第一光学元件生成的不规则光图案并且产生包括第一不规则图案的多个实例的图案。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月28日递交的申请号为62/551,012的美国专利申请的优先权。在先的申请的内容通过引用被合并于此。

技术领域

本公开涉及结构化光投射。

背景技术

各种成像应用使用能够被集成例如在诸如智能电话、平板机、膝上计算机或个人计算机之类的主机计算设备内的紧凑光电子模块。在一些应用中，该模块包括光源来将结构化光图案投射到包括感兴趣的一个或多个对象的场景上。在一些结构化光构件中，将图案投射到主体上、获得图案的图像、将投射的图案与所收集的图案相比较，并且两个图案之间的差异与深度信息有关。因此，图案中的失真与深度有关。此类技术能够可用于低光度和低纹理对象或场景，这是因为结构化光能够提供附加的纹理(例如，用于匹配立体图像中的像素)。

发明内容

本公开描述用于使用规则的发光元件阵列来创建不规则的结构化光图案的技术。

例如，在一个方面中，本公开描述一种从规则的发光元件阵列创建不规则的结构化光图案的方法。该方法包括：从均匀分布的发光元件阵列生成规则光图案，改变规则光图案以生成不规则光图案，以及在彼此相邻地布置的多个实例中复制不规则光图案。

一个或多个随后的特征存在于一些实施方式中。例如，发光元件阵列能够包括发光元件的列和行，其中，行相对于列垂直地布置，或其中，行相对于列成一角度。在一些实施方式中，发光元件阵列产生光的子图案的规则图案。在一些情况下，发光元件阵列产生光簇的网格，其中，网格在第一方向上具有共同形状的簇，并且其中，网格在与第一方向垂直的第二方向上具有不同形状的簇。

在一些实施方式中，该方法包括接收从发光元件阵列所发射的光并且将光投射到第一衍射光学元件以生成不规则光图案。不规则光图案例如可以是随机化的图案、非均匀的图案、非网格的图案、中断的图案、不匀地隔开的图案、部分被遮挡的图案、部分被阻挡的图案和/或不均等分布的图案中的至少一种。

在一些情况下，在多个实例中复制不规则图案包括产生不规则图案的均匀分布。复制不规则光图案可以包括：产生平铺图案、产生不规则光图案的多个交错的实例和/或产生不规则光图案的多个部分地重叠的实例。

本公开也描述一种包括共同可操作以发射规则光图案的发光元件阵列的结构化光投射系统。该系统另外包括：第一光学元件，被配置为改变由发光元件阵列发射的光图案以生成第一不规则光图案，以及第二光学元件，被配置为接收由第一光学元件生成的不规则光图案并且产生包括第一不规则图案的多个实例的图案。

一个或多个随后的特征存在于一些实施方式中。例如，发光元件阵列能够包括发光元件的列和行，其中，相对于列垂直地布置行，或其中，行相对于列成一角度。在一些情况下，发光元件阵列可操作用于投射光的子图案的规则图案。在一些实施方式中，发光元件阵列可操作用于投射光簇的网格，其中，网格在第一方向上具有共同形状的簇，并且其中，网格在与第一方向垂直的第二方向上具有不同形状的簇。发光元件能够例如是VCSEL。

第一不规则光图案能够例如是随机化的图案、非均匀的图案、非网格的图案、中断的图案、不匀地隔开的图案、部分被遮挡的图案、部分被阻挡的图案和/或不均等分布的图案中的至少一种。

结构化光投射系统能够进一步包括投射透镜系统，该投射透镜系统可操作用于接收从发光元件阵列发射的光并且将光投射到第一光学元件。第二光学元件能够被布置为产生不规则图案的均匀分布、平铺图案、不规则光图案的多个交错的实例和/或不规则光图案的多个部分地重叠的实例。