一字线型激光投射器、相机组件和电子装置的制作方法

本申请涉及成像，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。

背景技术：

1、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。

2、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

1、在
技术实现要素：
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。本申请的实用新型内容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。

2、本申请的第一方面提供一种一字线型激光投射器，其包括：

3、基板组件；

4、多个激光光源，用于发射激光，所述多个激光光源在所述基板组件上沿垂直于设定直线方向的方向间隔排列成n行，每一行中包括沿所述设定直线方向排列的多个所述激光光源；和

5、衍射光学元件，用于将所述多个激光光源所发射的激光沿所述设定直线方向扩散，以形成n条沿所述设定直线方向延伸的一字线型投射图案，所述n条一字线型投射图案沿垂直于所述设定直线方向的方向排列，

6、其中n为大于1的整数。

7、根据本申请，衍射光学元件可以使激光光源投射出一字线型投射图案，同一行的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n条一字线型投射图案中的一条。当采用衍射光学元件形成一字线时，可以容易地控制每一条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。当n的取值不同时，n条一字线型投射图案在垂直于设定直线方向的方向的视场角不同，因此可以根据具体需要灵活调整n的取值。

8、可选地，在每一行所述激光光源中：

9、所述激光光源的数量为7至25个，并且/或者

10、所述多个激光光源大体等间隔分布。

11、可选地，在每一行所述激光光源中：

12、两个相邻的所述激光光源的距离为20μm至40μm，并且/或者

13、所述多个激光光源的分布总宽度为150μm至600μm。

14、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沿所述设定直线方向的视场角为40°至130°。

15、可选地，4≤n≤10。

16、根据本申请，一字线型激光投射器的各个参数设置合理。

17、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。

18、根据本申请，衍射光学元件可以自带准直功能。

19、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。

20、进一步，所述准直镜的焦距为2mm至5.5mm。

21、根据本申请，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。

22、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。

23、根据本申请，衍射光学元件的加工精度能够满足投射需要。

24、可选地，所述激光光源为垂直腔面发射激光器元件。

25、根据本申请，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。

26、可选地，每一条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％。

27、当需要投射出光强分布均匀的一字线时，根据本申请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。

28、可选地，所述衍射光学元件构造为使得每一条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。

29、进一步，每一条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。

30、根据本申请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。

31、本申请的第二方面提供了一种相机组件，其包括：

32、上述的一字线型激光投射器；

33、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

34、处理器，用于处理所述激光图像以获得深度图像。

35、根据本申请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)、视场角满足具体需要的一字线，并对该一字线形成的激光图像进行拍摄和处理。

36、本申请的第三方面提供了一种电子装置，其包括：

37、外壳；和

38、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。

39、根据本申请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)、视场角满足具体需要的一字线，并对该一字线形成的激光图像进行拍摄和处理。

技术特征：

1.一种一字线型激光投射器，其特征在于，包括：

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，在每一行所述激光光源中：

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，在每一行所述激光光源中：

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，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沿所述设定直线方向的视场角为40°至130°。

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，4≤n≤10。

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，所述衍射光学元件包括2台阶、4台阶或8台阶的微纳结构。

10.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。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的一字线型激光投射器，其特征在于，每一条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％。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的一字线型激光投射器，其特征在于，所述衍射光学元件构造为使得每一条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。

13.根据权利要求12所述的一字线型激光投射器，其特征在于，每一条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。

14.一种相机组件，其特征在于，包括：

15.一种电子装置，其特征在于，包括：

技术总结
本申请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。多个激光光源用于发射激光，多个激光光源在基板组件上沿垂直于设定直线方向的方向间隔排列成N行，每一行中包括沿设定直线方向排列的多个激光光源；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，以形成以形成N条沿设定直线方向延伸的一字线型投射图案，N条一字线型投射图案沿垂直于设定直线方向的方向排列。其中N为大于1的整数。根据本申请，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，并且通过调整N的取值调整N条一字线的总视场角。

技术研发人员：陈鹏,隋磊
受保护的技术使用者：嘉兴驭光光电科技有限公司
技术研发日：20220815
技术公布日：2024/1/11