增维摄像装置制造方法及图纸

一种增维摄像装置，其中所述增维摄像装置包括一光接收单元和一光发射组件，其中所述光发射组件包括一激光发射器、至少一匀光元件以及至少一准直透镜，其中所述激光发射器用于发射激光光束，其中所述匀光元件和所述准直透镜被设置于所述激光发射器发射的光束的光路路径中，其中所述准直透镜用于准直光束，以供缩小光束发散角，其中所述匀光元件具有微透镜阵列，以供光束经所述匀光元件的所述微透镜阵列的调制，以供在所述光接收单元形成光场。

【技术实现步骤摘要】
增维摄像装置
本技术涉及摄像领域，进一步涉及一种增维摄像装置。
技术介绍
随着数字成像技术的发展，摄像装置作为一种图像传感器被广泛应用。例如，一种基于TOF(timeofflight)时间飞行技术的TOF深度相机，用于获取目标场景的深度信息，以提供3D深度视觉效果，已逐渐应用于诸如手机、VR/AR手势交互、汽车、安防监控设备、智能家居、无人机以及智能机器人等领域。目前的深度摄像模组包括一光发射组件和一光接收单元，其中该光发射组件包括激光发射器和匀光元件，其中通过该激光发射器发射激光光束，经该匀光元件投射至一定视场角内的目标场景，其中该光接收单元接收反射光，最终在一定视场角范围内形成较为均匀的光场，从而获取深度信息。然而，由于该激光发射器的发射激光光束的发散角一般为20°-30°，激光光束经该匀光元件后很难满足更小角度的投射需求，光能较为分散，光束探测区域的边界较为模糊，探测距离较短，无法适用于一些对光束发散角要求较小或光场分布要求较高的应用设备领域。例如，在一些扫地机器人、线阵激光雷达或工业检测等应用领域中，一般需求投射光束在目标场景形成一个线状的长方形探测区域，即一个方向为大角度而另一方向为小角度的光束探测区域，例如120°*10°、135°*8°等。又例如，对于一些面阵激光雷达或特定的深度相机等，一般需求更远的探测距离，需要一个比较小的光束发散角，如25°*20°。或者，有些特殊应用设备所需求的光束发散角比该激光发射器的光束发散角还要小，显然，由于现有的深度摄像模组中的光发射组件无法满足如此小的光束发散角，导致适用效果较差，甚至无法满足市场要求。
技术实现思路
本技术的一个优势在于提供一种增维摄像装置，相对于现有的深度摄像模组，其中所述增维摄像装置具备更小的光束发散角，从而能够适用于一些对光束发散角较小或光场分布要求较高的应用设备领域。本技术的另一个优势在于提供一种增维摄像装置，其中所述增维摄像装置能够收窄激光发射器的光束发散角度，光能更加集中，使得光束探测区域的边界较为锐利、明显，探测距离更远。本技术的另一个优势在于提供一种增维摄像装置，其能够形成一个方向为大角度、另一方向为小角度的光束探测区域，例如120°*10°、135°*8°等，从而能够适用于一些扫地机器人、线阵激光雷达或工业检测等应用领域。本技术的另一个优势在于提供一种增维摄像装置，其中所述增维摄像装置的光束发散角可达到25°*20°，甚至更小，从而能够适用于追求更远的探测距离的应用设备，如面阵激光雷达或特定的深度相机等。本技术的另一个优势在于提供一种增维摄像装置，其结构简单，成本较低，适用性较广。依本技术的一个方面，本技术进一步提供一增维摄像装置，其中所述增维摄像装置包括一光接收单元和一光发射组件，其中所述光接收单元被设置于接收由所述光发射组件发射的光束经目标场景反射的光束的位置，其中所述光发射组件包括：一激光发射器；至少一匀光元件；以及至少一准直透镜，其中所述激光发射器用于发射激光光束，其中所述匀光元件和所述准直透镜被依次设置于所述激光发射器发射的光束的光路路径中，其中所述准直透镜用于准直光束，以供缩小光束发散角，其中所述匀光元件具有微透镜阵列，以供光束经所述匀光元件的所述微透镜阵列的调制，以供在该光接收单元形成指定的光场。在一些实施例中，其中所述匀光元件位于所述准直透镜与所述激光发射器之间。在一些实施例中，其中所述准直透镜与所述匀光元件之间相距一定的预设距离。在一些实施例中，其中所述匀光元件与所述准直透镜为一体式结构。在一些实施例中，其中所述一体式结构包括一基板，其中所述基板的一侧具有所述微透镜阵列以形成所述匀光元件，另一侧形成所述准直透镜。在一些实施例中，其中所述基板的所述另一侧为菲涅尔面或凸面。在一些实施例中，其中所述准直透镜位于所述匀光元件与所述激光发射器之间。在一些实施例中，其中所述准直透镜由单透镜组成。在一些实施例中，其中所述准直透镜由两个透镜组成，其分别为一第一准直透镜和一第二准直透镜，其中所述第一准直透镜和所述第二准直透镜依次设置于所述激光发射器与所述匀光元件之间，或者，所述激光发射器、所述匀光元件、所述第一准直透镜以及所述第二准直透镜依次设置。在一些实施例中，其中所述第一准直透镜的入光面为凸面或菲涅尔面，出光面为凹面，其中所述第二准直透镜的入光面为平面或凹面，出光面为凸面或菲涅尔面。在一些实施例中，所述准直透镜由两个以上的单透镜组成。在一些实施例中，其中所述准直透镜选自：球面透镜、平凸透镜、双凸透镜、弯月透镜、非球面透镜以及菲涅尔透镜中的其中一种。在一些实施例中，其中所述准直透镜为凸透镜，其中所述光束投射至目标场景形成一个方向大角度、另一个方向小角度的光束探测区域，其中所述大角度的范围大于或等于100°，其中小角度小于20°。在一些实施例中，其中所述光发射组件的总长度小于等于20mm。在一些实施例中，其中所述光发射组件的总长度小于等于4.4mm。在一些实施例中，其中所述准直透镜为菲涅尔透镜，其中被投射至目标场景的所述光束的光束发射角小于25°*20°。在一些实施例中，其中所述光发射组件的总长度小于等于3.93mm。在一些实施例中，其中所述微透镜阵列由一组微透镜单元排布组成，其中各所述微透镜单元各不相同，以供光束经所述匀光元件后不会在远场形成明暗条纹。附图说明图1是根据本技术的一个优选实施例的增维摄像装置的结构框图。图2是根据本技术的上述优选实施例的第一种实施方式的所述增维摄像装置的光发射组件的一种实施方式的结构示意图。图3是根据本技术的上述优选实施例的第一种实施方式的所述增维摄像装置的光发射组件的一种实施方式的结构示意图。图4是根据本技术的上述优选实施例的第一种实施方式的所述增维摄像装置的光发射组件的一种实施方式的结构示意图。图5是根据本技术的上述优选实施例的第一种实施方式的所述增维摄像装置的光发射组件的一种实施方式的结构示意图。图6是根据本技术的上述优选实施例的第二种实施方式的所述增维摄像装置的光发射组件的一种实施方式的结构示意图。图7是根据本技术的上述优选实施例的第二种实施方式的所述增维摄像装置的光发射组件的一种实施方式的结构示意图。图8是根据本技术的上述优选实施例的所述增维摄像装置的光发射组件实现一个方向大角度、另一个方向小角度的光路的部分参数表格。图9是根据本技术的上述优选实施例的所述增维摄像装置的光发射组件实现一个方向大角度的光路结构示意图。图10是根据本技术的上述优选实施例的所述增维摄像装置的光发射组件实现一个方向小角度的光路结构示意图。图11是根据本技术的上述优选实施例的所述增维摄像装置的光发射组件实现一个方向大角度、另一个方向小角度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一增维摄像装置，其特征在于，包括：/n一光接收单元；和/n一光发射组件，其中所述光接收单元被设置于接收由所述光发射组件发射的光束经目标场景反射的光束的位置，其中所述光发射组件包括一激光发射器、至少一匀光元件和至少一准直透镜，其中所述激光发射器用于发射激光光束，其中所述匀光元件和所述准直透镜被设置于所述激光发射器发射的光束的光路路径中，其中所述准直透镜用于准直光束，以供缩小光束发散角，其中所述匀光元件具有微透镜阵列，以供光束经所述匀光元件的所述微透镜阵列的调制，以供在所述光接收单元形成指定的光场。/n

【技术特征摘要】
1.一增维摄像装置，其特征在于，包括：
一光接收单元；和
一光发射组件，其中所述光接收单元被设置于接收由所述光发射组件发射的光束经目标场景反射的光束的位置，其中所述光发射组件包括一激光发射器、至少一匀光元件和至少一准直透镜，其中所述激光发射器用于发射激光光束，其中所述匀光元件和所述准直透镜被设置于所述激光发射器发射的光束的光路路径中，其中所述准直透镜用于准直光束，以供缩小光束发散角，其中所述匀光元件具有微透镜阵列，以供光束经所述匀光元件的所述微透镜阵列的调制，以供在所述光接收单元形成指定的光场。


2.根据权利要求1所述的增维摄像装置，其中所述匀光元件位于所述准直透镜与所述激光发射器之间。


3.根据权利要求2所述的增维摄像装置，其中所述准直透镜与所述匀光元件之间相距一定的预设距离。


4.根据权利要求2所述的增维摄像装置，其中所述匀光元件与所述准直透镜为一体式结构。


5.根据权利要求4所述的增维摄像装置，其中所述一体式结构包括一基板，其中所述基板的一侧具有所述微透镜阵列以形成所述匀光元件，另一侧形成所述准直透镜。


6.根据权利要求5所述的增维摄像装置，其中所述基板的所述另一侧为菲涅尔面或凸面。


7.根据权利要求1所述的增维摄像装置，其中所述准直透镜位于所述匀光元件与所述激光发射器之间。


8.根据权利要求2或7所述的增维摄像装置，其中所述准直透镜由单个透镜组成。


9.根据权利要求7所述的增维摄像装置，其中所述准直透镜由两个单透镜组成，其分别为一第一准直透镜和一第二准直透镜，其中所述第一准直透镜和所述第二准直透镜依...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，楼歆晔，孟玉凰，林涛，
申请(专利权)人：上海鲲游光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31