[发明专利]结构光深度感测

说明书

至少一个波导被配置成接收相干照明光，并将相干照明光引导到物体作为第一光投影和第二光投影。至少一个干涉图样由第一光投影和第二光投影之间的干涉产生。摄像机捕获多个相移干涉图像的干涉图像，并且距物体的深度可以根据相移干涉图像来确定。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月30日提交的第16/118,346号美国非临时申请的优先权，该非临时申请特此通过引用被并入。

技术领域

本公开总体上涉及光学，且具体涉及深度感测。

背景信息

已经开发了用于距离(range)和深度感测的多种技术。例如，立体三角测量技术包括用两个不同的摄像机对物体成像，并使用来自这两个摄像机的图像中的对应点来确定到物体的距离。飞行时间(TOF)是另一种现有技术，它可以包括发射激光脉冲，以及测量在所发射和反射的激光脉冲之间的飞行时间以计算反射激光脉冲的物体的深度。然而，这些技术受到它们被部署到的环境的限制。例如，TOF技术在非常近距离的环境中进行艰难，因为解决脉冲的短飞行时间是困难的。

特定实施例的概述

根据本发明的实施例在针对头戴式显示器(HMD)、光学结构和方法的所附权利要求中被具体公开，其中在一个权利要求类别(例如HMD)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如光学结构、方法、系统、存储介质和计算机程序产品)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅为了形式原因而被选择。然而，也可以要求保护从对任何前面权利要求的审慎的往回引用(特别是多项从属性)产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。

在实施例中，一种头戴式显示器(HMD)可以包括：

至少一个摄像机，其被配置为对适眼区(eyebox)区域成像；以及

光学结构，其位于HMD的用户的视野中，其中，该光学结构包括第一、第二和第三波导，该第一、第二和第三波导被配置成接收相干照明光并将相干照明光引导到适眼区区域作为第一光投影和第二光投影，以产生分别对应于第一、第二和第三波导的第一、第二和第三干涉图样，并且其中，摄像机被配置成捕获第一、第二和第三干涉图样。

第一、第二和第三波导各自可以包括第一提取特征和第二提取特征，第一提取特征将第一光投影引导到第一区域，第二提取特征将第二光投影引导到不同于第一区域的区域，并且来自每个相应波导的第一光投影和第二光投影的重叠可以在适眼区区域上产生相应的干涉图样。

在实施例中，HMD可以包括：

第一相干光源，其被配置为发射第一相干照明光，其中第一波导被配置成接收第一相干照明光；

第二相干光源，其被配置为发射第二相干照明光，其中第二波导被配置成接收第二相干照明光；以及

第三相干光源，其被配置为发射第三相干照明光，其中第三波导被配置成接收第三相干照明光，并且其中第一、第二和第三波导的第一提取特征和第二提取特征不同地间隔开以分别产生从彼此相移的第一、第二和第三干涉图样，以及此外其中第一、第二和第三相干照明光具有相同的波长。

第三干涉图样可以从第二干涉图样相移120度，并且第二干涉图样可以从第一干涉图样相移120度。

在实施例中，HMD可以包括：