[发明专利]一种激光发射模组和3D成像装置

说明书

本发明提供一种激光发射模组和3D成像装置，涉及光学器件技术领域，光源组件可以出射光束，出射的光束经准直镜进行准直后出射平行光束，该平行光束经过衍射光学元件后，被复制和拼接形成多束平行光，多束平行光出射至所述缩小镜头后，被以预设倍率进行缩小后后向目标空间中投射生成散斑点图案，从而达到缩小激光发射模组的视场角的目的，提高单位面积内散斑点的密度，同时，利用缩小镜头还可以将散斑点的光斑直径缩小，从而达到提高每个散斑点的光斑的能量密度的目的。进而使得目标空间的纹理更加清晰、对比度更高，便于激光发射模组在远距离应用时能够获取到更加精确的深度测量信息，为其广泛的应用奠定基础。

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，具体而言，涉及一种激光发射模组和3D成像装置。

背景技术

2D成像装置可以获取物体的2D平面信息，但由于人们生活水平的快速提高，传统的2D成像装置已慢慢不能满足人们日常的需求。随着科学技术的深入研究，3D成像装置在2D成像的基础上，还可以进一步的获取物体的深度信息，从而构建出一个立体的3D模型，其广泛应用于工业测量、生物识别、AR、VR等领域。

在3D成像装置中，核心部件为激光发射模组，其主要用于向目标空间内投射散斑点图案，通过接收相机获取目标空间内的散斑点图案实现深度信息的测量。但在实际应用中，当物体与激光发射模组相距较远时，由于散斑点的密度较小，光斑的直径变大，能量密度变低，导致目标空间的纹理不清晰、对比度不明显，难以形成有效的深度测量。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种激光发射模组和3D成像装置，以解决现有3D成像装置在远距离投射时难以获取到精确的深度测量信息的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例的一方面，提供一种激光发射模组，包括：光源组件、准直镜、衍射光学元件以及缩小镜头；从光源组件出射的光束经准直镜后入射衍射光学元件，从衍射光学元件出射的光束经缩小镜头以预设缩小倍率将经衍射光学元件出射的光束的视场角缩小后在目标空间形成散斑点图案。

可选的，缩小镜头包括第一正透镜和负透镜；从衍射光学元件出射的光束经第一正透镜汇聚后由负透镜扩束投射，其中，负透镜至第一正透镜的间距小于第一正透镜的焦距。

可选的，负透镜至第一正透镜的间距等于第一正透镜的焦距与负透镜的焦距之和的绝对值。

可选的，预设缩小倍率等于负透镜的焦距与第一正透镜的焦距的比值。

可选的，第一正透镜为双凸透镜，负透镜为平凹透镜。

可选的，缩小镜头包括第二正透镜和第三正透镜；从衍射光学元件出射的光束依次经第二正透镜和第三正透镜汇聚后投射，其中，第三正透镜至第二正透镜的间距大于第二正透镜的焦距。

可选的，第二正透镜和第三正透镜的间距等于第二正透镜的焦距与第三正透镜的焦距之和。

可选的，光源组件包括矩阵排列设置的多个垂直腔面发射激光器。

可选的，准直镜包括微透镜阵列；微透镜阵列中的多个微透镜单元与多个垂直腔面发射激光器一一对应设置。

本发明实施例的另一方面，提供了一种3D成像装置，包括接收模组、处理模组以及上述任一种的激光发射模组，接收模组与激光发射模组于同一基准面设置，接收模组用于采集激光发射模组投射的散斑点图案，处理模组与接收模组电连接，用于根据散斑点图案计算得出深度图像。

本发明的有益效果包括：