[发明专利]光像素投射模块

权利要求书

1.一种用于集成到电子装置中的光像素投射模块(1300)，所述光像素投射模块(1300)适于发射要被投射到表面(S)上的光像素(P)，所述光像素投射模块(1300)包括：

-包含像素光源的光像素生成组件(1302)；

-光像素投射组件(1304)，用于投射由所述光像素生成组件生成的光像素(P)；和

-光学飞行时间ToF测量组件(1306)，用于测量所述投射模块(1300)和外部物体(O)之间的距离，所述ToF测量组件(1306)包括：

a)用于发射光的ToF光源(1322)，该光源将被引导到所述外部物体(O)并从所述外部物体反射；

b)分束光学装置(1304)，用于将入射光束(IL)分成反射主光束分量(ILm)和透射衰减的次光束分量(ILs)；和

c)用于光检测的基于APD的ToF光电检测器(1324)；

其特征在于，所述分束光学装置(1304)设置在所述ToF光源(1322)所发射的光束(IL)的光路中，使得其将所述ToF光源所发射的每一光束(IL)分为：

i)离开所述模块(1300)并朝向所述外部物体(O)前进的主光束分量(ILm)；和

ii)留在所述模块(1300)内并撞击所述ToF光电检测器(1324)的次光束分量(ILs)。

2.根据权利要求1所述的投射模块(1300)，其中所述分束光学装置(1304)是层堆叠，其上镜面部分(1318)用作主要反射镜，下光衰减部分(1320)设置在所述上镜面部分的下方。

3.根据权利要求2所述的投射模块(1300)，其中，所述层堆叠(1304)沉积在所述ToF光电检测器(1324)的有效表面区域上。

4.根据权利要求2或3所述的投射模块(1300)，其中，所述上镜面部分(1318)是光学长通滤光器，其截止波长高于所述ToF光源(1322)发射的光束(IL)的最大波长，使得由所述分束光学装置(1304)分开的光束的次光束分量(ILs)不超过所述光束的总强度的5％。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的投射模块(1300)，其中，所述下光衰减部分(1320)为中性密度滤光器，优选其分数透射率不超过0.01％。

6.根据上述权利要求中任一项所述的投射模块(1300)，其中，所述分束光学装置(1304)还用作所述光像素投射组件。

7.根据上述权利要求中任一项所述的投射模块(1300)，还包括封装(1348)，其容纳所述投射模块(1300)的元件，所述ToF光源(1322)和所述ToF光电检测器(1324)因此共享同一个封装。

8.根据上述权利要求中任一项所述的投射模块(1300)，还包括用于检测所述像素光源(1302)和/或所述ToF光源(1322)的辐照度漂移的光电检测器组件(1308)。

9.根据权利要求8所述的投射模块(1300)，其中，所述光电检测器组件(1308)包括一个或多个硅光电倍增管(1332)。

10.根据权利要求8或9所述的投射模块(1300)，其中，所述分束光学装置(1304)覆盖所述光电检测器组件(1308)和所述ToF光电检测器(1324)二者。

11.根据上述权利要求中任一项所述的投射模块(1300)，其中，所述ToF光电检测器(1324)包括至少一个单光子雪崩二极管或SPAD。

12.根据权利要求11所述的投射模块(2300)，其中，所述ToF光电检测器(2324)由单个SPAD组成，所述ToF测量组件还包括ToF光扫描装置(2500)，用于扫描所述外部物体(O)上的主光束分量(ILm)以获得其3D图像。

13.一种用于将像素化图像投射到表面(S)上的图像投射装置(1315)，所述图像投射装置(1315)包括根据前述权利要求中任一项所述的投射模块(1300)和用于将所述投射模块投射的光像素(P)分布到所述表面(S)的不同部分的光扫描模块(1313)，从而创建像素化图像。