激光发射器、光电设备及终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种激光发射器、光电设备及终端。激光发射器包括光源、准直元件和衍射光学元件。光源包括半导体衬底和多个发光元件，发光元件用于发射激光并且规则地分布在半导体衬底上。准直元件设置在光源的光路上并用于准直光源发射的激光。衍射光学元件设置在光源的光路上。衍射光学元件包括多个衍射微结构并形成有多个衍射区域，每个衍射区域中包括有多个衍射微结构，每个衍射区域的衍射微结构将准直后的激光扩束以形成一个激光单元图案，多个激光单元图案共同形成预设激光图案。至少两个衍射区域中的衍射微结构不同并将准直后的激光扩束以形成不同的激光单元图案。激光发射器投射的激光图案不相关性较高，而且光源的制造成本也比较低。

Laser emitter, optoelectronic equipment and terminal

The utility model discloses a laser emitter, a photoelectric device and a terminal. Laser emitter includes light source, collimating element and diffractive optical element. The light source includes a semiconductor substrate and several light emitting elements, which are used to emit lasers and are regularly distributed on the semiconductor substrate. The collimating element is arranged on the light path of the light source and is used to collimate the laser emitted by the light source. Diffractive optical elements are arranged on the light path of the light source. Diffractive optical elements include multiple diffraction microstructures and form multiple diffraction regions. Each diffraction region includes multiple diffraction microstructures. The diffraction microstructures of each diffraction region expand the collimated laser beam to form a laser unit pattern. Multiple laser unit patterns form a preset laser pattern together. Diffraction microstructures in at least two diffraction regions are different and collimated laser beams are expanded to form different laser unit patterns. Laser patterns projected by laser emitters are highly irrelevant, and the manufacturing cost of light sources is relatively low.

【技术实现步骤摘要】
激光发射器、光电设备及终端
本技术涉及消费性电子领域，更具体而言，涉及一种激光发射器、光电设备及终端。
技术介绍
激光发射器是基于结构光技术的深度相机中的核心设备，其主要组成部分为光源以及衍射光学元件(DiffractiveOpticalElements，DOE)。为了确保深度相机检测的深度的精度较高，现有典型的方案是激光发射器采用多个发光孔不规则排布的光源，并利用衍射光学元件将光源发出的光扩束成激光图案，使得激光图案的不相关性较高。然而，一方面，光源的发光孔为随机分布且多为定制化，制造产商需要根据用户的需求设计发光孔排列不同的光源和制作不同的模具，使得光源的制造费用较高，另一方面，为提高激光图案的精度，需要设计的发光孔数量较多，导致形成光源的晶片的表面面积较大，每个晶圆可切割的晶片数量较少，进一步增加了光源的制造成本。
技术实现思路
本技术实施方式提供一种激光发射器、光电设备及终端。本技术实施方式的激光发射器包括光源、准直元件和衍射光学元件。所述光源包括半导体衬底和多个发光元件，所述发光元件用于发射激光并且规则地分布在所述半导体衬底上。所述准直元件设置在所述光源的光路上并用于准直所述光源发射的激光。所述衍射光学元件设置在所述光源的光路上。所述衍射光学元件包括多个衍射微结构并形成有多个衍射区域，每个所述衍射区域中包括有多个所述衍射微结构，每个所述衍射区域的衍射微结构将准直后的所述激光扩束以形成一个激光单元图案，多个所述激光单元图案共同形成预设激光图案。至少两个所述衍射区域中的衍射微结构不同并将准直后的所述激光扩束以形成不同的激光单元图案。本技术实施方式的激光发射器采用发光元件规则分布的光源，且衍射光学元件包括多个衍射区域，每个衍射区域中包括有多个衍射微结构，换言之，多个衍射微结构形成多个衍射区域，至少两个衍射区域中的衍射微结构不同并将准直后的激光扩束以形成不同的激光单元图案，激光图案由多个激光单元图案共同形成，因此无需采用不规则分布的发光元件的光源便能得到不相关性较高的激光图案；由于发光元件为规则分布，一方面光源无需定制化，光源的制造成本降低；另一方面，因每一发光区域透过相对应的衍射区域衍射就能复制出数千至数万的随机光点，光源的半导体衬底上所需的发光孔数量不需太多，因此光源的半导体衬底的面积无需太大，进一步降低了光源的制造成本。在某些实施方式中，所述光源包括多个发光区域，多个衍射区域与多个所述发光区域分别对应。每个发光区域与一个衍射区域对应，即每个衍射区域的衍射微结构主要衍射来自对应发光区域上的发光元件发射的激光。因此，形成的激光单元图案的数量较多，则激光发射器投射的激光图案的不相关性较高。在某些实施方式中，所述光源包括多个发光区域，每个所述发光区域对应多个所述衍射区域。每个发光区域与多个衍射区域对应，即多个衍射区域的衍射微结构共同衍射来自一个发光区域上的发光元件发射的激光。相较于多个衍射区域与多个发光区域分别对应的方式，在使用相同数量的发光区域时，本实施方式形成的激光单元图案的数量更多，则激光发射器投射的激光图案的不相关性更高。在某些实施方式中，所述光源包括多个发光区域，多个所述发光区域对应一个所述衍射区域。多个发光区域与一个衍射区域对应，即一个衍射区域的衍射微结构同时衍射来自多个发光区域上的发光元件发射的激光。相较于多个衍射区域与多个发光区域分别对应的方式，在使用相同数量的发光区域时，本实施方式的衍射光学元件上不用形成数量较多的衍射区域，使得衍射光学元件更加容易制造，降低了衍射光学元件的制造成本。在某些实施方式中，所述衍射光学元件包括主体部，所述主体部包括相背的入射面及出射面，所述入射面与所述准直元件相对，所述衍射微结构设置在所述入射面；和/或，所述衍射微结构设置在所述出射面。衍射光学元件可以仅在入射面设置多个衍射微结构；或者仅在出射面设置多个衍射微结构；或者在入射面及出射面均设置多个衍射微结构。衍射光学元件上设置有衍射微结构，衍射微结构能够将准直后的激光光束扩束以形成激光图案。在某些实施方式中，所述衍射光学元件包括环绕多个所述衍射区域的安装区域，所述安装区域用于安装所述衍射光学元件。激光发射器环绕衍射区域设置安装区域，使安装区域处于衍射区域的外围，一方面便于将衍射光学元件安装在镜筒上，另一方面安装区域可以对衍射区域有一定的保护作用。在某些实施方式中，至少两个所述衍射区域中的衍射微结构不同包括：至少两个所述衍射区域中的衍射微结构的外轮廓形状、面积、密度、排列方式、深度、宽度、阶梯数中的任意一个参数或多个参数不同。当衍射微结构的一个或多个参数发生改变时，两个衍射区域上的衍射微结构可以不同。如此，本技术实施方式的衍射光学元件可以设置不同参数的衍射微结构，使得经过不同衍射区域的激光形成的激光单元图案不同，提高激光图案的不相关性。在某些实施方式中，所述准直元件的数量为一个，一个所述准直元件与多个所述发光区域对应；或，所述准直元件的数量为多个，每个所述准直元件与一个所述发光区域对应。激光发射器只设置一个准直元件时，该准直元件准直几乎所有的来自光源发射的激光，光源的光路简单，且易于安装准直元件。激光发射器设置多个准直元件时，每个准直元件主要准直来自对应发光区域的发光元件发射的激光，准直效果更好。本技术实施方式的光电设备包括上述任一实施方式所述的激光发射器和相机模组。所述激光发射器用于朝目标物体发射激光图案。所述相机模组用于接收经所述目标物体调制后的激光图案。本技术实施方式的光电设备中，激光发射器采用发光元件规则分布的光源，且衍射光学元件包括多个衍射区域，每个衍射区域中包括有多个衍射微结构，换言之，多个衍射微结构形成多个衍射区域，至少两个衍射区域中的衍射微结构不同并将准直后的激光扩束以形成不同的激光单元图案，激光图案由多个激光单元图案共同形成，因此无需采用不规则分布的发光元件的光源便能得到不相关性较高的激光图案；由于发光元件为规则分布，一方面光源无需定制化，光源的制造成本降低；另一方面，因每一发光区域透过相对应的衍射区域衍射就能复制出数千至数万的随机光点，光源的半导体衬底上所需的发光孔数量不需太多，因此光源的半导体衬底的面积无需太大，进一步降低了光源的制造成本。本技术实施方式的终端包括壳体和上述任一实施方式所述的光电设备。所述光电设备设置在所述壳体上以获取图像。本技术实施方式的终端中，激光发射器采用发光元件规则分布的光源，且衍射光学元件包括多个衍射区域，每个衍射区域中包括有多个衍射微结构，换言之，多个衍射微结构形成多个衍射区域，至少两个衍射区域中的衍射微结构不同并将准直后的激光扩束以形成不同的激光单元图案，激光图案由多个激光单元图案共同形成，因此无需采用不规则分布的发光元件的光源便能得到不相关性较高的激光图案；由于发光元件为规则分布，一方面光源无需定制化，光源的制造成本降低；另一方面，因每一发光区域透过相对应的衍射区域衍射就能复制出数千至数万的随机光点，光源的半导体衬底上所需的发光孔数量不需太多，因此光源的半导体衬底的面积无需太大，进一步降低了光源的制造成本。本技术的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光发射器，其特征在于，包括：光源，所述光源包括半导体衬底和多个发光元件，所述发光元件用于发射激光并且规则地分布在所述半导体衬底上；准直元件，所述准直元件设置在所述光源的光路上并用于准直所述光源发射的激光；和衍射光学元件，所述衍射光学元件设置在所述光源的光路上，所述衍射光学元件包括多个衍射微结构并形成有多个衍射区域，每个所述衍射区域中包括有多个所述衍射微结构，每个所述衍射区域的衍射微结构将准直后的所述激光扩束以形成一个激光单元图案，多个所述激光单元图案共同形成预设激光图案，至少两个所述衍射区域中的衍射微结构不同并将准直后的所述激光扩束以形成不同的激光单元图案。

【技术特征摘要】
1.一种激光发射器，其特征在于，包括：光源，所述光源包括半导体衬底和多个发光元件，所述发光元件用于发射激光并且规则地分布在所述半导体衬底上；准直元件，所述准直元件设置在所述光源的光路上并用于准直所述光源发射的激光；和衍射光学元件，所述衍射光学元件设置在所述光源的光路上，所述衍射光学元件包括多个衍射微结构并形成有多个衍射区域，每个所述衍射区域中包括有多个所述衍射微结构，每个所述衍射区域的衍射微结构将准直后的所述激光扩束以形成一个激光单元图案，多个所述激光单元图案共同形成预设激光图案，至少两个所述衍射区域中的衍射微结构不同并将准直后的所述激光扩束以形成不同的激光单元图案。2.根据权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述光源包括多个发光区域，多个衍射区域与多个所述发光区域分别对应。3.根据权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述光源包括多个发光区域，每个所述发光区域对应多个所述衍射区域。4.根据权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述光源包括多个发光区域，多个所述发光区域对应一个所述衍射区域。5.根据权利要求1中所述的激光发射器，其特征在于，所述衍射光学元件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：林君翰，李宗政，陈冠宏，詹明山，
申请(专利权)人：南昌欧菲生物识别技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江西,36