[發明專利]含監測薄膜的光學投影裝置及其封裝方法

在審

• 申請號: 201711191626.5
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107942612A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 閆敏;王兆民;鄧想全
• 申請（專利權）人: 深圳奧比中光科技有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及光學及光電子學領域，尤其涉及一種含監測薄膜的光學投影裝置及其封裝方法。

背景技術

光學投影裝置被廣泛應用于物體的三維掃描、空間三維重建、人機交互等領域。光學投影裝置通過投射編碼或結構化等特殊的光圖案，可以對目標物體的空間信息進行標記，為后期圖像采集裝置的信息采集以及三維重建提供準備工作。

用于投射結構化光束的光學投影裝置一般包括光源、衍射光學元件(DOE)。其中，衍射光學元件用于接收光源發射的光束，并將光源發射的光束進行分束、重疊處理，以獲得分布均勻且不相關的圖案化光束。衍射光學元件是光學投影裝置的核心光學元件，直接決定著光學投影裝置所投射的圖案化光束的質量，衍射光學元件性能越好，光學投影裝置所投射的光圖案能量分布越均勻，分辨率越高，對比度越強，不相關性越好。

然而現有技術中，隨著光學投影裝置使用時間的增加，光學元件難免會出現不同程度的老化、變形或者損壞現象，尤其是衍射光學元件。因為衍射光學元件密封于激光投影裝置中，在散熱不佳的情況下，衍射光學元件非常容易出現老化、變形或者損壞的現象。當衍射光學元件出現老化、變形或者損壞時，其衍射光束能力會明顯下降，導致光束投影裝置所投射的圖案化光束的均勻度和對比度也會出現不同程度的下降，甚至伴隨著嚴重的零級衍射光束。所謂零級衍射光束指的是射向衍射光學元件的光束中，存在著一部份光束沒有被衍射并且繼續穿過衍射光學元件進入目標空間，即沒有被衍射光學元件衍射便直接進入目標空間的那一部分光束為零級衍射光束。零級衍射光束的能量往往比高階衍射光束能量高出幾個數量級，處理不當，極有可能誘發激光安全問題。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的光學投影裝置極易誘發激光安全的問題，提供一種含監測薄膜的光學投影裝置及其封裝方法。

為了解決上述問題，本發明采用的技術方案如下所述：

一種含監測薄膜的光學投影裝置，包括基底，用于固定光源以及承載鏡筒；其中，所述光源用于發射光束；透鏡，安裝在所述鏡筒上，用于接收并匯聚所述光源發射的光束；透明基板，安裝在所述鏡筒上，所述透明基板一側含有衍射圖案結構，用于接收經所述透鏡匯聚后的光束并投射出圖案化光束；監測薄膜，包括附著于與所述衍射圖案結構所在表面對應的所述透明基板表面上的透明導電薄膜；控制電路，與所述監測薄膜以及所述光源電連接，通過測量所述監測薄膜的完整性來控制所述光源的發光狀態。所述透明基板還包括至少一個傾斜面或缺口，所述傾斜面或缺口表面上附著有透明導電薄膜；還包括：電極或焊盤，所述電極或焊盤安裝在所述傾斜面或缺口，用于連接所述透明導電薄膜與所述控制電路；所述通過測量所述監測薄膜的完整性來控制所述光源的發光狀態指的是：所述控制電路通過連續或間隔地向所述透明導電薄膜注入小電流，并監測回路的阻值變化，以間接判斷所述透明基板的完整性及對所述光源做出相關控制操作；所述通過測量所述監測薄膜的完整性來控制所述光源的發光狀態指的是：所述控制電路與所述透明導電薄膜、所述光源形成的單一回路，當所述透明導電薄膜完整性受到破壞時，回路發生中斷，光源將自動關閉。

本發明還提供一種含監測薄膜的光學投影裝置，所述鏡筒的外側和/或內側設置有導電金屬層；所述鏡筒與所述透明基板之間設置有錫球或焊點，用于連接所述透明導電薄膜與所述導電金屬層；和/或所述鏡筒與所述基底之間設置有錫球或焊點，用于連接所述導電金屬層與所述基底；所述監測薄膜的完整性包括所述透明導電薄膜、所述導電金屬層、所述基底的完整性以及相互之間連接的完整性；所述通過測量所述監測薄膜的完整性來控制所述光源的發光狀態指的是：所述控制電路通過連續或間隔地向所述透明導電薄膜注入小電流，并監測回路的阻值變化，以間接判斷所述透明基板的完整性及對所述光源做出相關控制操作。

本發明還提供一種含監測薄膜的光學投影裝置的封裝方法，包括如下步驟：提供基底；提供光源，所述光源安裝在基底上，用于發射光束；提供鏡筒，所述鏡筒安裝在所述基底上；提供透鏡，安裝在所述鏡筒上，用于接收并匯聚所述光源發射的光束；提供透明基板，安裝在所述鏡筒上，所述透明基板一側含有衍射圖案結構，用于接收經所述透鏡匯聚后的光束并投射圖案化光束；提供監測薄膜，包括提供附著于與所述衍射圖案結構所在表面對應的所述透明基板表面上的透明導電薄膜；提供控制電路，與所述透明導電薄膜以及所述光源電連接，通過測量所述監測薄膜的完整性來控制所述光源的發光狀態。