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体感游戏和手势识别用激光散斑衍射光学元件: 

人眼安全、零级极低的结构光

    结构传感器可以以三维方式观察、追踪、识别、传感、映射(map)和模拟物体因而结构光广泛用于三维深度成像。结构光的原理是将一幅已知图案投射到一个场景,具体应用包括追踪运动物体,运动传感,手势识别,三维传感与映射(mapping)等。使用结构光的著名例子包括英国牛津乐队Radiohead突破性的无相机音乐视频“纸牌屋”(House of Cards)和微软的Kinect系统。http://www.edphoton.com   

   散斑是最常见的结构光之一。基于红外激光的体感游戏和手势识别系统来说,激光散斑衍射光学元件可能是最理想的解决方案之一。这主要是因为衍射元件可以把激光变换成任意的光功率分布,以匹配客户所要求的尺寸。下面左图为客户要求的用于体感游戏和手势识别系统的激光散斑输出图像的一部分,右图为对应的我们设计、制造并实测的衍射光学元件所产生的激光散斑衍射输出图像。可以看到,实测结果和客户的要求非常吻合。http://www.edphoton.com

激光散斑 

   结构传感器通常鲁棒性好成本低,重量轻。然而,由零级衍射(the hot spot)引起的眼安全是人们对结构光传感器心的问题。如果零级衍射太高,传感器可能无法满足眼安全要求。 

   无锡奥普顿光电子于2015年8月26日成功使用衍射光学元件得到了零级极低的结构光。下面左边的图片为无锡奥普顿光电子研制的衍射光学元件所产生的结构光,右图为Kinect衍射光学元件所产生的结构光。我们可以看到,零级衍射光已低至肉眼不可见的水平。此外,我们的结构光的中心和边缘的亮度一致性也更好。http://www.edphoton.com

人眼安全零级极低的结构光

   压缩零级光是一个非常具有挑战性的难题。下图是无锡奥普顿光电子于2014年12月3日设计、制造并实拍的830nm红外结构光激光模组所产生的微软Kinect散斑图像。可以看到,无锡奥普顿光电子于2014年12月3日制造的结构光模组零级要高于2015年8月26日制造的结构光模组零级。

830nm红外散斑,红外结构光 

下图是无锡奥普顿光电子于2014年3月5日研发出零级满足人眼安全标准的650/635nm红色结构光激光模组。 

Structured lightstructured light by diffractive optical element 

无锡奥普顿光电子的标准散斑结构光衍射元件:

产品代号 图案点数 图案角度 3x3子图案点数 3x3子图案角度
SL1 3,850 17x21.7 deg 34,650 51x65 deg
SL2 3,850 27.5x35 deg 34,650 82.5x105 deg
SL3 11,160 20.7x26.7 deg 100,440 62x80 deg
SL4 11,160 23.2x30 deg 100,440 69.8x90 deg

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