JP2022536066A - Vcselベースのパターンプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
Description
10 VCSELアレイ
11 垂直共振器型面発光レーザVCSEL
12 キャリア
20 均一化光学系構成
21 第1のマイクロレンズアレイ
23 ロッドホモジナイザ
24 フライアイコンデンサ
25 レンズ
27 構造体
28 周辺領域
30 パターン光学系構成
31 第2のマイクロレンズアレイ
32 イメージングレンズ
33、34 領域
50 平面
51 強度分布
52 エリア
53 グループ
60 中間面
61 共通の均一強度分布
62 距離
63 均一強度分布
64 フィールド
70 平面、コントローラ
71、73 構造化光パターン
74 フィールド
Claims (16)
- 構造化光パターン(71)を生成するように適合されたオプトエレクトロニクス装置(1)であって、
- 垂直共振器型面発光レーザVCSEL(11)の第1のアレイ(10)と、
- 前記垂直共振器型面発光レーザの第1のアレイに関連する第1の均一化光学系構成(20)と、
- 垂直共振器型面発光レーザVCSEL(11)の第2のアレイ(10)と、
- 前記垂直共振器型面発光レーザの第2のアレイに関連する第2の均一化光学系構成(20)であって、異なるVCSELアレイにそれぞれ関連する前記均一化光学系構成(20)は、それらの強度分布(63)が中間面(60)において共通のトップハット型均一強度分布(61)となるように構成される、第2の均一化光学系構成(20)と、
- 前記中間面(60)における前記共通の均一強度分布に基づいて構造化光パターン(71)を生成するように適合されたパターン光学系構成(30)と
を含むオプトエレクトロニクス装置(1)。 - 前記第1の均一化光学系構成(20)は、前記中間面(60)の表面要素における強度に対する前記第1のVCSELアレイ(10)のそれぞれの個々のVCSEL(11)の寄与が、前記表面要素における、前記VCSELアレイによって放出された光の強度の10%未満、特に5%未満、特に2%未満、特に1%未満であるように適合される、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の均一化光学系構成(20)は、前記中間面(60)における前記均一強度分布としてトップハット型強度分布を提供するように適合され、前記トップハット型強度分布の半値全幅FWHM直径は、前記VCSEL(11)の関連するアレイ(10)の直径よりも大きい、請求項2に記載の装置。
- 前記構造化光パターン(71)としてドットパターンを生成するように適合される、請求項1~3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記構造化光パターン(71)としてストライプパターンを生成するように適合される、請求項1~4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1の均一化光学系構成は、前記中間面において、前記VCSELの第1のアレイの複数のVCSELによって放出された光の均一強度分布を提供するように適合されたマイクロレンズアレイを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記マイクロレンズアレイの少なくとも第1のマイクロレンズは、前記第1のVCSELアレイの対応する第1のVCSELのアクティブエリアの第1の拡大像を前記中間面上に投影するように適合され、前記マイクロレンズアレイの少なくとも第2のマイクロレンズは、前記第1のVCSELアレイの対応する第2のVCSELのアクティブエリアの第2の拡大像を前記中間面上に投影するように適合され、前記第1のマイクロレンズ及び前記第2のマイクロレンズは、像面において前記第1の拡大像及び前記第2の拡大像の整列された重ね合わせを提供するために、前記中間面において前記第1の拡大像及び前記第2の拡大像を投影するように適合される、請求項6に記載の装置。
- 前記第1及び/又は第2の均一化光学系構成は、(a)フライアイコンデンサ、(b)ロッドホモジナイザ、特に長方形又は正方形のロッドホモジナイザ、及び(c)前記中間面において前記VCSELアレイ全体のデフォーカス像を投影するように適合されたデフォーカスレンズ構成の少なくとも1つを含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の装置。
- 前記パターン光学系構成(30)は、マイクロレンズアレイ(31)を含み、前記マイクロレンズアレイの隣接するレンズは、前記第1のVCSELアレイ(10)及び/又は前記第2のVCSELアレイ(10)の隣接するVCSEL(11)のピッチと異なるピッチを有する、請求項1~8のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1の均一化光学系構成(20)及び/又は前記第2の均一化光学系構成(20)並びに前記パターン光学系構成(30)は、組み合わされた一体的に形成された構成、特に射出成形によって一体的に形成された構成である、請求項1~9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記パターン光学系構成(30)によって生成された前記構造化光パターン(71)は、前記第1のVCSELアレイ(10)及び/又は前記第2のVCSELアレイ(10)の行及び/又は列の数と異なる数の行及び/又は列を含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1の均一化光学系構成(20)は、前記第1のVCSELアレイ(10)の複数のVCSEL(11)によって放出された光に基づいて、前記中間面(60)において第1のトップハット型強度分布(63)を提供するように適合され、
前記第2の均一化光学系構成(20)は、前記第2のVCSELアレイ(10)の複数のVCSEL(11)によって放出された光に基づいて、前記中間面(60)において第2のトップハット型強度分布(63)を提供するように適合され、それにより、前記第1のトップハット型強度分布と前記第2のトップハット型強度分布とは、互いに隣接し、且つ組み合わされたトップハット型強度分布(61)を一緒に形成し、前記中間面において均一強度分布を提供する、請求項1~11のいずれか一項に記載の装置。 - 第2のパターン光学系構成(30)を更に含み、前記パターン光学系構成は、前記中間面(60)における前記共通の均一強度分布(61)の第1の部分に基づいて第1の構造化光パターン(71)を生成するように適合され、
前記第2のパターン光学系構成は、前記中間面(60)における前記共通の均一強度分布(61)の第2の部分に基づいて第2の構造化光パターン(73)を生成するように適合される、請求項1~12のいずれか一項に記載の装置。 - 前記パターン光学系構成(30)及び前記第2のパターン光学系構成(30)は、前記構造化光パターン(71)と前記第2の構造化光パターン(73)とが異なる領域に向けられるように適合され、前記構造化光パターンと前記第2の構造化光パターンとの間の間隔は、前記構造化光パターンの隣接する構造間の間隔を超えない、請求項13に記載の装置。
- 構造化光パターン(71)を生成するように適合されたシステムであって、
- 請求項1~14のいずれか一項に記載の装置(1)と、
- 前記第1及び/又は第2のVCSELアレイの前記VCSELを制御するように適合されたコントローラ(70)と
を含むシステム。 - 構造化光パターン(71)を生成するための方法であって、
- 垂直共振器型面発光レーザVCSEL(11)の第1のアレイ(10)を提供するステップと、
- 前記垂直共振器型面発光レーザの第1のアレイに関連する第1の均一化光学系構成(20)を提供するステップと、
- 垂直共振器型面発光レーザVCSEL(11)の第2のアレイ(10)を提供するステップと、
- 前記垂直共振器型面発光レーザの第2のアレイに関連する第2の均一化光学系構成(20)を提供するステップであって、異なるVCSELアレイにそれぞれ関連する前記均一化光学系構成(20)は、それらの強度分布(63)が中間面(60)において共通のトップハット型均一強度分布(61)となるように構成される、ステップと、
- 前記中間面(60)における前記共通の均一強度分布に基づいて構造化光パターン(71)を生成するステップと
を含む方法。
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US20150260830A1 (en) * | 2013-07-12 | 2015-09-17 | Princeton Optronics Inc. | 2-D Planar VCSEL Source for 3-D Imaging |
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