CN110895191A - 检测光学成像模块的对准损耗 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及检测光学成像模块的对准损耗。本文公开了一种成像装置，该成像装置包括外壳，其中成像光学器件安装在外壳中并且被配置为在外壳内的焦平面处形成位于外壳外部的对象的光学图像。包括检测器元件的矩阵的图像传感器定位在焦平面处，与成像光学器件对准，并且被配置为响应于入射在检测器元件上的光学辐射而输出电子图像信号。至少一个发射器被固定在外壳内并且被配置为朝向外壳内的一个或多个反射表面发射测试光束，该一个或多个反射表面朝向图像传感器反射测试光束。处理器被配置为处理由图像传感器响应于所反射的测试光束而输出的电子图像信号，以便检测图像传感器与成像光学器件的对准的变化。

Description

检测光学成像模块的对准损耗
技术领域
本发明整体涉及光电设备，具体地讲，涉及用于光学发射器的波束形成光学器件以及此类发射器的应用。
背景技术
光发射器(诸如垂直腔面发射激光器(VCSEL))通常与引导和准直发射光束的小透镜(称为微透镜)集成。此类微透镜的阵列可整体地制造在发射器阵列形成于其上的半导体基板上方，其中微透镜与发射器对准。
紧凑光学成像模块在便携式数字设备中普遍存在，诸如在移动电话和平板电脑中。典型的模块包括成像光学器件(其包括一个或多个透镜)，以及位于光学器件的图像平面中的图像传感器。即使成像光学器件和图像传感器在制造时被小心对准，对准也可能在模块的使用寿命期间由于机械冲击而实际发生偏移。
用于检测和校正对准偏移的方法是本领域已知的。例如，美国专利申请公开2018/0041755描述了一种使用成像系统对场景成像的方法，该成像系统包括辐射感测元件的阵列。该阵列包括具有对称角响应的第一感测元件和散布于第一感测元件之间、具有非对称角响应的第二感测元件，以及被配置为将来自场景的辐射聚焦到阵列上的光学器件。该方法包括处理由第一感测元件输出的第一信号，以便识别阵列上均匀辐照度的一个或多个区域；以及处理由位于所识别区域中的第二感测元件输出的第二信号，以便检测光学器件与阵列的失准。
发明内容
下文描述的本发明的一些实施方案提供了集成发射器设备及其生产和使用方法。其他实施方案提供用于检测光学成像模块中的透镜失准的方法和装置，包括使用集成发射器设备的装置。
因此，根据本发明的一个实施方案，提供了成像装置，其包括外壳和成像光学器件，该成像光学器件安装在外壳中并且被配置为在外壳内的焦平面处形成位于外壳外部的对象的光学图像。包括检测器元件的矩阵的图像传感器定位在焦平面处，与成像光学器件对准，并且被配置为响应于入射在检测器元件上的光学辐射而输出电子图像信号。至少一个发射器被固定在外壳内并且被配置为朝向外壳内的一个或多个反射表面发射测试光束，该一个或多个反射表面朝向图像传感器反射测试光束。处理器被配置为处理由图像传感器响应于所反射的测试光束而输出的电子图像信号，以便检测图像传感器与成像光学器件的对准的变化。
在一些实施方案中，处理器被配置为在检测到变化的量值大于预定义的限值时发起校正动作。在一个此类实施方案中，所检测到的变化包括图像传感器上的光学图像的偏移，并且校正动作包括处理电子图像信号以便补偿偏移。
在所公开的实施方案中，至少一个发射器被固定在与图像传感器相邻的位置处。
在一些实施方案中，一个或多个反射表面中的至少一个为外壳的内部表面。在所公开的实施方案中，该内部表面被配置作为椭圆形反射镜，其聚焦所反射的测试光束以在图像传感器上形成预定义的几何图形，其中处理器被配置为响应于几何图形在图像传感器上的移动来检测对准的变化。
除此之外或另选地，成像光学器件包括具有折射表面的一个或多个透镜，并且一个或多个反射表面包括透镜中的至少一个的折射表面中的一个或多个。在所公开的实施方案中，成像光学器件被配置为在预定义的光谱范围内形成对象的光学图像，并且测试光束是在预定义的光谱范围之外的波长下发射的，并且折射表面中的至少一个包括被配置为在反射测试光束时使预定义的光谱范围内的光学辐射通过的涂层。另选地或除此之外，在测试光束入射的区域中的透镜中的至少一个上形成图案，其中该图案使得所反射的测试光束在图像传感器上形成预定义的几何图形，并且处理器被配置为响应于几何图形在图像传感器上的变化来检测对准的变化。
除此之外或另选地，至少一个发射器包括被配置为生成测试光束的辐射源，以及被配置为准直测试光束并朝向一个或多个反射表面引导测试光束的透镜。在一个实施方案中，透镜包括微透镜，诸如微棱镜透镜，微透镜相对于辐射源偏离中心，以便以期望的传播角度朝向一个或多个反射表面引导测试光束。
在所公开的实施方案中，至少一个发射器包括设置在外壳内的不同相应位置处的多个发射器。
根据本发明的一个实施方案，还提供了一种用于成像的方法，该方法包括：将成像光学器件安装在外壳中以便在图像传感器上形成位于外壳外部的对象的光学图像，图像传感器包括检测器元件的矩阵，图像传感器与成像光学器件在外壳内的焦平面处对准。将至少一个发射器固定在外壳内，以便朝向外壳内的一个或多个反射表面发射测试光束，该一个或多个反射表面朝向图像传感器反射测试光束。处理由图像传感器响应于所反射的测试光束而输出的电子图像信号，以便检测图像传感器与成像光学器件的对准的变化。
结合附图，从下文中对本发明的实施方案的详细描述将更全面地理解本发明，在附图中：
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的光电设备的示意性横截面视图；
图2是根据本发明的另一个实施方案的光电设备的示意性横截面视图；
图3是根据本发明的一个实施方案的示出图2的光电设备的细节的示意性横截面视图；
图4至图8是根据本发明另外的实施方案的光电设备的示意性横截面视图；
图9A至图9C是根据本发明的一个实施方案的示出用于在基板上制造非对称结构的过程的示意性横截面图；
图10A至图10E是根据本发明的一个实施方案的示出用于在半导体基板上形成微透镜的过程的示意性横截面图；
图11是根据本发明的一个实施方案的示意性地示出微棱镜透镜的制造过程的流程图；
图12是根据本发明的一个实施方案的具有发射器的光学成像模块的示意性横截面视图，该发射器用于检测对准的变化；
图13是图12的光学成像模块的示意性横截面视图，示出了对准变化的效应；以及
图14至图16是根据本发明的其他实施方案的具有发射器的光学成像模块的示意性横截面视图，该发射器用于检测对准的变化。
具体实施方式
具有微棱镜透镜的发射器
诸如蜂窝电话或平板电脑的便携式电子设备通常采用一个或多个整体光源。这些光源可例如为集成到设备中的相机所记录的场景提供照明。它们通常包括垂直发射的光源(诸如VCSEL)，并且被约束到非常小的表面积。此外，可能需要这些应用中的光源相对于其基板倾斜由VCSEL发射的光束并使其准直。
没有任何附加准直光学器件的VCSEL在垂直于基板的方向上发射高度发散的光束。添加微透镜以用于光束准直和倾斜不是最佳的解决方案：在微透镜内部，由于微透镜的高折射率，VCSEL光束具有低发散度，从而导致准直表面之前的小光束直径，这继而导致由于衍射而产生的固有发散。通过将透镜的光轴从VCSEL偏移而使用微透镜来实现光束倾斜导致光束直径沿倾斜方向作为倾斜角度的余弦的函数而进一步减小。
本文所述的本发明的一些实施方案解决了上述限制，以便提供紧凑的光学元件，其聚焦和偏转由诸如VCSEL的固态发射器所发射的光束，使得光束以相对于本领域已知的解决方案的高倾斜角度和大直径离开光学元件。在所公开的实施方案中，在具有平坦表面的半导体基板上形成发射器，并且在与发射器相邻的平坦表面上形成反射层(使用反射涂层或全内反射)。然后在发射器上方形成微棱镜透镜。
发射器在远离平坦表面的方向上，例如在相对于表面的垂直方向上发射光束。微棱镜透镜的表面具有定位在发射器上方的第一区段，以便将发射光束朝向反射层反射，反射层进一步将光束朝向微棱镜透镜的表面的第二区段反射。形成第二区段，以便准直光束并将光束从微棱镜透镜透射出去。在本说明书和权利要求书的上下文中使用术语“准直”表示，即使发射光束不被第二区段完全平行化，也可以显著减小发射光束的发散度，通常从角度方面讲减小至少50％。
大直径的准直和倾斜光束是通过所公开的微棱镜透镜的两种属性来实现的：
1.微棱镜透镜内的两次内反射在由第二区段提供的准直表面之前提供增大的传播长度，从而产生准直光束的增大的直径；以及
2.光束从微棱镜透镜的表面的第一区段反射在光束上施加期望的倾斜而不减小其直径。
尽管为了简单起见，下文所述的实施方案涉及单个VCSEL发射器和微棱镜透镜，但本发明的原理可容易地应用于其他类型的发射器，以及在 VCSEL和其他发射器的阵列上方提供微棱镜透镜的集成阵列。
具有两次内反射的实施方案
图1是根据本发明的一个实施方案的光电设备21的示意性横截面视图。
光电设备21包括例如包括GaAs的平面半导体基板10，在该平面半导体基板上通过本领域已知的半导体设备制造工艺形成VCSEL 12。VCSEL 12在相对于基板10的垂直方向上，例如在介于650nm和1300nm之间的波长下发射光束14。(如本说明书和权利要求书中所用的术语“光学辐射”和“光”通常是指可见辐射、红外辐射和紫外辐射中的任何和全部。)反射层16形成在基板10上。在本实施方案中，反射层16包括金属，诸如金，其也用作VCSEL 12的电极，但具有扩展的尺寸以便也用作反射器。在另选的实施方案中，可使用其他金属(诸如铝)代替金。在另外的另选的实施方案中，可使用诸如边缘发射激光器的发射器，其中发射器被取向为使得其发射面平行于基板10，或者使用微反射镜以在远离基板的方向上、在垂直方向上或可能相对于垂直成角度的方向上引导发射光束。另选地，反射层16可以是独立的，并且独立于用于驱动发射器的电极。
在VCSEL 12上方形成微棱镜透镜18。微棱镜透镜18包括在光束14 的波长下透明的材料，诸如GaAs、熔融石英、SiO2、环氧树脂、聚合物或玻璃。微棱镜透镜18的高度可在数十微米(诸如20微米或30微米)至 2mm的范围内变化，并且宽度为60微米至6mm。可利用下文参考图9A至图9C、图10A至图10E和图11所述的方法制造微棱镜透镜18。然后可使用本领域已知的薄膜沉积和图案化技术将反射涂层和/或抗反射涂层沉积在微棱镜透镜的外表面上。
微棱镜透镜18的外表面22的第一区段20被定位成接收光束14并将其内反射成光束24。第一区段20为平坦的或凹的(从外部观察)，并且倾斜以便在光束14和光束24之间施加偏差角
Figure BDA0002193273900000061
光束24被金层16反射成光束26，光束26照射在表面20的第二区段28上。第二区段28具有被选择以准直光束24并将光束24透射成光束30的曲率半径。如前所述，在减小光束的发散度的更广泛意义上使用术语“准直”，因此光束30可以是发散的(但小于其在没有微棱镜透镜18时的发散)、平行的、甚至会聚的。
微棱镜透镜18之内从第一区段20和从金层16的两个内反射增大了从 VCSEL 12到第二区段28的传播长度，从而确保透射光束30具有足够大的直径。偏差角
Figure BDA0002193273900000062
负责将期望的倾斜施加到光束24上，该倾斜随后传播穿过来自金层16的反射到达光束26，随后传播到光束30。通过适当选择微棱镜透镜18的设计参数，偏差角
Figure BDA0002193273900000063
可超过55度，并且第二区段28处的光束 30的直径可超过70微米。光学设计的细节在图3中示出，并且在下文中描述。
由于将高折射率材料用于微棱镜透镜18(诸如GaAs(n＝2.7))，因此来自第一区段20的反射作为全内反射(TIR)发生，只要光束14在第一区段上的入射角大于大约20度即可。除此之外或另选地，表面22可被抗反射 (AR)涂层32涂覆，以便减小透射光束30的反射损耗。
在一个另选的实施方案中，金层16将光束24反射成光束26的该部分可被反射电介质层取代，该反射电介质层通过TIR或利用为高反射率设计的多层构造反射光束24。
可基于对可制造性和功能性两者的考虑来确定第一区段20的形状：平面形状可能更容易制造并且对公差不太敏感，而凹形形状增加了光束24的发散度，这继而增大了光束30的直径。
图2是根据本发明的另一个实施方案的光电设备23的示意性横截面视图。
光电设备23类似于设备21，并且图2中将相同标记用于类似于图1中那些的项目。光电设备23包括与设备21的微棱镜透镜18类似的微棱镜透镜40，其具有平坦的第一区段42，并且以与设备21类似的方式起作用。当将设备23结合到照明阵列中时，这种类型的微棱镜透镜40的阵列可在 VCSEL 12的对应阵列上方对准地形成。
图3是根据本发明的一个实施方案的示出光学设计的光电设备23的细节44的示意性横截面视图。为清楚起见，图中省略了抗反射涂层32，但可包括在该实施方案中，并且第二区段28被示出为平坦表面(其中“R”指示其曲率半径)。图3示出了产生准直光束30的光学设计，该准直光束具有80微米的直径和相对于垂直方向为54度的倾斜角
Figure BDA0002193273900000071
微棱镜透镜40的厚度H为95微米，第一区段42和第二区段28之间的水平中心至中心间距 L为700微米，并且第二区段的曲率半径R为705微米，其中第二区段朝向微棱镜透镜的外侧凸起。另选地，通过将所有尺寸以因数X缩放，实现了准直光束30的54度的相同倾斜角
Figure BDA0002193273900000072
其中光束直径D减小至D/X＝ 80/X微米。
图4是根据本发明的另一个实施方案的光电设备25的示意性横截面视图。
光电设备25类似于设备21，并且图4中将相同标记用于类似于图1中那些的项目。光电设备25包括与设备21的微棱镜透镜18类似的微棱镜透镜50，除了第一区段52之外，该第一区段被形成为微棱镜透镜50的平坦外表面中的凹入凹陷。相对于前述实施方案，该凹形形状有利于增大光束 24的发散度。
另选的实施方案
图5是根据本发明的另一个实施方案的光电设备55的示意性横截面视图。在该实施方案和随后的实施方案中，来自VCSEL 12的光束在微棱镜透镜内被内反射四次或更多次，从而增加光学路径长度并因此增大被投射到设备外的光束的直径。
光电设备55包括与设备21的那些类似的以下项目，并且用相同的标记标注：平面半导体基板10、VCSEL 12和金层16。如在设备21中那样， VCSEL 12在相对于基板10的垂直方向上发射光束14。在VCSEL 12上方形成微棱镜透镜60。如在设备21中那样，微棱镜透镜60包括在光束14的波长下透明的材料。
微棱镜透镜60的表面64的第一区段62分别包括第一子区段62a和第二子区段62b，其中两个子区段均为平坦的，但不是共面的。表面64的第二区段66类似于设备21的第二区段28。第二区段66涂覆有AR涂层68，而第一区段62涂覆有例如包括铝的反射涂层70。
第一子区段62a接收光束14并将其反射成具有偏差角
Figure BDA0002193273900000081
的光束72，之后光束72被金层16反射成光束74。光束74照射在第二子区段62b上，并且被反射成具有偏差角
Figure BDA0002193273900000082
的光束76。光束76被金层16反射成光束78，光束78随后被第二区段66准直并透射成光束80。
可通过调节子区段62a和子区段62b的倾斜角度来控制这两个偏差角
Figure BDA0002193273900000083
和
Figure BDA0002193273900000084
从而能够控制准直光束80的倾斜角度和直径两者。在另选的实施方案中(附图中未示出)，第一区段62可包括两个以上的子区段，诸如例如三个、四个甚至五个子区段。除此之外或另选地，第一区段62的子区段的一个或多个表面可以是非平面的(即，凹的或凸的)，以进一步控制光束尺寸。例如，凹形形状可用于增大准直光束80的直径，而凸形形状可用于增大或减小光束直径。
图6是根据本发明的另一个实施方案的光电设备85的示意性横截面视图。
光电设备85包括与设备21的那些类似的以下项目，并且用相同的标记标注：平面半导体基板10、VCSEL 12和金层16。如在设备21中那样，微棱镜透镜90形成于VCSEL 12上方并包括在光束14的波长下透明的材料。
微棱镜透镜90的表面94的第一区段92为平面的，并且其尺寸被设计为拦截来自金层16的至少两个反射，如将在下文详述。表面94的第二区段96类似于设备21的第二区段28。类似于光电设备55，第二区段96涂覆有AR涂层98，而第一区段92涂覆有反射涂层100。
第一区段92接收光束14并将其反射成具有偏差角
Figure BDA0002193273900000085
的光束102，之后光束102被金层16反射成光束104。光束104照射回到第一区段92上，并且再次反射到金层16，现在作为具有偏差角
Figure BDA0002193273900000086
的光束106。光束106被金层106反射成光束108，光束108随后被第二区段96准直并透射成准直光束110。光束108的中心光线112和光束110的中心光线114将用于图7 中的比较。
通过适当选择第一区段92的宽度及其相对于金层16的倾斜角，第一区段可拦截来自金层的多于两次的反射，例如三次、四次或五次反射。此外，允许源于来自金层16并入射在第一区段92上的不同反射的光束在第一区段上交叠。
图7是根据本发明的另外一个实施方案的光电设备95的示意性横截面视图。
光电设备95与图6的光电设备85相同，不同的是微棱镜透镜120的第二区段122。对于光电设备95的所有其他项目，使用与设备85相同的标记，并且从VCSEL 12直到设备95中的第二区段122，光束都遵循与设备 85中那些相同的路径。
在设备95中，第二区段122按如下方式将光束108透射并准直成光束 124：光束124的轴线(由光束的中心光线126表示)相对于第二区段的法线以角度α偏离光束108的轴线(由中心光线112表示)，而在设备85 中，中心光线108相对于中心光线114以直线继续进行。因此，通过选择第二区段122相对于中心光线112的倾斜，可选择准直光束124，具体地讲其中心光线126的方向，以与中心光线112共线或相对于中心光线112处于升高或降低角度。可选择微棱镜透镜120的设计参数以产生中心光线126 相对于基板10的期望倾斜角。例如，中心光线126可垂直于基板10，如虚线128所示。由于光束108在第二区段122处直径增大，如前所述，由于非法线倾斜角(α≠0)导致的光束124直径的减小可更容易地被容忍。
图8是根据本发明的另一个实施方案的光电设备135的示意性横截面视图。
光电设备135类似于设备23(图2、图3)的截面44，并且图8中将相同标记用于类似于图1和图2中那些的项目。光电设备135包括与设备 23的微棱镜透镜40类似的微棱镜透镜140，除了第二区段142之外，该第二区段被形成菲涅耳透镜或另一种类型的衍射光学元件(DOE)。该实施方案适合光束26以低入射角，诸如10°或更小的入射角在第二区段142上照射的设计。除此之外或另选地，可使用菲涅耳透镜或另一种类型的DOE来实现第一区段42。
图9A至图9C是根据本发明的一个实施方案的示出用于在基板162上制造非对称结构160的过程的示意性横截面图。这种非对称结构160可用于制造微棱镜透镜18(图1)、40(图2)、50(图4)、60(图5)、90 (图6)、120(图7)和140(图8)，如将参考图10A至图10D进一步描述的。
例如，可使用Gimkiewicz等人在如下文章中描述的制造工艺来制造非对称结构160：“Fabrication of microprisms for planar optical interconnections by use ofanalog gray-scale lithography with high-energy-beam-sensitive glass,” AppliedOptics,Vol.38,pp.2986-2990(1990)，在此通过引用将其并入本文。该制造工艺利用HEBS(高能光束敏感)玻璃掩模164，其中灰度图案166 是通过电子束光刻曝光的，进一步的细节在Gimkiewicz等人的上述发表中给出。
图9A示出了制造工艺的曝光步骤，其中由光阻剂层168涂覆的基板 162通过紫外(UV)光170通过HEBS掩模164曝光。
图9B示出了显影步骤的结果，其中曝光的光阻剂层168已被显影成非对称光阻剂结构172。
图9C示出了蚀刻步骤的结果，其中非对称光阻剂结构172的形状已通过使用反应性离子蚀刻(RIE)转移到基板162中以形成非对称结构160。
虽然非对称结构160具有简单的棱柱形式，但可通过在HEBS掩模 164中产生合适的灰度图案来产生包括例如弯曲表面的更复杂的形式。下文在图10A中示出了此类包括微透镜174的结构作为示例。基板162可以是可被RIE蚀刻并且具有所需机械属性的基板，例如熔融石英。
图10A至图10D是根据本发明的一个实施方案的示意性横截面图，其示出了用约束蚀刻剂层技术(CELT)将基板162上的微透镜174转移到GaAs 基板176中的过程。该转移过程利用了由Zhan等人在如下文章中描述的 CELT：“Confined Etchant Layer Technique(CELT)for Micromanufacture,” Proc.6th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems,pp.863-867(2011)，该文献以引用方式并入本文。
图10A示出了将作为模具的基板162上的微透镜174复制到聚合物层，诸如PMMA178中。尽管图10A至图10D的实施方案示出了简单微透镜174的转移，但可制造更复杂的结构，如上文图9A至图9C中所详述。复制过程包括在微透镜174上方旋涂液体PMMA，将液体PMMA干燥成固体PMMA 178，以及将PMMA与微透镜分离，从而在PMMA中复制微透镜的弯曲形状。
图10B示出了用于将该层PMMA 178上的特征件转移到GaAs基板 176中的蚀刻工艺的开始。PMMA 178的表面180已被钛(Ti)和铂(Pt)的薄层涂覆。其已被置于非常接近GaAs基板176(例如，在一百微米或数十微米内)，其中微透镜174面向GaAs基板。PMMA 178和GaAs176之间的空间182已填充有蚀刻剂和清除剂的混合物，例如分别用溴化物和胱氨酸作为蚀刻剂和清除剂。选择蚀刻剂以蚀刻GaAs，但不蚀刻惰性Pt层。使用清除剂来控制该过程，如上文引用的Zhan等人所详述的。
图10C、图10D和图10E示出了转移过程的进度，其中空间182连续减小，直到在图10E中，PMMA 178和GaAs 176已接触，并且转移过程已完成。
虽然在上述实施方案中使用PMMA作为模具，但当适当图案化时，可使用其他材料诸如硅或铂铱(Pt-Ir)合金作为模具。
图11是根据本发明的一个实施方案的示意性地示出微棱镜透镜的制造过程的流程图。该流程图示意性地示出了图9A至图9C和图10A至图10E 中所示的用于制造微棱镜透镜18(图1)、40(图2)、50(图4)、60 (图5)、90(图6)、120(图7)和140(图8)的过程。为了简单起见，在流程图中未包括光电设备21、23、25、55、85、95和135的附加制造步骤，诸如VCSEL的制造以及抗反射涂层和反射涂层的沉积，并且它们的具体实施对于本领域的技术人员将是显而易见的。在下面的描述中，还参考图9A至图9C以及图10A至图10E。
在开始步骤184中开始制造。并行地(但不一定同时)，在掩模制造步骤186中制造HEBS掩模164，并且在光阻剂涂覆步骤188中由光阻剂 168涂覆基板162。在曝光步骤190中，光阻剂168通过HEBS掩模164曝光，如图9A中所示。在显影步骤192中，对曝光的光阻剂168显影以产生结构172，如图9B中所示。在RIE步骤194中，将结构160蚀刻到基板 162中，如图9C中所示。
在转移步骤196中，将基板162上的结构174转移到PMMA 178中，如图10A所示。在PMMA涂覆步骤198中，将Ti和Pt的薄层沉积在 PMMA 178上。在蚀刻单元组装步骤200中，使PMMA 178靠近GaAs基板176，并且向空间182填充蚀刻剂和清除剂，如图10B所示。在蚀刻步骤202中，PMMA 178上的结构被转移到GaAs 176中，如图10C至图10E 所示。在分离步骤204中，将PMMA 178和GaAs 176彼此分离。该过程在结束步骤206中结束。
可以其他方式组合图1至图11所示实施方案的特征件，这对于本领域的技术人员在阅读本说明书之后将是显而易见的。
检测光学成像模块中的对准损耗
成像光学器件相对于光学成像模块中的图像传感器的位置和倾斜可在模块的性能中起关键作用。具体地讲，当成像模块用于测量应用时，对准的变化可导致不准确的测量。例如，许多深度标测系统将结构化光的图案投影到场景上，然后分析由成像模块捕获的图案的图像，以便通过三角测量来计算对象在场景中的深度坐标。成像光学器件相对于图像传感器的位置或倾斜的变化可导致深度估计中的显著误差。
本文所述的本发明的一些实施方案通过周期性地感测图像传感器与成像光学器件的对准，并且在检测到对准显著偏移时发起校正动作来解决该问题。所公开的实施方案使用一个或多个专用发射器，该发射器可被构建到光学成像模块中并且将辐射束朝模块中的一个或多个内表面引导。这些表面可包括(例如)成像光学器件中的透镜的折射入射面和出射面，以及透镜外壳的内部表面。布置发射器或多个发射器，使得从一个或多个内表面反射的辐射入射到图像传感器上。图像传感器上的这种反射辐射的图案的变化提供了光学器件与图像传感器的对准的变化的指示。
所公开的实施方案提供诸如光学成像模块的成像装置，该成像装置包括成像光学器件，该成像光学器件安装在外壳中并且形成位于外壳外部的对象的光学图像。包括检测器元件的矩阵的图像传感器被定位和对准在外壳内的成像光学器件的焦平面处。除了这些标准成像模块部件之外，至少一个发射器被固定在外壳内并且朝向外壳内的一个或多个反射表面发射测试光束。将测试光束朝向图像传感器反射的这些反射表面可包括(例如) 成像光学器件中的透镜的折射表面和/或外壳的内部表面中的一者或多者。测试光束可以是定向光束，其通过上述类型的微棱镜透镜在期望的方向上瞄准。
图像传感器响应于入射在检测器元件上的光学辐射输出电子图像信号，包括响应于所反射的测试光束的信号。(发射器可被致动以仅在短时间间隔内，例如当成像模块未被使用时，发射测试光束。)如果图像传感器与成像光学器件的对准，例如由于机械冲击而发生变化，则图像传感器由于所反射的测试光束而输出的电子图像信号也将变化。处理器接收并处理该电子图像信号以便检测此类变化，并且将在变化的量值大于预定义的限值时发起校正动作。
例如，由于测试光束引起的电子图像信号的变化可指示由成像光学器件在图像传感器上形成的光学图像已由于成像光学器件的光学中心的偏移而偏移。在这种情况下，处理器可通过对由图像传感器输出的电子图像施加适当方向和大小的反向偏移来补偿偏移。
因此，本发明的实施方案可用于提高使用成像模块的测量应用(诸如深度感测)的准确性。此类实施方案可用于校正可能由成像模块的对准变化引起的某些误差，和/或在误差不易校正并且测量可能不正确时发出提示。所公开的实施方案只需要对成像模块设计进行最小的硬件添加，同时利用现有的图像传感器和相关联的图像处理能力。
为了简单起见，在附图所示和下文所述的实施方案中，在生成测试光束时仅使用单个发射器。然而，在另选的实施方案中，多个发射器设置在外壳内的不同相应位置处，使得每个发射器以不同的相应角度朝向光学器件的反射表面引导相应的光束。可按顺序操作发射器，从而生成来自图像传感器的不同电子图像信号的序列。处理器可分析这些信号，以便提取可能已发生的对准的任何变化的综合画面。例如，两个发射器可被定位成围绕光轴分开90°，并且因此可用于沿两个正交轴线检测光学偏移。另选地或除此之外，两个发射器可被定位成彼此紧邻以提高测量精度。
现在参考图12和图13，它们是根据本发明的一个实施方案的光学成像模块220的示意性横截面视图。图12示出了，例如在模块的工厂校准之后处于初始基线位置的模块220的部件，而图13示出了对准偏移的效应。虽然该附图仅涉及由于元件偏离中心而引起的对准偏移，但本发明的原理可类似地应用于检测其他种类的失准，例如，由于元件倾斜和变形导致的失准。
模块220包括为方便起见被标记为A、B、C和D的透镜222形式的成像光学器件，该透镜安装在外壳224中。外壳224可包括透镜筒体或任何其他合适种类的透镜安装座。透镜22在外壳之内的焦平面处形成位于外壳外部的对象的光学图像。图像传感器226定位在焦平面处，与透镜222对准。图像传感器226通常包括检测器元件的矩阵，如本领域中所公知的，并且响应于入射在检测器元件上的光学辐射而输出电子图像信号。(如本说明书和权利要求书中所用，术语“光学辐射”是指任何可见、红外和紫外范围内的电磁辐射，并且可与术语“光”互换使用。)
发射器228被固定在外壳224内并且朝向外壳内的一个或多个反射表面发射测试光束230，该一个或多个反射表面将测试光束朝向图像传感器 226反射。发射器228通常包括微型辐射源，诸如半导体激光器(包括边缘发射和垂直腔面发射激光器(VCSEL)类型)，或发光二极管(LED)，并且可方便地固定在与图像传感器226相邻的位置，例如在相同电路基板上。在本实施方案中，发射器228朝向外壳224的反射内部表面232发射测试光束230。
处理器234接收并处理由图像传感器226响应于所反射的测试光束而输出的电子图像信号，并且因此检测图像传感器与成像光学器件的对准的可能变化。如前所述，为此目的仅需要发射器228的短致动时间，使得对模块220的正常操作的影响最小。处理器234通常包括可编程微处理器或微控制器，其在软件或固件中编程以执行本文所述的功能，并且具有合适的输入和输出接口以用于从图像传感器226接收电子图像信号并酌情输出提示和控制信号。通常(虽然不一定)，处理器234还在模块220中执行其他处理和控制功能，诸如处理由透镜222在图像传感器226上形成的图像，例如用于深度标测的目的。另选地或除此之外，处理器234包括硬件逻辑电路，其可为硬接线的或可编程的。
在图12所示的示例中，反射表面232被成形为凹型曲面反射镜，诸如椭圆形反射镜，其反射并聚焦测试光束230，以便在图像传感器226上形成预定义的几何图形。反射表面是抛光的，但通常不需要实际的镜面涂层。处理器234被配置为响应于几何图形在图像传感器上的移动来检测对准的变化。
这种变化在图13中示出，其中外壳224和透镜222已相对于图像传感器226偏移，如箭头236所示，结果是成像光学器件的光学中心已相对于图像传感器偏移。在这种情况下，处理器234将检测到由表面232反射的测试光束230在图像传感器226上形成的几何图形也已偏移。另选地，可使用该技术检测沿其他轴线的移动，包括沿透镜222的光轴方向的移动，而不是垂直于光轴，如图22所示。
表面232可有利地成形为柱形椭圆形反射镜，使得在图像传感器226 上形成的几何图形为曲线。处理器234可以高分辨率，尤其是使用子像素检测算法，检测该线沿箭头236的方向(例如，在对模块220的机械冲击之后)的移动，如本领域已知的那样。图12和图13所示的椭圆形反射镜的配置在图像传感器226上形成的线的移动中产生放大，使得如果外壳224 移动距离x，则图像传感器上的线可移动25x或更多。将这种移动放大与子像素检测组合，使得处理器234能够检测图像传感器和成像光学器件之间的小至0.1个像素或可能更小的相对偏移。
图14是根据本发明的另一个实施方案的光学成像模块240的示意性横截面视图。该附图中以及随后的附图中与光学成像模块220中的对应部分相同或密切相似的元件用与图12中相同的指示编号来标记。为了简单起见，在这些附图中省略了处理器234。
在模块240中，发射器242朝向外壳224的表面232和透镜222的折射表面两者发射具有高角度发散度的测试光束244。这种布置导致光束244 从各种透镜多次反射，这些光束入射在图像传感器226上。然而，为了简单起见，图23仅示出了反射光束248和反射光束250，它们与来自表面 232的反射光束246一起从透镜D和透镜B的相应凹形表面249和凹形表面252反射并聚焦。
处理器234处理由于反射光束246、反射光束248和反射光束250(以及可能从其他透镜表面，无论是凹形、凸形还是任何其他形状的表面反射的光束)导致的电子图像信号，以便检测可指示对准变化的反射光束的变化。在这种情况下，变化可为个体透镜222或者外壳224整体相对于图像传感器226的位置中的变化。可使用数字光线跟踪模拟来分析出现在图像传感器226上的反射光束的图案以及模块240的各种元件的移动对图案的影响，包括透镜折射对测试光束的影响。处理器234可在匹配和分析由反射光束在图像传感器上形成的图案时使用模拟结果，并且因此可将特定图案变化转换成导致变化的移动。除此之外或另选地，可使用机器学习算法将图像传感器上的图案的变化与模块240的元件的移动相关联。
在许多成像应用中，透镜222被配置为在某个预定义的光谱操作范围内形成场景中的对象的光学图像。可选择发射器242以在该光谱范围之外的波长发射测试光束244。常常，透镜222的折射表面的一些或全部(诸如表面249和表面252)被涂覆以使预定义的光谱操作范围内的光学辐射通过。例如，在可见成像应用中，透镜222的表面可具有针对可见光的抗反射涂层。当测试光束244处于足够长的红外波长时，其可被这些涂层强烈反射，从而增强反射光束248和反射光束250的强度，使得处理器234更容易检测到它们。可优化透镜上的抗反射涂层以在发射器波长下实现高反射。又如，在使用给定波长的结构化光的深度标测应用中，透镜222的表面中的一些可具有带通涂层，该带通涂层使给定波长通过，同时反射通带之外的辐射，包括测试光束244。
另选地，甚至当测试光束244的波长在模块240的光谱工作范围内时，测试光束在透镜表面上的高入射角也将导致测试光束被强烈反射。透镜222上的抗反射涂层也可被优化以反射高角度光线。
此外，如果特定表面比其他表面更受关注，则其涂层可被相应地设计成以比其他表面更大的效率反射发射器242的波长。
然而，一般来讲，即使没有对涂层设计进行任何修改，也可使用本文所述的方法，因为一定量的辐射总是从光学表面反射，并且可相应地调节发射器242的光焦度和/或图像传感器226的积分时间。
图15是根据本发明的另外一个实施方案的光学成像模块260的示意性横截面视图。模块260类似于如上所述的模块240，不同的是在本实施方案中，在测试光束244入射的区域中的透镜D上形成图案262。图案262使得所反射的测试光束在图像传感器上形成预定义的几何图形，诸如聚焦反射光束264的对应图案。处理器234基于由图像传感器226输出的对应电子图像信号来检测反射光束264的图案的移动或变化，并且因此能够检测透镜D相对于图像传感器的对准的变化。出于此目的，模块260中的其他折射表面可具有类似类型的图案。每个此类表面可具有独特的图案以使得它们各自的反射光束能够更容易地被彼此区分。
出于本实施方案的目的，可使用各种类型的图案262。例如，图案262 可在透镜表面上包括一个或多个辐射吸收标记。可以使标记足够薄以最小化它们对模块260的正常操作的影响。包括几条这种类型的线(在它们之间具有适当相等间距)的图案将在图像传感器226上产生干涉图案。傅立叶分析可用于从干涉图案的变化中提取透镜D和图像传感器226之间的相对运动的程度。除此之外或另选地，图案262可以是反射的，这在图像传感器226上引起非常强烈的图案强度，从而使得能够减小图像传感器的曝光时间(从而降低其对来自场景的辐射的敏感度)。
图16是根据本发明的另一个实施方案的光学成像模块270的示意性横截面视图。在该实施方案中，发射器包括产生测试光束276的辐射源272，以及透镜274，该透镜准直测试光束并朝向模块270中的一个或多个反射表面引导测试光束。图示的示例示出了分别从透镜D和透镜B的下方凹表面反射的光束78和光束80(同时为了简单起见，省略了从其他表面反射的光束)。透镜274可有利地包括微透镜，该微透镜相对于辐射源272被偏离中心，以便在模块270之内产生所需的传播角度。虽然透镜274在图16中被示为与辐射源272分开的部件，但透镜可有利地为微棱镜透镜，其与合适的辐射源集成，例如如图1至图8所示并如上文所述。
在图像传感器226上，光束278和光束280将形成相应的(不同尺寸的)斑点，而不是如前述实施方案所述的线或其他大尺度特征件。因此，透镜274进行的准直提高了图案的信号/噪声比和清晰度，以及将来自图像传感器上的不同表面的反射分开。
尽管上述附图示出了特定类型的模块设计，但本发明的原理同样适用于具有不同几何形状和透镜布置的其他种类的成像模块。所有此类另选的实施方案被视为在本发明的范围内。
因此，应当理解，上述实施方案以举例的方式进行引用，并且本发明并不限于上文具体示出并描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述的各种特征，以及本领域的技术人员在阅读以上描述之后会想到的在现有技术中没有公开的其变型形式和修改形式的组合和子组合。

Claims (40)

1.一种成像装置，包括：
外壳；
成像光学器件，所述成像光学器件安装在所述外壳中，并且被配置为在所述外壳内的焦平面处形成位于所述外壳外部的对象的光学图像；
图像传感器，所述图像传感器包括检测器元件的矩阵，所述图像传感器定位在所述焦平面处，与所述成像光学器件对准，并且被配置为响应于入射在所述检测器元件上的光学辐射而输出电子图像信号；
至少一个发射器，所述至少一个发射器被固定在所述外壳内并且被配置为朝向所述外壳内的一个或多个反射表面发射测试光束，所述一个或多个反射表面朝向所述图像传感器反射所述测试光束；和
处理器，所述处理器被配置为处理由所述图像传感器响应于所反射的测试光束而输出的电子图像信号，以便检测所述图像传感器与所述成像光学器件的对准的变化。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置为在检测到所述变化的量值大于预定义的限值时发起校正动作。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所检测到的变化包括所述光学图像在所述图像传感器上的偏移，并且其中所述校正动作包括处理所述电子图像信号以便补偿所述偏移。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个发射器被固定在与所述图像传感器相邻的位置处。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述一个或多个反射表面中的至少一个为所述外壳的内部表面。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述内部表面被配置作为椭圆形反射镜，所述内部表面聚焦所反射的测试光束以在所述图像传感器上形成预定义的几何图形，其中所述处理器被配置为响应于几何图形在所述图像传感器上的移动来检测所述对准的所述变化。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述成像光学器件包括具有折射表面的一个或多个透镜，并且其中所述一个或多个反射表面包括所述透镜中的至少一个的所述折射表面中的一个或多个。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述成像光学器件被配置为在预定义的光谱范围内形成所述对象的所述光学图像，并且所述测试光束是在所述预定义的光谱范围之外的波长下发射的，并且其中所述折射表面中的至少一个包括被配置为在反射所述测试光束时使所述预定义的光谱范围内的光学辐射通过的涂层。
9.根据权利要求7所述的装置，并且包括在所述测试光束入射的区域中在所述透镜中的所述至少一个上形成的图案，其中所述图案使得所反射的测试光束在所述图像传感器上形成预定义的几何图形，并且其中所述处理器被配置为响应于所述几何图形在所述图像传感器上的变化来检测所述对准的所述变化。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述至少一个发射器包括被配置为生成所述测试光束的辐射源，以及被配置为准直所述测试光束并朝向所述一个或多个反射表面引导所述测试光束的透镜。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述透镜包括微透镜，所述微透镜相对于所述辐射源偏离中心，以便以期望的传播角度朝向所述一个或多个反射表面引导所述测试光束。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述微透镜包括微棱镜透镜。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述至少一个发射器包括设置在所述外壳内的不同的相应位置处的多个发射器。
14.一种用于成像的方法，包括：
将成像光学器件安装在外壳中以便在图像传感器上形成位于所述外壳外部的对象的光学图像，所述图像传感器包括检测器元件的矩阵，所述图像传感器与所述成像光学器件在所述外壳内的所述成像光学器件的焦平面处对准；
将至少一个发射器固定在所述外壳内，以便朝向所述外壳内的一个或多个反射表面发射测试光束，所述一个或多个反射表面朝向所述图像传感器反射所述测试光束；以及
处理由所述图像传感器响应于所反射的测试光束而输出的电子图像信号，以便检测所述图像传感器与所述成像光学器件的对准的变化。
15.根据权利要求14所述的方法，并且包括在检测到所述变化的量值大于预定义的限值时发起校正动作。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所检测到的变化包括所述光学图像在所述图像传感器上的偏移，并且其中所述校正动作包括处理所述电子图像信号以便补偿所述偏移。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少一个发射器被固定在与所述图像传感器相邻的位置处。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中所述至少一个发射器包括被配置为生成所述测试光束的辐射源，以及被配置为准直所述测试光束并朝向所述一个或多个反射表面引导所述测试光束的透镜。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述透镜包括微透镜，所述微透镜相对于所述辐射源偏离中心，以便以期望的传播角度朝向所述一个或多个反射表面引导所述测试光束。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述微透镜包括微棱镜透镜。
21.一种光电设备，包括：
半导体基板，所述半导体基板具有平坦表面；
发射器，所述发射器形成在所述基板上并且被配置为发射光束远离所述平坦表面；
反射层，所述反射层相邻于所述发射器形成在所述平坦表面上；和
透明层，所述透明层形成在所述平坦表面上方并且具有弯曲外表面，所述弯曲外表面包括垂直地定位在所述发射器上方并且被配置为朝向所述反射层内部反射所发射的光束的第一区段，以及定位成和被配置为准直和透射从所述反射层反射的光束的第二区段。
22.根据权利要求21所述的光电设备，其中所述发射器包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
23.根据权利要求21所述的光电设备，其中所述反射层包含金属。
24.根据权利要求23所述的光电设备，其中所述金属包括金。
25.根据权利要求21所述的光电设备，其中所述反射层包括至少一个电介质层。
26.根据权利要求21所述的光电设备，其中所述透明层包含砷化镓(GaAs)。
27.根据权利要求21所述的光电设备，其中所述第一区段包括平坦表面。
28.根据权利要求21所述的光电设备，其中所述第一区段包括弯曲表面。
29.根据权利要求21所述的光电设备，其中所述第一区段被配置为将所发射的光束朝向所述反射层内部反射至少两次。
30.根据权利要求21所述的光电设备，并且包括反射涂层，所述反射涂层沉积在所述第一区段上。
31.根据权利要求21所述的光电设备，其中所述第一区段被配置为通过全内反射(TIR)将所发射的光束朝向所述反射层内部反射。
32.根据权利要求21至31中任一项所述的光电设备，其中所述第一区段被配置为反射所发射的光束，使得所反射的光束沿第一轴线照射在所述第二区段上，并且其中所述第二区段被配置为沿不平行于所述第一轴线的第二轴线准直和透射所述光束。
33.根据权利要求21至31中任一项所述的光电设备，其中所述第二区段包括球形表面。
34.根据权利要求21至31中任一项所述的光电设备，其中所述第二区段包括菲涅耳透镜。
35.根据权利要求21至31中任一项所述的光电设备，其中所述第二区段包括衍射光学元件(DOE)。
36.一种用于制造光电设备的方法，包括：
在具有平坦表面的半导体基板上形成发射器；
将反射层相邻于所述发射器沉积在所述平坦表面上；以及
在所述平面表面上方形成透明层，所述透明层具有弯曲外表面，所述弯曲外表面包括垂直地定位在所述发射器上方并且被配置为朝向所述反射层内部反射所发射的光束的第一区段，以及定位成和被配置为准直和透射从所述反射层反射的光束的第二区段。
37.根据权利要求36所述的方法，并且包括将反射涂层沉积在所述透明层的所述第一区段上方。
38.根据权利要求36所述的方法，其中形成所述透明层包括使用约束蚀刻剂层技术稍后蚀刻所述透明层以限定所述弯曲外表面。
39.根据权利要求38所述的方法，其中蚀刻所述透明层包括模制聚合物以复制所述弯曲外表面的形状，以及使用所述约束蚀刻剂层技术将所述形状转移到所述透明层。
40.根据权利要求36至39中任一项所述的方法，其中所述透明层包含砷化镓(GaAs)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113793826A (zh) * 2021-11-16 2021-12-14 西安奕斯伟材料科技有限公司 硅片方位调准装置及硅片缺陷检测设备
CN114089540A (zh) * 2022-01-11 2022-02-25 武汉喻湖光电技术有限公司 一种薄型激光光束调控装置
CN115398517A (zh) * 2020-04-13 2022-11-25 苹果公司 显示器后方的发射器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11178392B2 (en) * 2018-09-12 2021-11-16 Apple Inc. Integrated optical emitters and applications thereof
EP3888204B1 (en) 2019-02-04 2022-12-14 Apple Inc. Vertical emitters with integral microlenses
CN112004000A (zh) * 2019-05-27 2020-11-27 三赢科技（深圳）有限公司 发光装置及应用其的图像采集装置
US11012598B2 (en) * 2019-08-23 2021-05-18 Asm Technology Singapore Pte Ltd Apparatus using reflective elements for aligning a lens module with an image sensor
CN115516721A (zh) * 2020-05-10 2022-12-23 苹果公司 折叠的光学共轭透镜
US11994694B2 (en) 2021-01-17 2024-05-28 Apple Inc. Microlens array with tailored sag profile

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10133245A (ja) * 1996-10-31 1998-05-22 Nikon Corp ブレ補正装置
CN1354395A (zh) * 2000-11-22 2002-06-19 株式会社尼康 位置偏移光学测定装置的调整装置和调整方法
CN101049011A (zh) * 2004-09-02 2007-10-03 高通股份有限公司 镜头滑移校正方法和设备
US20080260366A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-23 Michael John Brosnan Image stabilization with adaptive shutter control
US20080291318A1 (en) * 2005-12-09 2008-11-27 6115187 Canada Inc. Method and Device for Identifying and Calibrating Panoramic Optical Systems
US20100002735A1 (en) * 2008-07-04 2010-01-07 Seiko Epson Corporation Laser source device, wavelength conversion element, method of manufacturing wavelength conversion element, projector, and monitoring device
US20160178805A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Lens assembly and camera module including the same
US20170324905A1 (en) * 2016-05-03 2017-11-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device including camera module
CN108291854A (zh) * 2016-03-10 2018-07-17 松下知识产权经营株式会社 光学检查装置、透镜以及光学检查方法

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5216263A (en) 1990-11-29 1993-06-01 Xerox Corporation High density, independently addressable, surface emitting semiconductor laser-light emitting diode arrays
JPH0961610A (ja) 1994-10-31 1997-03-07 Nippon Steel Corp バイナリーオプティクス及びそれを用いた集光光学系並びにレーザ加工装置
US6229160B1 (en) 1997-06-03 2001-05-08 Lumileds Lighting, U.S., Llc Light extraction from a semiconductor light-emitting device via chip shaping
DE19948353B4 (de) 1999-10-07 2012-08-30 Universität Stuttgart Institut für Strahlwerkzeuge Laserstrahlungsquelle und Verfahren zum Erzeugen eines kohärenten Gesamtlaserstrahlungsfeldes
AU2002245067A1 (en) 2000-11-01 2002-07-24 Intel Corporation System and method for collimating and redirecting beams
JP4706105B2 (ja) * 2001-01-09 2011-06-22 株式会社ニコン 撮影装置
US20030026310A1 (en) 2001-08-06 2003-02-06 Motorola, Inc. Structure and method for fabrication for a lighting device
US6896381B2 (en) * 2002-10-11 2005-05-24 Light Prescriptions Innovators, Llc Compact folded-optics illumination lens
US7257141B2 (en) * 2003-07-23 2007-08-14 Palo Alto Research Center Incorporated Phase array oxide-confined VCSELs
US20060045144A1 (en) 2004-09-01 2006-03-02 Nlight Photonics Corporation Diode laser array beam homogenizer
US7352124B2 (en) * 2004-09-28 2008-04-01 Goldeneye, Inc. Light recycling illumination systems utilizing light emitting diodes
US20070071056A1 (en) 2005-09-09 2007-03-29 Ye Chen Laser ranging with large-format VCSEL array
US20070091183A1 (en) 2005-10-21 2007-04-26 Ge Inspection Technologies, Lp Method and apparatus for adapting the operation of a remote viewing device to correct optical misalignment
JP4996101B2 (ja) * 2006-02-02 2012-08-08 新光電気工業株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
EP2047479A2 (en) * 2006-07-26 2009-04-15 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Miniaturized optical tweezers based on high-na micro-mirrors
US7703942B2 (en) * 2006-08-31 2010-04-27 Rensselaer Polytechnic Institute High-efficient light engines using light emitting diodes
US7786808B2 (en) * 2007-01-31 2010-08-31 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Micro-structured optic apparatus
DE102007029370A1 (de) 2007-05-04 2008-11-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips
US7450621B1 (en) * 2007-06-26 2008-11-11 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Integrated laser-diffractive lens device
CN102246367B (zh) 2008-12-10 2013-05-29 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有改进的空间模式的高功率vcsel
US10038304B2 (en) 2009-02-17 2018-07-31 Trilumina Corp. Laser arrays for variable optical properties
US10244181B2 (en) 2009-02-17 2019-03-26 Trilumina Corp. Compact multi-zone infrared laser illuminator
EP2478602B1 (en) 2009-08-20 2014-12-10 Koninklijke Philips N.V. Laser device with configurable intensity distribution
EP2467910B1 (en) * 2009-08-20 2019-02-06 Koninklijke Philips N.V. A vertical cavity surface emitting laser device with angular-selective feedback
US20110163165A1 (en) 2010-01-07 2011-07-07 Metrologic Instruments, Inc. Terminal having illumination and focus control
US20110188054A1 (en) 2010-02-02 2011-08-04 Primesense Ltd Integrated photonics module for optical projection
GB201014053D0 (en) * 2010-08-23 2010-10-06 St Microelectronics Res & Dev Optical navigation device
US9112330B2 (en) * 2010-11-03 2015-08-18 Koninklijke Philips N.V. Optical element for vertical external-cavity surface-emitting laser
US8582618B2 (en) * 2011-01-18 2013-11-12 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Surface-emitting semiconductor laser device in which an edge-emitting laser is integrated with a diffractive or refractive lens on the semiconductor laser device
JP2012181243A (ja) 2011-02-28 2012-09-20 Yokogawa Electric Corp 共焦点スキャナ
JP6121915B2 (ja) * 2011-03-07 2017-04-26 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 発光モジュール、ランプ、照明器具、及び表示装置
US8675706B2 (en) 2011-12-24 2014-03-18 Princeton Optronics Inc. Optical illuminator
US9651417B2 (en) 2012-02-15 2017-05-16 Apple Inc. Scanning depth engine
US9329080B2 (en) 2012-02-15 2016-05-03 Aplle Inc. Modular optics for scanning engine having beam combining optics with a prism intercepted by both beam axis and collection axis
US8569700B2 (en) * 2012-03-06 2013-10-29 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor for two-dimensional and three-dimensional image capture
CN102709808A (zh) 2012-05-29 2012-10-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 微透镜集成垂直腔面发射激光器的相干控制阵列结构
US20130329429A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-12 Cree, Inc. Emitter package with integrated mixing chamber
US9297889B2 (en) * 2012-08-14 2016-03-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Illumination light projection for a depth camera
CN103293649B (zh) * 2013-05-06 2015-07-15 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 透镜光学设备及基于透镜光学设备的光路传播方法
CN103412406B (zh) 2013-07-30 2015-12-09 中国科学院半导体研究所 一种用于激光显示的红光半导体面阵光源装置
CN105706315B (zh) * 2013-10-30 2019-08-06 皇家飞利浦有限公司 包括光学泵浦扩展腔激光器的激光设备
JP6291632B1 (ja) 2015-02-19 2018-03-14 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 赤外線レーザ照明装置
US9553423B2 (en) 2015-02-27 2017-01-24 Princeton Optronics Inc. Miniature structured light illuminator
JP6614810B2 (ja) * 2015-05-29 2019-12-04 キヤノン株式会社 ブレ補正装置、撮像装置、ブレ補正方法
US20160358331A1 (en) 2015-06-02 2016-12-08 Gaurav Sharma Real-time focus feedback for mobile phone images using barcode synchronization elements
US10153615B2 (en) * 2015-07-30 2018-12-11 Optipulse, Inc. Rigid high power and high speed lasing grid structures
US10054763B2 (en) * 2015-08-17 2018-08-21 Apple Inc. Optical position sensing with temperature calibration
US10651624B2 (en) * 2016-01-11 2020-05-12 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Optoelectronic modules having features for improved alignment and reduced tilt
US10072815B2 (en) 2016-06-23 2018-09-11 Apple Inc. Top-emission VCSEL-array with integrated diffuser
US10205937B2 (en) 2016-08-02 2019-02-12 Apple Inc. Controlling lens misalignment in an imaging system
KR102209661B1 (ko) 2016-09-19 2021-01-28 애플 인크. 실리콘 제어 백플레인 상에 통합된 수직 이미터
KR20180040409A (ko) * 2016-10-12 2018-04-20 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 그 제어방법
US11209634B2 (en) * 2017-11-17 2021-12-28 Robert Bosch Start-Up Platform North America, LLC, Series 1 Optical system
CN111869022B (zh) 2018-03-19 2024-03-15 株式会社理光 表面发射激光器阵列，检测设备和激光器设备
US11178392B2 (en) * 2018-09-12 2021-11-16 Apple Inc. Integrated optical emitters and applications thereof

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10133245A (ja) * 1996-10-31 1998-05-22 Nikon Corp ブレ補正装置
CN1354395A (zh) * 2000-11-22 2002-06-19 株式会社尼康 位置偏移光学测定装置的调整装置和调整方法
CN101049011A (zh) * 2004-09-02 2007-10-03 高通股份有限公司 镜头滑移校正方法和设备
US20080291318A1 (en) * 2005-12-09 2008-11-27 6115187 Canada Inc. Method and Device for Identifying and Calibrating Panoramic Optical Systems
US20080260366A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-23 Michael John Brosnan Image stabilization with adaptive shutter control
US7734161B2 (en) * 2007-04-19 2010-06-08 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Image stabilization with adaptive shutter control
US20100002735A1 (en) * 2008-07-04 2010-01-07 Seiko Epson Corporation Laser source device, wavelength conversion element, method of manufacturing wavelength conversion element, projector, and monitoring device
US20160178805A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Lens assembly and camera module including the same
CN105717604A (zh) * 2014-12-19 2016-06-29 三星电机株式会社 镜头组件以及包括该镜头组件的相机模块
CN108291854A (zh) * 2016-03-10 2018-07-17 松下知识产权经营株式会社 光学检查装置、透镜以及光学检查方法
US20170324905A1 (en) * 2016-05-03 2017-11-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device including camera module

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭友明 等: "一种自适应光学系统响应矩阵的直接计算方法", 《物理学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115398517A (zh) * 2020-04-13 2022-11-25 苹果公司 显示器后方的发射器
CN113793826A (zh) * 2021-11-16 2021-12-14 西安奕斯伟材料科技有限公司 硅片方位调准装置及硅片缺陷检测设备
CN113793826B (zh) * 2021-11-16 2022-03-08 西安奕斯伟材料科技有限公司 硅片方位调准装置及硅片缺陷检测设备
CN114089540A (zh) * 2022-01-11 2022-02-25 武汉喻湖光电技术有限公司 一种薄型激光光束调控装置
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