含监测薄膜的光学投影装置及其封装方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种含监测薄膜的光学投影装置及其封装方法，装置包括：基底，用于固定光源以及承载镜筒；其中，所述光源用于发射光束；透镜，安装在所述镜筒上，用于接收并汇聚所述光源发射的光束；透明基板，安装在所述镜筒上，所述透明基板一侧含有衍射图案结构，用于接收经所述透镜汇聚后的光束并投射出图案化光束；监测薄膜，包括附着于与所述衍射图案结构所在表面对应的所述透明基板表面上的透明导电薄膜；控制电路，与所述监测薄膜以及所述光源电连接，通过测量所述监测薄膜的完整性来控制所述光源的发光状态。以防止光学投影装置因透明基板或DOE的老化、损坏、变形而引发激光安全问题。

【技术实现步骤摘要】
含监测薄膜的光学投影装置及其封装方法
本专利技术涉及光学及光电子学领域，尤其涉及一种含监测薄膜的光学投影装置及其封装方法。
技术介绍
光学投影装置被广泛应用于物体的三维扫描、空间三维重建、人机交互等领域。光学投影装置通过投射编码或结构化等特殊的光图案，可以对目标物体的空间信息进行标记，为后期图像采集装置的信息采集以及三维重建提供准备工作。用于投射结构化光束的光学投影装置一般包括光源、衍射光学元件(DOE)。其中，衍射光学元件用于接收光源发射的光束，并将光源发射的光束进行分束、重叠处理，以获得分布均匀且不相关的图案化光束。衍射光学元件是光学投影装置的核心光学元件，直接决定着光学投影装置所投射的图案化光束的质量，衍射光学元件性能越好，光学投影装置所投射的光图案能量分布越均匀，分辨率越高，对比度越强，不相关性越好。然而现有技术中，随着光学投影装置使用时间的增加，光学元件难免会出现不同程度的老化、变形或者损坏现象，尤其是衍射光学元件。因为衍射光学元件密封于激光投影装置中，在散热不佳的情况下，衍射光学元件非常容易出现老化、变形或者损坏的现象。当衍射光学元件出现老化、变形或者损坏时，其衍射光束能力会明显下降，导致光束投影装置所投射的图案化光束的均匀度和对比度也会出现不同程度的下降，甚至伴随着严重的零级衍射光束。所谓零级衍射光束指的是射向衍射光学元件的光束中，存在着一部份光束没有被衍射并且继续穿过衍射光学元件进入目标空间，即没有被衍射光学元件衍射便直接进入目标空间的那一部分光束为零级衍射光束。零级衍射光束的能量往往比高阶衍射光束能量高出几个数量级，处理不当，极有可能诱发激光安全问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的光学投影装置极易诱发激光安全的问题，提供一种含监测薄膜的光学投影装置及其封装方法。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下所述：一种含监测薄膜的光学投影装置，包括基底，用于固定光源以及承载镜筒；其中，所述光源用于发射光束；透镜，安装在所述镜筒上，用于接收并汇聚所述光源发射的光束；透明基板，安装在所述镜筒上，所述透明基板一侧含有衍射图案结构，用于接收经所述透镜汇聚后的光束并投射出图案化光束；监测薄膜，包括附着于与所述衍射图案结构所在表面对应的所述透明基板表面上的透明导电薄膜；控制电路，与所述监测薄膜以及所述光源电连接，通过测量所述监测薄膜的完整性来控制所述光源的发光状态。所述透明基板还包括至少一个倾斜面或缺口，所述倾斜面或缺口表面上附着有透明导电薄膜；还包括：电极或焊盘，所述电极或焊盘安装在所述倾斜面或缺口，用于连接所述透明导电薄膜与所述控制电路；所述通过测量所述监测薄膜的完整性来控制所述光源的发光状态指的是：所述控制电路通过连续或间隔地向所述透明导电薄膜注入小电流，并监测回路的阻值变化，以间接判断所述透明基板的完整性及对所述光源做出相关控制操作；所述通过测量所述监测薄膜的完整性来控制所述光源的发光状态指的是：所述控制电路与所述透明导电薄膜、所述光源形成的单一回路，当所述透明导电薄膜完整性受到破坏时，回路发生中断，光源将自动关闭。本专利技术还提供一种含监测薄膜的光学投影装置，所述镜筒的外侧和/或内侧设置有导电金属层；所述镜筒与所述透明基板之间设置有锡球或焊点，用于连接所述透明导电薄膜与所述导电金属层；和/或所述镜筒与所述基底之间设置有锡球或焊点，用于连接所述导电金属层与所述基底；所述监测薄膜的完整性包括所述透明导电薄膜、所述导电金属层、所述基底的完整性以及相互之间连接的完整性；所述通过测量所述监测薄膜的完整性来控制所述光源的发光状态指的是：所述控制电路通过连续或间隔地向所述透明导电薄膜注入小电流，并监测回路的阻值变化，以间接判断所述透明基板的完整性及对所述光源做出相关控制操作。本专利技术还提供一种含监测薄膜的光学投影装置的封装方法，包括如下步骤：提供基底；提供光源，所述光源安装在基底上，用于发射光束；提供镜筒，所述镜筒安装在所述基底上；提供透镜，安装在所述镜筒上，用于接收并汇聚所述光源发射的光束；提供透明基板，安装在所述镜筒上，所述透明基板一侧含有衍射图案结构，用于接收经所述透镜汇聚后的光束并投射图案化光束；提供监测薄膜，包括提供附着于与所述衍射图案结构所在表面对应的所述透明基板表面上的透明导电薄膜；提供控制电路，与所述透明导电薄膜以及所述光源电连接，通过测量所述监测薄膜的完整性来控制所述光源的发光状态。本专利技术的有益效果为：提供一种含监测薄膜的光学投影装置，在透明基板出射光束一侧的表面附着一层脆性透明导电薄膜，透明导电薄膜通过电极/焊盘或者锡球/焊点接引金属导线或者导电金属层，并与光源一同接入控制电路中。控制电路对透明导电薄膜注入小电流，并监测回路中的阻值变化，以间接判断透明基板或DOE的完整性。针对透明基板或DOE的完整性状况，控制电路通过相关控制操作改变光源的发光状态，以防止光学投影装置因透明基板或DOE的老化、损坏、变形而引发激光安全问题。附图说明图1是本专利技术实施例的一种含监测薄膜的光学投影装置的结构示意图。图2是本专利技术实施例的衍射光学元件的结构示意图。图3是本专利技术实施例的又一种含监测薄膜的光学投影装置的结构示意图。其中，10-基底、11-光源、12-镜筒、13-透镜、131-透镜、14-透明基板、14a-透明基板、14b-透明基板、141a-倾斜面、142a-倾斜面、141b-倾斜面、142b-倾斜面、143a-光束出射面、144a-光束入射面、143b-光束出射面、144b-光束入射面、145a-纵向端面、146a-纵向端面、15-透明导电薄膜、151-电极或焊盘、152-电极或焊盘、161-金属导线、162-金属导线、171-锡球或者焊点、172-球或者焊点、173-锡球或者焊点、174-锡球或者焊点、181-金属层、182-金属层。具体实施方式下面结合附图通过具体实施例对本专利技术进行详细的介绍，以使更好的理解本专利技术，但下述实施例并不限制本专利技术范围。另外，需要说明的是，下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构思，附图中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形状、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。图1是根据本专利技术实施例的一种含监测薄膜的光学投影装置的结构示意图。本实施例中，该光学投影装置包括基底10、光源11、镜筒12、透镜13、透镜131、透明基板14、透明导电薄膜15以及控制电路(图中未示出)。其中，基底10用于固定光源11以及支撑镜筒12。基底10可以是具有导热和/或导电功能的陶瓷、金属、合金、塑料等材料中的一种或多种制成。优选地，基底10为具有导热功能的陶瓷和印制电路板(PCB电路板)组合而成。其中，光源11通过键合等方式固定在基底10的一侧，向外发射光束。光源11可以是垂直共振腔表面发射的激光器，也可以是平行共本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含监测薄膜的光学投影装置，其特征在于，包括：基底，用于固定光源以及承载镜筒；其中，所述光源用于发射光束；透镜，安装在所述镜筒上，用于接收并汇聚所述光源发射的光束；透明基板，安装在所述镜筒上，所述透明基板一侧含有衍射图案结构，用于接收经所述透镜汇聚后的光束并投射出图案化光束；监测薄膜，包括附着于与所述衍射图案结构所在表面对应的所述透明基板表面上的透明导电薄膜；控制电路，与所述监测薄膜以及所述光源电连接，通过测量所述监测薄膜的完整性来控制所述光源的发光状态。

【技术特征摘要】
1.一种含监测薄膜的光学投影装置，其特征在于，包括：基底，用于固定光源以及承载镜筒；其中，所述光源用于发射光束；透镜，安装在所述镜筒上，用于接收并汇聚所述光源发射的光束；透明基板，安装在所述镜筒上，所述透明基板一侧含有衍射图案结构，用于接收经所述透镜汇聚后的光束并投射出图案化光束；监测薄膜，包括附着于与所述衍射图案结构所在表面对应的所述透明基板表面上的透明导电薄膜；控制电路，与所述监测薄膜以及所述光源电连接，通过测量所述监测薄膜的完整性来控制所述光源的发光状态。2.如权利要求1所述的含监测薄膜的光学投影装置，其特征在于，所述透明基板还包括至少一个倾斜面或缺口，所述倾斜面或缺口表面上附着有透明导电薄膜。3.如权利要求2所述的含监测薄膜的光学投影装置，其特征在于，还包括：电极或焊盘，所述电极或焊盘安装在所述倾斜面或缺口，用于连接所述透明导电薄膜与所述控制电路。4.如权利要求3所述的含监测薄膜的光学投影装置，其特征在于，所述通过测量所述监测薄膜的完整性来控制所述光源的发光状态指的是：所述控制电路通过连续或间隔地向所述透明导电薄膜注入小电流，并监测回路的阻值变化，以间接判断所述透明基板的完整性及对所述光源做出相关控制操作。5.如权利要求1所述的含监测薄膜的光学投影装置，其特征在于，所述镜筒的外侧和/或内侧设置有导电金属层。6.如权利要求5所述的含监测薄膜的光学投影装置，其特征在于，所述镜筒与所述透明基板之间设置有锡球或焊点，用于连接所述透明导电薄膜与所述导电金属层；和/或所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫敏，王兆民，邓想全，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44