散斑投射器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115857253A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211441879.4(22)申请日2022.11.17(71)申请人浙江睿熙科技有限公司地址311113浙江省杭州市良渚街道通运街358号2幢101室(72)发明人许力超王伟王立刘赤宇李念宜(74)专利代理机构北京恒泰铭睿知识产权代理有限公司11642专利代理师何平(51)Int.Cl.G03B15/02(2021.01)G02B27/09(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称散斑投射器(57)摘要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。CN115857253ACN115857253A权利要求书1/1页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.根据权利要求6所述的散斑投射器，其中，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。8.根据权利要求7所述的散斑投射器，其中，所述散斑投射器的发散角为50°至80°。9.根据权利要求1所述的散斑投射器，其中，所述衍射光学元件适于与眼球间隔10mm至20mm。10.根据权利要求1所述的散斑投射器，其中，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。2CN115857253A说明书1/6页散斑投射器技术领域[0001]本申请涉及结构光领域，更为具体地涉及散斑投射器。背景技术[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