散斑投射器制造技术

公开了一种散斑投射器，其中，所述散斑投射器包括：单点光源和被保持于所述单点光源的光出射路径上的衍射光学元件，所述单点光源仅具有一个发光孔，用于出射单束光，所述光衍射元件用于对所述单束光进行整形，进而使得所述散斑投射器生成具有多个光斑的散斑图案。所述散斑投射器针对近距离眼球追踪技术对投射器形成的光斑数量和光斑能量要求较低的特点，以单个发光点作为所述散斑投射器的光源，通过光整形元件形成多个光斑，这样，可以减小所述投射器的尺寸，在简化所述投射器的结构的同时能够满足近距离眼球追踪技术对投射器形成的光斑数量和光斑能量要求，且能够简化结构光编解码算法。码算法。码算法。

【技术实现步骤摘要】
散斑投射器


[0001]本申请涉及结构光领域，更为具体地涉及散斑投射器。

技术介绍

[0002]结构光技术是一种基于主动视觉重建目标的光学技术，可通过由投射器投射的具有特定结构特征的光信号和由摄像头采集到的携带了目标对象信息的光信号利用三角法来计算目标对象的深度信息，进而获取目标对象的三维图像。结构光技术被广泛应用于人脸识别、空间测距、AR/VR等领域。
[0003]然而，在结构光技术的实际应用中存在诸多问题，例如，投射器的体积较大、功耗较高、编解码算法复杂、解码精度较低等。
[0004]具体地，在利用结构光进行眼球追踪的结构光方案中，目前普遍采用Camera+LED的结构光方案，以LED光源作为投射器的光源，通过相机采集被目标对象反射的光信号。在该方案中，投射器的LED光源需要设置多个发光点，以在眼球上形成多个光斑，更加准确地追踪眼球。相应地，该技术方案对各个LED发光点的焊接位置的精准度要求较高，LED发光点的数量较多，功耗较大、使得投射器的整体体积较大。
[0005]在一些结构光方案中，投射器的光源设有多个发光点，形成发光点点阵，进而形成基础编码图案 P1，所述基础编码图案 P1中包括与所述发光点点阵的多个发光点对应的多个散斑点 P0，然后利用衍射光学器件对基础编码图案 P1进行复制和拼接，以生成包括更多散斑点 P0、视角更大的激光散斑编码图案。然而，由于所述激光散斑编码图案是由包括了多个散斑点 P0的基础编码图案 P1复制和拼接生成的，不仅编解码算法复杂，而且，所述激光散斑编码图案中会出现多个相似块，即，多个散斑点 P0分布方式完全一致或者相似的区域，如图1所示。在对所述激光散斑编码图案进行解码的过程中，容易导致特征点匹配错误，解码精度降低。
[0006]因此，需要一种新型的结构光设计方案。

技术实现思路

[0007]本申请的一个优势在于提供了一种散斑投射器，其中，所述散斑投射器针对近距离眼球追踪技术的特点，设计了适于近距离眼球追踪的散斑投射器，不仅能够在结构上简化结构光设计方案，还能够在算法端简化结构光设计方案。
[0008]本申请的另一个优势在于提供了一种散斑投射器，其中，所述散斑投射器针对近距离眼球追踪技术对投射器形成的光斑数量和光斑能量要求较低的特点，以单个发光点作为所述散斑投射器的光源，通过光整形元件形成多个光斑，这样，可以减小所述投射器的尺寸，在简化所述投射器的结构的同时能够满足近距离眼球追踪技术对投射器形成的光斑数量和光斑能量要求，且能够简化结构光编解码算法。
[0009]本申请的又一个优势在于提供了一种散斑投射器，所述散斑投射器最终形成的散斑图案不存在相似块的问题，这样，可以降低解码难度，提高解码精度。
[0010]为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，提供了一种散斑投射器，其包括：单点光源，仅具有一个发光孔，用于出射单束光；以及被保持于所述单点光源的光出射路径上的衍射光学元件，用于对所述单束光进行整形，进而使得所述散斑投射器生成具有多个光斑的散斑图案。
[0011]在本申请的散斑投射器中，所述散斑图案中光斑的数量为80至500。
[0012]在本申请的散斑投射器中，所述衍射光学元件具有准直结构。
[0013]在本申请的散斑投射器中，所述单点光源为VCSEL光源。
[0014]在本申请的散斑投射器中，所述VCSEL光源的长度尺寸为2mm至5mm，宽度尺寸为2mm至5mm，高度尺寸为2mm至5mm。
[0015]在本申请的散斑投射器中，所述单点光源的发散角小于等于40
°
。
[0016]在本申请的散斑投射器中，所述单点光源在所述衍射光学元件的焦平面，所述衍射光学元件的焦距为1mm至2mm。
[0017]在本申请的散斑投射器中，所述散斑投射器的发散角为50
°
至80
°
。
[0018]在本申请的散斑投射器中，所述衍射光学元件适于与眼球间隔10mm至20mm。
[0019]在本申请的散斑投射器中，所述散斑投射器包括基板和安装于所述基板的保持件，所述单点光源安装于所述基板，所述保持件具有外周壁、从所述外周壁向内延伸的内支撑壁和由所述内支撑壁和所述基板围合形成的通光腔，所述单点光源位于所述通光腔内，所述衍射光学元件被支撑于所述内支撑壁，所述衍射光学元件至少部分对应于所述单点光源。
[0020]通过对随后的描述和附图的理解，本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。
[0021]本申请的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
[0022]从下面结合附图对本申请实施例的详细描述中，本申请的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：图1图示了根据现有的散斑投射器生成的激光散斑编码图案。
[0023]图2图示了根据本申请实施例的散斑投射器的立体示意图。
[0024]图3图示了根据本申请实施例的散斑投射器的截面图示意图。
[0025]图4图示了根据本申请实施例的散斑投射器生成的散斑图案的局部示意图。
具体实施方式
[0026]以下说明书和权利要求中使用的术语和词不限于字面的含义，而是仅由专利技术人使用以使得能够清楚和一致地理解本申请。因此，对本领域技术人员很明显仅为了说明的目的而不是为了如所附权利要求和它们的等效物所定义的限制本申请的目的而提供本申请的各种实施例的以下描述。
[0027]可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
[0028]虽然比如“第一”、“第二”等的序数将用于描述各种组件，但是在这里不限制那些组件。该术语仅用于区分一个组件与另一组件。例如，第一组件可以被称为第二组件，且同样地，第二组件也可以被称为第一组件，而不脱离本申请构思的教导。在此使用的术语“和/或”包括一个或多个关联的列出的项目的任何和全部组合。
[0029]在这里使用的术语仅用于描述各种实施例的目的且不意在限制。如在此使用的，单数形式意也包括复数形式，除非上下文清楚地指示例外。另外将理解术语“包括”和/或“具有”当在该说明书中使用时指定所述的特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在，而不排除一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组的存在或者附加。
[0030]申请概述如上所述，在结构光技术的实际应用中存在诸多问题，例如，投射器的体积较大、功耗较高、编解码算法复杂、解码精度较低等。具体地，在利用结构光进行眼球追踪的结构光方案中，目前普遍采用Camera+LED的结构光方案，以LED光源作为投射器的光源，通过相机采集被目标对象反射的光信号。在该方案中，投射器的LED光源需要设置多个发光点，以在眼球上形成多个光斑，更加准确地追踪眼球。相应地，该技术方案对各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种散斑投射器，其特征在于，包括：单点光源，仅具有一个发光孔，用于出射单束光；以及被保持于所述单点光源的光出射路径上的衍射光学元件，用于对所述单束光进行整形，进而使得所述散斑投射器生成具有多个光斑的散斑图案。2.根据权利要求1所述的散斑投射器，其中，所述散斑图案中光斑的数量为80至500。3.根据权利要求1所述的散斑投射器，其中，所述衍射光学元件具有准直结构。4.根据权利要求1所述的散斑投射器，其中，所述单点光源为VCSEL光源。5.根据权利要求4所述的散斑投射器，其中，所述VCSEL光源的长度尺寸为2mm至5mm，宽度尺寸为2mm至5mm，高度尺寸为2mm至5mm。6.根据权利要求1所述的散斑投射器，其中，所述单点光源的发散角小于等于40
°
。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：许力超，王伟，王立，刘赤宇，李念宜，
申请(专利权)人：浙江睿熙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：