[发明专利]结构光发生器及结构光投射器

说明书

本发明公开一种结构光发生器及结构光投射器，其中，结构光发生器，包括：掩膜版，设有图案层，所述图案层具有透光部分和不透光部分；光板组件，包括有第一表面和第二表面，且所述第一表面和第二表面均设有反射层，用于反射被所述图案层的不透光部分反射进入所述光板组件的红外光，所述掩膜版设于所述光板组件背离所述第一表面的一端。本发明技术方案提出的结构光发生器能够提高光源的能量利用率。

技术领域

本发明涉及3D成像领域技术领域，特别涉及一种结构光发生器及结构光投射器。

背景技术

3D结构光成像是向物体表面投射带结构特征的结构光，通过红外接收相机获取经物体反射的带结构特征的红外光斑图，然后将采集到的带结构特征的红外图与参考红外图匹配比对，利用三角测量原理计算得到物体的三维信息。主流的3D结构光投射器有：散斑结构光、图案编码结构光；散斑结构光是激光经过衍射光学元件形成散斑点图，散斑存在枕形畸变，且最终投射出的散斑点密度较低，使得在远距离测量时精度低，大大降低了3D结构光在远距离场景的应用；现有图案编码结构光投射出的结构图案密度高，图案无畸变，可以实现远距离的测量。

然而目前结构光发生器中的mask(掩膜版)分为透光和不透光，不透光部分被掩膜版表面反射的光反射后被投射器外壳结构吸收掉，导致超过50％激光发出的光未经过掩膜版被投射物镜投射出去，激光光能量利用率低，投射器功耗增加。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种结构光发生器，旨在解决目前激光光能量利用率低，投射器功耗增加的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种结构光发生器，包括：

掩膜版，设有图案层，所述图案层具有透光部分和不透光部分；

光板组件，包括有第一表面和第二表面，且所述第一表面和第二表面均设有反射层，用于反射被所述图案层的不透光部分反射进入所述光板组件的红外光，所述掩膜版设于所述光板组件背离所述第一表面的一端。

可选地，所述光板组件包括光源、红外导光板和微透镜结构，所述微透镜结构设于所述红外导光板的出光侧，所述掩膜版设于所述微透镜结构远离所述红外导光板的一侧，所述光源设于所述红外导光板内，所述光源采用LED光源，用于发射红外光，所述红外导光板的第一表面还设有若干导光点，用于反射光线。

可选地，所述微透镜结构设有微透镜阵列和围坝，所述围坝围绕所述微透镜阵列设置，且所述围坝的高度高于所述微透镜阵列，所述微透镜结构靠近所述红外导光板一侧的表面设于所述微透镜阵列的物方焦平面处，所述掩膜版设于所述微透镜阵列的像方焦平面处。

可选地，所述掩膜版包括透光基板，所述图案层覆盖于所述透光基板上，所述图案层设于所述微透镜阵列的像方焦平面处。

可选地，所述光源的出光面与所述红外导光板入光面之间的距离为0.4mm-0.6mm；和/或，所述红外导光板入光面设有锯齿结构。

可选地，所述光源设于所述红外导光板的一侧，在远离所述光源的方向上，所述导光点的体积逐渐增大且分布逐渐密集；

或，所述光源设于所述红外导光板相对的两侧，自所述红外导光板中间向四周的方向上，所述导光点体积逐渐减小且分布逐渐稀疏；

或，所述光源设于所述红外导光板远离所述微透镜结构的一侧，在远离所述光源的方向上，所述导光点的体积逐渐增大且分布逐渐密集。

可选地，所述微透镜结构连接有支架，所述掩膜版连接于所述支架上，所述支架的一侧连接有驱动结构，所述驱动结构用于驱动所述支架移动。

可选地，所述支架远离所述驱动结构的一侧连接有弹性件，所述微透镜结构设有限位柱，所述弹性件设于所述限位柱与所述支架之间，所述反射层延伸至所述限位柱设置。

可选地，所述红外导光板与所述掩膜版的有效出光区域均设为矩形结构。