CN110376754A - 光学***偏振结构 - Google Patents

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林祖玮
杨雅筑
陈忠君
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Abstract

一种光学***偏振结构，包括有：一垂直共振腔面射雷射发射器、一晶圆级光学元件、一绕射光学元件、一偏振片及一1/4λ波片；其中，该偏振片设于该晶圆级光学元件与该绕射光学元件之间处，其令椭圆偏振光通过该偏振片之光栅形成线性偏振光；该1/4λ波片设于该偏振片与该绕射光学元件之间处，其令线性偏振光再通过该1/4λ波片而形成圆形偏振光；藉此，通过该偏振片、该1/4λ波片做偏振光校正，将单波长雷射光的圆形光斑校正，使改善了光斑形貌至理想形貌，提高质心位置计算准确率，因此提高了点投射器深度反馈讯号精度。

Description

光学***偏振结构
技术领域
本发明系一种光学***偏振结构，尤指一种利用偏振光校正方式，进行单波长雷射光的圆形光斑校正，改善了光斑形貌，提高质心位置计算准确率之结构。
背景技术
按，垂直共振腔面射雷射(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL)为一种新型半导体雷射发射器，共振腔厚度极短，因此具有发散角小、圆形光形、低电流与低功率损耗、稳定之高温特性、可制作二维阵列等特点，故常运用于手机主动发光元件；而近几年来脸部识别为市场上的新宠儿，而VCSEL元件本身具有高效率、反应时间快等特色，因此相当适合用于3D脸部辨识。
请参阅图1所示，目前手机10脸部识别产品的发光源11是以波长在750-1100nm的单波长红外光12垂直共振腔面射雷射(VCSEL)的点投射器(Dot projector)为主流，请参阅图1、图2所示，其投射器结构是由一垂直共振腔面射雷射发射器21发射数个到数百道光束到一晶圆级光学元件22(Wafer Level Optics，WLO)做光路的调整，最后再通过一绕射光学元件23(Diffractive Optical Elements，DOE)产生点阵雷射光点到用户的脸部13，其形成的圆形光斑投射「结构」(Structured)，再利用这些光斑所形成的阵列反射回红外光相机(Infrared Camera)，进而计算光斑的结构排列、质心位置、光斑大小，验算出脸部13不同位置的距离。
然而，该垂直共振腔面射雷射发射器21所发出的单波长雷射光，由于该晶圆级光学元件22(WLO)具有光路调整的作用，会产生反射和折射的光学行为，因此激光束会产生光子的椭圆偏振(Elliptically Polarized)现象，使投射出的光点形成具有角度偏转的椭圆光斑，此椭圆光斑对于红外光接收器所取得之影像会有光斑图像边缘认定不准的误差，并影响其质心位置的计算，进一步造成光斑超出标准规格等造成质量管控不够精确的关键问题。因此，椭圆光斑偏转的偏振现象影响脸部识别的准确率，是我们急需解决的问题。
由此可见，上述习用物品仍有诸多缺失，实非一良善之设计者，而亟待加以改良。
发明内容
有鉴于此，本案发明人本于多年从事相关产品之制造开发与设计经验，针对上述之目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性之本发明。
本发明之目的，在提供一种光学***偏振结构，系利用偏振光校正方式，进行单波长雷射光的圆形光斑校正，改善了光斑形貌，提高质心位置计算准确率，因此提高了点投射器深度反馈讯号精度。
根据上述之目的，本发明之光学***偏振结构，其主要系包括有：一垂直共振腔面射雷射发射器、一晶圆级光学元件、一绕射光学元件、一偏振片及一1/4λ波片；其中，该垂直共振腔面射雷射发射器作为脸部识别产品的发光源，其发出的单波长雷射光为750nm～1100nm波段；该晶圆级光学元件设于该垂直共振腔面射雷射发射器之前方，使该垂直共振腔面射雷射发射器发射数个到数百道光束到该晶圆级光学元件做光路的调整；该绕射光学元件设于该晶圆级光学元件之前方，使做光路调整后的数个到数百道光束，通过该绕射光学元件产生点阵雷射光点到用户的脸部；该偏振片设于该晶圆级光学元件与该绕射光学元件之间处，其令椭圆偏振光通过该偏振片之光栅形成线性偏振光；该1/4λ波片设于该偏振片与该绕射光学元件之间处，其令通过该偏振片后之线性偏振光再通过该1/4λ波片而形成圆形偏振光；藉此，通过该偏振片、该1/4λ波片做偏振光校正，将单波长雷射光的圆形光斑校正，使改善了光斑形貌至理想形貌，提高质心位置计算准确率，因此提高了点投射器深度反馈讯号精度。
为便贵审查委员能对本发明之目的、形状、构造装置特征及其功效，做更进一步之认识与了解，兹举实施例配合图式，详细说明如下：
附图说明
图1为目前手机进行脸部识别之示意图。
图2为***面示意图。
图3为本发明光学***偏振结构之平面示意图。
图4为本发明光学***偏振结构之偏振片及1/4λ波片之外观示意图。
图5为本发明光学***偏振结构之偏振片使用示意图。
图6为本发明光学***偏振结构之1/4λ波片使用示意图。
图7为本发明光学***偏振结构之另一实施例之平面示意图。
附图标记：
垂直共振腔面射雷射发射器31
晶圆级光学元件32
绕射光学元件33
偏振片34
1/4λ波片35
具体实施方式
本发明乃有关一种「光学***偏振结构」，请参阅图3、图4、图5、图6所示，本发明之光学***偏振结构，其主要系包括有：一垂直共振腔面射雷射发射器31(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser，简称VCSEL)、一晶圆级光学元件32(Wafer Level Optics，WLO)、一绕射光学元件33(Diffractive Optical Elements，DOE)、一偏振片34及一1/4λ波片35。
其中，该垂直共振腔面射雷射发射器31作为脸部识别产品的发光源，其发出的单波长雷射光为750nm～1100nm波段。
该晶圆级光学元件32设于该垂直共振腔面射雷射发射器31之前方，使该垂直共振腔面射雷射发射器31发射数个到数百道光束到该晶圆级光学元件32做光路的调整。
该绕射光学元件33设于该晶圆级光学元件32之前方，使做光路调整后的数个到数百道光束，通过该绕射光学元件33产生点阵雷射光点到用户的脸部。
该偏振片34设于该晶圆级光学元件32与该绕射光学元件33之间处，其令椭圆偏振光通过该偏振片34之光栅形成线性偏振光(如图4、图5所示)。
该1/4λ波片35设于该偏振片34与该绕射光学元件33之间处，其令通过该偏振片34后之线性偏振光再通过该1/4λ波片35而形成圆形偏振光(如第4、6图所示)。
藉上述构件之组成，通过该偏振片、该1/4λ波片做偏振光校正，将单波长雷射光的圆形光斑校正，以偏振校正雷射光斑并补足光斑角度过于偏斜、变形的迭构方式，进行椭圆偏振角度、形貌校正，使改善了光斑形貌至理想形貌，提高质心位置计算准确率，因此提高了点投射器深度反馈讯号精度。
复请参阅图3、图4、图5、图6所示，该偏振片34可为一光栅薄膜层，该光栅薄膜层材质为具遮光功能的材料，其材料可为金属、石墨烯、氧化铟锡(ITO)、纳米复合材料等薄膜材料。
复请参阅图3、图4、图5、图6所示，该1/4λ波片35之材料可为双折射晶体或透明薄膜材料。
请参阅图7所示，该偏振片34与该1/4λ波片35可合并在一起，形成一复合层(Polarized Module)之偏振片模组341。
综合上所述，本发明之光学***偏振结构，确实具有前所未有之创新构造，其既未见于任何刊物，且市面上亦未见有任何类似的产品，是以，其具有新颖性应无疑虑。另外，本发明所具有之独特特征以及功能远非习用所可比拟，所以其确实比习用更具有其进步性，而符合专利法有关发明专利之申请要件之规定，乃依法提起专利申请。
以上所述，仅为本发明最佳具体实施例，惟本发明之构造特征并不局限于此，任何熟悉该项技艺者在本发明领域内，可轻易思及之变化或修饰，皆可涵盖在以下本案之专利范围。

Claims (5)

1.一种光学***偏振结构，其特征在于，包括：
一垂直共振腔面射雷射发射器，该垂直共振腔面射雷射发射器作为脸部识别产品的发光源，其发出的单波长雷射光为750nm～1100nm波段；
一晶圆级光学元件，该晶圆级光学元件设于该垂直共振腔面射雷射发射器之前方，使该垂直共振腔面射雷射发射器发射数个到数百道光束到该晶圆级光学元件做光路的调整；
一绕射光学元件，该绕射光学元件设于该晶圆级光学元件之前方，使做光路调整后的数个到数百道光束，通过该绕射光学元件产生点阵雷射光点到用户的脸部；
一偏振片，该偏振片设于该晶圆级光学元件与该绕射光学元件之间处，其令椭圆偏振光通过该偏振片之光栅形成线性偏振光；及
一1/4λ波片，该1/4λ波片设于该偏振片与该绕射光学元件之间处，其令通过该偏振片后之线性偏振光再通过该1/4λ波片而形成圆形偏振光。
2.如权利要求1所述之光学***偏振结构，其中该偏振片系为一光栅薄膜层。
3.如权利要求2所述之光学***偏振结构，其中该光栅薄膜层材质为具遮光功能的材料，其材料系为金属、石墨烯、氧化铟锡或纳米复合材料。
4.如权利要求1所述之光学***偏振结构，其中该1/4λ波片之材料系为双折射晶体或透明薄膜材料。
5.如权利要求1所述之光学***偏振结构，其中该偏振片与该1/4λ波片系合并在一起，形成一复合层之偏振片模组。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09105647A (ja) * 1996-09-24 1997-04-22 Canon Inc 光学装置
US5844637A (en) * 1996-03-05 1998-12-01 Sony Corporation Projection apparatus with a polarizer, glass panel, and quarter-waveplate at light exit side of liquid crystal
CN202485644U (zh) * 2012-02-25 2012-10-10 合肥芯硕半导体有限公司 高能量利用率的角度测量设备
EP2149179B1 (en) * 2007-05-22 2012-10-10 Epicrystals Oy Light emitting array
CN103309137A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 普莱姆森斯有限公司 结构光的投影机
CN204902786U (zh) * 2015-05-26 2015-12-23 东莞市盟拓光电科技有限公司 可降低被测物表面反光的三维测量***
CN105467607A (zh) * 2015-12-08 2016-04-06 苏州佳世达光电有限公司 扫描装置
CN106323163A (zh) * 2015-07-10 2017-01-11 上海微电子装备有限公司 一种表面3d检测装置及检测方法
CN106403846A (zh) * 2016-11-25 2017-02-15 深圳中科岹科技有限公司 用于物体表面三维测量的光投影装置
CN109507844A (zh) * 2017-09-15 2019-03-22 奇景光电股份有限公司 结构光投影机
CN109579747A (zh) * 2018-10-09 2019-04-05 天津大学 基于二维光学点阵的漫反射型表面形貌测量方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5844637A (en) * 1996-03-05 1998-12-01 Sony Corporation Projection apparatus with a polarizer, glass panel, and quarter-waveplate at light exit side of liquid crystal
JPH09105647A (ja) * 1996-09-24 1997-04-22 Canon Inc 光学装置
EP2149179B1 (en) * 2007-05-22 2012-10-10 Epicrystals Oy Light emitting array
CN202485644U (zh) * 2012-02-25 2012-10-10 合肥芯硕半导体有限公司 高能量利用率的角度测量设备
CN103309137A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 普莱姆森斯有限公司 结构光的投影机
CN204902786U (zh) * 2015-05-26 2015-12-23 东莞市盟拓光电科技有限公司 可降低被测物表面反光的三维测量***
CN106323163A (zh) * 2015-07-10 2017-01-11 上海微电子装备有限公司 一种表面3d检测装置及检测方法
CN105467607A (zh) * 2015-12-08 2016-04-06 苏州佳世达光电有限公司 扫描装置
CN106403846A (zh) * 2016-11-25 2017-02-15 深圳中科岹科技有限公司 用于物体表面三维测量的光投影装置
CN109507844A (zh) * 2017-09-15 2019-03-22 奇景光电股份有限公司 结构光投影机
CN109579747A (zh) * 2018-10-09 2019-04-05 天津大学 基于二维光学点阵的漫反射型表面形貌测量方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨晓雪: "《大学物理（下册）》", 31 December 2016, 华中科技大学出版社 *
高文琦等: "《光学》", 31 December 1994, 南京大学出版社 *

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