[发明专利]可调式光投射器

说明书

本发明提供一种可调式光投射器，包括光源、固定式光学相位调制器、可调式液晶面板及驱动器。光源用以发出光束。固定式光学相位调制器配置于光束的路径上，且用以调制光束的相位。可调式液晶面板配置于光束的路径上，且用以使光束在结构光与泛光之间切换。驱动器电性连接至可调式液晶面板的第一电极层与第二电极层，且用以改变第一电极层与第二电极层之间的电压差，进而使光束在结构光与泛光之间切换。

技术领域

本发明是有关于一种感测装置及光投射器，且特别是有关于一种光学感测装置、结构光投射器及可调式光投射器。

背景技术

目前三维感测(3D sensing)的主流技术分为飞行时间法(time of flight；TOF)以及结构光技术(structured illumination)。TOF技术是利用脉冲雷射(pulsed laser)以及互补式金属氧化物半导体(CMOS)感测器来测量光反射时间换算成距离。因成本以及构造，一般较适合长距离的物体解析。在结构光技术，利用红外光源(IR source)投影到绕射元件(diffractive optical element；DOE)以产生二维的绕射图案，再利用感测器来收集反射光。物体的三维距离可利用三角法来换算出来。结构光技术受限于具有固定焦距的投影镜头，因此绕射图型清楚成像的距离也是有限制的，最终导致可被解析物体的距离局限于小范围内。

为解决上述结构光技术的问题，有人提出在镜组中加入变迹透镜(apodizedlens)以产生多个焦距的系统。然而，此做法会牺牲掉光效率以及二维绕射图案的点数以及解析度。

此外，在行动装置的三维脸部辨识中，泛光系统与结构光系统皆被采用以达到三维脸部辨识。泛光系统先被用来判断接近的物体是否为人脸，如果接近的物体是人脸，结构光系统便随后被启动且用以判断所侦测到的人脸是否为此行动装置的使用者的脸。然而，在一个行动装置中同时采用两个系统(即泛光系统与结构光系统)会占用许多空间，且较为昂贵。

发明内容

本发明提供一种利用液晶来控制结构光的对焦的光学感测装置。

本发明提供一种利用液晶来控制结构光的对焦的结构光投射器。

本发明提供一种可调式光投射器，其利用可调式液晶面板来使光束在结构光与泛光之间切换。

本发明的一实施例提出一种光学感测装置，适用于侦测物体或物体的特征。光学感测装置包括结构光投射器以及感测器。结构光投射器用以将结构光投射至该物体。结构光投射器包括光源、绕射光学元件以及液晶透镜模组。光源用以发出光束。绕射光学元件配置于光束的路径上，且用以产生绕射图案以形成结构光。液晶透镜模组配置于光束的路径以及结构光的路径的至少一者上，且能够控制至少两个对焦态之间的对焦。感测器与结构光投射器相邻，用以感测反射光。反射光为结构光自物体的反射。

本发明的实施例提出一种结构光投射器。结构光投射器包括光源、绕射光学元件以及液晶透镜模组。光源用以发出光束。绕射光学元件配置于光束的路径上，且用以产生绕射图案以形成结构光。液晶透镜模组配置于光束的路径以及结构光的路径的至少一者上，且能够控制至少两个对焦态之间的对焦。

本发明的一实施例提出一种可调式光投射器，其包括光源、固定式光学相位调制器、可调式液晶面板及驱动器。光源用以发出光束。固定式光学相位调制器配置于光束的路径上，且用以调制光束的相位。可调式液晶面板配置于光束的路径上，且用以使光束在结构光与泛光之间切换。可调式液晶面板包括第一基板、第二基板、液晶层、第一电极层及第二电极层。液晶层配置于第一基板与第二基板之间。第一电极层与第二电极层的至少其中之一为图案化层。第一电极层与第二电极层皆配置于第一基板与第二基板的其中之一上，或分别配置于第一基板与第二基板上。驱动器电性连接至第一电极层与第二电极层，且用以改变第一电极层与第二电极层之间的电压差，进而使光束在结构光与泛光之间切换。