结构光发生器及结构光投射器制造技术

本发明专利技术公开一种结构光发生器及结构光投射器，其中，结构光发生器，包括：掩膜版，设有图案层，所述图案层具有透光部分和不透光部分；光板组件，包括有第一表面和第二表面，且所述第一表面和第二表面均设有反射层，用于反射被所述图案层的不透光部分反射进入所述光板组件的红外光，所述掩膜版设于所述光板组件背离所述第一表面的一端。本发明专利技术技术方案提出的结构光发生器能够提高光源的能量利用率。构光发生器能够提高光源的能量利用率。构光发生器能够提高光源的能量利用率。

【技术实现步骤摘要】
结构光发生器及结构光投射器


[0001]本专利技术涉及3D成像领域
，特别涉及一种结构光发生器及结构光投射器。

技术介绍

[0002]3D结构光成像是向物体表面投射带结构特征的结构光，通过红外接收相机获取经物体反射的带结构特征的红外光斑图，然后将采集到的带结构特征的红外图与参考红外图匹配比对，利用三角测量原理计算得到物体的三维信息。主流的3D结构光投射器有：散斑结构光、图案编码结构光；散斑结构光是激光经过衍射光学元件形成散斑点图，散斑存在枕形畸变，且最终投射出的散斑点密度较低，使得在远距离测量时精度低，大大降低了3D结构光在远距离场景的应用；现有图案编码结构光投射出的结构图案密度高，图案无畸变，可以实现远距离的测量。
[0003]然而目前结构光发生器中的mask(掩膜版)分为透光和不透光，不透光部分被掩膜版表面反射的光反射后被投射器外壳结构吸收掉，导致超过50％激光发出的光未经过掩膜版被投射物镜投射出去，激光光能量利用率低，投射器功耗增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供一种结构光发生器，旨在解决目前激光光能量利用率低，投射器功耗增加的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出的一种结构光发生器，包括：
[0006]掩膜版，设有图案层，所述图案层具有透光部分和不透光部分；
[0007]光板组件，包括有第一表面和第二表面，且所述第一表面和第二表面均设有反射层，用于反射被所述图案层的不透光部分反射进入所述光板组件的红外光，所述掩膜版设于所述光板组件背离所述第一表面的一端。
[0008]可选地，所述光板组件包括光源、红外导光板和微透镜结构，所述微透镜结构设于所述红外导光板的出光侧，所述掩膜版设于所述微透镜结构远离所述红外导光板的一侧，所述光源设于所述红外导光板内，所述光源采用LED光源，用于发射红外光，所述红外导光板的第一表面还设有若干导光点，用于反射光线。
[0009]可选地，所述微透镜结构设有微透镜阵列和围坝，所述围坝围绕所述微透镜阵列设置，且所述围坝的高度高于所述微透镜阵列，所述微透镜结构靠近所述红外导光板一侧的表面设于所述微透镜阵列的物方焦平面处，所述掩膜版设于所述微透镜阵列的像方焦平面处。
[0010]可选地，所述掩膜版包括透光基板，所述图案层覆盖于所述透光基板上，所述图案层设于所述微透镜阵列的像方焦平面处。
[0011]可选地，所述光源的出光面与所述红外导光板入光面之间的距离为0.4mm
‑
0.6mm；和/或，所述红外导光板入光面设有锯齿结构。
[0012]可选地，所述光源设于所述红外导光板的一侧，在远离所述光源的方向上，所述导
光点的体积逐渐增大且分布逐渐密集；
[0013]或，所述光源设于所述红外导光板相对的两侧，自所述红外导光板中间向四周的方向上，所述导光点体积逐渐减小且分布逐渐稀疏；
[0014]或，所述光源设于所述红外导光板远离所述微透镜结构的一侧，在远离所述光源的方向上，所述导光点的体积逐渐增大且分布逐渐密集。
[0015]可选地，所述微透镜结构连接有支架，所述掩膜版连接于所述支架上，所述支架的一侧连接有驱动结构，所述驱动结构用于驱动所述支架移动。
[0016]可选地，所述支架远离所述驱动结构的一侧连接有弹性件，所述微透镜结构设有限位柱，所述弹性件设于所述限位柱与所述支架之间，所述反射层延伸至所述限位柱设置。
[0017]可选地，所述红外导光板与所述掩膜版的有效出光区域均设为矩形结构。
[0018]本专利技术还提出一种结构光投射器，包括结构光发生器和投射物镜，其中，所述结构光发生器为如以上所述的结构光发生器，所述结构光发生器设有用于发射光线的发射面，所述发射面设于所述投射物镜的物方焦平面处。
[0019]本专利技术技术方案通过采用掩膜版设有图案层，图案层具有透光部分和不透光部分，光板组件的第一表面和第二表面均设有反射层，用于反射不透光部分反射进入光板组件的红外光，掩膜版不透光部分反射的光束反射至光板组件内，反射后再次从掩膜版的透光区域出射，如此第一次被掩膜版不透光部分反射的光束作为有效光束被再次利用，提高了光源的能量利用率。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0021]图1为现有图案编码结构光投射器的光路示意图；
[0022]图2为本专利技术提供的结构光发生器一实施例的结构示意图以及结构光投射器的光路示意图；
[0023]图3为本专利技术结构光发生器另一实施例的结构示意图；
[0024]图4为本专利技术结构光发生器又一实施例的结构示意图；
[0025]图5为本专利技术结构光发生器再一实施例的结构示意图；
[0026]图6为本专利技术结构光发生器另再一实施例的结构示意图；
[0027]图7为图6中结构光发生器投射的红外光斑示意图；
[0028]图8为现有典型结构光投射器发出的红外光斑图。
[0029]附图标号说明：
[0030][0031][0032]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0035]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0036]另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等
的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构光发生器，其特征在于，包括：掩膜版，设有图案层，所述图案层具有透光部分和不透光部分；光板组件，包括有第一表面和第二表面，且所述第一表面和第二表面均设有反射层，用于反射被所述图案层的不透光部分反射进入所述光板组件的红外光，所述掩膜版设于所述光板组件背离所述第一表面的一端。2.如权利要求1所述的结构光发生器，其特征在于，所述光板组件包括光源、红外导光板和微透镜结构，所述微透镜结构设于所述红外导光板的出光侧，所述掩膜版设于所述微透镜结构远离所述红外导光板的一侧，所述光源设于所述红外导光板内，所述光源采用LED光源，用于发射红外光，所述红外导光板的第一表面还设有若干导光点，用于反射光线。3.如权利要求2所述的结构光发生器，其特征在于，所述微透镜结构设有微透镜阵列和围坝，所述围坝围绕所述微透镜阵列设置，且所述围坝的高度高于所述微透镜阵列，所述微透镜结构靠近所述红外导光板一侧的表面设于所述微透镜阵列的物方焦平面处，所述掩膜版设于所述微透镜阵列的像方焦平面处。4.如权利要求3所述的结构光发生器，其特征在于，所述掩膜版包括透光基板，所述图案层覆盖于所述透光基板上，所述图案层设于所述微透镜阵列的像方焦平面处。5.如权利要求2所述的结构光发生器，其特征在于，所述光源的出光面与所述红外导光板入光面之间的距离为0.4mm
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【专利技术属性】
技术研发人员：张莉萍，李安，陈驰，鲁亚东，
申请(专利权)人：深圳市安思疆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：