单片结构光投影仪制造技术

本申请提出了一种用于以预定图案生成光点的远场图像的结构光投影仪，其中结构光投影仪包括：光源，其提供非准直光束作为输出；以及专用衍射光学元件，其被设置为截取非准直光束。形成专用衍射光学元件以呈现不均匀的光栅特征图案，其被配置为补偿非准直输出光束的非平面波前和相位延迟，从而提供具有所需的配置的光点的干涉图案作为投影仪的输出。

Single chip structured light projector

The application proposes a structure light projector for generating a far-field image of light points with a predetermined pattern, wherein the structure light projector includes: a light source, which provides a non collimated beam as an output; and a special diffraction optical element, which is arranged to intercept the non collimated beam. A special diffractive optical element is formed to present a non-uniform grating characteristic pattern, which is configured to compensate for the non plane wavefront and phase delay of the non collimated output beam, so as to provide an interference pattern with the required light points as the output of the projector.

【技术实现步骤摘要】
单片结构光投影仪
本专利技术涉及一种结构光投影仪，更具体地说，涉及一种单片结构光投影仪，其不需要单独的准直器来提供光束整形。
技术介绍
结构光投影仪正在被开发用于使用特定图案的光“点”来投射编码光或信息图案的应用。诸如3D感测、映射等应用取决于这种类型光源的使用。图1是典型现有技术的结构光投影仪简化图，包括发射光束B的激光二极管1。如图所示，光束在离开激光二极管1时发散。然后，发散光束被引导到准直透镜2中。准直透镜2的功能是将发散光束聚焦(成形)成呈现平面波前的一组平行光线(即，准直光束)。然后将准直光束引导到衍射光学元件(DOE)3中，该衍射光学元件用于重定向一些光线，以便产生光点的干涉图案，如图2所示。当准直光束通过DOE的光栅时，通过在准直光束的波前引入一组相位延迟来形成光点图案。用于此目的的各种类型的衍射元件在本领域中是公知的，尤其包括折射曲面，菲涅耳透镜等。虽然可用于提供结构光输出，但是准直器和DOE的组合需要仔细地对准(彼此以及光源)，以便产生期望的图案。对准公差必然增加投影仪的费用，以及制造组件所需的时间和精力。严本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构光投影仪，用于以定义的图案产生光点的远场图像，包括：/n提供非准直光束作为输出的光源；和/n设置成截取所述非准直光束的专用衍射光学元件，所述专用衍射光学元件包括多个光栅特征的非均匀图案，其被配置为既补偿所述非准直光束的波前和相位延迟，又衍射补偿光束以产生表现出所定义图案的光点的干涉图案作为输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种结构光投影仪，用于以定义的图案产生光点的远场图像，包括：
提供非准直光束作为输出的光源；和
设置成截取所述非准直光束的专用衍射光学元件，所述专用衍射光学元件包括多个光栅特征的非均匀图案，其被配置为既补偿所述非准直光束的波前和相位延迟，又衍射补偿光束以产生表现出所定义图案的光点的干涉图案作为输出。


2.如权利要求1所述的结构光投影仪，其中所述多个光栅特征的非均匀图案包括相邻光栅特征之间的不均匀间隔。


3.如权利要求2所述的结构光投影仪，其特征在于，从专所述用衍射光学元件的中心区域向外测量，所述非均匀间隔的尺寸增加。


4.如权利要求1所述的结构光投影仪，其中所述多个光栅特征的非均匀图案包括形成所述多个光栅特征的各个光栅特征的不均匀厚度。


5.如权利要求4所述的结构光投影仪，其中，从专用衍射光学元件的中心区域向外测量，所述光栅特征的厚度减小。


6.如权利要求1所述的结构光投影仪，其中所述多个光栅特征的非均匀图案包括所述多个光栅特征的不均匀厚度和相邻光栅特征之间的不均匀间隔。


7.如权利要求6所述的结构光投影仪，其中各个光栅特征呈现第一厚度t1和第二厚度t2中的任何一个，相邻的光栅特征由第一间隔W1和第二间隔W2中的任一个隔开，以形成补偿的高阶专用衍射光学元件。


8.如权利要求1所述的结构光投影仪，其中所述光源包括单模光源。


9.如权利要求1所述的结构光投影仪，其中所述光源包括多模光源。


10.如权利要求1所述的结构光投影仪，其中所述光源包括激光源。


11.如权利要求10所述的结构光投影仪，其中所述光源包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。


12.如权利要求11所述的结构光投影仪，其中所述vCSEL倒置设置，以引导所述非...

【专利技术属性】
技术研发人员：简阿克塞尔埃德蒙泰西尔，朱立安博卡特，
申请(专利权)人：IIVI特拉华有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US