[发明专利]点阵结构光组件和生成点阵结构光的方法

说明书

本发明提供了一种点阵结构光组件和生成点阵结构光的方法。点阵结构光组件包括：基底层；第一微透镜阵列层，第一微透镜阵列层设置在基底层的一侧表面上，第一微透镜阵列层远离基底层的一侧表面为入射面；第二微透镜阵列层，第二微透镜阵列层设置在基底层的另一侧表面上，第一微透镜阵列层和第二微透镜阵列层均包括多个微透镜且在相互垂直的第一方向和第二方向上各具有至少两个微透镜，第一微透镜阵列层的周期与第二微透镜阵列层的周期不同。本发明解决了现有技术中的点阵结构光组件存在亮度分布不均匀的问题。

技术领域

本发明涉及人工智能领域，具体而言，涉及一种点阵结构光组件和生成点阵结构光的方法。

背景技术

目前行业内实现3D成像的方式主要有双目、结构光和TOF，其中结构光具有分辨率高、功耗低等优点。现有散斑结构光主要通过DOE(衍射光学元件)实现，生成的点阵具有以下两个调制难点：一个是亮度分布不均，点阵中心亮、边缘暗；另一个是点阵位置分布不均，中心密、边缘疏。

现有技术中通常采用一层MLA(微透镜阵列)直接准直即可生成规则的点阵结构光，但因常规VCSEL光源光场分布不均匀，一层微透镜阵列准直生成的点阵各点亮度分布趋势与VCSEL光源光场分布一致，造成最终形成的点阵亮度分布不均，不利于应用。

也就是说，现有技术中的点阵结构光组件存在亮度分布不均匀的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种点阵结构光组件和生成点阵结构光的方法，以解决现有技术中的点阵结构光组件存在亮度分布不均匀的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种点阵结构光组件，包括：基底层；第一微透镜阵列层，第一微透镜阵列层设置在基底层的一侧表面上，第一微透镜阵列层远离基底层的一侧表面为入射面；第二微透镜阵列层，第二微透镜阵列层设置在基底层的另一侧表面上，第一微透镜阵列层和第二微透镜阵列层均包括多个微透镜且在相互垂直的第一方向和第二方向上各具有至少两个微透镜，第一微透镜阵列层的周期与第二微透镜阵列层的周期不同。

进一步地，微透镜为球面微透镜。

进一步地，第一微透镜阵列层的微透镜的表面包括自由曲面和多项式曲面中的一种；和/或第二微透镜阵列层的微透镜的表面包括自由曲面和多项式曲面中的一种。

进一步地，第一微透镜阵列层的周期大于第二微透镜阵列层的周期。

进一步地，第一微透镜阵列层的周期d0满足：10umd0300um；和/或第二微透镜阵列层的周期d1满足：5umd1300um。

根据本发明的另一个方面，提供了一种生成点阵结构光的方法，使用上述的点阵结构光组件生成点阵结构光的方法包括：通过调整点阵结构光组件的第一微透镜阵列层的厚度、第二微透镜阵列层的厚度、第一微透镜阵列层的周期、第二微透镜阵列层的周期、第一微透镜阵列层与光源的距离中的一种或多种，从而调整点阵结构光组件生成的点阵结构光的参数。

进一步地，生成点阵结构光的方法还包括：获取光源，调整光源与第一微透镜阵列层之间的距离，以使得光源出射的光以预设发散角入射至第一微透镜阵列层，光经第一微透镜阵列层在点阵结构光组件的基底层上汇聚形成多个次光源；多个次光源经第二微透镜阵列层准直后，以多束平行光出射至接收面形成点阵结构光。

进一步地，在获取光源的过程中，光源包括一个或多个。

进一步地，在获取光源的过程中，当获取的光源为一个时，光源在接收面形成的点阵结构光的基础周期T满足：

其中，H为第二微透镜阵列层到接收面的距离；F为次光源到第一微透镜阵列层的距离；d₁为第二微透镜阵列层的周期。