光源装置、元投影仪及包括其的对象识别装置和电子装置制造方法及图纸

本公开提供了一种元投影仪、光源装置及包括元投影仪的对象识别装置和电子装置。元投影仪包括配置为沿着光路发射光的光源阵列。光源阵列包括第一发光阵列和第二发光阵列，第一发光阵列包括配置为发射具有第一组光特性的第一光的多个第一发光元件，第二发光阵列包括配置为发射具有第二组光特性的第二光的多个第二发光元件，第二组光特性不同于第一组光特性。元投影仪包括与光路对准的元结构层。元投影仪包括具有比从光源阵列发射的光的波长更小的亚波长形状尺寸的多个纳米结构。元结构层被配置为对第一光和第二光关于彼此进行不同地调制。

【技术实现步骤摘要】
光源装置、元投影仪及包括其的对象识别装置和电子装置
本公开涉及元(meta)投影仪、光源装置及包括一个或更多个元投影仪的对象识别装置和电子装置。
技术介绍
诸如虹膜传感器或深度传感器的各种传感器用在移动设备和可穿戴设备中。此外，存在减小诸如平板个人电脑、无人机或物联网(IoT)的应用中使用的传感器的尺寸和功耗的持续趋势。现有的传感器根据其功能使用微光学技术，并包括配置为用于诸如投影仪或扫描仪的应用的照明部件。因此，需要许多光源和光学部件，并且这样的光学部件所占据的体积是影响设计精度和制造条件的因素。
技术实现思路
提供了具有小尺寸并配置为发射拥有预期性能的光(例如拥有特定图案的结构化光)的元投影仪。提供了包括一个或更多个这样的元投影仪的电子装置。额外的方面将在以下描述中被部分地陈述并且部分将自该描述明显，或者可以通过所提出的实施方式的实践而被了解。根据一些示例实施方式，一种元投影仪可以包括配置为沿着光路发射光的光源阵列，光源阵列包括第一发光阵列和第二发光阵列，第一发光阵列包括配置为发射具有第一组光特性的第一光的多个第一发光元件，第二发光阵列包括配置为发射具有第二组光特性的第二光的多个第二发光元件，第二组光特性不同于第一组光特性。元投影仪可以包括至少部分地与所述光路对准的元结构层，元结构层包括具有比从光源阵列发射的光的波长更小的亚波长形状尺寸的多个纳米结构，元结构层被配置为对第一光和第二光关于彼此进行不同地调制。第一组光特性可以包括第一偏振状态，第二组光特性可以包括第二偏振状态，第二偏振状态不同于第一偏振状态。第一发光阵列可以包括多个第一列，所述多个第一列包括所述多个第一发光元件，第二发光阵列可以包括多个第二列，所述多个第二列包括所述多个第二发光元件，光源阵列可以包括第一列和第二列的交替图案。所述多个纳米结构可以被配置为基于所述多个纳米结构的特定形状分布使用从第一发光阵列发射的第一光形成结构光，并基于所述多个纳米结构的特定形状分布使用从第二发光阵列发射的第二光形成均匀光。所述多个纳米结构可以包括具有比邻近于所述多个纳米结构的材料的折射率更大的折射率的材料。所述多个纳米结构与邻近于纳米结构的材料之间的折射率差值可以为1或更大。所述多个纳米结构可以包括导电材料。所述多个纳米结构可以被配置为基于所述多个纳米结构的特定形状分布根据从光源阵列发射的光的偏振而形成不同的透射相位分布。所述多个纳米结构可以具有不对称的剖面形状。所述多个纳米结构可以具有等于或小于从光源阵列发射的光的波长的一半的形状尺寸。所述多个纳米结构可以具有等于或小于从光源阵列发射的光的波长的一半的布置节距。元结构层还可以包括构造为支撑所述多个纳米结构的支撑层，并且所述多个纳米结构可以在支撑层的相反侧上。根据一些示例实施方式，一种光源装置可以包括配置为沿着光路发射光的光源阵列，光源阵列包括第一发光阵列和第二发光阵列，第一发光阵列包括配置为发射具有第一偏振状态的第一光的多个第一发光元件，第二发光阵列包括配置为发射具有第二偏振状态的第二光的多个第二发光元件，第二偏振状态不同于第一偏振状态。光源装置可以包括至少部分地与所述光路对准的元结构层，元结构层包括具有比从光源阵列发射的光的波长更小的亚波长形状尺寸的多个纳米结构。元结构层可以被配置为基于第一光的第一偏振状态使用第一光形成结构光，并基于第二光的第二偏振状态使用第二光形成均匀光。光源装置可以包括控制器，控制器被配置为执行控制操作以选择性地驱动第一发光阵列和第二发光阵列中的一个发光阵列。根据一些示例实施方式，一种对象识别装置可以包括：元投影仪，配置为将结构光或均匀光发射到对象上；传感器，配置为接收从对象反射的光；以及处理器，配置为控制元投影仪发射结构光或均匀光，并处理在传感器处接收到的光以生成指示对象的形状的信息，其中元投影仪包括配置为发射光的光源阵列，光源阵列包括第一发光阵列和第二发光阵列，第一发光阵列包括配置为发射具有第一偏振状态的第一光的多个第一发光元件，第二发光阵列包括配置为发射具有第二偏振状态的第二光的多个第二发光元件，第二偏振状态不同于第一偏振状态。对象识别装置可以包括元结构层，元结构层包括具有比从光源阵列发射的光的波长更小的亚波长形状尺寸的多个纳米结构。元结构层可以被配置为基于第一光的第一偏振状态使用第一光形成结构光，并基于第二光的第二偏振状态使用第二光形成均匀光。处理器可以被配置为：基于控制元投影仪将结构光发射到对象上，处理在传感器处接收到的光以确定对象的三维形状使得在传感器处接收到的光是基于结构光中的至少一些从对象的反射；以及基于控制元投影仪将均匀光发射到对象上，处理在传感器处接收到的光以确定对象的二维形状使得在传感器处接收到的光是基于均匀光中的至少一些从对象的反射。根据一些示例实施方式，一种电子装置可以包括：元投影仪，配置为将光发射到对象上以能够实现用户认证；传感器，配置为接收从对象反射的光；以及处理器，配置为分析接收到的光以确定是否认证用户。元投影仪可以包括配置为沿着光路发射光的光源阵列，光源阵列包括第一发光阵列和第二发光阵列，第一发光阵列包括配置为发射具有第一组光特性的第一光的多个第一发光元件，第二发光阵列包括配置为发射具有第二组光特性的第二光的多个第二发光元件，第二组光特性不同于第一组光特性。元投影仪可以包括至少部分地与所述光路对准的元结构层，元结构层包括具有比从光源阵列发射的光的波长更小的亚波长形状尺寸的多个纳米结构，元结构层被配置为对第一光和第二光关于彼此进行不同地调制。第一组光特性可以包括第一偏振状态，第二组光特性可以包括第二偏振状态，第二偏振状态不同于第一偏振状态。所述多个纳米结构可以被配置为基于所述多个纳米结构的特定形状分布使用从第一发光阵列发射的第一光形成结构光，并基于所述多个纳米结构的特定形状分布使用从第二发光阵列发射的第二光形成均匀光。处理器可以被配置为根据与用户界面的用户交互或电子装置的应用的执行而控制元投影仪，以选择性地操作第一发光阵列和第二发光阵列中的一个发光阵列。处理器可以被配置为基于元投影仪将结构光发射到对象上而实现面部识别方法以能够实现用户认证，并基于元投影仪将均匀光发射到对象上而实现虹膜识别方法以能够进行用户认证。根据一些示例实施方式，一种元投影仪可以包括配置为沿着光路发射光的光源阵列，光源阵列包括第一发光阵列和第二发光阵列，第一发光阵列包括配置为发射具有第一组光特性的第一光的多个第一发光元件，第二发光阵列包括配置为发射具有第二组光特性的第二光的多个第二发光元件，第二组光特性不同于第一组光特性。元投影仪可以包括至少部分地与所述光路对准的元结构层，元结构层包括第一多个纳米结构和第二多个纳米结构，第一多个纳米结构具有比从光源阵列发射的光的波长更小的第一亚波长形状尺寸，第二多个纳米结构具有比从光源阵列发射的光的波长更小的第二亚波长形状尺寸，第二亚波长形状尺寸不同于第一亚波长形状尺寸。第一多个纳米结构和第二多个纳米结构可以被共同配置为基于第一多个纳米结构的第一形状分布和第二多个纳米结构的第二形状分布使用从第一发光阵列发射的第一光形成结构光。第一多个纳米结构和第二多个纳米结构可以被共同配置为基于第一多个纳米结构的第一形状分布和第二多个纳米结构的第二形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种元投影仪，包括：光源阵列，配置为沿着光路发射光，所述光源阵列包括：第一发光阵列，包括配置为发射具有第一组光特性的第一光的多个第一发光元件，以及第二发光阵列，包括配置为发射具有第二组光特性的第二光的多个第二发光元件，所述第二组光特性不同于所述第一组光特性；以及元结构层，至少部分地与所述光路对准，所述元结构层包括具有比从所述光源阵列发射的光的波长更小的亚波长形状尺寸的多个纳米结构，所述元结构层被配置为对所述第一光和所述第二光关于彼此进行不同地调制。

【技术特征摘要】
2017.11.07 KR 10-2017-01476161.一种元投影仪，包括：光源阵列，配置为沿着光路发射光，所述光源阵列包括：第一发光阵列，包括配置为发射具有第一组光特性的第一光的多个第一发光元件，以及第二发光阵列，包括配置为发射具有第二组光特性的第二光的多个第二发光元件，所述第二组光特性不同于所述第一组光特性；以及元结构层，至少部分地与所述光路对准，所述元结构层包括具有比从所述光源阵列发射的光的波长更小的亚波长形状尺寸的多个纳米结构，所述元结构层被配置为对所述第一光和所述第二光关于彼此进行不同地调制。2.根据权利要求1所述的元投影仪，其中所述第一组光特性包括第一偏振状态，以及所述第二组光特性包括第二偏振状态，所述第二偏振状态不同于所述第一偏振状态。3.根据权利要求1所述的元投影仪，其中所述第一发光阵列包括多个第一列，所述多个第一列包括所述多个第一发光元件，所述第二发光阵列包括多个第二列，所述多个第二列包括所述多个第二发光元件，以及所述光源阵列包括所述第一列和所述第二列的交替图案。4.根据权利要求2所述的元投影仪，其中所述多个纳米结构被配置为基于所述多个纳米结构的特定形状分布使用从所述第一发光阵列发射的所述第一光形成结构光，以及基于所述多个纳米结构的所述特定形状分布使用从所述第二发光阵列发射的所述第二光形成均匀光。5.根据权利要求1所述的元投影仪，其中所述多个纳米结构包括具有比邻近于所述多个纳米结构的材料的折射率更大的折射率的材料。6.根据权利要求5所述的元投影仪，其中所述多个纳米结构与邻近于所述纳米结构的所述材料之间的折射率差值为1或更大。7.根据权利要求1所述的元投影仪，其中所述多个纳米结构包括导电材料。8.根据权利要求1所述的元投影仪，其中所述多个纳米结构被配置为基于所述多个纳米结构的特定形状分布根据从所述光源阵列发射的光的偏振形成不同的透射相位分布。9.根据权利要求1所述的元投影仪，其中所述多个纳米结构具有不对称的剖面形状。10.根据权利要求1所述的元投影仪，其中所述多个纳米结构具有等于或小于从所述光源阵列发射的光的波长的一半的形状尺寸。11.根据权利要求1所述的元投影仪，其中所述多个纳米结构具有等于或小于从所述光源阵列发射的光的波长的一半的布置节距。12.根据权利要求1所述的元投影仪，其中所述元结构层还包括构造为支撑所述多个纳米结构的支撑层，以及所述多个纳米结构在所述支撑层的相反侧上。13.一种光源装置，包括：光源阵列，配置为沿着光路发射光，所述光源阵列包括：第一发光阵列，包括配置为发射具有第一偏振状态的第一光的多个第一发光元件，以及第二发光阵列，包括配置为发射具有第二偏振状态的第二光的多个第二发光元件，所述第二偏振状态不同于所述第一偏振状态；元结构层，至少部分地与所述光路对准，所述元结构层包括具有比从所述光源阵列发射的光的波长更小的亚波长形状尺寸的多个纳米结构，所述元结构层被配置为基于所述第一光的所述第一偏振状态使用所述第一光形成结构光，以及基于所述第二光的所述第二偏振状态使用所述第二光形成均匀光；以及控制器，配置为执行控制操作以选择性地驱动所述第一发光阵列和所述第二发光阵列中的一个发光阵列。14.一种对象识别装置，包括：元投影仪，配置为发射结构光或均匀光到对象上；传感器，配置为接收从所述对象反射的光；以及处理器，配置为控制所述元投影仪发射结构光或均匀光，以及处理在所述传感器处接收到的所述光以生成指示所述对象的形状的信息，其中所述元投影仪包括：配置为发射光的光源阵列，所述光源阵列包括：第一发光阵列，包括配置为发射具有第一偏振状态的第一光的多个第一发光元件，以及第二发光阵列，包括配置为发射具有第二偏振状态的第二光的多个第二发光元件，所述第二偏振状态不同于所述第一偏振状态；以及元结构层，包括具有比从所述光源阵列发射的光的波长更小的亚波长形状尺寸的多个纳米结构，所述元结构层被配置为基于所述第一光的所述第一偏振状态使用所述第一光形成结构光，以及基于所述第二光的所述第二偏振状态使用所述第二光形成均匀光。15.根据权利要求14所述的对象识别装置，其中所述处理器被配置为基于控制所述元投影仪以将所述结构光发射到所述对象上，处理在所述传感器处接收到的所述光以确定所述对象的三维形状，使得在所述传感器处接收到的所述光是基于所述结构光中的至少一些从所述对象的反射，以及基于控制所述元投影仪以将所述均匀光发射到所述对象上，处理在所述传感器处接收到的所述光以确定所述对象的二维形状，使得在所述传感器处接收到的所述光是基于所述均匀光中的至少一些从所述对象的反射。16.一种电子装置，包括：元投影仪，配置为将光发射到对象上以能够实现用户认证；传感器，配置为接收从所述对象反射的光；以及处理器，配置为分析接收到的光以确定是否认证用户，其中所述元投影仪包括：光源阵列，配置为沿着光路发射光，所述光源阵列包括：第一发光阵列，包括配置为发射具有第一组光特性的第一光的多个第一发光元件，以及第二发光阵列，包括配置为发射具有第二组光特性的第二光的多个第二发光元件，所述第二组光特性不同于所述第一组光特性；以及元结构层，至少部分地与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗炳勋，柳长雨，韩承勋，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR