DOE在制造业中是什么意思(DOE激光元器件的制造工艺是怎么样的)

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本人近期在关注3D摄像头的行业，了解一些做DOE公司的情况，就不请自来了。

我把原题目重新改写了一下，因为对绝大多数人来说，第一个问题是：什么是光学衍射元器件（Diffractive Optical Elements, DOE）？

先上一个自己做的图，便于理解：

可以看到，入射光穿过光学衍射元器件(DOE)后，光束被整形成为预设达到的图案，角度，强度分布等。简单来讲，光学衍射元器件（DOE）本质上是一片有复杂表面3D结构的透光薄片（可能是玻璃，也可能是复合材料，PET等）。产品的图片如下，看起来就是个不起眼的薄塑料片，或是玻璃片。

那么DOE到底是用来做什么的呢？用途很多，从上面那个图可以看到，激光虚拟键盘，条码枪，小到自行车灯，都会用到这个薄片。突然被关注，或者说被段郎这个外行注意到，当然是因为iPhone8 要上深度摄像头的消息。要知道，这可是几千万片，甚至上亿片的大生意。

在这个生意里，DOE是个关键元器件。做个粗暴的类比，DOE比较像深度摄像头中的『镜头』：DOE + 光源（多数是激光），就是光的发射模组。再加上接受部分（如CMOS），就是深度摄像头的光学模组（目前整个产业中，发射端的难度更大，也更不成熟）。最后，结合软件和算法，就是『三维传感系统』。整个产业结构如下所示：

再刨根问底一下，为什么深度传感器需要DOE来对出射光进行调制呢？这要根据深度摄像头的两种原理来看。首先是结构光的技术路线，也是盛传将在iPhone8前置摄像头上应用的技术（坐等被打脸）。苹果在2013年以3.45亿美金的价格收购了以色列的PrimeSense，后者在Kinect 1代产品上应用过。

背后的原理是什么呢？如果把一堆离散的光斑投在物体上，就像标尺一样，光的纹路会发生变化，可以通过采集这些纹理变化，计算出不同的深度。如下图所示：

如果看着感觉费劲，还有一个『文科生版本』，转载自华捷艾米的微博：『我们知道如果拿一个手电照射墙壁，站近或站远，墙上的光斑是不同大小的，从不同角度照射墙，光斑也会呈现不同的椭圆。这就是基本原理了。』在当前的深度摄像头中，主流方案是采用『伪随机散斑』（Pseudo-Radom）的方法，投射出几万个看起来毫无规律的光斑，而把一束激光散成需要的样子，就要用到DOE了。

事实上，在TOF（飞行时间）的技术路线中，由于需要将光均匀地投出去，有时也需要加入设计较为简单的DOE，因此TOF并非完全用不上DOE元件。