结构紧凑的图像信息处理装置及用于其中的激光模组的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及结构紧凑的图像信息处理装置及用于其 中的激光模组。
【背景技术】
[0002] 随着现代科技的发展，图像信息的处理变得尤为重要，现有的图像信息处理装置 包括有盒体、控制电路板、前面板以及底板;其中，RGB摄像头和红外发射器、红外接收器安 装在控制电路板上，然后将安装有RGB摄像头和红外发射器、红外接收器的控制电路板装入 盒体内，将底板盖到盒体上，压紧，以将控制电路板固定在盒体内。然而，这种方式容易导致 安装在RGB摄像头和红外发射器、红外接收器不牢固，结构容易松动，结构不紧凑，不利于控 制电路板散热，容易损坏控制电路板。尤其是针对RGB摄像头和红外发射器、红外接收器这 种光学器件，稍微有所松动或者偏移，则将导致整个产品的精准度发生改变。另外，现有的 图像信息处理装置，采集图像信息的激光光束一般是光源出射的激光经过准直后衍射得到 的非准直衍射光，其扩散角较小，导致采集到的图像的范围较小，图像信息处理装置的可视 角较小。
【发明内容】
[0003] 本发明公开了结构紧凑的图像信息处理装置及用于其中的激光模组，一方面，提 供了一种激光模组，其光路结构紧凑、稳固，光学元件数量少，便于组装、固定，从而使得激 光模组的体积进一步缩小、便于集成、便于运用到其他电子设备；另一方面，提供了一种图 像信息处理装置，其各个元器件均设置在固定支架上，使得本发明体积小、结构紧凑、牢固， 各个元器件也不易发生松动。
[0004] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0005] 第一方面，本发明提出一种光路结构，包括:包括激光光源，其特征在于，还包括沿 着光传播方向依次放置的反射镜、准直分束元件和衍射元件;所述准直分束元件为具有衍 射结构的光学元件。
[0006] 其中，所述反射镜反射所述激光光源出射的激光为非准直光，经过所述准直分束 元件后出射多束准直光，所述衍射元件接收所述多束准直光，出射多个衍射光束，所述准直 分束元件的衍射结构为根据所述非准直光的光场和所述多束准直光的光场计算得到的透 过率函数对应的相位波带衍射结构。
[0007] 第二方面，本发明提出一种包括上述光路结构的激光模组，包括具有内腔的用于 固定光路结构的壳体。内腔依次包括:光源放置腔、反射镜放置腔、和出光口；所述激光光源 固定安装于所述光源放置腔，所述反射镜固定安装于反射镜放置腔，所述准直分束元件和 衍射元件依次固定安装于所述壳体的光出射方向的出光口。
[0008] 第三方面，本发明提出一种包括上述激光模组的图像信息处理装置，包括：
[0009] 固定支架和PCB板，所述固定支架包括由中间隔板隔开设置的前凹槽和后凹槽，所 述前凹槽放置所述激光模组，所述后凹槽放置所述PCB板。
[0010]其中，还包括设置在所述前凹槽的激光防护模组、RGB摄像头、红外摄像头、第一麦 克风和第二麦克风;所述激光防护模组的边缘开有第六通孔;所述前凹槽从左至右依次设 有第一连接孔、第一凹槽、第一凸起平台、第一通孔、第二凸起平台、第二凹槽和第二连接 孔;所述第一凸起平台和第二凸起平台的凸起高度均小于所述前凹槽的深度;所述固定支 架的两端设置有弧形限位槽;所述激光模组、激光防护模组、RGB摄像头、红外摄像头分别安 装于所述第一凹槽、第一凸起平台、第二凸起平台、第二凹槽，所述第一麦克风安装于所述 第一连接孔处，所述第二麦克风安装于所述第二连接孔处。
[0011]其中，所述后凹槽的侧壁紧邻第一凹槽、第二凸起平台和第二凹槽处开有条形缺 □ 〇
[0012] 其中，还包括前部设有开口的外壳和外壳前盖，所述固定支架设置于外壳的内部， 所述外壳的内部两端设置有与所述弧形限位槽配合的限位柱;所述外壳的背面设置有第二 通孔;所述外壳前盖固定于所述外壳的开口，并压紧所述固定支架。
[0013] 其中，所述外壳前盖从左到右依次设置有与红外摄像头对应的第三通孔、与RGB摄 像头对应的第四通孔、与激光模组对应的第五通孔;所述第四通孔与所述第五通孔的距离 大于所述第四通孔与所述第三通孔的距离，所述第三通孔、第四通孔和第五通孔前端的内 圆周上均设置有沿圆周方向设置的边缘。
[0014] 其中，所述第三通孔处、第四通孔处和第五通孔处均依次放置有透镜、透镜压片和 密封泡棉。
[0015] 本发明有益效果：本发明的光路结构紧凑、稳固，光学元件数量少，便于组装、固 定;含有该光路结构的激光模组组装成本低、体积小、便于集成、便于应用到其他电子设备； 图像信息处理装置的PCB板放置在所述后凹槽内有利于散热，同时各个元器件均设置在固 定支架上使得本发明体积小、结构紧凑、牢固，各个元器件也不易发生松动，因此可以应用 在移动终端、手持装置、穿戴式装置等轻、薄、短小的设计的电子设备上。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明提供的激光模组的光路结构图。
[0017] 图2a是准直分束元件D0E的局部衍射结构图。
[0018]图2b是准直分束元件D0E沿截面A-A的剖面侧视图。
[0019]图3是光束经过准直分束元件D0E出射的光束截面图。
[0020]图4是衍射元件D0E的局部结构示意图。
[0021 ]图5是准直光经过D0E衍射后形成的散斑图。
[0022]图6a是本发明提供的激光模组的壳体的立体结构示意图。
[0023]图6b是本发明提供的激光模组的壳体的内部结构示意图。
[0024]图6c是本发明提供的激光模组的壳体沿C-C的剖面侧视图。
[0025] 图7是本发明提供的图像信息处理装置的固定支架的结构示意图。
[0026] 图8是本发明提供的图像信息处理装置的外壳前盖的结构示意图。
[0027]附图标记说明如下：
[0028] 1.固定支架，2 . PCB板，3 .激光模组，4.激光防护模组，5 . RGB摄像头，6 .红外摄像 头，7.第一麦克风，8.第二麦克风，9.外壳前盖，10.透镜，11.透镜压片，12.密封泡棉，101. 第一连接孔，102.第一凹槽，103.第一凸起平台，104.第一通孔，105.第二凸起平台，106.第 二凹槽，107 .第二连接孔，108.弧形限位槽，31.壳体，32 .内腔，33.激光光源，34.反射镜， 35.准直分束元件，36.衍射元件，321.光源放置腔，322.反射镜放置腔，323.出光口，401.第 六通孔，901.第三通孔，902.第四通孔，903.第五通孔。
【具体实施方式】
[0029] 以下结合附图，通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0030] 参考图1，本发明一方面提出了一种光路结构，包括激光光源33,还包括沿着光传 播方向依次放置的反射镜34、准直分束元件35和衍射元件36;所述准直分束元件35为具有 衍射结构的光学元件。
[0031] 激光光源33可以是常用的半导体激光器、半导体边射型激光器（edge emitting laser)、垂直共振腔面发射激光器(VCSEL)或其它种类的激光光源。半导体激光器作为激光 光源，体积小、成本较低，便于集成到小型电子设备中，本发明优选半导体激光器。
[0032]所述激光光源33发出的激光为非准直光，经过所述准直分束元件35后出射多束准 直光，所述衍射元件36接收所述多束准直光，出射多个衍射光束，所述准直分束元件35的衍 射结构为根据所述非准直光的光场和所述多束准直光的光场计算得到的透过率函数对应 的相位波带衍射结构，所述多束准直光的光束截面面积近似相等，光束能量通量近似相等。 [0033]在图像信息处理装置中需要对光束进行准直使其成为较佳的准直光，再让准直光 经过衍射元件36发生衍射形成散点光。
[0034]具有衍射结构的光学元件，其基片可以为透镜、反射镜、平板或其他传统光学器 件，即在透镜、反射镜、平板或其他传统光学器件的表面制备具有特定位相分布的衍射结 构，例如刻蚀产生两个或多个台阶深度的浮雕结构。
[0035]衍射光学元件的衍射结构是根据入射光场和所要求的出射光场来求得衍射屏的 透过率函数，生成表面上的相位波带衍射结构。
[0036] 换言之，衍射光学元件的衍射结构采用逆设计方法获得，已知输入和输出面上的 光强分布，求输入和输出面上的位相分布。
[0037] 在本发明中激光光源的出射光的光波长小于衍射元件的特征尺寸，设计过程为衍 射过程的求逆过程，例如根据入射光为准直激光，经过衍射光学元件后出射光为形成设定 图案的激光，可知在夫朗和费衍射区域要得到的光场为f(x，y)，则对f(x，y)进行逆运算，求 解FrHfUj)}，由于FrH