這些對本實用新型權利要求進行改進和等同替換后的技術方案，均落入本實用新型的保護范圍。本實用新型的多功能二維聲學超材料透鏡是通過電機控制c型單元結構，進而控制折射率變化的方法實現的。如圖1所示，本實用新型提供的聲學超材料透鏡，包括基底材料層以及等間隔鑲嵌在基底材料層上的若干c型單元超材料陣列，c型單元超材料陣列均由若干個c型單元結構周期性排列而成，其周期尺寸為a，c型單元結構為可旋轉單元結構。為了實現在同一c型單元結構上獲得不同的折射率，本實用新型設計了一種c型單元結構如圖2所示，圖2(a)為c型單元結構俯視圖，其中外半徑為r，圓環寬度為w，開口角度為θ，旋轉角度為圖2(b)為c型單元結構安裝示...

a)為c型單元結構的俯視圖，(b)為c型單元結構的安裝示意圖；圖3是本實用新型實施例中旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡的c型單元結構在不同頻率下，相對折射率隨旋轉角度的變化曲線；圖4是本實用新型實施例中旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡的聚焦功能示意圖，(a)為聚焦透鏡的原理圖，(b)為聚焦透鏡的折射率分布，(c)為聚焦透鏡在工作頻率7000hz的仿真結果；圖5是本實用新型實施例中旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡的發散功能示意圖，(a)為發散透鏡的原理圖，(b)為發散透鏡的折射率分布，(c)為發散透鏡在工作頻率7000hz的仿真結果；圖6是本實用新型實施例中旋轉可調的多功能二維聲學超材料透...

圖10示出了根據本公開的實施例的使用亞波長結構的元分子的示例。圖11是示出根據本文公開的某些實施例的從用在光投影儀系統中的光源發射輻射的方法的流程圖。盡管將參考說明性實施例繼續下面的詳細描述，但是根據本公開，很多替代、修改、和變形將是明顯的。具體實施方式用在結構化光投影儀中的激光源包括襯底、襯底上的一個或多個***vcsel、以及襯底上的一個或多個第二vcsel。一個或多個***vcsel各自具有***孔徑寬度并且各自單獨地在襯底的表面上延伸。一個或多個第二vcsel各自具有不同于***孔徑寬度的第二孔徑寬度并且各自單獨地在襯底的表面上延伸。根據一些實施例，可以使用光刻技術對***vcsel和...

示例39包括示例33至38中任一項的主題，其中，芯材和殼材具有大約λ/2的厚度，其中，λ是光源的峰值輸出波長。示例40包括示例33至39中任一項的主題，其中，殼材包括硅。示例41包括示例33至40中任一項的主題，其中，芯材具有基部和頂部，并且基部比頂部寬。示例42包括示例33至40中任一項的主題，其中，芯材具有基部和頂部，并且基部比頂部窄。本文采用的術語和表述被用作描述性術語而非限制性術語，并且使用這些術語和表述不意在排除所示出和描述的特征(或其部分)的任意等同，并且應認識到在權利要求范圍內的各種修改是可能的。因此，權利要求用于覆蓋所有這些等同。本文已經描述了各種特征、方面、和實施例。根據本公...

匯聚了更多的能量，因而需要較小的電池片面積，較大節約了成本。應用菲涅爾透鏡能夠將太陽光聚焦到入光面1/10至1/1000甚至更小的接收面（高性能電池片）上，比傳統平板光伏（FPV)發電效率提高30％以上，滿足太陽能聚光發電（CPV)和聚熱系統（TPV)中高能量高溫需求。大型航標燈特用菲涅爾透鏡配合海上燈塔光源而特別設計；其焦距短，透光率高；光線發散角小。在氣象能見度10海里的條件下，燈光射程可達30海里。放大鏡是菲涅爾透鏡相對簡單的應用案例。通常來說，一個放大鏡是正焦透鏡，形成虛擬正立圖象。菲涅爾透鏡和凸透鏡結構設計。重慶熱紅外透鏡銷售國際上有人研制大型菲涅爾透鏡，試圖用于制作太陽能聚光集熱器...

透鏡中心被定義為坐標原點，水平方向為x軸，垂直方向為y軸。空氣的折射率為1，透鏡的折射率n(y)沿y軸變化，例如y＝0時透鏡的折射率為n(0)，y＝l/2時透鏡的折射率為n(l/2)，聲學超材料透鏡的長度設為l＝200mm，寬設為w＝60mm，折射率變化范圍為～，因此n(0)＝，n(l/2)＝，由此可得任一y值的折射率n(y)與n(0)、n(l/2)的關系為：我們取f＝180mm，可得一維聚焦透鏡折射率公式n(y)為：由公式(2)可得聚焦透鏡的折射率分布如圖4(b)所示，圖4(c)為聚焦透鏡在工作頻率7000hz的仿真結果，可以看出與入射的高斯波相比，出射波在距透鏡約為180mm處匯聚成一點。...

本申請大體涉及成像領域，具體地涉及高計算效率的結構化光成像系統。背景技術：創建3d圖像的一種途徑被稱為結構化光照明(sli)技術。在sli技術中，光圖案被投射到3d物體表面上。sli系統包括相機和投影儀(照明器)。3d物體被放置在與投影儀和相機相距預定距離的參考平面上。在使用中，投影儀將結構化光圖案投射到3d物體表面上。結構化光圖案可以是一系列條紋線或網格或任何其他圖案。當結構化光圖案被投射到3d物體表面上時，其被3d物體表面扭曲。相機捕捉在結構化光圖案中具有的扭曲的3d物體表面的圖像。然后，圖像被存儲在圖像文件中，以供圖像處理設備處理。在一些情況下，多個結構化光圖案被投影儀(照明器)投射到3...

用于降低來自激光源的斑點噪聲的方法1100開始于操作1102，在操作1102從***多個vcsel結構發射輻射。輻射可以包括可見光或紅外輻射。輻射可以具有大約935nm到大約945nm之間的峰值波長。根據實施例，***多個vcsel結構中的每個vcsel結構具有相同的孔徑寬度，使得從***多個vcsel結構發射的輻射在對物體進行照射時產生***斑點圖案。從***多個vcsel結構發射的輻射包括部分地取決于孔徑寬度的***數目的橫向模式。接著，在操作1104，從第二多個vcsel結構發射輻射。第二多個vcsel結構可以被布置在與***多個vcsel結構相同的襯底上。輻射可以包括可見光或紅外輻射。...

本實用新型涉及一種多功能聲學超材料透鏡，特別涉及一種旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡。背景技術：近年來，隨著新型人工電磁材料(metamaterials)的發展，這種人造材料的有趣性質越發受到關注。類比于電磁超材料，聲學超材料也有許多自然界不存在的奇特性質，例如雙負特性(負等效密度和負彈性模量)、零折射率、負折射率、隱身、幻象等。漸變折射率(grin)材料是一種等效折射率分布隨空間變化而逐漸改變的人工超材料。聲學上根據折射率與等效密度和彈性模量之間的關系，漸變折射率材料可以通過設計人工結構予以實現。聲波進入漸變折射率材料后，其傳播路徑會隨著折射率的分布產生連續彎曲，改變傳播方向。傳統的聲學超...

將其波陣面形成為期望的形式。當諸如柱體或圓柱之類的中心對稱亞波長特征被用作散射器時，sws設備可以利用非偏振光(像來自vcsel一樣)進行操作。圖7示出了具有襯底302的示例光源，其中，該襯底302具有多個vcsel結構702。根據實施例，多個sws704被圖案化在一個或多個vcsel結構702的上表面上或其附近。提供sws704以改變從給定vcsel結構702的上表面發射的光的相位。可以橫跨vcsel結構702的表面不同地改變相位，以使得一些區域創建發射光的相長干涉同時其他區域創建發射光的相消干涉。通過控制相長/相消干涉的區域所在的位置，還可以控制發射光的波束形狀(例如，圖案)?？梢岳獾厥?..

來自具有不同波長的兩個波束的斑點圖案變得不相關。這意味著應該設計各種vcsel的孔徑寬度以使得vcsel之間的發射波長差由下式給出：δλ≥λ2/2z(1)其中，z是物體的照明表面的表面剖面高度變化。對于940nm的示例峰值發射波長和z＝，波長差應≥。圖5是示出根據實施例的具有不同孔徑寬度的兩個不同vcsel陣列的激光光譜的圖表。頂部的光譜是從***vcsel陣列測得的，其中每個vcsel結構具有4μm的孔徑寬度。底部的光譜是從第二vcsel陣列測得的，其中每個vcsel結構具有2μm的孔徑寬度。從光譜可以看出，具有較大孔徑大小的***vcsel陣列包括兩種橫向激光模式和具有973nm左右的峰值...

焦點和光線在同一側，通常在其表面進行涂層，作為**反射面使用。1)圓形菲涅爾透鏡2)菲涅爾透鏡陣列3)柱狀菲涅爾透鏡4)線性菲涅爾透鏡5)衍射菲涅爾透鏡6)菲涅爾反射透鏡7)菲涅爾光束分離器和菲涅爾棱鏡。菲涅爾透鏡的作用，簡單的說就是在透鏡的一側有等距的齒紋。通過這些齒紋，可以達到對指定光譜范圍的光帶通(反射或者折射)的作用。傳統的打磨光學器材的帶通光學濾鏡造價昂貴，菲涅爾透鏡可以極大的降低成本。典型的例子就是PIR（被動紅外線探測器）。PIR普遍的用在警報器上，每個PIR上都有個塑料的小帽，此即菲涅爾透鏡。小帽的內部都刻上了齒紋，這種菲涅爾透鏡可以將入射光的頻率峰值限制到10微米左右（人體紅...

典型的太陽能菲涅爾透鏡就是將齒型朝向電池片，這和之前談到的準直應用中齒型朝向長共軛方向剛好相反。齒型朝內的另外潛在好處的減少太陽輻射對干擾角的沖擊，也能夠避免結構面里堆積灰塵和沙礫。這種類型菲涅爾透鏡通?？醋魇欠浅上裢哥R，因為穿過透鏡的有效區域焦距是固定的。其主要的作用是比較大限度增加太陽輻射到電池片上，用于轉化成電力，因而無須考慮降低圖象球面誤差?？蒲邢到y中也經常用到菲涅爾透鏡，透鏡與水平面成45±5?夾角。如果兩道不同波長的光線平行穿過透鏡，就能夠聚焦在直徑2mm光斑上；它也可以用于視景系統模擬與仿真。柱狀菲涅爾透鏡24小時服務客服電話。江西熱紅外透鏡結構設計匯聚了更多的能量，因而需要較小...

每個***vcsel結構具有***孔徑寬度并且單獨地在襯底的表面上方延伸。一個或多個第二vcsel結構在襯底的表面上，每個第二vcsel結構具有不同于***孔徑寬度的第二孔徑寬度并且單獨地在襯底的表面上方延伸。示例2包括示例1的主題，其中，一個或多個***vcsel在襯底的表面上的***區域中，一個或多個第二vcsel在襯底的表面上的不同于***區域的第二區域中。示例3包括示例1或2的主題，其中，一個或多個***vcsel和一個或多個第二vcsel在襯底的表面上的偽隨機圖案中。示例4包括示例1至3中任一項的主題，其中，一個或多個***vcsel和一個或多個第二vcsel被配置為發射紅外輻射。示...

適當的結構化光投影儀通常包括激光設備，該激光設備采用衍射圖案實現期望的結構化光圖案。一個示例激光設備是結合激光條紋使用的垂直腔面發射激光器(vcsel)。但是，存在與這種配置相關聯的局限。例如，使用激光條紋獲取精確的剖面信息的局限主要歸因于與激光相關聯的噪聲和采樣誤差，因為激光條紋的中心可能不是在相機的像素中心成像并且可能不是檢測到的強度峰值。當在圖像上定位激光條紋的中心時出現采樣誤差。存在嘗試從激光條紋提取相關信息的諸如，比較大強度、強度中心、高斯擬合、以及過零點之類的圖像處理技術。與這些技術中的若干技術相關聯的問題在于，其給出了比較高峰值的位置，但是該位置不是條紋的真實中心。與激光相關聯的...

一個或多個***vcsel和一個或多個第二vcsel被配置為發射紅外輻射。示例14包括示例10至13中任一項的主題，其中，一個或多個***vcsel中的每個***vcsel被配置為發射具有兩個或更多個橫向模式的輻射。示例15包括示例14的主題，其中，一個或多個第二vcsel中的每個第二vcsel被配置為發射具有單個橫向模式的輻射。示例16包括示例10至15中任一項的主題，其中，激光源還包括在襯底的表面上的一個或多個第三垂直腔面發射激光器(vcsel)結構，每個第三vcsel結構具有不同于***孔徑寬度和第二孔徑寬度的第三孔徑寬度并且單獨地在襯底的表面上方延伸。示例17包括一種降低來自激光源的斑...

用于降低來自激光源的斑點噪聲的方法1100開始于操作1102，在操作1102從***多個vcsel結構發射輻射。輻射可以包括可見光或紅外輻射。輻射可以具有大約935nm到大約945nm之間的峰值波長。根據實施例，***多個vcsel結構中的每個vcsel結構具有相同的孔徑寬度，使得從***多個vcsel結構發射的輻射在對物體進行照射時產生***斑點圖案。從***多個vcsel結構發射的輻射包括部分地取決于孔徑寬度的***數目的橫向模式。接著，在操作1104，從第二多個vcsel結構發射輻射。第二多個vcsel結構可以被布置在與***多個vcsel結構相同的襯底上。輻射可以包括可見光或紅外輻射。...

面部識別、從圖像的特征提取等)、以及改善機器人及其環境之間的交互的機器人學在內的很多領域有用。但是，仍然有很多與sli相關聯的未解決的問題。技術實現要素：本申請一方面提供了一種激光源。該激光源包括：襯底；一個或多個***垂直腔面發射激光器(vcsel)結構，一個或多個***vcsel結構在襯底的表面上，其中每個***vcsel結構具有***孔徑寬度，并且每個***vcsel結構單獨地在襯底的表面上方延伸；以及一個或多個第二vcsel結構，一個或多個第二vcsel結構在襯底的表面上，其中每個第二vcsel結構具有不同于***孔徑寬度的第二孔徑寬度，并且每個第二vcsel結構單獨地在襯底的表面上方...

并且每個第二vcsel結構單獨地在襯底的表面上方延伸。本申請另一方面提供了一種激光源。該激光源包括：襯底；vcsel結構，vcsel結構在襯底的表面上并且在襯底的表面上方延伸，vcsel結構具有頂層；以及多個亞波長結構，多個亞波長結構在vcsel結構的頂層上，其中，多個亞波長結構中的一個或多個亞波長結構包括芯材和殼材，殼材在芯材的一個或多個表面。附圖說明參考附圖，隨著下面的詳細描述的繼續，請求保護的主題的實施例的特征和優點將變得明顯，在附圖中：圖1示出了根據本公開的實施例配置的光投影儀系統。圖2提供了根據本公開的實施例配置的光投影儀系統的更詳細的圖示。圖3示出了根據本公開的實施例的用在光投影儀...

將其波陣面形成為期望的形式。當諸如柱體或圓柱之類的中心對稱亞波長特征被用作散射器時，sws設備可以利用非偏振光(像來自vcsel一樣)進行操作。圖7示出了具有襯底302的示例光源，其中，該襯底302具有多個vcsel結構702。根據實施例，多個sws704被圖案化在一個或多個vcsel結構702的上表面上或其附近。提供sws704以改變從給定vcsel結構702的上表面發射的光的相位?？梢詸M跨vcsel結構702的表面不同地改變相位，以使得一些區域創建發射光的相長干涉同時其他區域創建發射光的相消干涉。通過控制相長/相消干涉的區域所在的位置，還可以控制發射光的波束形狀(例如，圖案)。可以例外地使...

亞波長結構包括用作諧振光學天線的比光波長更小的表面結構的密集布置。光表面結構交互的諧振性質提供了操縱光學波振面的能力。根據另一實施例，激光源包括襯底、vcsel結構、以及多個亞波長結構。vcsel結構被布置在襯底的表面上，并且在襯底的表面上方延伸。多個亞波長結構被布置在vcsel結構的頂層。多個亞波長結構中的一個或多個亞波長結構包括芯材和放置在芯材的一個或多個表面上的殼材。注意，如根據本公開將明白的，亞波長結構可以結合本文中根據一些實施例提供的vcsel結構或者根據其他實施例的任何其他vcsel結構使用。vcsel陣列架構圖1示出了根據本公開的實施例的用于創建物體104的3d圖像的示例光投影儀...

由于激光斑點的出現從一開始(實際上在圖像捕捉時，通過激光源設計)就被管理或以其他方式減少，所以也消除或以其他方式降低了對于捕捉圖像上的基于斑點的后處理的需求。根據實施例，用在結構化光投影儀中的激光源包括襯底、布置在襯底上的一個或多個***vcsel、以及布置在襯底上的一個或多個第二vcsel。一個或多個***vcsel各自具有***孔徑寬度，并且各自單獨地在襯底的表面上延伸。一個或多個第二vcsel各自具有不同于***孔徑寬度的第二孔徑寬度，并且各自單獨地在襯底的表面上延伸。使用具有不同孔徑寬度的vcsel的陣列提供了具有不同波長的發射輻射，從而提供了不同的斑點圖案。當在檢測器上被接收時不同的...

并且可以在z方向上具有大約500μm到2mm之間的任意厚度。于在***多個vcsel402和第二多個vcsel404內可以存在任意數目的vcsel結構。應該注意的是，所示出的尺寸不是按比例畫出的，*出于清楚的目的而提供的。例如，襯底302被示出為具有類似于vcsel402或404中的每個vcsel的厚度的厚度(z軸方向上的尺寸)。但是，襯底302可以比其他層更厚，例如，具有50μm到950μm的厚度或者任何其他適當厚度，如根據本公開將明白的。根據實施例，***多個vcsel402中的每個vcsel的孔徑寬度(d1，類似于直徑)不同于第二多個vcsel404中的每個vcsel的孔徑寬度(d2)。...

本申請大體涉及成像領域，具體地涉及高計算效率的結構化光成像系統。背景技術：創建3d圖像的一種途徑被稱為結構化光照明(sli)技術。在sli技術中，光圖案被投射到3d物體表面上。sli系統包括相機和投影儀(照明器)。3d物體被放置在與投影儀和相機相距預定距離的參考平面上。在使用中，投影儀將結構化光圖案投射到3d物體表面上。結構化光圖案可以是一系列條紋線或網格或任何其他圖案。當結構化光圖案被投射到3d物體表面上時，其被3d物體表面扭曲。相機捕捉在結構化光圖案中具有的扭曲的3d物體表面的圖像。然后，圖像被存儲在圖像文件中，以供圖像處理設備處理。在一些情況下，多個結構化光圖案被投影儀(照明器)投射到3...

集成電路(ic)、**集成電路(asic)、片上系統(soc)、桌面型計算機、膝上型計算機、平板計算機、服務器、智能電話等。其他實施例可以被實現為由可編程控制設備執行的軟件。如本文描述的，各種實施例可以使用硬件元件、軟件元件、或它們的任意組合實現。硬件元件的示例可以包括處理器、微處理器、電路、電路元件(例如，晶體管、電阻器、電容器、電感器等)、集成電路、**集成電路(asic)、可編程邏輯器件(pld)、數字信號處理器(dsp)、現場可編程門陣列(fpga)、邏輯門、寄存器、半導體器件、芯片、微芯片、芯片集等。本文提出了很多具體細節，以提供對實施例的透徹理解。但是，將明白的是，可以在沒有這些具...

之類的其他材料包括使得它們更適用于操縱光學波振面的更高的折射率，但是這種材料對以5:1至10:1之間的更高縱橫比進行制造提出了挑戰。下面的表2提供了不同材料的概況，包括它們的折射率、比較大效率的厚度、比較大散射效率、以及可見范圍中的光吸收。比較大散射效率是通過使用周期性透射sws作為將垂直入射的平面波偏轉到特定衍射級的模型系統計算得出的。從表2可以看出，諸如硅和鍺之類的材料具有極好的散射效率和高反射率。但是，這些材料還會由于它們的小帶隙而吸收可見范圍中的光(并且還將部分地吸收近紅外波長)。諸如氧化硅和氧化鋁之類的材料在可見范圍中幾乎是透明的，但是具有較低的散射效率，因此限制了它們作為sws材料...

圖10示出了根據本公開的實施例的使用亞波長結構的元分子的示例。圖11是示出根據本文公開的某些實施例的從用在光投影儀系統中的光源發射輻射的方法的流程圖。盡管將參考說明性實施例繼續下面的詳細描述，但是根據本公開，很多替代、修改、和變形將是明顯的。具體實施方式用在結構化光投影儀中的激光源包括襯底、襯底上的一個或多個***vcsel、以及襯底上的一個或多個第二vcsel。一個或多個***vcsel各自具有***孔徑寬度并且各自單獨地在襯底的表面上延伸。一個或多個第二vcsel各自具有不同于***孔徑寬度的第二孔徑寬度并且各自單獨地在襯底的表面上延伸。根據一些實施例，可以使用光刻技術對***vcsel和...

深度確定電路208被配置為從檢測器206接收圖像獲取數據，并且基于參考平面確定橫跨物體表面上的多個點的一個或多個空間測量結果?？梢曰谕渡涞轿矬w上的光圖案的扭曲計算得出這些測量結果。這種圖像處理可以使用本行業的公知技術，例如，標準測距或三角測量方法。在一些實施例中，光驅動器電路210被包括在光投影儀系統102中并且被配置為控制光源202的操作。因此，光驅動器電路210可以被配置為向光源202提供功率，更具體地控制應用于光源202的功率的占空比。在一些實施例中，深度確定電路208可以向源驅動器電路210提供信號，以改變光源202的操作方式。例如，如果深度確定電路208發現接收圖像太模糊而無法做出...

適當的結構化光投影儀通常包括激光設備，該激光設備采用衍射圖案實現期望的結構化光圖案。一個示例激光設備是結合激光條紋使用的垂直腔面發射激光器(vcsel)。但是，存在與這種配置相關聯的局限。例如，使用激光條紋獲取精確的剖面信息的局限主要歸因于與激光相關聯的噪聲和采樣誤差，因為激光條紋的中心可能不是在相機的像素中心成像并且可能不是檢測到的強度峰值。當在圖像上定位激光條紋的中心時出現采樣誤差。存在嘗試從激光條紋提取相關信息的諸如，比較大強度、強度中心、高斯擬合、以及過零點之類的圖像處理技術。與這些技術中的若干技術相關聯的問題在于，其給出了比較高峰值的位置，但是該位置不是條紋的真實中心。與激光相關聯的...

可以確定在***多個vcsel結構和第二多個vcsel結構之間的孔徑寬度的大小，使得從發射的輻射生成任意數目的不同橫向激光模式和斑點模式。通過從具有不同孔徑寬度的vcsel結構發射輻射，可以降低斑點噪聲。在使用具有兩個不同孔徑寬度的兩組vcsel結構的示例中，斑點噪聲降低大約可以使用附加的vcsel結構陣列，其中每個陣列具有不同的孔徑寬度，以將斑點噪聲降低因數其中n是不同vcsel陣列的數目。接著，在操作1106，在由***和第二vscel結構發射的輻射被從物體反射出來之后，在檢測器處接收該輻射。所接收的輻射可被用來定義物體的數字3d圖像。當然，在一些實施例中，如先前結合系統所描述的，可以執行...