[发明专利]光投射方法和装置

权利要求书

1.一种波导器件，用于光投射系统，其特征在于，包括第一表面和第二表面，其中：

所述第一表面包括第一光栅结构；

所述波导器件构造为引导耦合入光束在第一表面和第二表面之间进行全内反射；

第一光栅结构构造为干扰全内反射以使得至少部分耦合入光束从波导器件耦合出来并从第一表面投射出去，从波导器件耦合出的这部分耦合入光束形成耦合出光束；

在第一光栅结构的顶部所述耦合出光束从第一表面会聚形成直立光锥；所述直立光锥与第一表面平行的截面包括与耦合出光束对应的点阵，以使所述光投射系统的检测器接收远处物体在多个位置对耦合出光束的反射，以测定所述多个位置相对于光投射系统的距离；

所述波导器件还包括第四表面和光吸收材料层，其中所述耦合入光束经全内反射后的其余部分到达第四表面；所述光吸收材料层与第二表面平行且通过间隙与第二表面隔离；

所述波导器件还包括与第四表面相对的长形第三表面，其中光源通过第三表面将光耦合进入波导器件，形成耦合入光束；来自光源的光准直成与所述长形第三表面对应的线形。

2.根据权利要求1所述的波导器件，其特征在于，其中：

从第一表面会聚形成直立光锥以后，所述耦合出光束发散以在直立光锥的上方形成倒立光锥；及

所述倒立光锥与第一表面平行的截面包括与耦合出光束对应的点阵。

3.根据权利要求1所述的波导器件，其特征在于，其中：

所述第一表面为x-y平面；

所述耦合入光束基本上沿着x-y平面的x轴方向在波导器件内传播；

所述耦合出光束基本上沿着与x-y平面正交的z轴方向传播；

所述第一光栅结构以相应的(x，y)位置分布在x-y平面内；

第一光栅结构与光栅深度、占空比、周期和在x-y平面内相对于z轴方向的方向相关联；

在x轴方向上不同位置的第一光栅结构具有不同的光栅深度和不同的光栅占空比的至少其中之一；

在x轴方向上不同位置的第一光栅结构具有不同的周期；及

在y轴方向上不同位置的第一光栅结构具有不同的方向。

4.根据权利要求1所述的波导器件，其特征在于，其中：

所述波导器件为平面波导；

所述第一表面和第二表面相互平行且为平面波导的最大表面；及

所述耦合出光束自第一表面从波导器件中耦合出来。

5.根据权利要求1所述的波导器件，其特征在于，其中：

所述波导器件为平面波导；

所述第一表面和第二表面相互平行且为平面波导的最大表面；

所述第一光栅结构包括设在第一表面和第二表面之间的体光栅；及

所述耦合出光束自第一表面从波导器件中耦合出来。

6.根据权利要求1所述的波导器件，其特征在于，其中：

所述第四表面包括另一光吸收材料层，用于吸收耦合入光束的其余部分。

7.根据权利要求1所述波导器件，其特征在于，进一步包括第二光栅结构，所述第二光栅结构设在第一表面或第二表面中的至少一个表面上，其中：

光源通过所述第二光栅结构将光耦合进入波导器件，形成耦合入光束。

8.根据权利要求1所述的波导器件，其特征在于，其还包括：设在第二表面上的反射层。