一字线型激光投射器、相机组件和电子装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种一字线型激光投射器、相机组件和电子装置。激光投射器包括基板组件、多个激光光源和衍射光学元件。多个激光光源设置在基板组件上，用于发射激光，多个激光光源沿设定直线方向排列；衍射光学元件用于将多个激光光源所发射的激光沿平行于设定直线方向的方向扩散，以形成一字线型投射图案。根据本实用新型专利技术，一字线型激光投射器可以较容易地投射出光强分布满足预设需要的一字线。地投射出光强分布满足预设需要的一字线。地投射出光强分布满足预设需要的一字线。

【技术实现步骤摘要】
一字线型激光投射器、相机组件和电子装置


[0001]本技术涉及成像
，具体地，涉及一种激光投射器以及具有其的相机组件和电子装置。

技术介绍

[0002]随着结构光的普及，一字线激光投射系统越来越多地应用于工业和消费电子行业中的深度检测和3D感知，这就要求一字线激光有更窄的宽度、更高的均匀性以及更高的亮度。同时系统越来越趋于小型化，传统的一字线激光投射系统多使用单模激光二极管(LD)作为一字线的光源。然而由于激光良好的单色性和相干性，当LD的光照射到一般物体的粗糙表面时，会因为光的干涉在物体表面形成散斑，从而在一字线光斑内部产生颗粒状结构，降低一字线质量，直接影响深度检测和3D感知的计算结果。目前常规的一字线型激光器输出的一字型光线在发散角、光斑均匀性及光斑边缘截止锐利程度等方面难以满足应用需求。此外，对于特定应用场景的对于一字线能量分布的特定需求，目前常规的一字线型激光器也较难满足。
[0003]因此，需要一种能够根据应用需要较容易地实现预设光强分布(均匀或不均匀)的一字线型激光投射器。

技术实现思路

[0004]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0005]本技术的第一方面提供了一种一字线型激光投射器，其包括：
[0006]基板组件；
[0007]多个激光光源，所述多个激光光源设置在所述基板组件上，用于发射激光，所述多个激光光源沿设定直线方向排列；
[0008]衍射光学元件，用于将所述多个激光光源所发射的激光沿平行于所述设定直线方向的方向扩散，以形成一字线型投射图案。
[0009]根据本技术，衍射光学元件可以使激光光源投射出一字线型投射图案，多个激光光源的投射图案将相互叠加、并在设定直线方向上相互错开，形成最终的一字线型投射图案。当采用衍射光学元件形成一字线时，可以容易地控制一字线型投射图案的能量分布(例如均匀或不均匀)，使最终的投射图案的能量分布满足预设能量分布要求。
[0010]可选地，所述激光光源为垂直腔面发射激光器元件。
[0011]在本技术中，激光光源为垂直腔面发射激光器元件，可以使投射器的体积较小。
[0012]可选地，所述激光光源的数量为7至25个，并且/或者所述多个激光光源大体等间
隔分布。
[0013]可选地，两个相邻的所述激光光源的距离为20μm至40μm，并且/或者所述多个激光光源的分布总宽度为150μm至600μm。
[0014]可选地，单个所述激光光源所发射的激光投射出的一字线型投射图案的视场角为40
°
至130
°
。
[0015]可选地，所述衍射光学元件平行于所述基板组件，所述激光光源与所述衍射光学元件之间的空气隙为2mm至5.5mm。
[0016]可选地，所述的一字线型激光投射器还包括准直镜，所述准直镜设置在所述激光光源与所述衍射光学元件之间。
[0017]进一步，其特征在于，所述准直镜的焦距为2mm至5.5mm。
[0018]在本技术中，当衍射光学元件不具备准直功能时，通过准直镜准直激光光源发射的光。
[0019]可选地，所述一字线型投射图案包括两端的过渡区域和位于两个所述过渡区域之间的中间区域，所述一字线型激光投射器构造为使得：所述过渡区域的投射角度为2
°
至8
°
，并且所述中间区域的投射光的强度的不均匀性小于30％。
[0020]当需要投射出光强分布均匀的一字线时，根据本技术的激光投射器可以投射出光斑均匀且光斑边缘截止锐利的一字线。
[0021]可选地，所述衍射光学元件包括2台阶、4台阶或8台阶的微纳结构。
[0022]在本技术中，衍射光学元件的加工精度能够满足投射需要。
[0023]可选地，所述衍射光学元件构造为使得所述一字线型投射图案的投射光的强度分布满足预设强度分布曲线。
[0024]根据本技术的激光投射器可以投射出能量分布满足预设能量分布要求的一字线。
[0025]可选地，所述一字线型投射图案包括两端的过渡区域和位于两个所述过渡区域之间的中间区域，所述一字线型激光投射器构造为使得：所述中间区域的投射光的强度按1/(cosα)
a
的归一化强度分布，其中a为取值范围为(0，1.5)的实数，α为所述一字线型投射图案上各点的衍射角度。
[0026]在本技术的一个具体实施方式中，衍射光学元件构造为使得一字线上的光强分布为中间低、两端高，光强按1/(cosα)
a
的归一化强度分布。
[0027]本技术的第二方面提供了一种相机组件，其包括：
[0028]上述的一字线型激光投射器；
[0029]图像采集器，用于采集由所述一字线型激光投射器所投射的图案形成的激光图像；和
[0030]处理器，用于处理所述激光图像以获得深度图像。
[0031]根据本技术的相机组件能够根据应用需要较容易地投射出光强分布满足预设光强分布要求(例如均匀或不均匀)的一字线，并对该一字线形成的激光图像进行拍摄和处理。
[0032]本技术的第三方面提供了一种电子装置，其包括：
[0033]外壳；和
[0034]上述的相机组件，所述相机组件设置至所述外壳并从所述外壳暴露以获得深度图像。
[0035]根据本技术的相机组件能够根据应用需要较容易地投射出光前分布满足预设光强分布要求(例如均匀或不均匀)的一字线，并对该一字线形成的激光图像进行拍摄和处理。
附图说明
[0036]本技术的下列附图在此作为本技术的一部分用于理解本技术。附图中示出了本技术的实施方式及其描述，用来解释本技术的原理。在附图中：
[0037]图1为根据本技术的第一实施方式的一字线型激光投射器的结构示意图；
[0038]图2为根据本技术的第二实施方式的一字线型激光投射器的结构示意图；
[0039]图3为根据本技术的一字线型激光投射器的单个激光光源的投射效果示意图；
[0040]图4为根据本技术的一字线型激光投射器的投射效果示意图，其中，为了说明的目的，将多个相叠加的单个激光光源形成的一字线型投射图案在空间中予以分解；
[0041]图5为根据本技术的一个具体实施方式的一字线型激光投射器的多个激光光源排列情况的说明图，其中有9个激光光源；
[0042]图6为图5的一字线型激光投射器的单个激光光源投射的一字线型投射图案的仿真示意图，其中投射距离为300mm；
[0043]图7为图5的一字线型激光投射器投射的一字线型投射图案的仿真示意图，其中投射距离为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一字线型激光投射器，其特征在于，包括：基板组件；多个激光光源，所述多个激光光源设置在所述基板组件上，用于发射激光，所述多个激光光源沿设定直线方向排列；衍射光学元件，用于将所述多个激光光源所发射的激光沿平行于所述设定直线方向的方向扩散，以形成一字线型投射图案。2.根据权利要求1所述的一字线型激光投射器，其特征在于，所述激光光源为垂直腔面发射激光器元件。3.根据权利要求1所述的一字线型激光投射器，其特征在于，所述激光光源的数量为7至25个，并且/或者所述多个激光光源大体等间隔分布。4.根据权利要求1所述的一字线型激光投射器，其特征在于，两个相邻的所述激光光源的距离为20μm至40μm，并且/或者所述多个激光光源的分布总宽度为150μm至600μm。5.根据权利要求1所述的一字线型激光投射器，其特征在于，单个所述激光光源所发射的激光投射出的一字线型投射图案的视场角为40
°
至130
°
。6.根据权利要求1所述的一字线型激光投射器，其特征在于，所述衍射光学元件平行于所述基板组件，所述激光光源与所述衍射光学元件之间的空气隙为2mm至5.5mm。7.根据权利要求1所述的一字线型激光投射器，其特征在于，还包括准直镜，所述准直镜设置在所述激光光源与所述衍射光学元件之间。8.根据权利要求7所述的一字线型激光投射器，其特征在于，所述准直镜的焦距为2mm至5.5mm。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的一字线型激光投射器，其特征在于，所述一字...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，隋磊，
申请(专利权)人：嘉兴驭光光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：