线光束投射模组及深度相机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种线光束投射模组及深度相机，线光束投射模组包括光源模块、菲涅尔透镜以及光束调节元件，光源模块用于发射激光光束，菲涅尔透镜用于准直从光源模块发射出的激光光束，光束调节元件具有相对设置的曲面和菲涅尔面，曲面为光束调节元件上靠近菲涅尔透镜的端面，曲面用于接收经准直的激光光束，经过菲涅尔面投射出线状光束。即在实施时，先利用厚度更小的光束调节元件替换传统的波浪片，以及利用厚度更小的菲涅尔透镜替换传统的准直透镜，由此线光束投射模组的整体尺寸实现了两次递减，其整体尺寸较现有的投射模组更小，有利于集成、小型化。小型化。小型化。

【技术实现步骤摘要】
线光束投射模组及深度相机


[0001]本技术涉及光学
，具体为一种线光束投射模组及深度相机。

技术介绍

[0002]目前，现有的大多数激光投射模组主要采用激光器与衍射光学元件构成用来产生泛光光场或者图案化的光场，这种泛光需要的激光投射的能量较高，多路径效应非常严重，采用激光模组投射单线或者多线的光场能有效的降低多路径效应，一般会采用柱透镜及波浪镜片，鲍威尔棱镜等其他光学器件来产生单线或者多线光场，但由于这些器件的尺寸较大，厚度不能做薄，会造成激光投射模组的整体尺寸较大，由此不利于集成、小型化。同时也容易造成产生的线光场中边缘断点过多，能量损失严重。
[0003]因此，现有技术有待于改善。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的在于提出一种线光束投射模组及深度相机，旨在至少解决
技术介绍
中所提及的现有的激光投射模组存在的不利于集成的技术问题。
[0005]本专利技术的第一方面，提供了一种线光束投射模组，线光束投射模组包括光源模块、菲涅尔透镜以及光束调节元件，光源模块用于发射激光光束，菲涅尔透镜用于准直从光源模块发射出的激光光束，光束调节元件具有相对设置的曲面和菲涅尔面，曲面为光束调节元件上靠近菲涅尔透镜的端面，曲面用于接收经准直的激光光束，经过所述菲涅尔面投射出线状光束。
[0006]在第一方面的基础上，所述线光束投射模组还包括模组外壳，所述光源模块、所述菲涅尔透镜以及所述光束调节元件在所述激光光束的投射方向上依次设置于所述模组外壳内。
[0007]在第一方面的基础上，所述菲涅尔透镜具有相对设置的第一端面和第二端面，所述第一端面为靠近所述光源模块并且在所述菲涅尔透镜的厚度方向所对应的截面包括有直线的端面，所述第二端面为靠近所述光束调节元件并且在所述菲涅尔透镜的厚度方向所对应的截面包括有曲线的端面。所述菲涅尔透镜包括由准直透镜转换所得的菲涅尔透镜，所述准直透镜的厚度大于转化后所得到的菲涅尔透镜的厚度。
[0008]在第一方面的基础上，所述菲涅尔面在所述光束调节元件的长度方向上从顶部至底部依次包括第一折线区域、圆弧区域以及第二折线区域，所述第一折线区域在所述激光光束的投射方向所对应的截面包括若干首尾相接的折线，所述圆弧区域在所述激光光束的投射方向所对应的截面包括至少一条圆弧，所述第二折线区域在所述激光光束的投射方向所对应的截面包括若干首尾相接的折线。所述光束调节元件为由波浪片转换所得的光束调节元件，所述波浪片的厚度大于转换后所得的光束调节元件的厚度。
[0009]本专利技术的第二方面，提供了一种深度相机，深度相机包括第一方面的线光束投射模组。
SurfaceEmitting，垂直腔面发射)。
[0027]具体的，菲涅尔透镜20用于准直从光源模块发射出的激光光束，起到将激光光束进行准直的作用，通俗来讲准直就是促使激光光束中若干光线尽量呈平行关系。其中，菲涅尔透镜20可以是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也可以是由玻璃制作的；该菲涅尔透镜20具有相对设置的第一端面和第二端面，第一端面为靠近光源模块10并且在菲涅尔透镜20的厚度方向所对应的截面包括有直线的端面，第二端面为靠近光束调节元件30并且在菲涅尔透镜20的厚度方向所对应的截面包括有曲线的端面。一般的，菲涅尔透镜20的第一端面大致是较为光滑的平面，第二端面大致是凹凸不平的面，凹凸不平的面所对应的纹理是根据光的干涉、扰射以及相对灵敏度、接收角度要求来设计的；由此，菲涅尔透镜20的厚度较常用的诸如凸透镜、凹透镜、微透镜阵列之类的普通透镜更加薄。
[0028]具体的，光束调节元件30表示能够将激光光束进行调节作用的器件，以使经过准直的斑点光束调制为线状光束，其具有相对设置的曲面和菲涅尔面，例如，曲面的位置是处于光束调节元件30的左侧，相应的菲涅尔面的位置是处于光束调节元件30的右侧，由此形成相对设置关系。其中，曲面为光束调节元件30上靠近菲涅尔透镜20的端面，则曲面可以接收经菲涅尔透镜20准直的激光光束；而菲涅尔面为远离菲涅尔透镜20的端面，则菲涅尔面可以投射线状的激光光束。
[0029]由此，在光源模块10、菲涅尔透镜20以及光束调节元件30构成线光束投射模组1中，一方面，利用厚度更小的光束调节元件替换传统的波浪片；另一方面，利用厚度更小的菲涅尔透镜替换传统的准直透镜，由此线光束投射模组的整体尺寸实现了两次递减，其整体尺寸较现有的投射模组更小，有利于集成、小型化。
[0030]在本实施例中，线光束投射模组1还包括模组外壳40，光源模块10、菲涅尔透镜20以及光束调节元件30在激光光束的投射方向上依次设置于模组外壳40内。即通过模组外壳40设置，能够提供对于光源模块10、菲涅尔透镜20以及光束调节元件30的保护，同时能够形成线性设置，便于保证激光投射的稳定性。
[0031]请参阅图2，图2示出准直透镜转换为菲涅尔透镜的转换过程；即准直透镜通过现有磨削、激光切割等手段，从而转化为厚度更小的菲涅尔透镜20。由于转化后的菲涅尔透镜的厚度小于准直透镜，则线光束投射模组1通过菲涅尔透镜20替换传统的准直透镜，实现了尺寸上的一次缩减，有利于集成、小型化。
[0032]请参阅图3，图3示出波浪片转化为光束调节元件的转换过程；即当波浪片通过一系列工艺转换为光束调节元件30后，所得到的光束调节元件30的厚度小于波浪片厚度，则线光束投射模组1通过光束调节元件30替换传统的波浪片，实现了尺寸上的再一次缩减，进一步有利于集成、小型化。
[0033]请参阅图4
‑
图7，当波浪镜片的波浪面是由相同的周期性面形阵列组成时，波浪镜片转换成光束调节元件30的转换方法如下：
[0034]将波浪镜片的波浪面的单周期定义为一个函数Q(x)，则只用对单周期进行菲涅尔转化即可，其他周期类似，如下图5所示，峰谷的高度差为D，单周期面型函数为Q(x)，将D分成n等份(正整数),每一等份的高度为d，则有d＝D/n，得到点d1,d2,d3
……
，过这些点水平线，由于面形具有对称性，则只考虑左边,得到与曲线的交点为Y1,Y2,Y3
…
,这些点的横坐标为X1,X2,X3
……
。以及为了压缩透镜的厚度,从X0到X1,可以这些面型所对应的函数也定
义为Q(X),绘制出这一段面形,同理X1至X2其面型函数为Q(X)
‑
d,绘制这段面形,X2
‑
X3的面型函数为Q(X)
‑
2d,同理有Xn
‑
Xn
‑
1的面型函数为Q(X)
‑
nd,即可得到单个周期内的菲涅尔面形,其他周期同样这样处理,即可得到光束调节元件30,整个波浪镜片的厚度由原来的D(波浪镜片的厚度)减小到d(光束调节元件30的厚度),很大程度上减少厚度。
[0035]请参阅图8
‑
图13，当波浪镜片的波浪面是由不同的周期性面形阵列组成时，波浪镜片转换成光束调节元件3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线光束投射模组，其特征在于，所述线光束投射模组包括：光源模块，所述光源模块用于发射激光光束；菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜用于准直从所述光源模块发射出的所述激光光束；光束调节元件，所述光束调节元件具有相对设置的曲面和菲涅尔面，所述曲面为所述光束调节元件上靠近所述菲涅尔透镜的端面；其中，所述曲面用于接收经准直的所述激光光束，经过所述菲涅尔面投射出线状光束。2.如权利要求1所述线光束投射模组，其特征在于，所述线光束投射模组还包括模组外壳；所述光源模块、所述菲涅尔透镜以及所述光束调节元件在所述激光光束的投射方向上依次设置于所述模组外壳内。3.如权利要求1所述线光束投射模组，其特征在于，所述菲涅尔透镜具有相对设置的第一端面和第二端面；所述第一端面为靠近所述光源模块并且在所述菲涅尔透镜的厚度方向所对应的截面包括有直线的端面；所述第二端面为靠近所述光束调节元件并且在所述菲涅尔透镜的厚度方向所对应的截面包括有曲线的端面。4.如权利要求1所述线光束投射模组，其特征在于，所述菲涅尔面在所述光束调节元件的长度方向上从顶部至底部依次包括第一折线区域、圆弧区域以及第二折线区域；所述第一折线区域在所述激光光束的投射方向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俐权，郑德金，黄泽铗，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：