鱼眼透镜点投影仪的制作方法

本公开总体上涉及点投影仪和用于点投影仪的鱼眼透镜光学器件。

背景技术：

1、点投影仪(也称为“图案投影仪”)可以用于各种三维(3d)感测应用，诸如面部识别应用或姿势识别应用。通常，点投影仪包括发射器阵列、一个或多个透镜以及一个或多个分束光栅。一个或多个透镜与一个或多个分束光栅结合操作，以从由阵列中的发射器发射的光投射和创建点图案的多个副本。

2、点投影仪的一个示例是结构光系统，其可以包括发射器阵列(例如，垂直腔表面发射激光器(vcsel)阵列)、透镜和衍射光学元件(doe)。在操作中，由发射器阵列的发射器发射的光由透镜准直，并且准直光束(每个准直光束对应于相应的发射器)被引导到doe。doe分布准直光束以便创建点投影(例如，准直光束的投影)。更具体地，doe将给定光束衍射，使得给定光束的衍射阶数通过doe以不同角度透射。衍射的角度范围发生在相对于doe表面的角度范围内，称为视场(fov)。这些不同定向的衍射阶数在fov中形成点投影(例如，其包括数千或数万个斑点)。

技术实现思路

1、在一些实施方式中，点投影仪光学件包括准直透镜；鱼眼透镜；以及点像差校正元件，所述点像差校正元件设置在所述准直透镜和所述鱼眼透镜之间，其中，从所述点像差校正元件到所述鱼眼透镜的输入与第一视场角相关联，并且其中，来自所述鱼眼透镜的输出与大于所述第一视场角的第二视场角相关联。

2、在一些实施方式中，光学系统包括多个发射器以及与多个发射器对准的多组光学元件，多组光学元件包括：第一组光学元件，其中第一组光学元件包括准直透镜，并且其中第一组光学元件包括在透镜光阑位置处的平铺衍射光学元件(doe)；第二组光学元件，其中所述第二组光学元件包括点像差校正元件；以及第三组光学元件，其中所述第三组光学元件包括角度扩展器。

3、在一些实施方式中，光学系统包括：用于发射光束的垂直腔表面发射激光器(vcsel)；以及与vcsel对准的一组光学元件，该组光学元件包括一个或多个光学元件的组1、一个或多个光学元件的组2、以及一个或多个光学元件的组3，其中组1包括准直透镜和衍射光学元件；其中所述组2包括点像差校正元件，其中所述组3包括鱼眼透镜，其中所述组2设置在所述组1和所述组3之间，并且其中所述光学系统的输出是随机或伪随机的点布置，当所述光束投射在平坦表面上时，所述点布置具有至少100度乘100度的视场。

技术特征：

1.一种点投影仪光学件，包括：

2.根据权利要求1所述的点投影仪，其中，当具有第一视场角的第一光束被投影到平面屏幕上时，所述第一视场角小于或等于30度，并且当具有第二视场角的第二光束被投影到所述平面屏幕上时，所述第二视场角大于或等于120度。

3.根据权利要求1所述的点投影仪光学件，其中所述第二视场角与所述第一视场角的比为至少4：1。

4.根据权利要求1所述的点投影仪光学件，其中，来自所述第二视场角的输出与点的矩形布置相关联。

5.根据权利要求1所述的点投影仪光学件，其中，所述鱼眼透镜包括多元件远心鱼眼透镜。

6.根据权利要求1所述的点投影仪光学件，还包括：

7.根据权利要求6所述的点投影仪光学件，其中，所述衍射光学元件的节距大于6微米。

8.根据权利要求1所述的点投影仪光学件，其中，所述鱼眼透镜包括以下中的至少一个：

9.根据权利要求1所述的点投影仪光学件，其中，所述鱼眼透镜包括以下中的至少一个：

10.根据权利要求1所述的点投影仪光学件，其中，所述鱼眼透镜与1.4至2.0范围内的折射率相关联。

11.一种光学系统，包括：

12.根据权利要求11所述的光学系统，其中所述第一组光学元件和所述第二组光学元件被配置为输出具有第一视场角的第一准直光束，并且其中所述第三组光学元件被配置为接收所述第一准直光束并输出具有第二视场角的第二准直光束，所述第二视场角大于所述第一视场角。

13.根据权利要求11所述的光学系统，其中，所述光学系统的输出包括所述多个发射器的交错复合图案，其中，所述交错复合图案用于发射点。

14.根据权利要求13所述的光学系统，其中，所述点的交错复合图案包括以下中的至少一个：

15.根据权利要求11所述的光学系统，其中，所述平铺doe将来自所述多个发射器的光束形成为一组平铺块，所述一组平铺块以抑制一个或多个阶而交错。

16.根据权利要求11所述的光学系统，其中所述平铺doe形成第一点布局和第二点布局，所述第一点布局不同于所述第二点布局，所述第一点布局与所述第二点布局重叠。

17.一种光学系统，包括：

18.根据权利要求17所述的光学系统，其中，所述光学系统包括以下中的至少一个：

19.根据权利要求17所述的光学系统，其中，所述一组光学元件中的至少一个光学元件包括以下中的至少一个：超构光学件或多级相位光学件。

20.根据权利要求17所述的光学系统，其中，所述光学系统的输出的平面屏幕失真小于5％。

技术总结在一些实施方式中，点投影仪光学件可以包括准直透镜；鱼眼透镜；以及点像差校正元件，所述点像差校正元件设置在所述准直透镜和所述鱼眼透镜之间。从点像差校正元件到鱼眼透镜的输入可以与第一视场角相关联。来自鱼眼透镜的输出可与大于第一视野角度的第二视野角度相关联。技术研发人员：J·陈,M·米勒,L·朱,V·V·王,R·莱瑟姆,B·凯斯勒受保护的技术使用者：朗美通经营有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25