CN108490521A - 衍射光学元件及其制造方法、激光投射模组、深度相机与电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明的衍射光学元件的制造方法包括：提供一石英玻璃制成的基材；在所述基材的一表面形成压印层；及，压印所述压印层以在所述压印层上形成多个多阶梯型的凹槽。本发明实施方式的衍射光学元件的制造方法通过在基材上形成压印层，并通过压印的方式在压印层上形成多个多阶梯型的凹槽以得到衍射光学元件，从而制造衍射光学元件的工序较少，提升了衍射光学元件的制造效率并降低了衍射光学元件的制造成本。另外，由于基材由石英玻璃制成，则衍射光学元件受温度影响较小，产生的温漂较小。本发明还公开了一种衍射光学元件、激光投射模组、深度相机及电子装置。

Description

衍射光学元件及其制造方法、激光投射模组、深度相机与电子 装置

技术领域

本发明涉及消费性电子产品技术领域，特别涉及一种衍射光学元件的制造方法、衍射光学元件、激光投射模组、深度相机及电子装置。

背景技术

由于衍射光学元件上的衍射结构比较复杂，从而导致衍射光学元件的制造工序较多及制造难度较大，进而导致衍射光学元件的制造效率较低及制造成本较高。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种衍射光学元件的制造方法、衍射光学元件、激光投射模组、深度相机及电子装置。

本发明实施方式的衍射光学元件的制造方法包括：

提供一石英玻璃制成的基材；

在所述基材的一表面形成压印层；及

压印所述压印层以在所述压印层上形成多个多阶梯型的凹槽。

本发明实施方式的衍射光学元件的制造方法通过在基材上形成压印层，并通过压印的方式在压印层上形成多个多阶梯型的凹槽以得到衍射光学元件，从而制造衍射光学元件的工序较少，提升了衍射光学元件的制造效率并降低了衍射光学元件的制造成本。另外，由于基材由石英玻璃制成，则衍射光学元件受温度影响较小，产生的温漂较小。

在某些实施方式中，所述压印所述压印层以在所述压印层上形成多个多阶梯型的凹槽的步骤包括：

利用纳米压印技术压印所述压印层形成多个所述凹槽。

在某些实施方式中，所述凹槽的整体深度小于所述压印层的厚度。

本发明实施方式的衍射光学元件包括基材及压印层，所述基材由石英玻璃制成，所述压印层形成在所述基材的一表面上，所述压印层通过压印形成有多个多阶梯型的凹槽。

在某些实施方式中，多个所述凹槽通过纳米压印技术压印所述压印层形成。

在某些实施方式中，所述凹槽的整体深度小于所述压印层的厚度。

本发明实施方式的激光投射模组包括：

镜筒，所述镜筒包括镜筒侧壁并开设有收容腔；

光源，所述光源收容在所述收容腔内并用于发射激光；及

准直元件，所述准直元件收容在所述收容腔内并用于准直所述光源发射的激光；及

上述任意一项实施方式所述的衍射光学元件，所述衍射光学元件收容在所述收容腔内，所述凹槽朝向所述光源，所述衍射光学元件用于衍射所述准直元件准直后的激光以形成激光图案。

在某些实施方式中，所述光源包括垂直腔面发射激光器或边发射激光器。

在某些实施方式中，所述光源包括边发射激光器，所述边发射激光器包括发光面，所述发光面朝向所述准直元件。

在某些实施方式中，所述激光投射模组还包括电路板组件和固定部件，所述固定部件用于固定所述光源在所述电路板组件上。

在某些实施方式中，所述固定件包括封胶，所述封胶设置在所述边发射激光器与所述电路板组件之间，所述封胶为导热胶。

在某些实施方式中，所述固定部件包括设置在所述电路板组件上的至少两个弹性支撑架，至少两个所述支撑架共同形成收容空间，所述收容空间用于收容所述光源，至少两个所述支撑架用于支撑住所述光源。

本发明实施方式的深度相机包括：

上述任意一项实施方式所述的激光投射模组；

图像采集器，所述图像采集器用于采集由所述激光投射模组向目标空间中投射的所述激光图案。

本发明实施方式电子装置包括壳体和上述所述的深度相机，所述深度相机设置在所述壳体上并从所述壳体上暴露以获取所述深度图像。

本发明实施方式的电子装置、深度相机、激光投射模组中衍射光学元件通过压印的方式在压印层上形成多个多阶梯型的凹槽以得到衍射光学元件，从而制造衍射光学元件的工序较少，提升了衍射光学元件的制造效率并降低了衍射光学元件的制造成本。另外，由于基材由石英玻璃制成，则衍射光学元件受温度影响较小，产生的温漂较小。

本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明某些实施方式的衍射光学元件的制造方法的流程示意图。

图2是本发明某些实施方式的衍射光学元件的立体结构示意图。

图3是本发明某些实施方式的衍射光学元件的剖视图。

图4至图6是本发明某些实施方式的衍射光学元件的凹槽的分布示意图。

图7是本发明某些实施方式的激光投射模组的结构示意图。

图8是图7中的激光投射模组VIII处的放大示意图。

图9至图11是本发明实施方式的激光投射模组的部分结构示意图。

图12是本发明某些实施方式的深度相机的结构示意图。

图13是本发明某些实施方式的电子装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1至图3，本发明实施方式的衍射光学元件15的制造方法包括：

S1，提供一石英玻璃制成的基材151；

S2，在基材151的一表面1511形成压印层152；

S3，压印压印层152以在压印层152上形成多个多阶梯型的凹槽1521。

在步骤S2之前，基材151可以采用等离子束进行预处理，以去除基材151的表面1511的油污、灰尘等，从而避免由于基材151的表面1511存在油污、灰尘等而导致基材151的表面附着力较差，同时，可以使基材151的表面1511离子化，从而增加压印层152附着在基材151的表面1511上的附着力。

步骤S2中的压印层152可以通过在基材151的表面1511涂布压印材料形成。压印层152的压印材料可包括紫外固化树脂、热固胶、光固胶、光刻胶和自干胶中的一种。光固胶、热固胶或自干胶固化快、固化条件低、强度高，固化时工艺简单且成本较低。光学胶可以是UV固化胶、OCA光学胶片或液态光学胶，光学胶与水玻璃、金属、塑料等的粘接效果好，并且光学胶的粘接强度高、透明度高、固化速度快，从而能够极大地提高了压印层152的制造效率。

步骤S3通过形成有与凹槽1521相配合的凸起的母模(图未示)压印到压印层152上形成凹槽1521，母模上的与凹槽1521相配合的凸起可以利用电子束直写技术制作形成。多阶梯型的凹槽1521为凹槽1521沿垂直于表面1511的剖面形成的截面形状。请参阅图3，多阶梯型的凹槽1521中的阶梯(台阶)的数量至少包括两个，例如，多阶梯型的凹槽1521包括两个阶梯的凹槽、三个阶梯的凹槽、四个阶梯的凹槽、五个阶梯的凹槽、六个阶梯的凹槽及任意多个阶梯的凹槽。具有相同的阶梯数量的凹槽1521的形状可以均相同、均不相同或不完全相同，其中，多个凹槽1521的形状相同可以理解为任意两个凹槽1521的形状(包括阶梯的长度、宽度及高度等)完全一致；具有相同的阶梯数量的多个凹槽1521的形状不相同可以理解为阶梯的长度、宽度和高度中的至少一个不相同。

压印层152上形成的多个凹槽1521中的阶梯的数量可以均相同或不完全相同，多个凹槽1521的形状可以均不相同、均相同或不完全相同。例如，压印层152上形成的多个凹槽1521可以均为六个阶梯的凹槽，多个凹槽1521的形状均相同；或者，压印层152上形成的多个凹槽1521可以均为六个阶梯的凹槽，多个凹槽1521的形状均不相同；或者，压印层152上形成的多个凹槽1521可以均为六个阶梯的凹槽，多个凹槽1521的形状不完全相同；或者，压印层152上形成的多个凹槽1521包括四个阶梯的凹槽及六个阶梯的凹槽，四个阶梯的凹槽的形状均相同、六个阶梯的凹槽的形状均相同；或者，压印层152上形成的多个凹槽1521包括四个阶梯的凹槽及六个阶梯的凹槽，四个阶梯的凹槽的形状均不相同、六个阶梯的凹槽的形状均不相同；或者，压印层152上形成的多个凹槽1521包括四个阶梯的凹槽及六个阶梯的凹槽，四个阶梯的凹槽的形状不完全相同、六个阶梯的凹槽的形状不完全相同；或者，压印层152上形成的多个凹槽1521包括四个阶梯的凹槽及六个阶梯的凹槽，四个阶梯的凹槽的形状均相同、六个阶梯的凹槽的形状不完全相同；或者，压印层152上形成的多个凹槽1521包括四个阶梯的凹槽及六个阶梯的凹槽，四个阶梯的凹槽的形状不完全相同、六个阶梯的凹槽的形状均相同。

请参阅图4至图6，凹槽1521的外轮廓在基材151的表面1511上的正投影的形状可以为圆形、矩形、椭圆形、多边形、或不规则形状。压印层152上的多个凹槽1521可以按预设规则分布，例如，请参阅图4及图5，压印层152上的多个凹槽1521可以呈阵列分布，具体地，多个凹槽1521可以呈矩形阵列分布(如图5所示)或环形阵列分布(如图4所示)；或者，压印层152上的多个凹槽1521在一个方向(例如行方向上)等间隔分布，在另一个方向上(例如列方向上)呈不等间隔分布。在其他实施方式中，多个凹槽1521也可以离散地分布在压印层152上(如图6所示)。

本发明实施方式的衍射光学元件15的制造方法通过在基材151上形成压印层152，并通过压印的方式在压印层152上形成多个多阶梯型的凹槽1521以得到衍射光学元件15，从而制造衍射光学元件15的工序较少，提升了衍射光学元件15的制造效率并降低了衍射光学元件15的制造成本。另外，由于基材151由石英玻璃制成，衍射光学元件15受温度影响较小，产生的温漂较小。

在某些实施方式中，所述压印压印层152以在压印层152上形成多个多阶梯型的凹槽1521的步骤(步骤S3)包括：

S31，利用纳米压印技术(Nano Imprint)压印压印层152形成多个凹槽1521。

具体地，本实施方式可以利用热压印的方法压印压印层152形成多个凹槽1521。此时，用于压印压印层152的母模上的凸起为利用电子束直写技术制作形成的纳米光栅图案，压印层152为热塑性高分子光刻胶涂布在基材151的表面1511形成。利用热压印的方法压印压印层152形成多个凹槽1521的步骤包括：S311，加热压印层152以使光刻胶软化并持续给压印层152加热；S312，将母模压入软化的压印层152内；S313，停止给压印层152加热；S314，待光刻胶冷却固化后将母模与压印层152分离，以在压印层152上形成凹槽1521。

在其他实施方式中，利用纳米压印技术压印压印层152形成多个凹槽1521的方法还包括紫外硬化压印方法在压印层152上形成多个凹槽1521。此时，用于压印压印层152的母模由能够透过紫外线的材料制成，例如，母模由石英材料制成，母模上的凸起为利用电子束直写技术制作带有纳米光栅图案；压印层152为低粘度、对紫外光敏感的液态高分子光刻胶涂布在基材151的表面11形成。利用紫外硬化压印的方法压印压印层152形成多个凹槽1521的步骤包括：S311，将母模压入压印层152上；S312，利用紫外光照射光刻胶以使光刻胶发生聚合反应硬化成形；S313，将母模与压印层152分离，以在压印层152上形成凹槽1521。

本实施方式利用纳米压印技术压印压印层152能够在压印层152上形成尺寸更小，结构更加精细的凹槽1521，从而相同大小的衍射光学元件15上能够形成更多的凹槽1521，进而提升衍射光学元件15的衍射性能。

请参阅图1及图2，本发明实施方式的衍射光学元件15包括基材151及压印层152。基材151由石英玻璃制成。压印层152形成在基材151的一表面1511上，压印层152通过压印形成有多个多阶梯型的凹槽1521。本实施方式中，基材151呈圆形片状结构，压印层152设置在基材151上并与基材151的边缘对齐。在其他实施方式中，基材151还可以呈椭圆形片状结构、矩形片状结构、多边形片状结构。

本发明实施方式的衍射光学元件15通过压印的方式在压印层152上形成多个多阶梯型的凹槽1521以得到衍射光学元件15，从而制造衍射光学元件15的工序较少，提升了衍射光学元件15的制造效率并降低了衍射光学元件15的制造成本。另外，由于基材151由石英玻璃制成，则衍射光学元件15受温度影响较小，产生的温漂较小。

在某些实施方式中，压印层152上的多个凹槽1521可以通过纳米压印技术压印压印层152形成。

请参阅图3，在某些实施方式中，凹槽1521的整体深度D小于压印层152的厚度H。凹槽1521的整体深度H指的是凹槽1521的最大深度。如此，利用母模压印压印层152时，母模不会与基材151相接触，避免了母模刮花基材151的表面1511的情况发生。

请参阅图2及图7，本发明实施方式的激光投射模组10包括镜筒12、光源13、准直元件14及上述任意一项实施方式的衍射光学元件15。镜筒12包括镜筒侧壁122并开设有收容腔121。光源13收容在收容腔121内并用于发射激光。准直元件14收容在收容腔121内并用于准直光源13发射的激光。衍射光学元件15收容在收容腔121内，凹槽1521朝向光源13，衍射光学元件15用于衍射准直元件14准直后的激光以形成激光图案。

本发明实施方式的激光投射模组10中的衍射光学元件15通过压印的方式在压印层152上形成多个多阶梯型的凹槽1521以得到衍射光学元件15，从而制造激光投射模组10的工序较少，提升了激光投射模组10的制造效率并降低了激光投射模组10的制造成本。另外，由于基材151由石英玻璃制成，则衍射光学元件15受温度影响较小，产生的温漂较小。

另外，可以理解，衍射光学元件15工作时会产生热量，导致衍射光学元件15自身的温度升高。衍射光学元件15的温度升高后，导致衍射光学元件15产生较大的温漂，即激光投射模组10投射出的中心波长产生偏移，如此，当激光投射模组10在衍射光学元件15温漂较大时，由于与激光投射模组10配合使用的图像采集器20(图12所示)的滤光片对应的滤光波段是有限的，温漂导致的激光投射模组10发射的激光的波长超出滤光波段的部分无法被图像采集器20采集得到，因此，图像采集器20无法准确获取激光投射模组10投射的激光图案，进一步地影响高精度深度图像的获取。由于本发明激光投射模组10中衍射光学元件15的基材151由石英玻璃制成，衍射光学元件15受温度影响较小，产生的温漂较小，能够保证后续高精度深度图像的获取。

请参阅图2、图7及图8，本发明实施方式的激光投射模组10包括电路板组件11、镜筒12、光源13、准直元件14及上述任意一项实施方式的衍射光学元件15。

电路板组件11包括基板111及承载在基板111上的电路板112。基板111用于承载镜筒12、光源13和电路板112。基板111的材料可以是塑料，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Glycol Terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)中的至少一种。也就是说，基板111可以采用PET、PMMA、PC或PI中任意一种的单一塑料材质制成。如此，基板111质量较轻且具有足够的支撑强度。

电路板112可以是印刷电路板、柔性电路板、软硬结合板中的任意一种。电路板112上可以开设有过孔113，过孔113内可以用于容纳光源13，电路板112一部分被镜筒12罩住，另一部分延伸出来并可以与连接器17连接，连接器17可以将激光投射模组10连接到电子装置1000(如图13所示)的主板上。

镜筒12设置在电路板组件11上。镜筒12包括相背的第一面124及第二面125。本实施方式中，镜筒12的第二面125设置在电路板112上，具体地，第二面125可以通过胶合、卡合、螺纹连接等方式中的至少一种设置在电路板112上。在其他实施方式中，镜筒12的第二面125也可以设置在基板111上。

镜筒12包括镜筒侧壁122及环形台阶123。镜筒侧壁122环绕形成有收容腔121，并且收容腔121贯穿第一面124及第二面125。镜筒侧壁122包括靠近收容腔121的内表面1221，台阶123自内表面1221朝收容腔121内延伸形成。环形台阶123围成过光孔1231，过光孔1231可以作为收容腔121的一部分。台阶123包括第一限位面1232和第二限位面1233，第一限位面1232与第二限位面1233相背。具体地，台阶123位于第一面124与第二面125之间，第一限位面1232较第二限位面1233更靠近第一面124，第一限位面1232与第二限位面1233可以是平行的平面。本实施方式的镜筒12的横截面呈圆环形。在其他实施方式中，镜筒12的横截面的外轮廓可以呈圆形、椭圆形、矩形或任意边形，镜筒12的横截面的内轮廓也可以呈圆形、椭圆形、矩形或任意边形，例如，镜筒12的横截面的外轮廓为圆形、内轮廓为椭圆形；或者，镜筒12的横截面的外轮廓为圆形、内轮廓为矩形；或者，镜筒12的横截面的外轮廓为圆形、内轮廓为多边形；或者，镜筒12的横截面的外轮廓为矩形、内轮廓为圆形。

光源13设置在电路板组件11上并收容在收容腔121内。具体地，光源13可以设置在电路板112上并与电路板112电连接，光源13也可以设置在基板111上并收容在过孔113内，此时，可以通过布置导线将光源13与电路板112电连接。光源13用于发射激光，激光可以是红外光，在一个例子中，光源13可以包括半导体衬底及设置在半导体衬底上的发射激光器，半导体衬底设置在基板111上，发射激光器可以是垂直腔面发射激光器(Vertical CavitySurface Emitting Laser,VCSEL)。半导体衬底可以设置单个发射激光器，也可以设置由多个发射激光器组成的阵列激光器，具体地，多个发射激光器可以以规则或者不规则的二维图案的形式排布在半导体衬底上。

准直元件14可以是光学透镜，准直元件14用于准直光源13发射的激光，准直元件14收容在收容腔121内，准直元件14可以沿第二面125指向第一面124的方向组装到收容腔121内，具体地，准直元件14包括结合面143，当结合面143与第二限位面1233结合时，可以认为准直元件14安装到位。准直元件14包括光学部141和安装部142，安装部142用于与镜筒侧壁122结合以使准直元件14固定在收容腔121内，在本发明实施例中，结合面143为安装部142的一个端面，光学部141包括位于准直元件14相背两侧的两个曲面。准直元件14的其中一个曲面伸入过光孔1231内。

请结合图3，衍射光学元件15收容在收容腔121内。衍射光学元件15包括基材151及压印层152，基材151较压印层152更靠近第一面124。基材151由石英玻璃制成。压印层152形成在基材151的一表面1511上，压印层152通过压印形成有多个多阶梯型的凹槽1521，多个凹槽1521形成在压印层152的远离基材151的一侧上。衍射光学元件15包括衍射安装面150，具体地，衍射安装面150为压印层152的远离基材151的表面。衍射安装面150设置在第一限位面1232上。衍射光学元件15用于衍射准直元件14准直后的激光以形成激光图案，具体地，衍射安装面150上的多个多阶梯型的凹槽1521可以与过光孔1231的位置对应，衍射光学元件15的多个多阶梯型的凹槽1521将经准直元件14准直后的激光衍射出与衍射结构对应的激光图案。

本发明实施方式的激光投射模组10中的衍射光学元件15通过压印的方式在压印层152上形成多个多阶梯型的凹槽1521以得到衍射光学元件15，从而制造衍射光学元件15的工序较少，提升了衍射光学元件15的制造效率并降低了衍射光学元件15的制造成本。另外，由于基材151由石英玻璃制成，衍射光学元件15受温度影响较小，产生的温漂较小，能够保证后续高精度深度图像的获取。

请参阅图7和图9，在某些实施方式中，光源13包括边发射激光器(edge-emittinglaser，EEL)131，具体地，边发射激光器131可以是分布反馈式激光器(DistributedFeedback Laser，DFB)。边发射激光器131整体呈柱状，边发射激光器131远离电路板组件11的一个端面形成有发光面1311，激光从发光面1311发出，发光面1311朝向准直元件14。采用边发射激光器131作为光源，一方面边发射激光器131较VCSEL阵列的温漂较小，另一方向，由于边发射激光器131为单点发光结构，无需设计阵列结构，制作简单，激光投射模组10的光源成本较低。

请参阅图9和图10，在某些实施方式中，激光投射模组10还包括固定件18，固定件18用于将边发射激光器131固定在电路板组件11上。分布反馈式激光器的激光在传播时，经过光栅结构的反馈获得功率的增益。要提高分布反馈式激光器的功率，需要通过增大注入电流和/或增加分布反馈式激光器的长度，由于增大注入电流会使得分布反馈式激光器的功耗增大并且出现发热严重的问题，因此，为了保证分布反馈式激光器能够正常工作，需要增加分布反馈式激光器的长度，导致分布反馈式激光器一般呈细长条结构。当边发射激光器131的发光面1311朝向准直元件14时，边发射激光器131呈竖直放置，由于边发射激光器131呈细长条结构，边发射激光器131容易出现跌落、移位或晃动等意外，因此通过设置固定件18能够将边发射激光器131固定住，防止边发射激光器131发生跌落、移位或晃动等意外。

具体地，请参阅图9，在某些实施方式中，固定件18包括封胶181，封胶181设置在边发射激光器131与电路板组件11之间。更具体地，在如图9所示的例子中，边发射激光器131的与发光面1311相背的一面粘接在电路板组件11上。在如图10所示的例子中，边发射激光器131的侧面1312也可以粘接在电路板组件11上，封胶181包裹住四周的侧面1312，也可以仅粘结侧面1312的某一个面与电路板组件11或粘结某几个面与电路板组件11。进一步地，封胶181可以为导热胶，以将光源13工作产生的热量传导至电路板组件11中。为了提高散热效率，基板111上还可以开设有散热孔1111，光源13或电路板112工作产生的热量可以由散热孔1111散出，散热孔1111内还可以填充导热胶，以进一步提高电路板组件11的散热性能。

请参阅图11，在某些实施方式中，固定件18包括设置在电路板组件11上的至少两个弹性支撑架182，至少两个支撑架182共同形成收容空间183，收容空间183用于收容边发射激光器131，至少两个支撑架182用于支撑住边发射激光器131，以进一步防止边发射激光器131发生晃动。

在某些实施方式中，基板111可以省去，光源13可以直接固定在电路板112上以减小激光投射器10的整体厚度。

请参阅图7及图8，在某些实施方式中，台阶123上开设有贯穿第一限位面1232和第二限位面1233的检测通孔1234，检测通孔1234与过光孔1231间隔，检测通孔1234的中心轴线可以是直线。激光衍射模组10还包括检测装置16，检测装置16包括发射器161和接收器162。发射器161和接收器162一个安装在准直元件14上，另一个安装在衍射光学元件15上。具体地，发射器161可以设置在结合面143上，且接收器162设置在衍射安装面150上；或者发射器161可以设置在衍射安装面150上，且接收器162设置在结合面143上。本发明实施方式以发射器161设置在结合面143上，且接收器162设置在衍射安装面150上为例进行说明。发射器161和接收器162均对准检测通孔1234的两端安装，发射器161用于从一端向检测通孔1234内发射检测信号，检测信号穿过检测通孔1234后到达另一端，并由接收器162接收。接收器162通过分析接收到的检测信号的强度、相位等信息，以判断此时准直元件14与衍射光学元件15的安装位置是否正确。

发射器161可以是声波发射器并用于发射检测声波，此时接收器162可以是声波接收器并用于接收穿过检测通孔1234的检测声波，检测声波可以是超声波；发射器161可以是光发射器并用于发射检测光，此时接收器162可以是光接收器并用于接收穿过检测通孔1234的检测光，检测光可以是激光。本发明以发射器161是光发射器，接收器162是光接收器为例进行说明，且发射器161仅正对接收器162的面发射检测信号，接收器162仅正对发射器161的面(接收面)接收检测信号。在本发明实施例中，当准直元件14与衍射光学元件15的位置均安装正确时，发射器161发射的检测信号穿过检测通孔1234且未经检测通孔1234的内壁反射，检测信号到达接收器162的传播路程较短，且此时检测信号垂直入射到接收器161的接收面上，接收器162接收到的检测信号的强度较高。

当准直元件14发生移位、倾斜或脱落时，发射器161发射的检测信号在穿过检测通孔1234的过程中，检测信号会经检测通孔1234的内壁多次反射后再由接收器162接收，检测信号到达接收器162的传播路程较长，接收器162接收到的检测信号的强度较弱。当衍射光学元件15发生移位、倾斜或脱落时，接收器162的接收面不再正对发射器161，接收器162接收到的检测信号不是垂直入射到接收面上，或部分接收面此时未与检测通孔1234对准而接收不到检测信号，接收器162接收到的检测信号的强度较弱。因此，接收器162通过判断接收到的检测信号的强度就可以判断准直元件14与衍射光学元件15是否处于正确的安装位置。

请参阅图12，本发明实施方式的深度相机100包括上述任一项实施方式的激光投射模组10及图像采集器20。深度相机100上可以形成有与激光投射模组10对应的投射窗口40，和与图像采集器20对应的采集窗口50。激光投射模组10用于通过投射窗口40向目标空间投射激光图案，图像采集器20用于通过采集窗口50采集被标的物调制后的激光图案。在一个例子中，激光投射模组10投射的激光为红外光，图像采集器20为红外摄像头。

本发明实施方式的深度相机100中的衍射光学元件通过压印的方式在压印层152上形成多个多阶梯型的凹槽1521以得到衍射光学元件15，从而制造衍射光学元件15的工序较少，提升了衍射光学元件15的制造效率并降低了衍射光学元件15的制造成本。另外，由于基材151由石英玻璃制成，衍射光学元件15受温度影响较小，产生的温漂较小，能够保证后续高精度深度图像的获取。

请参阅图12，在某些实施方式中，深度相机100还包括处理器30。处理器30与激光投射模组10及图像采集器20均连接，处理器30用于处理激光图案以获得深度图像。具体地，处理器30采用图像匹配算法计算出该激光图案中各像素点与参考图案中的对应各个像素点的偏离值，再根据该偏离值进一步获得该激光图案的深度图像。其中，图像匹配算法可为数字图像相关(Digital Image Correlation，DIC)算法。当然，也可以采用其它图像匹配算法代替DIC算法。

请参阅图13，本发明实施方式的电子装置1000包括壳体200和深度相机100。电子装置1000可以是手机、平板电脑、手提电脑、游戏机、头显设备、门禁系统、柜员机等，本发明实施例以电子装置1000是手机为例进行说明，可以理解，电子装置1000的具体形式可以是其他，在此不作限制。深度相机100设置在壳体200内并从壳体200暴露以获取深度图像，壳体200可以给深度相机100提供防尘、防水、防摔等保护，壳体200上开设有与深度相机100对应的孔，以使光线从孔中穿出或穿入壳体200。

本发明实施方式的电子装置1000中的衍射光学元件15通过压印的方式在压印层152上形成多个多阶梯型的凹槽1521以得到衍射光学元件15，从而制造衍射光学元件15的工序较少，提升了衍射光学元件15的制造效率并降低了衍射光学元件15的制造成本。另外，由于基材151由石英玻璃制成，衍射光学元件15受温度影响较小，产生的温漂较小，能够保证后续高精度深度图像的获取。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种衍射光学元件的制造方法，其特征在于，包括：

提供一石英玻璃制成的基材；

在所述基材的一表面形成压印层；及

压印所述压印层以在所述压印层上形成多个多阶梯型的凹槽。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述压印所述压印层以在所述压印层上形成多个多阶梯型的凹槽的步骤包括：

利用纳米压印技术压印所述压印层形成多个所述凹槽。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述凹槽的整体深度小于所述压印层的厚度。

4.一种衍射光学元件，其特征在于，包括基材及压印层，所述基材由石英玻璃制成，所述压印层形成在所述基材的一表面上，所述压印层通过压印形成有多个多阶梯型的凹槽。

5.根据权利要求4所述的衍射光学元件，其特征在于，多个所述凹槽通过纳米压印技术压印所述压印层形成。

6.根据权利要求5所述的衍射光学元件，其特征在于，所述凹槽的整体深度小于所述压印层的厚度。

7.一种激光投射模组，其特征在于，包括：

镜筒，所述镜筒包括镜筒侧壁并开设有收容腔；

光源，所述光源收容在所述收容腔内并用于发射激光；及

准直元件，所述准直元件收容在所述收容腔内并用于准直所述光源发射的激光；及权利要求4至6任意一项所述的衍射光学元件，所述衍射光学元件收容在所述收容腔内，所述凹槽朝向所述光源，所述衍射光学元件用于衍射所述准直元件准直后的激光以形成激光图案。

8.根据权利要求7所述的激光投射模组，其特征在于，所述光源包括垂直腔面发射激光器或边发射激光器。

9.根据权利要求7所述的激光投射模组，其特征在于，所述光源包括边发射激光器，所述边发射激光器包括发光面，所述发光面朝向所述准直元件。

10.根据权利要求9所述的激光投射模组，其特征在于，所述激光投射模组还包括电路板组件和固定部件，所述固定部件用于固定所述光源在所述电路板组件上。

11.根据权利要求10所述的激光投射模组，其特征在于，所述固定件包括封胶，所述封胶设置在所述边发射激光器与所述电路板组件之间，所述封胶为导热胶。

12.根据权利要求10所述的激光投射模组，其特征在于，所述固定部件包括设置在所述电路板组件上的至少两个弹性支撑架，至少两个所述支撑架共同形成收容空间，所述收容空间用于收容所述光源，至少两个所述支撑架用于支撑住所述光源。

13.一种深度相机，其特征在于，包括：

权利要求7-12任意一项所述的激光投射模组；

图像采集器，所述图像采集器用于采集由所述激光投射模组向目标空间中投射的所述激光图案。

14.一种电子装置，其特征在于，包括：

壳体；和

权利要求13所述的深度相机，所述深度相机设置在所述壳体上并从所述壳体上暴露以获取所述深度图像。