[发明专利]用于3D成像的激光阵列

权利要求书

1.一种用于3D成像的激光阵列，其特征在于，包括：在半导体衬底上以二维阵列形式排列的多个VCSEL光源；所述二维阵列的排布图案是通过至少一个不规则排列的子阵列旋转复制的形式产生的不相关图案；所述不相关图案是指图案中沿某一个方向维度上各个子区域都具有较高的唯一性。

2.如权利要求1所述的激光阵列，其特征在于，所述子阵列分布的区域包括扇形区域和/或环形区域。

3.如权利要求1所述的激光阵列，其特征在于，所述旋转复制包括由所述子阵列通过同一个中心点旋转到其他区域后在该区域产生一个复制的子阵列。

4.如权利要求1所述的激光阵列，其特征在于，所述二维阵列中相邻的两个子阵列之间包括：部分相互重叠、存在无所述VCSEL光源的间隔区域、边缘重合的一种或多种情况。

5.如权利要求1所述的激光阵列，其特征在于，所述子阵列数量不小于2时，所述子阵列之间大小、分布区域形状、旋转角度三方面中的至少一个方面不同。

6.如权利要求1所述的激光阵列，其特征在于，所述子阵列中VCSEL光源的排列为不规则图案。

7.如权利要求1所述的激光阵列，其特征在于，所述子阵列中VCSEL光源的数量不超过24，所述二维阵列中VCSEL光源的数量不超过576。

8.如权利要求1所述的激光阵列，其特征在于，所述子阵列的圆心角包括15°、30°、45°、60°、90°或120°。

9.一种如权利要求1-8任一所述用于3D成像的激光阵列的图案设计方法，其特征在于，包括：生成至少一个排列不规则的子阵列图案；旋转复制所述子阵列图案获取所述激光阵列的图案。

10.一种激光投影装置，其特征在于，包括：

权利要求1～8任一所述的激光阵列；

透镜，用于接收且汇聚由所述激光阵列发射的光束；

斑点图案生成器，用于将所述光束进行分束后向空间中发射斑点图案光束。

11.如权利要求10所述的激光投影装置，其特征在于：

所述透镜为单个透镜、微透镜阵列中的一种或组合；

所述斑点图案生成器为微透镜阵列、衍射光学元件、光栅中的一种或组合。

12.一种3D成像设备，其特征在于，包括：

权利要求10～11任一所述的激光投影装置，用于向空间中发射结构光图案光束；

图像采集装置，用于采集由所述结构光图案光束照射在目标物体上所形成的结构光图像；

处理器，接收所述结构光图像并根据三角法原理计算出所述目标物体的深度图像。