为了解决用于3D成像的VCSEL光源的不相关性低的问题，该发明提出一种用于3D成像的VCSEL阵列光源。
《用于3D成像的激光阵列》包括：在半导体衬底上以二维阵列形式排列的多个VCSEL光源；所述二维阵列的排布方式是通过至少一个子阵列旋转复制的形式产生。在某些实施例中，所述子阵列分布的区域一般包括扇形区域和/或环形区域。在另一些实施例中，旋转复制包括由所述子阵列通过同一个中心点旋转到其他区域后在该区域产生一个复制的子阵列。二维阵列包括了多个子阵列，其中，相邻的两个子阵列之间一般包括：部分相互重叠、存在无所述VCSEL光源的间隔区域、边缘重合的一种或多种情况。
在又一些实施例中，所述子阵列数量不小于2时，所述子阵列之间大小、分布区域形状、旋转角度三方面中的至少一个方面不同。另外，所述子阵列中VCSEL光源的排列优选为不规则图案。考虑到光源数量及子阵列的圆心角的影响，经过研究得出，所述子阵列中VCSEL光源的数量不超过24，所述二维阵列中VCSEL光源的数量不超过576；所述子阵列的圆心角包括15°、30°、45°、60°、90°或120°。
该发明所提出的用于3D成像的激光阵列的图案设计方法包括：生成至少一个排列不规则的子阵列图案；旋转复制所述子阵列图案获取所述激光阵列的图案。另外，该发明所提出的激光投影装置，包括：上述任一所述的激光阵列；透镜，用于接收且汇聚由所述激光阵列发射的光束；斑点图案生成器，用于将所述光束进行分束后向空间中发射斑点图案光束。所述透镜最好为单个透镜、微透镜阵列中的一种或组合；所述斑点图案生成器最好为微透镜阵列、衍射光学元件、光栅中的一种或组合。
此外，该发明所提出的3D成像设备，包括：上述任一所述的激光投影装置，用于向空间中发射结构光图案光束；图像采集装置，用于采集由所述结构光图案光束照射在目标物体上所形成的结构光图像；处理器，接收所述结构光图像并根据三角法原理计算出所述目标物体的深度图像。其中：所述三角法原理指的是利用匹配算法计算所述结构光图像与参考图像之间的偏离值，根据所述偏离值计算出所述深度图像。
《用于3D成像的激光阵列》与2017年5月之前的技术对比的有益效果包括：多个VCSEL光源以二维阵列的形式排列在所述半导体衬底上，其中，所述二维阵列的排布方式是通过至少一个子阵列旋转复制的形式产生，以简单地旋转复制子阵列的形式获取到的二维阵列的排布方式沿任一方向上（比如沿横向方向x轴方向或纵向方向y轴方向）的包含了其他任何象限的子区域均具有不相关性，二维阵列对应的是VCSEL光源的分布情况，从而分布在半导体衬底表面的VCSEL光源具有极高的不相关性。
