[实用新型]基于超透镜的3D传感系统及包括其的手持终端

说明书

本申请提供一种基于超透镜的3D传感系统及包括其的手持终端，其包括红外光发射器和红外光接收器；红外光发射器包括红外光源和第一超透镜；红外光接收器包括红外CMOS和第二超透镜；第一超透镜和第二超透镜均包括基底和阵列排布的结构单元，结构单元由基底表面的纳米结构组成；其中，第一超透镜被配置为将红外光源发出的光进行准直并在远场生成点云；第二超透镜被配置为会聚目标物体反射的红外光至红外CMOS。本申请技术方案具备重量轻、体积小、易于生产和维护的特点。同时由于其结构简单，适用于工况较差，易受到震荡和冲击的应用场景，如手持设备、无人机、各种探头等，可以用于人脸识别，手势识别等多种功能。

技术领域

本申请属于光学设备领域，具体涉及一种基于超透镜的3D传感系统及包括其的手持终端。

背景技术

3D传感摄像头指能检测出拍摄空间的距离信息，从而获取图像三维空间坐标的成像设备。2D摄像头为平面成像，无法识别物理世界中的三维信息，如尺寸，体积，距离等，而3D传感摄像头为立体成像，可识别三维空间内每个点位的三维坐标信息，从而复原完整三维图像。3D传感摄像头可实现人脸识别、手势识别、三维测量等多项功能，广泛应用于电视、手机、无人机、安防和汽车驾驶辅助等领域。

现有技术中的3D传感系统，结构复杂且笨重，具体地说，在发射端需要应用扩束镜、准直镜头、衍射光栅、投射透镜等，在接收端则需要光学透镜组、滤光镜片等，加之光路所需的距离，整体体积较大，难以应用到手持设备或无人机等机体容量有限的装置中。

例如，CN113311644A公开了一种用于3D传感的结构光发射器，根据其文献的记载，包括有准直器、二维衍射光学器件、扩束透镜等多个光学器件，可知其不仅厚度重量大，装配精度要求也较高，易被震动、冲击损坏，不适用于安装在手机、无人机等设备上。

实用新型内容

针对上述现有技术中的缺陷，本申请第一方面提供一种基于超透镜的 3D传感系统,包括：

红外光发射器、红外光接收器、可见光摄像头和CMOS图像处理芯片；

所述红外光发射器包括红外光源和第一超透镜，所述第一超透镜被配置为将红外光源发出的光进行准直并在远场生成点云；

所述红外光接收器包括红外CMOS和第二超透镜，所述第二超透镜被配置为会聚目标物体反射的红外光至所述红外CMOS；

其中，所述第一超透镜和第二超透镜均包括基底和阵列排布的结构单元，所述结构单元由基底表面的纳米结构组成。

优选地，所述结构单元为正六边形，所述正六边形各顶点和中心位置至少设置有一个纳米结构。

优选地，所述结构单元为正方形，所述正方形各顶点和中心位置至少设置有一个纳米结构。

优选地，所述纳米结构为包括纳米鳍或纳米椭圆柱的偏振相关结构。

优选地，所述纳米结构为包括纳米圆柱或纳米方柱的偏振无关结构。

优选地，其特征在于，所述纳米结构之间设置有填充层；所述填充层折射率与纳米结构折射率差值的绝对值大于等于0.5。

优选地，所述CMOS图像处理芯片用于：

获取来自红外光接收器的目标物体空间信息，以及

获取来自可见光摄像头的目标物体色彩信息，并基于所述空间信息和色彩信息生成目标物体的三维图像。

优选地，所述红外光接收器还包括窄带滤波片；所述窄带滤波片设置在所述红外CMOS与第二超透镜之间。

优选地，所述红外光源包括发光二极管或激光二极管。

优选地，所述红外光源包括垂直腔面发射激光器。