CN111830656A - 光学组件、用于检测光学组件对位的方法以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学组件、用于检测光学组件对位的方法以及电子设备,光学组件包括:第一光学元件以及第二光学元件,第一光学元件具有第一对位结构,第一对位结构具有凹凸纹路;第二光学元件具有第二对位结构,第二光学元件与第一光学元件相对,且第二对位结构与第一对位结构相对。根据本发明的光学组件,可通过激光照射第一对位结构以及第二对位结构的区域,以呈现出不同的图形。第一对位结构与第二对位结构的相对位置不同,呈现出图形不同,进而可以通过呈现的图形来检测第一光学元件与第二光学元件是否对准以及对准的程度,简单且便捷。同时,可便于根据呈现的图形来调整第一光学元件和第二光学元件的相对位置。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域,尤其是涉及一种光学组件、用于检测光学组件对位的方法以及电子设备。
背景技术
相关技术中,当两个或多个光学元件需要对准时,通常可以使用机械定位对准,或使用高倍显微镜对准标记。机械定位只能简单对准,精度不够。高倍显微镜对准标记通常需要昂贵的设备投资,且不利于随时随地检测实际成品对位效果。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出了一种光学组件,检测所述光学组件的光学元件的对位情况简单便捷。
本发明还提出了一种用于检测光学组件对位的方法,所述光学组件为如上所述光学组件。
本发明还提出了一种电子设备,包括所述光学组件。
根据本发明实施例的光学组件,包括第一光学元件,所述第一光学元件具有第一对位结构,所述第一对位结构具有凹凸纹路;以及第二光学元件,所述第二光学元件具有第二对位结构,所述第二光学元件与所述第一光学元件相对,且所述第二对位结构与所述第一对位结构相对。
根据本发明实施例的光学组件,可通过激光照射第一对位结构以及第二对位结构的区域,以呈现出不同的图形。第一对位结构与第二对位结构的相对位置不同,呈现出图形不同,进而可以通过呈现的图形来检测第一光学元件与第二光学元件是否对准以及对准的程度,简单且便捷。同时,便于根据呈现的图形来调整第一光学元件和第二光学元件的相对位置。
在一些示例中,所述第一对位结构包括:位于中心的圆柱凸起,多个圆环形凸起,从所述圆柱凸起的径向内侧到径向外侧的方向上,多个所述圆环形凸起依次外套于所述圆柱凸起,且所述圆柱凸起与多个圆环形凸起同轴设置,加工方便的同时,可以便于观察识别呈现的图形,提高光学元件的对位的精度。
在一些示例中,激光适于穿过所述第一对位结构,所述激光的光波长为w,所述第一对位结构处的折射率为n1,空气折射率为n0,则,h=w/[2*(n1-n0)],所述圆柱凸起与所述圆环形凸起的凸起高度均为H,H的取值范围为0.5h-1.5h。如此,可以易于加工,同时可使得呈现的图形清晰便于观察识别,满足光学组件的对位精度的需求。
在一些示例中,任意相邻的两个所述圆环形凸起之间的距离相等,和/或所述多个圆环形凸起的外径与内径的差值均相等,以使得呈现图形简单,且易于观察,同时,便于加工。
在一些示例中,任意相邻的两个所述圆环形凸起之间距离为D1,D1的取值范围为0.2um-10um。如此,可以易于加工,同时可使得呈现的图案清晰便于观察识别,满足对位精度的需求。
在一些示例中,所述第一光学元件和所述第二光学元件之间的垂直距离为D2,D2的取值范围为0<D2≤100D1。满足了光学组件的小型化的设置的同时,可以便于激光的照射,满足光学组件的对准精度的需求。
在一些示例中,所述第一光学元件和所述第二光学元件中的至少一个为WLO光学元件。WLO光学元件具有体积小,精度高,成本低、一致性好、易于装调等特点,进而可以使得光学组件具有上述优异的性能。
在一些示例中,所述第一对位结构与所述第二对位结构相同。一方面可便于加工,提高加工效率。另一方面,这样设置呈现的图形的结构较简单,可以便于观察,进而可以便于检测同时也可以保证光学组件对位的精度。
根据本发明实施例的用于检测光学组件对位的方法,所述光学组件为如上所述光学组件,所述用于检测光学组件对位的方法适于检测相对的所述第一光学元件与所述第二光学元件是否对准,所述方法包括:激光适于沿垂直于所述第一光学元件的方向照射于所述第一光学元件,激光依次穿过所述第一光学元件的所述第一对位结构、第二光学元件的所述第二对位结构,当所述第一对位结构与所述第二对位结构正对时,产生照射图形;当所述第一对位结构与所述第二对位结构偏离时,产生衍射图形。
根据本发明实施例的用于检测光学组件对位的方法,可以通过产生的衍射图形或照射图形判断光学组件的光学元件之间的对准程度,且可以通过衍射图形或照射图形来调整光学元件之间的对位情况,当产生照射图形时,即第一光学元件与第二光学元件正对,完全对准。相较于相关技术,本发明实施例的用于检测光学组件对位的方法,观察识别对准的方式简单可靠,对位精度高,并且通过激光照射来检测光学组件的对位,成本较低,方便快捷。
根据本发明实施例的电子设备,包括如上所述的光学组件。根据本发明实施例电子设备,光学组件的检测对位的精度高,且方便快捷,成本低,同时对位效果好,以有效降低电子设备的光学系统的偏差,避免了电子设备的镜头组件拍照不清晰等情况发生,有效提高电子设备的可靠性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的光学组件的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的对位结构的示意图;
图3是根据本发明实施例的对位结构的另一个角度的示意图;
图4是根据本发明实施例的光学组件的衍射图案;
图5是根据本发明实施例的光学组件的衍射图案;
图6是根据本发明实施例的光学组件的衍射图案;
图7是根据本发明实施例的光学组件的衍射图案。
附图标记:
光学组件100;第一光学元件10;第一对位结构11;圆柱凸起111;圆环形凸起112;圆环形凹槽113;第二光学元件20;第二对位结构21;衍射图形30;衍射条纹31。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,参考附图描述的实施例是示例性的,下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的光学组件100。
根据本发明实施例的光学组件100,包括:第一光学元件10和第二光学元件20。如图1所示,第一光学元件10具有第一对位结构11,第一对位结构11具有凹凸纹路。这里,凹凸纹路可以为凸起或凹槽,凸起或凹槽可以朝向垂直于第一光学元件10的方向凸出或凹陷。第二光学元件20具有第二对位结构21,第二光学元件20与第一光学元件10相对,且第二对位结构21与第一对位结构11相对。第二对位结构21具有凹凸纹路。这里,凹凸纹路可以为凸起或凹槽,凸起或凹槽可以朝向垂直于第一光学元件10的方向凸出或凹陷。在图1的示例中,图1中的虚线分别示意了第二光学元件20的第二对位结构21与第一光学元件10的第一对位结构11的位置。
根据本发明实施例的光学组件100,可通过激光照射第一对位结构11以及第二对位结构21的区域,以呈现出不同的图形。第一对位结构11与第二对位结构21的相对位置不同,呈现出图形不同,进而可以通过呈现的图形来检测第一光学元件10与第二光学元件20是否对准以及对准的程度,简单且便捷。同时,便于根据呈现的图形来调整第一光学元件10和第二光学元件20的相对位置。
结合图2和图3,第一对位结构11包括位于中心的圆柱凸起111和多个圆环形凸起112,从圆柱凸起111的径向内侧到径向外侧的方向上,多个圆环形凸起112依次外套于圆柱凸起111,且圆柱凸起111与多个圆环形凸起112同轴设置。如此,加工方便的同时,可以便于观察识别呈现的图形,提高光学元件的对位的精度。举例而言,任意相邻的两个圆环形凸起112之间形成有圆环形凹槽113,圆环形凹槽113为多个。圆环形凹槽113朝向远离第二光学元件20的方向凹陷。第一对位结构11可以的外轮廓可以为方形、半圆形等多种图案。
在一些实施例中,第二光学元件20还可以具有第三对位结构,光学组件100还可以包括第三光学元件,第三光学元件可以具有第四对位结构,第三对位结构与第四对位结构相对。由此方便对多个光学元件进行对位检测。
第一对位结构11可以与第二对位结构21相同,一方面可便于加工,提高加工效率。另一方面,这样设置呈现的图形的结构较简单,可以便于观察,进而可以便于检测同时也可以保证光学组件100对位的精度。在一些示例中,第一对位结构11可以与第二对位结构21的正投影的图案相同,但凹凸纹路的方向相反,同样可以实现检测第一光学元件10与第二光学元件20是否对准以及对准的程度。
激光适于穿过第一对位结构11,激光的光波长为w,第一对位结构11处的折射率为n1,空气折射率为n0,则,h=w/[2*(n1-n0)],圆柱凸起111与圆环形凸起112的凸起高度均为H,H的取值范围为0.5h-1.5h。如此,可以易于加工,同时可使得呈现的图形清晰便于观察识别,满足光学组件100的对位精度的需求。举例而言,圆柱凸起111与圆环形凸起112平齐于第一光学元件10的主体部分的朝向第二光学元件20的表面,便于加工的同时,可以减小第一光学元件10和第二光学元件20之间的距离。
在图2和图3的示例中,任意相邻的两个圆环形凸起112之间的距离相等,以便于加工。在一些实施例中,任意相邻的两个圆环形凸起112之间距离为D1,D1的取值范围为0.2um-10um。如此,可以易于加工,同时可使得呈现的图案清晰便于观察识别,满足对位精度的需求。如图2和图3所示,为使得呈现图形简单,且易于观察,多个圆环形凸起112的外径与内径的差值均相等。同时,便于加工,满足光学组件100的对位精度的需求。
根据本发明的一些实施例,第一光学元件10和第二光学元件20之间的垂直距离为D2,D2的取值范围可以为0<D2≤100D1,满足了光学组件100的小型化的设置的同时,可以便于激光的照射,满足光学组件100的对准精度的需求。
在一些示例中,光学组件100可以包括传感器(图未示出),激光穿过第一对位结构11、第二对位结构21后照射于传感器,如此,可以通过传感器呈现出的图形判断多个光学元件是否对准。当然,在另一些示例中,也可以通过人眼判断多个光学元件是否对准。
在一些示例中,第一光学元件10和第二光学元件20中的至少一个为WLO(WaferLevel Optics,晶圆级光学元件)光学元件。举例而言,第一光学元件10和第二光学元件20均为WLO光学元件。WLO光学元件具有体积小、精度高、成本低、一致性好、易于装调等特点,进而可以使得光学组件100具有上述优异的性能。
根据本发明实施例的一种用于检测光学组件100对位的方法,光学组件100为如上的光学组件100,用于检测光学组件100对位的方法适于检测相对的第一光学元件10与第二光学元件20是否对准。用于检测光学组件100对位的方法包括:激光适于沿垂直于第一光学元件10的方向照射于第一光学元件10,激光依次穿过第一光学元件10的第一对位结构11、第二光学元件20的第二对位结构21。当第一对位结构11与第二对位结构21正对时,产生照射图形。参照图1,图1所示的箭头方向为激光的照射方向。
需要说明的是,“第一光学元件10和第二光学元件20正对”,指的是,例如图2的左右方向和上下方向所在平面,第一光学元件10和第二光学元件20的正投影完全重合,此时激光透过第一对位结构11和第二对位结构21不会产生光的衍射现象,照射图形为激光正常照射产生的图形。
当第一对位结构11与第二对位结构21偏离时,激光照射后,会产生衍射图形30。光学元件可以为多个,在第一光学元件10和第二光学元件20相对位置固定时,呈现的衍射图形30可仅为一个图形以便于观察识别,且方法方便便捷,可提高检测的效率和对位精度。照射图形和衍射图形30可以呈现于例如图形传感器等传感设备。
需要说明的是,“第一对位结构11与第二对位结构21偏离”指的是,第一对位结构11与第二对位结构21在长度方向(例如,图2的左右方向)的正投影重合,第一对位结构11与第二对位结构21在宽度方向(例如,图2的上下方向)的正投影不重合;或者第一对位结构11与第二对位结构21在长度方向(例如,图2的左右方向)的正投影不重合,第一对位结构11与第二对位结构21在宽度方向(例如,图2的上下方向)的正投影重合。
在图4-图7的示例中,当第一对位结构11与第二对位结构21偏离时,产生的衍射图形30,衍射图形30根据第一对位结构11与第二对位结构21的偏离距离,产生一个或多个衍射条纹31。当第一光学元件10与第二光学元件20在例如图2的左右方向具有偏移时,衍射条纹31可以沿例如图2的上下方向排列。
如图4所示,为第一光学元件10与第二光学元件20具有0.1D1的距离的偏移时,所呈的衍射图形30。如图5所示,为第一光学元件10与第二光学元件20具有0.2D1的距离的偏移时,所呈的衍射图形30。如图6所示,为第一光学元件10与第二光学元件20具有0.3D1的距离的偏移时,所呈的衍射图形30。如图7所示,为第一光学元件10与第二光学元件20具有0.4D1的距离的偏移时,所呈的衍射图形30。可以理解的是,第一光学元件10与第二光学元件20的偏移距离与第一对位结构11与第二对位结构21偏移距离相同。当光学元件之间有偏移时,不同的偏移程度呈现的衍射图形30不同,如此,可以根据呈现的图形来调整光学元件之间的相对位置。
举例而言,激光可以为准直激光,上述准直激光指的是与垂直于第一光学元件10的方向之间的方向角小的激光,以提高光学组件100的检测精度。
根据本发明实施例的用于检测光学组件100对位的方法,可以通过产生的衍射图形30或照射图形判断光学组件100的光学元件之间的对准程度,且可以通过衍射图形30或照射图形来调整光学元件之间的对位情况,当产生照射图形时,即第一光学元件10与第二光学元件20正对,完全对准。相较于相关技术,本发明实施例的用于检测光学组件100对位的方法,观察识别对准的方式简单可靠,对位精度高,并且通过激光照射来检测光学组件100的对位,成本较低,方便快捷。
根据本发明实施例的电子设备,包括如上的光学组件100。根据本发明实施例的电子设备,光学组件100的检测对位的精度高,且方便快捷,成本低,同时对位效果好,以有效降低电子设备的光学系统的偏差,避免了电子设备的镜头组件拍照不清晰等情况发生,有效提高电子设备的可靠性。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“高度”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,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,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种光学组件,其特征在于,包括:
第一光学元件,所述第一光学元件具有第一对位结构,所述第一对位结构具有凹凸纹路;
第二光学元件,所述第二光学元件具有第二对位结构,所述第二光学元件与所述第一光学元件相对,且所述第二对位结构与所述第一对位结构相对。
2.根据权利要求1所述的光学组件,其特征在于,所述第一对位结构包括:
位于中心的圆柱凸起,
多个圆环形凸起,从所述圆柱凸起的径向内侧到径向外侧的方向上,多个所述圆环形凸起依次外套于所述圆柱凸起,且所述圆柱凸起与多个圆环形凸起同轴设置。
3.根据权利要求2所述的光学组件,其特征在于,激光适于穿过所述第一对位结构,所述激光的光波长为w,所述第一对位结构处的折射率为n1,空气折射率为n0,则,h=w/[2*(n1-n0)],
所述圆柱凸起与所述圆环形凸起的凸起高度均为H,H的取值范围为0.5h-1.5h。
4.根据权利要求2所述的光学组件,其特征在于,任意相邻的两个所述圆环形凸起之间的距离相等;和/或
所述多个圆环形凸起的外径与内径的差值均相等。
5.根据权利要求4所述的光学组件,其特征在于,任意相邻的两个所述圆环形凸起之间距离为D1,D1的取值范围为0.2um-10um。
6.根据权利要求5所述的光学组件,其特征在于,所述第一光学元件和所述第二光学元件之间的垂直距离为D2,D2的取值范围为0<D2≤100D1。
7.根据权利要求1所述的光学组件,其特征在于,所述第一光学元件和所述第二光学元件中的至少一个为WLO光学元件。
8.根据权利要求1所述的光学组件,其特征在于,所述第一对位结构与所述第二对位结构相同。
9.一种用于检测光学组件对位的方法,其特征在于,所述光学组件为如权利要求1-8任一项所述的光学组件,所述用于检测光学组件对位的方法适于检测相对的所述第一光学元件与所述第二光学元件是否对准,
所述方法包括:
激光适于沿垂直于所述第一光学元件的方向照射于所述第一光学元件,激光依次穿过所述第一光学元件的所述第一对位结构、第二光学元件的所述第二对位结构,
当所述第一对位结构与所述第二对位结构正对时,产生照射图形;
当所述第一对位结构与所述第二对位结构偏离时,产生衍射图形。
10.一种电子设备,包括如权利要求1-8任一项所述的光学组件。
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