KR102103919B1 - 다중 이미지 프로젝터 및 다중 이미지 프로젝터를 구비한 전자 기기 - Google Patents

다중 이미지 프로젝터 및 다중 이미지 프로젝터를 구비한 전자 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR102103919B1
KR102103919B1 KR1020180124382A KR20180124382A KR102103919B1 KR 102103919 B1 KR102103919 B1 KR 102103919B1 KR 1020180124382 A KR1020180124382 A KR 1020180124382A KR 20180124382 A KR20180124382 A KR 20180124382A KR 102103919 B1 KR102103919 B1 KR 102103919B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
laser
lenses
projector
generate
Prior art date
Application number
KR1020180124382A
Other languages
English (en)
Inventor
빙-성 우
한-이 궈
보-한 류
윈-동 루
콴-밍 천
멍-코 차이
Original Assignee
하이맥스 테크놀로지스 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하이맥스 테크놀로지스 리미티드 filed Critical 하이맥스 테크놀로지스 리미티드
Priority to KR1020180124382A priority Critical patent/KR102103919B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102103919B1 publication Critical patent/KR102103919B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/3147—Multi-projection systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3164—Modulator illumination systems using multiple light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/3173—Constructional details thereof wherein the projection device is specially adapted for enhanced portability
    • H04N9/3176—Constructional details thereof wherein the projection device is specially adapted for enhanced portability wherein the projection device is incorporated in a camera

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

본 발명은 레이저 모듈 및 렌즈 모듈을 포함하는 프로젝처를 제공하며, 상기 렌즈 모듈은 복수의 렌즈 및 복수의 회절 광학 소자를 포함한다. 상기 프로젝터의 작동 시에, 상기 레이저 모듈은 하나 이상의 레이저 빔을 생성하도록 구성되고; 각각의 상기 렌즈는 상기 하나 이상의 레이저 빔 중 하나를 수광하여 콜리메이트된 레이저 빔을 생성하도록 구성되고; 상기 회절 광학 소자는 상기 렌즈에 각각 대응하고, 각각의 상기 회절 광학 소자는 대응하는 렌즈로부터의 콜리메이트된 레이저 빔을 수광하여 이미지를 생성하도록 구성된다. 상기 회절 광학 소자에 의해 생성되는 이미지는 상기 프로젝터의 투사된 이미지를 형성한다. 본 발명의 프로젝터를 사용함으로써, 투사된 이미지는 3D 감지 시스템에 유리한 더 높은 해상도 또는 시야각를 가질 수 있다.

Description

다중 이미지 프로젝터 및 다중 이미지 프로젝터를 구비한 전자 기기 {MULTI-IMAGE PROJECTOR AND ELECTRONIC DEVICE HAVING MULTI-IMAGE PROJECTOR}
본 발명은 프로젝터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3D 감지 시스템에 적용되는 다중 이미지 프로젝터에 관한 것이다.
3D 이미지를 획득하기 위해, 전자 기기는 주변 영역에 특수 패턴을 투사하는 프로젝터를 사용하고, 카메라를 사용하여 특수 패턴을 갖는 이미지를 캡처하고, 캡처된 이미지를 프로세서에 의해 분석하여 이미지의 깊이 정보를 획득할 수 있다. 종래의 프로젝터는 고정된 초점 거리와 고정된 시야각(field of view, FOV)을 가지므로, 프로젝터에서 멀리 떨어져 있거나 프로젝터에 너무 가까운 물체에 특수 패턴이 투사되면, 특수 패턴의 해상도가 더 나빠질 수 있고 깊이 정보가 정확하게 결정되지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 프로젝터의 작동 거리에 기초하여 주변 영역에 적절한 투사된 이미지를 생성할 수 있은 프로젝터를 제공하여, 상기한 문제점을 해결하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 모듈 및 렌즈 모듈을 포함하는 프로젝터가 제공되며, 상기 렌즈 모듈은 복수의 렌즈 및 복수의 회절 광학 소자를 포함한다. 상기 프로젝터의 작동에 있어, 상기 레이저 모듈은 하나 이상의 레이저 빔을 생성하도록 구성되고; 각각의 상기 렌즈는 상기 하나 이상의 레이저 빔 중 하나를 수광하여 콜리메이트된(collimated) 레이저 빔을 생성하도록 구성되고; 상기 회절 광학 소자는 상기 렌즈에 각각 대응하고, 각각의 상기 회절 광학 소자는 대응하는 렌즈로부터의 콜리메이트된 레이저 빔을 수광하여 이미지를 생성하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로젝터, 카메라 모듈, 및 프로세서를 포함하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기의 작동에 있어, 상기 프로젝터는 주변 환경에 대해 이미지를 생성하도록 구성되고; 상기 카메라 모듈은 상기 주변 환경의 영역을 캡처하여 이미지 데이터를 생성하도록 구성되고; 상기 프로세서는 상기 이미지 데이터를 분석하여 상기 이미지 데이터의 깊이 정보를 획득하도록 구성된다. 일 실시예에서, 상기 프로젝터는 레이저 모듈 및 렌즈 모듈을 포함하고, 상기 렌즈 모듈은 복수의 렌즈 및 복수의 회절 광학 소자를 포함한다. 상기 프로젝터의 작동 시에, 상기 렌즈 모듈은 하나 이상의 레이저 빔을 생성하도록 구성되고; 각각의 상기 렌즈는 상기 하나 이상의 레이저 빔 중 하나를 수광하여 콜리메이트된 레이저 빔을 생성하도록 구성되고; 상기 회절 광학 소자는 상기 렌즈에 각각 대응하고, 각각의 상기 회절 광학 소자는 대응하는 렌즈로부터의 콜리메이트된 레이저 빔을 수광하여 이미지를 생성하도록 구성된다. 상기 회절 광학 소자에 의해 생성되는 이미지는 상기 프로젝터의 투사된 이미지를 형성한다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적은 여러 도면에 예시된 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명을 읽은 후에 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자라고 함)에게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 모듈을 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 모듈을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 투사된 이미지를 생성하는 것을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 렌즈들이 상이한 초점 길이를 갖도록 설계된 경우의 프로젝터의 사용을 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 모듈 및 렌즈 모듈을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 7에 도시된 레이저 모듈을 도시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기(100)를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 기기(100)는 프로젝터(110), 카메라 모듈(120), 프로세서(130) 및 제어기(140)를 포함한다.
전자 기기(100)의 작동에 있어, 전자 기기(100)는 객체(102)의 3D 이미지를 캡처를 준비하는 경우, 먼저, 프로세서(130)가 제어기(140)에 통지하고, 제어기(140)는 프로젝터(110)를 제어하여 객체(102)에 투사된 이미지를 생성하도록 한다. 그 후, 카메라 모듈(120)이 객체(102)와 함께 투사된 이미지(104)를 포착하여 이미지 데이터를 생성한다. 그 후, 프로세서(130)가 이미지 데이터를 분석하여 이미지 데이터의 깊이 정보를 획득하여 3D 이미지를 생성한다. 본 발명의 배경에서 언급한 바와 같이, 객체(102)가 프로젝터(110)로부터 멀리 떨어져 있거나 객체(102)가 프로젝터(110)에 너무 가까우면, 투사된 이미지(104)의 해상도는 더 나빠질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 객체(102) 상에 투사된 이미지(104)가 보다 우수한 해상도 또는 FOV를 갖게 하는 프로젝터(110)의 몇몇 설계를 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터(110)를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 프로젝터는 레이저 모듈(210) 및 렌즈 모듈(220)을 포함하며, 렌즈 모듈(220)은 기판(221), 기판(221)의 표면 상에 임프린트된 두 개의 렌즈(222_1, 222_2), 기판(225), 기판(225)의 표면 상에 임프린트된 두 개의 회절 광학 소자(diffractive optical element, DOE)(224_1, 224_2) 및 스페이서(spacer)(223)을 포함한다. 본 실시예에서, 레이저 모듈(210)은 하나 또는 두 개의 적외선 레이저 빔을 방출하는 하나 이상의 적외선 레이저 다이오드를 구비한 패키지일 수 있으며(도 2는 두 개의 레이저 빔을 도시하지만, 본 발명의 한정사항은 아님), 하나의 레이저 빔은 기판(221), 렌즈(222_1), DOE(224_1) 및 기판(225)을 통과하여 DOE(224_1)의 패턴을 갖는 제1 이미지를 생성하고, 다른 레이저 빔은 기판(221), 렌즈(222_2), DOE(224_2) 및 기판(225)을 통과하여 DOE(224_2)의 패턴을 갖는 제2 이미지를 생성한다. 설계자의 고려에 따라 제1 이미지 또는 제2 이미지가 동시에 또는 순차적으로 생성될 수 있거나, 제1 이미지 및 제2 이미지 중 하나만 생성될 수 있음을 유의해야 한다. 예를 들어, 제1 이미지와 제2 이미지가 동시에 또는 순차적으로 생성되는 경우, 제1 이미지와 제2 이미지는 프로젝터(110)의 투사 이미지(104)를 형성한다.
일 실시예에서, 적외선 레이저 다이오드는 에지 방출형(edge emitting type), 또는 플라즈마 레이저 다이오드(plasma laser diode) 또는 수직 공동 표면 방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL)와 같은 표면 발광형(surface emitting type )일 수 있다. 또한, 렌즈(222_1, 222_2)는 동일하거나 상이한 초점 거리를 가질 수 있다.
도 2에 도시된 층의 배열은 예시를 위한 것일 뿐이며, 렌즈 모듈(220)이 제1 이미지와 제2 이미지를 생성할 수 있는 한, 렌즈 모듈(220)의 설계는 다를 수 있다. 예를 들어, 렌즈(222_1) 또는 렌즈(222_2)는 양면 볼록 렌즈이거나, 렌즈(222_1) 또는 렌즈(222_2) 위에 다른 렌즈가 위치할 수 있거나, 또는 DOE(224_1, 224_2)는 기판(225)의 상면 상에 임프린트될 수 있다. 또한, 기판(225)은 단일 DOE 층을 가질 수 있고, DOE(224_1)는 DOE 층의 왼쪽 부분이고, DOE(224_2)는 DOE 층의 오른쪽 부분이다. 이러한 대안적인 설계는 본 발명의 범위 내에 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 모듈(210)을 도시한다. 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 레이저 모듈(210)은 서브마운트(submount)(310)와 두 개의 레이저 다이오드(312, 314)를 포함하며, 레이저 다이오드(312, 314)는 서브마운트(310)의 동일한 측면 상에 접합된다. 본 실시예에서, 레이저 다이오드(312)에 의해 생성되는 레이저 빔은 렌즈 모듈(220)의 DOE(224_1)를 통과하여 제1 이미지를 생성하고, 레이저 다이오드(314)에 의해 생성되는 레이저 빔은 렌즈 모듈(220)의 DOE(224_2)를 통과하여 제2 이미지를 생성한다. 도 3의 (b)에 도시된 실시예에서, 레이저 모듈(210)은 서브마운트(320) 및 두 개의 레이저 다이오드(322, 324)를 포함하며, 레이저 다이오드(322, 324)는 서브마운트(320)의 서로 다른 측면 상에 접합된다. 레이저 다이오드(322)에 의해 생성되는 레이저 빔은 렌즈 모듈(220)의 DOE(224_1)를 통과하여 제1 이미지를 생성하고, 레이저 다이오드(324)에 의해 생성되는 레이저 빔은 렌즈 모듈(220)의 DOE(224_2)를 통과하여 제2 이미지를 생성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 이미지와 제2 이미지는 객체(102)에 투사될 때 중첩된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 모듈(210)을 도시한다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 레이저 모듈(120)은 서브마운트(410), 레이저 다이오드(412) 및 두 개의 프리즘(414, 416)을 포함하며, 레이저 다이오드(412)에 의해 생성된 레이저 빔의 일부는 프리즘(414)에 의해 반사되고, 레이저 빔의 다른 부분은 프리즘(414)을 통과하여 프리즘(416)에 의해 반사된다. 프리즘(416)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈(220)의 DOE(224_1)를 통과하여 제1 이미지를 생성하고, 프리즘(414)에 의해 반사된 렌즈 모듈은 렌즈 모듈(220)의 DOE(224_2)를 통과하여 제2 이미지를 생성한다. 도 4의 (b)에 도시된 실시예에서, 레이저 모듈(120)은 서브마운트(420), 레이저 다이오드(422), 두 개의 프리즘(424, 426) 및 렌즈(428)를 포함하며, 레이저 다이오드(422)에 의해 생성된 레이저 빔의 일부는 렌즈(428)를 통과하여 프리즘(424)에 의해 반사되고, 레이저 빔의 다른 부분은 렌즈(428) 및 프림즘(424)를 통과하여 프리즘(426)에 의해 반사된다. 프리즘(426)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈(220)의 DOE(224_1)를 통과하여 제1 이미지를 생성하고, 프리즘(424)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈(220)의 DOE(224_2)를 통과하여 제2 이미지를 생성한다. 도 4에 도시된 실시예에서, 제1 이미지와 제2 이미지는 객체(102) 상에 투사될 때 중첩된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 투사된 이미지(104)를 생성하는 것을 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 레이저 빔은 렌즈 모듈(220)의 DOE(224_1)를 통과하여 객체(102)에 제1 이미지(502)를 생성하고, 다른 레이저 빔은 렌즈 모듈(220)의 DOE(224_2)를 통과하여 객체(102)에 제2 이미지(504)를 생성하며, 제1 이미지(502) 및 제2 이미지(504) 각각은 복수의 광 스폿(light spot)을 갖는다. 제1 이미지(502) 및 제2 이미지(504)의 위치는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 이미지(502) 및 제2 이미지(504)을 포함하는 투사된 이미지(104)가 더 높은 광스폿 밀도(즉, 고해상도)를 갖도록 주의 깊게 설계될 수 있다.
도 5에 도시된 패턴은 예시를 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 한정사항은 아니다. 예를 들어, 제1 이미지(502)와 제2 이미지(504)의 패턴(즉, DOE(224_1, 224_2)의 패턴)은 동일하거나 상이할 수 있고, 제1 이미지(502)와 제2 이미지(504)의 밀도/해상도는 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 실시예는 제1 이미지(502)와 제2 이미지의 전 영역이 거의 중첩되어 있음을 보여주지만, 제1 이미지(502)와 제2 이미지(504)의 중첩 비는 엔지니어의 고려에 따라 설계될 수 있다. 예를 들어, 프로젝터(110)는 제1 이미지(502)의 왼쪽 부분과 제2 이미지(504)의 오른쪽 부분만이 중첩하도록 설계될 수 있다. 이러한 대안적인 설계는 본 발명의 범위 내에 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 렌즈(222_1, 222_2)가 서로 다른 초점 거리를 갖도록 설계된 경우의 프로젝터(110)의 사용을 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 렌즈(222_1)의 초점 거리는 f1이고, 렌즈(222_2)의 초점 거리는 f2이다. 예를 들어, f1은 0.2 미터일 수 있는 한편 f2는 0.5 미터일 수 있다. 본 실시예에서, 객체(102)가 프로젝터(110)에 가까이 있는 경우(예:, 0.15 미터), DOE(224_1)에 의해 출력되는 제1 이미지는 선명할 수 있고, 객체(102)가 프로젝터(110)로부터 멀리 떨어져 있는 경우(예: 0.75 미터), DOE(224_1)에 의해 출력 된 제1 이미지는 흐릿할 수 있다. 한편, 객체(102)가 프로젝터(110)에 가까이 있는 경우, DOE(224_2)에 의해 출력되는 제2 이미지는 흐릿할 수 있고, 객체(102)가 프로젝터(110)로부터 멀리 떨어져 있는 경우, DOE(224_2)에 의해 출력되는 제1 이미지는 선명할 수 있다. 따라서, 렌즈(222_1, 222_2) 각각은 각자의 대응하는 작동 거리를 가지므로, 전자 기기(100)는 더 선명한 패턴을 갖는, 제1 이미지와 제2 이미지 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 것을 분석하여 투사된 이미지(104)의 깊이 정보를 획득할 수 있다 .
도 6에 도시된 프로젝터(110)의 제어에 관해 설명하면, 제1 이미지 및 제2 이미지는 객체(102)에 순차적으로 생성될 수 있고, 카메라 모듈(120)은 제1 이미지 및 제2 이미지에 대응하는 이미지 데이터를 각각 캡처하고, 프로세서(130)는 제1 이미지와 제2 이미지 중 어느 것이 더 선명한지를 판정하고, 프로세서(130)는 더 선명한 이미지를 선택하고 분석하여 투사 된 이미지의 깊이 정보를 획득한다. 다른 실시예에서, 전자 기기(100)는 전자 기기(100)와 객체(102) 사이의 거리를 측정할 수 있는 다른 요소 또는 방법을 사용할 수 있으며, 제어기(140)는 초점 거리가 측정된 거리에 더 가까운 렌즈에 대응하는 이미지를 생성하도록 프로젝터를 제어한다. 도 3의 (a) 및 도 6을 예를 들면, 전자 기기(100)가 전자 기기(100)와 객체(102) 사이의 거리가 작은 것으로 결정하면, 제어기(140)는 레이저 다이오드(312)를 턴온하도록 프로젝터(110)를 제어하여 렌즈(222_1) 및 DOE(224_1)에 대해 레이저 빔을 생성하여 제1 이미지를 생성하는 한편, 레이저 다이오드(314)는 턴 오프한된다. 전자 기기(100)가 객체(102)와의 거리가 멀다고 판단한 경우, 프로젝터(110)를 제어하여 레이저 다이오드(314)를 온시켜 렌즈(222_2) 및 DOE(224_2)에 레이저 빔을 발생시킨다 제2 이미지를 생성하는 한편, 레이저 다이오드(312)를 턴 오프한다.
도 2∼도 6에 도시된 실시예(110)는 단지 두 개의 렌즈(222_1, 222_2)와 두 개의 DOE(224_1, 224_2)만을 도시하지만, 렌즈 및 DOE의 수량은 두 개보다 많을 수있다(예: 1*N 어레이, M*1 어레이, M*N, 여기서 M 및 N은 임의의 적합한 정수임). 도 7은 접합된 네 개의 레이저 다이오드(712, 714, 716, 718)를 갖는 서브마운트(710)를 포함하는 레이저 모듈, 및 네 개의 DOE(724_1∼724_4)를 포함하는 렌즈 모듈을 포함하는 레이저 모듈을 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(712)는 DOE(724_1)에 대해 레이저 빔을 생성하여 제1 이미지를 생성하도록 구성되고, 레이저 다이오드(714)는 DOE(724_2)에 대해 레이저 빔을 생성하여 제2 이미지를 생성하도록 구성되며, 레이저 다이오드(716)는 DOE(724_3)에 대해 레이저 빔을 생성하여 제3 이미지를 생성하도록 구성되며, 레이저 다이오드(718)는 DOE(724_4)에 대해 레이저 빔을 생성하여 제4 이미지를 생성하도록 구성된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(712, 714, 716, 718)는 동시에 턴온될 수 있거나, 또는 작동 거리에 따라 레이저 다이오드(712, 714, 716, 718)의 일부만이 턴온된다. 당업자라면 전술한 실시예를 읽은 후에 도 7에 도시된 실시예의 동작 및 애플리케이션을 이해해야 하기 때문에, 더 이상의 설명은 여기서 생략한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 7에 도시된 레이저 모듈을 도시한다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 레이저 모듈은 서브마운트(810), 두 개의 레이저 다이오드(812, 814), 및 두 개의 프리즘(816 및 818)을 포함하며, 여기서 레이저 다이오드(812)에 의해 생성된 레이저 빔의 일부는 프리즘(816)에 의해 반사되고, 레이저 빔의 다른 부분은 프리즘(816)을 통과하여 프리즘(818)에 의해 반사되며; 레이저 다이오드(814)에 의해 생성된 레이저 빔의 일부는 프리즘(816)에 의해 반사되고, 레이저 빔의 다른 부분은 프리즘(816)을 통과하여 프리즘(818)에 의해 반사된다. 레이저 다이오드(812)에 의해 생성되고 프리즘(816)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈의 DOE(824_1)를 통과하여 제1 이미지를 생성하고, 레이저 다이오드(814)에 의해 생성되고 프리즘(816)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈의 DOE(824_2)를 통과하여 제2 이미지를 생성하고, 레이저 다이오드(812)에 의해 생성되고 프리즘(818)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈의 DOE(824_3)를 통과하여 제3 이미지를 생성하고, 레이저 다이오드(814)에 의해 생성되고 프리즘(818)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈의 DOE(824_4)를 통과하여 상기 제 4 이미지를 생성한다. 도 8의 (b)에 도시된 실시예에서, 레이저 모듈은 서브마운트(830), 두 개의 레이저 다이오드(832, 834), 두 개의 프리즘(836, 838) 및 두 개의 렌즈(839_1, 839_2)를 포함하며, 여기서 레이저 다이오드(832)에 의해 생성된 레이저 빔의 일부는 렌즈(839_1)을 통과하여 프리즘(836)에 의해 반사되고, 레이저 빔의 다른 부분은 렌즈(839_1) 및 프리즘(836)을 통과하여 프리즘(838)에 의해 반사되며; 레이저 다이오드(834)에 의해 생성된 레이저 빔의 일부는 렌즈(839_2)를 통과하여 프리즘(836)에 의해 반사되고, 레이저 빔의 다른 부분은 렌즈(839_2) 및 프리즘(836)을 통과하여 프리즘(838)에 의해 반사된다. 레이저 다이오드(832)에 의해 생성되고 프리즘(836)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈의 DOE(824_1)를 통과하여 제1 이미지를 생성하고, 레이저 다이오드(834)에 의해 생성되고 프리즘(836)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈의 DOE(824_2)를 통과하여 제2 이미지를 생성하고, 레이저 다이오드(832)에 의해 생성되고 프리즘(838)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈의 DOE(824_3)를 통과하여 제3 이미지를 생성하고, 레이저 다이오드(834)에 의해 생성되고 프리즘(838)에 의해 반사된 레이저 빔은 렌즈 모듈의 DOE(824_4)를 통과하여 제4 이미지를 생성한다.
간단히 요약하면, 본 발명의 프로젝터에서, 프로젝터는 복수의 이미지를 생성할 수 있고, 동시에 또는 순차적으로 이미지가 생성되어 더 높은 밀도/해상도 및/또는 FOV를 갖는 투사된 이미지를 획득할 수 있거나, 프로젝터와 객체의 거리에 기초하여 이미지의 일부만이 생성되어 더 선명한 투사된 이미지를 획득한다.
당업자라면 본 발명의 교시를 유지하면서 기기 및 방법의 많은 수정 및 변경을 행할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기의 개시는 첨부된 청구항들의 범위에 의해서만 한정되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (19)

  1. 프로젝터로서,
    하나 이상의 레이저 빔을 생성하는 레이저 모듈; 및
    복수의 렌즈 및 복수의 회절 광학 소자를 포함하는 렌즈 모듈
    을 포함하고,
    상기 복수의 렌즈의 각각의 렌즈는 상기 하나 이상의 레이저 빔 중 하나를 수광하여 콜리메이트된 레이저 빔을 생성하도록 구성되고, 상기 복수의 렌즈는 서로 상이한 초점 길이를 갖고;
    상기 복수의 회절 광학 소자는 상기 복수의 렌즈에 각각 대응하고, 각각의 회절 광학 소자는 대응하는 렌즈로부터의 콜리메이트된 레이저 빔을 수광하여 이미지를 생성하도록 구성되며,
    복수의 이미지의 각각의 이미지는 복수의 광 스폿(light spot)을 가지며, 복수의 이미지는 상기 프로젝터의 투사된 이미지를 형성하고, 상기 투사된 이미지의 광 스폿 밀도는 복수의 이미지의 각각의 이미지의 광 스폿 밀도보다 크며,
    상기 프로젝터는 객체에 상기 복수의 이미지를 순차적으로 생성하고,
    투사된 이미지의 깊이 정보를 획득하기 위해, 상기 복수의 이미지 중에서 다른 이미지 보다 선명한 하나의 이미지가 선택되고 분석되는,
    프로젝터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 모듈은 복수의 레이저 다이오드를 포함하고, 상기 레이저 다이오드는 상기 복수의 렌즈에 대해 복수의 레이저 빔을 각각 생성하도록 구성되는, 프로젝터.
  3. 제2항에 있어서,
    레이저 다이오드의 수량, 렌즈의 수량 및 회절 광학 소자의 수량은 동일한, 프로젝터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 다이오드는 순차적으로 턴온되어 상기 복수의 렌즈 및 상기 복수의 회절 광학 소자에 대해 레이저 빔을 생성하여 이미지를 각각 생성하며, 복수의 이미지의 적어도 부분은 중첩되는, 프로젝터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 다이오드 중 하나만 턴온되어 대응하는 렌즈 및 회절 광학 소자에 대해 레이저 빔을 생성하여 이미지를 생성하는, 프로젝터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 회절 광학 소자 중 적어도 두 개는 상이한 패턴을 갖는, 프로젝터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 모듈은 하나 이상의 레이저 다이오드를 포함하고, 상기 하나 이상의 레이저 다이오드는 상기 복수의 렌즈에 대해 복수의 레이저 빔을 생성하도록 구성되는, 프로젝터.
  8. 제7항에 있어서,
    레이저 다이오드의 수량은 렌즈의 수량 또는 회절 광학 요소의 수량보다 작은, 프로젝터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 레이저 다이오드는 하나 이상의 프리즘을 사용하여 상기 복수의 렌즈에 대해 레이저 빔을 생성하도록 구성되는, 프로젝터.
  10. 전자 기기로서,
    프로젝터, 카메라 모듈, 및 프로세서를 포함하고,
    상기 프로젝터는,
    하나 이상의 레이저 빔을 생성하는 레이저 모듈; 및
    복수의 렌즈 및 복수의 회절 광학 소자를 포함하는 렌즈 모듈
    을 포함하고,
    상기 복수의 렌즈의 각각의 렌즈는 상기 하나 이상의 레이저 빔 중 하나를 수광하여 콜리메이트된 레이저 빔을 생성하도록 구성되고, 상기 복수의 렌즈는 서로 상이한 초점 길이를 갖고;
    상기 복수의 회절 광학 소자는 상기 복수의 렌즈에 각각 대응하고, 각각의 회절 광학 소자는 대응하는 렌즈로부터의 콜리메이트된 레이저 빔을 수광하여 주변 환경에 대해 이미지를 생성하도록 구성되며, 복수의 이미지의 각각의 이미지는 복수의 광 스폿(light spot)을 가지며, 복수의 이미지는 상기 프로젝터의 투사된 이미지를 형성하고, 상기 투사된 이미지의 광 스폿 밀도는 복수의 이미지의 각각의 이미지의 광 스폿 밀도보다 크고;
    상기 프로젝터는 주변 환경에 대해 상기 복수의 이미지를 순차적으로 생성하고;
    상기 카메라 모듈은 상기 주변 환경의 영역을 캡처하여 상기 복수의 이미지의 이미지 데이터를 생성하고;
    상기 프로세서는, 상기 이미지 데이터에 기초하여 상기 복수의 이미지 중에서 다른 이미지 보다 선명한 하나의 이미지를 선택하고 분석하여 투사된 이미지의 깊이 정보를 획득하는,
    전자 기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 레이저 모듈은 복수의 레이저 다이오드를 포함하고, 상기 복수의 레이저 다이오드는 상기 복수의 렌즈에 대해 복수의 레이저 빔을 각각 생성하도록 구성되는, 전자 기기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 다이오드는 순차적으로 턴온되어 렌즈 및 회절 광학 소자에 대해 레이저 빔을 생성하여 이미지를 각각 생성하고, 복수의 이미지의 적어도 부분은 중첩되는, 전자 기기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 다이오드 중 하나만 턴온되어 대응하는 렌즈 및 회절 광학 소자에 대해 레이저 빔을 생성하여 이미지를 생성하는, 전자 기기.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
KR1020180124382A 2018-10-18 2018-10-18 다중 이미지 프로젝터 및 다중 이미지 프로젝터를 구비한 전자 기기 KR102103919B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180124382A KR102103919B1 (ko) 2018-10-18 2018-10-18 다중 이미지 프로젝터 및 다중 이미지 프로젝터를 구비한 전자 기기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180124382A KR102103919B1 (ko) 2018-10-18 2018-10-18 다중 이미지 프로젝터 및 다중 이미지 프로젝터를 구비한 전자 기기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102103919B1 true KR102103919B1 (ko) 2020-04-24

Family

ID=70466044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180124382A KR102103919B1 (ko) 2018-10-18 2018-10-18 다중 이미지 프로젝터 및 다중 이미지 프로젝터를 구비한 전자 기기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102103919B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014164108A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Seiko Epson Corp 照明装置およびプロジェクター
JP2015167077A (ja) * 2014-03-03 2015-09-24 セイコーエプソン株式会社 光源装置およびプロジェクター
WO2017038203A1 (ja) * 2015-08-28 2017-03-09 富士フイルム株式会社 距離画像取得装置付きプロジェクタ装置及びプロジェクションマッピング方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014164108A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Seiko Epson Corp 照明装置およびプロジェクター
JP2015167077A (ja) * 2014-03-03 2015-09-24 セイコーエプソン株式会社 光源装置およびプロジェクター
WO2017038203A1 (ja) * 2015-08-28 2017-03-09 富士フイルム株式会社 距離画像取得装置付きプロジェクタ装置及びプロジェクションマッピング方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10809056B2 (en) Structured light projector
US9503708B2 (en) Systems and methods for reducing z-thickness and zero-order effects in depth cameras
EP3274653B1 (en) Depth mapping with a head mounted display using stereo cameras and structured light
EP3144586A2 (en) Modular illuminator for extremely wide field of view
US10001583B2 (en) Structured light projection using a compound patterned mask
US10317684B1 (en) Optical projector with on axis hologram and multiple beam splitter
US20140293011A1 (en) Scanner System for Determining the Three Dimensional Shape of an Object and Method for Using
US10151629B2 (en) Spectral imaging sensors and methods with time of flight sensing
EP3926388A1 (en) Beam-splitting optical module and manufacturing method therefor
CN110784694B (zh) 结构光投影机及三维影像感测模块
US11575875B2 (en) Multi-image projector and electronic device having multi-image projector
WO2021032298A1 (en) High resolution optical depth scanner
JP6626552B1 (ja) マルチ画像プロジェクタ及びマルチ画像プロジェクタを有する電子デバイス
CN111610534B (zh) 成像装置及成像方法
KR102103919B1 (ko) 다중 이미지 프로젝터 및 다중 이미지 프로젝터를 구비한 전자 기기
JP6232784B2 (ja) パターン照明装置及び測距装置
US20230216273A1 (en) Diffuse illumination and multimode illumination devices
EP3637044A1 (en) Multi-image projector and electronic device having multi-image projector
KR20150018026A (ko) 3차원 카메라
CN100343718C (zh) 调制设备
CN117369197B (zh) 3d结构光模组、成像系统及获得目标物体深度图的方法
US20240077306A1 (en) Structured-light scanning system and method and an image projector thereof
EP3913754A1 (en) Light source for structured light, structured light projection apparatus and system
KR20220133565A (ko) 카메라 모듈
CN116626910A (zh) 点阵和泛光的投射器、设计方法及相关设备

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant