[发明专利]编码图案投影仪

说明书

一种编码图案投影仪装置包括表面发射发射器阵列，所述表面发射发射器阵列包括多个发射器，其中所述多个发射器中的每一个响应于电驱动信号生成多个光束中的一个，所述电驱动信号施加到所述多个发射器中的每一个的相应电输入端。第一光学元件投影由所述表面发射发射器阵列生成的每个所述多个光束。第二光学元件使所述光束在第一维度中准直并且在第二维度中发散所述光束，使得所述光束形成至少一个条带图案。控制器具有多个电输出端，所述多个电输出端中的每一个连接至所述多个发射器中的每一个的相应电输入端。所述控制器生成所需要的电驱动信号，所述所需要的电驱动信号产生所需要的编码条带图案。

本文所使用的章节标题仅用于组织目的，并且不应被解释为以任何方式限制本申请中所述的主题。。

相关申请的交叉引用

本申请是2015年10月21日提交的标题为“Coded Pattern Projector”的美国临时专利申请第62/244,397号的非临时申请。美国临时专利申请第62/244,397号的整体内容以引用方式并入本文中。

背景技术

许多成像应用从生成结构化光的照明系统受益。当将结构化光的已知图案的光投影到场景上时，图案的变形提供关于场景中的对象的各种表面和深度信息。例如，如用于3D成像和手势识别应用的那些的光学系统使用编码图案投影。为满足对使用结构化光的光学系统的不断增长的需求，在结构化光照明源和方法中需要改进。

附图说明

在结合附图而进行的以下详述中更特定地描述根据优选和示例性实施方式的本教导及其进一步优点。本领域的技术人员将理解，以下所述的附图仅用于说明的目的。附图不一定按比例绘制，相反，重点通常在于示出本教导的原理。附图不意图以任何方式限制申请人的教导的范围。

图1A示出用来生成本教导的编码图案的顶部发射VCSEL元件的材料结构的实施方式。

图1B示出用来生成本教导的编码图案的底部发射VCSEL元件的材料结构的实施方式。

图1C示出配置为单片阵列的二维VCSEL器件的实施方式的俯视图。

图2A示出用来生成本教导的编码图案的顶部发射RC-LED元件的实施方式。

图2B示出用来生成本教导的编码图案的底部发射RC-LED元件的实施方式。

图2C示出配置为单片阵列的二维RC-LED器件的实施方式的俯视图。

图3示出具有微透镜的表面发射阵列。

图4A示出具有整合式微透镜的顶部发射阵列元件的结构。

图4B示出具有整合式微透镜的底部发射阵列元件的结构。

图4C示出具有单片式地整合到共同衬底上的整合式微透镜阵列的表面发射阵列。

图5示出本教导的编码图案投影仪装置的实施方式，所述编码图案投影仪装置生成条带或条纹图案并且将所述条带或条纹图案投影到区域中。

图6示出本教导的编码图案投影仪装置的实施方式，所述编码图案投影仪装置生成条带图案并且将所述条带图案投影到区域中。

图7示出本教导的编码图案投影仪装置的实施方式，所述编码图案投影仪装置生成均匀条带或条纹图案并且将所述均匀条带或条纹图案投影到区域中。

图8A示出本教导的4×4二维VCSEL阵列的实施方式。

图8B示出本教导的VCSEL阵列的实施方式的照片，所述VCSEL阵列安装于四方扁平封装壳体中并且连接至壳体引线。

图8C示出本教导的VCSEL阵列的输出束斑点图案的实施方式的图片。