[发明专利]基于互电容检测光学衍射元件的光学器件

说明书

本申请公开了一种基于互电容检测光学衍射元件的光学器件，该光学器件包括光学衍射元件、第一电容电极、第二电容电极和检测电路，其中第一电容电极位于光学衍射元件的一侧；第二电容电极与第一电容电极相对地位于光学衍射元件的另一侧；以及检测电路与第一电容电极和第二电容电极电连接，以检测第一电容电极与第二电容电极之间的互电容。

技术领域

本申请涉及基于互电容检测光学衍射元件的光学器件，更具体地，涉及能够通过检测设置在光学衍射元件上的一对电极之间的电容变化来判断光学衍射元件的完整性的光学器件。

背景技术

随着结构光技术完善，利用结构光的深度相机也逐渐被应用到各类移动终端上，例如IphoneX采取深度相机进行人脸识别。一般深度相机包括结构光投射装置和接收装置，而投射装置对应的光源普遍采取的是红外光，红外光属于不可见光，即人眼无法识别红外光的存在。当红外光过强时，容易对人眼造成伤害，故在使用结构光投射装置时，需要确保避免对人眼造成伤害。

结构光投射装置包括光源(VCSEL)、准直镜系统以及光学衍射元件(DOE)，光源所发出的激光通过准直镜系统准直，然后通过光学衍射元件衍射(分束、复制)，最后投射至空间目标表面。其中，光学衍射元件对经过准直的光束进行分束时，会相应地减少结构光的能量，从而能够避免对人眼等空间目标造成伤害。

但是在使用过程中，由于外力的作用，使得光学衍射元件可能发生破裂，或者当水滴等附着至光学衍射元件时，使得投射装置投射出的结构光图案发生变化，从而使接收装置接收的图案不准确，最终影响成像效果。此外，光学衍射元件的变化甚至可能使结构光投射装置投射出的结构光对人眼等造成伤害，例如光学衍射元件的破裂可以理解为光源发出的激光被准直后直接投射至人眼等空间目标，此时，由于光束的能量过大而对空间目标造成伤害。

此外，现有技术中公开有电容电极分别放置于两个衬底上从而检测DOE的结构完整性的技术方案，但是在该方案中，当两个电容电极各自的两侧出现破裂或附着水珠时，可能无法准确地检测出异常情况的发生。例如在同一衬底上，DOE微结构的相对平整的表面处形成水珠时，也可能会导致结构光投射质量变差。其次，在上述方案中，两个衬底之间存在间隙层，间隙层可能由于温度的变化而使得电容值发生较大改变，由此提高检测过程中的误差率。另外，由于这种间隙层的存在，需要确保间隙层良好的密封性，使得工艺难度大大增加。

发明内容

为解决以上提出的问题，本申请提供一种基于互电容检测光学衍射元件的光学器件。该光学器件能够通过检测设置在光学衍射元件上的一对电极之间的电容变化来判断光学衍射元件的完整性，从而避免经过光学衍射元件衍射的光束图案发生变化而影响投射效果以及光束能量过大对空间目标可能造成的伤害。

本申请示例性实施方式提供一种基于互电容检测光学衍射元件的光学器件，该光学器件可包括光学衍射元件、第一电容电极、第二电容电极和检测电路，其中，第一电容电极可位于光学衍射元件的一侧；第二电容电极可与第一电容电极相对地位于光学衍射元件的另一侧；以及检测电路可与第一电容电极和第二电容电极电连接，以检测第一电容电极与第二电容电极之间的互电容。

根据本申请示例性实施方式，第一电容电极和第二电容电极可以是平面电极，且分别位于光学衍射元件的相对的两个表面上。

根据本申请示例性实施方式，第一电容电极和第二电容电极也可位于光学衍射元件的相同的表面上。

根据本申请示例性实施方式，第一电容电极和第二电容电极可以是交叉指型电极。

根据本申请示例性实施方式，光学衍射元件可包括衍射层和图案生成层，衍射层上设置有用于衍射光束的微结构，且经衍射的光束通过图案生成层形成为图案光束。

根据本申请示例性实施方式，第一电容电极和第二电容电极可分别设置在衍射层的两个相对的表面上。