[发明专利]衍射光学元件、投射模组及电子设备

说明书

本发明涉及一种衍射光学元件、投射模组及电子设备。衍射光学元件包括基底以及多个微结构。微结构包括依次连接的第一子结构、第二子结构与第三子结构。满足：2.5＜AB/CD＜4.0；0.4＜AE/BE＜0.55；0.65＜FJ/GJ＜0.85；1.5＜MN/KL＜3.5；0.5＜MN/AB＜1.5；0.5＜KL/CD＜2；30°＜α＜95°。AB为第一子结构最远的两个点，CD垂直于AB并与AB交于E，F、G为最远的两点，HI为第二子结构最近的两个点并与FG交于J，MN为第三子结构在Y轴最远的两点，KL为第三子结构在X轴最远的两点，α为AB与FG的夹角。上述衍射光学元件，能够满足高精度检测的需求。

技术领域

本发明涉及三维探测技术领域，特别是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)或结构光技术常被应用于电子设备中，通过主动向待测物体投射光线，并接收从待测物体反射的光线，从而获取待测物体的三维深度信息。散斑结构光以及直接测量飞行时间(direct Time of Flight，dToF)技术通常借助衍射光学元件对光源出射光线进行分束，以形成点阵光斑投射到待测物体上。其中，衍射光学元件将单束光分束为3*5的多束光，3*5的多束光在其中一个方向具有较大的FOI(Field OfIntensity)，有利于获取待测物体更多的深度信息。衍射光学元件的性能对三维检测精度有着重要影响。

然而，目前衍射光学元件的光学性能还有待提升，难以满足高检测精度的需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种衍射光学元件、投射模组及电子设备，以提升衍射光学元件的光学性能。

一种衍射光学元件，用于将单束光分束为3×5的多束光，所述衍射光学元件包括：

基底以及在所述基底上呈阵列式分布的多个微结构；

其中，所述微结构在所述基底上的投影轮廓包括依次相连接的第一子结构、第二子结构以及第三子结构，所述第二子结构的两端分别与所述第一子结构和所述第三子结构相对的长边相连接，所述第二子结构包括连接所述第一子结构和所述第三子结构且相对设置的第一边和第二边；

且所述微结构满足以下条件：

2.5＜AB/CD＜4.0；0.4＜AE/BE＜0.55；0.65＜FJ/GJ＜0.85；

1.5＜MN/KL＜3.5；0.5＜MN/AB＜1.5；0.5＜KL/CD＜2；30°＜α＜95°；

其中，A、B为所述第一子结构距离最远的两个点，B相对A更靠近所述第二子结构，E为AB连线上的点，C、D为经过点E且垂直于AB连线的方向上所述第一子结构的两个点，H和I为所述第一边和所述第二边上距离最近的两个点，F、G为所述微结构的投影中经过所述第二子结构且距离最远的两个端点，F位于所述第一子结构，G位于所述第三子结构，J为FG连线与HI连线的交点，M、N为所述第三子结构在Y轴方向上距离最远的两个点，K、L为所述第三子结构在X轴方向上距离最远的两个点，其中，X轴方向与Y轴方向为平行于所述基底的平面上两个相互垂直的方向，多个所述微结构在所述X轴方向及所述Y轴方向上呈矩形阵列排布，α为AB连线与FG连线的夹角。

上述衍射光学元件，设置大致呈马蹄靴状的微结构，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*5的多束光，实现散斑结构光或dToF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*5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。同时，满足上述条件式，能够合理设计微结构中第一子结构、第二子结构与第三子结构的形状，有利于提升衍射光学元件的光学性能。

在其中一个实施例中，满足以下条件式：