基于扩散片扩束的声光偏转模组、光电装置及电子设备的制作方法

本申请属于光电检测领域，尤其涉及一种基于扩散片扩束的声光偏转模组、光电装置及电子设备。

背景技术：

1、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测量具有感测距离远、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。

2、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光的发射方向进行扫描的方式来获得更大的检测范围。目前，其中一种改变检测光发射方向的方式为采用机械结构转动检测装置，然而此种方式往往需要多个分立器件组配成机械转动结构，发射/接收的光路调试和装配复杂度高，机械转动结构也容易损坏失准，而且因机械转动结构的尺寸较大而对使用它的终端设备外形造成影响。另外一种改变检测光发射方向的方式为混合固态方案，主要采用振动部件带动光学部件的方式改变检测光的发射方向。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，但由于振动部件也容易损坏，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

1、有鉴于此，本申请提供能够改善现有技术问题的一种基于扩散片扩束的声光偏转模组、光电装置及电子设备。

2、第一方面，本申请提供一种基于扩散片扩束的声光偏转模组，被配置为向检测范围发射基于飞行时间原理进行三维信息检测的感测光束。所述声光偏转模组包括：

3、光源模块，包括：

4、一个或更多个发光单元，被配置为发出光束；及

5、超透镜，被配置为对所述发光单元发出的光束进行准直；

6、声光偏转模块，被配置为接收经准直的光束并根据所施加的声波频率在预设的第一偏转角度范围内沿第一方向将光束偏转多个不同的预设偏转角度；

7、会聚光学器件，被配置为对经所述声光偏转模块偏转后的光束进行会聚；

8、投射光学系统，包括：

9、 投射透镜，被配置为将会聚后的光束沿检测范围内与光束偏转角度对应的预设发射方向投射，以形成所述感测光束；

10、其中，经所述声光偏转模块偏转后的光束由所述会聚光学器件会聚后经过所述投射透镜的焦平面上的对应区域到达所述投射透镜，所述对应区域随光束偏转角度的变化在所述焦平面上移动；及

11、扩散片，设置在所述投射透镜的出光侧，所述扩散片上形成有可以调制光束的微结构，被配置为对所述感测光束沿第二方向的发散角进行扩展以形成长条形的感测光束，定义所述感测光束具有最大尺寸的方向为其长度方向，所述长条形感测光束的长度方向平行于所述第二方向，所述第二方向与所述第一方向相互垂直设置。

12、第二方面， 本申请提供一种光电装置，被配置为对位于预设检测范围内的物体进行距离检测。所述光电装置包括接收模组、处理电路以及如上所述的声光偏转模组。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。

13、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装置。所述应用模块被配置为根据所述光电装置的检测结果实现相应的功能。

14、本申请的有益效果：

15、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声光偏转模块实现感测光束在预设偏转角度范围内的连续偏转，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。

技术特征：

1.一种基于扩散片扩束的声光偏转模组，其特征在于，被配置为向检测范围发射基于飞行时间原理进行三维信息检测的感测光束，其包括：

2.如权利要求1所述的声光偏转模组，其特征在于，所述焦平面位于投射透镜与所述会聚光学器件之间，所述焦平面上的对应区域作为次生光源区域以发出所述感测光束。

3.如权利要求2所述的声光偏转模组，其特征在于，所述声光偏转模块对光束进行最小角度偏转前后分别在所述焦平面上对应形成的相邻的两个次生光源区域彼此相切。

4.如权利要求1所述的声光偏转模组，其特征在于，所述第一方向为水平方向，所述第二方向为竖直方向；或者

5.如权利要求1所述的声光偏转模组，其特征在于，所述扩散片为折射扩散片，所述微结构通过对经过光束的折射来实现沿预设方向扩展感测光束发散角的功能。

6.如权利要求1所述的声光偏转模组，其特征在于，所述扩散片为衍射扩散片，所述微结构通过对经过光束的衍射来实现沿预设方向扩展感测光束发散角的功能。

7.如权利要求1所述的声光偏转模组，其特征在于，进一步包括反射件，从所述声光偏转模块发出的偏转光束先经所述反射件反射后进入所述投射光学系统。

8.如权利要求1所述的声光偏转模组，其特征在于，进一步包括液晶偏振光栅模块，所述液晶偏振光栅模块设置在所述声光偏转模块与所述投射光学系统之间，以将经所述声光偏转模块偏转的光束进一步偏转预设的偏转角度，所述液晶偏振光栅模块和所述声光偏转模块均在相同平面内沿所述第一方向进行光束偏转。

9.如权利要求1所述的声光偏转模组，其特征在于，所述光源模块进一步包括缩束光学器件，所述缩束光学器件被配置为将经所述超透镜准直后的光束先缩小至预设尺寸后再传输至所述声光偏转模块。

10.如权利要求1所述的声光偏转模组，其特征在于，所述光源模块进一步包括线偏振片，所述线偏振片设置在光束进入所述声光偏转模块之前的光路上，被配置为将光束在进入所述声光偏转模块之前转换为具有预设偏振态的线偏振光。

11.如权利要求1所述的声光偏转模组，其特征在于，所述光源模块进一步包括偏振分束器、偏振方向调节件及导光件，所述偏振分束器设置在光束进入所述声光偏转模块之前的光路上，所述偏振分束器将经过的光束分解为第一偏振光束和第二偏振光束，所述第一偏振光束具有第一偏振方向，所述第二偏振光束具有与所述第一偏振方向不同的第二偏振方向，所述导光件被配置为引导所述第一偏振光束或所述第二偏振光束的传播方向或者既引导所述第一偏振光束又引导所述第二偏振光束的传播方向，以使得所述第一偏振光束和所述第二偏振光束分别沿不同光路入射至所述声光偏转模块，所述偏振方向调节件被配置为改变所述第一偏振光束或所述第二偏振光束的偏振方向，使得两者以相同的预设偏振方向进入所述声光偏转模块。

12.如权利要求11所述的声光偏转模组，其特征在于，分解后的所述第一偏振光束和所述第二偏振光束分别到达所述声光偏转模块的时刻具有预设的时间差。

13.如权利要求11所述的声光偏转模组，其特征在于，所述第一偏振光束沿光束入射所述偏振分束器时入射方向所在的主光轴透过所述偏振分束器传播至所述声光偏转模块，所述偏振方向调节件设置在所述主光轴上，被配置为将所述第一偏振光束的第一偏振方向改变为所述第二偏振方向。

14.如权利要求11所述的声光偏转模组，其特征在于，所述第二偏振光束经所述偏振分束器后沿偏离光束入射所述偏振分束器时入射方向所在的主光轴的旁支光路传播至所述声光偏转模块，所述偏振方向调节件设置在所述旁支光路上，被配置为将所述第二偏振光束的第二偏振方向改变为所述第一偏振方向。

15.如权利要求11、13或14所述的声光偏转模组，其特征在于，所述偏振方向调节件包括液晶层，被配置为通过调节所述液晶层内液晶分子的朝向以改变经过光束的偏振方向。

16.如权利要求11所述的声光偏转模组，其特征在于，所述第二偏振光束经所述导光件引导后沿平行于所述第一偏振光束的方向进入所述声光偏转模块，所述第一偏振光束和第二偏振光束各自在所述声光偏转模块上的入射点均位于所述声光偏转模块上预设的入射区域内。

17.一种光电装置，其特征在于，被配置为对位于预设检测范围内的物体进行三维信息检测，包括如权利要求1-16中任意一项所述的声光偏转模组，所述光电装置还包括接收模组及处理模块，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，所述处理模块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。

18.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求17所述的光电装置，所述电子设备还包括应用模块，所述应用模块被配置为根据所述光电装置的检测结果实现相应的功能。

技术总结
本申请提供了一种基于扩散片扩束的声光偏转模组，包括光源模块、声光偏转模块、会聚光学器件、投射光学系统及扩散片。光源模块包括发光单元及用于准直光束的超透镜。声光偏转模块根据施加的声波频率在第一偏转角度范围内沿第一方向将准直光束偏转多个不同的预设偏转角度。投射光学系统将经会聚光学器件会聚的光束沿检测范围内对应的发射方向投射以形成感测光束。其中，偏转会聚后的光束经过投射光学系统的焦平面上的对应区域，对应区域随光束偏转角度的变化在焦平面上移动。扩散片对感测光束沿第二方向的发散角进行扩展以形成长条形的感测光束，其长度方向平行于与第一方向垂直的第二方向。本申请还提供光电装置及电子设备。

技术研发人员：谷立民,莫良华,李佳鹏,吕晨晋,汪浩,刘德胜,陈艺章
受保护的技术使用者：深圳赋能光达科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14