CN108490637A - 激光发射器、光电设备、深度相机和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光发射器、光电设备、深度相机和电子装置。激光发射器包括光源和设置在光源的发光光路上的掩膜。掩膜包括多个透光区域。其中，每个透光区域的形状和/或透光量不同；或者多个透光区域划分为多组，每组透光区域的形状和/或透光量不同。本发明实施方式的激光发射器、光电设备、深度相机和电子装置中，掩膜的每个透光区域的形状和/或透光量不同，或者每组透光区域的形状和/或透光量不同，如此，能够提高激光图案的不相关性，从而提高获取该激光图案的深度图像的速度及精度。

Description

激光发射器、光电设备、深度相机和电子装置
技术领域
本发明涉及成像技术领域，特别涉及一种激光发射器、光电设备、深度相机和电子装置。
背景技术
诸如激光投影仪等光电设备被用来向目标空间发射设定的光学图案，在基于光学的三维测量领域，光电设备得到了广泛应用。光电设备一般由光源、准直元件以及衍射光学元件组成，其中光源可以是单个边发射激光光源，也可以是由多个垂直腔面发射激光器组成的面阵激光光源等。基于单个边发射激光光源的光电设备能够发射不相关性较高的激光图案，但其体积会随着输出功率的增大而明显增大，且该激光图案的均匀性较差；而基于由至少两个垂直腔面发射激光光源的光电设备可以以更小的体积发射出相同功率且具有更高均匀性的激光图案，但该激光图案的不相关性较低，而激光图案的不相关性的高低直接影响着其深度图像精度的高低及获取深度图像速度的快慢。
发明内容
本发明实施方式提供一种激光发射器、光电设备、深度相机和电子装置。
本发明实施方式的激光发射器，包括：
光源；和
设置在所述光源的发光光路上的掩膜，所述掩膜包括多个透光区域；
其中，每个所述透光区域的形状和/或透光量不同；或者多个所述透光区域划分为多组，每组所述透光区域的形状和/或透光量不同。
在某些实施方式中，所述掩膜还包括与多个所述透光区域相接的不透光区域；
所述掩膜为透光掩膜，所述不透光区域覆盖有不透光材料；或者
所述掩膜为不透光掩膜，所述透光区域为通孔。
在某些实施方式中，所述光源为垂直腔面发射激光器，所述光源包括衬底及设置在所述衬底上的发光元件阵列。
在某些实施方式中，所述发光元件阵列包括规则分布的多个发光元件，多个所述透光区域划分为多组，多个所述发光元件也划分为多组，每组所述透光区域对应一组所述发光元件。
在某些实施方式中，多组所述发光元件包括第一组发光元件和第二组发光元件，所述第一组发光元件为规则分布或不规则分布，所述第二组发光元件为规则分布或不规则分布。
在某些实施方式中，每组所述发光元件用于被驱动以发射不同光强的光束。
在某些实施方式中，每组所述发光元件用于被驱动以发射不同波长的光束。
在某些实施方式中，所述光源为边发射激光器，所述光源包括发光面，所述发光面朝向所述准直元件。
本发明实施方式的光电设备，包括：
基板；和
上述任一实施方式所述的激光发射器，所述激光发射器设置在所述基板上。
本发明实施方式的光电设备，包括：基板、上述实施方式所述的激光发射器、准直元件、及衍射光学元件；
所述光源设置在所述基板上，所述掩膜、所述准直元件、及所述衍射光学元件依次设置在所述光源的发光光路上。
本发明实施方式的深度相机，包括：
上述实施方式所述的光电设备；
图像采集器，所述图像采集器用于采集由所述光电设备向目标空间中投射的激光图案；和
分别与所述光电设备及所述图像采集器连接的处理器，所述处理器用于处理所述激光图案以获得深度图像。
本发明实施方式的电子装置，包括：
壳体；及
上述实施方式所述的深度相机，所述深度相机设置在所述壳体内并从所述壳体暴露以获取深度图像。
本发明实施方式的激光发射器、光电设备、深度相机和电子装置中，掩膜的每个透光区域的形状和/或透光量不同，或者每组透光区域的形状和/或透光量不同，如此，能够提高激光图案的不相关性，从而提高获取该激光图案的深度图像的速度及精度。
本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明某些实施方式的激光发射器的结构示意图；
图2是本发明某些实施方式的激光发射器的掩膜的结构示意图；
图3是本发明某些实施方式的光电设备的结构示意图；
图4是本发明某些实施方式的激光发射器的掩膜的结构示意图；
图5是本发明某些实施方式的激光发射器的光源的结构示意图；
图6是本发明某些实施方式的激光发射器的结构示意图；
图7是本发明某些实施方式的激光发射器的结构示意图；
图8是本发明某些实施方式的激光发射器的结构示意图；
图9是本发明某些实施方式的光电设备的结构示意图；
图10是本发明某些实施方式的深度相机的结构示意图；
图11是本发明某些实施方式的电子装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的实施方式的限制。
在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请一并参阅图1及图2，本发明实施方式的激光发射器10包括光源12和设置在光源12的发光光路上的掩膜14。掩膜14包括多个透光区域142。其中，每个透光区域142的形状和/或透光量不同；或者多个透光区域142划分为多组，每组透光区域142的形状和/或透光量不同(如图2所示)。
请参阅图3，本发明实施方式的激光发射器10可用于光电设备100。光电设备100包括基板30、激光发射器10、准直元件50、及衍射光学元件70。光源12设置在基板30上，掩膜14、准直元件50、及衍射光学元件70依次设置在光源12的发光光路上。具体地，光源12用于发射激光，准直元件50用于准直光源12发射并穿过掩膜14的透光区域142的激光，衍射光学元件70用于衍射准直元件50准直后的激光以形成激光图案。也即是说，本发明实施方式的激光发射器10可应用于包括有准直元件50和衍射光学元件70的光电设备100，以发射光束生成激光图案。当然，本发明实施方式的激光发射器10也可应用于任意采用激光发射器10来发射光束的光电设备100，此时，光电设备100包括基板30和激光发射器10，激光发射器10设置在基板30上。
本发明实施方式的激光发射器10和光电设备100中，掩膜14的每个透光区域142的形状和/或透光量不同，或者每组透光区域142的形状和/或透光量不同，如此，能够提高激光图案的不相关性，从而提高获取该激光图案的深度图像的速度及精度。
需要指出的是，激光图案的不相关性指的是光源12发射的光束生成的各激光图案具有较高的唯一性，该唯一性包括激光图案的形状、大小、排列位置等的唯一性。
具体地，多个透光区域142可不分组，每个透光区域142的形状和/或透光量不同，具体包括：每个透光区域142的形状不同；或者每个透光区域142的透光量不同；或者每个透光区域142的形状和透光量均不同。
请再次参阅图2，多个透光区域142可划分为多组，每组透光区域142的形状和/或透光量不同，具体包括：每组透光区域142的形状不同；或者每组透光区域142的透光量不同；或者每组透光区域142的形状和透光量均不同。当同一组透光区域142包括多个透光区域142时，该多个透光区域142的形状和透光量均相同。
其中，透光区域142的形状包括正方形、长方形、三角形、平行四边形、菱形、梯形、圆形、扇形、圆环形或任意形状。透光区域142的透光量可以通过透光区域142的面积来衡量。
请参阅图4，在某些实施方式中，每个透光区域142的透光量不同，且自掩膜14的中心区域至边缘区域，透光区域142的透光量逐渐增大。
可以理解，当激光发射器10发射激光时，由于激光会产生发散，激光发射器10发射的激光包括零级光束和非零级光束，其中，零级光束为激光发散后叠加聚集在发光处中心位置的光束，非零级光束为激光发散后向发光处四周传输的光束。当零级光束的光强过强时，零级光束传输到衍射光学元件70时无法被完全衍射，导致经衍射光学元件70出射的零级光束的强度过强，可能危害用户的眼睛。在本发明实施方式中，自掩膜14的中心区域至边缘区域，透光区域142的透光量逐渐增大，如此，可以减少汇聚到光路中间位置的光线，从而减小激光发射器10发射的零级光束的光强。
请再次参阅图1，掩膜14包括与多个透光区域142相接的不透光区域144。掩膜14为透光掩膜14，不透光区域144覆盖有不透光材料。
具体地，透光掩膜14的材料可以为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)等。由于玻璃、PMMA、PC、及PI等材料均具有优异的透光性能，透光区域142可以不用开设通孔。
不透光区域144覆盖的不透光材料可以为金、银、铜、锌、铬、铝等金属材料，或者其他不透光材料。不透光材料可通过真空蒸镀的方式形成在掩膜14的靠近光源12一侧的表面。光源12发射的激光由不透光材料之间没有覆盖不透光材料的部分穿过掩膜14再被准直元件50准直。
请继续参阅图1，在其他实施方式中，掩膜14包括与多个透光区域142相接的不透光区域144。掩膜14为不透光掩膜14，透光区域142为通孔。
具体地，多个透光区域142即为多个通孔，多个通孔之间可以是相互间隔的，也可以是连通的。光源12发射的激光由通孔穿过掩膜14再被准直元件50准直。
可以理解，在其他实施方式中，掩膜14可以是由透光材料与不透光材料制成，具体地，透光区域142由透光材料(例如：玻璃、PMMA、PC、及PI等材料)制成，透光率可以按照透光区域142的分组而不同或相同，不透光区域144由非透光材料(例如：金属等)制成。
光源12为垂直腔面发射激光器，光源12包括衬底122及设置在衬底122上的发光元件阵列124。
具体地，垂直腔面发射激光器是一种垂直表面出光的新型激光器，与传统的边发射型激光器，例如分布式反馈激光器相比，可以较容易地实现高密度二维面阵的集成，实现更高功率输出，且由于其较之于边发射型激光器拥有更小的体积，从而更加便于被集成到小型电子元器件中；同时垂直腔面发射激光器与光纤的耦合效率高，从而不需要复杂昂贵的光束整形系统，且制造工艺与发光二极管兼容，大大降低了生产成本。
当然，在其他实施方式中，光源12也可以为其他类型的点光源发光器件，这里不作限制。
发光元件阵列124包括多个发光元件1242。透光区域142的数量可大于发光元件1242的数量，此时，至少有一个发光元件1242对应至少两个透光区域142；或者透光区域142的数量等于发光元件1242的数量，此时，每个发光元件1242对应一个透光区域142(如图1所示)、或至少有一个发光元件1242对应至少两个透光区域142、或至少一个透光区域142对应至少两个发光元件1242；或者透光区域142的个数小于发光元件1242的个数，此时，至少有一个透光区域142对应至少两个发光元件1242。
请一并参阅图2及参阅图5，在某些实施方式中，发光元件阵列124包括规则分布的多个发光元件1242。多个透光区域142划分为多组，多个发光元件1242也划分为多组。每组透光区域142对应一组发光元件1242。
具体地，规则分布包括呈矩阵分布(包括行与列相互垂直，或行与列形成预定倾角)、呈环状分布、沿着预定方向等间距分布、或者任意具有一定规律的分布，在此不作限制。可以理解，在同一个半导体衬底122上制造规则分布的多个发光元件1242可以大幅提高制造效率。
例如，多组发光元件1242包括第一组发光元件1242和第二组发光元件1242，第一组发光元件1242为规则分布或不规则分布，第二组发光元件1242为规则分布或不规则分布。
具体地，多组发光元件1242整体上仍为规则分布。第一组发光元件1242和第二组发光元件1242可各自为不规则分布(如图5所示)；或者第一组发光元件1242为规则分布，第二组发光元件1242为不规则分布；或者第一组发光元件1242为不规则分布，第二组发光元件1242为规则分布；或者第一组发光元件1242和第二组发光元件1242均为规则分布。
当第一组发光元件1242规则分布、而第二组发光元件1242不规则分布时，在制造激光发射器10时，可先在衬底122上形成规则分布的第一组发光元件1242，再在衬底122上补充形成第二组发光元件1242或其他更多组发光元件1242，以使得多组发光元件1242整体上为规则分布。
在某些实施方式中，每组发光元件1242用于被驱动以发射不同光强的光束。
具体地，多组发光元件1242同时发光，每组发光元件1242发射的光束的强度可以自由控制。例如，请参阅图5，多个发光元件1242被划分为4组，第一组发光元件1242用于发射光强为L1的光束，第二组发光元件1242用于发射光强为L2的光束，第三组发光元件1242用于发射光强为L3的光束，第四组发光元件1242用于发射光强为L4的光束，其中，L1≠L2≠L3≠L4。如此，通过控制不同组的发光元件1242的光束的强度配比，光束在依次经过掩膜14、准直元件50、衍射光学元件70后，可获得不同形状的光斑，生成不相关性较高的激光图案。
在本发明实施方式中，由于可通过控制不同组发光元件1242发射的光束的强度来提高激光图案的不相关性，因此，在此基础上，掩膜14只需要较低程度的提高激光图案的不相关即可，也即是说，多组透光区域142的透光量之间的差异可较小而每组透光区域142的透光量可设置得相对大一些，以减小光损失。
在某些实施方式中，每组发光元件1242用于被驱动以发射不同波长的光束。
具体地，多组发光元件1242同时发光，每组发光元件1242发射的光束的波长可以自由控制。例如，请参阅图5，多个发光元件1242被划分为4组，第一组发光元件1242用于发射波长为λ1的光束，第二组发光元件1242用于发射波长为λ2的光束，第三组发光元件1242用于发射波长为λ3的光束，第四组发光元件1242用于发射波长为λ4的光束，其中，λ1≠λ2≠λ3≠λ4。如此，通过控制不同组的发光元件1242的光束的波长配比，光束在依次经过掩膜14、准直元件50、衍射光学元件70后，可获得不同形状的光斑，生成不相关性较高的激光图案。
其中，可在使用激光发射器10的过程中，通过改变发光元件1242的温度来使发光元件1242能够发射不同波长的光束，一般情况下，发光元件1242的温度越高，发射的光束的波长越长；也可在制造激光发射器10时，将多组发光元件1242配置为发射不同波长的光束。
在本发明实施方式中，由于可通过控制不同组发光元件1242发射的光束的波长来提高激光图案的不相关性，因此，在此基础上，掩膜14只需要较低程度的提高激光图案的不相关即可，也即是说，多组透光区域142的透光量之间的差异可较小而每组透光区域142的透光量可设置得相对大一些，以减小光损失。
请一并参阅图1及图3，在某些实施方式中，掩膜14与光源12间隔。
请参阅图6，在某些实施方式中，掩膜14与发光元件阵列124集成在衬底122上。如此，有利于减小激光发射器10的体积。此时，掩膜14可包围发光元件阵列124的四周或相对的两侧。
请参阅图7，在某些实施方式中，光源12为边发射激光器，光源12包括发光面126，发光面126朝向掩膜14。
具体地，光源12采用边发射激光器，一方面边发射激光器较之于垂直腔面发射激光器的温漂较小，另一方面，由于边发射激光器为单点发光结构，无需设计阵列结构、制作简单、且成本较低。
进一步地，光源12可以为分布反馈式激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)。光源12整体呈柱状，光源12远离基板30的一个端面形成发光面126，激光从发光面126发出，发光面126朝向掩膜14。请结合图3，准直元件50的准直光轴与发光面126、及掩膜14均垂直，且准直光轴穿过发光面126、及掩膜14的中心。光源12固定在基板30上，具体地，光源12可以通过封胶80粘结在基板30上，例如光源12的与发光面126相背的一面粘接在基板30上(如图7所示)。此时，封胶80可以为导热胶，以将光源12工作产生的热量传导至基板30。而基板30可以采用散热材料制成，例如陶瓷材料，以对光源12进行散热，提高激光发射器10的使用寿命。
可以理解，边发射激光器的激光在传播时，经过光栅结构的反馈获得功率的增益。要提高边发射激光器的功率，需要通过增大注入电流和/或增加边发射激光器的长度，由于增大注入电流会使得边发射激光器的功耗增大并且出现发热严重的问题，因此，为了保证边发射激光器能够正常工作，需要增加边发射激光器的长度，导致边发射激光器一般呈细长条结构。当边发射激光器的发光面126朝向掩膜14时，边发射激光器呈竖直放置，由于边发射激光器呈细长条结构，边发射激光器容易出现跌落、移位或晃动等意外，因此通过设置封胶80能够将边发射激光器固定住，防止边发射激光器发生跌落、位移或晃动等意外。
在某些实施方式中，光源12也可以采用如图8所示的固定方式固定在基板30上。具体地，光电设备100包括多个支撑块90，支撑块90可以固定在基板30上，多个支撑块90共同包围光源12并与光源12的侧面128抵触，在安装时可以将光源12直接安装在多个支撑块90之间。在一个例子中，多个支撑块90共同夹持光源12，以防止光源12发生晃动。
在某些实施方式中，基板30的材料可以为塑料，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Glycol Terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)中的任意一种或多种。如此，基板30的质量较轻且具有足够的支撑强度。
请参阅图3，在某些实施方式中，准直元件50的数量可为一个。一个准直元件50与多个透光区域142对应。如此，制造工艺较为简单。
请参阅图9，在某些实施方式中，准直元件50的数量可为多个，多个准直元件50划分为多组，多个准直元件50可集成在掩膜14上并使得每组准直元件50与每组透光区域142分别对应。进一步地，每组准直元件50可具有不同的焦距，其中，不同的焦距包括焦距的正负和/或大小。也即是说，每组准直元件50能够产生不同的发散或汇聚光束的效果。如此，能够进一步提高激光图案的不相关性。
上述准直元件50可包括一个或多个透镜，一个或多个透镜共轴依次设置在光源12的发光光路上，透镜采用玻璃材质制成，以解决环境温度变化时透镜会产生温漂现象的问题。每个透镜的面型可以为非球面、球面、菲涅尔面、二元光学面中的任意一种。
请参阅图10，本发明实施方式的深度相机1000包括本发明实施方式的光电设备100、图像采集器200和处理器300。图像采集器200用于采集由光电设备100向目标空间中投射的激光图案。处理器300分别与光电设备100、及图像采集器200连接。处理器300用于处理激光图案以获得深度图像。
具体地，光电设备100通过投射窗口400向外投射向目标空间中投射的激光图案，图像采集器200通过采集窗口500采集被目标物体调制后的激光图案。图像采集器200可为红外相机，处理器300采用图像匹配算法计算出该激光图案中各像素点与参考图案中的对应各个像素点的偏离值，再根据该偏离值进一步获得该激光图案的深度图像。其中，图像匹配算法可为数字图像相关(Digital Image Correlation，DIC)算法。当然，也可以采用其它图像匹配算法代替DIC算法。
请参阅图11，本发明实施方式的电子装置2000包括壳体2001及上述实施方式的深度相机1000。深度相机1000设置在壳体2001内并从壳体2001暴露以获取深度图像。电子装置2000包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表、智能头盔、智能眼镜等。壳体2001可以给深度相机1000提供防尘、防水、防摔等保护。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(IPM过流保护电路)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种激光发射器，其特征在于，包括：
光源；和
设置在所述光源的发光光路上的掩膜，所述掩膜包括多个透光区域；
其中，每个所述透光区域的形状和/或透光量不同；或者多个所述透光区域划分为多组，每组所述透光区域的形状和/或透光量不同。
2.根据权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述掩膜还包括与多个所述透光区域相接的不透光区域；
所述掩膜为透光掩膜，所述不透光区域覆盖有不透光材料；或者
所述掩膜为不透光掩膜，所述透光区域为通孔。
3.根据权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述光源为垂直腔面发射激光器，所述光源包括衬底及设置在所述衬底上的发光元件阵列。
4.根据权利要求3所述的激光发射器，其特征在于，所述发光元件阵列包括规则分布的多个发光元件，多个所述透光区域划分为多组，多个所述发光元件也划分为多组，每组所述透光区域对应一组所述发光元件。
5.根据权利要求4所述的激光发射器，其特征在于，多组所述发光元件包括第一组发光元件和第二组发光元件，所述第一组发光元件为规则分布或不规则分布，所述第二组发光元件为规则分布或不规则分布。
6.根据权利要求4所述的激光发射器，其特征在于，每组所述发光元件用于被驱动以发射不同光强的光束。
7.根据权利要求4所述的激光发射器，其特征在于，每组所述发光元件用于被驱动以发射不同波长的光束。
8.根据权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述光源为边发射激光器，所述光源包括发光面，所述发光面朝向所述准直元件。
9.一种光电设备，其特征在于，包括：
基板；和
权利要求1-8任意一项所述的激光发射器，所述激光发射器设置在所述基板上。
10.一种光电设备，其特征在于，包括：基板、权利要求1-8任意一项所述的激光发射器、准直元件、及衍射光学元件；
所述光源设置在所述基板上，所述掩膜、所述准直元件、及所述衍射光学元件依次设置在所述光源的发光光路上。
11.一种深度相机，其特征在于，包括：
权利要求10所述的光电设备；
图像采集器，所述图像采集器用于采集由所述光电设备向目标空间中投射的激光图案；和
分别与所述光电设备及所述图像采集器连接的处理器，所述处理器用于处理所述激光图案以获得深度图像。
12.一种电子装置，其特征在于，包括：
壳体；及
权利要求11所述的深度相机，所述深度相机设置在所述壳体内并从所述壳体暴露以获取深度图像。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019192240A1 (zh) * 2018-04-03 2019-10-10 Oppo广东移动通信有限公司 激光发射器、光电设备、深度相机和电子装置
WO2020057204A1 (zh) * 2018-09-17 2020-03-26 深圳奥比中光科技有限公司 补偿显示屏、屏下光学系统及电子设备
US11223816B2 (en) 2018-09-26 2022-01-11 Himax Technologies Limited Multi-image projector and electronic device having multi-image projector
EP3637044B1 (en) * 2018-10-09 2022-11-16 Himax Technologies Limited Multi-image projector and electronic device having the multi-image projector

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114125417B (zh) * 2020-08-25 2024-06-14 北京小米移动软件有限公司 图像传感器、摄像装置、图像采集方法、装置及存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5914492A (en) * 1997-08-15 1999-06-22 Southeastern Universities Research Assn., Inc. Application accelerator system having bunch control
CN1543585A (zh) * 2001-06-25 2004-11-03 减少激光斑纹的方法、装置和漫射器
US20050264797A1 (en) * 2004-05-26 2005-12-01 Hiroyuki Nakano Method and apparatus for detecting defects
CN101377602A (zh) * 2007-08-30 2009-03-04 精工爱普生株式会社 光源装置、图像显示装置以及监视装置
JP2009231578A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Yokohama National Univ 半導体レーザ
CN102193208A (zh) * 2010-03-08 2011-09-21 西福尔德高等学院 斑纹减少装置和斑纹减少掩模
JP2012134259A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Canon Inc ２次元フォトニック結晶面発光レーザ
CN102681198A (zh) * 2011-03-17 2012-09-19 宏瞻科技股份有限公司 激光投影系统的激光光斑抑制装置及其抑制方法
CN105676478A (zh) * 2016-04-13 2016-06-15 中北大学 一种用于激光投影系统的静态消散斑装置
CN105929558A (zh) * 2016-06-20 2016-09-07 深圳奥比中光科技有限公司 用于产生结构光的激光模组
CN106972347A (zh) * 2017-05-04 2017-07-21 深圳奥比中光科技有限公司 用于3d成像的激光阵列
CN107741682A (zh) * 2017-10-20 2018-02-27 深圳奥比中光科技有限公司 光源投影装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2395289A (en) * 2002-11-11 2004-05-19 Qinetiq Ltd Structured light generator
CN102402113A (zh) * 2010-09-09 2012-04-04 北京中视中科光电技术有限公司 一种激光投影屏幕
CN108490724A (zh) * 2015-08-07 2018-09-04 高准精密工业股份有限公司 发光装置
CN106568396A (zh) * 2016-10-26 2017-04-19 深圳奥比中光科技有限公司 一种激光投影仪及其深度相机
CN106990659A (zh) * 2017-05-09 2017-07-28 深圳奥比中光科技有限公司 激光投影装置
CN107621673B (zh) * 2017-09-27 2019-12-31 京东方科技集团股份有限公司 光源模组和显示装置
CN108490637B (zh) * 2018-04-03 2019-08-23 Oppo广东移动通信有限公司 激光发射器、光电设备、深度相机和电子装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5914492A (en) * 1997-08-15 1999-06-22 Southeastern Universities Research Assn., Inc. Application accelerator system having bunch control
CN1543585A (zh) * 2001-06-25 2004-11-03 减少激光斑纹的方法、装置和漫射器
US20050264797A1 (en) * 2004-05-26 2005-12-01 Hiroyuki Nakano Method and apparatus for detecting defects
CN101377602A (zh) * 2007-08-30 2009-03-04 精工爱普生株式会社 光源装置、图像显示装置以及监视装置
JP2009231578A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Yokohama National Univ 半導体レーザ
CN102193208A (zh) * 2010-03-08 2011-09-21 西福尔德高等学院 斑纹减少装置和斑纹减少掩模
JP2012134259A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Canon Inc ２次元フォトニック結晶面発光レーザ
CN102681198A (zh) * 2011-03-17 2012-09-19 宏瞻科技股份有限公司 激光投影系统的激光光斑抑制装置及其抑制方法
CN105676478A (zh) * 2016-04-13 2016-06-15 中北大学 一种用于激光投影系统的静态消散斑装置
CN105929558A (zh) * 2016-06-20 2016-09-07 深圳奥比中光科技有限公司 用于产生结构光的激光模组
CN106972347A (zh) * 2017-05-04 2017-07-21 深圳奥比中光科技有限公司 用于3d成像的激光阵列
CN107741682A (zh) * 2017-10-20 2018-02-27 深圳奥比中光科技有限公司 光源投影装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019192240A1 (zh) * 2018-04-03 2019-10-10 Oppo广东移动通信有限公司 激光发射器、光电设备、深度相机和电子装置
WO2020057204A1 (zh) * 2018-09-17 2020-03-26 深圳奥比中光科技有限公司 补偿显示屏、屏下光学系统及电子设备
US11223816B2 (en) 2018-09-26 2022-01-11 Himax Technologies Limited Multi-image projector and electronic device having multi-image projector
US11575875B2 (en) 2018-09-26 2023-02-07 Himax Technologies Limited Multi-image projector and electronic device having multi-image projector
EP3637044B1 (en) * 2018-10-09 2022-11-16 Himax Technologies Limited Multi-image projector and electronic device having the multi-image projector

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CN108490637B (zh) 2019-08-23

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