CN108319035B - 光学投影模组及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种光学投影模组及其控制方法，该光学投影模组包括激光发射装置、准直镜头、衍射装置和感光装置，准直镜头设于激光发射装置上方，衍射装置设于准直镜头上方，感光装置设于衍射装置的侧面用于感应衍射装置射向侧周的光线。该控制方法包括：开启激光发射装置；利用感光装置感应从衍射装置发出的光线，并根据光线的强弱产生不同的感应电信号；根据感光装置发出的感应电信号的变化判断衍射装置工作是否正常，在判断衍射装置工作不正常时，控制激光发射装置关闭。该光学投影模组及其控制方法，通过感光装置感应衍射装置侧周的光线发出不同的感应电信号，判断衍射装置工作是否正常，不正常时关闭激光发射装置，避免从衍射装置射出的强光而对人眼造成伤害。

Description

光学投影模组及其控制方法

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，特别是涉及一种光学投影模组及其控制方法。

背景技术

目前，结构光技术已经日渐发展成为一种相对成熟的立体成像技术，可应用于人脸识别，人机交互，三维空间扫描等领域，结构光技术的基本工作原理是光学投影模组投射具备一定结构化的光图案，比如分散的随机散射斑点，将这些随机性的散射斑点投射到物体表面，再通过图像采集装置采集投射到物体表面的散射斑点，然后根据计算，就能得出物体的深度信息，实现人脸识别，人机交互，三维空间扫描等功能。

光学投影模组投射的结构化的光图案一般是通过将激光器(例如VCSEL)发出的激光，经准直透镜接收，汇聚形成平行光束并将其向外投射，然后经衍射光学器件(DOE)对经准直透镜所投射的平行光束进行分散形成，然而，当衍射光学器件出现异常(例如破裂、有水珠或脏污)时，就无法对激光进行有效衍射，导致衍射光线异常，衍射光学器件局部激光能量变强，，极有可能对人眼造成伤害。

发明内容

本发明的目的是提供一种避免因衍射光学器件异常而损伤人眼的光学投影模组及其控制方法。

本发明实施例提供一种光学投影模组，包括激光发射装置、准直镜头、衍射装置和感光装置，所述准直镜头设于所述激光发射装置上方，所述衍射装置设于所述准直镜头上方，所述激光发射装置发出的光线经所述准直镜头准直，再经所述衍射装置衍射后射出，所述感光装置设于所述衍射装置的侧面用于感应所述衍射装置射向侧周的光线。

进一步地，所述感光装置用于根据其感应的来自所述衍射装置侧周的光线强弱的不同而产生不同的感应电信号。

进一步地，所述感光装置为感光二极管或感光晶体管，根据所述感光装置感应到的所述衍射装置侧周的光线强弱产生不同的电流或电压信号。

进一步地，所述光学投影模组还包括电路板，所述激光发射装置和所述感光装置均与所述电路板电性连接。

进一步地，所述光学投影模组还包括控制电路，所述控制电路用于根据所述感光装置发出的感应电信号判断所述衍射装置工作是否正常，在判断所述衍射装置工作不正常时，所述控制电路控制所述激光发射装置关闭，在判断所述衍射装置工作正常时，所述激光发射装置正常工作。

进一步地，所述光学投影模组还包括基座，所述基座为两端开口的筒状，所述准直镜头设于基座内，所述激光发射装置设于所述基座的底部，所述衍射装置和所述感光装置设于所述基座的顶部。

进一步地，所述基座的顶部开设有容纳槽和位于所述容纳槽一侧的安装槽，所述衍射装置设于所述容纳槽内，所述感光装置设于所述安装槽内。

进一步地，所述感光装置通过引线电性连接于所述电路板，或者采用柔性电路板连接的方式与所述电路板电性连接。

本发明还提供一种控制方法，用于控制上述光学投影模组，该控制方法包括以下步骤：

开启所述激光发射装置；

利用所述感光装置感应所述衍射装置射向侧周的光线，并根据光线强弱产生不同的感应电信号；

根据所述感光装置发出的感应电信号的变化判断所述衍射装置工作是否正常，在判断所述衍射装置工作不正常时，控制所述激光发射装置关闭，在判断所述衍射装置工作正常时，所述激光发射装置正常工作。

进一步地，所述感光装置为感光二极管或感光晶体管，根据所述感光装置感应到的所述衍射装置侧周的光线强弱产生不同的电流或电压信号。

本发明的光学投影模组和控制方法，通过感光装置感应衍射装置射出的光线发出不同的感应电信号，判断衍射装置工作是否正常，不正常时关闭激光发射装置，避免从衍射装置射出的强光而对人眼造成伤害。

附图说明

图1为本发明一实施例的光学投影模组的主视示意图；

图2为图1所示光学投影模组的侧视图；

图3为图1所示光学投影模组的俯视图；

图4为图1所示光学投影模组的控制方框图；

图5为本发明一实施例的光学投影模组的控制方法的流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1至图4所示，本发明一实施例提供一种光学投影模组，包括激光发射装置12、准直镜头14、衍射装置16、感光装置18、电路板20和连接器22。准直镜头14设于激光发射装置12上方，衍射装置16设于准直镜头14上方，感光装置18设于衍射装置16的侧面以感应衍射装置16射向侧周的光线。电路板20电性连接于激光发射装置12，以控制激光发射装置12发出光线。连接器22电性连接于电路板20，以将电路板20连接到控制器(图未示)等部件。这样，将准直镜头14和衍射装置16依次设于激光发射装置12的光路上，激光发射装置12发出的光线先后经准直镜头14准直，衍射装置16衍射后分散地射出。本实施例中，感光装置18电性连接于电路板20。这样，感光装置18将发出的感应电信号传输给电路板20。具体地，激光发射装置12可为垂直共振腔表面发射激光器(VCSEL)，也可以是平行共振腔表面发射激光器。衍射装置16可为表面微刻结构衍射元件。

本光学投影模组中，感光装置18可根据其感应的光线强弱的不同向电路板20发出不同的感应电信号，进而根据该不同的感应电信号控制激光发射装置12开启或关闭。具体地，感光装置18可为感光二极管或感光晶体管，可根据衍射装置16侧周的光线的强弱产生不同的电流或电压信号。当衍射装置16工作正常时，衍射装置16将从准直镜头14出射的光线集中的点光源转换为散斑图案，衍射装置16的出射光较为均匀地射向其正前方以及侧周，这时位于衍射装置16侧面的感光装置18可感应到较强的感应电信号；当衍射装置16破裂或有水珠等异物时，衍射装置18的至少部分区域的衍射结构无法正常工作而使至少部分光线不经衍射，仍然保持以光线集中的点光源从衍射装置18射出，必然导致衍射装置18的局部激光会增强，相应地，侧周光线会变弱，这时感光装置18感应到的感应电信号较弱，产生的电流或电压就会变小，控制电路30在接收到感光装置18发出的感应电信号之后，即可判断从衍射装置16射出的激光状态变化。如果衍射装置16工作不正常，导致其局部激光增强，侧周光线变弱时，这时，控制电路30将会发出控制信号，控制关闭激光发射装置12，以避免从衍射装置16射出的局部激光较强而对人眼造成伤害；衍射装置16工作正常时，控制电路30不发出控制激光发射装置12关闭的控制信号，激光发射装置12正常工作。

本实施例中，感光装置18的顶端凸伸出衍射装置16的顶端，以利感光装置18更好地感应从衍射装置16的顶部射向其侧周的光线。

具体地，控制电路30可以直接设置在电路板20上，或者也可以通过线路电性连接于电路板20。

本实施例中，电路板20设于激光发射装置12的下方，并朝激光发射装置12一侧延伸，连接器22设于电路板20的与激光发射装置12相对的一端。通过连接器22可将电路板20与外界控制器等实现电连接，以实现信号的传输。

本实施例中，该光学投影模组还包括基座24，基座24为两端开口的筒状，准直镜头14设于基座24内，激光发射装置12设于基座24的底部，衍射装置16和感光装置18设于基座24的顶部。具体地，基座24的顶部开设有容纳槽242和位于容纳槽242一侧的安装槽244，衍射装置16设于容纳槽242内，感光装置18设于安装槽244内。安装感光装置18时，可在基座24的安装槽244的底部点胶，再将感光装置18放置在点胶位置，从而将感光装置18固定在基座24上。

具体地，感光装置18通过引线26电性连接于电路板20，引线26位于基座24的侧面，引线26具体可采用激光直接成型(LDS，Laser Direct Structuring)方式或金属埋入成型(insert Molding)方式形成。另外，感光装置18也可以采用柔性电路板(FPCB)连接的方式与电路板20电性连接。

感光装置18包括引脚，引线26与感光装置18的引脚电性连接的一端形成焊盘，再通过例如锡焊接将感光装置18的引脚与引线26的焊盘电性连接。引线26和电路板20则可通过点银胶或焊接方式电连接。

如图5所示，本发明一实施例的控制方法，用于控制上述光学投影模组，包括以下步骤：

S11，开启激光发射装置12。

激光发射装置12开启后发出光线，并先后经准直镜头14准直，衍射装置16衍射后射出。

S13，利用感光装置18感应衍射装置16射向侧周的光线，并根据光线强弱产生不同的感应电信号。

感光装置18可根据其感应的光线强弱的不同向电路板20发出不同的感应电信号。具体地，感光装置18可为感光二极管或感光晶体管，可根据衍射装置16侧周的光线强弱产生不同的电流或电压信号，当衍射装置16破裂或有水珠等异物时，其局部激光会增强，侧周光线会变弱，这是感光装置18发出电流或电压就会变小。

S15，控制电路30根据感光装置18发出的感应电信号的变化判断衍射装置16工作是否正常，在判断衍射装置16工作不正常时，控制电路30控制激光发射装置12关闭，在判断所述衍射装置16工作正常时，控制电路30不发出控制激光发射装置12关闭的控制信号，激光发射装置12正常工作。具体地，当感光装置18产生的电流或电压变小时，说明衍射装置16工作不正常，存在破裂或有水珠等异物，这时，控制电路30发出控制信号，控制关闭激光发射装置12，使激光发射装置12不再发出光线，以避免从衍射装置16射出的局部激光较强而对人眼造成伤害。

本发明的光学投影模组和控制方法，通过感光装置18感应衍射装置16射出的光线强弱并发出不同的感应电信号，控制电路30据此判断衍射装置16是否正常工作，如果发生异常则控制关闭激光发射装置12，避免从衍射装置16射出的局部激光较强而对人眼造成伤害。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种光学投影模组，其特征在于，包括激光发射装置(12)、准直镜头(14)、衍射装置(16)和感光装置(18)，所述准直镜头(14)设于所述激光发射装置(12)上方，所述衍射装置(16)设于所述准直镜头(14)上方，所述激光发射装置(12)发出的光线经所述准直镜头(14)准直，再经所述衍射装置(16)衍射后射出，所述感光装置(18)设于所述衍射装置(16)的侧面用于感应所述衍射装置(16)射向侧周的光线，所述光学投影模组还包括基座(24)，所述基座(24)为两端开口的筒状，所述准直镜头(14)设于基座(24)内，所述激光发射装置(12)设于所述基座(24)的底部，所述衍射装置(16)和所述感光装置(18)设于所述基座(24)的顶部，所述感光装置(18)的顶端凸伸出所述衍射装置(16)的顶端，所述基座(24)的顶部开设有容纳槽(242)和位于所述容纳槽(242)一侧的安装槽(244)，所述衍射装置(16)设于所述容纳槽(242)内，所述感光装置(18)设于所述安装槽(244)内。

2.如权利要求1所述的光学投影模组，其特征在于，所述感光装置(18)用于根据其感应的来自所述衍射装置(16)侧周的光线强弱的不同而产生不同的感应电信号。

3.如权利要求2所述的光学投影模组，其特征在于，所述感光装置(18)为感光二极管或感光晶体管，根据所述感光装置(18)感应到的所述衍射装置(16)侧周的光线强弱产生不同的电流或电压信号。

4.如权利要求2所述的光学投影模组，其特征在于，所述光学投影模组还包括电路板(20)，所述激光发射装置(12)和所述感光装置(18)均与所述电路板(20)电性连接。

5.如权利要求4所述的光学投影模组，其特征在于，所述光学投影模组还包括控制电路(30)，所述控制电路(30)用于根据所述感光装置(18)发出的感应电信号判断所述衍射装置(16)工作是否正常，在判断所述衍射装置(16)工作不正常时，所述控制电路(30)控制所述激光发射装置(12)关闭，在判断所述衍射装置(16)工作正常时，所述激光发射装置(12)正常工作。

6.如权利要求4所述的光学投影模组，其特征在于，所述感光装置(18)通过引线(26)电性连接于所述电路板(20)，或者采用柔性电路板连接的方式与所述电路板(20)电性连接。

7.一种用于控制如权利要求1-6任意一项所述的光学投影模组的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

开启所述激光发射装置(12)；

利用所述感光装置(18)感应所述衍射装置(16)射向侧周的光线，并根据光线强弱产生不同的感应电信号；

根据所述感光装置(18)发出的感应电信号的变化判断所述衍射装置(16)工作是否正常，在判断所述衍射装置(16)工作不正常时，控制所述激光发射装置(12)关闭，在判断所述衍射装置(16)工作正常时，所述激光发射装置(12)正常工作。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述感光装置(18)为感光二极管或感光晶体管，根据所述感光装置(18)感应到的所述衍射装置(16)侧周的光线强弱产生不同的电流或电压信号。

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