[发明专利]结构光投射器及三维成像装置

说明书

本发明提供了一种结构光投射器及三维成像装置，包括基板、光源、投射透镜以及衍射光学元件；光源的数量为多个，多个光源设置在基板且在基板上呈准晶体形状排布；投射透镜设置光源的出光侧，构造为接收由光源发射的光，并投射出呈准晶体形状排列的光束阵列；衍射光学元件，设置在投射透镜的出光侧，用于扩展呈准晶体形状排列的多束光束以投射出多个彼此相邻的呈准晶体形状排列的光束阵列。本发明中多个光源设置在基板且在基板上呈准晶体形状排布，从而能够投射出呈准晶体形状排布的光斑点阵，使得光斑点阵的排布整体呈随机性同时局部具有一定的规律性，从而能够通过光斑点阵的局部信息恢复丢失的点，增强了结构光摄像头的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及深度传感设备技术领域，具体地，涉及一种结构光投射器及三维成像装置。

背景技术

近年来，随着消费电子产业的不断发展，具有深度传感功能的3D摄像头日渐受到消费电子界的重视。

目前比较成熟的深度测量方法是结构光方案，即将特定的结构光图案投影在物体上，然后通过图案的形变或位移计算物体不同位置的深度。一种比较常见的结构光图案是随机点阵。随机点阵，是指随机分布的红外激光点阵，如图1所示，在这样的随机点阵分布中，可以根据光斑的形变或位移计算出物体表面不同区域的深度。相反，周期性排布的点阵是无法作为结构光图案。

但是随机点阵中，不便于在深度计算时，对于随机点阵中光斑点的查找，增加了计算难度，使得在结构光方案在实施时更为困难，制造成本较高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种结构光投射器及三维成像装置。

根据本发明提供的结构光投射器，包括：基板、光源、投射透镜以及衍射光学元件；

所述光源的数量为多个，多个所述光源设置在所述基板且在所述基板上呈准晶体形状排布；

所述投射透镜设置所述光源的出光侧，构造为接收由所述光源发射的光，并投射出呈准晶体形状排列的光束阵列；

所述衍射光学元件，设置在所述投射透镜的出光侧，用于扩展所述呈准晶体形状排列的多束光束以投射出多个彼此相邻的呈准晶体形状排列的光束阵列。

优选地，所述光源包括垂直腔面发射激光二极管。

优选地，所述准晶体形状包括多个晶格单元；

每一所述晶格单元包括呈周期性排列的光源点阵；

多个所述晶格单元呈周期性排列且使得不同的所述晶格单元内的光源之间呈随机性排布。

优选地，所述晶格单元中周期性排列的光斑点阵呈如下任一种或任多种形状：

直线形；三角形；四边形；矩形；圆形；六边形；五边形；七边形；八边形；星形；椎形；梯形；椭圆形；多焦点圆；月牙形；弓形；扇形；菱形。

优选地，所述基板采用半导体基板。

优选地，还包括第一驱动器和第二驱动器；

多个所述光源设置成第一光源组和第二光源组；所述第一光源组和所述第二光源组均包括呈准晶体形状排布的多个光源；

所述第一光源组和所述第二光源组交错布置在所述基板上；

所述第一驱动器、所述第二驱动器分别连接所述第一光源组、所述第二光源组以分开驱动所述第一光源组、所述第二光源组，以使所述第一光源组和所述第二光源组分别发光或同时发光。

优选地，所述第一光源组包括呈一种准晶体形状排布的多个光源；

所述第二光源组包括呈另一种准晶体形状排布的多个光源。

优选地，所述投射透镜和所述衍射光学元件形成在一光学基板的相对侧上。