发射模组制造技术

本申请提供了一种发射模组，包括光源模块

【技术实现步骤摘要】
发射模组、光电检测装置、电子设备及三维信息检测方法
[0001]本申请要求申请日为
2022
年9月2日，申请号为
202211069041.7、
专利技术名称为一种发射模组
、
光电检测装置及电子设备的在先申请的国内优先权，该在先申请的全部内容均以引入的方式并入本文本中
。


[0002]本申请属于光电检测领域，尤其涉及一种发射模组
、
光电检测装置
、
电子设备及三维信息检测方法
。

技术介绍

[0003]飞行时间
(Time of Flight,ToF)
测量原理根据测量场景中被物体反射的检测光的飞行时间来计算物体的距离等三维信息
。
由于
ToF
测量具有感测距离长
、
精度高
、
能耗低等优点，被广泛应用于消费性电子产品
、
智能驾驶
、AR/VR
等领域
。
[0004]利用
ToF
测量原理进行测距的检测装置本身的视场角有限，需要通过不断改变检测方向进行扫描的方式来获得更大的检测范围
。
目前，其中一种改变检测方向的方式是采用机械结构转动检测装置来实现，然而此种方式往往需要多组分立器件，光路的调试和装配复杂度高，复杂的机械结构容易损坏失准，也因尺寸较大而对使用它的终端设备外形造成影响
。
另外一种改变检测方向的方式为混合固态方案，主要采用振动部件带动光学结构的方式改变检测方向
。
虽然相对于机械转动方案，混合固态方案的成本和尺寸都显著降低，但由于振动部件易损坏，系统的可靠性仍较低，限制了检测装置的应用场景
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种能够改善现有技术问题的发射模组
、
光电检测装置
、
电子设备及三维信息检测方法
。
[0006]第一方面，本申请提供一种发射模组，被配置为向检测范围内发射感测光束以对检测范围内的物体进行三维信息检测
。
所述发射模组包括光源模块
、
第一光束偏转模块和第二光束偏转模块
。
第一光束偏转模块被配置为将经过的光束分别在多个时刻对应偏转不同的预设粗调偏转角度，以形成在预设的第三偏转角度范围内具有不同出射方向的感测光束
。
第二光束偏转模块被配置为将经过的光束分别在多个时刻对应偏转不同的预设粗调偏转角度，以形成在预设的第四偏转角度范围内具有不同出射方向的感测光束
。
光源模块被配置为分别在可交替切换的不同时段对应发射第一光束至所述第一光束偏转模块和发射第二光束至所述第二光束偏转模块，并分别在预设的第一偏转角度范围内以预设的细调偏转精度对应偏转发出的所述第一光束和第二光束
。
所述第一光束偏转模块偏转经过光束的多个预设粗调偏转角度按照预设的第一角度间隔形成等差数列，所述第二光束偏转模块偏转经过光束的多个预设粗调偏转角度按照预设的第二角度间隔形成等差数列，所述第一偏转角度范围大于或等于所述第一角度间隔和第二角度间隔
。
[0007]第二方面，本申请提供一种光电检测装置，被配置为对位于预设检测范围内的物
体进行距离检测
。
所述光电检测装置包括接收模组
、
处理电路以及如上所述的发射模组
。
所述接收模组被配置为感测来自检测范围内的光信号并输出相应的光感应信号，所述处理电路被配置为分析处理所述光感应信号以获得在检测范围内物体的三维信息
。
[0008]第三方面，本申请提供一种电子设备，包括应用模块及如上所述的光电检测装置
。
所述应用模块被配置为根据所述光电检测装置的检测结果实现相应的功能
。
[0009]第四方面，本申请提供一种三维信息检测方法，所述三维信息检测方法应用于如上所述的光电检测装置或如上所述的电子设备，包括：
[0010]S101
，控制所述光源模块发出第一光束至第一光束偏转模块，并在所述第一光束经第一光束偏转模块已偏转预设的粗调偏转角度的基础上在第一偏转角度范围内按照预设的细调偏转精度控制所述光源模块偏转所发出的第一光束；
[0011]S102,
控制所述第二光束偏转模块配置好对经过光束在第四偏转角度范围内的粗调偏转角度；
[0012]S103
，控制所述光源模块发出第二光束至第二光束偏转模块，并在所述第二光束经第二光束偏转模块已偏转预设角度的基础上在预设的第一偏转角度范围内按照预设的细调偏转精度控制所述光源模块偏转所发出的第二光束；
[0013]S104
，控制所述第一光束偏转模块配置好对经过光束在第三偏转角度范围内的粗调偏转角度；
[0014]S105
，感测来自检测范围内的光信号，并记录所感测到的光信号的接收时间；及
[0015]S106
，分析和处理所感测到的光信号的接收时间数据以获得从检测范围内反射回来的感测光束的飞行时间，并根据所述飞行时间获得反射所述感测光束的物体的三维信息
。
[0016]本申请的有益效果：
[0017]相较于通过机械转动方案和混合固态方案实现对感测光束的偏转，本申请通过纯固态的光源模块和光束偏转模块实现感测光束在第二偏转角度范围
Ψ
内的准连续偏转，不需要依赖部件的转动和振动，具有更好的可靠性和尺寸紧凑的有益效果
。
附图说明
[0018]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的特征及优点将变得更加明显
。
[0019]图1为本申请一实施例提供的电子设备的功能模块示意图；
[0020]图2为图1中所述光电检测装置一实施例的功能模块示意图；
[0021]图3为图2中所述处理电路获得的统计直方图的示意图；
[0022]图4为图2中所述发射模组的结构示意图；
[0023]图5为图4中所述光源模块的结构示意图；
[0024]图6为图4中所述光源模块发出的光束的发散角示意图；
[0025]图7为图5中所述光源不同实施例的结构示意图；
[0026]图8‑9为图4中所述光源模块不同实施例的结构示意图；
[0027]图
10
为图4中所述光束偏转模块中的
LCPG
单元的结构示意图；
[0028]图
11
‑
12
为图
10
的所述
LCPG
单元中具有不同光栅矢量方向的
LCPG
片进行级联时对光束的偏转情况示意图；
[0029]图
13
为本申请一实施例提供的二值式级联的
LCPG
单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种发射模组，其特征在于，被配置为向检测范围内发射感测光束以对检测范围内的物体进行三维信息检测，其包括：第一光束偏转模块，被配置为将经过的光束分别在多个时刻对应偏转不同的预设粗调偏转角度，以形成在预设的第三偏转角度范围内具有不同出射方向的感测光束；第二光束偏转模块，被配置为将经过的光束分别在多个时刻对应偏转不同的预设粗调偏转角度，以形成在预设的第四偏转角度范围内具有不同出射方向的感测光束；光源模块，被配置为分别在可交替切换的不同时段对应发射第一光束至所述第一光束偏转模块和发射第二光束至所述第二光束偏转模块，并分别在预设的第一偏转角度范围内以预设的细调偏转精度对应偏转发出的所述第一光束和第二光束；其中，所述第一光束偏转模块偏转经过光束的多个预设粗调偏转角度按照预设的第一角度间隔形成等差数列，所述第二光束偏转模块偏转经过光束的多个预设粗调偏转角度按照预设的第二角度间隔形成等差数列，所述第一偏转角度范围大于或等于所述第一角度间隔和第二角度间隔
。2.
如权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述光源模块包括第一光源组
、
第一投射透镜
、
第二光源组及第二投射透镜，所述第一光源组包括多个光源，所述第一光源组的多个光源设置在第一投射透镜的焦平面上，所发出光束经第一投射透镜形成的所述第一光束的发射方向与该光源在第一投射透镜焦平面上的位置具有对应关系，所述第二光源组包括多个光源，所述第二光源组的多个光源设置在所述第二投射透镜的焦平面上，所发出光束经第二投射透镜形成的所述第二光束的发射方向与该光源在第二投射透镜焦平面上的位置具有对应关系
。3.
如权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述光源模块包括多个光源和投射透镜，多个光源设置在投射透镜的焦平面上，所发出光束经投射透镜后的发射方向与该光源在投射透镜焦平面上的位置具有对应关系，所述光源模块还包括光路切换器件，所述光路切换器件被配置为分别在可交替切换的不同时段将光束对应反射至所述第一光束偏转模块和第二光束偏转模块
。4.
如权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述第一光束偏转模块和第二光束偏转模块将经过光束沿第一扫描方向进行偏转，所述光源模块将所发出光束沿第一扫描方向进行偏转，所述发射模组还包括第一光束扩展模块和第二光束扩展模块，所述第一光束扩展模块被配置为将所述第一光束沿预设的第二扫描方向扩展
,
所述第二光束扩展模块被配置为将所述第二光束的发散角沿预设的第二扫描方向扩展，所述第二扫描方向与所述第一扫描方向之间相互垂直设置或成预设夹角
。5.
如权利要求4所述的发射模组，其特征在于，所述第一光束扩展模块和第二光束扩展模块分别包括扩束透镜，所述扩束透镜包括沿零级光束发出方向依次设置的入光面和出光面，所述零级光束为在所述第一光束偏转模块和第二光束偏转模块在各自对应的偏转角度范围内位于中间角度位置的光束，所述入光面和出光面中的至少一个为沿所述第二扫描方向弯曲的光学表面，以将透过所述扩束透镜的光束的发散角沿所述第二扫描方向扩展
。6.
如权利要求5所述的发射模组，其特征在于，所述扩束透镜为柱形凹透镜，所述光学表面为朝零级光束发出方向凹进去的内凹曲面；或者所述扩束透镜为柱形凸透镜，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫良华，谷立民，李佳鹏，吕晨晋，汪浩，刘德胜，陈艺章，
申请(专利权)人：深圳阜时科技有限公司，
类型：发明
国别省市：