TW201915564A - 光學感測裝置及結構光投射器 - Google Patents

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Abstract

一種光學感測裝置，用以偵測一物體或物體的特徵，光學感測裝置包括一結構光投射器以及一感測器。結構光投射器用以投射一結構光至物體，且包括一光源以及至少一可調的液晶繞射光學元件。光源用以發出一光束。此至少一可調的液晶繞射光學元件設置在光束的一路徑上，且用以將光束轉換為結構光，以在物體上形成一結構光圖案。經由控制施加在液晶繞射光學元件中的一液晶層的電壓分佈，液晶繞射光學元件能夠控制結構光圖案。感測器用以感測由物體所反射的結構光所形成的一反射光。此外，一種結構光投射器亦被提出。

Description

光學感測裝置及結構光投射器
本發明是有關於一種感測裝置及光投射器，且特別是有關於一種光學感測裝置及結構光投射器。
用於三維(3D)感測的最重要的技術之一是使用結構光方法。結構光方法使用紅外光源產生紅外光。將紅外光投射至繞射光學元件(diffractive optical element, DOE)以產生繞射圖案。可經由將繞射圖案投射至一物體上並經由一感測器量測由於物體的表面輪廓所引起的繞射圖案的形變來重建表面輪廓。
傳統上，繞射光學元件是不可調整的。當感測環境改變時，結構的圖案不能相應地改變。這可能會降低表面輪廓的解析度。此外，當繞射光學元件由於製造過程而具有一些固有缺陷時，繞射光學元件不能被調整來補償其固有缺陷。
本發明提供一種光學感測裝置，其使用一簡單而有效的方式來形成可調的結構光。
本發明提供一種結構光投射器，其使用一簡單而有效的方式來形成可調的結構光。
本發明的一實施例提供一種光學感測裝置，用以偵測一物體或物體的特徵。光學感測裝置包括一結構光投射器以及一感測器。結構光投射器用以投射一結構光至物體，並包括一光源以及至少一可調的液晶繞射光學元件(liquid crystal diffractive optical element, LCDOE)。光源用以發出一光束。至少一可調的液晶繞射光學元件設置在光束的一路徑上，且用以將光束轉換為結構光，以在物體上形成一結構光圖案。經由控制施加在液晶繞射光學元件中的一液晶層的電壓分佈，液晶繞射光學元件能夠控制結構光圖案。感測器用以感測由物體所反射的結構光所形成的一反射光。
本發明的一實施例提供一種結構光投射器。結構光投射器包括一光源、至少一可調的液晶繞射光學元件以及一透鏡。光源用以發出一光束。至少一可調的液晶繞射光學元件設置在光束的一路徑上，且用以將光束轉換為結構光以形成一結構光圖案。經由控制施加在液晶繞射光學元件中的一液晶層的電壓分佈，液晶繞射光學元件能夠控制結構光圖案。透鏡設置在光束與結構光的至少其中之一上。
基於上述，本發明的實施例提供的結構光投射器包括可調的液晶繞射光學元件。由於液晶可經由施加外部電壓而被調整，因此液晶繞射光學元件可產生不同的結構光繞射圖案。此外，本發明的實施例提供的結構光投射器使用上述的結構光投射器，因此能夠經由一簡單而有效的方式來產生可調的結構光。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A是依據本發明的一實施例的一種光學感測裝置的剖面示意圖。圖1B是圖1A的結構光投射器的剖面示意圖。請參照圖1A，本實施例的光學感測裝置10用以經由結構光SL來偵測一物體102或物體102的特徵。
在本實施例中，物體可以是人臉、手或任何具有表面輪廓的三維物體。當結構光SL照射在物體102上時，物體102上的光圖案由於表面輪廓而形變，並且結構光被物體102反射。當感測器104偵測到被反射的結構光SL時，光學感測裝置10可使用偵測到的資訊來計算出物體102的表面輪廓。
光學感測裝置10包括一結構光投射器100以及一感測器104。結構光投射器100用以投射一結構光SL至物體102。如圖1B所示，結構光投射器100包括一光源110以及至少一可調的液晶繞射光學元件130。
光源110用以發出一光束LB。光束LB可以是但不限於紅外光。光源110可為一發光二極體、一雷射二極體、一邊射型雷射、一垂直共振腔面射型雷射(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL)或是能夠發出一可見或非可見(例如紅外光(infrared, IR)或紫外(ultraviolet, UV))光束LB的任何其他合適的光源。在一些實施例中，光源110可以是一單一個紅外雷射二極體。在一些其他實施例中，光源110可以是紅外雷射二極體陣列，形成光源110的光源數量不受限制。
至少一可調的液晶繞射光學元件130設置在光束LB的一路徑上，且用以將光束LB轉換為結構光SL，如圖1A所示，以在物體102上形成一結構光圖案。經由控制施加在液晶繞射光學元件130中的一液晶層的電壓分佈，液晶繞射光學元件130能夠控制結構光圖案。
此外，結構光投射器100可更包括一透鏡120，其設置在由光源110所發出的光束LB的路徑上。透鏡120設置在至少一可調的液晶繞射光學元件130上，且透鏡120位於光源110與液晶繞射光學元件130之間。透鏡120可以是但不限於液晶透鏡、固態透鏡或是具有類似功能的其他種類的透鏡。然而，在其他實施例中，液晶繞射光學元件130可設置在透鏡120與光源110之間。
結構光投射器100更可包括一光柵140，其設置在液晶繞射光學元件130上方。然而，在其他實施例中，結構光投射器100可不包括光柵140。
感測器104用以感測由物體102所反射的結構光SL所形成的一反射光。此外，光學感測裝置10更可包括一透鏡106，其設置在感測器104前面，以更好地擷取由物體102所反射的結構光SL。
圖2A與圖2B是可調的液晶繞射光學元件200的剖面示意圖。液晶繞射光學元件200包括一第一基板210、一第二基板220以及一液晶層230。液晶層230設置在第一基板210與第二基板220之間。液晶繞射光學元件200更包括一第一電極層240以及一第二電極層250。第一電極層240設置在第一基板210與液晶層230之間。第二電極層250設置在第二基板220與液晶層230之間。第一電極層240與第二電極層250的至少其中之一包括一矩形電極陣列。
液晶繞射光學元件200更包括一第一配向層（alignment layer）260與一第二配向層270。第一配向層260位於第一電極層240與液晶層230之間。第二配向層270位於第二電極層250與液晶層230之間。第一與第二配向層具有一表面紋理（surface texture），以使液晶分子與一初始方向對準。用於本實施例中的配向層所用的材料可以是聚合物，例如聚醯亞胺（polyimide, PI），但不限於此。
第一基板210與第二基板220可彼此互相平行。第一基板210與第二基板220可由透明材料製成，例如是玻璃，但不限於此。
第一電極層240與第二電極層250可由透明導電材料或非透明導電材料製成。可做為第一電極層240與第二電極層250所使用的透明導電材料包括但不限於氧化銦錫(indium tin oxide, ITO)、氧化鋅(zinc oxide, ZnO)、奈米碳管(carbon nanotube, CNT)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT)或其組合。可做為第一電極層240與第二電極層250所使用的非透明導電材料包括但不限於金屬。
可調的液晶繞射光學元件200更可包括一外部電壓源280。外部電壓源280連接至第一電極層240與第二電極層250，並提供外部電壓以控制在液晶層230中的液晶的方向（orientation）。
在其中一實施例中，如圖2A所示，外部電壓源280並未與第二電極層250連接，且外部電壓源280並未向液晶層230施加外部電壓。在液晶層230中的液晶以其原始的方向顯示。
在其中一實施例中，如圖2B所示，當外部電壓源280連接至第一電極層240與第二電極層250時，外部電壓源280向液晶層230施加外部電壓。當外部電壓施加至液晶層230時，在液晶層230中的液晶以另一不同的方向定向，這與當外部電壓沒有施加至液晶層230時的液晶的方向不同，如圖2A所示。
圖3A是一種可調的液晶繞射光學元件的電極結構的示意圖。當從光源所發出的光束穿過可調的液晶繞射光學元件時，會產生繞射圖案。在其中一實施例中，如圖3A所示，電極層300A由多個電極310-1、310-2、310-3與310-4所形成。電極層由金屬條紋形成。電極呈矩形。在本實施例中，電極的尺寸相同，每個電極具有一寬度W、一長度L與厚度t(未示出，厚度t的方向垂直於寬度W與長度L的方向)。在電極之間形成多個間隙。電極之間的間隙的寬度G是相同的。一節距P定義為電極的寬度W與間隙的寬度G之和。工作週期定義為電極的寬度W與節距P的比值。工作週期定義了經由液晶繞射光學元件所產生的繞射圖案。當所有的電極具有相同的尺寸時，且當所有的間隙具有相同的寬度時，液晶繞射光學元件可在液晶層的一電壓關閉狀態下產生一均勻的繞射圖案。
施加至每一個電極310-1、310-2、310-3與310-4的電壓是可調的。也就是說，每個電極可以被施加特定的電壓。經由在電極之間施加不同的電壓，電極之間的液晶的方向將基於所施加的電壓而相應地改變。當液晶的方向改變時，折射率也改變，因此結構光的繞射圖案也可經由改變施加至電極的電壓來更改。
圖3B是一種可調的液晶繞射光學元件的電極結構的另一示意圖。在其中一實施例中，如圖3B所示，電極層300B包括電極320-1、320-2、320-3與320-4。電極320-1、320-2、320-3與320-4具有相同的長度L，但每一個電極具有不同的寬度。例如，電極320-1具有一寬度W1 ’且電極320-2具有一寬度W2 ’，W2 ’不等於W1 ’。電極之間的每一個間隙具有不同的寬度。例如，電極320-1與320-2之間的間隙具有一寬度G1 ’，且電極320-2與320-3之間的間隙具有一寬度G2 ’，G2 ’不等於G1 ’。因此，電極層300B中的每一個節距具有不同的節距寬度，例如P1 ’與P2 ’。
利用不同的寬度、不同的間隙寬度與不同的電極的工作週期的寬度，如圖3B所示，液晶繞射光學元件可在液晶層的一電壓關閉狀態下產生一非均勻的繞射圖案。
圖4A是在其中一實施例中的一種可調的液晶繞射光學元件的剖面示意圖。圖4B是一種具有金屬或凸起圖案的可調的液晶繞射光學元件的電極結構的俯視示意圖。
可調的液晶繞射光學元件400具有相似於圖2A所示的液晶繞射光學元件200的一結構，而兩者的差異如下所述。可調的液晶繞射光學元件400包括一第一基板410、一第二基板420、一液晶層430、一第一電極層440、一第二電極層450、一第一配向層460以及一第二配向層470。
第一電極層440包括電極441-1、441-2、441-3、441-4與441-5。每一個電極都呈矩形。每一個電極具有不同的寬度，例如是W1 ”與W2 ”。每一個電極具有在電極之間的不同寬度的一節距，例如是節距寬度P1 ”與P2 ”。
可調的液晶繞射光學元件400更包括一在第一電極層440中的金屬圖案480。在其中一個實施例中，金屬圖案480的其中一個設置於電極441-2與441-3之間。另一個金屬圖案480設置於電極441-3與441-4之間。金屬圖案480的形狀可以但不限於是線、點或其組合。
當從光源所發出的光束穿過第一電極層440時，金屬圖案480將進一步修改繞射圖案。由於金屬圖案480位於具有一預定尺寸與形狀的一預定位置，因此該金屬圖案480可進一步將結構光的繞射圖案修改成符合預定目標的一圖案。
利用金屬圖案480，甚至在向液晶層430施加電壓之前將形成一繞射圖案。在液晶層430的電壓關閉狀態下所形成的繞射圖案稱為直流（DC）繞射圖案。
液晶繞射光學元件400更包括在液晶層430中的一凸起490。在其中一個實施例中，如圖1B所示，凸起490位於電極441-4與441-5之間。凸起490可以但不限於是一間隔物。凸起490的形狀可以但不限於是線、點或其組合。根據凸起490的尺寸、形狀與顏色，可進一步修改繞射圖案。
當從光源所發出的光束穿過液晶層430時，凸起490將進一步修改繞射圖案。由於凸起490位於具有一預定尺寸與形狀的一預定位置，因此該凸起490可進一步將結構光的繞射圖案修改成符合預定目標的一圖案。
利用金屬圖案480與凸起490的組合或兩者的組合，可將結構光的繞射圖案調整至最適合於目標的任一預定圖案。
圖5是其中一實施例的一種串聯（cascade）的液晶繞射光學元件的示意圖。在本實施例中，至少一液晶繞射光學元件為依序設置在光束的路徑上的多個堆疊的液晶繞射光學元件500。在圖5中，液晶繞射光學元件510、520與530在垂直方向上彼此堆疊，並形成一堆疊的液晶繞射光學元件500。堆疊的液晶繞射光學元件500的層數並不限於此。液晶繞射光學元件500的每個液晶繞射光學元件層可獨立地被施加外部電壓。因此，可產生一更複雜的結構光的繞射圖案。
當向液晶繞射光學元件的第一電極與第二電極中的每個電極施加電壓時，液晶繞射光學元件中的液晶層的液晶的方向將相應地改變。當從光源所發出的光束進入液晶繞射光學元件時，繞射圖案的相位外形（phase profile）將相應地改變。相位外形是由垂直於液晶繞射光學元件的第一基板的平面的方向所看到的。例如，如圖5所示，液晶繞射光學元件510、520與530的每一個都向其液晶層施加不同的電壓分佈。當向液晶層施加不同的電壓分佈時，繞射圖案的相位外形被改變。在其中一實施例中，圖6A、6B與6C是在不同施加電壓下，液晶繞射光學元件的不同相位的外形。在圖6A、6B與6C中，由於對液晶繞射光學元件510、520與530的不同的施加電壓分佈，繞射圖案的相位外形為0度、90度與45度。
所產生的繞射的相位外形可形成為但不限於是線性集合（linear set），例如0、90或45度，圓形集合（spherical set）或渦漩相（vortex phase）。
由於每個液晶繞射光學元件可產生獨立的繞射圖案的相位外形，當液晶繞射光學元件被堆疊在一起時，如圖5所示，人們可以產生任何種類的所需的繞射圖案。
當結構光繞射圖案被投射在一物體上時，由於物體的尺寸，繞射圖案的視野可比物體更大或更小，且繞射圖案可以不覆蓋物體的整個區域。經由改變施加至可調的液晶繞射光學元件或結構光投射器的液晶層的電壓分佈，液晶層的折射率被改變，因此繞射圖案的視野相應地改變。
圖7A與圖7B是依據本發明一些實施例的經由結構光投射器所產生的可調視野的示例。在其中一實施例中，如圖7A所示，結構光投射器100投射一具有視野710的結構光繞射圖案。在視野710內，存在多個光點715。反射的結構光繞射圖案被感測器104所偵測。
經由改變施加至結構光投射器100的液晶繞射光學元件的液晶層的電壓分佈，如圖7B所示，結構光投射器100的液晶繞射光學元件的液晶層的折射率被改變。因此，一新的視野720隨著在視野720內的光點725而被產生。經由向結構光投射器施加不同的電壓，可放大或縮小結構光投射器的視野。
施加至液晶繞射光學元件的電極與液晶層的電壓分佈可經由一控制器所控制。在一實施例中，控制器例如是中央處理單元（central processing unit, CPU)、微處理器（microprocessor）、數位訊號處理器（digital signal processor, DSP）、可程式化控制器（programmable controller）、可程式化邏輯裝置（programmable logic device, PLD）或其他類似裝置或這些裝置的組合，本發明並不特別加以限制。此外，在一實施例中，控制器的各功能可被實作為多個程式碼。這些程式碼會被儲存在一個記憶體中，由控制器來執行這些程式碼。或者，在一實施例中，控制器的各功能可被實作為一或多個電路。本發明並不限制用軟體或硬體的方式來實作控制器的各功能。
當結構光繞射圖案投射至物體的表面上時，光點作為預定圖案在物體的表面上展開。然而，由於物體的表面輪廓，一些特別感興趣或具有更複雜輪廓的區域可能在該區域的周圍沒有足夠的光點。經由改變施加在液晶層的電壓分佈，結構光投射器可執行繞射圖案的局部最佳化以增加所需區域的一解析度或光點的數量。
圖8A與圖8B是依據本發明一些實施例的經由結構光投射器所產生的結構光圖案的局部最佳化的示例。在圖8A中，視野810中的多個光點815大致均勻地分佈。當經由改變施加至液晶層的電壓分佈來執行繞射圖案的局部最佳化以增加解析度時，如圖8B所示，在視野820內的光點825被重新分佈。與視野820的其他區域相比，區域830現在具有更高密度的光點。因此，與視野820的其他區域相比，區域830可具有更好的解析度。施加至液晶層的電壓分佈可經由前述的控制器所控制。
在其中一實施例中，經由改變施加至液晶層的電壓分佈，液晶繞射光學元件用以在每個框時間的不同時段內分別提供多個不同的結構光圖案，因此經由時間多工（time multiplexing）來增加感測器的一偵測解析度。
圖9是依據本發明一些實施例的結構光投射器在框時間內掃描的時間調變的一種示例。在時段t1，液晶繞射光學元件具有一結構光繞射圖案910。在時段t2，經由改變施加至液晶層的電壓分佈，形成在時段t2的繞射圖案920，其不同於在時段t1的繞射圖案910。在時段t3，經由改變施加至液晶層的電壓分佈，形成在時段t3的繞射圖案930，其不同於在時段t2的繞射圖案920。當在一段時間內累積不同的繞射圖案時，可產生一更精細的繞射圖案，其可增強物體的表面輪廓的解析度。施加至液晶層的電壓分佈可由前述的控制器所控制。
因此，經由改變施加至液晶層的電壓分佈，可提高感測器的偵測解析度。當將結構光投射器應用於一移動物體或一具有隨時間變化的表面輪廓的物體，這是非常有用的。
在其中一實施例中，經由改變施加至液晶層的電壓分佈，結構光投射器用以對一光學誤差執行一補償。
當例如是溫度或空氣濕度的環境改變時，由光源所產生的光束的波長可相應地改變。這種改變將相應地改變結構光的繞射圖案。因此，需要補償由於環境改變所引起的光學誤差。經由改變施加至液晶繞射光學元件的液晶層的電壓分佈，可校正由於環境改變所引起的光學誤差，例如是溫度或濕度的改變，並且還可提高感測器的解析度。
在一些實施例中，光學誤差是由光學感測裝置的元件的製程誤差所引起的。經由改變施加至液晶繞射光學元件的液晶層的電壓分佈，由光學感測裝置的元件的製程誤差所引起的光學誤差可以被補償，並且還可提高感測器的解析度。
綜上所述，本發明其中一實施例所提供的結構光投射器包括至少一液晶繞射光學元件，經由改變施加至液晶層的電壓分佈，結構光的繞射圖案是可調的，因此可輕易的改變結構光的繞射圖案以適應各種環境。此外，本發明其中一實施例所提供的結構光投射器使用上述的結構光投射器，因此能夠經由一簡單而有效的方式來產生可調的結構光。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧光學感測裝置
100‧‧‧結構光投射器
102‧‧‧物體
104‧‧‧感測器
106、120‧‧‧透鏡
110‧‧‧光源
130、200、400、500、510、520、530‧‧‧液晶繞射光學元件
140‧‧‧光柵
210、410‧‧‧第一基板
220、420‧‧‧第二基板
230、430‧‧‧液晶層
240、440‧‧‧第一電極層
250、450‧‧‧第二電極層
260、460‧‧‧第一配向層
270、470‧‧‧第二配向層
280‧‧‧電壓源
300A、300B‧‧‧電極層
310-1、310-2、310-3、310-4、320-1、320-2、320-3、320-4、441-1、441-2、441-3、441-4、441-5‧‧‧電極
480‧‧‧金屬圖案
490‧‧‧凸起
710、720、810、820‧‧‧視野
715、725、825‧‧‧光點
830‧‧‧區域
910、920、930‧‧‧繞射圖案
G、G1’、G2’、W、W1’、W1’’、W2’、W2’’‧‧‧寬度
L‧‧‧長度
LB‧‧‧光束
P‧‧‧節距
P1’、P2’、P1’’、P2’’‧‧‧節距寬度
t1、t2、t3‧‧‧時段
SL‧‧‧結構光
圖1A是依據本發明實施例的一種光學感測裝置的剖面示意圖。 圖1B是圖1A的結構光投射器的剖面示意圖。 圖2A與圖2B是可調的液晶繞射光學元件的剖面示意圖。 圖3A與圖3B是可調的液晶繞射光學元件的電極結構的示意圖。 圖4A是一種可調的液晶繞射光學元件的剖面示意圖。 圖4B是一種具有金屬或凸起圖案的可調的液晶繞射光學元件的電極結構的俯視示意圖。 圖5是一種串聯的液晶繞射光學元件的示意圖。 圖6A、6B與6C是在不同施加電壓下，液晶繞射光學元件的不同相位的外形。 圖7A與圖7B是依據本發明一些實施例的經由結構光投射器所產生的可調視野的示例。 圖8A與圖8B是依據本發明一些實施例的經由結構光投射器所產生的結構光圖案的局部最佳化的示例。 圖9是依據本發明一些實施例的結構光投射器在框時間內掃描的時間調變的一種示例。

Claims (29)

  1. 一種光學感測裝置，用以偵測一物體或該物體的特徵，該光學感測裝置包括： 一結構光投射器，用以投射一結構光至該物體，該結構光投射器包括： 一光源，用以發出一光束；以及 至少一可調的液晶繞射光學元件，設置在該光束的一路徑上，且用以將該光束轉換為該結構光，以在該物體上形成一結構光圖案，經由控制施加在該液晶繞射光學元件中的一液晶層的電壓分佈，該液晶繞射光學元件能夠控制該結構光圖案；以及 一感測器，用以感測由該物體所反射的該結構光所形成的一反射光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學感測裝置，其中該液晶繞射光學元件包括： 一第一基板； 一第二基板； 一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間； 一第一電極層，設置於該第一基板與該液晶層之間；以及 一第二電極層，設置於該第二基板與該液晶層之間，其中該第一電極層與該第二電極層的至少其中之一包括一矩形電極陣列。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光學感測裝置，其中該第一電極層與該第二電極層由透明導電材料或非透明導電材料製成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光學感測裝置，其中該第一電極層與該第二電極層由透明導電材料製成，該透明導電材料包括氧化銦錫、氧化鋅、奈米碳管、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)或其組合。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的光學感測裝置，其中該第一電極層與該第二電極層由非透明導電材料製成，該非透明導電層包括金屬。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的光學感測裝置，其中該矩形電極陣列的一節距、一工作週期與一厚度用以在該液晶層的一電壓關閉狀態下提供一繞射圖案。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的光學感測裝置，其中該矩形電極陣列的該節距或該工作週期是規律的。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的光學感測裝置，其中該矩形電極陣列的該節距或該工作週期是不規律的。
  9. 如申請專利範圍第2項所述的光學感測裝置，其中該液晶繞射光學元件更包括多個凸起、多個金屬圖案或其組合，其設置於該第一基板與該第二基板之間，並用以在該液晶層的一電壓關閉狀態下產生一繞射圖案。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光學感測裝置，其中該凸起、該金屬圖案或其組合設置於該矩形電極陣列之間。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的光學感測裝置，其中該凸起、該金屬圖案或其組合的形狀為線、點或其組合。
  12. 如申請專利範圍第2項所述的光學感測裝置，其中該液晶繞射光學元件用以經由改變施加在該液晶層的該電壓分佈來改變該結構光圖案，以改變該感測器的一偵測解析度。
  13. 如申請專利範圍第2項所述的光學感測裝置，其中該結構光投射器用以經由改變施加在該液晶層的該電壓分佈，以至少在該繞射圖案的一小視野與一大視野之間改變解析度。
  14. 如申請專利範圍第2項所述的光學感測裝置，其中該結構光投射器用以經由改變施加在該液晶層的該電壓分佈來執行該繞射圖案的局部最佳化以增加一解析度。
  15. 如申請專利範圍第2項所述的光學感測裝置，其中該液晶繞射光學元件用以經由改變施加在該液晶層的該電壓分佈來在每個框時間的不同時段內分別提供多個不同的結構光圖案，以經由時間多工來增加該感測器的一偵測解析度。
  16. 如申請專利範圍第2項所述的光學感測裝置，其中該結構光投射器用以經由改變施加在該液晶層的該電壓分佈來對一光學誤差執行一補償。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的光學感測裝置，其中對該光學誤差的該補償包括雷射波長偏移的一溫度補償。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的光學感測裝置，其中對該光學誤差的該補償包括一光源偏心的一製程公差補償。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的光學感測裝置，其中該至少一液晶繞射光學元件為依序設置在該光束的該路徑上的多個堆疊的液晶繞射光學元件。
  20. 一種結構光投射器，包括： 一光源，用以發出一光束； 至少一可調的液晶繞射光學元件，設置在該光束的一路徑上，且用以將該光束轉換為一結構光以形成一結構光圖案，經由控制施加在該液晶繞射光學元件中的一液晶層的電壓分佈，該液晶繞射光學元件能夠控制該結構光圖案；以及 一透鏡，設置在該至少一液晶繞射光學元件上，其中該透鏡位於該光源與該至少一液晶繞射光學元件之間。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的結構光投射器，其中該液晶繞射光學元件包括： 一第一基板； 一第二基板； 一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間； 一第一電極層，設置於該第一基板與該液晶層之間；以及 一第二電極層，設置於該第二基板與該液晶層之間，其中該第一電極層與該第二電極層的至少其中之一包括一矩形電極陣列。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的結構光投射器，其中該矩形電極陣列的一節距、一工作週期與一厚度用以在該液晶層的一電壓關閉狀態下提供一繞射圖案。
  23. 如申請專利範圍第21項所述的結構光投射器，其中該液晶繞射光學元件更包括多個凸起、多個金屬圖案或其組合，其設置於該第一基板與該第二基板之間，並用以在該液晶層的一電壓關閉狀態下產生一繞射圖案。
  24. 如申請專利範圍第21項所述的結構光投射器，其中該液晶繞射光學元件用以經由改變施加在該液晶層的該電壓分佈來改變該結構光圖案，以改變該感測器的一偵測解析度。
  25. 如申請專利範圍第21項所述的結構光投射器，其中該結構光投射器用以經由改變施加在該液晶層的該電壓分佈來至少在該繞射圖案的一小視野與一大視野之間改變解析度。
  26. 如申請專利範圍第21項所述的結構光投射器，其中該結構光投射器用以經由改變施加在該液晶層的該電壓分佈來執行該繞射圖案的局部最佳化以增加一解析度。
  27. 如申請專利範圍第21項所述的結構光投射器，其中該液晶繞射光學元件用以經由改變施加在該液晶層的該電壓分佈來在每個框時間的不同時段內分別提供多個不同的結構光圖案，以經由時間多工來增加該感測器的一偵測解析度。
  28. 如申請專利範圍第20項所述的結構光投射器，其中該結構光投射器用以經由改變施加在該液晶層的該電壓分佈來對一光學誤差執行一補償。
  29. 如申請專利範圍第20項所述的結構光投射器，其中該至少一液晶繞射光學元件為依序設置在該光束的該路徑上的多個堆疊的液晶繞射光學元件。
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