DOE对于结构光方案至关重要
在3D视觉结构光方案中，必须采用特定的pattern光学图案（如激光散斑等）实现深度信息的测量，因此DOE对于结构光方案是至关重要的核心部件之一。
DOE衍射光学元件（DiffractiveOpticalElements）是基于光的衍射原理，利用计算机辅助设计，并通过半导体芯片制造工艺，在基片上（或传统光学器件表面）刻蚀产生台阶型或连续浮雕结构（一般为光栅结构），形成同轴再现、且具有极高衍射效率的一类光学元件。
DOE的基本原理是利用衍射原理在元件表面制备一定深度的台阶（光栅），光束通过时产生不同的光程差，满足布拉格衍射条件。通过不同的设计来控制光束的发散角和形成光斑的形貌，实现光束形成特定图案的功能。
参考中国报告网发布《中国光学元件市场现状调研与未来趋势研究报告（2013-2017）》
DOE是一个单一光学元件，可将入射光束分散成无数个光束再射出。每一个分散之后再射出的光束，都与原先入射进来的光束拥有相同的光学特性，包括偏振性、相位等。DOE可产生1D（1xN）或2D（MxN）的光束矩阵，视DOE的表面微结构而定。
在3D视觉结构光方案中，DOE的作用就是利用光的衍射原理，将激光器的点光源转换为散斑图案（pattern）。首先根据特定衍射图像的光学需求，设计并制作出三维母模，然后根据母模再制作出DOE光栅，光栅表面具有三维的微结构图案，尺寸都在微米级别。激光器发射的线性激光通过DOE的时候发生衍射，衍射光的角度和数量是受DOE上pattern的控制，衍射出来的光斑具备lightingcode信息。
在苹果的结构光方案中，DOE也将居于重要地位。我们可以分析苹果Primesense的结构光专利，如下右图所示，其发射端组件中DOE衍射光栅是实现激光散斑的关键。
DOE衍射光学元件的产业链结构主要为：DOE光学图案设计、DOE制造与加工、光学元件模组封装，此外还需要原材料（主要为特种石英玻璃、光敏玻璃等）与精密光学加工设备（如光刻机等）这两大支持性辅助环节。
在苹果公司方面，结合台湾产业链（中时电子报和Digitimes等）的信息，我们认为苹果3D视觉结构光用DOE将由Primesense自行设计pattern图案、台积电提供pattern微纳加工、采钰提供ITO材料、精材科技提供器件封装。
目前具有先进DOE设计与制造的公司不多，全球范围内主要供应商有德国CDA、法国Silios、德国Holoeye等，特别是在移动端微小型DOE器件方面还没见相关产品。根据台湾科技媒体中时电子报的分析，高通目前正积极研发3D视觉结构光方案，在DOE和WLO方面，将采用Himax奇景光电的方案。国内方面，目前未见具有DOE设计与加工能力的公司。
在3D视觉结构光方案中，必须采用特定的pattern光学图案（如激光散斑等）实现深度信息的测量，因此DOE对于结构光方案是至关重要的核心部件之一。
图：光的衍射示意图
图：光栅衍射实现不同空间分布的光束
DOE衍射光学元件（DiffractiveOpticalElements）是基于光的衍射原理，利用计算机辅助设计，并通过半导体芯片制造工艺，在基片上（或传统光学器件表面）刻蚀产生台阶型或连续浮雕结构（一般为光栅结构），形成同轴再现、且具有极高衍射效率的一类光学元件。
图：衍射光学元件表面微结构
图：DOE可实现不同光学功能
DOE的基本原理是利用衍射原理在元件表面制备一定深度的台阶（光栅），光束通过时产生不同的光程差，满足布拉格衍射条件。通过不同的设计来控制光束的发散角和形成光斑的形貌，实现光束形成特定图案的功能。
参考中国报告网发布《中国光学元件市场现状调研与未来趋势研究报告（2013-2017）》
DOE是一个单一光学元件，可将入射光束分散成无数个光束再射出。每一个分散之后再射出的光束，都与原先入射进来的光束拥有相同的光学特性，包括偏振性、相位等。DOE可产生1D（1xN）或2D（MxN）的光束矩阵，视DOE的表面微结构而定。
图：DOE衍射光学元件将光束分散
在3D视觉结构光方案中，DOE的作用就是利用光的衍射原理，将激光器的点光源转换为散斑图案（pattern）。首先根据特定衍射图像的光学需求，设计并制作出三维母模，然后根据母模再制作出DOE光栅，光栅表面具有三维的微结构图案，尺寸都在微米级别。激光器发射的线性激光通过DOE的时候发生衍射，衍射光的角度和数量是受DOE上pattern的控制，衍射出来的光斑具备lightingcode信息。
图：DOE衍射光栅在结构光方案中的工作原理
在苹果的结构光方案中，DOE也将居于重要地位。我们可以分析苹果Primesense的结构光专利，如下右图所示，其发射端组件中DOE衍射光栅是实现激光散斑的关键。
图：谷歌Tango结构光方案激光散斑图
图：PrimeSense方案中衍射光学元件（DOE）
图：DOE衍射光学元件产业链结构
在苹果公司方面，结合台湾产业链（中时电子报和Digitimes等）的信息，我们认为苹果3D视觉结构光用DOE将由Primesense自行设计pattern图案、台积电提供pattern微纳加工、采钰提供ITO材料、精材科技提供器件封装。
目前具有先进DOE设计与制造的公司不多，全球范围内主要供应商有德国CDA、法国Silios、德国Holoeye等，特别是在移动端微小型DOE器件方面还没见相关产品。根据台湾科技媒体中时电子报的分析，高通目前正积极研发3D视觉结构光方案，在DOE和WLO方面，将采用Himax奇景光电的方案。国内方面，目前未见具有DOE设计与加工能力的公司。
图：法国Silios衍射光学元件（DOE）表面微结构
图：德国HOLOEYE衍射光学元件（DOE）
资料来源：中国报告网整理，转载请注明出处（GQ）
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