結(jié)構(gòu)緊湊的圖像信息處理裝置、激光模組及光路結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及結(jié)構(gòu)緊湊的圖像信息處理裝置、激 光模組及光路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，圖像信息的處理變得尤為重要，現(xiàn)有的圖像信息處理裝置 包括有盒體、控制電路板、前面板以及底板;其中，RGB攝像頭和紅外發(fā)射器、紅外接收器安 裝在控制電路板上，然后將安裝有RGB攝像頭和紅外發(fā)射器、紅外接收器的控制電路板裝入 盒體內(nèi)，將底板蓋到盒體上，壓緊，以將控制電路板固定在盒體內(nèi)。然而，這種方式容易導(dǎo)致 安裝在RGB攝像頭和紅外發(fā)射器、紅外接收器不牢固，結(jié)構(gòu)容易松動，結(jié)構(gòu)不緊湊，不利于控 制電路板散熱，容易損壞控制電路板。尤其是針對RGB攝像頭和紅外發(fā)射器、紅外接收器這 種光學(xué)器件，稍微有所松動或者偏移，則將導(dǎo)致整個產(chǎn)品的精準(zhǔn)度發(fā)生改變。另外，現(xiàn)有的 圖像信息處理裝置，采集圖像信息的激光光束一般是光源出射的激光經(jīng)過準(zhǔn)直后衍射得到 的非準(zhǔn)直衍射光，其擴散角較小，導(dǎo)致采集到的圖像的范圍較小，圖像信息處理裝置的可視 角較小。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型公開了結(jié)構(gòu)緊湊的圖像信息處理裝置、激光模組及光路結(jié)構(gòu)，一方面， 提供了一種激光模組，其光路結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)固，光學(xué)元件數(shù)量少，便于組裝、固定，從而使得 激光模組的體積進一步縮小、便于集成、便于運用到其他電子設(shè)備；另一方面，提供了一種 圖像信息處理裝置，其各個元器件均設(shè)置在固定支架上，使得本實用新型體積小、結(jié)構(gòu)緊 湊、牢固，各個元器件也不易發(fā)生松動。
[0004] 為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：
[0005] 第一方面，本實用新型提出一種光路結(jié)構(gòu)，包括:包括激光光源，其特征在于，還包 括沿著光傳播方向依次放置的反射鏡、準(zhǔn)直分束元件和衍射元件;所述準(zhǔn)直分束元件為具 有衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件。
[0006] 其中，所述反射鏡反射所述激光光源出射的激光為非準(zhǔn)直光，經(jīng)過所述準(zhǔn)直分束 元件后出射多束準(zhǔn)直光，所述衍射元件接收所述多束準(zhǔn)直光，出射多個衍射光束，所述準(zhǔn)直 分束元件的衍射結(jié)構(gòu)為根據(jù)所述非準(zhǔn)直光的光場和所述多束準(zhǔn)直光的光場計算得到的透 過率函數(shù)對應(yīng)的相位波帶衍射結(jié)構(gòu)。
[0007] 第二方面，本實用新型提出一種包括上述光路結(jié)構(gòu)的激光模組，包括具有內(nèi)腔的 用于固定光路結(jié)構(gòu)的殼體。內(nèi)腔依次包括:光源放置腔、反射鏡放置腔、和出光口；所述激光 光源固定安裝于所述光源放置腔，所述反射鏡固定安裝于反射鏡放置腔，所述準(zhǔn)直分束元 件和衍射元件依次固定安裝于所述殼體的光出射方向的出光口。
[0008] 第三方面，本實用新型提出一種包括上述激光模組的圖像信息處理裝置，包括：
[0009] 固定支架和PCB板，所述固定支架包括由中間隔板隔開設(shè)置的前凹槽和后凹槽，所 述前凹槽放置所述激光模組，所述后凹槽放置所述PCB板。
[0010]其中，還包括設(shè)置在所述前凹槽的激光防護模組、RGB攝像頭、紅外攝像頭、第一麥 克風(fēng)和第二麥克風(fēng);所述激光防護模組的邊緣開有第六通孔;所述前凹槽從左至右依次設(shè) 有第一連接孔、第一凹槽、第一凸起平臺、第一通孔、第二凸起平臺、第二凹槽和第二連接 孔;所述第一凸起平臺和第二凸起平臺的凸起高度均小于所述前凹槽的深度;所述固定支 架的兩端設(shè)置有弧形限位槽;所述激光模組、激光防護模組、RGB攝像頭、紅外攝像頭分別安 裝于所述第一凹槽、第一凸起平臺、第二凸起平臺、第二凹槽，所述第一麥克風(fēng)安裝于所述 第一連接孔處，所述第二麥克風(fēng)安裝于所述第二連接孔處。
[0011]其中，所述后凹槽的側(cè)壁緊鄰第一凹槽、第二凸起平臺和第二凹槽處開有條形缺 □ 〇
[0012] 其中，還包括前部設(shè)有開口的外殼和外殼前蓋，所述固定支架設(shè)置于外殼的內(nèi)部， 所述外殼的內(nèi)部兩端設(shè)置有與所述弧形限位槽配合的限位柱;所述外殼的背面設(shè)置有第二 通孔;所述外殼前蓋固定于所述外殼的開口，并壓緊所述固定支架。
[0013] 其中，所述外殼前蓋從左到右依次設(shè)置有與紅外攝像頭對應(yīng)的第三通孔、與RGB攝 像頭對應(yīng)的第四通孔、與激光模組對應(yīng)的第五通孔;所述第四通孔與所述第五通孔的距離 大于所述第四通孔與所述第三通孔的距離，所述第三通孔、第四通孔和第五通孔前端的內(nèi) 圓周上均設(shè)置有沿圓周方向設(shè)置的邊緣。
[0014] 其中，所述第三通孔處、第四通孔處和第五通孔處均依次放置有透鏡、透鏡壓片和 密封泡棉。
[0015] 本實用新型有益效果:本實用新型的光路結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)固，光學(xué)元件數(shù)量少，便于 組裝、固定;含有該光路結(jié)構(gòu)的激光模組組裝成本低、體積小、便于集成、便于應(yīng)用到其他電 子設(shè)備；圖像信息處理裝置的PCB板放置在所述后凹槽內(nèi)有利于散熱，同時各個元器件均設(shè) 置在固定支架上使得本實用新型體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、牢固，各個元器件也不易發(fā)生松動，因 此可以應(yīng)用在移動終端、手持裝置、穿戴式裝置等輕、薄、短小的設(shè)計的電子設(shè)備上。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本實用新型提供的激光模組的光路結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖2a是準(zhǔn)直分束元件D0E的局部衍射結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2b是準(zhǔn)直分束元件D0E沿截面A-A的剖面?zhèn)纫晥D。
[0019]圖3是光束經(jīng)過準(zhǔn)直分束元件D0E出射的光束截面圖。
[0020]圖4是衍射元件D0E的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖5是準(zhǔn)直光經(jīng)過D0E衍射后形成的散斑圖。
[0022]圖6a是本實用新型提供的激光模組的殼體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6b是本實用新型提供的激光模組的殼體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6c是本實用新型提供的激光模組的殼體沿C-C的剖面?zhèn)纫晥D。
[0025] 圖7是本實用新型提供的圖像信息處理裝置的固定支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖8是本實用新型提供的圖像信息處理裝置的外殼前蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記說明如下：
[0028] 1.固定支架，2 . PCB板，3 .激光模組，4.激光防護模組，5 . RGB攝像頭，6 .紅外攝像 頭，7.第一麥克風(fēng)，8.第二麥克風(fēng)，9.外殼前蓋，10.透鏡，11.透鏡壓片，12.密封泡棉，101. 第一連接孔，102.第一凹槽，103.第一凸起平臺，104.第一通孔，105.第二凸起平臺，106.第 二凹槽，107 .第二連接孔，108.弧形限位槽，31.殼體，32 .內(nèi)腔，33.激光光源，34.反射鏡， 35.準(zhǔn)直分束元件，36.衍射元件，321.光源放置腔，322.反射鏡放置腔，323.出光口，401.第 六通孔，901.第三通孔，902.第四通孔，903.第五通孔。
【具體實施方式】
[0029] 以下結(jié)合附圖，通過具體實施例來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0030] 參考圖1，本實用新型一方面提出了一種光路結(jié)構(gòu)，包括激光光源33,還包括沿著 光傳播方向依次放置的反射鏡34、準(zhǔn)直分束元件35和衍射元件36;所述準(zhǔn)直分束元件35為 具有衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件。
[0031] 激光光源33可以是常用的半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體邊射型激光器（edge emitting laser)、垂直共振腔面發(fā)射激光器(VCSEL)或其它種類的激光光源。半導(dǎo)體激光器作為激光 光源，體積小、成本較低，便于集成到小型電子設(shè)備中，本實用新型優(yōu)選半導(dǎo)體激光器。 [0032]所述激光光源33發(fā)出的激光為非準(zhǔn)直光，經(jīng)過所述準(zhǔn)直分束元件35后出射多束準(zhǔn) 直光，所述衍射元件36接收所述多束準(zhǔn)直光，出射多個衍射光束，所述準(zhǔn)直分束元件35的衍 射結(jié)構(gòu)為根據(jù)所述非準(zhǔn)直光的光場和所述多束準(zhǔn)直光的光場計算得到的透過率函數(shù)對應(yīng) 的相位波帶衍射結(jié)構(gòu)，所述多束準(zhǔn)直光的光束截面面積近似相等，光束能量通量近似相等。 [0033]在圖像信息處理裝置中需要對光束進行準(zhǔn)直使其成為較佳的準(zhǔn)直光，再讓準(zhǔn)直光 經(jīng)過衍射元件36發(fā)生衍射形成散點光。
[0034]具有衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件，其基片可以為透鏡、反射鏡、平板或其他傳統(tǒng)光學(xué)器 件，即在透鏡、反射鏡、平板或其他傳統(tǒng)光學(xué)器件的表面制備具有特定位相分布的衍射結(jié) 構(gòu)，例如刻蝕產(chǎn)生兩個或多個臺階深度的浮雕結(jié)構(gòu)。
[0035]衍射光學(xué)元件的衍射結(jié)構(gòu)是根據(jù)入射光場和所要求的出射光場來求得衍射屏的 透過率函數(shù)，生成表面上的相位波帶衍射結(jié)構(gòu)。
[0036] 換言之，衍射光學(xué)元件的衍射結(jié)構(gòu)采用逆設(shè)計方法獲得，已知輸入和輸出面上的 光強分布，求輸入和輸出面上的位相分布。
[0037] 在本實用新型中激光光源的出射光的光波長小于衍射元件的特征尺寸，設(shè)計過程 為衍射過程的求逆過程，例如根據(jù)入射光為準(zhǔn)直激光，經(jīng)過衍射光學(xué)元件后出射光為形成 設(shè)定圖案的激光，可知在夫朗和費衍射區(qū)域要得到的光場為f( x，y)，則對f(x，y)進行逆運 算，求解?1-