CN109212763A - 光发射模组及其损坏的检测方法、深度获取装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光发射模组、光发射模组损坏的检测方法、深度获取装置和电子设备。光发射模组包括光源、光学元件、多个光检测器和处理器。光源用于发射激光。光学元件用于扩散或扩束激光。多个光检测器位于光源与光学元件之间，多个光检测器用于接收激光以形成多个光检测电信号。处理器用于获取多个光检测电信号、以及根据多个光检测电信号之间的差值判断光学元件的损坏情况。本申请实施方式的光发射模组、光发射模组损坏的检测方法、深度获取装置和电子设备，通过多个光检测器接收激光形成多个光检测电信号，并根据多个光检测电信号之间的差值准确地判断光学元件的损坏情况。

Description

光发射模组及其损坏的检测方法、深度获取装置和电子设备

技术领域

本申请涉及消费性电子产品领域，特别涉及一种光发射模组、光发射模组损坏的检测方法、深度获取装置和电子设备。

背景技术

光发射模组通常由光源和光学元件组成。当光学元件发生倾斜或脱落等损坏情况时，可能使得激光不适当的出射，对用户的眼睛产生危害。但是，目前的光发射模组都无法对光学元件的损坏情况作出检测。

发明内容

本申请实施方式提供一种光发射模组、光发射模组损坏的检测方法、深度获取装置和电子设备。

本申请实施方式的光发射模组包括光源、光学元件、多个光检测器和处理器。光源用于发射激光。光学元件用于扩散或扩束所述激光。多个所述光检测器位于所述光源与所述光学元件之间，多个所述光检测器用于接收所述激光以形成多个光检测电信号。所述处理器用于获取多个所述光检测电信号、以及根据多个所述光检测电信号之间的差值判断所述光学元件的损坏情况。

本申请实施方式的光发射模组损坏的检测方法，所述光发射模组包括光源、光学元件和多个光检测器，所述光源用于发射激光，所述光学元件用于扩散或扩束所述激光，多个所述光检测器位于所述光源与所述光学元件之间，多个所述光检测器用于接收所述激光以形成多个光检测电信号，所述检测方法包括：获取多个所述光检测电信号；和根据多个所述光检测电信号之间的差值判断所述光学元件的损坏情况。

本申请实施方式的深度获取装置包括上述的光发射模组和光接收模组。所述光发射模组用于朝目标物体发射激光。所述光接收模组用于接收经所述目标物体反射后的激光。

本申请实施方式的电子设备包括机壳和上述的深度获取装置。所述深度获取装置设置在所述机壳上。

本申请实施方式的光发射模组、光发射模组损坏的检测方法、深度获取装置和电子设备，通过在光源和光学元件之间设置多个光检测器以接收激光形成多个光检测电信号，并根据多个光检测电信号之间的差值判断光学元件的损坏情况，由于光学元件发生倾斜或脱落等损坏情况时都会导致光检测器接收的激光发生变化，因此通过多个光检测电信号之间的差值的变化可以较为准确地判断光学元件的损坏情况，从而可以在光学元件损坏时，采取相应的保护措施，避免激光不适当的出射，对用户的眼睛产生危害。

本申请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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请某些实施方式的电子设备的一个状态的立体结构示意图。

图2是本申请某些实施方式的电子设备的另一个状态的立体结构示意图。

图3是本申请某些实施方式的深度获取装置的立体结构示意图。

图4是本申请某些实施方式的深度获取装置的平面结构示意图。

图5是图4中的深度获取装置沿V-V线的截面示意图。

图6至图10是本申请某些实施方式的光发射模组中光发射组件的结构示意图。

图11至图14是本申请某些实施方式的光发射模组损坏的检测方法的流程示意图。

图15是是本申请某些实施方式的光发射模组中光源的平面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

另外，下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的限制。

请一并参阅图1和图2，本申请实施方式的电子设备800包括机壳801及深度获取装置300。电子设备800可以是手机、平板电脑、游戏机、智能手表、智能手环、头显设备、无人机等。本申请实施方式以电子设备800为手机为例进行说明，可以理解，电子设备800的具体形式不限于手机。

机壳801可以作为电子设备800的功能元件的安装载体。机壳801可以为功能元件提供防尘、防摔、防水等保护，功能元件可以是显示屏802、可见光摄像头400、受话器等。在本申请实施例中，机壳801包括主体803及可动支架804，可动支架804在驱动装置的驱动下可以相对于主体803运动，例如可动支架804可以相对于主体803滑动，以滑入主体803(如图1所示)或从主体803滑出(如图2所示)。部分功能元件(例如显示屏802)可以安装在主体803上，另一部分功能元件(例如深度获取装置300、可见光摄像头400、受话器)可以安装在可动支架804上，可动支架804运动可带动该另一部分功能元件缩回主体803内或从主体803中伸出。当然，图1和图2所示仅仅是对机壳801的一种具体形式举例，不能理解为对本申请的机壳801的限制。

深度获取装置300安装在机壳801上。具体地，深度获取装置300安装在可动支架804上。用户在需要使用深度获取装置300时，可以触发可动支架804从主体803中滑出以带动深度获取装置300从主体803中伸出；在不需要使用深度获取装置300时，可以触发可动支架804滑入主体803以带动深度获取装置300缩回主体中。在其他实施方式中，机壳801上可以开设有通光孔(图未示)，深度获取装置300不可移动地设置在机壳801内并与通光孔对应，以采集深度信息；或者，显示屏802可以开设有通光孔(图未示)，深度获取装置300设置在显示屏103的下方并与通光孔对应，以采集深度信息。

请一并参阅图3至图5，深度获取装置300包括第一基板组件71、垫块72、光发射模组100及光接收模组200。第一基板组件71包括互相连接的第一基板711及柔性电路板712。垫块72设置在第一基板711上。光发射模组100用于向外投射激光，光发射模组100设置在垫块72上。柔性电路板712弯折且柔性电路板712的一端连接第一基板711，另一端连接光发射模组100。光接收模组200设置在第一基板711上，光接收模组200用于接收被目标空间中的人或物反射回的激光。光接收模组200包括外壳741及设置在外壳741上的光学元件742。外壳741与垫块72连接成一体。

具体地，第一基板组件71包括第一基板711及柔性电路板712。第一基板711可以是印刷线路板或柔性线路板。第一基板711上可以铺设有深度获取装置300的控制线路等。柔性电路板712的一端可以连接在第一基板711上，柔性电路板712可以发生一定角度的弯折，使得柔性电路板712的两端连接的器件的相对位置可以有较多选择。

垫块72设置在第一基板711上。在一个例子中，垫块72与第一基板711接触且承载在第一基板711上，具体地，垫块72可以通过胶粘等方式与第一基板711结合。垫块72的材料可以是金属、塑料等。在本申请的实施例中，垫块72与第一基板711结合的面可以是平面，垫块72与该结合的面相背的面也可以是平面，使得光发射模组100设置在垫块72上时具有较好的平稳性。

光接收模组200设置在第一基板711上，且光接收模组200和第一基板711的接触面与垫块72和第一基板711的接触面基本齐平设置(即，二者的安装起点在同一平面上)。具体地，光接收模组200包括外壳741及光学元件742。外壳741设置在第一基板711上，光学元件742设置在外壳741上，外壳741可以是光接收模组200的镜座及镜筒，光学元件742可以是设置在外壳741内的透镜等元件。进一步地，光接收模组200还包括感光芯片(图未示)，由目标空间中的人或物反射回的激光通过光学元件742后照射到感光芯片中，感光芯片对该激光产生响应。在本申请的实施例中，外壳741与垫块72连接成一体。具体地，外壳741与垫块72可以是一体成型；或者外壳741与垫块72的材料不同，二者通过双色注塑等方式一体成型。外壳741与垫块72也可以是分别成型，二者形成配合结构，在组装深度获取装置300时，可以先将外壳741与垫块72中的一个设置在第一基板711上，再将另一个设置在第一基板711上且连接成一体。

如此，将光发射模组100设置在垫块72上，垫块72可以垫高光发射模组100的高度，进而提高光发射模组100出射激光的面的高度，光发射模组100发射的激光不易被光接收模组200遮挡，使得激光能够完全照射到目标物体上。

请结合图6，光发射模组100包括第二基板组件51、光发射组件101、外壳52和处理器102。处理器102与第二基板组件51和光发射组件101均电连接。第二基板组件51设置在垫块72上，第二基板组件51与柔性电路板712连接。光发射组件101设置在第二基板组件51上，光发射组件101用于发射激光。外壳52设置在第二基板组件51上，外壳52形成有收容空间521，收容空间521可用于收容光发射组件101。柔性电路板712可以是可拆装地连接在第二基板组件51上。光发射组件101与第二基板组件51连接。外壳52整体可以呈碗状，且外壳52的开口向下罩设在第二基板组件51上，以将光发射组件101及处理器102收容在收容空间521内。在本申请实施例中，外壳52上开设有与光发射组件101对应的出光口522，从光发射组件101发出的激光穿过出光口522后发射到出去，激光可以直接从出光口522穿出，也可以经其他光学器件改变光路后从出光口522穿出。

第二基板组件51包括第二基板511及补强件512。第二基板511与柔性电路板712连接。光发射组件101及补强件512设置在第二基板511的相背的两侧。第二基板511的具体类型可以是印刷线路板或柔性线路板等，第二基板511上可以铺设有控制线路。补强件512可以通过胶粘、铆接等方式与第二基板511固定连接，补强件512可以增加第二基板组件51整体的强度。光发射模组100设置在垫块72上时，补强件512可以与垫块72直接接触，第二基板511不会暴露在外部，且不需要与垫块72直接接触，第二基板511不易受到灰尘等的污染。

补强件512与垫块72分体成型。在组装深度获取装置300时，可以先将垫块72安装在第一基板71上，此时柔性电路板712的两端分别连接第一基板711及第二基板511，且柔性电路板712可以先不弯折。然后再将柔性电路板712弯折，使得补强件512设置在垫块72上。当然，在其他实施例中，补强件512与垫块72可以一体成型，例如通过注塑等工艺一体成型，在组装深度获取装置300时，可以将垫块72及光发射模组100一同安装在第一基板711上。

请结合图5和图6，光发射组件101包括光源10、光学元件20、镜筒30、保护罩40、多个光检测器50和驱动器61。

镜筒30包括呈环状的镜筒侧壁33，环状的镜筒侧壁33围成收容腔62。镜筒侧壁33包括位于收容腔62内的内表面331及与内表面331相背的外表面332。镜筒侧壁33包括相背的第一面31及第二面32。收容腔62贯穿第一面31及第二面32。第一面31朝第二面32凹陷形成与收容腔62连通的安装槽34。安装槽34的底面35位于安装槽34的远离第一面31的一侧。镜筒侧壁33的外表面332在第一面31的一端的横截面呈圆环形，镜筒侧壁33的外表面332在第一面31的一端形成有外螺纹。镜筒30承载在第二基板511上，第二基板511具体可为电路板511，电路板511与镜筒30的第二面32接触以封闭收容腔62的一端。

光源10承载在电路板511上并收容在收容腔62内。光源10用于朝镜筒30的第一面31(安装槽34)一侧发射激光。光源10可以是单点光源10，也可是多点光源10。在光源10为单点光源10时，光源10具体可以为边发射型激光器，例如可以为分布反馈式激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)等；在光源10为多点光源10时，光源10具体可以为垂直腔面发射器(Vertical-Cavity Surface Laser，VCSEL)，或者光源10也可为由多个边发射型激光器组成的多点光源10。垂直腔面发射激光器的高度较小，采用垂直腔面发射器作为光源10，有利于减小光发射模组100的高度，便于将光发射模组100集成到手机等对机身厚度有较高的要求的电子设备800中。与垂直腔面发射器相比，边发射型激光器的温漂较小，可以减小温度对光源10的投射激光的效果的影响。

驱动器61承载在电路板511上并与光源10电性连接。具体地，驱动器61可以接收经过处理器102调制的输入信号，并将输入信号转化为恒定的电流源后传输给光源10，以使光源10在恒定的电流源的作用下朝镜筒30的第一面31一侧发射激光。本实施方式的驱动器61设置在镜筒30外。在其他实施方式中，驱动器61可以设置在镜筒30内并承载在电路板511上。

光学元件20安装(承载)在安装槽34内并与安装槽34相抵触。光学元件20包括相背的入光面26和出光面28，入光面26和出光面28沿激光的出射方向依次设置。如图6所示，光学元件20可以是扩散器22，扩散器22用于扩散穿过扩散器22的激光。也即是，光源10朝镜筒30的第一面31一侧发射激光时，激光会经过扩散器20并被扩散器20扩散或投射到镜筒30外。如图7所示，光学元件20还可以是衍射光学元件24，衍射光学元件24包括衍射微结构242。衍射微结构242可设置在入光面26；或者，衍射微结构242可设置在出光面28；或者，衍射微结构242既设置在入光面26又设置在出光面28。衍射微结构242用于扩束穿过衍射微结构242的激光以形成激光图案。

保护罩40包括顶壁41及自顶壁41的一侧延伸形成的保护侧壁42。顶壁41的中心开设有通光孔401。保护侧壁42环绕顶壁41及通光孔401设置。顶壁41与保护侧壁42共同围成安装腔43，通光孔401与安装腔43连通。保护侧壁42的内表面的横截面呈圆环形，保护侧壁42的内表面上形成有内螺纹。保护侧壁42的内螺纹与镜筒30的外螺纹螺合以将保护罩40安装在镜筒30上。顶壁41与光学元件20的抵触使得光学元件20被夹持在顶壁41与安装槽34的底面35之间。

如此，通过在镜筒30上开设安装槽34，并将光学元件20安装在安装槽34内，以及通过保护罩40安装在镜筒30上以将光学元件20夹持在保护罩40与安装槽34的底面35之间，从而实现将光学元件20固定在镜筒30上。此种方式无需使用胶水将光学元件20固定在镜筒30上，能够避免胶水挥发成气态后，气态的胶水扩散并凝固在光学元件20的表面而影响光学元件20的微观结构，并能够避免光学元件20和镜筒30的胶水因老化而使粘着力下降时光学元件20从镜筒30脱落。

多个光检测器50均设置在光学元件20的周缘处，多个光检测器50关于光学元件20的中心轴线C对称。光检测器50均设置在光学元件20的入光面26上且光检测器50的收光面54与光源10相对。光检测器50的数量可以为2个、3个、4个、5个等等，在此不作限制。光检测器50可通过胶合、卡合等方式安装在入光面26上。

具体地，请参阅图6，多个光检测器50可以关于光学元件20的中心轴线C轴对称，在光源10为VCSEL阵列、光学组件20为扩散器22，即光发射模组100为TOF投射模组时，VCSEL阵列一般为均匀排布，光源10和扩散器22的中心轴线在同一条直线上以使得光源10与扩散器22对应，多个光检测器50均匀分布，即每个光检测器50绕扩散器22的中心轴线C转动固定的角度即可与相邻的光检测器50重合。在光发射模组100未发生损坏(例如，光学元件20未发生倾斜或脱落等)时，每个光检测器50接收的激光的光强值基本保持一致；而在光发射模组100发生损坏时，每个光检测器50接收的激光的光强值会发生变化，因此可通过多个光检测器50接收激光形成的多个光检测电信号之间的差值以判断光发射模组100的损坏情况。

或者，请参阅图7，在光源10为VCSEL阵列、光学元件20为衍射光学元件24，即光发射模组100为结构光投射模组时，为了保证深度获取装置300获取的深度图像的精度，VCSEL阵列中的发光元件一般为随机分布，此时，多个光检测器50可以非均匀分布以使得每个光检测器50在光发射模组100未发生损坏(例如，衍射光学元件24发生倾斜或脱落等)时接收的激光的光强值基本保持一致；而在光发射模组100发生损坏时，每个光检测器50接收的激光的光强值会发生变化，因此可通过多个光检测器50接收激光形成的多个光检测电信号之间的差值以判断光发射模组100的损坏情况。

在其他实施方式中，多个光检测器50可以关于光学元件20的中心轴线C所在的平面镜面对称，也即是说，多个光检测器50分为两组光检测器50，两组光检测器50关于光学元件20的中心轴线C所在的一个平面镜面对称。在判断光学元件20的损坏情况时，处理器102可根据每一组所有光检测器50形成的光检测电信号的平均值与另一组光检测器50所有光检测器50形成的光检测电信号的平均值的差值判断光学元件20的损坏情况，多个光检测电信号的平均值可以较为客观的表征激光的光强值，从而可以降低处理器102出现误判的几率。

本申请实施方式的光发射模组100通过在光源10和光学元件20之间设置多个光检测器50以接收激光形成多个光检测电信号并发送给处理器102，处理器102根据多个光检测电信号之间的差值判断光学元件20的损坏情况，由于光学元件20发生倾斜或脱落等损坏情况时都会导致光检测器50接收的激光发生变化，因此处理器102通过多个光检测电信号之间的差值的变化可以较为准确地判断光学元件20的损坏情况，从而可以在光学元件20损坏时，采取相应的保护措施(如降低光源10的功率或关闭光源10等)，避免激光不适当的出射，对用户的眼睛产生危害。

请参阅图8，在某些实施方式中，多个光检测器50设置在镜筒侧壁33的内表面331上，具体地，多个光检测器50设置在内表面上331靠近光学元件20的入光面26的区域且光检测器50的收光面54与入光面26垂直，可以理解，光学元件20的透过率通常不是100％，光源10出射的激光大部分会被光学元件20扩散以出射到场景中，小部分会被光学元件20反射回收容腔62中，光检测器50可以接收被光学元件20反射回的这部分激光，并形成光检测电信号，在光发射模组100发生损坏(例如，光学元件20发生倾斜或脱落)后，光学元件20反射的激光的光路随之发生变化，从而使得光检测器50形成的光检测电信号发生变化，通过多个光检测器50接收激光形成的多个光检测电信号的差值以判断光学元件20的损坏情况。多个光检测器50可通过胶合、卡合等方式设置在内表面上331，安装较为简单，走线较为容易且不会因光学元件20的倾斜或脱落导致光检测器50与其他元件(如电路板511)连接的线路出现断裂。

请参阅图5和图9，在某些实施方式中，镜筒侧壁33的内表面331开设有多个凹槽36，多个光检测器50分别设置在多个凹槽36内且光检测器50的收光面54与入光面26垂直，光检测器50和凹槽36一一对应，光检测器50的收光面54可以与内表面331齐平，或者光检测器50的收光面54高于内表面331。在光发射模组100发生损坏(例如，光学元件20发生倾斜或脱落)后，光学元件20反射的激光的光路随之发生变化，从而使得光检测器50形成的光检测电信号发生变化，多个光检测器50接收激光形成的多个光检测电信号并发送给处理器102，处理器102接收到光检测电信号后，通过多个光检测电信号的差值以判断光学元件20的损坏情况。

多个凹槽36关于光学元件20的中心轴线C对称并设置在内表面331的靠近第二基板511的区域，此时，多个光检测器50也关于光学元件20的中心轴线C对称。具体地，多个光检测器50关于光学元件20的中心轴线C轴对称，在光源10为VCSEL阵列、光学组件20为扩散器22，即光发射模组100为TOF投射模组时，VCSEL阵列一般为均匀排布，光源10和光学组件20的中心轴线C在同一条直线上以使得光源10与扩散器22对应，多个凹槽36均匀分布，即多个光检测器50均匀分布，每个光检测器50绕扩散器22的中心轴线C转动固定的角度即可与相邻的光检测器50重合。此时，每个光检测器50在光发射模组100未发生损坏(例如，扩散器22发生倾斜或脱落等)时接收的扩散器22的入射面反射的激光的光强值基本保持一致；而在光发射模组100发生损坏时，每个光检测器50接收的激光的光强值会发生变化，因此可通过多个光检测器50接收激光形成的多个光检测电信号之间的差值以判断光发射模组100的损坏情况。

或者，请参阅图5和图10，在光源10为VCSEL阵列、光学元件20为衍射光学元件24，即光发射模组100为结构光投射模组时，为了保证深度获取装置300获取的深度图像的精度，VCSEL阵列中的发光元件一般为随机分布，此时，多个光检测器50关于衍射光学元件24的中心轴线C轴对称且非均匀分布以使得每个光检测器50在光发射模组100未发生损坏(例如，光学元件20发生倾斜或脱落等)时接收的激光基本保持一致；而在光发射模组100发生损坏时，每个光检测器50接收的激光的光强值会发生变化，因此可通过多个光检测器50接收激光形成的多个光检测电信号之间的差值以判断光学元件20的损坏情况。

在其他实施方式中，多个凹槽36可以关于光学元件20的中心轴线C所在的一个平面镜面对称。此时，多个光检测器50分为两组光检测器50，两组光检测器50关于光学元件20的中心轴线C所在的平面镜面对称。在判断光学元件20的损坏情况时，处理器102可根据每一组所有光检测器50形成的光检测电信号的平均值与另一组光检测器50所有光检测器50形成的光检测电信号的平均值的差值判断判断光学元件20的损坏情况，相较于根据任意两个光检测器50形成的光检测电信号之间的差值判断判断光学元件20的损坏情况而言，多个光检测电信号的平均值可以较为客观的表征激光的光强值，从而可以降低处理器102出现误判的几率。

请再一并参阅图2和图6，在某些实施方式中，电子设备800包括存储器806，存储器806中存储有与光检测电信号与光强值的映射关系，处理器102获取到多个光检测电信号后可将光检测电信号转化为对应的光强值，然后根据多个光强值的差值以判断光学元件20的损坏情况。如此，处理器102无需经历计算过程即可快速确定光检测电信号对应的光强值。

请再一并参阅图2至图5，在某些实施方式中，垫块72与第一基板711结合的一侧开设有容纳腔723。深度获取装置300还包括设置在第一基板711上的电子元件77。电子元件77收容在容纳腔723内。电子元件77可以是电容、电感、晶体管、电阻等元件。电子元件77可以与铺设在第一基板711上的控制线路电连接，并用于或控制激光投射模组100或光接收模组200工作。电子元件77收容在容纳腔723内，合理利用了垫块72内的空间，不需要增加第一基板711的宽度来设置电子元件77，有利于减小深度获取装置300的整体尺寸。容纳腔723的数量可以是一个或多个，容纳腔723可以是互相间隔的。在安装垫块72时，可以将容纳腔723与电子元件77的位置对准并将垫块72设置在第一基板711上。

请继续参阅图2至图5，在某些实施方式中，垫块72开设有与至少一个容纳腔723连接的避让通孔724，至少一个电子元件77伸入避让通孔724内。可以理解，需要将电子元件77收容在避让通孔内时，要求电子元件77的高度不高于容纳腔723的高度。而对于高度高于容纳腔723的电子元件，可以开设与容纳腔723对应的避让通孔724，电子元件77可以部分伸入避让通孔724内，以在不提高垫块72的高度的前提下布置电子元件77。

请还参阅图2至图5，在某些实施方式中，第一基板组件711还包括加强板713，加强板713结合在第一基板711的与垫块72相背的一侧。加强板713可以覆盖第一基板711的一个侧面，加强板713可以用于增加第一基板711的强度，避免第一基板711发生形变。另外，加强板713可以由导电的材料制成，例如金属或合金等，当深度获取装置300安装在电子设备800上时，可以将加强板713与机壳801电连接，以使加强板713接地，并有效地减少外部元件的静电对深度获取装置300的干扰。

请再参阅图2至图5，在其他实施方式中，深度获取装置300还包括连接器76，连接器76连接在第一基板组件71上并用于与深度获取装置300外部的电子元件(如处理器805等)电性连接。

请一并参阅图5、图6和图11，本申请还提供一种光发射模组100损坏的检测方法。光发射模组100为上述任意一项实施方式的光发射模组100。检测方法包括：

01：获取多个光检测器50形成的多个光检测电信号；和

02：根据多个光检测电信号之间的差值判断光学元件20的损坏情况。

请一并参阅图5、图6和图11，步骤01和步骤02均可以由处理器102实现。也即是说，处理器102用于获取多个光检测器50形成的多个光检测电信号、及根据多个光检测电信号之间的差值判断光学元件20的损坏情况。

具体地，多个光检测器50设置在光学元件20的入光面26的周缘处且关于光学元件20的中心轴线C对称，在深度获取装置300工作时，光源10发出激光，激光可直接入射到光检测器50的收光面54，多个光检测器50将光信号(激光的强度)转化为多个光检测电信号，处理器102获取多个光检测电信号并计算多个光检测电信号之间的差值，根据多个光检测电信号之间差值判断光学元件20的损坏情况。本申请实施方式中，光源10为VCSEL阵列、光学组件20为扩散器22，即光发射模组100为TOF投射模组，光源10出射的激光一般较为均匀且光源10的中心轴线与光学元件20的中心轴线C共线，故在光学元件20未发生损坏(例如倾斜或脱落等)时，多个光检测器50获取的激光的强度基本相同，若光学元件20发生损坏，在光学元件20倾斜或脱落时，光检测器50的收光面54与光源10角度、距离等会发生变化，获取的激光的强度随之发生变化，因此通过多个光检测电信号的差值(即激光的光强值的差值)即可较为准确地判断光学元件20的损坏情况。

本申请实施方式的光发射模组100通过在光源10和光学元件20之间设置多个光检测器50以接收激光形成多个光检测电信号并发送给处理器102，处理器102根据多个光检测电信号之间的差值判断光学元件20的损坏情况，由于光学元件20发生倾斜或脱落等损坏情况时都会导致光检测器50接收的激光发生变化，因此处理器102通过多个光检测电信号之间的差值的变化可以较为准确地判断光学元件20的损坏情况。

请一并参阅图5、图6和图12，在某些实施方式中，多个光检测器50包括第一侧光检测器50a和第二侧光检测器50b，与第一侧光检测器50a对应的光检测电信号为第一光检测电信号，与第二侧光检测器50b对应的光检测电信号为第二光检测电信号，步骤02包括：

021：在第一光检测电信号与第二光检测电信号之间的差值大于倾斜阈值时，判断光学元件20由第一侧向靠近光源10的方向倾斜和/或光学元件20由第二侧向远离光源10的方向倾斜；

022：在第二光检测电信号与第一光检测电信号之间的差值大于倾斜阈值时，判断光学元件20由第二侧向靠近光源10的方向倾斜和/或光学元件20由第一侧向远离光源10的方向倾斜；

023：在第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均大于第一脱落阈值时，判断光学元件20向靠近光源10的方向脱落；和

024：在第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均小于第二脱落阈值时，判断光学元件20向远离光源10的方向脱落，第二脱落阈值小于第一脱落阈值。

请一并参阅图5、图6和图12，在某些实施方式中，步骤021和步骤022均可以由处理器102实现。也即是说，处理器102可用于在第一光检测电信号与第二光检测电信号之间的差值大于倾斜阈值时，判断光学元件20由第一侧向靠近光源10的方向倾斜或光学元件20由第二侧向远离光源10的方向倾斜、在第二光检测电信号与第一光检测电信号之间的差值大于倾斜阈值时，判断光学元件20由第二侧向靠近光源10的方向倾斜或光学元件20由第一侧向远离光源10的方向倾斜、在第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均大于第一脱落阈值时，判断光学元件20向靠近光源10的方向脱落、及在第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均小于第二脱落阈值时，判断光学元件20向远离光源10的方向脱落，第二脱落阈值小于第一脱落阈值。

具体地，第一侧光检测器50a可以由一个或多个光检测器50组成，例如第一侧光检测器50a包括1个、2个、3个光检测器50等。第二侧光检测器50b也可以由一个或多个光检测器50组成，例如第二侧光检测器50b包括1个、2个、3个光检测器50等。当然，本申请实施方式的多个光检测器50不限于仅包括第一侧光检测器50a和第二侧光检测器50b，多个光检测器50还可以包括第三侧光检测器50c、第四侧光检测器50d等等，第三侧光检测器50c、第四侧光检测器50d等也可以由一个或多个光检测器50组成，在此均不作限制。这里仅以多个光检测器50包括第一侧光检测器50a和第二侧光检测器50b为例进行说明，多个光检测器50包括第一侧光检测器50a、第二侧光检测器50b、第三侧光检测器50c、第四侧光检测器50d等时原理相同，在此不再赘述。

在深度获取装置300工作时，处理器102实时获取第一侧光检测器50a形成的第一光检测电信号和第二侧光检测器50b形成的第二光检测电信号。当第一侧光检测器50a包括1个光检测器50时，第一光检测电信号即为该光检测器50产生的光检测信号，当第一侧光检测器50a包括多个光检测器50时，第一光检测电信号即为多个光检测器50产生的光检测信号的平均值。当第二侧光检测器50b包括1个光检测器50时，第二光检测电信号即为该光检测器50产生的光检测信号，当第二侧光检测器50b包括多个光检测器50时，第二光检测电信号即为多个光检测器50产生的光检测信号的平均值。通过多个光检测电信号的平均值可以较为客观的表征第一光检测电信号和第二光检测电信号。

处理器102根据第一光检测电信号和第二光检测电信号与光强值的映射关系，在计算第一光检测电信号和第二光检测电信号的差值时，可以快速地将第一光检测电信号和第二光检测电信号分别转化为对应的第一光强值和第二光强值，比较第一光强值和第二光强值并计算差值，光学元件20的损坏情况有以下四种判断方式：

第一：在第一光检测电信号与第二光检测电信号之间的差值大于倾斜阈值(即在第一光强值大于第二光强值且第一光强值减去第二光强值的差值大于倾斜阈值)时，判断光学元件20由第一侧向靠近光源10的方向倾斜、光学元件20由第二侧向远离光源10的方向倾斜、或光学元件20既由第一侧向靠近光源10的方向倾斜又由第二侧向远离光源10的方向倾斜，其中，第一侧指的是第一侧光检测器50a所在的一侧，第二侧指的是第二侧光检测器50b所在的一侧；

第二：在第二光检测电信号与第一光检测电信号之间的差值大于倾斜阈值(即在第二光强值大于第一光强值且第二光强值减去第一光强值的差值大于倾斜阈值)时，判断光学元件20由第二侧向靠近光源10的方向倾斜、光学元件20由第一侧向远离光源10的方向倾斜、或光学元件20既由第二侧向靠近光源10的方向倾斜又由第一侧向远离光源10的方向倾斜；

第三：在第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号的差值(即第一光强值和第二光强值减去预定电信号对应的光强值得到的差值，该差值可以为正数、负数、或0)均大于第一脱落阈值时，判断光学元件20向靠近光源10的方向脱落，其中，预定电信号指的是光学元件20未发生损坏时光检测器50形成的光检测电信号；和

第四：在第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号的差值均小于第二脱落阈值时，判断光学元件20向靠近远离10的方向脱落。

可以理解，在光学元件20向光源10脱落时，光检测器50与光源10的距离变近，第一光强值和第二光强值均会变大，此时，第一光强值和第二光强值均大于预定电信号对应的光强值，第一脱落阈值可为正数，而在光学元件20向远离光源10方向脱落时，光检测器50与光源10的距离变远，第一光强值和第二光强值均会变小，此时，第一光强值和第二光强值均小于预定电信号对应的光强值，第二脱落阈值可为负数，因此，第二脱落阈值小于第一脱落阈值。

在一个例子中，预定电信号对应的光强值为10，第一脱落阈值设为5，第二脱落阈值设为-5，当第一光强值和第二光强值均为20时，此时差值均为20-10＝10>5，故判断光学元件20向靠近光源10的方向脱落；当第一光强值和第二光强值均为4时，此时差值均为4-10＝-6<-5，故判断光学元件20向远离光源10的方向脱落。

如此，通过上述方法不仅可以判断光学元件20是否损坏，还可以准确判断光学元件20具体的损坏情况，有利于后续进行针对性的维修。

请参阅图5、图6和图13，在某些实施方式中，步骤021包括：

0211：在第一光检测电信号和第二光检测电信号均大于或等于预定电信号时，判断光学元件20由第一侧向靠近光源10的方向倾斜；

0212：在第一光检测电信号和第二光检测电信号均小于或等于预定电信号时，判断光学元件20由第二侧向远离光源10的方向倾斜；及

0213：在第一光检测电信号大于预定电信号且第二光检测电信号小于预定电信号时，判断光学元件20既由第一侧向靠近光源10的方向倾斜又由第二侧向远离光源10的方向倾斜。

请参阅图5、图6和图13，在某些实施方式中，步骤0211、步骤0212、步骤0213均可由处理器102实现。也即是说，处理器102可用于在第一光检测电信号和第二光检测电信号均大于或等于预定电信号时，判断光学元件20由第一侧向靠近光源10的方向倾斜、在第一光检测电信号和第二光检测电信号均小于或等于预定电信号时，判断光学元件20由第二侧向远离光源10的方向倾斜、及在第一光检测电信号大于预定电信号且第二光检测电信号小于预定电信号或第一光检测电信号小于预定电信号且第二光检测电信号大于预定电信号时，判断光学元件20既由第一侧向靠近光源10的方向倾斜又由第二侧向远离光源10的方向倾斜。

具体的，处理器102在判断光学元件20由第一侧向靠近光源10的方向倾斜和/或光学元件20由第二侧向远离光源10的方向倾斜后，在第一光检测电信号和第二光检测电信号均大于或等于预定电信号时，第一侧和第二侧只有向靠近光源10的方向倾斜才可满足第一光检测电信号和第二光检测电信号均大于或等于预定电信号，且由于第一侧离光源10更近，故处理器102可判断光学元件20由第一侧向靠近光源10的方向倾斜；

在第一光检测电信号和第二光检测电信号均小于或等于预定电信号时，此时，第一侧和第二侧只有向远离光源10的方向倾斜才可满足第一光检测电信号和第二光检测电信号均小于或等于预定电信号，且由于第一侧离光源10更近，故处理器102可判断光学元件20由第二侧向远离光源10的方向倾斜；

而在第一光检测电信号大于预定电信号且第二光检测电信号小于预定电信号时，处理器102即可判断光学元件20既由第一侧向靠近光源10的方向倾斜又由第二侧向远离光源10的方向倾斜。需要说明的是，上述处理器102的判断结果均在处理器102判断光学元件20未发生脱落后进行(即第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均小于或等于第一脱落阈值时、且第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均大于或等于第二脱落阈值时进行)。

请参阅图5、图6和图14，在某些实施方式中，步骤022包括：

0221：在第一光检测电信号和第二光检测电信号均大于或等于预定电信号时，判断光学元件20由第二侧向靠近光源10的方向倾斜；

0222：在第一光检测电信号和第二光检测电信号均小于或等于预定电信号时，判断光学元件20由第一侧向远离光源10的方向倾斜；及

0223：在第一光检测电信号小于预定电信号且第二光检测电信号大于预定电信号时，判断光学元件20既由第二侧向靠近光源10的方向倾斜又由第一侧向远离光源10的方向倾斜。

请参阅图5、图6和图14，在某些实施方式中，步骤0221、步骤0222、步骤0223均可由处理器102实现。也即是说，处理器102可用于在第一光检测电信号和第二光检测电信号均大于或等于预定电信号时，判断光学元件20由第二侧向靠近光源10的方向倾斜、在第一光检测电信号和第二光检测电信号均小于或等于预定电信号时，判断光学元件20由第一侧向远离光源10的方向倾斜、及在第一光检测电信号小于预定电信号且第二光检测电信号大于预定电信号时，判断光学元件20既由第二侧向靠近光源10的方向倾斜又由第一侧向远离光源10的方向倾斜。

具体的，处理器102在判断光学元件20由第二侧向靠近光源10的方向倾斜和/或光学元件20由第一侧向远离光源10的方向倾斜后，在第一光检测电信号和第二光检测电信号均大于或等于预定电信号时，此时，第一侧和第二侧只有靠近光源10的方向倾斜才可满足第一光检测电信号和第二光检测电信号均大于或等于预定电信号，且由于第二侧离光源10更近，故处理器102可判断光学元件20由第二侧向靠近光源10的方向倾斜；

在第一光检测电信号和第二光检测电信号均小于或等于预定电信号时，此时，第一侧和第二侧只有向远离光源10的方向倾斜才可满足第一光检测电信号和第二光检测电信号均小于或等于预定电信号，且由于第二侧离光源10更近，故处理器102可判断光学元件20由第一侧向远离光源10的方向倾斜；

而在，第一光检测电信号小于预定电信号且第二光检测电信号大于预定电信号时，处理器102即可判断光学元件20既由第二侧向靠近光源10的方向倾斜又由第一侧向远离光源10的方向倾斜。需要说明的是，上述处理器102的判断结果均在处理器102判断光学元件20未发生脱落后进行(即第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均小于或等于第一脱落阈值时、且第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均大于或等于第二脱落阈值时进行)。

请参阅图5和图6，在某些实施方式中，处理器102还可根据光检测器50形成的光检测电信号实时调整驱动器61发送给光源10的驱动电流。

可以理解，光源10通常都具有一定的使用寿命，随着光源10的使用时间的增长，光源10的电光转换效率通常会逐渐降低。那么，在光发射模组100使用一段时间后，处理器102若还是根据初始的驱动电流来驱动光源10发光，则由于光源10的电光转换效率降低，光源10在上述驱动电流的驱动下发射的激光的功率可能就无法达到目标发光功率的需求。因此，可以通过设置光检测器50来检测光源10在上述驱动电流下实际发射的激光的功率，如果检测到的发射的激光功率不满足目标发光功率的需求，则进一步地修正驱动电流，例如，调高驱动电流以使光源10发射的激光的功率可以满足目标发光功率的需求，进一步地，可以保证深度获取装置300获取的深度信息具有较高的精度。

请参阅图5、图6和图15，在某些实施方式中，光源10包括多个发光元件11，多个发光元件11划分为多个发光元件组，每个发光元件组可以独立控制。多个光检测器50与多个发光元件组一一对应。处理器102可根据光学元件20的损坏情况调整对应发光元件组的功率。

具体地，以多个发光元件11被划分为发光元件组112和发光元件组114、及多个光检测器50包括第一侧光检测器50a和第二侧光检测器50b为例进行说明，多个发光元件11划分为更多个发光元件组、及多个光检测器50包括更多侧光检测器(例如第三侧光检测器、第四侧光检测器等)时原理相同，在此不在赘述。其中，发光元件组112与第一侧光检测器50a对应，发光元件组114与第二侧光检测器50b对应。处理器102根据光学元件20的损坏情况调整对应发光元件组的功率包括以下六种情况：

第一：在处理器102判断光学元件20发生脱落时，关闭光源10(即调整光源10的功率为0)；

第二：在处理器102判断光学元件20由第一侧向靠近光源10的方向倾斜时，降低与第一侧光检测器50a对应发光元件组112的功率以使得第一光检测器50a形成的光检测电信号与预定电信号基本一致；

第三：在处理器102判断光学元件20由第二侧向远离光源10的方向倾斜时，增加与第二侧光检测器50b对应的发光元件组114的功率以使第二侧光检测器50b形成的光检测电信号与预定电信号基本一致；

第四：在处理器102判断光学元件20既由第一侧向靠近光源10的方向倾斜又由第二侧向远离光源10的方向倾斜时，降低与第一侧光检测器50a对应发光元件组112的功率以使得第一光检测器50a形成的光检测电信号与预定电信号基本一致，且增加与第二侧光检测器50b对应的发光元件组114的功率以使第二侧光检测器50b形成的光检测电信号与预定电信号基本一致；

第五：在处理器102判断光学元件20由第二侧向靠近光源10的方向倾斜时，降低与第二侧光检测器50b对应发光元件组114的功率以使得第二光检测器50b形成的光检测电信号与预定电信号基本一致；在处理器102判断光学元件20由第一侧向远离光源10的方向倾斜时，增加与第一侧光检测器50b对应的发光元件组112的功率以使第一侧光检测器50a形成的光检测电信号与预定电信号基本一致；和

第六：在处理器102判断光学元件20既由第二侧向靠近光源10的方向倾斜又由第一侧向远离光源10的方向倾斜时，降低与第二侧光检测器50b对应发光元件组114的功率以使得第二侧光检测器50b形成的光检测电信号与预定电信号基本一致，且增加与第一侧光检测器50a对应的发光元件组112的功率以使第一侧光检测器50a形成的光检测电信号与预定电信号基本一致。

如此，处理器102可针对光学元件20的不同损坏情况适应性的调整对应的发光元件组的功率，在保证光发射模组100不对人眼产生危害的前提下，尽可能保证光发射模组100发射的激光的均匀性。

除此之外，由于每个发光元件11的制造工艺不同，可能导致各个发光元件11具有不同的电光转换效率，并且各个发光元件11在使用一段时间后，电光转换效率的降低量也可能不同。那么，如果不对光源10中的多个发光元件11进行分组，而是直接根据检测的整个光源10的所有发光元件11发出的光信号来确定出一个驱动电流，并基于这个驱动电流驱动所有发光元件11发射激光，可能会导致部分发光元件11发射的激光较强，而部分发光元件11发射的激光较弱，导致整个光源10发射的激光的均匀性较差，那么出射到场景中的激光不是均匀的面光，而是某些区域的光较强，某些区域的光较弱，最终会导致整幅深度图像中，不同区域的深度信息具有不同的获取精度，影响获取的深度图像的质量。因此，即使在光学元件20未发生损坏时，处理器102也可以根据光检测电信号调整对应的发光元件组的驱动电流以提升光发射模组100发射的激光的均匀性，进一步提升获取的深度图像的质量。

请一并参阅图2和图6，本申请实施方式的光发射模组100损坏的检测方法既可以被设置在光发射模组100内的处理器102实现，也可以被电子设备800的处理器805实现，例如，处理器805可用于实现以下步骤：

01：获取多个光检测器50形成的多个光检测电信号；和

02：根据多个光检测电信号之间的差值判断光学元件20的损坏情况。

再例如，处理器805还可用于实现以下步骤：

021：在第一光检测电信号与第二光检测电信号之间的差值大于倾斜阈值时，判断光学元件20由第一侧向靠近光源10的方向倾斜和/或光学元件20由第二侧向远离光源10的方向倾斜；

022：在第二光检测电信号与第一光检测电信号之间的差值大于倾斜阈值时，判断光学元件20由第二侧向靠近光源10的方向倾斜和/或光学元件20由第一侧向远离光源10的方向倾斜；

023：在第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均大于第一脱落阈值时，判断光学元件20向靠近光源10的方向脱落；和

024：在第一光检测电信号和第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均小于第二脱落阈值时，判断光学元件20向远离光源10的方向脱落，第二脱落阈值小于第一脱落阈值。

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

Claims (12)

1.一种光发射模组，其特征在于，所述光发射模组包括：

光源，所述光源用于发射激光；

光学元件，所述光学元件用于扩散或扩束所述激光；

多个光检测器，多个所述光检测器位于所述光源与所述光学元件之间，多个所述光检测器用于接收所述激光以形成多个光检测电信号；和

处理器，所述处理器用于获取多个所述光检测电信号、以及根据多个所述光检测电信号之间的差值判断所述光学元件的损坏情况。

2.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，所述光学元件为扩散器，所述扩散器用于扩散所述激光。

3.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，所述光学元件为衍射光学元件，所述衍射光学元件包括衍射微结构，所述衍射微结构用于扩束所述激光，所述衍射光学元件包括相背的入光面及出光面，

所述衍射微结构设置在所述入射面上；和/或

所述衍射微结构设置在所述出射面上。

4.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，多个所述光检测器均设置在所述光学元件的周缘处，多个所述光检测器关于所述光学元件的中心轴线对称。

5.根据权利要求4所述的光发射模组，其特征在于，所述光学元件包括相背的入光面和出光面，多个所述光检测器均设置在所述入光面。

6.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，所述光发射模组还包括镜筒，所述镜筒包括相背的第一面及第二面，所述镜筒开设贯穿所述第一面与所述第二面的收容腔，所述第一面开设有与所述收容腔连通的安装槽，所述光学元件安装在所述安装槽内。

7.根据权利要求6所述的光发射模组，其特征在于，所述镜筒还包括位于所述收容腔内的内表面及与所述内表面相背的外表面，多个所述光检测器设置在所述内表面。

8.根据权利要求6所述的光发射模组，其特征在于，所述镜筒还包括位于所述收容腔内的内表面及与所述内表面相背的外表面，所述内表面上开设有多个凹槽，多个所述光检测器分别设置在多个所述凹槽内。

9.一种光发射模组损坏的检测方法，其特征在于，所述光发射模组包括光源、光学元件和多个光检测器，所述光源用于发射激光，所述光学元件用于扩散或扩束所述激光，多个所述光检测器位于所述光源与所述光学元件之间，多个所述光检测器用于接收所述激光以形成多个光检测电信号，所述检测方法包括：

获取多个所述光检测电信号；和

根据多个所述光检测电信号之间的差值判断所述光学元件的损坏情况。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，多个所述光检测器包括第一侧光检测器和第二侧光检测器，与所述第一侧光检测器对应的光检测电信号为第一光检测电信号，与所述第二侧光检测器对应的光检测电信号为第二光检测电信号，所述根据多个所述光检测电信号之间的差值判断所述光学元件的损坏情况，包括：

在所述第一光检测电信号与所述第二光检测电信号之间的差值大于倾斜阈值时，判断所述光学元件由第一侧向靠近所述光源的方向倾斜和/或所述光学元件由第二侧向远离所述光源的方向倾斜；

在所述第二光检测电信号与所述第一光检测电信号之间的差值大于所述倾斜阈值时，判断所述光学元件由第二侧向靠近所述光源的方向倾斜和/或所述光学元件由第一侧向远离所述光源的方向倾斜；

在所述第一光检测电信号和所述第二光检测电信号与预定电信号之间的差值均大于第一脱落阈值时，判断所述光学元件向靠近所述光源的方向脱落；和

在所述第一光检测电信号和所述第二光检测电信号与所述预定电信号之间的差值均小于第二脱落阈值时，判断所述光学元件向远离所述光源的方向脱落，所述第二脱落阈值小于所述第一脱落阈值。

11.一种深度获取装置，其特征在于，包括：

权利要求1至8任意一项所述的光发射模组，所述光发射模组用于朝目标物体发射激光；和

光接收模组，所述光接收模组用于接收经所述目标物体反射后的激光。

12.一种电子设备，其特征在于，包括：

机壳；和

权利要求11所述的深度获取装置，所述深度获取装置设置在所述机壳上。