CN112379530A - 深度相机的光源装置和深度相机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了了一种深度相机的光源装置和深度相机，深度相机的光源装置包括：垂直腔面发生激光器VCSEL阵列，用于生成并发射出待调制光束；其中，VCSEL阵列包括多个垂直腔面发生激光器；微衍射光学元件DOE阵列，用于对待调制光束进行衍射调制，输出适用于目标应用场景的目标类型光束；控制单元，用于接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得微DOE阵列衍射出适用于目标应用场景的目标类型光束，使得深度相机的光源装置可适用于多种不同的应用场景。

Description

深度相机的光源装置和深度相机

技术领域

本申请涉及拍摄设备技术领域，尤其涉及一种深度相机的光源装置和深度相机。

背景技术

深度相机相较于传统相机来说，具有能够准确采集深度信息的优点，被广泛应用到了人机交互、三维重建、机器视觉等领域中。现有的深度相机的光源，包括有光学元件和发光器件。不同的光学元件和发光器件的搭配，可以输出不同类型的光束，使用到不同的应用场景中。

然而，现有的深度相机中，光学元件和发光器件之间的搭配是固定的，一个深度相机只能够发出一种类型的光束，无法适用于多种应用场景，若用户需要多种不同类型的光束应用到多个不同的应用场景中，则只能通过购买多种不同的深度相机，甚至重新定制可满足需求的深度相机的方式来达到目的，所需消耗的成本较高。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本申请提供了一种深度相机的光源装置和深度相机，以实现输出适用于不同应用场景的不同类型光束。

本申请第一方面公开了一种深度相机的光源装置，包括：

垂直腔面发生激光器VCSEL阵列，用于生成并发射出待调制光束；其中，所述VCSEL阵列包括多个垂直腔面发生激光器；

与所述VCSEL阵列的出光面相接触的微衍射光学元件DOE阵列，用于对所述待调制光束进行衍射调制，输出适用于目标应用场景的目标类型光束；其中，所述微DOE阵列包括多个微衍射光学元件的微结构，任意一个所述微衍射光学元件的微结构对应唯一一个所述垂直腔面发生激光器；所述微衍射光学元件的微结构覆盖于自身相对应的所述垂直腔面发生激光器的出光孔表面；所述微衍射光学元件的微结构的光学特性可变；所述微衍射光学元件的微结构的一种光学特性用于衍射输出一种类型光束；

与所述微DOE阵列相连的控制单元，用于接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得所述微DOE阵列衍射出所述适用于目标应用场景的目标类型光束。

可选地，在上述深度相机的光源装置中，所述微DOE阵列集成在所述VCSEL阵列的出光面上；或者，所述微DOE阵列集成通过介质层与所述VCSEL阵列的出光面相接触。

可选地，在上述深度相机的光源装置中，所述控制单元执行接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标相位排布，以使得每一个所述微衍射光学元件的微结构具有与所述目标类型光束相对应的目标光学特性。

可选地，在上述深度相机的光源装置中，所述控制单元执行接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标相位排布时，用于：

接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的温度控制为目标温度，和/或，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构中的电流控制为目标电流，以使得所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的相位排布，调整为与所述目标类型光束相对应的目标相位排布。

可选地，在上述深度相机的光源装置中，所述控制单元执行接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

分别向所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构输出控制信号，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性。

可选地，在上述深度相机的光源装置中，还包括：

覆盖于所述微DOE阵列上的透镜，用于对所述微DOE阵列输出的所述目标类型光束进行衍射调制，以使得经过所述透镜衍射调制的所述目标类型光束实现二次成像。

可选地，在上述深度相机的光源装置中，还包括：衬底；其中，每一个所述垂直腔面发生激光器位于所述衬底上。

本申请第二方面公开了一种深度相机，包括：

深度相机的光源装置；其中，所述深度相机的光源装置，包括：垂直腔面发生激光器VCSEL阵列、微衍射光学元件DOE阵列以及控制单元；

所述VCSEL阵列，用于生成并发射出待调制光束；其中，所述VCSEL阵列包括多个垂直腔面发生激光器；

与所述VCSEL阵列的出光面相接触的所述微DOE阵列，用于对所述待调制光束进行衍射调制，输出适用于目标应用场景的目标类型光束；其中，所述微DOE阵列包括多个微衍射光学元件的微结构，任意一个所述微衍射光学元件的微结构对应唯一一个所述垂直腔面发生激光器；所述微衍射光学元件的微结构覆盖于自身相对应的所述垂直腔面发生激光器的出光孔表面；所述微衍射光学元件的微结构的光学特性可变；所述微衍射光学元件的微结构的一种光学特性用于衍射输出一种类型光束；

与所述微DOE阵列相连的控制单元，用于接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得所述微DOE阵列衍射出所述适用于目标应用场景的目标类型光束；

图像传感器，用于接收所述目标类型光束所反射回的光，转换为对应的图像信息；

分别与所述深度相机的光源装置和所述图像传感器相连的印制电路板，用于分别为所述图像传感器和所述深度相机的光源装置供电，并解算处理所述图像传感器中的图像信息。

可选地，在上述深度相机中，所述微DOE阵列集成在所述VCSEL阵列的出光面上；或者，所述微DOE阵列集成通过介质层与所述VCSEL阵列的出光面相接触。

可选地，在上述深度相机中，所述控制单元执行接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标相位排布，以使得每一个所述微衍射光学元件的微结构具有与所述目标类型光束相对应的目标光学特性。

可选地，在上述深度相机中，所述控制单元执行接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标相位排布时，用于：

接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的温度控制为目标温度，和/或，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构中的电流控制为目标电流，以使得所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的相位排布，调整为与所述目标类型光束相对应的目标相位排布。

可选地，在上述深度相机中，所述控制单元执行接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

分别向所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构输出控制信号，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性。

可选地，在上述深度相机中，还包括：

覆盖于所述微DOE阵列上的透镜，用于对所述微DOE阵列输出的所述目标类型光束进行衍射调制，以使得经过所述透镜衍射调制的所述目标类型光束实现二次成像。

可选地，在上述深度相机中，还包括：衬底；其中，每一个所述垂直腔面发生激光器位于所述衬底上。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例提出的深度相机的光源装置，所包括的与微衍射光学元件阵列相连的控制单元，能够接收目标类型光束对应的控制指令，将微衍射光学元件阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得微衍射光学元件阵列衍射出目标类型光束，而微衍射光学元件的微结构的一种光学特性用于衍射输出一种类型光束，进而实现了通过控制单元控制调整每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，得到适用于不同应用场景的不同类型光束，使得深度相机的光源可适用于多种不同的应用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有的一种深度相机的光源装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提出的一种深度相机的光源装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提出的另一种深度相机的光源装置的结构示意图；

图4a为本申请实施例提出的一种微衍射光学元件的微结构的相位排布示意图；

图4b为图4a中的微结构所衍射调制出的光束的形态示意图；

图5a为本申请实施例提出的另一种微衍射光学元件的微结构的相位排布示意图；

图5b为图5a中的微结构所衍射调制出的光束的形态示意图；

图6a为本申请实施例提出的又一种微衍射光学元件的微结构的相位排布示意图；

图6b为图6a中的微结构所衍射调制出的光束的形态示意图；

图7a为本申请实施例提出的再一种微衍射光学元件的微结构的相位排布示意图；

图7b为图7a中的微结构所衍射调制出的光束的形态示意图；

图8为本申请实施例提出的一种深度相机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，深度相机的光源装置，包括有光学元件和发光器件。光学元件有微透镜阵列、衍射光学元件、扩散片、准直镜等，发光器件有激光二极管、发光二极管等。例如图1所示，深度相机的光源装置可包括有光学衍射元件101、垂直镜102、板子103、激光器104以及连接器105组成。激光器104发射出的光透过光学衍射元件101和垂直镜102射出。

现有技术中，由于不同的光学元件和发光器件搭配，所出射的光束是不同的，因此不同的场景下所需要的深度相机的光源装置也是不同的。单点结构光技术要求深度相机的光源装置的出射光束具有发散角小的特征，而面结构光技术则需要深度相机的光源装置的出射光具有随机特征的衍射光点，飞行时间(Time of flight，TOF)技术则要求深度相机的光源装置的出射光束的远场光斑具有均匀平顶特性。然而，现有的深度相机中，光学元件和发光器件之间的搭配是固定的，一个深度相机只能够发出一种类型的光束，无法适用于多种应用场景，若用户需要多种不同类型的光束应用到多个不同的应用场景中，则只能通过购买多种不同的深度相机，甚至重新定制可满足需求的深度相机的方式来达到目的，所需消耗的成本较高。

基于上述现有技术的不足，参阅图2，本申请实施例提出的一种深度相机的光源装置，可按照需求输出适用于不同应用场景的不同类型光束，使得深度相机可适用于多种不同的应用场景，具体的，深度相机的光源装置，包括：垂直腔面发生激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)阵列201、微衍射光学元件(DiffractiveOptical Elements，DOE)阵列202、以及控制单元203。

VCSEL阵列201，用于生成并发射出待调制光束。其中，VCSEL阵列包括多个VCSEL。

VCSEL是一种半导体，其产生的激光垂直于顶面射出。针对一个VCSEL，对VCSEL上施加电流，即可发射出待调制光束。VCSEL阵列201所包括的每一个VCSEL均发射出每一个待调制光束。待调制光束指的是VCSEL生成的、还未经光学元件调制的光束。每一个VCSEL上施加的电流可以具有相同的电流密度、频率、或者占空比，也可以分别具有不同的电流密度、频率、或者占空比。VCSEL阵列201所包括的多个VCSEL可以规则排布，也可以随机排布，VCSEL的发光孔径可以为矩形、圆形、或者其他形状。多个VCSEL的形状和尺寸可以相同，也可以不相同。

可选地，深度相机的光源装置还可以包括：衬底。其中，每一个垂直腔面发生激光器位于衬底上，以此达到固定每一个垂直腔面发生激光器的目的。

与VCSEL阵列201的出光面相接触的微DOE阵列202，用于对待调制光束进行衍射调制，输出适用于目标应用场景的目标类型光束。

其中，微DOE阵列202包括多个微衍射光学元件的微结构，任意一个微衍射光学元件的微结构对应唯一一个垂直腔面发生激光器，微衍射光学元件的微结构覆盖于自身相对应的垂直腔面发生激光器的出光孔表面。即微DOE阵列202中的微结构的数量与VCSEL阵列201中的垂直腔面发生激光器数量一致。垂直腔面发生激光器发射出的待调制光束透过对应的微衍射光学元件的微结构后，被对应的微衍射光学元件的微结构进行衍射调制，输出目标类型光束。微衍射光学元件的微结构的光学特性可变，具体的，由控制单元203进行调整。微衍射光学元件的微结构的一种光学特性用于衍射输出一种类型光束。针对需要的应用场景，通过控制单元203对应调整微衍射光学元件的微结构的光学特性，即可输出所需类型光束。其中，微衍射光学元件的微结构的光学特性可以理解为微衍射光学元件的微结构的透过率函数，当微结构的透过率函数发生变化时，待调制光束透过微结构衍射调制输出的光束的特征就发生了改变。

举例说明，若当前需要深度相机应用单点结构光技术，那么深度相机的光源装置的出射光束就需要是具有发散角小的特征类型的光束。通过控制单元203对微DOE阵列202中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性进行对应调整，即可实现将VCSEL阵列201输出的待调制光束，衍射调制为具有发散角小的特征类型的光束。

可选地，微DOE阵列202可选用树脂、聚碳酸酯、玻璃、液晶或其他材质制备。微DOE阵列202的材质的不同不影响本申请实施例的实现。

可选地，微DOE阵列202可直接集成在VCSEL阵列的出光面上，以实现得到尺寸较小的深度相机的光源装置。现有技术中，光源装置内的光学元件和发光器件采用的是分立式结构。例如图1示出的光源装置，光学衍射元件101、垂直镜102、以及激光器104封装构成一个模型态，然后使用胶水进行贴合，光学衍射元件101、垂直镜102、以及激光器104为分立式的结构。而本申请实施例中，微DOE阵列202可通过直接集成在VCSEL阵列的出光面上的形式，减小光源装置的尺寸。

可选地，微DOE阵列集成也可通过介质层与VCSEL阵列201的出光面相接触。其中介质层可以为一层或多层，介质层材料可以是氮化硅或二氧化硅等。

与微DOE阵列相连的控制单元203，用于接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列202中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得微DOE阵列衍射出适用于目标应用场景的目标类型光束。

目标类型光束指的是最终需要深度相机的光源装置所输出的特定类型的光束。例如，如果当前需要深度相机适用于单点结构光技术，那么深度相机的光源装置所需输出的目标类型光束就是具有发散角小的特征的光束。又如，当前需要深度相机适用于面结构光技术，那么深度相机的光源装置所需输出的目标类型光束为具有随机特征的衍射光点的光束。

可选地，目标类型光束对应的控制指令可以是携带有目标类型光束对应标识的指令。控制单元对控制指令进行解析后，即可识别出所需深度相机的光源装置输出的光束的类型。可选地，目标类型光束对应的控制指令可以由用户操作触发生成。具体的，可以在用户界面上显示有多个不同类型的光束，用户可通过用户界面从多个不同类型的光束中操作选取出一个类型的光束，作为目标类型光束。响应用户的选取操作，即可生成目标类型光束对应的控制指令，控制单元203接收到目标类型光束对应的控制指令后，将微DOE阵列202中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得微DOE阵列衍射出适用于目标应用场景的目标类型光束。需要说明的是，控制指令可以是程序指令也可以是控制信号，控制指令的具体形式的不同不影响本申请实施例的实现。控制指令的生成方式的不同也不影响本申请实施例的实现。

还需要说明的是，将微DOE阵列202中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性的过程中，每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性所调整为的目标光学特性可以是相同的，也可以是不相同的，具体可以由多次试验来确定每一个微衍射光学元件的微结构的目标光学特性。举例说明，通过控制单元203多次对每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性进行调整，当实现使得微DOE阵列202衍射出适用于目标应用场景的目标类型光束时，则将此时的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性确定为与目标类型光束对应的目标光学特性。

可选地，与微DOE阵列相连的控制单元203可以由多个控制子单元组成，每一个控制子单元对应唯一一个微衍射光学元件的微结构，针对每一个控制子单元，该控制子单元接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列202中与其对应的微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性。即一个控制子单元对所对应的唯一一个微衍射光学元件的微结构的光学特性进行控制调整。

例如图3所示，多个VCSEL302位于衬底301上。多个VCSEL302构成一个VCSEL阵列。一个VCSEL302的出光面上覆盖有唯一一个微衍射光学元件的微结构303。多个微衍射光学元件的微结构303组成一个微DOE阵列。一个控制子单元304与对应的唯一一个微衍射光学元件的微结构303相连。针对每一个控制子单元304，控制子单元304通过接收目标类型光束对应的控制指令，然后将对应的微衍射光学元件的微结构303的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性。

可选地，也可以是控制单元203分别对微DOE阵列202中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性进行调整，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，分别控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性。

可选地，在本申请一具体实施例中，控制单元203执行接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与目标类型光束相对应的目标相位排布，以使得每一个微衍射光学元件的微结构具有与目标类型光束相对应的目标光学特性。

控制单元接收目标类型光束对应的控制指令后，通过改变微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的相位排布的方式，改变了每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性。针对每一个微结构，微结构的相位排布方式的改变，使得微结构的透过率函数发生了改变，进而改变了微结构对所对应的垂直腔面发生激光器所输出的待调制光束的衍射调制作用，使得待调制光束透过微结构，被微结构衍射出适用于目标应用场景的目标类型光束。

举例说明，参阅图4a，图4a的横坐标为某一个微DOE的微结构内的位置坐标，纵坐标为相位值。当该微结构呈图4a示出的相位排布时，即微结构内各个位置点的凸起的相位呈图4a示出的形态时，该微结构所衍射出的光束的形态如图4b所示的单高斯窄脉冲形态。又例如，参阅图5a，图5a的横坐标为某一个微DOE的微结构内的位置坐标，纵坐标为相位值。当该微结构呈图5a示出的相位排布时，即微结构内各个位置点的凸起的相位呈图5a示出的形态时，则该微结构所衍射出的光束的形态如图5b所示的单高斯宽脉冲形态。

需要说明的是，经过微DOE的微结构调制后的光束既可以呈一维形式，还可以呈多维形式。举例说明，参阅图6a，图6a的横坐标为某一个微DOE的微结构内的位置坐标，纵坐标为相位值。当该微结构呈图6a示出的相位排布时，即微结构内各个位置点的凸起的相位呈图6a示出的形态时，则该微结构所衍射出的光束的形态如图6b所示的双高斯脉冲形态。又参阅图7a，当该微结构呈图7a示出的相位排布时，即微结构内各个位置点的凸起的相位呈图7a示出的形态时，则该微结构所衍射出的光束的形态如图7b所示的三高斯脉冲形态。

可选地，在本申请一具体实施例中，控制单元执行接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与目标类型光束相对应的目标相位排布时，用于：

接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的温度控制为目标温度，和/或，将微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构中的电流控制为目标电流，以使得微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的相位排布，调整为与目标类型光束相对应的目标相位排布。

接收到目标类型光束对应的控制指令后，分别对微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构施加电流控制，和/或温度控制，当将每一个微衍射光学元件的微结分别控制为对应的目标电流，和/或，目标温度之后，微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的相位排布，调整为与目标类型光束相对应的目标相位排布。

需要说明的是，对微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构进行的控制可以相同，也可以不相同。即可以针对每一个微结构，施加对应的电流和/或温度，将该微结构的相位排布调整为目标相位排布。也可以是在每一个微衍射光学元件的微结构均相同时，对每一个微衍射光学元件的微结构施加相同的电流和/或温度。对微结构施加的电流和/或温度的不同，会导致微结构具有不同的相位排布。

还需要说明的是，除了通过施加电流和/或温度的方式可控制调整微结构的相位排布，还可以通过其他方式控制调整微结构的相位排布，包括但不限于本申请实施例所提出的内容。

可选地，在本申请一具体实施例中，控制单元执行接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

分别向微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构输出控制信号，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性。

具体的，针对每一种目标类型光束对应的控制指令，预先配置好该控制指令下的每一个微衍射光学元件的微结构对应的控制信号，以使得每一个微衍射光学元件的微结构在控制信号的控制下，控制调整为目标光学特性。

控制信号可以是用于为微结构施加目标电流，和/或，目标温度，以使得微结构的光学特性调整为目标光学特性的信号。不同微衍射光学元件的微结构对应的控制信号可以是相同的，也可以是不相同的。例如，在每一个微衍射光学元件的微结构完全相同，且每一个垂直腔面发生激光器也完全相同的情况下对每一个微衍射光学元件的微结构发送的控制信号则可以是完全相同的，但若每一个微衍射光学元件的微结构存在不相同的，或者每一个垂直腔面发生激光器存在不相同的，则对每一个微衍射光学元件的微结构发送的控制信号也会是不相同的，以使得所有微衍射光学元件的微结构均可衍射出目标类型光束。

可选地，在本申请一具体实施例中，深度相机的光源装置，还包括：

覆盖于微DOE阵列上的透镜，用于对微DOE阵列输出的目标类型光束进行衍射调制，以使得经过透镜衍射调制的目标类型光束实现二次成像。

其中，透镜可以直接覆盖在微DOE阵列的出光面上，也可以间接覆盖在微DOE阵列的出光面上。

由于现有技术中，光源装置内部的光学元件和发光器件的搭配固定，只能固定的产生一种类型的光束，因此若用户需要多种不同类型的光束应用到多个不同的应用场景中，则只能通过购买多种不同的深度相机，甚至重新定制可满足需求的深度相机的方式来达到目的，所需消耗的成本较高。

而本申请实施例提出的深度相机的光源装置，所包括的与微衍射光学元件阵列相连的控制单元，能够接收目标类型光束对应的控制指令，将微衍射光学元件阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得微衍射光学元件阵列衍射出目标类型光束，而微衍射光学元件的微结构的一种光学特性用于衍射输出一种类型光束，进而实现了通过控制单元控制调整每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，得到适用于不同应用场景的不同类型光束，使得深度相机的光源可适用于多种不同的应用场景。

参阅图8，基于上述本申请实施例提出的深度相机的光源装置，本申请实施例对应公开了一种深度相机，包括：深度相机的光源装置801、图像传感器802、以及印制电路板803。

深度相机的光源装置801。其中，深度相机的光源装置801，包括：垂直腔面发生激光器VCSEL阵列、微衍射光学元件DOE阵列以及控制单元。

VCSEL阵列，用于生成并发射出待调制光束。其中，VCSEL阵列包括多个垂直腔面发生激光器。

与VCSEL阵列的出光面相接触的微DOE阵列，用于对待调制光束进行衍射调制，输出适用于目标应用场景的目标类型光束。其中，微DOE阵列包括多个微衍射光学元件的微结构，任意一个微衍射光学元件的微结构对应唯一一个垂直腔面发生激光器，微衍射光学元件的微结构覆盖于自身相对应的垂直腔面发生激光器的出光孔表面，微衍射光学元件的微结构的光学特性可变，微衍射光学元件的微结构的一种光学特性用于衍射输出一种类型光束。

可选地，在本申请一具体实施例中，微DOE阵列集成在VCSEL阵列的出光面上，或者，微DOE阵列集成通过介质层与VCSEL阵列的出光面相接触。

与微DOE阵列相连的控制单元，用于接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得微DOE阵列衍射出适用于目标应用场景的目标类型光束。

可选地，在本申请一具体实施例中，控制单元执行接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与目标类型光束相对应的目标相位排布，以使得每一个微衍射光学元件的微结构具有与目标类型光束相对应的目标光学特性。

可选地，在本申请一具体实施例中，控制单元执行接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与目标类型光束相对应的目标相位排布时，用于：

接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的温度控制为目标温度，和/或，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构中的电流控制为目标电流，以使得微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的相位排布，调整为与目标类型光束相对应的目标相位排布。

可选地，在本申请一具体实施例中，控制单元执行接收目标类型光束对应的控制指令，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

分别向微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构输出控制信号，将微DOE阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性。

可选地，在本申请一具体实施例中，深度相机还包括：

覆盖于微DOE阵列上的透镜，用于对微DOE阵列输出的目标类型光束进行衍射调制，以使得经过透镜衍射调制的所述目标类型光束实现二次成像。

可选地，在本申请一具体实施例中，深度相机中，还包括：衬底。其中，每一个垂直腔面发生激光器位于衬底上。

图像传感器802，用于接收目标类型光束所反射回的光，转换为对应的图像信息。

具体的，深度相机的光源装置所射出的目标类型光束落在物体上后，会反射回光束，图像传感器接收所返回的光束，从中转换得到反射光束的物体的图像信息。

分别与深度相机的光源装置801和图像传感器802相连的印制电路板803，用于分别为图像传感器802和深度相机的光源装置801供电，并解算处理图像传感器802中的图像信息。

具体的，印制电路板803为图像传感器802和深度相机的光源装置801供电，还可将解算处理后的图像信息发送给其他的处理器，由处理器继续读取出图像信息中所反映出的物体的深度信息。

上述本申请实施例公开的深度相机中的深度相机的光源装置的具体原理和执行过程，与上述本申请实施例公开的深度相机的光源装置相同，可参见上述本申请实施例公开的深度相机的光源装置中相应的部分，这里不再进行赘述。

本申请实施例提出的深度相机中，由于所包括的与微衍射光学元件阵列相连的控制单元，能够接收目标类型光束对应的控制指令，将微衍射光学元件阵列中的每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得微衍射光学元件阵列衍射出目标类型光束，而微衍射光学元件的微结构的一种光学特性用于衍射输出一种类型光束，进而实现了通过控制单元控制调整每一个微衍射光学元件的微结构的光学特性，得到适用于不同应用场景的不同类型光束，使得深度相机可适用于多种不同的应用场景。

专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种深度相机的光源装置，其特征在于，包括：

垂直腔面发生激光器VCSEL阵列，用于生成并发射出待调制光束；其中，所述VCSEL阵列包括多个垂直腔面发生激光器；

与所述VCSEL阵列的出光面相接触的微衍射光学元件DOE阵列，用于对所述待调制光束进行衍射调制，输出适用于目标应用场景的目标类型光束；其中，所述微DOE阵列包括多个微衍射光学元件的微结构，任意一个所述微衍射光学元件的微结构对应唯一一个所述垂直腔面发生激光器；所述微衍射光学元件的微结构覆盖于自身相对应的所述垂直腔面发生激光器的出光孔表面；所述微衍射光学元件的微结构的光学特性可变；所述微衍射光学元件的微结构的一种光学特性用于衍射输出一种类型光束；

与所述微DOE阵列相连的控制单元，用于接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得所述微DOE阵列衍射出所述适用于目标应用场景的目标类型光束。

2.根据权利要求1所述的深度相机的光源装置，其特征在于，所述微DOE阵列集成在所述VCSEL阵列的出光面上；或者，所述微DOE阵列集成通过介质层与所述VCSEL阵列的出光面相接触。

3.根据权利要求1所述的深度相机光源装置，其特征在于，所述控制单元执行接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标相位排布，以使得每一个所述微衍射光学元件的微结构具有与所述目标类型光束相对应的目标光学特性。

4.根据权利要求3所述的深度相机的光源装置，其特征在于，所述控制单元执行接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标相位排布时，用于：

接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的温度控制为目标温度，和/或，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构中的电流控制为目标电流，以使得所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的相位排布，调整为与所述目标类型光束相对应的目标相位排布。

5.根据权利要求1所述的深度相机的光源装置，其特征在于，所述控制单元执行接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

分别向所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构输出控制信号，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性。

6.根据权利要求1所述的深度相机的光源装置，其特征在于，还包括：

覆盖于所述微DOE阵列上的透镜，用于对所述微DOE阵列输出的所述目标类型光束进行衍射调制，以使得经过所述透镜衍射调制的所述目标类型光束实现二次成像。

7.根据权利要求1所述的深度相机的光源装置，其特征在于，还包括：衬底；其中，每一个所述垂直腔面发生激光器位于所述衬底上。

8.一种深度相机，其特征在于，包括：

深度相机的光源装置；其中，所述深度相机的光源装置，包括：垂直腔面发生激光器VCSEL阵列、微衍射光学元件DOE阵列以及控制单元；

所述VCSEL阵列，用于生成并发射出待调制光束；其中，所述VCSEL阵列包括多个垂直腔面发生激光器；

与所述VCSEL阵列的出光面相接触的所述微DOE阵列，用于对所述待调制光束进行衍射调制，输出适用于目标应用场景的目标类型光束；其中，所述微DOE阵列包括多个微衍射光学元件的微结构，任意一个所述微衍射光学元件的微结构对应唯一一个所述垂直腔面发生激光器；所述微衍射光学元件的微结构覆盖于自身相对应的所述垂直腔面发生激光器的出光孔表面；所述微衍射光学元件的微结构的光学特性可变；所述微衍射光学元件的微结构的一种光学特性用于衍射输出一种类型光束；

与所述微DOE阵列相连的控制单元，用于接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性，以使得所述微DOE阵列衍射出所述适用于目标应用场景的目标类型光束；

图像传感器，用于接收所述目标类型光束所反射回的光，转换为对应的图像信息；

分别与所述深度相机的光源装置和所述图像传感器相连的印制电路板，用于分别为所述图像传感器和所述深度相机的光源装置供电，并解算处理所述图像传感器中的图像信息。

9.根据权利要求8所述的深度相机，其特征在于，所述微DOE阵列集成在所述VCSEL阵列的出光面上；或者，所述微DOE阵列集成通过介质层与所述VCSEL阵列的出光面相接触。

10.根据权利要求8所述的深度相机，其特征在于，所述控制单元执行接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的光学特性，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标光学特性时，用于：

接收所述目标类型光束对应的控制指令，将所述微DOE阵列中的每一个所述微衍射光学元件的微结构的相位排布，控制调整为与所述目标类型光束相对应的目标相位排布，以使得每一个所述微衍射光学元件的微结构具有与所述目标类型光束相对应的目标光学特性。

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