结构光投射装置以及其制造方法制造方法及图纸

一结构光投射装置及其制造方法。结构光投射装置，适用于深度摄像，包括：一光发射器，其中所述光发射器于一发射侧具有一投射区域，其中所述投射区域用于发射光；一光学衍射元件，其中所述光学衍射元件具有一衍射区域，用于衍射所述光发射器发射的光；以及一支撑件，其中所述支撑件支撑所述光学衍射元件于所述光发射器的发射侧，以使所述投射区域和所述衍射区域对应，从而所述光发射器的投射区域发射的光直接被所述光学衍射元件的衍射区域衍射。

Structure light projector and its manufacturing method

A structural light projection device and a manufacturing method thereof. The structure light projection device is suitable for depth imaging, including: a light emitter, wherein the light emitter has a projection area on one emission side, wherein the projection area is used for emitting light; an optical diffraction element, wherein the optical diffraction element has a diffraction area for diffracting the light emitted by the light emitter; and a support, wherein the support is supported The optical diffractive element is supported on the emission side of the light emitter so that the projection area corresponds to the diffraction area, so that the light emitted by the projection area of the light emitter is diffracted directly by the diffraction area of the optical diffractive element.

【技术实现步骤摘要】
结构光投射装置以及其制造方法
本专利技术涉及深度摄像领域，特别地涉及一结构光投射装置以及其制造方法。
技术介绍
实现深度摄像的技术方案有很多，主流方案有双目方案、TOF方案和结构光方案。双目方案成本较低，但是最大的问题在于实现算法需要很高的计算资源，导致实时性很差，而且基本跟分辨率，检测精度挂钩。也就是说，分辨率越高，要求精度越高，则计算越复杂，同时，纯双目方案受光照，物体纹理性质影响。结构光方案是为了解决双目匹配算法的复杂度和鲁棒性问题而提出的。结构光法不依赖于物体本身的颜色和纹理，采用了主动投影已知图案的方法来实现快速鲁棒的匹配特征点，能够达到较高的精度，也大大扩展了适用范围。随着结构光技术的逐渐发展和完善，结构光深度摄像也越来越受市场欢迎，尤其是其在移动终端的应用引起很多移动厂商的关注，例如IphoneX前置摄像模组采取了散斑结构光技术进行人脸识别解锁。结构光深度相机基本工作过程是将结构光投射到待测物表面后被待测物的高度调制，被调制的结构光经摄像系统采集，传送至计算机内分析计算后可得出被测物的三维面形数据。而现有结构光深度相机使用的投射装置包括一光发射器、一准直镜和一光学衍射元件，其中所述准直镜被设置于所述光发射器和所述光学衍射元件之间。所述光发射器发射光线被所述准直镜准直，再通过所述光学衍射元件衍射或复制后，投射至空间目标表面。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中一光学衍射元件被支撑于一光发射器，直接衍射一光发射器发射的光线。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述光学衍射元件和所述光发射器间距较小，确保所述光发射器发出的光线可以更好地被所述光学衍射元件衍射。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中一支撑件位于所述光发射器和所述光学衍射元件之间，支撑所述光学衍射元件，使得所述光学衍射元件可以固定于所述光发射器。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述光学衍射元件的一衍射区域与所述光发射器的一投射区域相对应。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述支撑件为环形，从而防止所述光发射器和所述光学衍射元件之间漏光。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述支撑件实施为为一梯形结构，以使形成所述支撑件时，方便模具或印刷板脱离。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述支撑件由芯片粘结膜成型材料(DAF，DieAttachFilm)形成，一方面可以使形成的所述支撑件高度较小，从而使所述光学衍射元件和所述光发射器间距较小，另一方面使所述支撑件升温升压下可以恢复粘性，无需额外的胶水等辅助。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述支撑件由光刻胶形成，一方面可以使形成的所述支撑件高度较小，从而使所述光学衍射元件和所述光发射器间距较小，另一方面可以利用光刻胶的特性使所述支撑件的形成工艺更可控。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述支撑件还可以通过普通粘合物，例如胶水等形成，从而降低成本。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述支撑件被设置于所述光发射器的一非投射区域，从而避免所述支撑件遮挡光线光线。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中至少一用于连接一线路板的连接点被设置于所述支撑件外侧的所述非投射区域部分，从而避免金线等连接线高度限制所述光发射器和所述光学衍射元件的间距。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述结构光投射装置具有散热性。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述光发射器被设置于一散热元件，例如金属板，从而使得散热效果更佳。本专利技术的另一个目的在于提供一结构光投射装置以及其制造方法，其中所述线路板具有一镂空区域，所述镂空区域被设置于所述光发射器底部，从而提高散热效果。为了实现以上至少一个目的，依本专利技术的一个方面，本专利技术进一步提供一结构光投射装置，适用于深度摄像，包括：一光发射器，其中所述光发射器于一发射侧具有一投射区域，其中所述投射区域用于发射光；一光学衍射元件，其中所述光学衍射元件具有一衍射区域，用于衍射所述光发射器发射的光；以及一支撑件，其中所述支撑件支撑所述光学衍射元件于所述光发射器的发射侧，以使所述投射区域和所述衍射区域对应，其中所述光发射器的投射区域发射的光直接被所述光学衍射元件的衍射区域衍射。根据本专利技术的一个实施例，所述投射区域和所述衍射区域间距小于或等于100um。根据本专利技术的一个实施例，所述投射区域和所述衍射区域间距小于或等于15um。根据本专利技术的一个实施例，所述支撑件呈环状，其中所述支撑件闭合地环绕所述投射区域。根据本专利技术的一个实施例，所述支撑件呈一梯形结构。根据本专利技术的一个实施例，所述支撑件由芯片粘结膜成型材料、光刻胶或胶水之一的材料形成。根据本专利技术的一个实施例，所述支撑件由透光材料制成，覆盖所述投射区域，其中所述支撑件位于所述光发射器和所述光学衍射元件之间，支撑所述光学衍射元件。根据本专利技术的一个实施例，所述光发射器于具有一非投射区域，其中所述投射区域位于所述投射区域的外侧，其中所述支撑件被设置于所述非投射区域，位于所述光发射器和所述光学衍射元件之间。根据本专利技术的一个实施例，所述结构光投射装置进一步包括一线路板，其中所述线路板可工作地连接位于所述支撑件外侧的所述非投射区域。根据本专利技术的一个实施例，所述结构光投射装置进一步包括一准直装置，其中所述准直装置安装于所述光学衍射元件的出光侧，对经所述光学衍射元件衍射后的光线准直。根据本专利技术的一个实施例，所述结构光投射装置进一步包括一光线转向元件，其中所述光线转向元件被设置于所述光学衍射元件和所述准直元件光学路径之间，对应于所述光学衍射元件的衍射光线路径，将经衍射后的光线转向至所述准直元件准直，从所述结构光投射装置的侧面射出。根据本专利技术的一个实施例，所述光线转向元件被实施为一折光透镜或一反射镜面或两者的结合。根据本专利技术的一个实施例，所述结构光投射装置进一步包括一光线转向元件，其中所述光线转向元件被设置于所述准直元件出光侧，对应于所述准直元件的光线准直路径，其中衍射后的光线经所述准直元件准直，再由所述光线转向元件转向，从所述结构光投射装置的侧面的射出。根据本专利技术的一个实施例，所述结构光投射装置进一步包括一散热元件和一线路板，其中所述线路板可工作地连接于所述光发射器，其中所述散热元件被设置于所述线路板底部。根据本专利技术的一个实施例，所述结构光投射装置进一步一线路板，其中所述线路板可工作地连接于所述光发射器，其中所述线路板具有一镂空区域，其中所述镂空区域对应于所述光发射器的底部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一结构光投射装置，适用于深度摄像，其特征在于，包括：/n一光发射器，其中所述光发射器于一发射侧具有一投射区域，其中所述投射区域用于发射光；/n一光学衍射元件，其中所述光学衍射元件具有一衍射区域，用于衍射所述光发射器发射的光；以及/n一支撑件，其中所述支撑件支撑所述光学衍射元件于所述光发射器的发射侧，以使所述投射区域和所述衍射区域对应，其中所述光发射器的投射区域发射的光直接被所述光学衍射元件的衍射区域衍射。/n

【技术特征摘要】
1.一结构光投射装置，适用于深度摄像，其特征在于，包括：
一光发射器，其中所述光发射器于一发射侧具有一投射区域，其中所述投射区域用于发射光；
一光学衍射元件，其中所述光学衍射元件具有一衍射区域，用于衍射所述光发射器发射的光；以及
一支撑件，其中所述支撑件支撑所述光学衍射元件于所述光发射器的发射侧，以使所述投射区域和所述衍射区域对应，其中所述光发射器的投射区域发射的光直接被所述光学衍射元件的衍射区域衍射。


2.根据权利要求1所述的结构光投射装置，其中所述投射区域和所述衍射区域间距小于或等于100um。


3.根据权利要求1所述的结构光投射装置，其中所述投射区域和所述衍射区域间距小于或等于15um。


4.根据权利要求1所述的结构光投射装置，其中所述支撑件呈环状，其中所述支撑件闭合地环绕所述投射区域。


5.根据权利要求1所述的结构光投射装置，其中所述支撑件呈一梯形结构。


6.根据权利要求1所述的结构光投射装置，其中所述支撑件由芯片粘结膜成型材料、光刻胶或胶水之一的材料形成。


7.根据权利要求1至3任一所述的结构光投射装置，其中所述支撑件由透光材料制成，覆盖所述投射区域，其中所述支撑件位于所述光发射器和所述光学衍射元件之间，支撑所述光学衍射元件。


8.根据权利要求1至6任一所述的结构光投射装置，其中所述光发射器于具有一非投射区域，其中所述非投射区域位于所述投射区域的外侧，其中所述支撑件被设置于所述非投射区域。


9.根据权利要求8所述结构光投射装置，进一步包括一线路板，其中所述线路板可工作地连接位于所述支撑件外侧的所述非投射区域。


10.根据权利要求8所述结构光投射装置，进一步包括一准直装置，其中所述准直装置安装于所述光学衍射元件的出光侧，对经所述光学衍射元件衍射后的光线准直。


11.根据权利要求1至6任一所述的结构光投射装置，进一步包括一散热元件和一线路板，其中所述线路板可工作地连接于所述光发射器，其中所述散热元件被设置于所述线路板底部。


12.根据权利要求1至6任一所述的结构光投射装置，进一步包括一线路板，其中所述线路板可工作地连接于所述光发射器，其中所述线路板具有一镂空区域，其中所述镂空区域对应于所述光发射器的底部，其中所述光发射器的尺寸大于所述镂空区域尺寸。


13.根据权利要求1至6任一所述的结构光投射装置，进一步包括一线路板，其中所述线路板可工作地连接于所述光发射器，其中所述支撑件被设置于所述线路板，支撑所述光学衍射元件的衍射区域对应于所述投射区域。


14.根据权利要求13所述结构光投射装置，进一步包括至少一连接线，其中所述连接线连接所述光发射器和所述线路板，其中所述连接线位于所述支撑件内侧，其中所述连接线安装后高度不大于所述光学衍射元件和所述光发射器间距加上所述光发射器的厚度总和。


15.根据权利要求13所述结构光投射装置，进一步包括一准直装置，其中所述准直装置安装于所述光学衍射元件的出光侧，对经所述光学衍射元件衍射后的光线准直。


16.根据权利要求1至6任一所述的结构光投射装置，进一步包括一准直装置，其中所述准直装置安装于所述光学衍射元件的出光侧，对经所述光学衍射元件衍射后的光线准直。


17.根据权利要求16所述结构光投射装置，进一步包括一光线转向元件，其中所述光线转向元件被设置于所述光学衍射元件和所述准直元件光学路径之间，对应于所述光学衍射元件的衍射光线路径，将经衍射后的光线转向至所述准直元件准直，从所述结构光投射装置的侧面射出。


18.根据权利要求17所述结构光投射装置，其中所述光线转向元件被...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振宇，黄乾友，
申请(专利权)人：宁波舜宇光电信息有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33