[发明专利]深度相机及其投影模组

说明书

本发明公开了一种深度相机及其投影模组，该投影模组包括衬底；以规则晶格的形式排列在所述衬底上的光源；所述光源包括多个子光源，多个所述子光源排列构成多个子光源阵列，分别用于发射多个不规则的、疏密不同的光束阵列；所述子光源阵列由规则晶格上多个位置不同的所述子光源交错排列构成；透镜，用于准直或聚焦所述光束阵列，并向外发射与所述光束阵列相对应的斑点图案光束。本发明的投影模组不再以不规则晶格来设置光源，通过在一个规则晶格上设置的多个子光源构成的多个子光源阵列以分别发射多个不规则的、疏密不同的光束阵列，从而实现结构光的投影，降低了投影模组的设计、生产、制造成本。

技术领域

本发明涉及光学元器件制造领域，特别是涉及一种深度相机及其投影模组。

背景技术

垂直腔面激光发射器(VCSEL)阵列芯片逐渐被应用在多个领域，比如泛光照明、结构光投影等。在结构光深度相机中，由VCSEL阵列芯片组成的投影模组是影响深度成像质量以及深度相机体积向微型化发展最为重要的因素。VCSEL阵列芯片上各个VCSEL子光源的排列方式至关重要，不规则排列被认为是产生结构光斑点图案的必要排列方式，然而不规则排列增加了VCSEL阵列芯片的设计以及生产难度和成本。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明目的在于提出一种深度相机及其投影模组，以解决上述现有技术存在的不规则排列导致的设计以及生产难度和成本大的技术问题。

为此，本发明提出一种投影模组，包括衬底；以规则晶格的形式排列在所述衬底上的光源；所述光源包括多个子光源，多个所述子光源排列构成多个子光源阵列，分别用于发射多个不规则的、疏密不同光束阵列；所述子光源阵列由规则晶格上多个位置不同的所述子光源交错排列构成；透镜，用于准直或聚焦所述光束阵列，并向外发射与所述光束阵列相对应的斑点图案光束。

一个实施例中，所述子光源阵列包括第一子光源阵列和第二子光源阵列，分别用于发射第一光束阵列与第二光束阵列，通过透镜准直或聚焦并向外发射与所述第一光束阵列和\或所述第二光束阵列相对应的第一斑点图案光束、第二斑点图案光束或第三斑点图案光束。

一个实施例中，所述衬底包括两个以上面积大小不同的规则晶格。所述第一子光源阵列和所述第二子光源阵列的子光源均设置在第一规则晶格上。

一个实施例中，所述第一子光源阵列的子光源设置在第一规则晶格上，所述第二子光源阵列的子光源设置在第二规则晶格上，所述第二规则晶格的面积大于所述第一规则晶格；所述第三斑点图案光束为所述第一子光源阵列和所述第二子光源阵列共同发射所得到的。

一个实施例中，所述斑点图案光束投影至目标空间以形成斑点图案。

一个实施例中，还包括衍射光学元件，所述衍射光学元件用于接收通过所述透镜的所述斑点图案光束，经衍射后入射到目标空间以形成复制斑点图案，所述复制斑点图案是由多个所述斑点图案光束组合而成。

一个实施例中，所述组合指多个所述斑点图案光束以相互邻接的方式组合以覆盖视场区域。

一个实施例中，所述第一子光源阵列与所述第二子光源阵列中所述子光源的数量相当。

此外，本发明还提供了一种深度相机，包括：如上述任一项所述的投影模组，用于向目标空间投射斑点图案化光束；采集模组，用于采集结构光图案；处理器，接收所述结构光图案并计算出深度图像。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：本发明的投影模组不再以不规则晶格来设置光源，通过在一个规则晶格上设置的多个子光源构成的多个子光源阵列以分别发射多个不规则的、疏密不同的光束阵列，从而实现结构光的投影，降低了投影模组的设计、生产、制造成本。