[发明专利]衍射光学元件、投射模组及电子设备

说明书

本发明提供一种衍射光学元件、投射模组及电子设备。该衍射光学元件包括阵列分布的多个微结构，用于将单束光分束为3*4的多束光；微结构包括柄部、第一腿部和第二腿部，第一腿部和第二腿部间隔设置，并共同与柄部的一端部连接，第一腿部和第二腿部围合形成一缺口，缺口的开口方向背向柄部。通过将衍射光学元件的微结构设置成大致呈扳手状，并且微结构呈阵列排布形成分束阵列，从而使得衍射光学元件能够将单束光分束为3*4的多束光，并且分束得到的多束光的均匀度、零级强度及衍射效率等参数良好，即衍射光学元件具备良好的光学性能，应用于三维检测技术中能够满足高检测精度的需求。

技术领域

本发明属于光学技术领域，尤其涉及一种衍射光学元件、投射模组及电子设备。

背景技术

基于飞行时间(Time of Flight，ToF)技术常用于深度检测或者三维检测中，通过测量发射光信号经被测物体反射回来到达接收端的飞行时间，计算被测物体的距离。衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)是用于深度检测或者三维检测光的投射模组中的核心元件，当前常见的衍射光学元件的衍射效率与检测精度都不高。为此，需要具有较高衍射效率与检测精度的衍射光学元件。

发明内容

本发明的目的是提供一种衍射光学元件，能够将单束光分束为3*4的多束光，具有较高的光学性能与较高的检测精度。

为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种衍射光学元件，用于将单束光分束为3*4的多束光，所述衍射光学元件包括阵列分布的多个微结构；所述微结构包括柄部、第一腿部和第二腿部，所述第一腿部和所述第二腿部间隔设置，并共同与所述柄部的一端部连接，所述第一腿部和所述第二腿部围合形成一缺口，所述缺口的开口方向背向所述柄部。

上述衍射光学元件，设置大致呈扳手状的微结构，微结构于基底上呈阵列排布形成分束阵列，从而使得衍射光学元件能够将单束光分束为3*4的多束光，实现散斑结构光或dToF(Direct Time of Flight，直接测量飞行时间)电子设备中所需的点阵投射。并且，采用上述微结构，衍射光学元件分束形成的3*4的多束光的均匀度、零级强度及衍射效率等参数良好，即衍射光学元件具备良好的光学性能，应用于三维检测技术中能够满足高检测精度的需求。

进一步地，所述柄部包括相背的第一侧边和第二侧边，所述第一腿部包括背向所述第二腿部的第三侧边，所述第二腿部包括背向所述第一腿部的第四侧边；所述第一侧边和所述第三侧边圆滑连接，所述第二侧边和所述第四侧边圆滑连接，所述第一侧边与所述第二侧边圆滑连接。

柄部的第一侧边与第一腿部背向第二腿部的第三侧边圆滑连接，柄部的第二侧边与第二腿部背向第一腿部的第四侧边圆滑连接，柄部的第一侧边与第二侧边圆滑连接，也即，第一侧边与第二侧边、第一侧边与第三侧边、第二侧边与第四侧边均为圆滑连接。如此，可以使得微结构的结构更匀称，得光束更好地在通过微结构之后进行衍射形成3*4光束，并降低衍射过程中损失的光线能量，提高衍射效率及衍射分束后得到的光束的均匀性。

进一步地，所述第一腿部还包括朝向所述第二腿部的第五侧边，所述第二腿部还包括朝向所述第一腿部的第六侧边；所述第五侧边靠近所述柄部的一端和所述第六侧边的靠近所述柄部的一端圆滑连接；所述第三侧边和所述第五侧边远离所述柄部的一端圆滑连接，所述第四侧边和所述第六侧边远离所述柄部的一端圆滑连接。

第一腿部上朝向第二腿部的第五侧边与第二腿部上朝向第一腿部的第六侧边在靠近柄部的一端圆滑连接，且第一腿部的第三侧边与第五侧边在远离柄部的一端圆滑连接、第二腿部的第四侧边与第六侧边在远离柄部的一端圆滑连接，也即在第一腿部与第二腿部的第三侧边、第五侧边、第六侧边、第四侧边之间也圆滑连接。如此，与上述原理相同，可以使得微结构的结构更匀称，得光束更好地在通过微结构之后进行衍射形成3*4光束，并降低衍射过程中损失的光线能量，提高衍射效率及衍射分束后得到的光束的均匀性。