VCSEL芯片的束散角检测方法、系统和电子设备技术方案

本申请公开了一种VCSEL芯片的束散角检测方法、系统和电子设备。所述方法包括：通过图像传感器获取VCSEL芯片在不发光时的第一图像和正常发光时所产生的光斑的第二图像；基于所述第一图像与所述第二图像，确定能量值为86％光斑总能量值时对应的第一半径；通过图像传感器获取VCSEL芯片在不发光时的第三图像和正常发光时所产生的光斑的第四图像；基于所述第三图像与所述第四图像，确定能量值为86％光斑总能量值时对应的第二半径；以及，基于所述第一半径和所述第二半径，确定所述VCSEL芯片的束散角。相应地，所述方法能够不受图像处理函数的影响以消除阈值的选择带来的测量误差。影响以消除阈值的选择带来的测量误差。影响以消除阈值的选择带来的测量误差。

【技术实现步骤摘要】
VCSEL芯片的束散角检测方法、系统和电子设备


[0001]本申请涉及VCSEL
，更具体地涉及一种VCSEL芯片的束散角检测方法、系统和电子设备。

技术介绍

[0002]随着VCSEL(Vertical
‑
Cavity Surface
‑
Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)技术的发展，市场上逐渐涌现出适配于不同应用场景的 VCSEL芯片，例如，TOF VCSEL芯片(Time of Flight，时间飞行法则)、散斑结构光VCSEL芯片等。
[0003]在VCSEL芯片出厂前，对其束散角进行检测是必不可少的环节。 VCSEL芯片的束散角表示光束宽度在远场增大形成的渐进面锥所构成的全角度。
[0004]现有一些用于检测VCSEL芯片的束散角的方案，但这些方案或多或少存在着缺陷，例如，受图像处理算法的影响、受不同衰减片影响等。
[0005]因此，需要一种更为优化的且鲁棒性更高的检测VCSEL芯片的束散角的检测方案。
[0006]申请内容
[0007]本申请的一个优势在于提供一种VCSEL芯片的束散角检测方法、系统和电子设备，其中，所述方法基于VCSEL芯片发光与不发光时采集的远场图像，来确定所述VCSEL芯片的束散角。也就是，根据本申请实施例的VCSEL芯片的束散角检测方法没有采用复杂的图像处理算法对光斑形貌做处理来计算所述VCSEL芯片的束散角，因此，所述方法能够不受图像处理函数的影响且消除阈值带来的测量误差。
[0008]本申请的另一个优势在于提供一种VCSEL芯片的束散角检测方法、系统和电子设备，其中，所述方法能够缩小不同衰减片选择带来的测量误差，也就是，所述方法对衰减片的敏感度降低。
[0009]本申请的另一优势在于提供一种VCSEL芯片的束散角检测方法、系统和电子设备，其中，所述方法采用物体确定重心方法来确定圆心位置，精确更高。
[0010]本申请的另一优势在于提供一种VCSEL芯片的束散角检测方法、系统和电子设备，其中，所述方法采用双平面测试的思路，以消除所述VCSEL芯片贴装高度不一致造成的测量误差。
[0011]为了实现上述至少一个优势，本申请提供了一种VCSEL芯片的束散角检测方法，其包括：
[0012]通过图像传感器获取VCSEL芯片在不发光时的第一图像和正常发光时所产生的光斑的第二图像，其中，所述图像传感器与所述VCSEL 芯片之间具有第一距离；
[0013]基于所述第一图像与所述第二图像，确定能量值为86％光斑总能量值时对应的第一半径；
[0014]通过图像传感器获取VCSEL芯片在不发光时的第三图像和正常发光时所产生的光斑的第四图像，其中，所述图像传感器与所述VCSEL 芯片之间具有第二距离，第二距离大于第一距离；
[0015]基于所述第三图像与所述第四图像，确定能量值为86％光斑总能量值时对应的第二半径；以及
[0016]基于所述第一半径和所述第二半径，确定所述VCSEL芯片的束散角。
[0017]在上述VCSEL芯片的束散角检测方法中，基于所述第一图像与所述第二图像，确定能量值为86％光斑总能量值时对应的第一半径，包括：获得所述第一图像与所述第二图像之间的第一能量差值图；基于所述第一能量差值图，获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值；基于物体确定重心的方法，确定所述第一能量差值图的重心；以及，以所述重心作为圆心划定范围，计算所述划定范围的能量值为86％光斑总能量值时对应的第一半径。
[0018]在上述VCSEL芯片的束散角检测方法中，基于所述第三图像与所述第四图像，确定能量值为86％光斑总能量值时对应的第二半径，包括：获得所述第三图像与所述第四图像之间的第二能量差值图；基于所述第二能量差值图，获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值；基于物体确定重心的方法，确定所述第二能量差值图的重心；以及，以所述重心作为圆心划定范围，计算所述划定范围的能量值为86％光斑总能量值时对应的第二半径。
[0019]在上述VCSEL芯片的束散角检测方法中，获得所述第一图像与所述第二图像之间的第一能量差值图，包括：将所述第一图像和所述第二图像转化为第一灰度图像和第二灰度图像；以及，计算所述第一灰度图像和所述第二灰度图像的每个像素之间的差值，以获得第一能量差值图。
[0020]在上述VCSEL芯片的束散角检测方法中，获得所述第三图像与所述第四图像之间的第二能量差值图，包括：将所述第三图像和所述第四图像转化为第三灰度图像和第四灰度图像；以及，计算所述第三灰度图像和所述第四灰度图像的每个像素之间的差值，以获得第二能量差值图。
[0021]在上述VCSEL芯片的束散角检测方法中，基于所述第一能量差值图，获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值，包括：计算所述第一能量差值图中各像素的灰度值之和，以获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值。
[0022]在上述VCSEL芯片的束散角检测方法中，基于所述第二能量差值图，获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值，包括：计算所述第二能量差值图中各像素的灰度值之和，以获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值。
[0023]在上述VCSEL芯片的束散角检测方法中，基于物体确定重心的方法，确定所述第一能量差值图的重心，包括：基于所述第一能量差值图中各像素点的灰度值在其宽度方向上的分布，确定所述重心在宽度方向上宽度坐标；基于所述第一能量差值图中各像素点的灰度值在其高度方向上的分布，确定所述重心在高度方向上的高度坐标；以所述高度坐标和所述宽度坐标，确定所述第一能量差值图的重心。
[0024]在上述VCSEL芯片的束散角检测方法中，基于物体确定重心的方法，确定所述第二能量差值图的重心，包括：基于所述第二能量差值图中各像素点的灰度值在其宽度方向上的分布，确定所述重心在宽度方向上宽度坐标；基于所述第二能量差值图中各像素点的灰度值在其高度方向上的分布，确定所述重心在高度方向上的高度坐标；以所述高度坐标和所述宽度坐标，确定所述第二能量差值图的重心。
[0025]在上述VCSEL芯片的束散角检测方法中，基于所述第一半径和所述第二半径，确定所述VCSEL芯片的束散角，包括：以如下公式，确定所述VCSEL芯片的束散角，其中，所述公式
的表示式为：θ＝arctan[(L2
‑
L1)/
△
H]，其中，θ表示所述VCSEL芯片的束散角、L2 表示所述第二半径、L1表示所述第一半径、
△
H表示所述第一距离与所述第二距离之间的差值。
[0026]在上述VCSEL芯片的束散角检测方法中，在所述VCSEL芯片和所述图像传感器之间设有衰减片。
[0027]根据本申请的又一方面，还提供一种用于VCSEL芯片的束散角检测系统，其包括：
[0028]图像获取单元，用于通过图像传感器获取VCSEL芯片在不发光时的第一图像和正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VCSEL芯片的束散角检测方法，其特征在于，包括：通过图像传感器获取VCSEL芯片在不发光时的第一图像和正常发光时所产生的光斑的第二图像，其中，所述图像传感器与所述VCSEL芯片之间具有第一距离；基于所述第一图像与所述第二图像，确定能量值为86％光斑总能量值时对应的第一半径；通过图像传感器获取VCSEL芯片在不发光时的第三图像和正常发光时所产生的光斑的第四图像，其中，所述图像传感器与所述VCSEL芯片之间具有第二距离，第二距离大于第一距离；基于所述第三图像与所述第四图像，确定能量值为86％光斑总能量值时对应的第二半径；以及基于所述第一半径和所述第二半径，确定所述VCSEL芯片的束散角。2.根据权利要求1所述的VCSEL芯片的束散角检测方法，其中，基于所述第一图像与所述第二图像，确定能量值为86％光斑总能量值时对应的第一半径，包括：获得所述第一图像与所述第二图像之间的第一能量差值图；基于所述第一能量差值图，获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值；基于物体确定重心的方法，确定所述第一能量差值图的重心；以及以所述重心作为圆心划定范围，计算所述划定范围的能量值为86％光斑总能量值时对应的第一半径。3.根据权利要求1所述的VCSEL芯片的束散角检测方法，其中，基于所述第三图像与所述第四图像，确定能量值为86％光斑总能量值时对应的第二半径，包括：获得所述第三图像与所述第四图像之间的第二能量差值图；基于所述第二能量差值图，获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值；基于物体确定重心的方法，确定所述第二能量差值图的重心；以及以所述重心作为圆心划定范围，计算所述划定范围的能量值为86％光斑总能量值时对应的第二半径。4.根据权利要求2所述的VCSEL芯片的束散角检测方法，其中，获得所述第一图像与所述第二图像之间的第一能量差值图，包括：将所述第一图像和所述第二图像转化为第一灰度图像和第二灰度图像；以及计算所述第一灰度图像和所述第二灰度图像的每个像素之间的差值，以获得第一能量差值图。5.根据权利要求3所述的VCSEL芯片的束散角检测方法，其中，获得所述第三图像与所述第四图像之间的第二能量差值图，包括：将所述第三图像和所述第四图像转化为第三灰度图像和第四灰度图像；以及计算所述第三灰度图像和所述第四灰度图像的每个像素之间的差值，以获得第二能量差值图。6.根据权利要求2所述的VCSEL芯片的束散角检测方法，其中，基于所述第一能量差值图，获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值，包括：计算所述第一能量差值图中各像素的灰度值之和，以获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值。
7.根据权利要求3所述的VCSEL芯片的束散角检测方法，其中，基于所述第二能量差值图，获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值，包括：计算所述第二能量差值图中各像素的灰度值之和，以获得所述VCSEL芯片产生的光斑的总能量值。8.根据权利要求2所述的VCSEL芯片的束散角检测方法，其中，基于物体确定重心的方法，确定所述第一能量差值图的重心，包括：基于所述第一能量差值图中各像素点的灰度值在其宽度方向上的分布，确定所述重心在宽度方向上宽度坐标；基于所述第一能量差值图中各像素点的灰度值在其高度方向上的分布，确定所述重心在高度方向上的高度坐标；以及以所述高度坐标和所述宽度坐标，确定所述第一能量差值图的重心。9.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉梅，
申请(专利权)人：浙江睿熙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：