點(diǎn)為原點(diǎn)，準(zhǔn)直透鏡的光軸為橫坐標(biāo)X，y代表縱坐標(biāo)，A、B、C、D、E均 為高次項(xiàng)系數(shù)，一般情況下高次項(xiàng)系數(shù)的值為〇,其中，c為旋轉(zhuǎn)對稱非球面的頂點(diǎn)曲率，旋 轉(zhuǎn)對稱非球面的頂點(diǎn)球曲率半徑為R，R與c互為倒數(shù)，k為二次曲線常數(shù)，優(yōu)選的，k為-57，R 為86.133mm。準(zhǔn)直透鏡的中心厚度優(yōu)選為1.356mm，折射率優(yōu)選為1.54，孔徑半徑優(yōu)選為 2.54mm〇
[0037] 具有衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件，其基片可以為透鏡、反射鏡、平板或其他傳統(tǒng)光學(xué)器 件，即在透鏡、反射鏡、平板或其他傳統(tǒng)光學(xué)器件的表面制備具有特定位相分布的衍射結(jié) 構(gòu)，例如刻蝕產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)臺階深度的浮雕結(jié)構(gòu)。
[0038]衍射光學(xué)元件的衍射結(jié)構(gòu)是根據(jù)入射光場和所要求的出射光場來求得衍射屏的 透過率函數(shù)，生成表面上的相位波帶衍射結(jié)構(gòu)。
[0039]換言之，衍射光學(xué)元件的衍射結(jié)構(gòu)是采用逆設(shè)計(jì)方法獲得，已知輸入和輸出面上 的光強(qiáng)分布，求輸入和輸出面上的位相分布。
[0040]在本實(shí)用新型中激光光源的出射光的光波長小于衍射元件35的特征尺寸，設(shè)計(jì)過 程為衍射過程的求逆過程，例如根據(jù)入射光為準(zhǔn)直激光，經(jīng)過衍射光學(xué)元件后出射光為形 成設(shè)定圖案的激光，可知在夫朗和費(fèi)衍射區(qū)域要得到的光場為f(x，y)，則對f(x，y)進(jìn)行逆 運(yùn)算，求解FTlf (x，y)}，由于FTlf (x，y)}得到的為連續(xù)分布函數(shù)，所以實(shí)際的相位分布 還需通過衍射元件的厚度來調(diào)試，公式為：
[0041]
[0042]公式中h為衍射元件厚度，λ為入射光的光波長，φ為相位分布，n為常數(shù);在實(shí)際制 作衍射元件時(shí)不可能使相位達(dá)到連續(xù)分布，需采用分級量化，但分級量化會帶入誤差，實(shí)際 制作過程中可以通過優(yōu)化算法來提高計(jì)算精度、較小誤差。
[0043] 在本實(shí)用新型中，當(dāng)準(zhǔn)直元件34為具有衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件時(shí)，準(zhǔn)直元件34優(yōu)選 為基片為平板的DOE(Diffractive Optical Element，D0E)，該DOE具有特定位相分布的浮 雕的衍射結(jié)構(gòu)，橫截面為具有兩個(gè)或多個(gè)凹凸的臺階浮雕結(jié)構(gòu)，基片的厚度大致為1.〇μπι，μ m表示微米，基片的厚度各個(gè)臺階的高度不均勾，為0.7μηι-0.9μηι。
[0044] 準(zhǔn)直元件34的衍射結(jié)構(gòu)為根據(jù)所述非準(zhǔn)直光的光場和所述準(zhǔn)直光的光場計(jì)算得 到的透過率函數(shù)對應(yīng)的相位波帶衍射結(jié)構(gòu)，即準(zhǔn)直元件34的具體衍射結(jié)構(gòu)是通過給定的入 射非準(zhǔn)直光場和所要求的出射準(zhǔn)直光場來求得衍射屏的透過率函數(shù)，生成表面上的相位波 帶衍射結(jié)構(gòu)，從而獲得準(zhǔn)直元件34的表面衍射結(jié)構(gòu)。圖5a為本實(shí)施例的準(zhǔn)直元件34為DOE時(shí) 的衍射結(jié)構(gòu)，圖5b和圖5c分別為沿截面C-C和D-D的剖面?zhèn)纫晥D，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的單位均 為 μL?〇
[0045] 用準(zhǔn)直透鏡對非準(zhǔn)直光進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直透鏡的厚度比較薄時(shí)焦距較長，導(dǎo)致光路 延長，而準(zhǔn)直透鏡的焦距較短時(shí)厚度比較厚，可以適當(dāng)縮短光路。
[0046] 與準(zhǔn)直透鏡相比，DOE的厚度更薄，對非準(zhǔn)直光進(jìn)行準(zhǔn)直時(shí)其放置位置任意，不受 焦距的影響，DOE可以靠近激光光源的出光口，衍射元件35也可以靠近DOE，反射鏡36也可以 靠近D0E，從而可以有效地縮短光程；另外DOE的厚度可以很薄，進(jìn)一步地縮短了光程，并且 DOE不會產(chǎn)生像差。
[0047]本實(shí)用新型的衍射元件35為具有衍射結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件，優(yōu)選為基片為平板的DOE (Diffractive Optical Element，D0E)，該DOE具有特定位相分布的浮雕的衍射結(jié)構(gòu)，橫截 面為具有兩個(gè)或多個(gè)凹凸的臺階浮雕結(jié)構(gòu)。
[0048]衍射元件35的衍射結(jié)構(gòu)為根據(jù)所述非準(zhǔn)直光的光場和所述準(zhǔn)直光的光場計(jì)算得 到的透過率函數(shù)對應(yīng)的相位波帶衍射結(jié)構(gòu)，即衍射元件36的具體衍射結(jié)構(gòu)是通過給定的入 射非準(zhǔn)直光場和所要求的出射準(zhǔn)直光場來求得衍射屏的透過率函數(shù)，生成表面上的相位波 帶衍射結(jié)構(gòu)，從而獲得衍射元件36的表面衍射結(jié)構(gòu)。
[0049]反射鏡36可以靠近衍射元件35放置，能夠減少光出射方向的光程。
[0050] 本實(shí)施例中使用的衍射元件35的衍射結(jié)構(gòu)如圖6所示，方框內(nèi)為DOE衍射結(jié)構(gòu)示意 圖沿A-A的剖面?zhèn)纫晥D，其中入射光場為準(zhǔn)直的激光光場，出射光為具有一定擴(kuò)散角的衍射 光束;準(zhǔn)直光經(jīng)過DOE的衍射后出射擴(kuò)散，并形成具有一定圖案的激光光束，比如亂點(diǎn)圖、散 斑圖，如圖7所示。
[0051] 在本實(shí)用新型中，光路結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件非常少，僅包括準(zhǔn)直元件34、衍射元件35和 反射鏡36，能夠減少光出射方向的光程。
[0052]參考圖2a_2c，圖2a為激光模組3的殼體31的立體圖，圖2b為殼體31的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖， 圖2c為殼體31的沿B-B的剖面?zhèn)纫晥D。
[0053]本實(shí)用新型另一方面提出了一種用于包括上述光路結(jié)構(gòu)的激光模組3,該激光模 組3包括具有內(nèi)腔32的用于固定光路結(jié)構(gòu)的殼體31，內(nèi)腔32依次包括:光源放置腔321、第一 元件放置腔322、第二元件放置腔323和出光口 324;所述激光光源33固定安裝于所述光源放 置腔321，所述準(zhǔn)直元件34和所述衍射元件35依次固定安裝于第一元件放置腔322,所述反 射鏡36固定安裝于第二元件放置腔323,反射鏡36反射的光偏離激光出射的方向并從所述 出光口 324出射。
[0054]激光模組3的結(jié)構(gòu)簡單，由于上述的光路結(jié)構(gòu)在光束出射方向只包括反射鏡36,使 得該激光模組3在光束出射的厚度方向也較小，并且上述的光路結(jié)構(gòu)在光束入射方向僅包 括準(zhǔn)直元件34、衍射元件35和反射鏡36,導(dǎo)致在該方向的厚度也較小，因此從整體上縮小了 激光模組3的體積。
[0055]本實(shí)用新型提出的激光模組3結(jié)構(gòu)簡單，在光束出射方向上厚度小，激光模組3的 整體體積小，便于集成。
[0056]另一方面，本實(shí)用新型提出了一種圖像信息處理裝置，上述的激光模組3安裝在其 內(nèi)部。
[0057]圖3為該圖像信息處理裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，該圖像信息處理裝置包括固定支架1 和PCB板2,所述固定支架1包括由中間隔板隔開設(shè)置的前凹槽和后凹槽，所述前凹槽放置所 述激光模組3，所述后凹槽放置所述PCB板2。
[0058]固定支架1為剛性高、形變小以及導(dǎo)熱散熱性好的支架，優(yōu)選為金屬支架。
[0059]此外還包括設(shè)置在所述前凹槽的激光防護(hù)模組4、RGB攝像頭5、紅外攝像頭6、第一 麥克風(fēng)7和第二麥克風(fēng)8;所述激光防護(hù)模組4的邊緣904開有條形孔401;所述前凹槽從左至 右依次設(shè)有第一連接孔101、第一凹槽102、第一凸起平臺103、第一通孔104、第二凸起平臺 105、第二凹槽106和第二連接孔107;所述第一凸起平臺103和第二凸起平臺105的凸起高度 均小于所述前凹槽的深度;所述固定支架1的兩端設(shè)置有弧形限位槽108;所述激光模組3、 激光防護(hù)模組4、RGB攝像頭5、紅外攝像頭6依次分別安裝于所述第一凹槽102、第一凸起平 臺103、第二凸起平臺105、第二凹槽106,所述第一麥克風(fēng)7安裝于所述第一連接孔101處，所 述第二麥克風(fēng)8安裝于所述第二連接孔107處。
[0060] 其中激光模組3、激光防護(hù)模組4、RGB攝像頭5、紅外攝像頭6、第一麥克風(fēng)7和第二 麥克風(fēng)8均安裝在固定支架1前凹槽中，PCB板2設(shè)置在固定支架1后凹槽中，一個(gè)固定支架1 緊湊的放置了圖像信息處理裝置的必要元器件，使得圖像信息處理裝置的結(jié)構(gòu)緊湊牢固， 同時(shí)便于安裝在固定支架1后凹槽中的PCB板2散熱。
[0061] 激光防護(hù)模組4的邊緣904開有條形孔401，連接線一頭的接頭插入條形孔401，另 一頭穿過第一通孔104與后凹槽內(nèi)的PCB板2連接;第一凸起平臺103和第二凸起平臺105的 凸起高度均小于所述前凹槽的深度，在不增加固定支架1體積的基礎(chǔ)上更好的保護(hù)安裝在 其上的激光防護(hù)模組4和RGB攝像頭5。
[0062] 固定支架1的后凹槽的側(cè)壁緊鄰第一凹槽102、第二凸起平臺105和第二凹槽106處 開有條形缺口。
[0063]前凹槽內(nèi)的激光模組3、RGB攝像頭5和紅外攝像頭6的排線分別通過條形缺口與后