泛光照明模组制造技术

本实用新型专利技术提供一种泛光照明模组，包括：光源，用于发射光束；衍射光学元件，复制并扩展所述光束以覆盖填充被照明空间；所述光束在衍射光学元件上形成的入射光束的发散角不小于经所述衍射光学元件后形成的相邻衍射光束之间的夹角。本实用新型专利技术通过给光源配置衍射光学元件，且该衍射光学元件满足：光源发射的光束在衍射光学元件上形成的入射光束的发散角不小于经所述衍射光学元件后形成的相邻衍射光束之间的夹角，从而将光源发射的光束进行复制并扩展，使得出射光束的面积远大于原光源发射的光束面积，最终覆盖填充被照明空间。该泛光照明模组具有体积小、功耗低，但出射面积大、照明范围广的特点，有利于被集成到智能设备中，提供泛光照明。

Floodlight module

The utility model provides a floodlight illumination module, which comprises a light source for transmitting light beams, a diffractive optical element which replicates and expands the light beam to cover the illuminated space, and the divergence angle of the incident light beam formed on the diffractive optical element is not less than the angle between adjacent diffractive beams formed after the diffractive optical element. The utility model configures a diffractive optical element to the light source, and the diffractive optical element satisfies the following requirements: the divergence angle of the incident beam formed by the light source on the diffractive optical element is not less than the angle between adjacent diffractive beams formed by the diffractive optical element, thus the light emitted by the light source is copied and expanded, so that the area of the emitted beam is much larger than the original beam. The beam area emitted by the source eventually covers and fills the illuminated space. The floodlighting module has the characteristics of small size, low power consumption, large emission area and wide lighting range, which is conducive to being integrated into intelligent devices to provide floodlighting.

【技术实现步骤摘要】
泛光照明模组
本技术涉及半导体照明领域，尤其涉及一种泛光照明模组。
技术介绍
视觉信息正逐渐成为智能设备获取信息、感知世界的重要途径，随着智能设备功能的不断增多、应用场景多样化，基于视觉信息所实现的需求也越来越广泛。比如，基于人脸识别的解锁与支付、基于人体信息的手势与动作交互等功能性需求，同时这些功能还需要在不同场景下、不同环境光照条件下有较高的可靠性。传统设备中利用相机获取彩色图像信息已难以满足这些需求，基于主动光照明的视觉信息获取，如红外图像，则可以提升不同场景、不同环境光照条件视觉信息获取的可靠性，而利用深度相机获取深度图像则可以实现普通彩色图像难以实现的功能，如高精度的人脸识别、手势交互。另外，利用深度相机进行人脸识别等情形，在夜间场合，需要对目标进行泛光照明，以实现高精度的识别。红外照明、红外相机、深度相机等将越来越多地被应用于智能设备中以获取红外、深度图像等视觉信息。然而，由此也带来了一些问题。智能设备的微型化、轻薄化趋势使得集成如此多的器件变得尤为困难。一方面，更多的器件会带来更高的功耗由此会降低智能设备的续航能力；另一方面，多器件的集成对组装工艺的要求大幅提升，使得产品良率下降，生产成本增加。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种轻薄的泛光照明模组，其具有体积小、功耗低的优点，更有利于被集成到智能设备中，提供泛光照明。本技术提供的泛光照明模组，包括：光源，用于发射光束；衍射光学元件，复制并扩展所述光束以覆盖填充被照明空间；所述光束在衍射光学元件上形成的入射光束的发散角不小于经所述衍射光学元件后形成的相邻衍射光束之间的夹角。在一些实施例中，所述泛光照明模组还包括透镜，所述透镜位于所述光源以及所述衍射光学元件之间，用于发散或汇聚所述光束。在一些实施例中，所述光源包含阵列光源。所述透镜包含微透镜阵列，所述微透镜阵列中的各个单元与所述阵列光源中的子光源对应。在一些实施例中，所述衍射光束以规则排布形式覆盖所述被照明空间。在一些实施例中，所述衍射光束以不规则排列形式覆盖所述被照明空间。在一些实施例中，所述衍射光束以相邻的方式覆盖所述被照明空间。在一些实施例中，所述衍射光束以重叠的方式覆盖所述被照明空间。在一些实施例中，所述衍射光束的排列密度不均匀。所述衍射光束中高阶衍射光束的排列密度大于低阶衍射光束的排列密度。本技术的有益效果：本技术通过给光源配置衍射光学元件，且该衍射光学元件满足：光源发射的光束在衍射光学元件上形成的入射光束的发散角不小于经所述衍射光学元件后形成的相邻衍射光束之间的夹角，从而将光源发射的光束进行复制并扩展，使得出射光束的面积远大于原光源发射的光束面积，最终覆盖填充被照明空间。该泛光照明模组具有体积小、功耗低，但出射面积大、照明范围广的特点，有利于被集成到智能设备中，提供泛光照明。附图说明图1为本技术一实施例中泛光照明模组示意图。图2为本技术一实施例中包含透镜的泛光照明模组示意图。图3为本技术一实施例中聚焦照明示意图。图4a为本技术一实施例中规则泛光图案示意图。图4b为本技术一实施例中规则斑点图案示意图。图5a为本技术一实施例中不规则泛光图案示意图。图5b为本技术一实施例中不规则斑点图案示意图。图6为本技术一实施例中重叠排布泛光图案示意图。图7为本技术一实施例中密度变化排布泛光图案示意图。图8为本技术一实施例中含光束形状调制器的泛光照明模组示意图。图9为本技术一实施例中方形光束所形成的泛光图案示意图。图10a为本技术一实施例中阵列光源形成的不规则泛光图案示意图。图10b为本技术一实施例中阵列光源形成的不规则斑点图案示意图。图11为本技术一实施例中泛光及结构光照明模组示意图。图12为本技术一实施例中光源示意图。图13为本技术一实施例中阵列光源示意图。图14为本技术一实施例中泛光及结构光照明模组示意图。图15为本技术一实施例中成像装置示意图。图16为本技术一实施例中动态投影示意图。具体实施方式图1是根据本技术一个实施例的泛光照明模组示意图。模组10包括光源11、衍射光学元件(DOE)12，光源11可以是LED、激光等光源，用于发射红外、紫外、可见光等光束。光源11发射出光束，在DOE12的入射面形成入射光束，DOE12接收入射光束后将入射光束进行衍射后扩散到更宽的空间13以实现泛光照明，在一个实施例中DOE12起到分束的作用，即将单个入射光束在不改变基本属性的情况下复制并扩展成多个出射光束，这里的基本属性包括光束尺寸、偏振方向、相位、发散角等。如图1所示，光源11发射的光束经DOE12衍射后形成多个衍射级(图中仅示出-1、0、1级衍射光束)的出射光束，多个出射光束对空间13进行照明。为了达到泛光照明的目的，多个出射光束需要基本覆盖填充被照射空间13，这里所说的基本覆盖填充指的是多个出射光束需要覆盖被照明的空间，使得被照明空间各区域均得到照明，没有出现明显的未被照明区域，一种理想的情形是使得被照明空间中的光强分布基本均匀，具体可参考图4(a)、图5(a)、图6及图7，相邻出射光束之间没有明显的间隙，出射光束相邻接或者相互重叠。在一些实施例中，照明模组用于提供主动红外光照明，光源11可以是边发射激光发射器、垂直腔面激光发射器(VCSEL)等，相较而言，不同的激光器的光束形状、发散角等存在区别，因此，根据不同的激光发射器类型，实现泛光照明对DOE的要求也存在区别，比如边发射激光发射器的发散角较之垂直腔面激光发射器大，因此利用DOE在对边发射激光发射器发射出的光束进行分束时，在进行DOE设计时可以将相邻衍射级的光束之间的夹角设置的较大。另外，边发射激光发射器往往发射的是椭圆形截面的光束，因此为了实现泛光照明，在进行DOE设计时可以将沿椭圆长轴方向上的相邻衍射级光束之间的夹角设置为小于沿椭圆短轴方向上相邻衍射级光束之间的夹角。在一些实施例中，为了对光源光束进行进一步调制以实现所需要的泛光照明，还可以在光源和DOE之间增加透镜。如图2所示，透镜20设置在光源与DOE之间，光源11发射出光束，透镜20折射光源发射的光束以实现汇聚、发散光束，从透镜折射出的光束在DOE的入射面形成入射光束，DOE接收入射光束后将入射光束进行衍射后扩散到目标空间区域。透镜可为凹透镜、凸透镜等，凹透镜用以实现光束的发散，凸透镜用以实现光束的汇聚。比如在一个实施例中，为了增加泛光照明的距离，通过设置汇聚透镜20以减少入射到DOE上入射光束的截面积，同时增加单位面积内的光强度，由此通过DOE分束后可以照射到更远的空间区域；相反可以通过设置发散透镜20来实现近距离的照明。在一些实施例中，还可以通过设置光源与透镜之间的距离来实现DOE入射/出射光束截面积的控制，进一步控制光束强度。以凸透镜为例，在光源与凸透镜之间的距离小于凸透镜焦距的范围内，光源与透镜之间的距离越大，其入射到DOE表面的光束截面积越大，反之，其入射到DOE表面的光束截面积越小。图3所示的是根据本技术一个实施例的聚焦照明示意图。当光源与透镜之间的距离不小于透镜焦距时，衍射光束可以在空间某位置上实现准直或聚焦。与图1、2相比不同的是，此时该照明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泛光照明模组，其特征在于，包括：光源，用于发射光束；衍射光学元件，复制并扩展所述光束以覆盖填充被照明空间；所述光束在衍射光学元件上形成的入射光束的发散角不小于经所述衍射光学元件后形成的相邻衍射光束之间的夹角。

【技术特征摘要】
1.一种泛光照明模组，其特征在于，包括：光源，用于发射光束；衍射光学元件，复制并扩展所述光束以覆盖填充被照明空间；所述光束在衍射光学元件上形成的入射光束的发散角不小于经所述衍射光学元件后形成的相邻衍射光束之间的夹角。2.如权利要求1所述的泛光照明模组，其特征在于，还包括透镜，所述透镜位于所述光源以及所述衍射光学元件之间，用于发散或汇聚所述光束。3.如权利要求2所述的泛光照明模组，其特征在于，所述光源包含阵列光源。4.如权利要求3所述的泛光照明模组，其特征在于，所述透镜包含微透镜阵列，所述微透镜阵列中的各个单元与所述阵列光源中的子光源对应。5.如权利要求1-3任一所述的...

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