CN116774380A - 一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及tof模组 - Google Patents

一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及tof模组 Download PDF

Info

Publication number
CN116774380A
CN116774380A CN202310768341.2A CN202310768341A CN116774380A CN 116774380 A CN116774380 A CN 116774380A CN 202310768341 A CN202310768341 A CN 202310768341A CN 116774380 A CN116774380 A CN 116774380A
Authority
CN
China
Prior art keywords
micro
lens
single lens
filter
end module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310768341.2A
Other languages
English (en)
Inventor
袁文霞
周锐锐
李星辉
王武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunshan Q Technology Co Ltd
Original Assignee
Kunshan Q Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunshan Q Technology Co Ltd filed Critical Kunshan Q Technology Co Ltd
Priority to CN202310768341.2A priority Critical patent/CN116774380A/zh
Publication of CN116774380A publication Critical patent/CN116774380A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/006—Filter holders
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本申请公开了一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及TOF模组，属于电子设备的技术领域。单镜片组包括：滤光层具有防护腔；透明基板设置在所述防护腔内；多个第一微镜头设置在所述防护腔内，并固定在所述透明基板的一侧；多个第二微镜头设置在所述防护腔内，并固定在所述透明基板的另一侧。单镜片组能够替代相关技术中发射端模组的衍射镜头和准直透镜的功能或者接收端模组的镜头的作用，可以减少器件原材料的投入费用，降低TOF模组的高度，从而可以实现TOF模组低成本和小型化的效果。

Description

一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及TOF模组
技术领域
本申请属于电子设备技术领域，尤其涉及一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及TOF模组。
背景技术
随着3D成像技术的快速发展，TOF成像技术也随之得以发展，使得TOF摄像模组逐渐应用于多种领域，如激光雷达、人脸识别和VR设备等应用场景。TOF摄像模组是通过飞行时间(Time Of Flight，TOF)法来测量被测物体的深度信息。
目前手机行业的TOF摄像头主要由一个发射端模组和一个接收端模组构成，发射端模组用于发射光线，接收端模组用于接收光线，发射端模组需要使用到DOE或Diffuser(作为衍射镜头，扩大TOF摄像模组的测量范围)、准直透镜(collimator lens)、VCSEL、支架、陶瓷基板、线路板等器件构成，接收端模组需要使用到镜头、支架、电路板等器件。发射端模组因衍射镜头和准直透镜的组成，一定程度上增加了发射端模组的高度；接收端模组因镜头采用多个玻璃镜片或若干个塑胶镜头组成，并且，接收端模组的镜头的体积较大，一定程度上增加了接收端模组的高度，从而导致整个TOF摄像模组的高度增加和体积尺寸偏大。
DOE(Diffractive Optical Element)衍射光学元件，是基于光波的衍射理论，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，进而投射出不规则分布的激光散斑场。
Diffuser(扩散器件)：表面使用微纳工艺做出具有散射机制的微结构，通过折射、散射及衍射等，使输入光调制成扩散和均匀化的面光源。
准直透镜(Collimator Lens)：用以将光束对准于特定方向，以形成准直光线或平行光线。
VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser垂直腔表面发射激光器)即VCSEL是一种半导体激光二极管，以砷化镓等半导体材料为基础研制，有别于LED(发光二极管)和LD(Laser Diode，激光二极管)等其他光源。与传统的边发射(Edge emitter)激光器不同，VCSEL是从顶部表面垂直发射高功率光学激光束，具有体积小、圆形输出光斑、天然2D机构光、单纵模输出、阈值电流小、工作温度范围大、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用与光通信，光互连，光存储等领域。
发明内容
本申请旨在至少能够在一定程度上解决TOF模组体积偏大的技术问题。为此，本申请提供了一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及TOF模组。
第一方面，本申请实施例提供的一种单镜片组，包括：
滤光层，具有防护腔；
透明基板，设置在所述防护腔内；
多个第一微镜头，设置在所述防护腔内，并固定在所述透明基板的一侧；
多个第二微镜头，设置在所述防护腔内，并固定在所述透明基板的另一侧。
第一微镜头和第二微镜头分别设置在透明基板的两侧，当光线经过众多的第一微镜头及第二微镜头时，由于每个第一微镜头及第二微镜头是由表面多个微小单元组组成，第一微镜头与第二微镜头呈阵列排布，发光源经过这些阵列的透镜，光路会均匀扩散到目标物体上，能够将光源信息传递出去。相比较于传统TOF模组的发射端模组，发射激光器所发射出的发光源还要经过其上方的准直镜头可以将光束对准于特定方向，以形成准直光线或平行光线并垂直发射出去，然后，光线经过衍射器件(扩散器)衍射、扩散更多的面积。单镜片组能够替代相关技术中发射端模组的衍射镜头和准直透镜的功能，可以减少器件原材料的投入费用，减少TOF模组的高度，从而可以实现TOF模组低成本和小型化的效果。
在本申请可选的实施例中，多个所述第一微镜头及多个所述第二微镜头一一对应设置。
在本申请可选的实施例中，所述单镜片组还包括第一镜片，所述第一镜片设置在所述防护腔外，并靠近所述滤光层设置。
在本申请可选的实施例中，所述滤光层包括第一滤光片及第二滤光片，所述第一滤光片及所述第二滤光片之间形成所述防护腔，所述第一微镜头靠近所述第一滤光片设置，所述第二微镜头靠近所述第二滤光片设置。
在本申请可选的实施例中，所述单镜片组还包括第二镜片，所述第二镜片设置在所述防护腔内，并设置在所述第二微镜头及所述第二滤光片之间。
在本申请可选的实施例中，所述单镜片组还包括第三滤光片，所述第三滤光片设置在所述防护腔外，并靠近所述第二滤光片设置。
在本申请可选的实施例中，所述滤光层包括第一滤光片及第二滤光片，所述第一滤光片及所述第二滤光片之间形成所述防护腔，所述第一微镜头靠近所述第一滤光片设置，所述第二微镜头靠近所述第二滤光片设置，所述单镜片组还包括准直镜片，所述准直镜片设置在所述防护腔外，并靠近所述第二滤光片设置。
第二方面，本申请实施例提供了一种发射端模组，包括第一基板、第一支架、发射激光器、发光源及第一方面提供的所述单镜片组，所述发射激光器安装在所述第一基板上，所述发射激光器向外射出一发光源，所述第一支架安装在所述第一基板上并固定所述单镜片组，所述单镜片组与所述发射激光器相对设置，并且，所述单镜片组位于所述发射激光器的正上方；
所述准直镜片、所述第二滤光片、多个所述第一微镜头、所述透明基板、多个所述第二微镜头及所述第一滤光片集成设置于一体，形成一新的单镜片组。
第三方面，本申请实施例提供了一种接收端模组，包括：第二基板、第二支架、接收芯片及第一方面提供的所述单镜片组，所述接收芯片安装在所述第二基板上，所述第二支架安装在所述第二基板上，并固定所述单镜片组，所述单镜片组位于所述接收芯片的正上方；
所述第三滤光片、所述第二滤光片、所述第一镜片、多个所述第一微镜头、所述透明基板、多个所述第二微镜头、所述第一滤光片和所述第一镜片集成设置于一体，形成一新的单镜片组。
第四方面，本申请实施例提供了一种TOF模组，包括第二方面提供的发射端模组及第三方面提供的接收端模组，所述发射端模组与所述接收端模组连接。
本实施例提供的发射端模组通过将准直镜片、第二滤光片、多个第一微镜头、透明基板、多个第二微镜头及第一滤光片集成设置于一体，形成一新的单镜片组，且单镜片组是一种轻薄的单镜片组，单镜片组能够替代相关技术中发射端模组的衍射镜头、准直透镜等器件的功能，可以减少器件原材料的投入费用，减少TOF模组的高度，从而可以实现TOF模组低成本和小型化的效果。
本实施例提供的接收端模组通过将第三滤光片、第二滤光片、第一镜片、多个第一微镜头、透明基板、多个第二微镜头、第一滤光片和第一镜片集成设置于一体，形成一新的单镜片组，且单镜片组是一种轻薄且小型化的镜头，能够替代相关技术中接收端模组的镜头，可以减少器件原材料的投入费用，减少TOF模组的高度，从而可以实现TOF模组低成本和小型化的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请第三实施例提供的TOF模组的爆炸图。
图2示出了本申请第三实施例提供的TOF模组的剖视图。
图3示出了本申请第一实施例提供的发射端模组的单镜片组的结构示意图。
图4示出了本申请第二实施例提供的接收端模组的单镜片组的结构示意图。
图5示出了本申请第三实施例提供的TOF模组的结构示意图。
附图标记：100-单镜片组，110-滤光层，112-防护腔，114-第一滤光片，116-第二滤光片，120-透明基板，130-第一微镜头，140-第二微镜头，150-准直镜片，160-第一镜片，170-第二镜片，180-第三滤光片，200-发射端模组，210-第一基板，220-第一支架，230-发射激光器，300-接收端模组，310-第二基板，320-第二支架，330-接收芯片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
随着社会的发展，科技的进步，电子制造行业越来越发达，电子产品的制造成品最低化体现的更加重要。随着电子设备越来越倾向于小型化，装载到电子设备的摄像模组也越来越小型化。当摄像模组做成小型集成化时，降高结构成为了小型化设计的不二之选。
目前手机行业的TOF摄像头主要由一个发射端模组和一个接收端模组构成，发射端模组用于发射光线，接收端模组用于接收光线，发射端模组需要使用到DOE或Diffuser作为衍射镜头，扩大TOF摄像模组的测量范围、准直透镜、VCSEL、支架、陶瓷基板、线路板等器件构成，接收端模组需要使用到镜头、支架、电路板等器件。发射端模组因衍射镜头和准直透镜的组成，一定程度上增加了发射端模组的高度；接收端模组因镜头采用多个玻璃镜片或若干个塑胶镜头组成，一定程度上增加了接收端模组的高度，并且镜头的体积较大，从而导致整个TOF摄像模组的高度增加和体积尺寸偏大。而本实施例提供的一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及TOF模组，其能够改善TOF摄像模组的高度增加和体积尺寸偏大的问题，该TOF模组通过一种轻薄的单镜片组来替代相关技术中发射端模组的衍射镜头、准直透镜等器件的功能，可以减少发射端模组的高度，以及器件原材料的投入费用，也可以减少TOF模组的整体高度，从而实现TOF模组的低成本和小型化的效果。
下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：
第一实施例：
请参阅图1及图2，本实施例提供了一种发射端模组200，本实施例提供的发射端模组200应用于TOF模组上，发射端模组200用于发射光线，本实施例提供的发射端模组200可以减少器件原材料的投入费用，减少TOF模组的整体高度，从而可以实现TOF模组的低成本和小型化的效果。
在本实施例中，发射端模组200包括第一基板210、第一支架220、发射激光器230及单镜片组100，发射激光器230安装在第一基板210上，发射激光器230向外射出一发光源，发射激光器230与第一基板210电性连接，第一支架220安装在第一基板210上并固定单镜片组100，单镜片组单镜片组100与发射激光器230相对设置，且单镜片组100位于发射激光器230的正上方。
在本实施例中，发射激光器230设置在第一基板210上，发射器230与第一基板210电性连接，单镜片组100通过第一支架220固定在第一基板210的正上方，从发射激光器230中发出的发光源，经过单镜片组100的矫正形成准直光线或平行光线，在经过光学散斑、衍射后，可投射到待拍摄物体的表面。单镜片组100是一种轻薄且小型化的镜头，在本实施例中单镜片组100能够替换相关技术中发射端模组200的衍射镜头、准直透镜等器件的功能，可以减少器件原材料投入费用，减少发射端模组200的整体高度，从而可以降低整个TOF模组的高度，实现TOF模组低成本和小型化的效果。
请参阅图3，在本实施例中，单镜片组100包括：
滤光层110，具有防护腔112；
透明基板120，设置在防护腔112内；
多个第一微镜头130，设置在防护腔112内，并固定在透明基板120的一侧；
多个第二微镜头140，设置在防护腔112内，并固定在透明基板120的另一侧。
在本实施例中，第一微镜头130和第二微镜头140分别设置在透明基板120的两侧，当光线经过众多的第一微镜头130及第二微镜头140时，由于每个第一微镜头130及第二微镜头140是由表面多个微小单元组镜头组成，第一微镜头130与第二微镜头140呈阵列排布，发光源经过这些阵列的透镜，光路会均匀扩散到目标物体上，能够将光源信息传递出去。相比较于传统TOF模组的发射端模组，发射激光器所发射出的发光源还要经过其上方的准直透镜才可以将光束对准于特定方向，以形成准直光线或平行光线并垂直发射出去，然后，光线经过衍射器件(扩散器)衍射、扩散更多的面积。而在本实施例中，该单镜片组100能够替代相关技术中发射端模组的衍射镜头和准直透镜的功能，可以减少器件原材料的投入费用，减少TOF模组的高度，从而可以实现TOF模组低成本和小型化的效果。
在本实施例中，单镜头100的尺寸很小基本为微米级别的，而相关技术中的衍射镜头和准直透镜基本上是毫米级别的，相较于相关技术中的衍射镜头和准直透镜的尺寸，其单镜头100的尺寸大幅减小。
在本实施例中，透明基板120大多采用玻璃、树脂等透明材质制成。也就是说，透明基板120为透明材质即可，透明基板120能够使发射激光器230发射的发光源能够通过透明基板120、多个第一微镜头130及多个第二微镜头140发射出去。
在本实施例中，第一微镜头130及第二微镜头140为相同的结构，二者的形状可以相同也可以不同，第一微镜头130可以是椭圆、矩形、球形或柱形等形状，第二微镜头140也可以是椭圆、矩形、球形或柱形等形状。即二者可以同时是椭圆，也可以同时是矩形，还可以同时为其他形状。另外，二者的形状可以不相同，即可以是第一微镜头130为椭圆、第二微镜头140为矩形。或者是第一微镜头130为矩形，第二微镜头140为椭圆，仅需要保证光路会均匀扩散到目标物体上，能够将光源信息传递出去。
在本实施例中，多个第一微镜头130及多个第二微镜头140一一对应设置，以防止发射端模组中发射激光器230所发射出的发光源出现偏差，保证发射光路稳定。多个第一微镜头130及多个第二微镜头140一一对应设置在透明基材120的两侧。
其中，发射激光器230发射的发光源依次经过多个第二微镜头140、透明基材120以及多个第一微镜头130，光线经过散斑衍射后，发射至待拍摄物体。
在其他实施例中，第一微镜头130和第二微镜头140可以错位设置，在第一微镜头130及第二微镜头140错位的条件下，需要保证发射激光器230发出的光经过多个第一微镜头130、多个第二微镜头140及透明基板120的散斑衍射后发射出去，是可发射至待拍摄物体上的，需根据发射光源的具体光学路径对第一微镜头130和第二微镜头140进行具体的错位设置。
在本实施例中，滤光层110包括第一滤光片114及第二滤光片116，第一滤光片114及第二滤光片116之间形成防护腔112，第一微镜头130靠近第一滤光片114设置，第二微镜头140靠近第二滤光片116设置。
其中，第二滤光片116靠近第一基板210设置，第一滤光片114远离第一基板210设置，发射激光器230发出的光依次经过第二滤光片116、多个第二微镜头140、透明基板120、多个第一微镜头130及第一滤光片114后射出，发射至待拍摄物体上。
在本实施例中，第一滤光片114可采用玻璃、树脂等其他透明材质，也就是说，第一滤光片114为透明材质即可。同样的，第二滤光片116可采用玻璃、树脂等其他透明材质，也就是说，第二滤光片116为透明材质即可。
由于第一微镜头130及第二微镜头140的尺寸非常小，属于微米级别的，第一滤光片114及第二滤光片116对第一微镜头130及第二微镜头140具有保护作用。另外，第一滤光片114及第二滤光片116也具有滤光作用。
在本实施例中，单镜片组100还包括准直镜片150(如图3所示)，准直镜片150设置在防护腔112外，并靠近第二滤光片116设置。
当发射激光器230发射的光束经过单镜片组100的时候，因为第一微镜头130及第二微镜头140是由表面多个微小单元组，光束经过这些阵列的透镜，光路会均匀扩散到目标物体上，相比较于相关技术中TOF模组的发射端模组，发光源还要先经过准直透镜才可以将微小的单元垂直出去，然后经过衍射器件(扩散器)衍射扩散更多的面积。
在本实施例中，单镜片组100中的准直镜片150与相关技术中的准直透镜的作用相同，均是将光束对准于特定方向，以形成准直光线或平行光线垂直发射出去，具体地，将准直镜片150设置在第二滤光片116靠近第一基板210的一侧，使得单镜片组100集成了准直镜的功能，且减少单镜片组100的厚度，降低了发射端模组200的高度，从而减少了整个TOF模组的厚度，即降低整个TOF模组的高度。
在本实施例中，准直镜片150、第二滤光片116、多个第一微镜头130、透明基板120、多个第二微镜头140及第一滤光片114集成设置于一体，形成一新的单镜片组100。
综上所述，本实施例提供的发射端模组200：发射激光器230发出的光源经过单镜片组100中准直镜片150的汇聚后，形成准直光线或平行光线垂直发射出去，再经过多个第一微镜头130、透明基板120及第二微镜头140的衍射作用后，发射至待拍摄物体表面。其中，发射激光器230设置在第一基板210上，单镜片组100通过第一支架220固定在第一基板210上，从发射激光器230中发出的光，经过单镜片组100的散斑衍射后，可投射到待拍摄物体的表面。本实施例提供的发射端模组200通过将准直镜片150、第二滤光片116、多个第一微镜头130、透明基板120、多个第二微镜头140及第一滤光片114集成设置于一体，形成一新的单镜片组100，且单镜片组100是一种轻薄的单镜片组，单镜片组100能够替代相关技术中发射端模组200的衍射镜头、准直透镜等器件的功能，可以减少器件原材料的投入费用，减少TOF模组的高度，从而可以实现TOF模组低成本和小型化的效果。
第二实施例：
请参阅图1及图2，本实施例提供了一种接收端模组300，本实施例提供的接收端模组300应用于TOF模组上，发射端模组300用于接收光线，本实施例提供接收端模组300同样可以减少器件原材料的投入费用，减少TOF模组的高度，从而可以实现TOF模组低成本和小型化的效果。
在本实施例中，接收端模组300包括：第二基板310、第二支架320、接收芯片330及单镜片组100，接收芯片330安装在第二基板310上，接收芯片330与第二基板310电性连接，第二支架320安装在第二基板310上，并固定单镜片组100，接收芯片330与单镜片组100相对设置，单镜片组100位于接收芯片330的正上方，以便于接收芯片330用于接收光线。
其中，第二支架320将单镜片组100的固定在第二基板310上，使得单镜片组100与接收芯片330之间间隔设置，待拍摄物体反射的光源经过单镜片组100的作用后，将光学信息反馈给接收芯片330，并成像。单镜片组100是一种轻薄且小型化的镜头，能够替代相关技术中的镜头，可以减少器件原材料的投入费用，减少接收端模组300的高度，从而可以实现TOF模组低成本和小型化的效果。
请参阅图4，在本实施例中，单镜片组100包括：
滤光层110，具有防护腔112；
透明基板120，设置在防护腔112内；
多个第一微镜头130，设置在防护腔112内，并固定在透明基板120的一侧；
多个第二微镜头140，设置在防护腔112内，并固定在透明基板120的另一侧。
在本实施例中，第一微镜头130和第二微镜头140分别设置在透明基板120的两侧，当光线经过众多的第一微镜头130及第二微镜头140时，由于每个第一微镜头130及第二微镜头140是由表面多个微小单元组组成，第一微镜头130与第二微镜头140呈阵列排布，光线经过这些阵列的透镜，光路会均匀作用在接收芯片330上。相较于传统TOF模组的接收端模组，接收端模组所接收的光线需要经过镜头内的多个镜片后，才能够作用在接收芯片上，而在本实施例中，单镜片组100可以替代镜头内多个镜片的功能，可以减少器件原材料的投入费用，减少接收端模组300的高度，降低TOF模组的高度，从而可以实现TOF模组低成本和小型化的效果。
在本实施例中，单镜头100的尺寸很小基本为微米级别的，而相关技术中的镜头中多个镜片以及镜头下方的滤光片基本上是毫米级别的，相较于相关技术中的镜头中多个镜片以及镜头下方滤光片的尺寸，其单镜片组100的尺寸大幅减小。
在本实施例中，透明基板120大多采用玻璃、树脂等透明材质制成。也就是说，透明基板120为透明材质即可，能够使接收端模组300接收到的光通过透明基板120及多个第一微镜头130及多个第二微镜头140作用在接收芯片330上。
在本实施例中，第一微镜头130及第二微镜头140为相同的结构，二者的形状可以相同也可以不同，第一微镜头130可以是椭圆、矩形、球形或柱形等形状，第二微镜头140也可以是椭圆、矩形、球形或柱形等形状。即二者可以同时是椭圆，也可以同时是矩形，还可以同时为其他形状。另外，二者的形状可以不相同，即可以是第一微镜头130为椭圆、第二微镜头140为矩形。或者是第一微镜头130为矩形，第二微镜头140为椭圆，仅需要保证光路会均匀作用在接收芯片330上，并成像。
在本实施例中，多个第一微镜头130及多个第二微镜头140一一对应设置，以防止接收端模组300中的接收芯片330所接收的光线出现偏差，保证接收光路稳定。多个第一微镜头130及多个第二微镜头140一一对应设置在透明基材120的两侧。
在本实施例中，第一微镜头130及第二微镜头140可通过阵列的方式设置在透明基材120的两侧上，在透明基材120的表面均匀设有多个第一微镜头130及第二微镜头140，当光线经过众多的第一微镜头130及第二微镜头140后，每个第一微镜头130及第二微镜头140都能够单独传递光学信息，能够单独把光学信息单独传递到接收芯片330上，经过一系列的算法把每个第一微镜头130及第二微镜头140上的光学信息计算融合到一起，并生成图像，相比于相关技术中的单个镜头，其可以获取较多的光学信息。
在本实施例中，滤光层110包括第一滤光片114及第二滤光片116，第一滤光片114及第二滤光片116之间形成防护腔112，第一微镜头130靠近第一滤光片114设置，第二微镜头140靠近第二滤光片116设置。
其中，第二滤光片116靠近第一基板210设置，第一滤光片114远离第一基板210设置，待拍摄物体反射的光依次经过第一滤光片114、多个第一微镜头130、透明基板120、多个第二微镜头140及第二滤光片116后可反馈至接收芯片330，从而成像。
在本实施例中，第一滤光片114可采用玻璃、树脂等其他透明材质，也就是说，第一滤光片114为透明材质即可。同样的，第二滤光片116可采用玻璃、树脂等其他透明材质，也就是说，第二滤光片116为透明材质即可。
由于第一微镜头130及第二微镜头140的尺寸非常小，属于微米级别的，第一滤光片114及第二滤光片116主要对第一微镜头130及第二微镜头140具有保护作用。另外，第一滤光片114及第二滤光片116也具有滤光作用。
在本实施例中，单镜片组100还包括第一镜片160(如图4所示)，第一镜片160设置在防护腔112外，并靠近滤光层110，第一镜片160主要起到防护作用，能够对内部的滤光层110等结构起到保护作用。
第一镜片160设置在防护腔112外，第一镜片160可以采用表面蚀刻凸出、下凹等工艺制造而成，第一镜片160的形状也不限制，第一镜片160用于接收该发射端模组200所发射出来的光源，并且，将该光源投射到第一微镜头130上。
在本实施例中，单镜片组100还包括第二镜片170，第二镜片170设置在防护腔112内，第二镜片170设置在第二微镜头140及第二滤光片116之间，第二镜片170可以采用底部蚀刻凸出、下凹等工艺制造而成，第二镜片170的形状也不限制。第二镜片170主要起到防护作用，能够对内部的滤光层110等结构起到保护作用，第二镜片170使光线能够均匀投射到接收芯片330上。
在本实施例中，单镜片组100还包括第三滤光片180，第三滤光片180设置在防护腔112外，并靠近第二滤光片116设置。
第三滤光片180设置在第二滤光片116及第二基板310之间，第三滤光片180可以是红外截止光片或者是红外光等各种光及波段的镀膜。
在本实施例中，第三滤光片180、第二滤光片116、第一镜片170、多个第一微镜头130、透明基板120、多个第二微镜头140、第一滤光片114和第一镜片160集成设置于一体，形成一新的单镜片组100。
综上所述，本实施例提供的接收端模组300，第二支架320将单镜片组100固定在第二基板310的上方，使得单镜片组100与接收芯片330之间间隔设置，待拍摄物体反射的光源经过单镜片组100的作用反馈给接收芯片330，并成像。本实施例提供的接收端模组300通过将第三滤光片180、第二滤光片116、第一镜片170、多个第一微镜头130、透明基板120、多个第二微镜头140、第一滤光片114和第一镜片160集成设置于一体，形成一新的单镜片组100，且单镜片组100是一种轻薄且小型化的镜头，能够替代相关技术中接收端模组300的镜头，可以减少器件原材料的投入费用，减少接收端模组300的高度，从而可以实现TOF模组低成本和小型化的效果。
第三实施例：
请参阅图1及图2，本实施例提供了一种TOF模组，本实施例提供的TOF模组包括第一实施例提供的发射端模组200及第二实施例提供的接收端模组300，发射端模组200与接收端模组300连接。本实施例提供的TOF模组通过单镜片组100的集成设置，减少器件原材料的投入费用，降低TOF模组的高度，实现TOF模组低成本和小型化的效果。
其中，第一基板210及第二基板310可以分体成型。
请参阅图5，当然，第一基板210及第二基板310可以一体成型。即第一基板210及第二基板310为同一块电路板板材，将发射端模组200中的电子器件及接收端模组300中的电子器件集成在同一个基材上，使整个TOF模组的一体化，能够提高TOF模组的集成度，减少TOF模组的体积。
另外，第一支架220及第二支架320也一体成型，使整个TOF模组的一体化，能够提高TOF模组的集成度，减少TOF模组的体积。
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申请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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行接合和组合。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种单镜片组，其特征在于，包括：
滤光层，具有防护腔；
透明基板，设置在所述防护腔内；
多个第一微镜头，设置在所述防护腔内，并固定在所述透明基板的一侧；
多个第二微镜头，设置在所述防护腔内，并固定在所述透明基板的另一侧。
2.根据权利要求1所述的单镜片组，其特征在于，多个所述第一微镜头及多个所述第二微镜头一一对应设置。
3.根据权利要求1所述的单镜片组，其特征在于，所述单镜片组还包括第一镜片，所述第一镜片设置在所述防护腔外，并靠近所述滤光层设置。
4.根据权利要求1所述的单镜片组，其特征在于，所述滤光层包括第一滤光片及第二滤光片，所述第一滤光片及所述第二滤光片之间形成所述防护腔，所述第一微镜头靠近所述第一滤光片设置，所述第二微镜头靠近所述第二滤光片设置。
5.根据权利要求4所述的单镜片组，其特征在于，所述单镜片组还包括第二镜片，所述第二镜片设置在所述防护腔内，并设置在所述第二微镜头及所述第二滤光片之间。
6.根据权利要求4所述的单镜片组，其特征在于，所述单镜片组还包括第三滤光片，所述第三滤光片设置在所述防护腔外，并靠近所述第二滤光片设置。
7.根据权利要求1所述的单镜片组，其特征在于，所述滤光层包括第一滤光片及第二滤光片，所述第一滤光片及所述第二滤光片之间形成所述防护腔，所述第一微镜头靠近所述第一滤光片设置，所述第二微镜头靠近所述第二滤光片设置，所述单镜片组还包括准直镜片，所述准直镜片设置在所述防护腔外，并靠近所述第二滤光片设置。
8.一种发射端模组，其特征在于，包括第一基板、第一支架、发射激光器、发光源及如权利要求1-2及7任一项所述的单镜片组，所述发射激光器安装在所述第一基板上，所述发射激光器向外射出一发光源，所述第一支架安装在所述第一基板上并固定所述单镜片组，所述单镜片组与所述发射激光器相对设置，且所述单镜片组位于所述发射激光器的正上方；
所述滤光层、多个所述第一微镜头、所述透明基板、多个所述第二微镜头集成设置于一体，形成一新的单镜片组。
9.一种接收端模组，其特征在于，包括：第二基板、第二支架、接收芯片及如权利要求1-6任一项所述的单镜片组，所述接收芯片安装在所述第二基板上，所述第二支架安装在所述第二基板上，并固定所述单镜片组，所述单镜片组位于所述接收芯片的正上方；
所述滤光层、多个所述第一微镜头、所述透明基板、多个所述第二微镜头集成设置于一体，形成一新的单镜片组。
10.一种TOF模组，其特征在于，包括如权利要求8所述的发射端模组及如权利要求9所述的接收端模组，所述发射端模组与所述接收端模组连接。
CN202310768341.2A 2023-06-27 2023-06-27 一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及tof模组 Pending CN116774380A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310768341.2A CN116774380A (zh) 2023-06-27 2023-06-27 一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及tof模组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310768341.2A CN116774380A (zh) 2023-06-27 2023-06-27 一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及tof模组

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116774380A true CN116774380A (zh) 2023-09-19

Family

ID=87992716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310768341.2A Pending CN116774380A (zh) 2023-06-27 2023-06-27 一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及tof模组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116774380A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104360571B (zh) 光学设备和成像系统
KR20200021558A (ko) 작은 각도 발산을 갖는 vcsel 어레이 lidar 송신기
TWI811204B (zh) 垂直腔表面發射雷射（ｖｃｓｅｌ）照明器封裝結構以及製造ｖｃｓｅｌ照明器封裝之方法
CN110325878B (zh) Vcsel窄发散度接近度传感器
US10895753B2 (en) Structured light generation device and diffractive optical element thereof
CN109579728B (zh) 基于全息波导的散斑结构光投影模组
WO2022183804A1 (zh) 一种光学元件及光学模组
CN108490628B (zh) 结构光投射器、深度相机和电子设备
CN208432844U (zh) 投影模组、光电装置和电子设备
US20230243482A1 (en) Microstructures for Transforming Light Having Lambertian Distribution into Batwing Distributions
CN110716377A (zh) 投影模组、光电装置和电子设备
CN208569285U (zh) 投影模组、光电装置及电子设备
CN209895097U (zh) 一种投影器和深度相机
CN116774380A (zh) 一种单镜片组、发射端模组、接收端模组及tof模组
KR102673806B1 (ko) 3차원 거리 측정 시스템에서의 사용을 위한 선 패턴 프로젝터
WO2022241781A1 (zh) 飞行时间深度检测的发射装置及电子设备
CN113791397B (zh) 光发射模组、深度相机及终端
US11467419B2 (en) Projection module, structured light three-dimensional imaging device and electronic apparatus
CN110908131A (zh) 投影模组、结构光三维成像装置和电子设备
CN109256672A (zh) 一种激光模组及终端设备
CN213693974U (zh) 一种3d识别模组、摄像头模组及终端
CN111491444B (zh) 一种测距传感器发射模组以及测距传感器
CN217820854U (zh) 一种激光投射模组及深度相机
CN108490595B (zh) 结构光投射模组、图像获取装置及电子设备
CN112445004A (zh) 光发射模组和电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination