[发明专利]光扩散系统

说明书

本申请提供了这样一种光扩散系统，该光扩散系统包括：光发射元件，其配置成发射光线；以及至少两个光扩散板，其配置成透射并逐级扩散从所述光发射元件发射的光线。其中，透射过所述至少两个光扩散板的光线在第一方向上的发散角度和在与所述第一方向垂直的第二方向上的发散角度中的至少一个大于120°。

技术领域

本申请涉及一种光扩散系统，并且更具体地，涉及一种用于飞行时间原理(TOF)的具有大发散角的光扩散系统。

背景技术

随着经济社会的日益发展，人们对于汽车的安全及智能化要求也越来越高。随着3D交互镜头在智能手机中的应用技术越来越成熟，众多3D交互识别技术正把目光投向汽车领域，例如将面部及手势识别等技术应用于车载领域。

其中，飞行时间原理(TOF)是最常用的面部及手势识别方案。常规的TOF方案是在车内前排顶灯位置处安装红外LED，利用红外LED发出扩散的光线，同时用TOF摄像头接收光线。但作为光发射单元的LED的带宽比较宽，在接收端容易引入杂光影响识别的准确性；此外，LED光的扩散角有限，很难将副驾驶所在范围包含在内。

垂直腔表面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)是一种出光方向垂直与谐振腔表面的f-p激光器，近年来，其性价比已接近LED，甚至在某些方面更优于LED光源，是作为光发射单元的流行选择。

发明内容

本申请提供了可适用于车载系统的、可至少解决或部分解决现有技术中的上述至少一个缺点的光扩散系统，例如可使用于基于TOF的具有大发散角度的光扩散系统。

本申请提供了这样一种光扩散系统，该光扩散系统包括：光发射元件，其配置成发射光线；以及至少两个光扩散板，其配置成透射并逐级扩散从所述光发射元件发射的光线。其中，透射过所述至少两个光扩散板的光线在第一方向上的发散角度和在与所述第一方向垂直的第二方向上的发散角度中的至少一个大于120°。

在一个实施方式中，所述至少两个光扩散板具有彼此完全相同的结构。

在一个实施方式中，所述至少两个光扩散板具有彼此不同的结构。

在一个实施方式中，所述至少两个光扩散板设置成微透镜阵列结构和衍射光学元件中的至少一种。

在一个实施方式中，所述微透镜阵列结构包括布置成矩阵形式的多个微透镜单元。

在一个实施方式中，透射过所述至少两个光扩散板的光线的发散角度通过调整所述多个微透镜单元的在所述第一方向和所述第二方向上的宽度及其面型特征而被改变。

在一个实施方式中，透射过所述至少两个光扩散板的光线的发散角度还通过调整所述至少两个光扩散板中相邻的光扩散板之间的间隔距离而被改变。

在一个实施方式中，所述光发射元件配置成发射红外光。

在一个实施方式中，所述光发射元件为发射红外光斑的垂直腔表面发射激光器。

在一个实施方式中，所述红外光斑在所述第一方向和所述第二方向上的发散角度均小于15°。

在一个实施方式中，所述至少两个光扩散板设置为平坦面板，或弧形面板，或二者的组合。

在一个实施方式中，所述光扩散系统还包括用于改善透光性的增透膜。

在一个实施方式中，所述光扩散系统还包括一个或多个基板，所述基板设置在所述至少两个光扩散板中的一个或多个处，以对所述光扩散板进行支承和固定。

在一个实施方式中，所述基板具有高的红外线透射性。