结构光模块制造技术

本发明专利技术提供一种结构光模块，包括光源、准直光学部件以及扩散光学部件。该光源提供具有一光源光束大小的一光源光束。该准直光学部件准直该光源光束并且输出一准直光束。该扩散光学部件扩散该准直光束以形成一结构光，该结构光相对于该准直光束具有一光束扩散角，该扩散光学部件包括多个透镜元件，该多个透镜元件以每隔一间距间隔设置的方式一维地重复分布着。其中准直光学部件发出的准直光束和结构光之间具有间距大小和光束扩散角的关系存在，如此形成多样的结构光。

【技术实现步骤摘要】
结构光模块
本专利技术是关于一种结构光模块，特别是关于一种用于穿戴或移动装置的结构光模块。
技术介绍
穿戴装置是未来的明星产品，利用穿戴装置进行外界互动或侦测外界情形是使用穿戴装置的目的之一，其中，结构光的发出和接收对于互动和侦测功能是很重要的媒介之一，因此，如何产生结构光是穿戴装置或移动装置等虚拟实境装置所不可缺少的升等功能之一。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种结构光模块，利用以每隔一间距间隔设置的方式一维地重复分布着的多个透镜元件来形成结构光，透镜元件的排列间距大小和相对方位可丰富结构光的多样性。本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种结构光模块，利用准直光学部件搭配以每隔一间距间隔设置的方式一维地重复分布着的多个透镜元件来形成结构光，上述两者和光源可置入一壳体中，使得结构光模块的体积微型化。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种结构光模块，其包括光源、准直光学部件以及扩散光学部件，该光源提供具有一光源光束大小的一光源光束；该准直光学部件准直该光源光束并且输出一准直光束；该扩散光学部件扩散该准直光束以形成一结构光，该结构光相对于该准直光束具有一光束扩散角，该扩散光学部件包括多个透镜元件，该多个透镜元件以每隔一间距间隔设置的方式一维地重复分布着，其中，该间距的一间距大小小于该光源光束大小，该光束扩散角满足以下的等式：θ＝S*θnθn＝-3.63*z^3+3.69*z^2-9.383*z+103其中z＝(p-0.368)/0.0665，p表示毫米(mm)单位的该间距大小，S表示无因次的一缩放因子，θ表示度(degree)单位的该光束扩散角，θn则表示当该光源光束的一额定波长为650纳米(nm)和该多个重复分布的透镜元件的材料为聚碳酸酯时的该光束扩散角。较佳地，该结构光模块还包括壳体，该壳体安置该光源、该准直光学部件和该扩散光学部件。较佳地，该结构光模块还包括整合该准直光学部件和该扩散光学部件两者至少之一的壳体，其中该壳体安置该光源、该准直光学部件和该扩散光学部件。较佳地，该扩散光学部件还包括：具有该多个重复分布的透镜元件构成的一凸起轮廓的一第一表面，该第一表面面向该准直光学部件；或者具有该多个重复分布的透镜元件构成的一混合凸起轮廓的一第一表面，该第一表面面向该准直光学部件。较佳地，该扩散光学部件还包括相对于该第一表面的一第二表面，该第二表面具有一平面轮廓或结合一反射镀膜的一平面轮廓。较佳地，位于该第一表面上的该多个透镜元件安排成单一方位或多个相对不同的方位，其中安排成该多个方位的该多个透镜元件所形成的多个该结构光具有多个方向。较佳地，该间距具有单一数值的该间距大小、一系列递增数值的多个该间距大小、一系列递减数值的多个该间距大小或不同数值的多个该间距大小。较佳地，该光源光束的波长大于650纳米，且该缩放因子为介于0和1之间的数值。较佳地，该扩散光学部件的一折射率小于聚碳酸酯的折射率，且该缩放因子为介于0和1之间的数值。较佳地，该光源光束的波长为650纳米，该扩散光学部件的材料为聚碳酸酯，并且该缩放因子等于1。本专利技术还提供一种结构光模块，包括光源、准直光学部件以及扩散光学部件，该光源提供一光源光束；该准直光学部件准直该光源光束并且输出一准直光束；该扩散光学部件扩散该准直光束以形成一结构光，该结构光相对于该准直光束具有一光束扩散角，该扩散光学部件包括多个透镜元件，该多个透镜元件以每隔一间距间隔设置的方式一维地重复分布着，其中，该多个透镜元件的至少一有效焦距介于-0.15到0.15之间，该扩散光学部件的一折射率介于1.01到3.65之间，该光束扩散角满足以下的等式：θ＝2*tan^-1(p/(2*|f|))其中p表示该间距的毫米(mm)单位的一间距大小，θ表示度(degree)单位的该光束扩散角，|f|表示该有效焦距的绝对值。较佳地，该结构光模块还包括安置该光源、该准直光学部件和该扩散光学部件的壳体；或整合该准直光学部件和该扩散光学部件两者至少之一的壳体，其中，该壳体安置该光源、该准直光学部件和该扩散光学部件。较佳地，该扩散光学部件还包括：具有该多个重复分布的透镜元件构成的一凹入轮廓的一第一表面，该第一表面面向该准直光学部件；或者具有该多个重复分布的透镜元件构成的一凸起轮廓的一第一表面，该第一表面面向该准直光学部件；或者具有该多个重复分布的透镜元件构成的一混合凸起轮廓的一第一表面，该第一表面面向该准直光学部件；或者具有该多个重复分布的透镜元件构成的一混合凹入轮廓的一第一表面，该第一表面面向该准直光学部件。较佳地，该扩散光学部件还包括相对于该第一表面的一第二表面，该第二表面具有一平面轮廓或结合一反射镀膜的一平面轮廓。较佳地，位于该第一表面的该多个透镜元件安排成单一方位或多个相对不同的方位，其中安排成该多个方位的该多个透镜元件所形成的多个该结构光具有多个方向。较佳地，该扩散光学部件还包括固定于该多个透镜元件上的一透明平面基板，并且该透明平面基板提供该第二表面。较佳地，该间距具有单一数值的该间距大小、一系列递增数值的多个该间距大小、一系列递减数值的多个该间距大小或不同数值的多个该间距大小。较佳地，该扩散光学部件包括由该多个透镜元件组成的光学区以及位于该光学区旁的非光学区，该非光学区具有一固定结构以固定于一壳体。较佳地，该壳体还固定该准直光学部件。较佳地，该多个透镜元件之间设有一不连续的区域，并且该扩散光学部件在该不连续的区域上设有衍射光学元件(DiffractiveOpticalElement，DOE)。本专利技术利用一维重复分布的透镜元件的间距来设计所需的结构光样式，并可利用安排透镜元件的不同方位来调整结构光发出的方位，达到产生多样结构光的目的；此外，本专利技术的准直光学部件、扩散光学部件和光源可置入一壳体中，使得结构光模块的体积微型化。附图说明图1为本专利技术的结构光模块实施例的元件侧面示意图。图2为本专利技术的扩散光学部件的一第一实施例部分立体示意图。图3为本专利技术的扩散光学部件的第一实施例部分的第一侧面示意图。图4为本专利技术的扩散光学部件的第一实施例部分的第二侧面示意图。图5为本专利技术的间距和光束扩散角的一关系图。图6为本专利技术的扩散光学部件的一第二实施例部分的正面示意图。图7为本专利技术的扩散光学部件的一第三实施例部分立体示意图。图8为本专利技术的扩散光学部件的一第四实施例部分的正面示意图。图9为本专利技术的扩散光学部件的一第五实施例部分立体示意图。图10为本专利技术的扩散光学部件的一第六实施例部分立体示意图。图11为本专利技术的扩散光学部件的一第七实施例部分立体示意图。图12为本专利技术的结构光模块实施例的部分元件分解示意图。图13为本专利技术的扩散光学部件的一第八实施例部分立体示意图。具体实施方式以下所称的扩散光学部件，其包括光学区和非光学区，光学区主要包括处理或转换源自光源的光束的光学部件。相对于光学区而言，非光学区则可提供其它非处理或非转换光束的作用，例如非光学区具有起固定作用的治具或结构，或是具有起连接作用的结构或电路区域。要说明的是，非光学区仍可具有简单的光学性质，例如光穿透、光折射或光反射。其次，以下所称的光学区，其主要包括多个重复的透镜元件，这些重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构光模块，其特征在于，包括：光源，其提供具有一光源光束大小的一光源光束；准直光学部件，其准直该光源光束并且输出一准直光束；以及扩散光学部件，其扩散该准直光束以形成一结构光，该结构光相对于该准直光束具有一光束扩散角，该扩散光学部件包括多个透镜元件，该多个透镜元件以每隔一间距间隔设置的方式一维地重复分布着，其中，该间距的一间距大小小于该光源光束大小，该光束扩散角满足以下的等式：θ＝S*θnθn＝‑3.63*z^

【技术特征摘要】
1.一种结构光模块，其特征在于，包括：光源，其提供具有一光源光束大小的一光源光束；准直光学部件，其准直该光源光束并且输出一准直光束；以及扩散光学部件，其扩散该准直光束以形成一结构光，该结构光相对于该准直光束具有一光束扩散角，该扩散光学部件包括多个透镜元件，该多个透镜元件以每隔一间距间隔设置的方式一维地重复分布着，其中，该间距的一间距大小小于该光源光束大小，该光束扩散角满足以下的等式：θ＝S*θnθn＝-3.63*z^3+3.69*z^2-9.383*z+103其中z＝(p-0.368)/0.0665，p表示毫米单位的该间距大小，S表示无因次的一缩放因子，θ表示度单位的该光束扩散角，θn则表示当该光源光束的一额定波长为650纳米和该多个重复分布的透镜元件的材料为聚碳酸酯时的该光束扩散角。2.如权利要求1所述的结构光模块，其特征在于，该结构光模块还包括壳体，该壳体安置该光源、该准直光学部件和该扩散光学部件。3.如权利要求1所述的结构光模块，其特征在于，该结构光模块还包括整合该准直光学部件和该扩散光学部件两者至少之一的壳体，其中该壳体安置该光源、该准直光学部件和该扩散光学部件。4.如权利要求1所述的结构光模块，其特征在于，该扩散光学部件还包括：具有该多个重复分布的透镜元件构成的一凸起轮廓的一第一表面，该第一表面面向该准直光学部件；或者具有该多个重复分布的透镜元件构成的一混合凸起轮廓的一第一表面，该第一表面面向该准直光学部件。5.如权利要求4所述的结构光模块，其特征在于，该扩散光学部件还包括相对于该第一表面的一第二表面，该第二表面具有一平面轮廓或结合一反射镀膜的一平面轮廓。6.如权利要求4所述的结构光模块，其特征在于，位于该第一表面上的该多个透镜元件安排成单一方位或多个相对不同的方位，其中安排成该多个方位的该多个透镜元件所形成的多个该结构光具有多个方向。7.如权利要求1所述的结构光模块，其特征在于，该间距具有单一数值的该间距大小、一系列递增数值的多个该间距大小、一系列递减数值的多个该间距大小或不同数值的多个该间距大小。8.如权利要求1所述的结构光模块，其特征在于，该光源光束的波长大于650纳米，且该缩放因子为介于0和1之间的数值。9.如权利要求1所述的结构光模块，其特征在于，该扩散光学部件的一折射率小于聚碳酸酯的折射率，且该缩放因子为介于0和1之间的数值。10.如权利要求1所述的结构光模块，其特征在于，该光源光束的波长为650纳米，该扩散光学部件的材料为聚碳酸酯，并且该缩放因子等于1。11.一种结构光模块，其特征在于，包括：光源，其提供一光源光束；准直光学部件，其准直该光源光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志隆，颜智敏，
申请(专利权)人：高准精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71