CN110850599A - 红外泛光照明组件 - Google Patents

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Abstract

本发明主要提供一种红外泛光照明组件，用于3D时间飞行技术模组，所述红外泛光照明组件包括一垂直腔面发射激光器和至少一匀光元件，其中所述匀光元件被设置于所述垂直腔面发射激光器的前端以使所述垂直腔面发射激光器发射的光源能够通过所述匀光元件进行扩散。

Description

红外泛光照明组件
技术领域
本发明属于3D时间飞行技术领域，具体而言，本发明涉及一种用于3D时间飞行模组中的红外泛光照明器。
背景技术
随着数字成像技术的发展，相机作为一种传感器被广泛研究。特别是在近几年，ToF(time of flight)时间飞行技术作为拍照的亮点频频出现在各个品牌的智能产品上。
时间飞行原理是指各种测量飞行时间的方法，更确切的是指一个物体或粒子或声波或电波等其他波类在某种介质内穿越一段距离所用的时间。ToF测距技术可以理解为飞行时差测距(Time of Flight Measurement)的方法，传统的测距技术分为双向测距技术(Two Way Ranging)和单向测距技术(One Way Ranging)，而ToF测距方法数据双向测距技术，它主要利用信号在两个异步收发机(Transceiver)之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。
ToF相机，也称为3D相机，可以通过红外作为光源，然后相机可以测距近距离目标的到相机的距离的点阵。有单点的，也有点阵的。从景深测量到动作捕捉，有了ToF技术加持，智能相机能够拍出更好的虚化照片，并且能够化身为体感游戏机等其他应用。
实际上，ToF跟3D激光传感器原理基本类似，只不过3D激光传感器是逐点扫描，而ToF相机则是同时得到整幅图像的深度信息。简单来说，就是ToF发射器发射出了一整面平整的“光墙”，这面光墙达到被测物体表面反射回来，并带回了深度信息。ToF发射器向物体发射激光，再由一个接收器接收反射回来的激光，并根据激光往返的时间长短和其固定的飞行速度，计算出物体表面上的这个点与ToF相机之间的距离。
随着体感交互与控制、3D物体识别与感知、智能环境感知以及动态地图构建等技术与市场的发展，各大应用场景都开始对3D视觉与识别技术产生日益浓厚的兴趣和日益旺盛的需求。以现阶段体量最大的两个应用领域为例：一方面，随着智能手机进入存量时代，微创新对深度摄像技术的强烈需求，加之智能手机交互方式的不断变化正促进全球ToF市场快速扩张；另一方面，在汽车电子领域，以ADAS渗透率不断提高为代表的汽车智能化趋势也正加速演进，而作为激光雷达、智能摄像头等深度测距传感器领域最主流的方案，ToF市场也正持续受益。
目前3D深度视觉的方案主要包括ToF、RGB双目以及结构光等几种主流方案，但RGB双目由于基线的限制，一般只能测量较近的距离，距离越远，测距越不准确。采用RGB双目方式测量的话，基线10mm以内的测距范围为2m以内，并且由于RGB双目测量方式受光照变化和物体纹理影响很大，因此在夜晚无法工作。而结构光的方式的测量距离一般只有10m以内，距离限制比较大，应用范围相应受到了很大的限制，并且采用结构光进行测量的效果会受反光影响较大。
因此相对于上面两种测量方案而言，ToF技术在画面拍摄后计算景深时无需进行后续处理，即可避免延迟又可以节省采用强大的后处理系统带来的成本提升；同时，由于ToF技术测距规模弹性大，在工作过程中只需要改变光源强度、光学视野以及发射脉冲频率即可完成。此外，由于ToF技术具有不易受外界光干扰、体积小巧、响应速度快以及识别精度高等多重优势，因此使得ToF技术无论是在移动端还是在车载等其他应用领域都具有突出的优势。
作为3D深度视觉领域的主流方案之一，ToF技术除了应用在相机上以外，也在手机、VR/AR手势交互、汽车电子ADAS、安防监控以及新零售等多个领域都开始大显身手，应用前景十分广阔。
发明内容
本发明的一个优势在于提供一种红外泛光照明组件，其中所述红外泛光照明组件包括一垂直腔面发射激光器和一匀光元件，其中所述垂直腔面发射激光器采用表面发射的方式，因此可以在可寻址阵列中提供设计灵活性。
本发明的一个优势在于提供一种红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的激光波长对温度的依懒性较低，因此不会工作效率受到外界温度影响的波动小。
本发明的一个优势在于提供一种红外泛光照明组件，其中所述红外泛光照明组件采用晶圆级制造工艺，因此生产精度高，从而提高所述红外泛光照明组件的光学效果。
本发明的一个优势在于提供一种红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的中心波长跨度大，因此能够提高本发明所述的红外泛光照明组件的适用范围。
本发明的一个优势在于提供一种红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器为规则阵列排布，或非规则排布，从而提高所述垂直腔面发射激光器的设计范围和技术方案的种类，以此进一步优化本发明所述的红外泛光照明组件的光学效果。
本发明的一个优势在于提供一种红外泛光照明组件，其中所述匀光元件基于光折射原理采用由随机微透镜阵列组成，因此具有能量均匀性高、衍射效率高的优点。
本发明的一个优势在于提供一种红外泛光照明组件，其中所述匀光元件采用随机微透镜阵列，打破了微透镜排布方式的周期性，有效解决了规则微透镜阵列产生明暗条纹的问题，因此大大提高了匀光效果。
本发明的一个优势在于提供一种红外泛光照明组件，其中所述匀光元件能够根据实际需求对远场光斑的形状和光强分布情况进行调控，使其达到目标效果，从而使所述红外泛光照明组件适应不同的应用场景。
本发明的一个优势在于提供一种红外泛光照明组件，其中随机微透镜的有效通光孔径的形状和尺寸有多种选择，包括矩形、圆形、三角形、多边形甚至不规则形状的单独或组合采用，从而进一步提高所述匀光元件的设计和生产的灵活性。
本发明的一个优势在于提供一种红外泛光照明组件，其中所述匀光元件中的微透镜排布紧密并且表面具有光焦度作用的光学结构覆盖率高，从而避免光束直接透过基底向前传播。
本发明主要提供一种红外泛光照明组件，用于3D时间飞行技术模组，所述红外泛光照明组件包括一垂直腔面发射激光器和至少一匀光元件，其中所述匀光元件被设置于所述垂直腔面发射激光器的前端以使所述垂直腔面发射激光器发射的光源能够通过所述匀光元件进行扩散。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面发射激光器的中心波长范围为800-1100nm。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面发射激光器的发散角的范围为5°-25°。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面发射激光器的发散角为25°-40°。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面发射激光器的运行功率的范围为0.5-10w。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面发射激光器的运行功率范围为1-3w。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面发射激光器的出射面积的边长范围为0.2-1.5mm。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面发射激光器的出射面积为边长0.5mm的方形。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面发射激光器的出射面积的边长为0.3*0.3mm或0.9*0.9mm。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面发射激光器的阵列排布形式为规则阵列排布。
在其中一些实施例中，所述匀光元件为随机微透镜阵列形成。
在其中一些实施例中，所述匀光元件的水平和竖直方向的视场角范围为1-150°。
在其中一些实施例中，所述匀光元件的水平和竖直方向的视场角范围为40-90°。
在其中一些实施例中，所述匀光元件的输出光强度与角度关系为cos^(-n)，其中，n的取值范围为0-20。
在其中一些实施例中，所述匀光元件的光透过率大于80％。
在其中一些实施例中，所述匀光元件的窗口效率为高于60％。
在其中一些实施例中，所述匀光元件的工作波长范围为所述垂直腔面发射激光器的工作波长范围±20nm。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面激光发射器与所述匀光元件之间的距离为小于10mm。
在其中一些实施例中，所述垂直腔面激光发射器与所述匀光元件之间的距离小于0.3mm。
在其中一些实施例中，所述匀光元件的总厚度范围为0.1-10mm。
在其中一些实施例中，所述匀光元件的总尺寸范围为0.1-300mm。
根据以下详细描述，附图和权利要求，本发明的这些以及其他目的、特征和优点将被展示。
附图说明
图1为本发明所述的红外泛光照明组件的第一实施例的不同状态的立体结构示意图。
图2为本发明所述的红外泛光照明组件的第一实施例中的垂直腔面发射激光器的立体结构示意图。
图3为图2中的所述垂直腔面发射激光器的第一实施例的光强分布的立体结构示意图和俯视结构示意图。(7)
图4为图2中本发明所述的红外泛光照明组件的第一实施例中的所述垂直腔面发射激光器的光强分布的横截面的结构示意图。
图5为图2中的所述垂直腔面发射激光器的第二实施例的光强分布的立体结构示意图和俯视结构示意图。
图6为图2中本发明所述的红外泛光照明组件的第二实施例中的所述垂直腔面发射激光器的光强分布的横截面的结构示意图。
图7为图2中本发明所述的红外泛光照明组件的第三实施例中的所述垂直腔面发射激光器的光强分布的横截面的结构示意图。
图8为本发明所述的红外泛光照明组件的第一实施例的光线追踪示意图。
图9a为本发明所述的红外泛光照明组件中的所述匀光元件的第一实施例在水平方向的光强度分布曲线。
图9b为本发明所述的红外泛光照明组件中的所述匀光元件的第一实施例在垂直方向的光强度分布曲线。
图10为本发明所述的红外泛光照明组件中的所述匀光元件的第一实施例与本发明所述的垂直腔面发射激光器在1m处的输出光照度示意图。
图11a为本发明所述的红外泛光照明组件中的所述匀光元件的第四实施例在水平方向的光强度分布曲线。
图11b为本发明所述的红外泛光照明组件中的所述匀光元件的第一实施例在垂直方向的光强度分布曲线。
图12为本发明所述的红外泛光照明组件中的所述匀光元件的第四实施例与本发明所述的垂直腔面发射激光器在1m处的输出光照度示意图。
图13为本发明所述的红外泛光照明组件的输出照明光斑的一变形形状示意图。
图14为本发明所述的红外泛光照明组件的输出照明光斑的另一变形形状示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
本发明主要提供一种红外泛光照明组件11(11A及11B)，用于一3D时间飞行技术模组10(10A及10B)，所述红外泛光照明组件11(11A及11B)包括至少一垂直腔面发射激光器112(112A及112B)和至少一匀光元件111(111A及111B)，所述垂直腔面发射激光器112(112A及112B)发射出来的光源通过所述匀光元件111(111A及111B)进行扩散。
接下来，如图1至图12所示，以所述3D时间飞行技术模组10为示例对本发明所述的红外泛光照明组件11的第一实施例的结构示意图。
如图所示，所述红外泛光照明组件11用于所述3D时间飞行技术模组10，其中所述3D时间飞行技术模组10还包括一近红外摄像头模组12，所述近红外摄像头模组12作为所述3D时间飞行技术模组10的接收端并包括至少一近红外成像镜头模组121和至少一时间飞行传感器122。
如图所示，所述红外摄像头模组12中的所述近红外成像镜头模组121被设置于所述时间飞行传感器122的外端从而对所述近红外成像镜头模组121接收到的图像信息进行处理而得到图像的深度信息，而所述红外泛光照明组件11中的所述匀光元件111被设置于所述垂直腔面发射激光器112被的前端，从而使所述垂直腔面发射激光器112发射出来的光能够被所述匀光元件111扩散。
如图所示，在本发明的第一实施例中，所述红外泛光照明组件11中的所述垂直腔面发射激光器112包括一顶部分散式反射镜1121、一底部分散式反射镜1122和一个有源区1120，其中所述顶部分散式反射镜1121和所述底部分散式反射镜1122分别被设置于所述有源区1120的上下两端从而于所述有源区1120共同构成谐振腔。其中，所述顶部分散式反射镜1121能够提供99％的反光，所述底部分散式反射镜1122能够提供99.9％的反光，所述有源区1120包括多个量子阱，用于决定所述红外摄像头模组12的阈值增益以及激射波长等参数，从而在所述垂直腔面发射激光器112中形成两个氧化层1123和一个增益区1124。
在本发明的第一实施例中，所述垂直腔面发射激光器112采用砷化镓支撑，由于砷化镓为发光化合物半导体，并且其具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉并且易集成为大面积阵列等特点。但本发明的具体实施方式并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况选用所述垂直腔面发射激光机的原材料，比如磷化铟或/和氮化镓等。换句话说，只要采用了与本发明相同或近似的技术方案，解决了与本发明相同或近似的技术问题，并且达到了与本发明相同或近似的技术效果，都属于本发明的保护范围之内，本发明的具体实施方式并不以此为限。
其中所述垂直腔面发射激光器112在制造步骤如下：
1001：原材料外延生长而形成一外延结构；
1002：对所述外延结构进行加工；
1003：形成所述垂直腔面发射激光器112；
1004：对所述垂直腔面发射激光器112进行性能测试。
优选地，在本发明的第一实施例中，所述步骤1002进一步包括步骤：
10021：加工所述外延结构的表征；
10022：对所述外延结构进行前段工艺加工；
10023：对所述外延结构进行后段工艺加工。
其中，在所述步骤10021中，加工所述外延结构的表征包括但不限于对所述外延片结构进行X射线衍射、反射谱、光致荧光谱、电化学C-V特性等加工步骤。
在所述步骤10022中，对所述外延结构进行的前段工艺加工包括但不限于对所述外延片进行清洗、晶片键合、刻蚀、金属膜溅射、光学镀膜等工艺内容。
在所述步骤10023中，对所述外延结构进行的后段工艺加工包括但不限于对所述外延片进行引线键合、划片、封装以及光纤耦合等工艺内容。
在所述步骤1004中，对所述垂直腔面发射激光器112进行的性能测试包括但不限于进行I-V特性测试、I-P特性测试、发射光谱测试以及频响特性测试等测试内容，最终实现从原材料到所述垂直腔面发射激光器112。
如图3、图4及表1所示，为根据本发明所述的垂直腔面发射激光器112的制造方法生产的所述垂直腔面发射激光器112的第一实施例的光强分布图及光电规格参数。
Figure BDA0002244807130000081
表1
在所述垂直腔面发射激光器112的第一实施例中，所述垂直腔面发射激光器112的尺寸范围为X＝880um±20um，Y＝980um±20um，其中X和Y分别为所述垂直腔面发射激光器112的长度和宽度。此外，在所述垂直腔面发射激光器112的第一实施例中，所述垂直腔面发射激光器112的有效面积尺寸为530*850um。
如图5、图6及表2所示，为根据本发明所述的垂直腔面发射激光器112’的制造方法生产的所述垂直腔面发射激光器112’的第二实施例的光强分布图及光电规格参数。
Figure BDA0002244807130000091
表2
表3为本发明所述的垂直腔面发射激光器112’的第二实施例中，所述垂直腔面发射激光器112’的发散角参数显示。
Figure BDA0002244807130000092
表3
在所述垂直腔面发射激光器112’的第二实施例中，所述垂直腔面发射激光器112’的尺寸范围为X＝780um±15um，Y＝680um±15um，其中X和Y分别为所述垂直腔面发射激光器112’的长度和宽度。此外，在所述垂直腔面发射激光器112’的第一实施例中，所述垂直腔面发射激光器112’的有效面积尺寸480*580um。
如图7及表4所示，为根据本发明所述的垂直腔面发射激光器112”的制造方法生产的所述垂直腔面发射激光器112”的第三实施例的光强分布横截面示意图。
Figure BDA0002244807130000093
表4
在所述垂直腔面发射激光器112”的第三实施例中，所述垂直腔面发射激光器112”的尺寸范围为X＝792um±15um，Y＝680um±15um，其中X和Y分别为所述垂直腔面发射激光器112”的长度和宽度。此外，在所述垂直腔面发射激光器112”的第一实施例中，所述垂直腔面发射激光器112”的有效面积尺寸479*575um。
如表5所示，为根据本发明所述的垂直腔面发射激光器112”’的制造方法生产的所述垂直腔面发射激光器112”’的第四实施例的光电规格参数。
Figure BDA0002244807130000101
表5
表6为根据本发明所述的垂直腔面发射激光器112”’的制造方法生产的所述垂直腔面发射激光器112”’的第四实施例的机械规格性能表。
Figure BDA0002244807130000102
表6
此外，在本发明所述的红外泛光照明组件11的第一实施例中，所述垂直腔面发射激光器112的中心波长范围为800nm-1100nm。优选为940nm、850nm、808nm、830nm、860nm、945nm、975nm、980nm或1064nm等。
相应地，所述垂直腔面发射激光器112的发散角的范围为5-40°，优选为25°。
进一步地，所述垂直腔面发射激光器112的运行功率的范围为0.5-10w。优选为1-3w。
进一步地，所述垂直腔面发射激光器112的出射面积的边长范围为0.2-1.5mm，优选为0.5mm的方形或近似方形的长方形。或者0.3*0.3mm，或者0.9*0.9mm等。
进一步地，所述垂直腔面发射激光器112的阵列排布形式为规则阵列排布。
但本发明的具体实施方式并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况对所述垂直腔面发射激光器112的中心波长或发散角进行改变，由于发散角对所述匀光元件111设计是较为关键的参数指标，因此不同型号的所述垂直腔面发射激光器112的发散角可以被设置为不同，比如需要做单模激射时，本领域技术人员可以将发散角将至8°左右。此外，本领域技术人员也可以根据需要将本发明所述的垂直腔面发射激光器112的阵列排布修改为非规则排布形式。
换句话说，只要采用了与本发明相同或近似的技术方案，解决了与本发明相同或近似的技术问题，并且达到了与本发明相同或近似的技术效果，都属于本发明的保护范围之内，本发明的具体实施方式并不以此为限。
如图8所示，为本发明所述的红外泛光照明组件11的光线追迹示意图。
如表7所示，为本发明所述的红外泛光照明组件11中的匀光元件111的第一实施例的性能参数。
Figure BDA0002244807130000121
表7
其中，在本发明所述的匀光元件111的第一实施例中，所述匀光元件111类型采用的是由随机微透镜阵列(microlens-array，MLA)组成的匀光元件111，该类型的匀光元件111是基于光折射原理，因此属于折射(refractive)类型。
此外，另一种匀光元件111类型是基于光衍射原理，属于衍射(diffractive)类型，而相对于折射类型的匀光元件111而言，光衍射类型的匀光元件111具有零级明显导致能量均匀性低、衍射效率低导致透过率低等客观存在的问题。
相应地，所述水平和竖直方向的视场角范围为1-150°。优选地，在本发明所述的匀光元件111的第一实施例中，所述匀光元件111采用的是中等视场角，其选择范围为40-90°。但本发明的具体实施方式并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况对所述视场角的范围进行调整，当将本发明所述的红外泛光照明组件11用于某些特种应用场景下，比如应用于家用智能扫地机器人中时，其视场角的需求差异化就会较大。因此，只要采用了与本发明相同或近似的技术方案，解决了与本发明相同或近似的技术问题，并且达到了与本发明相同或近似的技术效果，都属于本发明的保护范围之内，本发明的具体实施方式并不以此为限。
在本发明所述的匀光元件111的第一实施例中，输出光强度与角度关系的最常见表示法为cos^(-n)，其中n的取值与视场角和传感器特性相关。此外，输出光强度与角度关系的取值范围为0～20。
相应地，由于本发明所述的匀光元件111属于折射类型，因此对于折射类型的随机微透镜阵列来说，匀光元件111的透过率与基底材料和树脂材料相关，不同的材料组合至少能够做到光透过率≥80％。优选地，所述匀光元件111的光透过率≥90％。
而匀光元件111的窗口效率的定义为视场区域内的光功率在透过所述匀光元件111的总光功率中的占比，代表了匀光元件111的能量利用率，因此所述匀光元件111的窗口效率越高越好。在本发明所述的匀光元件111的第一实施例中，其窗口效率范围为高于60％。优选为高于70％。
如上所述，在本发明所述的红外泛光照明组件11的第一实施例中，所述垂直腔面发射激光器112的工作波长范围为800nm-1100nm，因此所述匀光元件111的工作波长范围为在所述垂直腔面发射激光器112的标定波长基础上设定±20nm的公差以适应所述垂直腔面发射激光器112的波长在环境变化下的漂移。优选地，所述匀光元件111的工作波长范围为在所述垂直腔面发射激光器112的标定波长基础上设定±10nm的公差。
在本发明所述的红外泛光照明组件11的第一实施例中，所述垂直腔面发射激光器112与所述匀光元件111之间的距离范围为0.1mm-20mm。由于所述垂直腔面发射激光器112与所述匀光元件111之间的距离和所述红外泛光照明组件11的应用及应用场景有关，比如当将本发明所述的红外泛光照明组件11用于手机移动端时，由于整个3D时间飞行模组需要尽可能缩小体积以符合手机零配件日益精密的要求，因此所述垂直腔面发射激光器112与所述匀光元件111之间的距离一般被设置为小于0.5mm，优选为小于0.3mm。而当本发明所述的红外反光照明组件用于其他智能设备中，例如家用智能扫地机器人等较大型的设备，由于对3D时间飞行模组的体积容忍度相对较高，因此所述垂直腔面发射激光器112至所述匀光元件111的间距可以被允许增加至几毫米，甚至几十毫米。
进一步地，在本发明所述的匀光元件111的第一实施例中，基底层和结构层构成的所述匀光元件111的总厚度范围为0.1-10mm，其中，结构层的范围为5-300um。
另外，基于不同的应用场景和3D时间飞行模组结构，所述匀光元件111的总尺寸范围为0.1-300mm，结构有效区域的边尺寸范围为0.05-300mm。
如下表8所示，为本发明所述的红外反光照明组件中的所述垂直腔面发射激光器112的第三实施例的参数表。
Figure BDA0002244807130000141
表8
表9为本发明所述的红外反光照明组件中的所述匀光元件111的第二实施例的参数表。
Figure BDA0002244807130000142
Figure BDA0002244807130000151
表9
如下表10所示，为本发明所述的红外反光照明组件中的所述垂直腔面发射激光器112的第四实施例的参数表。
Figure BDA0002244807130000152
表10
表11为本发明所述的红外反光照明组件中的所述匀光元件111的第三实施例的参数表。
Figure BDA0002244807130000153
Figure BDA0002244807130000161
表11
如图11a和11b所示，为本发明所述的红外泛光照明组件中的所述匀光元件的第四实施例在水平方向的光强度分布曲线。
并且如下表12所示，为本发明所述的红外反光照明组件中的所述匀光元件111的第四实施例的参数表。
Figure BDA0002244807130000162
Figure BDA0002244807130000171
表12
基于上述匀光元件的第四实施例的参数，结合本发明所述的垂直腔面发射激光器相互配合，能够产生如图12所示的光照度，此为本发明所述的红外泛光照明组件在在1m处的输出光照度示意图。
除此以外，如图13所示，本领域技术人员可以根据实际情况选择不同的所述垂直腔面发射激光器与所述匀光片进行搭配从而产生不同形状的照明区域，如图所示为圆形和六边形照明光斑示例。换句话说，只要在本发明上述揭露的基础上，采用了与本发明相同或近似的技术方案，解决了与本发明相同或近似的技术问题，并且达到了与本发明相同或近似的技术效果，都属于本发明的保护范围之内，本发明的具体实施方式并不以此为限。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例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例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (33)

1.一种红外泛光照明组件，用于3D时间飞行技术模组，其特征在于，所述红外泛光照明组件包括一垂直腔面发射激光器和至少一匀光元件，其中所述匀光元件被设置于所述垂直腔面发射激光器的前端以使所述垂直腔面发射激光器发射的光源能够通过所述匀光元件进行扩散。
2.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的中心波长范围为800-1100nm。
3.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的发散角的范围为5°-25°。
4.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的发散角为25°-40°。
5.根据权利要求2所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的发散角的范围为25°-40°。
6.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的运行功率的范围为0.5-10w。
7.根据权利要求6所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的运行功率范围为1-3w。
8.根据权利要求5所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直前面发射激光器的运行功率的范围为0.5-10w。
9.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的出射面积的边长范围为0.2-1.5mm。
10.根据权利要求9所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的出射面积为边长0.5mm的方形。
11.根据权利要求8所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的出射面积的边长范围为0.2-1.5mm。
12.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面发射激光器的出射面积的边长为0.3*0.3mm或0.9*0.9mm。
13.根据权利要求2或12所述的红外泛光照明组件，所述垂直腔面发射激光器的阵列排布形式为规则阵列排布。
14.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件为随机微透镜阵列形成。
15.根据权利要求13所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件为随机微透镜阵列形成。
16.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的水平和竖直方向的视场角范围为1-150°。
17.根据权利要求16所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的水平和竖直方向的视场角范围为40-90°。
18.根据权利要求15所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的水平和竖直方向的视场角范围为1-150°。
19.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的输出光强度与角度关系为cos^(-n)，其中，n的取值范围为0-20。
20.根据权利要求18所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的输出光强度与角度关系为cos^(-n)，其中，n的取值范围为0-20。
21.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的光透过率大于80％。
22.根据权利要求20所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的光透过率大于80％。
23.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的窗口效率为高于60％。
24.根据权利要求22所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的窗口效率为高于60％。
25.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的工作波长范围为所述垂直腔面发射激光器的工作波长范围±20nm。
26.根据权利要求24所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的工作波长范围为所述垂直腔面发射激光器的工作波长范围±20nm。
27.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面激光发射器与所述匀光元件之间的距离为小于10mm。
28.根据权利要求27所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面激光发射器与所述匀光元件之间的距离小于0.3mm。
29.根据权利要求26所述的红外泛光照明组件，其中所述垂直腔面激光发射器与所述匀光元件之间的距离为小于0.5mm。
30.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的总厚度范围为0.1-10mm。
31.根据权利要求29所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的总厚度范围为0.1-10mm。
32.根据权利要求1所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的总尺寸范围为0.1-300mm。
33.根据权利要求31所述的红外泛光照明组件，其中所述匀光元件的总尺寸范围为0.1-300mm。
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