CN106885159A - 发光装置 - Google Patents

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CN106885159A
CN106885159A CN201510923568.5A CN201510923568A CN106885159A CN 106885159 A CN106885159 A CN 106885159A CN 201510923568 A CN201510923568 A CN 201510923568A CN 106885159 A CN106885159 A CN 106885159A
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CN
China
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light
microscope group
splitting microscope
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structure light
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陈志隆
颜智敏
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Everready Precision Ind Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements

Abstract

本发明提供一种发光装置，包括结构光产生单元以及分光镜组，该结构光产生单元发射出一结构光，而该分光镜组设置于该结构光的行进路径上。该分光镜组包括一半透射半反射面，一部分的该结构光通过该分光镜组的该半透射半反射面而投射至一投射面，使该投射面上呈现一第一结构光图案，且另一部分的该结构光被该分光镜组的该半透射半反射面反射后再经由不同路径投射至该投射面，使该投射面上呈现不同于该第一结构光图案的一第二结构光图案，藉此以调整结构光图案的数量或投射范围。

Description

发光装置
技术领域
本发明是关于一种发光装置，特别是一种配置有分光镜组的发光装置，使发光装置所能产生的结构光图案数量提高。
背景技术
结构光(structure light)指的是具有特定形态的光，而随着光学技术的蓬勃发展，其可被设计成线形态、面形态、网格形态、甚至更复杂形态的光形，并进而被应用在许多的领域，如3D轮廓重现、距离量测、防伪辨识、体感互动与新颖造型设计与应用等等，而传统的警示标识也得以更延伸应用于诸如需无污染等医疗或生医环境应用等等，因此结构光的重要性已逐渐地提升，且其相关技术被广泛地研究。
结构光由结构光产生单元发射出，当结构光投射至标的物时，标的物的表面会呈现结构光图案。标的物的表面所呈现的结构光图案是被拿来判断空间信息的重要辨识特征，然而，就目前而言，标的物的表面上的结构光图案，不论是线形态、面形态、网格形态等等，密度/数量仍嫌不足，又或者对应的投射范围不够，以致无法提供以作为后续空间信息的精准计算，又或者投射内容不够多样性以致应用受到局限等等，所述均为此技术领域所亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种发光装置，可增加投射面上的线、面、网格的数量，以便于在后续协助获取空间信息时进行精确计算，提高解析程度，且相对投射的内容也可呈现多样选择。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种发光装置，包括结构光产生单元以及分光镜组。该结构光产生单元发射出一结构光(structure light)。该分光镜组设置于该结构光的行进路径，该分光镜组包括一半透射半反射面以及一全反射面，该结构光的多个光束的一部分通过该分光镜组的该半透射半反射面而投射至一投射面，使该投射面上呈现一第一结构光图案(structured lightingpattern)，且该结构光的该多个光束的另一部分被该分光镜组的该半透射半反射面反射至该全反射面，再经该全反射面反射而投射至该投射面，使该投射面上呈现一第二结构光图案。
较佳地，该第二结构光图案为该第一结构光图案的等比例放大；抑或，该第二结构光图案为该第一结构光图案的等比例缩小；抑或，该第二结构光图案与该第一结构光图案等大小，但该第二结构光图案与该第一结构光图案不全部重叠。
较佳地，该分光镜组的一入光侧具有一入光面以及该全反射面，该分光镜组的一出光侧涂布有该半透射半反射面，其中，该结构光的该多个光束经过该入光面射至该半透射半反射面时，该部分光束继续往外投射至该投射面，而呈现该第一结构光图案，且该另一部分光束经过该半透射半反射面往内反射至该全反射面后，再被该全反射面反射经过该半透射半反射面往外投射至该投射面，而呈现该第二结构光图案；抑或，该分光镜组的一入光侧具有一入光面以及该全反射面，该分光镜组的一出光侧涂布有该半透射半反射面以及一抗反射面(Anti-reflective coating)，其中，该结构光的该多个光束经过该入光面射至该半透射半反射面时，该部分光束继续往外投射至该投射面，而呈现该第一结构光图案，且该另一部分光束经该半透射半反射面往内反射至该全反射面后，再被该全反射面反射经过该抗反射面往外投射至该投射面，而呈现该第二结构光图案。
较佳地，该半透射半反射面的涂布及/或该全反射面的涂布不均匀而具有不同的厚度。
较佳地，该分光镜组为楔形分光镜组、双楔形分光镜组、组合式分光镜组其中之一。
较佳地，该分光镜组的数值孔径(Numerical Aperture，NA)涵盖该第一结构光图案以及该第二结构光图案所对应的发射角度与范围。
较佳地，该分光镜组是由一塑胶材料射出形成。
较佳地，该分光镜组为一紫外光固化材料形成于一基板，其中该基板的材料选自塑胶、玻璃和硅其中之一。
较佳地，该分光镜组为一紫外光固化材料直接形成或间接多步骤完成。
较佳地，该分光镜组为一热固化材料直接形成或间接多步骤完成。
较佳地，该分光镜组具有非对称的非球状表面。
较佳地，该分光镜组为一棱镜，或具有类棱镜(quasi-prism or prism-like)外形。
较佳地，该发光装置还包括驱动机构，该驱动机构连结于该分光镜组，且该驱动机构被徒手、机械驱动、电力驱动、磁力驱动、电磁驱动或上述驱动组合所驱动。
较佳地，该结构光产生单元包括发光源以及光学元件组，且该光学元件组包括相应于该第一结构光图案以及该第二结构光图案的衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)、折射式光学元件以及反射式光学元件其中之一。
较佳地，该结构光产生单元还包括准直透镜，该准直透镜设置于该发光源与该光学元件组之间，用以准直该发光源所输出的光束并予以传送至该光学元件组。
较佳地，该发光源包括激光二极管(LD)、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)和热光源(thermal source)中的至少一者。
较佳地，该发光源是多个参差交错排列分布或具有不同偏振特性或不同波长与强度，并可程序控制(programmable)启动点亮或减弱乃至关上(power-off)依时变动。
较佳地，该发光装置还包括至少一转换透镜模块，该至少一转换透镜模块位于该结构光产生单元与该投射面之间，且该结构光的该多个光束依序通过该分光镜组以及该转换透镜模块后投射至该投射面，使该投射面上呈现该第一结构光图案、该第二结构光图案；其中，该转换透镜模块被控制调整以改变通过该转换透镜模块的该结构光的该多个光束的行进方向，使该投射面上所呈现的该第一结构光图案及/或该第二结构光图案缩小或放大。
本发明还提供一种发光装置，包括结构光产生单元以及分光镜组。该结构光产生单元沿一光轴发射出一结构光(structure light)。该分光镜组具有该光轴，该结构光的多个光束的一部分通过该分光镜组而沿该光轴投射至一投射面，使该投射面上呈现一第一结构光图案，且该结构光的该多个光束的另一部分沿异于该光轴的一光路径通过该分光镜组投射至该投射面，使该投射面上呈现一第二结构光图案。
较佳地，该分光镜组还包括一半透射半反射面以及一全反射面，该半透射半反射面位于该光轴上，且该全反射面位于该光路径上。
较佳地，该第二结构光图案为该第一结构光图案等比例的放大；抑或，该第二结构光图案为该第一结构光图案等比例的缩小；抑或，该第二结构光图案与该第一结构光图案等大小，但该第二结构光图案与该第一结构光图案不全部重叠。
较佳地，该分光镜组的一入光侧具有一入光面以及该全反射面，该分光镜组的一出光侧涂布有该半透射半反射面，其中，该结构光的该多个光束经过该入光面射至该半透射半反射面时，该部分光束继续往外投射至该投射面，而呈现该第一结构光图案，且该另一部分光束经该半透射半反射面往内反射至该全反射面后，再被该全反射面反射经过该半透射半反射面往外投射至该投射面，而呈现该第二结构光图案；抑或，该分光镜组的一入光侧具有一入光面以及该全反射面，该分光镜组的一出光侧涂布有该半透射半反射面以及一抗反射面(Anti-reflective coating)，其中，该结构光的该多个光束经过该入光面射至该半透射半反射面时，该部分光束继续往外投射至该投射面，而呈现该第一结构光图案，且该另一部分光束经该半透射半反射面往内反射至该全反射面后，再被该全反射面反射经过该抗反射面往外投射至该投射面，而呈现该第二结构光图案。
较佳地，该分光镜组为楔形分光镜组、双楔形分光镜组、组合式分光镜组其中之一。
较佳地，该分光镜组的数值孔径(Numerical Aperture，NA)涵盖该第一结构光图案以及该第二结构光图案对应的发散范围。
较佳地，该分光镜组是由一塑胶材料射出成型形成。
较佳地，该分光镜组为一紫外光固化材料形成于一基板，其中该基板的材料选自塑胶、玻璃和硅其中之一。
较佳地，该分光镜组为一紫外光固化材料直接形成或间接多步骤完成。
较佳地，该分光镜组为一热固化材料直接形成或间接多步骤完成。
较佳地，该分光镜组具有非对称的非球状表面。
较佳地，该发光装置还包括驱动机构，该驱动机构连结于该分光镜组，且该驱动机构被徒手驱动、机械驱动、电力驱动、磁力驱动、电磁驱动或上述驱动组合所驱动。
较佳地，该结构光产生单元包括发光源以及光学元件组，且该光学元件组包括相应于该第一结构光图案以及该第二结构光图案的衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)、折射式光学元件以及反射式光学元件其中之一。
较佳地，该结构光产生单元还包括一准直透镜，该准直透镜设置于该发光源与该光学元件组之间，用以准直该发光源所输出的光束并予以传送至该光学元件组。
较佳地，该发光源包括激光二极管(LD)、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)和热光源(thermal source)中的至少一者。
较佳地，该发光源是多个参差交错排列分布，并可程序控制(programmable)启动点亮或减弱乃至关上(power-off)依时变动。
较佳地，该发光装置还包括至少一转换透镜模块，该至少一转换透镜模块位于该结构光产生单元与该投射面之间，且该结构光的多个光束依序通过该分光镜组以及该转换透镜模块后投射至该投射面，使该投射面上呈现该第一结构光图案、该第二结构光图案；其中，该转换透镜模块被控制调整以改变通过该转换透镜模块的该结构光的该多个光束的行进方向，使该投射面上所呈现的该第一结构光图案及/或该第二结构光图案缩小或放大。
本发明的发光装置包括结构光产生单元以及分光镜组，一部分的结构光通过该分光镜组投射至一投射面，使该投射面上呈现一第一结构光图案，且另一部分的结构光被该分光镜组反射后经由不同路径再投射至该投射面，使该投射面上呈现一第二结构光图案。藉此，分光镜组能够将原始的结构光分支，使投射面上的结构光图案增加，即使得该投射面上的线、面、网格的数量成倍数增加，或投射范围改变等等，以便提供作后续获取空间信息时精准计算所需，进而能提高解析程度，且相对投射的内容也可较之前呈现多样选择。
附图说明
图1为本发明第一实施例的发光装置在进行发光时的概念示意图。
图2为本发明第二实施例的发光装置在进行发光时的概念示意图。
图3为本发明第三实施例的发光装置在进行发光时的概念示意图。
图4为本发明第四实施例的发光装置在进行发光时的概念示意图。
图5为本发明第五实施例的发光装置在进行发光时的概念示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明第一实施例的发光装置在进行发光照射时的概念示意图。
本发明第一实施例的发光装置A包括结构光产生单元1以及分光镜组2，结构光产生单元1用以发射出一结构光(structure light)，而分光镜组2是设置于该结构光的行进路径上，亦即位于结构光产生单元1与一投射面9(一般为一标的物件的表面)之间，其设置目的是将该结构光分出支线，以增加呈现于投射面9上的结构光图案数量。简单来说，一部分的该结构光通过分光镜组2投射至投射面9，使投射面9上呈现一第一结构光图案9a，且另一部分的该结构光被分光镜组2反射后经由不同路径再投射至投射面9，使投射面9上呈现一第二结构光图案9b，藉此使得本实施例的投射面9上的线、面、网格的数量成双倍增加。至于本发明发光装置A细部结构一一详述如下。
本发明第一实施例的发光装置A中，分光镜组2具有一光轴X，结构光产生单元1沿光轴X发射出结构光，其分光镜组2的一入光侧(即分光镜组2邻近于结构光产生单元1的一侧)包括一入光面21以及全反射面22，分光镜组2的一出光侧(即分光镜组2远离于结构光产生单元1的一侧)包括一半透射半反射面23。半透射半反射面23本身的作用是允许一部分光线穿透过而另一部分光线被反射，应用于本发明之中，结构光产生单元1所发射出该结构光的多个光束中的一部分沿光轴X方向通过分光镜组2的入光面21以及半透射半反射面23后就直接投射至投射面9，使投射面9上呈现第一结构光图案9a(structuredlighting pattern)。至于该结构光的该多个光束中的另一部分则会沿异于光轴X方向被分光镜组2的半透射半反射面23反射至全反射面22，经全反射面22再投射至投射面9。如此藉由开辟出另一光路径，以供该结构光的该另一部分光束行经，藉此将能增加投射面9上的结构光图案的总体数量；换句话说，投射面9上的线、面、网格的数量与传统发光装置相较之下，可呈双倍增加。
于本较佳实施例中，该入光侧的表面与该出光侧的表面不平行而交有一角度，因而使得分光镜组2的外形若从一特定侧面角度观之呈一楔形。
第一结构光图案9a以及第二结构光图案9b皆发源出自同一结构光产生单元1，也因此第一结构光图案9a形似于第二结构光图案9b。只是，因为第二结构光图案9b在形成时光所行经的光路径与第一结构光图案9a有所不同，故第一结构光图案9a与第二结构光图案9b会有形状大小及/或位置的不同。
换句话说，第一结构光图案9a以及第二结构光图案9b的呈现可以是，第二结构光图案9b为第一结构光图案9a的等比例放大，或是，第二结构光图案9b为第一结构光图案9a的等比例缩小，或是，第二结构光图案9b与第一结构光图案9a等大小，但在成像位置上，第二结构光图案9b偏移于第一结构光图案9a，即两者不全部重叠，此亦属可能的设置。于本实施例中，第一结构光图案9a是以折线线条作列举，而第二结构光图案9b为并邻的另一折线线条，但此仅为方便说明的图式绘示，在发光装置A的实际操作应用上，第一结构光图案9a以及第二结构光图案9b将会复杂许多。
至于分光镜组2，较佳为一棱镜或是具有类棱镜(quasi-prism or prism-like)外形，或是具有非对称的非球状表面。分光镜组2的设置可以是由一塑胶材料射出成型形成，或是由一紫外光固化材料直接形成或间接多步骤完成，或是由一热固化材料直接形成或间接多步骤完成，或是由一紫外光固化材料形成于一基板(图未示)，该基板的材料可以选自塑胶、玻璃和硅其中之一等等，皆属可能的设置。除此之外，半透射半反射面23以及全反射面22的设置可以使用涂布的方式来形成，涂布可以均匀、可以不均匀，涂布不均匀可形成不同的厚度。再者，分光镜组2的数值孔径(Numerical Aperture，NA)涵盖第一结构光图案9a以及第二结构光图案9b所对应的发射角度与范围，如此将能够有效地大幅减低光的漏失。
当然，为使控制更容易且多样化，本发明发光装置A更包括一驱动机构(图未示)，使用者可透过驱动机构连结于分光镜组2，其中，该驱动机构可被徒手、机械驱动、电力驱动、磁力驱动、电磁驱动或上述驱动组合所驱动。更甚者，分光镜组2是可分离地设置于本发明发光装置A，此举的目的是为了在仅需发光装置A执行一般的照射而无分光功能的时候，将分光镜组2拿离取走即可。
接着进一步介绍结构光产生单元1本身的详细构造。结构光产生单元1包括一发光源11以及光学元件组13，且光学元件组13包括相应于第一结构光图案9a以及第二结构光图案9b的一衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)、一折射式光学元件以及一反射式光学元件其中之一。而发光源11提供多个光束，该些光束透过光学元件组13而形成结构光。于本较佳实施例中，发光源11可多个参差交错排列分布，该发光源11可具有不同偏振特性或具有不同波段分布与强度选项并可程序控制(programmable)启动点亮或减弱乃至关上(power-off)依时变动，且发光源11所提供的多个光束是于通过衍射光学元件后形成结构光，但不以此为限，其亦可变更设计为发光源11所提供的多个光束是通过折射式光学元件以及反射式光学元件后形成结构光。至于发光源11可能的形式包括有一激光二极管(LD)、一发光二极管(LED)以及一有机发光二极管(OLED)和热光源(thermal source)中的至少一者。
除此之外，结构光产生单元1更包括一准直透镜12，其设置于发光源11与光学元件组13之间，用以准直发光源11所输出的光束并予以传送至光学元件组13。
请参阅图2，图2为本发明第二实施例的发光装置在进行发光照射时的概念示意图。
本发明第二实施例的发光装置B相似于第一实施例，第二实施例的发光装置B亦包括结构光产生单元1以及分光镜组3。结构光产生单元1用以发射出一结构光(structure light)，而分光镜组3是设置于该结构光的行进路径上，亦即位于结构光产生单元1与一投射面9(一般为一标的物件的表面)之间，并用以将结构光分出支线。至于分光镜组3的一入光侧亦具有一入光面31以及一全反射面32。第二实施例异于第一实施例之处在于，第二实施例的分光镜组3与第一实施例的分光镜组2稍有不同。第二实施例的分光镜组3的一出光侧涂布有半透射半反射面33以及一抗反射面34(Anti-reflective coating)，其中，该结构光的多个光束经过该入光面31射至半透射半反射面33时，一部分光束继续往外投射至投射面9，而呈现第一结构光图案9c，且另一部分光束经半透射半反射面33往内反射至全反射面32后，被全反射面32反射经过抗反射面34再往外投射至投射面9，而呈现第二结构光图案9d。
于第二实施例中，分光镜组3藉由在适当的位置设置抗反射面34，使经全反射面32反射的该另一部分光束，尽可能地往外投射至投射面9而不会再往内反射，以提高第二结构光图案9d的成像亮度及品质。
请参阅图3，图3为本发明第三实施例的发光装置在进行发光照射时的概念示意图。本发明第三实施例亦相似于第一实施例，至于第三实施例异于第一实施例之处在于，第三实施例的发光装置C亦包括结构光产生单元1以及分光镜组4，但第三实施例的分光镜组4与第一、二实施例的分光镜组2、3稍有不同。结构光产生单元1发射出一结构光，而分光镜组4是设置于该结构光的行进路径上，用以将结构光分出支线。分光镜组4的一入光侧具有一入光面41以及两个全反射面42，分光镜组4的外形从第一实施例的特定侧面角度呈单楔形变化成呈双楔形，该结构光通过双楔形的分光镜组4的任一楔形的路径相似于该结构光通过前述两实施例的单楔形的路径，故于此不再赘述，而后于投射面9上投射出第一结构光图案9e以及第二结构光图案9f。但当然，藉由改变分光镜组本身的结构，更可投射得到更多的第三结构光图案、第四结构光图案，于此并不对结构光图案的投射数量作一限制。
此外，于第三实施例的分光镜组4的一出光侧可设置成只涂布有半透射半反射面43，抑或是出光侧同时涂布有半透射半反射面43以及一抗反射面(图未示)，皆属可能的配置。因其详细的可能结构已陈述于前两个实施例，故于此不再赘述。
请参阅图4，图4为本发明第四实施例的发光装置在进行发光照射时的概念示意图。本发明第四实施例的发光装置D亦包括结构光产生单元1以及分光镜组5，但第四实施例的分光镜组5与前三个实施例的分光镜组稍有不同。结构光产生单元1发射出一结构光，而分光镜组5是设置于该结构光的行进路径上，用以将结构光分出支线。于第四实施例中，分光镜组5为一组合式分光镜组，其由多种不同功能的镜片所组合而成。组合式分光镜组的基本组合包括一半透射半反射片51以及一全反射片52，该结构光的多个光束行经半透射半反射面51时，部分光束继续往外投射至投射面9，而呈现第一结构光图案9g，且另一部分光束经过半透射半反射面51往内反射至全反射面52后，被全反射面52反射再往外投射至投射面9，而呈现第二结构光图案9h。并且，相似于前三个实施例中所述，第一结构光图案9g的形状及/或位置，不同于第二结构光图案9h，而使得可供辨识的线条增加。
除此之外，本实施例中的发光装置D更包括两个转换透镜模块6，分别对应配置于半透射半反射片51以及全反射片52的出光侧。详细而言，结构光产生单元1用以输出结构光，而转换透镜模块6是位于分光镜组5与投射面9之间，供结构光产生单元1所输出的结构光的多个光束依序通过分光镜组以及转换透镜模块6后，藉由转换透镜模块6的位移，而能够缩小或放大投射面9上所呈现的第一结构光图案9g及第二结构光图案9h，作为照射视角的调整。虽然图4所示的转换透镜模块6仅以单一元件绘示，但并不以此为限，转换透镜模块6可依据实际应用需求而由多个透镜所组成。
请参阅图5，图5为本发明第五实施例的发光装置在进行发光照射时的概念示意图。本发明第五实施例的发光装置E亦包括结构光产生单元1以及分光镜组7，但第五实施例的分光镜组7与前四个实施例的分光镜组稍有不同。结构光产生单元1发射出一结构光，而分光镜组7是设置于该结构光的行进路径上，用以将该结构光分出支线。于第五实施例中，分光镜组7为一组合式分光镜组，其由多种不同功能的镜片所组合而成。第五实施例的发光装置异于第四实施例之处在于，组合式分光镜组除了基本包括一半透射半反射片71以及至少一全反射片72之外，更包括至少一抗反射片73。
于本实施例中，组合式分光镜组包括一半透射半反射片71、三个全反射片72以及两个抗反射片73。两个抗反射片73设置于分光镜组7的一入光处及一出光处，藉此以尽可能地使行经在正确路径上的光不再被反射。再者，半透射半反射片71设置于结构光行经的路径上，使一部分的该结构光通过半透射半反射面71而投射至一投射面9，使投射面9上呈现一第一结构光图案9i，且另一部分的该结构光被分光镜组7的半透射半反射面71反射至三个全反射片72其中一片后，再向外朝投射面9投射，使投射面9上呈现不同于第一结构光图案9i的第二结构光图案9j。至于上述半透射半反射片71、全反射片72其中一片以及两个抗反射片73之间空隙处，再用三个全反射片中的其余两个补满，以避免光泄露，以达到最佳的光使用效能。当然，这里的数量为方便说明的一列举，并不作一限制。
综上所述，本发明的发光装置特别搭配设置有分光镜组，而分光镜组能够将原始的结构光分支，藉此使投射面上的结构光图案增加，即使得该投射面上的线、面、网格的数量成倍数增加，或投射范围改变等等，以便提供作后续获取空间信息时精准计算所需，进而能提高解析程度。
上述实施例仅为示例性说明本发明的原理及其功效，以及阐释本发明的技术方案，而非用于限制本发明的保护范畴。任何本技术领域普通技术人员在不违背本发明的技术原理及精神的情况下可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围。因此，本发明的权利保护范围应如其权利要求所列。

Claims (35)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
结构光产生单元，发射出一结构光；以及
分光镜组，设置于该结构光的行进路径，该分光镜组包括一半透射半反射面以及一全反射面，该结构光的多个光束的一部分通过该分光镜组的该半透射半反射面而投射至一投射面，使该投射面上呈现一第一结构光图案，且该结构光的该多个光束的另一部分被该分光镜组的该半透射半反射面反射至该全反射面，再经该全反射面反射而投射至该投射面，使该投射面上呈现一第二结构光图案。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二结构光图案为该第一结构光图案的等比例放大；抑或，该第二结构光图案为该第一结构光图案的等比例缩小；抑或，该第二结构光图案与该第一结构光图案等大小，但该第二结构光图案与该第一结构光图案不全部重叠。
3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组的一入光侧具有一入光面以及该全反射面，该分光镜组的一出光侧涂布有该半透射半反射面，其中，该结构光的该多个光束经过该入光面射至该半透射半反射面时，该部分光束继续往外投射至该投射面，而呈现该第一结构光图案，且该另一部分光束经过该半透射半反射面往内反射至该全反射面后，再被该全反射面反射经过该半透射半反射面往外投射至该投射面，而呈现该第二结构光图案；抑或，
该分光镜组的一入光侧具有一入光面以及该全反射面，该分光镜组的一出光侧涂布有该半透射半反射面以及一抗反射面，其中，该结构光的该多个光束经过该入光面射至该半透射半反射面时，该部分光束继续往外投射至该投射面，而呈现该第一结构光图案，且该另一部分光束经该半透射半反射面往内反射至该全反射面后，再被该全反射面反射经过该抗反射面往外投射至该投射面，而呈现该第二结构光图案。
4.如权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该半透射半反射面的涂布及/或该全反射面的涂布不均匀而具有不同的厚度。
5.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组为楔形分光镜组、双楔形分光镜组、组合式分光镜组其中之一。
6.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组的数值孔径涵盖该第一结构光图案以及该第二结构光图案所对应的发射角度与范围。
7.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组是由一塑胶材料射出形成。
8.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组为一紫外光固化材料形成于一基板，其中该基板的材料选自塑胶、玻璃和硅其中之一。
9.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组为一紫外光固化材料直接形成或间接多步骤完成。
10.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组为一热固化材料直接形成或间接多步骤完成。
11.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组具有非对称的非球状表面。
12.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组为一棱镜，或具有类棱镜外形。
13.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该发光装置还包括驱动机构，该驱动机构连结于该分光镜组，且该驱动机构被徒手、机械驱动、电力驱动、磁力驱动、电磁驱动或上述驱动组合所驱动。
14.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该结构光产生单元包括发光源以及光学元件组，且该光学元件组包括相应于该第一结构光图案以及该第二结构光图案的衍射光学元件、折射式光学元件以及反射式光学元件其中之一。
15.如权利要求14所述的发光装置，其特征在于，该结构光产生单元还包括准直透镜，该准直透镜设置于该发光源与该光学元件组之间，用以准直该发光源所输出的光束并予以传送至该光学元件组。
16.如权利要求15所述的发光装置，其特征在于，该发光源包括激光二极管、发光二极管、有机发光二极管和热光源中的至少一者。
17.如权利要求16所述的发光装置，其特征在于，该发光源是多个参差交错排列分布或具有不同偏振特性或不同波长与强度，并可程序控制启动点亮或减弱乃至关上依时变动。
18.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该发光装置还包括至少一转换透镜模块，该至少一转换透镜模块位于该结构光产生单元与该投射面之间，且该结构光的该多个光束依序通过该分光镜组以及该转换透镜模块后投射至该投射面，使该投射面上呈现该第一结构光图案、该第二结构光图案；其中，该转换透镜模块被控制调整以改变通过该转换透镜模块的该结构光的该多个光束的行进方向，使该投射面上所呈现的该第一结构光图案及/或该第二结构光图案缩小或放大。
19.一种发光装置，其特征在于，包括：
结构光产生单元，沿一光轴发射出一结构光；以及
分光镜组，具有该光轴，该结构光的多个光束的一部分通过该分光镜组而沿该光轴投射至一投射面，使该投射面上呈现一第一结构光图案，且该结构光的该多个光束的另一部分沿异于该光轴的一光路径通过该分光镜组投射至该投射面，使该投射面上呈现一第二结构光图案。
20.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组还包括一半透射半反射面以及一全反射面，该半透射半反射面位于该光轴上，且该全反射面位于该光路径上。
21.如权利要求20所述的发光装置，其特征在于，该第二结构光图案为该第一结构光图案等比例的放大；抑或，该第二结构光图案为该第一结构光图案等比例的缩小；抑或，该第二结构光图案与该第一结构光图案等大小，但该第二结构光图案与该第一结构光图案不全部重叠。
22.如权利要求20所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组的一入光侧具有一入光面以及该全反射面，该分光镜组的一出光侧涂布有该半透射半反射面，其中，该结构光的该多个光束经过该入光面射至该半透射半反射面时，该部分光束继续往外投射至该投射面，而呈现该第一结构光图案，且该另一部分光束经该半透射半反射面往内反射至该全反射面后，再被该全反射面反射经过该半透射半反射面往外投射至该投射面，而呈现该第二结构光图案；抑或，
该分光镜组的一入光侧具有一入光面以及该全反射面，该分光镜组的一出光侧涂布有该半透射半反射面以及一抗反射面，其中，该结构光的该多个光束经过该入光面射至该半透射半反射面时，该部分光束继续往外投射至该投射面，而呈现该第一结构光图案，且该另一部分光束经该半透射半反射面往内反射至该全反射面后，再被该全反射面反射经过该抗反射面往外投射至该投射面，而呈现该第二结构光图案。
23.如权利要求20所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组为楔形分光镜组、双楔形分光镜组、组合式分光镜组其中之一。
24.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组的数值孔径涵盖该第一结构光图案以及该第二结构光图案对应的发散范围。
25.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组是由一塑胶材料射出成型形成。
26.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组为一紫外光固化材料形成于一基板，其中该基板的材料选自塑胶、玻璃和硅其中之一。
27.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组为一紫外光固化材料直接形成或间接多步骤完成。
28.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组为一热固化材料直接形成或间接多步骤完成。
29.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，该分光镜组具有非对称的非球状表面。
30.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，该发光装置还包括驱动机构，该驱动机构连结于该分光镜组，且该驱动机构被徒手驱动、机械驱动、电力驱动、磁力驱动、电磁驱动或上述驱动组合所驱动。
31.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，该结构光产生单元包括发光源以及光学元件组，且该光学元件组包括相应于该第一结构光图案以及该第二结构光图案的衍射光学元件、折射式光学元件以及反射式光学元件其中之一。
32.如权利要求31所述的发光装置，其特征在于，该结构光产生单元还包括一准直透镜，该准直透镜设置于该发光源与该光学元件组之间，用以准直该发光源所输出的光束并予以传送至该光学元件组。
33.如权利要求32所述的发光装置，其特征在于，该发光源包括激光二极管、发光二极管、有机发光二极管和热光源中的至少一者。
34.如权利要求33所述的发光装置，其特征在于，该发光源是多个参差交错排列分布，并可程序控制启动点亮或减弱乃至关上依时变动。
35.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，该发光装置还包括至少一转换透镜模块，该至少一转换透镜模块位于该结构光产生单元与该投射面之间，且该结构光的多个光束依序通过该分光镜组以及该转换透镜模块后投射至该投射面，使该投射面上呈现该第一结构光图案、该第二结构光图案；其中，该转换透镜模块被控制调整以改变通过该转换透镜模块的该结构光的该多个光束的行进方向，使该投射面上所呈现的该第一结构光图案及/或该第二结构光图案缩小或放大。
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