[发明专利]发光装置及应用其的图像采集装置

说明书

本发明提供了一种发光装置，包括发光元件，用于发出光源光；数字微镜器件，用于对所述光源光进行调制得到结构光；反射棱镜，设置于所述发光元件的出光光路上，用于引导所述光源光入射至所述数字微镜器件；以及外壳，所述外壳形成一容纳腔，所述发光元件、所述反射棱镜和所述数字微镜器件容置于所述容纳腔内，所述外壳开设有一出光口，所述结构光自所述出光口出射。本发明还提供一种包含上述发光装置的图像采集装置。本发明提供的发光装置使用数字微镜器件对发光元件发出的光源光进行光调制，有利于匹配不同的应用场景产生具有多种特定图案的结构光。

技术领域

本发明涉及结构光技术领域，尤其涉及一种发光装置和应用该发光装置的图像采集装置。

背景技术

现有的3D视觉结构光技术中，若实现深度信息的测量，则需要采用携带特定的光学图案(如，激光散斑)的结构光投射至待测物表面，由于光源发出的光束并没有携带特征信息，因而常使用衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)对光源发出的光束进行散射使光束具备特征结构，得到所需的图案。由于衍射光学元件对于光束进行散射的角度(FOV)有限，所以需要光栅将图案进行衍射“复制”后，扩大其投射角度。衍射光学元件是基于光的衍射原理，利用计算机辅助设计，并采用半导体芯片制造工艺，在基片上(或传统光学器件表面)刻蚀产生台阶型或连续浮雕结构(一般为光栅结构)，通过不同的设计来控制光束的发散角和形成光斑的形貌，实现光束形成特定图案。因此，衍射光学元件需要根据其应用场景定制且只对应一种特定图案，缺乏实用性和灵活性。

此外，现有技术一般使用常规的侧向出光的激光器作为光源，如图1所示，曲线a至曲线g分别代表常规的侧向出光的激光器在0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃时的发光波长，由此可见常规的侧向出光的激光器的发光波长随温度的变化量大约为0.3nm/℃，故激光器受温度影响后发光波长很容易被改变，从而影响结构光投射的准确率。

发明内容

本发明第一方面提供一种发光装置，包括：

发光元件，用于发出光源光；

数字微镜器件，用于对所述光源光进行调制得到结构光；

反射棱镜，设置于所述发光元件的出光光路上，用于引导所述光源光入射至所述数字微镜器件；以及

外壳，所述外壳形成一容纳腔，所述发光元件、所述反射棱镜和所述数字微镜器件容置于所述容纳腔内，所述外壳开设有一出光口，所述结构光自所述出光口出射。

本发明第二方面提供一种图像采集装置，包括：

上述发光装置，用于发射结构光至待测物；

图像传感器，用于根据待测物反射回的结构光图案生成结构光图像；以及

图像处理器，用于根据所述结构光图像的图像数据，计算得到所述待测物的位置信息和深度信息，还原得到所述待测物的三维立体图像。

本发明提供的发光装置使用数字微镜器件对发光元件发出的光源光进行光调制，有利于匹配不同的应用场景产生具有多种特定图案的结构光。另外，本发明的发光装置和图像采集装置中各部分元器件结构较为紧凑，可应用于手机等便携式移动设备上。

附图说明

图1为常规的侧向出光的激光器的在不同温度下发光波长的曲线示意图，其中横坐标为激光器的发光波长，纵坐标为温度每变化1℃时发光波长的变化量。

图2为本发明实施例的发光装置的立体示意图。

图3为图2所示的发光装置沿II-II线的剖面示意图。

图4为图2所示的发光装置的分解示意图。

图5为本发明实施例的发光装置的数字微镜器件的工作原理示意图。