结构光投影仪和包括结构光投影仪的电子设备制造技术

提供了一种结构光投影仪，包括：光源，被配置为发射光；以及纳米结构阵列，被配置为基于由光源发射的光形成点图案，纳米结构阵列包括多个超级单元，每个超级单元分别包括多个纳米结构，其中，所述多个超级单元中的每个超级单元包括第一子单元和第二子单元，第一子单元包括具有第一形状分布的多个第一纳米结构，第二子单元包括具有第二形状分布的多个第二纳米结构。

Structured light projectors and electronic equipment including structured light projectors

【技术实现步骤摘要】
结构光投影仪和包括结构光投影仪的电子设备相关申请的相交引用本申请基于并要求于2018年11月9日向美国专利商标局提交的美国临时专利申请No.62/758,064的优先权，并且要求于2019年2月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0017960的优先权，所述申请的公开通过全文引用合并于此。
本公开的示例实施例涉及一种结构光投影仪和包括结构光投影仪的电子设备。
技术介绍
近来，关于对诸如人、物等的对象的识别，为了进行精确的三维(3D)形状识别，需要准确地识别对象的形状、位置、移动等。作为提高3D形状识别准确度的方法，已经开发出使用结构光的3D感测技术，从而实现更精确的运动识别。结构光系统必须能够形成所需的点图案，并且还必须与各种电子设备耦合，需要结构光系统的小型化和高分辨率。为了产生结构光，可以使用诸如衍射光学元件(DOE)之类的光学部件。然而，光学部件的体积影响设计精度和制造要求。
技术实现思路
一个或多个示例实施例提供一种结构光投影仪和包括结构光投影仪的电子设备。附加方面部分地将在接下来的描述中进行阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过对示例实施例的实践来获知。根据示例实施例的一个方面，提供了一种结构光投影仪，包括：光源，被配置为发射光；以及纳米结构阵列，被配置为基于由所述光源发射的光形成点图案，所述纳米结构阵列包括多个超级单元，每个超级单元分别包括多个纳米结构，其中，所述多个超级单元中的每个超级单元包括第一子单元和第二子单元，所述第一子单元包括具有第一形状分布的多个第一纳米结构，所述第二子单元包括具有第二形状分布的多个第二纳米结构。所述光源可以包括多个发光元件。所述多个发光元件和所述多个超级单元可以分别以二维周期性晶格设置。所述多个发光元件的晶格常数与所述多个超级单元的晶格常数的比率可以是有理数。所述多个发光元件的二维周期性晶格和所述多个超级单元的二维周期性晶格可以具有相同的形状和不同的尺寸。所述多个发光元件的二维周期性晶格和所述多个超级单元的二维周期性晶格可以具有相同的形状和相同的尺寸。所述光源与所述纳米结构阵列之间的距离可以是C2/2λ的整数倍，其中所述超级单元的晶格常数是C，所述光源发射的光的中心波长是λ。所述第一形状分布和所述第二形状分布可以彼此不同。所述第一子单元和所述第二子单元可以具有相等的面积。所述超级单元还可以包括k个子单元，所述k个子单元分别包括设置有第k形状分布的第k个纳米结构，其中k是3和N之间的整数，N是大于3的整数。所述超级单元中包括的第一子单元至第N子单元可以以二维周期性晶格设置。所述超级单元中包括的第一子单元至第N子单元中的每个子单元可以具有与所述超级单元的等分面积对应的面积。所述第一子单元至所述第N子单元中的每个子单元中包括的多个第一纳米结构至多个第N纳米结构的第一形状分布至第N形状分布可以彼此不同。所述第一子单元至所述第N子单元的相位轮廓可以基于预定规则彼此相关联，并且所述第一子单元至所述第N子单元中的每个子单元可以被配置为分别基于所述第一子单元至所述第N子单元的相位轮廓来调制入射光的相位。第m子单元的相位轮廓可以包括所述第一子单元至所述第N子单元共用的局部相位轮廓以及与包括所述第m子单元的超级单元的位置相对应的全局相位轮廓，其中m是从1到N的整数，N是大于或等于3的整数。所述第一纳米结构和所述第二纳米结构可以分别具有小于由所述光源发射的光的波长的形状尺寸。所述多个第一纳米结构的间距和所述多个第二纳米结构的间距可以分别小于或等于由所述光源发射的光的波长的1/2。每个第一纳米结构的高度和每个第二纳米结构的高度可以分别小于或等于从所述光源发射的光的波长的2/3。所述第一纳米结构和所述第二纳米结构可以分别包括折射率与周围材料的折射率相差0.5或更多的材料。所述点图案可以包括随机图案，并且所述随机图案可以包括形成集群的多个点，所述集群是规则地设置的。根据示例实施例的另一方面，提供了一种电子设备，包括：结构光投影仪，包括：光源，被配置为发射光；以及纳米结构阵列，被配置为基于由所述光源发射的光形成点图案，所述纳米结构阵列包括多个超级单元，每个超级单元分别包括多个纳米结构，其中，所述多个超级单元中的每个超级单元包括第一子单元和第二子单元，所述第一子单元包括具有第一形状分布的多个第一纳米结构，所述第二子单元包括具有第二形状分布的多个第二纳米结构；第一传感器，被配置为接收被对象反射的光，所述对象被所述结构光投影仪发射的光照射；以及处理器，被配置为基于由所述第一传感器接收的光获得关于所述对象的深度位置的第一信息。所述电子设备还可以包括：第二传感器，被配置为接收被所述对象反射的光，其中，所述处理器还被配置为基于由所述第二传感器接收的光获得关于所述对象的深度位置的第二信息。所述处理器还可以被配置为基于所述第一信息和所述第二信息中的至少一个来获得所述对象的深度信息。根据示例实施例的又一方面，提供了一种结构光投影仪，包括：光源，被配置为发射光，所述光源包括多个发光元件；以及纳米结构阵列，被配置为基于由所述光源发射的光形成点图案并且包括多个超级单元，所述多个超级单元中的每个超级单元包括多个子单元，其中，所述多个子单元中的每个子单元被配置为基于所述多个子单元中的每个子单元的相位轮廓来调制由所述光源发射的光的相位。可以基于与所述点图案对应的预定规则来设置所述多个子单元中的每个子单元的相位轮廓。所述多个发光元件和所述多个超级单元可以分别以二维周期性晶格设置，并且所述多个发光元件的二维周期性晶格和所述多个超级单元的二维周期性晶格可以具有相同的形状。附图说明上述和/或其他方面将从结合附图对示例实施例的以下描述中变得清楚明白并且更易于理解，其中：图1是示出了根据示例实施例的结构光投影仪的结构的截面图；图2是示出了图1的结构光投影仪中包括的纳米结构阵列的图案的平面图，该纳米结构阵列的图案包括包含多个子单元的超级单元；图3是通过放大图2的部分区域详细示出了纳米结构阵列的包括子单元和超级单元的图案的平面图；图4是示出了图1的结构光投影仪中包括的光源中所包括的多个发光元件的布置的平面图；图5是放大图1的结构光投影仪的部分区域的平面图，其示出了超级单元和发光元件之间的对应关系；图6概念性地示出了超级单元中包括的子单元形成不同的相位轮廓；图7示出了由超级单元形成的结构光的随机图案；图8示出了由图1的结构光投影仪形成的准随机点图案的结构光：图9是详细示出了图1的结构光投影仪的纳米结构阵列中包括的第一子单元的截面图；图10是详细示出了图1的结构光投影仪的纳米结构阵列中包括的第二子单元的截面图；图11A至图11E是示出了图9和图10中所示的纳米结构的示例形状的透视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构光投影仪，包括：/n光源，被配置为发射光；以及/n纳米结构阵列，被配置为基于由所述光源发射的光形成点图案，所述纳米结构阵列包括多个超级单元，并且所述多个超级单元中的每个超级单元包括多个纳米结构，/n其中，所述多个超级单元中的每个超级单元包括第一子单元和第二子单元，所述第一子单元包括具有第一形状分布的多个第一纳米结构，所述第二子单元包括具有第二形状分布的多个第二纳米结构。/n

【技术特征摘要】
20190215 KR 10-2019-0017960;20181109 US 62/758,0641.一种结构光投影仪，包括：
光源，被配置为发射光；以及
纳米结构阵列，被配置为基于由所述光源发射的光形成点图案，所述纳米结构阵列包括多个超级单元，并且所述多个超级单元中的每个超级单元包括多个纳米结构，
其中，所述多个超级单元中的每个超级单元包括第一子单元和第二子单元，所述第一子单元包括具有第一形状分布的多个第一纳米结构，所述第二子单元包括具有第二形状分布的多个第二纳米结构。


2.根据权利要求1所述的结构光投影仪，其中，所述光源包括多个发光元件。


3.根据权利要求2所述的结构光投影仪，其中，所述多个发光元件和所述多个超级单元分别以二维周期性晶格设置。


4.根据权利要求3所述的结构光投影仪，其中，所述多个发光元件的晶格常数与所述多个超级单元的晶格常数的比率是有理数。


5.根据权利要求3所述的结构光投影仪，其中，所述多个发光元件的二维周期性晶格和所述多个超级单元的二维周期性晶格具有相同的形状和不同的尺寸。


6.根据权利要求3所述的结构光投影仪，其中，所述多个发光元件的二维周期性晶格和所述多个超级单元的二维周期性晶格具有相同的形状和相同的尺寸。


7.根据权利要求6所述的结构光投影仪，其中，所述光源与所述纳米结构阵列之间的距离是C2/2λ的整数倍，其中C是所述超级单元的晶格常数，λ是所述光源发射的光的中心波长。


8.根据权利要求1所述的结构光投影仪，其中，所述第一形状分布和所述第二形状分布彼此不同。


9.根据权利要求8所述的结构光投影仪，其中，所述第一子单元和所述第二子单元具有相等的面积。


10.根据权利要求1所述的结构光投影仪，其中，所述超级单元还包括k个子单元，所述k个子单元分别包括设置有第k形状分布的第k个纳米结构，其中k是3和N之间的整数，N是大于3的整数。


11.根据权利要求10所述的结构光投影仪，其中，所述超级单元中包括的第一子单元至第N子单元以二维周期性晶格设置。


12.根据权利要求11所述的结构光投影仪，其中，所述超级单元中包括的第一子单元至第N子单元中的每个子单元具有与所述超级单元的等分面积对应的面积。


13.根据权利要求10所述的结构光投影仪，其中，第一子单元至第N子单元中的每个子单元中所包括的多个第一纳米结构至多个第N纳米结构的第一形状分布至第N形状分布彼此不同。


14.根据权利要求10所述的结构光投影仪，其中，第一子单元至第N子单元的相位轮廓基于预定规则彼此相关联，并且
其中，所述第一子单元至所述第N子单元中的每个子单元被配置为分别基于所述第一子单元至所述第N子单元的相位轮廓来调制入射光的相位。


15.根据权利要求14所述的结构光投影仪，其中，第m子单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴贤秀，韩承勋，李旻璟，
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