CN220730424U - ToF接收模组和具有其的ToF系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种ToF接收模组和具有其的ToF系统，ToF接收模组包括第一接收模块和第二接收模块，第一接收模块包括第一探测器以及位于第一探测器入光侧的第一接收组件，所述第一接收组件将来自目标表面的第一反射光束会聚至第一探测器；第二接收模块包括第二探测器以及位于第二探测器入光侧的第二接收组件，所述第二接收组件将来自目标表面的第二反射光束会聚至第二探测器；所述第一反射光束与第二反射光束的波长和/或偏振不同；第一接收模块和第二模块在接收来自于被测物体的反射光束时，通过不同的接收组件将不同入射光束会聚于对应的探测器，从而检测更多波长和/或偏振的反射光束，使得ToF接收模组能够满足更多场景的测量要求。

Description

ToF接收模组和具有其的ToF系统

技术领域

本实用新型涉及光学测距领域，尤其涉及一种ToF接收模组和具有其的ToF系统。

背景技术

ToF，即飞行时间法(Time of Flight)是三维测量技术的一种。其原理是发射模组发射光脉冲到被测物体上，然后由接收模组接收从物体返回的光脉冲，通过计算光脉冲的飞行时间来计算被测物体的深度信息。

现有技术中的ToF接收模组通常只能接收一种照明图案(例如单一的点云图案)的反射光束，这就导致了ToF接收模组受到了单一波长或者单一偏振的限制，无法满足更多场景的测量要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种满足更多场景测量要求的ToF接收模组和具有其的ToF系统。

为实现上述实用新型目的之一，本实用新型一实施方式提供一种ToF接收模组，包括：

第一接收模块，包括第一探测器以及位于第一探测器入光侧的第一接收组件，所述第一接收组件将来自目标表面的第一反射光束会聚至第一探测器；

第二接收模块，包括第二探测器以及位于第二探测器入光侧的第二接收组件，所述第二接收组件将来自目标表面的第二反射光束会聚至第二探测器；

其中，所述第一反射光束与第二反射光束的波长和/或偏振不同。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一接收组件包括第一接收透镜以及第一滤光结构，所述第一滤光结构透过第一反射光束并至少滤除第二反射光束，所述第二接收组件包括第二接收透镜以及第二滤光结构，所述第二滤光结构透过第二反射光束并至少滤除第一反射光束。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一接收透镜和第二接收透镜均配置为接收超透镜，所述接收超透镜包括多个阵列式排布的超结构单元，所述接收超透镜的每个超结构单元的中心和/或顶点位置设有纳米结构，基于纳米结构的相位分布，所述接收超透镜对反射光束进行聚焦。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一接收透镜和第二接收透镜均配置为传统透镜组合，以对反射光束进行聚焦。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一接收透镜和第二接收透镜二者之一配置为接收超透镜，所述第一接收透镜和第二接收透镜二者另一配置为传统透镜组合。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述接收超透镜的多个超结构单元呈周期性排列或者非周期性排列，并且还包括连接纳米结构的基底，所述第一滤光结构和第二滤光结构配置为设置于接收超透镜基底上的滤光膜。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一滤光结构和第二滤光结构配置为滤光片，所述滤光片位于第一探测器和第二探测器的入光侧。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述接收超透镜还包括连接纳米结构和基底的填充物以及设于基底和/或填充物上的至少一层增透膜。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，至少在接收超透镜的纳米结构与基底之间设置增透膜。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述接收超透镜配置为透射式超透镜或者反射式超透镜。

为实现上述实用新型的目的，本发明还提供了一种ToF系统，所述ToF系统包括ToF发射模组以及如上述的接收ToF模组，

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述ToF发射模组包括辐射源以及位于辐射源出光侧的投射超透镜，所述投射超透镜与辐射源间隔设置，所述投射超透镜用于对辐射源发出的出射光束进行调制，以在目标表面形成波长和/或偏振不同的至少两个照明图案。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述辐射源包括波长不同的第一光源和第二光源，所述投射超透镜位于辐射源的出光侧，并对来自第一光源和第二光源的出射光束进行调制，以生成波长不同的第一照明图案和/或第二照明图案。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述投射超透镜包括多个阵列式排布的超结构单元，所述投射超透镜的每个超结构单元的中心和/或顶点位置设有纳米结构，基于纳米结构的相位分布，所述投射超透镜对出射光束进行准直，并且生成点云照明图案和/或泛光照明图案。

与现有技术相比，本实用新型的实施方式中，第一接收模块和第二模块在接收来自于被测物体的反射光束时，通过不同的接收组件将不同入射光束会聚于对应的探测器，从而检测更多波长和/或偏振的反射光束，使得ToF接收模组能够满足更多场景的测量要求。

附图说明

图1是本实用新型优选的一实施方式中ToF发射模组的结构示意图；

图2是本实用新型优选的另一实施方式中ToF发射模组的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施方式中的点云照明图案；

图4是本实用新型优选实施方式中的泛光照明图案；

图5是本实用新型优选的一实施方式中投射超透镜的超结构单元的结构示意图；

图6是本实用新型优选的另一实施方式中投射超透镜的结构示意图；

图7是图6的俯视图以及俯视图的局部示意图；

图8是本实用新型优选的又一实施方式中投射超透镜的超结构单元的俯视图；

图9是本实用新型优选实施方式中投射超透镜10的相位计算公式；

图10是本实用新型优选实施方式中ToF发射模组的光路示意图以及投射超透镜的俯视图；

图11是本实用新型优选的一实施方式中投射超透镜的俯视图；

图12是本实用新型优选的另一实施方式中投射超透镜的俯视图；

图13是图10中投射超透镜处的光路示意图；

图14是图13中A处剖视图的一实施方式；

图15是图13中A处剖视图的另一实施方式；

图16是本实用新型优选的一实施方式中ToF接收模组的结构示意图；

图17是本实用新型优选的另一实施方式中ToF接收模组的结构示意图；

图18是本实用新型优选的又一实施方式中ToF接收模组的结构示意图；

图19是本实用新型优选的一实施方式中ToF系统的结构示意图；

图20是本实用新型优选的另一实施方式中ToF系统的结构示意图；

图21是本实用新型优选的又一实施方式中ToF系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

再者，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到上述术语的限制。上述术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一区域可以被称作第二区域，同样，第二区域也可以被称作第一区域，这并不背离该申请的保护范围。

在本实用新型的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本实用新型的主题的基本结构。

配合参照图1和图2所示，一种ToF发射模组，包括辐射源20以及位于辐射源20出光侧的光学组件(图中未示出)。本实施例中，辐射源20的工作波段可以为红外波段(例如近红外波段)，也可以为可见光波段。波长优选850nm、905nm、940nm和1550nm等。

具体的，ToF发射模组还包括底座40和支架50，其中底座40用于安装辐射源20和支架50，支架50则用于支撑光学组件。支架50还可用于屏蔽环境光从侧面进入该模组。

具体的，所述光学组件包括与辐射源20间隔设置的投射超透镜10。本实施例中，辐射源20与投射超透镜10间隔设置，能够便于辐射源20和投射超透镜10的单独更换，降低维修成本。辐射源20与投射超透镜10同光轴设置，且辐射源20位于投射超透镜10的焦平面。

进一步的，所述光学组件用于对辐射源20发出的出射光束进行调制，以在目标表面形成波长和/或偏振不同的至少两个照明图案。本实施例中，辐射源20发出的出射光束，经光学组件的调制后，能够在目标表面(即探测对象表面)形成多种波长和/或偏振不同的照明图案，使得ToF发射模组能够满足更多场景的测量要求。

其中，照明图案可以是如图3和图4中所示的云照明图案和/或泛光照明图案。从而，将生成的点云照明光场运用于测量时间差的直接飞行时间(dToF)，具有抗干扰能力强、功率低等优点；将生成的泛光照明光场运用于测量相位差的间接飞行时间(iToF)，具有分辨率高等优点。因此，集合dTof和iToF两种方式的ToF发射模组能在更多不同场景下进行准确的测量，具有更好的场景兼容性，满足三维测量技术(3D-ToF)的不同场景需求。继而，ToF发射模组可用于面部识别、安全跟踪、辅助泊车等场景，并适用于虚拟与现实结合等场景(例如AR、MR)。

为了保证出光强度，辐射源20可以是由多个点光源组成的阵列，每个点光源之间互为非相干光，投射超透镜10需与辐射源20的每一个点光源的位置排布共同设计，以实现所需的投射图案。

具体的，辐射源20可以配置为垂直腔面发射激光器(VCSEL，Vertical cavitysurface emitting laser)阵列、发光二极管(LED，Light Emitting Diode)阵列、固体激光器或边缘发射激光器(EEL，Edge Emitting Laser)阵列，辐射源20还可以配置为由前述激光器和/或发光二极管组成的多种点光源阵列。

优选地，为了确保生成的点云照明图案正中间有完整的图像，辐射源20由奇数x奇数个点光源排布而成，从而保持对称性，得到更准确的点云照明图案。

进一步的，所述辐射源20的至少部分配置为偏振光源或者非偏振光源。本实施例中，辐射源20可以是全部点光源均为偏振光，或者全部点光源均为非偏振光源，亦或者一部分点光源为偏振光另一部分点光源为非偏振光，从而满足不同场景的需要。例如，利用两个不同偏振的点光源，来生成两个不同偏振的照明图案。

进一步的，所述投射超透镜10配置为透射式超透镜或者反射式超透镜。本实施例中，投射超透镜10优选透射式超透镜。当辐射源20的出射光束朝向光学组件出射后，投射超透镜10对入射光束的调制形成类似折射的直接投影。为了增加该ToF发射模组的探测距离，投射超透镜10可选地采用长焦型透射式超透镜。

当然，在未示出的实施例中，投射超透镜10还可以配置为反射式超透镜。从而，当辐射源20的出射光束朝向光学组件入射后，经投射超透镜10反射后形成照明图案，继而缩小ToF发射模组的体积。

具体的，所述投射超透镜10包括多个阵列式排布的超结构单元12。本实施例中，超透镜(即投射超透镜10)是一种超表面，超表面为一层亚波长的人工纳米结构膜，可通过其上设置的超结构单元12来对入射光的振幅、相位和偏振进行调制。

具体的，所述投射超透镜10的每个超结构单元12的中心和/或顶点位置设有纳米结构123。本实施例中，纳米结构123可理解为包含全介质或电浆子的、能够导致相位突变的亚波长结构，而超结构单元12为通过对超透镜(即投射超透镜10)进行划分而得到以每个纳米结构123为中心的结构单元。

具体的，所述投射超透镜10还包括连接纳米结构123的基底11。本实施例中，多个纳米结构123排布于基底11上，其中每个周期中的纳米结构123组成一个超结构单元12。超结构单元12为可密堆积图形，例如可以为正四边形、正六边形、扇形等，每个周期中包含一个纳米结构123，并且超结构单元12的顶点和/或中心可以设置有纳米结构123。在超结构单元12为正六边形的情况下，正六边形各顶点和中心位置至少设置有一个纳米结构123。同理，扇形、正方形的情况下也是如此。

进一步的，所述投射超透镜10的纳米结构123配置为偏振相关结构或者偏振不相关结构。本实施例中，纳米结构123能够根据使用场景的不同，选择偏振相关结构或者偏振不相关结构。偏振不相关结构，例如圆柱形、方柱形、十字柱形、圆孔方柱形等。偏振相关结构，例如椭圆柱形、矩形柱形、六棱柱形等。

示例性地，如图5，纳米结构123呈圆柱体结构，其中该圆柱体结构的高度为h，该圆柱体结构的半径为r。如图6和图7，纳米结构123呈旋转的长方体结构，其中该长方体结构的高度为h，长为L，宽为W，短边与x轴方向的夹角为α。如图8，纳米结构123呈椭圆柱体结构，其中该圆柱体结构的高度为h，该椭圆柱体结构的长轴为E，短轴为F，短轴与x轴方向的夹角为β。

可选地，超结构单元12的周期大于等于0.3λ，且小于等于波长λ；纳米结构的高度h大于等于0.3λ，且小于等于5λ；长方体的长和宽大于等于0.1λ，且小于等于λ；长方体的旋转角度为0-180°；圆柱体的半径r大于等于0.1λ，且小于等于λ；椭圆柱体结构的长轴E和短轴F大于等于0.1λ，小于等于λ；椭圆柱的旋转角度为0-180°。其中，λ为辐射源20出射的波长中较小的波长。

具体的，通过电子束蒸发、化学气相沉积、磁控溅射和原子层沉积等工艺在基底11上沉积以形成纳米结构123，再进行光刻胶的涂布，将涂布在基底11上的光刻胶进行图形化曝光，显影除去曝光的光刻胶，接着进行刻蚀，最后将剩余光刻胶剥离，最终形成纳米结构123。也可以采用Lift-off工艺形成纳米结构123。

其中，基底11可以由透光或不透光的材料构成，基底11透过光时，从而形成透射超表面，即透射式超透镜。基底11不透光或反射光时则为反射超表面，即反射式超透镜。基底11的材料包括但不限于石英玻璃、晶态与非晶态硅、氧化铝、氮化硅、氟化钙，纳米结构123的材料包括但不限于氧化钛、氧化钽、氧化铪、氮化硅、光刻胶、石英玻璃、氧化铝、晶态与非晶态硅、氮化镓、晶体锗、硫化硒、硫化硒、硫系玻璃。

具体的，基于纳米结构123的相位分布，所述投射超透镜10对出射光束进行准直，并且生成点云照明图案和/或泛光照明图案。本实施例中，通过计算求出准直与点云生成(即衍射分束)所需的相位分布，根据相位分布选取合适的超结构单元12进行阵列排布，使得投射超透镜10可以同时集成准直与点云生成功能。同样的，计算求出准直与泛光生成所需的相位分布，根据相位分布选取合适的超结构单元12进行阵列排布，使得投射超透镜10可以同时集成准直与泛光生成功能。

具体的，投射超透镜10在对入射光束进行准直时，对不同波长产生的相位至少满足或涵盖图9所示的公式之一。其中，λn为辐射源20的波长，x、y为任一超结构单元12在投射超透镜10上的位置坐标，f为投射超透镜10的焦距，R为任一超结构单元12的中心到投射超透镜10中心的距离。

进一步的，所述投射超透镜10的多个超结构单元12呈周期性排列或者非周期性排列。本实施例中，投射超透镜10的多个超结构单元12呈周期性排列具体是指：每个超结构单元12的周期值均相等，从而便于投射超透镜10的制造。投射超透镜10的多个超结构单元12呈非周期性排列具体是指：投射超透镜10至少部分的超结构单元12呈非周期性排列，这些超结构单元12的周期值不相等，而投射超透镜10其他部分的超结构单元12的周期值可以是相等或者不相等，从而满足投射超透镜10在不同需求(例如大角度入射时的调制效果需求)时的调制效果。

进一步的，所述投射超透镜10基于辐射源20的不同入射角度对应排布不同周期值的超结构单元12。本实施例中，投射超透镜10上超结构单元12的周期值可以根据入射角度的不同进行选择，从而构成不同的入射角度对应不同的超结构单元12周期值。与恒定周期相比，避免随着入射角度的增大而产生的相位突变，从而更好地对每个入射角度进行调制，提高不同入射角度的透射率。

配合参照图10所示，进一步的，所述投射超透镜10具有排布超结构单元12的第一区域101和第二区域102。本实施例中，投射超透镜10包括至少两个区域，对投射超透镜10划分不同区域后，每个区域内能够排布一个或者多个超结构单元12。超结构单元12的数量则根据排布函数获取，超结构单元12的结构参数则可以根据相应的相位分布公式获取。同一区域内超结构单元12可以是相同的周期，也可以是不同的周期。

为了方便表述，以下实施方式均以图10为例，采用同一辐射源20照射于投射超透镜10上时，照射于投射超透镜10上各处光的入射角度不同，同一入射平面内，按照入射角度的不同对投射超透镜10进行区域的划分。另外，每个区域之间相互不重合，可以是相邻或者间隔。

进一步的，所述第一区域101的中心与第二区域102的中心相互重合。本实施例中，投射超透镜10上的超结构单元12优选呈环形分布，该环形可以如图10中的封闭结构，也可以是不封闭结构的结构。因此，每个区域的中心则在该环形的中心处，即如图10中的C点处。而且，该中心C点与投射超透镜10的焦点沿着Z轴方向排列，例如图10中的辐射源20正射于该中心C点，辐射源20与投射超透镜10同光轴设置，且辐射源20位于投射超透镜10的焦平面。

具体的，所述第一区域101相比于第二区域102更接近于投射超透镜10的中心，所述第二区域102内超结构单元12的周期值小于第一区域101内超结构单元12的周期值。

本实施例中，辐射源20照射于第一区域101和第二区域102处光的入射角度不同，即第二区域1021处的入射角度大于第一区域101处的入射角度。此时，相对于第一区域101而言，照射于第二区域102内的光呈大角度入射，将第二区域102内超结构单元12的周期值设置为小于第一区域101内的超结构单元12，使得第二区域102内的超结构单元12对大角度的入射光具有更好的调制效果，适用于大数值孔径(NA)系统，能够提高大NA系统效率。

从而，投射超透镜10对入射光束进行准直以及衍射分束时，避免了在大NA和大视场下，投射超透镜10远离中心C点位置处的相位变化速率过快，实现0-2π相位覆盖的超结构单元12更多，有利于提高投射超透镜10对大角度入射光的透过率，降低了对投射超透镜10到辐射源20距离的要求，ToF发射模组在保证出射光效率的同时降低了体积。

配合参照图11和图12所示，进一步的，所述第二区域102内超结构单元12的径向周期121对应小于第一区域101内的超结构单元12的径向周期121，和/或所述第二区域102内超结构单元12的周向周期122对应小于第一区域101内的超结构单元12的周向周期122。

本实施例中，超结构单元12的周期值具体是指：超结构单元12的径向周期和/或周向周期。

当然，在未示出的实施例中，超结构单元12的周期值还可以是X轴和/或Y轴方向的周期。

具体的，第二区域102内超结构单元12的径向周期121和周向周期122均对应小于第一区域101内的超结构单元12的径向周期121和周向周期122。或者，第二区域102内超结构单元12的径向周期121对应小于第一区域101内的超结构单元12的径向周期121，第二区域102内超结构单元12的周向周期122等于第一区域101内的超结构单元12的周向周期122。又或者，第二区域102内超结构单元12的周向周期122对应小于第一区域101内的超结构单元12的周向周期122，第二区域102内超结构单元12的径向周期121等于第一区域101内的超结构单元12的径向周期121。

具体的，第一区域101与第二区域102内采用不同的超结构单元12周期，该不同的超结构单元12周期可以是径向周期121和/或周向周期122的不同，即该不同的超结构单元12周期可以是径向周期121、周向周期122、径向周期121和周向周期122的不同。径向周期121指的是以中心C为圆心，在X轴和Y轴所在平面内形成假想圆后，沿着该假想圆半径方向(如图11和图12中的L1所示方向)的周期值。同样，周向周期122指的是以中心C为圆心，在X轴和Y轴所在平面内形成假想圆后，沿着该假想圆圆周方向(如图11和图12中的L2所示方向)的周期值，或者说是沿着该假想圆圆心角方向的周期值。

优选的，第一区域101位于中心C点处，第二区域102位于远离中心C点的投射超透镜10的边缘处。此时，辐射源20照射于第一区域101的入射光为正入射或小角度入射(例如入射角度为0°～5°)，辐射源20射于第二区域102处光的入射光为大角度入射(例如入射角度为45°～50°)。

优选的，多个纳米结构123排布于基底11上后，从俯视图上看呈圆形，也即在X轴和Y轴所在平面内呈圆形，此时第一区域101和第二区域102均呈封闭的圆形，第一区域101的圆心与第二区域102的圆心均与中心C重合，第一区域101位于圆心处，第二区域102位于外圆处。

如图11，本实用新型提供优选的一实施方式中投射超透镜10的俯视图及部分放大示意图。本实施例相对于恒定周期的超透镜而言，仅改变了径向周期121。

具体的，所述投射超透镜10的每个超结构单元12的径向周期121自第一区域101至第二区域102方向上递减，所述投射超透镜10的每个超结构单元12的周向周期122均相等。本实施例中，自第一区域101至第二区域102方向上指的是：自圆心(即中心C)至外圆的方向上。自圆心(即中心C)至外圆的方向上，投射超透镜10上所有超结构单元12的径向周期121均呈递减趋势，且所有超结构单元12的周向周期122保持不变。可见，整个投射超透镜10均采用了变周期的方案。因此，相比于恒定周期的超透镜而言，本实施例中投射超透镜10的纳米结构123沿着第一区域101的径向方向(即图中L1方向)上更密集，满足对大角度的入射光具有更好的调制效果的同时，结构相对简单，制造难度低。

另外，本实施例中，于投射超透镜10边缘处，相邻的四个纳米结构123的中心之间构成矩形，并且随着与中心C距离的增大，该矩形的长宽比更大。

在未示出的实施例中，还可以是，自圆心(即中心C)至外圆的方向上，投射超透镜10上所有超结构单元12的周向周期122均呈递减趋势，且所有超结构单元12的径向周期121保持不变，同样能够满足对大角度的入射光具有更好的调制效果。

如图12，本实用新型提供优选的另一实施方式中投射超透镜10的俯视图及部分放大示意图。与上述实施例相比，本实施例同时改变了径向周期121和周向周期122。

具体的，所述投射超透镜10的每个超结构单元12的径向周期121和周向周期122自第一区域101至第二区域102方向上递减。本实施例中，自第一区域101至第二区域102方向上指的是：自圆心(即中心C)至外圆的方向上。自圆心(即中心C)至外圆的方向上，投射超透镜10上所有超结构单元12的径向周期121和周向周期122均呈递减趋势。可见，整个投射超透镜10采用了变周期的方案。因此，相比于上述实施例中的超透镜而言，本实施例中投射超透镜10的纳米结构123沿着第一区域101的径向和周向更密集，对大角度的入射光具有更好的调制效果。

另外，本实施例中，于投射超透镜10边缘处，相邻的四个纳米结构123的中心之间构成正方形。

进一步的，继续配合参照图13所示，所述投射超透镜10还具有排布超结构单元12的第三区域103，所述第一区域101、第三区域103和第二区域102的圆心相互重合，且外径尺寸依次递增。本实施例中，第三区域103介于第一区域101与第二区域102之间，三者的圆心均与中心C重合，且相互之间不重合。如图10，优选第三区域103与第一区域101和第二区域102相邻设置，因此，投射超透镜10从圆心(即中心C)至外圆处依次排列第一区域101、第三区域103以及第二区域102。

当然，未示出的实施例中，也可以是第三区域103与第一区域101和第二区域102间隔设置。或者，还可以是第一区域101、第三区域103以及第二区域102均呈不封闭的环形。

具体的，所述第三区域103内超结构单元12的径向周期121和/或周向周期122自第一区域101至第二区域102方向上递减。

本实施例中，当第三区域103与第一区域101和第二区域102相邻设置时，第三区域103内超结构单元12的周期值(包括径向周期121和/或周向周期122)自圆心(即中心C)至外圆方向上递减，因此介于第一区域101与第二区域102之间区域内所有的超结构单元12均采用了变周期的方案，而介于第一区域101与第二区域102之外的区域则可采用恒定周期或者变周期的方案，对介于第一区域101与第二区域102之间的不同角度的入射光均具有更好的调制效果。

而当第三区域103与第一区域101和第二区域102间隔设置时，例如第一区域101与第二区域102之间间隔一个或者多个区域。自圆心(即中心C)至外圆的方向上，第三区域103内超结构单元12的径向周期121和/或周向周期122呈递减趋势。也即，自圆心(即中心C)至外圆的方向上，位于第一区域101与第二区域102之间的多个区域中的至少一个区域内的超结构单元12的径向周期121和/或周向周期122呈递减趋势，而多个区域中的其他区域内的超结构单元12周期则保持恒定周期即可。

上述两种方式，使得投射超透镜10至少部分区域采用了变周期的方案，其余区域则可以采用恒定周期。

当然，在未示出的实施例中，第三区域103内超结构单元12的周期(包括径向周期121和/或周向周期122)也可以采用恒定周期。

进一步的，所述第一区域101和/或第二区域102内超结构单元12的径向周期121和周向周期122保持不变。本实施例中，第一区域101内的超结构单元12采用恒定周期，第二区域102内的超结构单元12采用变周期。或者，第一区域101内的超结构单元12采用变周期，第二区域102内的超结构单元12采用恒定周期。又或者，第一区域101和第二区域102内的超结构单元均采用恒定周期。

由于辐射源20照射于第一区域101的入射光为正入射或小角度入射，该区域内的超结构单元12采用变周期对调制效果影响小。同样，辐射源20照射于第二区域102处光的入射光为大角度入射，该区域内的超结构单元12采用变周期对调制效果影响小，并且第二区域102边缘处无法容纳更多的纳米结构123。因此，将第一区域101和/或第二区域102内的周期值(包括径向周期121和周向周期122)采用恒定周期，能够降低投射超透镜10的制造难度，并且对超透镜效率影响较小。

进一步的，所述第三区域103内超结构单元12的径向周期121和/或周向周期122自第一区域101至第二区域102等比例递减。本实施例中，第三区域103内超结构单元12的周期值(包括径向周期121和/或周向周期122)对应小于第一区域101内的超结构单元12，并对应大于第二区域102内的超结构单元12。第三区域103内超结构单元12的周期等比例变化，从而无需获取第三区域103内所有入射角度所对应的周期值，便于投射超透镜10的制造。

具体的，通过获取第一区域101和第二区域102所对应的入射角度和周期值或者它们的平均值(例如第一区域101或者第二区域102存在多个入射角度时)，在入射角度与周期值之间建立第一线性函数，第三区域103内超结构单元12的周期和入射角度能够通过代入第一线性函数获得，从而简化了投射超透镜10的设计和制造过程。

当然，在一些实施例中，还可以根据第一区域101和第二区域102所对应的入射角度和周期值建立其他函数，例如二次函数等。

进一步的，所述投射超透镜10还包括连接基底11的至少一层导电膜16。本实施例中，ITO导电膜16的设置，能够起到对人眼防护的作用。

具体的，至少在投射超透镜10的纳米结构123与基底11之间设置导电膜16。本实施例中，示例性的，如图1和图2中的局部剖视图，优选在投射超透镜10的基底11与纳米结构123之间设置一层导电膜16。

在未示出的一些实施例中，还可以在基底11背离纳米结构123的一侧设置一层导电膜16，或者是设置多层的导电膜16。

如图13和图14所示，本实用新型优选的一实施方式中提供的投射超透镜10，该投射超透镜10设置有增透膜13，该增透膜13采用单一材料，降低投射超透镜10反射率的同时，提高了投射超透镜10的透射率，节约了制造成本。

其中，增透膜13也可以被称之为AR抗反射膜。增透膜13通过电子束蒸发、化学气相沉积、磁控溅射和原子层沉积等工艺在投射超透镜10上沉积形成，增透膜13的材料可以是二氧化硅、氧化钛、氧化钽、氧化铪、氮化硅、氧化铝、多晶硅、氮化镓、晶体锗、硫化硒、硫化硒中的任意组合形成交替层。

具体的，配合参考图14所示，所述投射超透镜10还包括连接纳米结构123的基底11、连接纳米结构123和基底11的填充物14以及设于基底11和/或填充物14上的至少一层增透膜13，至少在投射超透镜10的纳米结构123与基底11之间设置增透膜13。本实施例中，投射超透镜10设置有至少一层增透膜13的结构包括了图14中的四种情况(分别对应图中的A-1、A-2、A-3、A-4)，只要保证投射超透镜10的纳米结构123与基底11之间具有一层增透膜13即可。

具体的，所述投射超透镜10还包括连接纳米结构123和基底11的填充物14。本实施例中，纳米结构123周围被填充物14覆盖，以保护纳米结构123。填充物14可以为空气，即无保护情形，也可以为聚合物材料等。填充物14可以与纳米结构123的高度一致，也可以高于纳米结构123的高度。填充物14的材料可以是二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氮化硅、氧化铪、氧化锌、SU8和苯并环丁烯的聚合物等。

如图14中A-1所示，投射超透镜10的纳米结构123与基底11之间设置有一层增透膜13。如图14中A-2所示，投射超透镜10的纳米结构123与基底11之间设置有一层增透膜13，以及如图13中投射超透镜10的入光侧面上也设置有一层增透膜13。如图14中A-3所示，投射超透镜10的纳米结构123与基底11之间设置有一层增透膜13，以及如图13中投射超透镜10的出光侧面上也设置有一层增透膜13。如图14中A-4所示，投射超透镜10的纳米结构123与基底11之间设置有一层增透膜13，以及如图13中投射超透镜10的入光侧面和出光侧面上均设置有一层增透膜13。

如图13和图15所示，本实用新型优选的另一实施方式中提供的投射超透镜10，与上述实施例相比，该增透膜13采用多种材料，或者说至少两种材料，降低投射超透镜10反射率的同时，提高了投射超透镜10的透射率。

同样，本实施例中的增透膜13同样适用于上述实施例中的四种情况(分别对应图14中的A-1、A-2、A-3、A-4)。

具体的，所述投射超透镜10还包括设于基底11和/或填充物14上的增透膜13。本实施例中，优选在基底11和填充物14上均设置增透膜13。此时，一层增透膜13覆盖于填充物14背离基底11一侧的表面，另一层增透膜13覆盖于基底11背离纳米结构123一侧的表面。也即，如图13中，投射超透镜10的入光侧面和出光侧面上均覆盖有增透膜13。通过设置增透膜13，能够降低反射率，从而提高投射超透镜10的透射率，进一步提高投射超透镜10效率。

如图15，具体的，所述增透膜13包括第一材料层131和第二材料层132。本实施例中，第一材料层131优选氮化硅，第二材料层132优选氧化硅，从而满足光束大角度入射时的高透条件。

具体的，所述第一材料层131或第二材料层132与投射超透镜10相连。本实施例中，根据基底11和填充物14材料的不同，选择不同材料层与它们相连。例如，如图15，基底11和填充物14均采用氧化硅时，将第一材料层131(即氮化硅)连接于基底11和填充物14，第二材料层132则连接于第一材料层131的外侧。同样，当基底11和填充物14采用其他材料时，也可以将第二材料层132连接于基底11和填充物14。

继续配合参考图1所示，本实用新型优选的一实施方式提供的ToF发射模组，该ToF发射模组中的投射超透镜10能够对入射光束进行准直，并生成点云照明或者泛光照明，便于投射超透镜10的设计和制造。

具体的，所述光学组件还包括位于辐射源20出光侧的旋光器15，所述投射超透镜10位于旋光器15背离辐射源20的一侧，并对来自旋光器15的出射光束进行调制，以生成偏振不同的第一照明图案和第二照明图案。

本实施例中，辐射源20配置为偏振光源，例如线偏振光源。旋光器15配置为液晶旋光器，当旋光器15打开时，旋光器15能够改变辐射源20发出的线偏振光的偏振方向，从而改变投射超透镜10入射光束的偏振方向；当旋光器15关闭时，旋光器15不会改变辐射源20发出的线偏振光的偏振方向，从而保证投射超透镜10入射光束的偏振方向不变。

通过分时打开或关闭旋光器15，能够改变辐射源20出射光束的偏振状态。旋光器15的出射光束经过投射超透镜10的调制后，生成偏振不同的第一照明图案和第二照明图案，例如不同偏振的点云照明图案或者不同偏振的泛光照明图案。

继续配合参考图2所示，本实用新型优选的另一实施方式提供的ToF发射模组，该ToF发射模组中的投射超透镜10能够对入射光束进行准直以及生成点云照明或者泛光照明，从而生成不同波长的照明图案，无需旋光器15，减小了ToF发射模组的体积。

具体的，所述辐射源20包括波长不同的第一光源21和第二光源22。本实施例中，第一光源21优选为点云光源，第二光源22优选为泛光光源。第一光源21和第二光源22优选配置为非偏振光源。

进一步的，所述投射超透镜10位于辐射源20的出光侧，并对来自第一光源21和第二光源22的出射光束进行调制，以生成波长不同的第一照明图案和第二照明图案。

本实施例中，投射超透镜10能够对入射光束进行准直，并生成点云照明图案和泛光照明图案，从而满足三维测量技术(3D-ToF)的不同场景需求。

进一步的，所述投射超透镜10位于辐射源20的出光侧，并对来自第一光源21和第二光源22的出射光束进行调制，以生成波长不同的第一照明图案或者第二照明图案。

本实施例中，投射超透镜10能够对入射光束进行准直，并生成波长不同的两个点云照明图案，或者生成波长不同的两个泛光照明图案，也即生成波长不同的多个同一照明图案。以生成波长不同的两个点云照明图案为例，当第一光源21与第二光源22的功率相等时，由于两个点云照明图案的波长不同，会使得两个点云照明的视场角度不同，拥有相对较小视场角的点云照明图案能够探测更远的目标，拥有相对较大视场角的点云照明图案能够拥有更广的探测范围，从而适用不同的探测需要。

本实用新型优选的又一实施方式提供的ToF发射模组，该ToF发射模组中的投射超透镜10能够对不同波长的入射光束进行准直以及生成点云照明或者泛光照明，并且改变辐射源20出射光束的偏振状态，从而无需旋光器15，减小了ToF发射模组的体积。

进一步的，所述投射超透镜10位于辐射源20的出光侧，并对来自第一光源21和第二光源22的出射光束进行调制，以生成波长和偏振均不同的第一照明图案和第二照明图案。

本实施例中，投射超透镜10除了能够对入射光束进行准直以及生成点云照明和泛光照明，还能够改变辐射源20出射光束的偏振状态，从而生成波长和偏振均不同的第一照明图案和第二照明图案，并且无需旋光器15，减小了ToF发射模组的体积和重量。

具体的，所述第一光源21和第二光源22均包括多个阵列排布的点光源，所述第一光源21的点光源与第二光源22的点光源之间交错排布。本实施例中，如图2，从辐射源20俯视图的局部示意图可以看出，第一光源21的点光源(图中黑色圆形所示)与第二光源22的点光源(图中白色圆形所示)之间交错排布。优选的，沿着X轴和Y轴方向上，相邻第一光源21的点光源之间设置有第二光源22的点光源，并且相邻点光源之间互为非相干光。

配合参照图16至图18所示，根据本实用新型的另一方面，还提供了一种ToF接收模组，包括第一接收模块31和第二接收模块32。本实施例中，第一接收模块31和第二接收模块32分别用于接收波长和/或偏振不同的照明图案，即接收第一反射光束(第一照明图案的反射光束)和第二反射光束(第二照明图案的反射光束)，从而计算光束飞行时间。

具体的，第一接收模块31包括第一探测器311以及位于第一探测器311入光侧的第一接收组件，所述第一接收组件将来自目标表面的第一反射光束会聚至第一探测器311。第二接收模块32包括第二探测器321以及位于第二探测器321入光侧的第二接收组件，所述第二接收组件将来自目标表面的第二反射光束会聚至第二探测器321。

本实施例中，以点云照明图案为例，当辐射源20的出射光束经过光学组件调制后，光学组件对出射光束进行准直，并生成点云，向周围环境中进行辐射，并射向目标表面(即探测对象表面)后生成点云照明图案。由于在点云的辐射路径中，射向障碍物的点云能够被障碍物反射，因此射向探测对象的点云被探测对象反射回第一接收模块31和第二接收模块32，并形成回波信号。第一接收模块31和第二接收模块32将回波信号聚焦在第一探测器311和第二探测器321上，同时探测器将回波信号从光信号转换为电信号。

具体的，所述第一反射光束与第二反射光束的波长和/或偏振不同。本实施例中，ToF发射模组射向障碍物的不同照明被障碍物反射后，产生了波长和/或偏振不同第一反射光束和第二反射光束。第一接收模块和第二模块在接收来自于被测物体的反射光束时，通过不同的接收组件将不同入射光束会聚于对应的探测器，从而检测更多波长和/或偏振的反射光束，使得ToF接收模组能够满足更多场景的测量要求。

而且，第一接收组件仅能将第一反射光束会聚至第一探测器311，第二接收组件仅能将第二反射光束会聚至第二探测器321，从而减小了第一反射光束与第二反射光束之间的相互串扰。

具体的，所述第一接收组件包括第一接收透镜312以及第一滤光结构，所述第一滤光结构透过第一反射光束并至少滤除第二反射光束。本实施例中，第一接收透镜312与第一滤光结构间隔设置。第一接收透镜312接收第一反射光束和第二反射光束后，经过第一滤光结构的过滤后，仅有第一反射光束射向第一探测器311，第二反射光束无法射向第一探测器311，从而避免第二反射光束对第一探测器311产生干扰。

具体的，所述第二接收组件包括第二接收透镜322以及第二滤光结构，所述第二滤光结构透过第二反射光束并至少滤除第一反射光束。本实施例中，第二接收透镜322与第二滤光结构间隔设置。同样的，第二接收透镜322接收第一反射光束和第二反射光束后，经过第二滤光结构的过滤后，仅有第二反射光束射向第二探测器321，第一反射光束无法射向第二探测器321，从而避免第一反射光束对第二探测器321产生干扰。

而且，第一滤光结构和第二滤光结构仅能允许相应波长的光透过，而滤除其他一些波长的光，除了能够减小不同波长的第一反射光束与第二反射光束之间的相互串扰之外，还能够滤除环境中的一些干扰杂光。

如图16，本实用新型优选的一实施方式提供的ToF接收模组，该ToF接收模组中的第一接收透镜312和第二接收透镜322均配置为接收超透镜，从而减小了ToF接收模组的体积和重量。

具体的，所述第一接收透镜312和第二接收透镜322均配置为接收超透镜，所述接收超透镜包括多个阵列式排布的超结构单元12，所述接收超透镜的每个超结构单元12的中心和/或顶点位置设有纳米结构123以及连接纳米结构123的基底11。本实施例中，接收超透镜与投射超透镜10一样，也是一种超表面，超表面为一层亚波长的人工纳米结构膜，可通过其上设置的超结构单元12来对入射光的振幅、相位和偏振进行调制。接收超透镜具体的结构可参考投射超透镜10，在此不再过多赘述。

具体的，所述接收超透镜配置为透射式超透镜或者反射式超透镜。本实施例中，接收超透镜优选透射式超透镜。与投射超透镜10相类似的，透射式超透镜和反射式超透镜的选择，可根据ToF接收模组的使用场景及需求进行选择，相应的技术效果可参考上文投射超透镜10所述，在此不再过多赘述。仅需通过选择接收超透镜的基底11的制作材料，即可实现接收超透镜配置为透射式超透镜或者反射式超透镜。

具体的，基于纳米结构123的相位分布，所述接收超透镜对反射光束进行聚焦。本实施例中，通过相应的相位公式计算求出接收超透镜聚焦所需的相位分布，根据相位分布选取合适的超结构单元12进行阵列排布，使得接收超透镜能够对第一反射光束或者第二反射光束进行聚焦。

具体的，所述接收超透镜的多个超结构单元12呈周期性排列或者非周期性排列。本实施例中，接收超透镜的多个超结构单元12呈周期性排列具体是指：每个超结构单元12的周期值均相等，从而便于接收超透镜的制造。接收超透镜的多个超结构单元12呈非周期性排列具体是指：接收超透镜至少部分的超结构单元12呈非周期性排列，这些超结构单元12的周期值不相等，而投射超透镜10其他部分的超结构单元12的周期值可以是相等或者不相等，从而满足投射超透镜10在不同需求(例如大角度出射聚焦时的调制效果需求)时的调制效果，至于非周期性的排布方式可参考上文投射超透镜10所述，在此不再过多赘述。

具体的，所述第一滤光结构和第二滤光结构配置为设置于接收超透镜基底11上的滤光膜30a。本实施例中，如图16，优选在接收超透镜的基底11与纳米结构123之间设置滤光膜30a，来滤除相应波长的反射光束，从而减小了ToF接收模组的体积和重量。其中，滤光膜30a优选IR窄带滤光膜。

而且，通过在接收超透镜上镀制滤光膜30a，还能够减小接收透镜(例如第一接收透镜312)与滤光接结构(例如第一滤光结构)之间产生多次反射进而造成眩光。

具体的，所述接收超透镜还包括连接纳米结构123和基底11的填充物14以及设于基底11和/或填充物14上的至少一层增透膜13，至少在接收超透镜的纳米结构123与基底11之间设置增透膜13。本实施例中，与投射超透镜10相类似的，在接收超透镜上设置增透膜13，也能够降低接收超透镜反射率的同时，提高接收超透镜的透射率，节约了制造成本。至于增透膜13在接收超透镜上设置位置可参考上文投射超透镜10所述，在此不再过多赘述。

所述接收超透镜还包括连接纳米结构的基底11、连接纳米结构123和基底11的填充物14以及设于基底11和/或填充物14上的增透膜13，所述增透膜13包括第一材料层131和第二材料层132，所述第一材料层131或第二材料层132与接收超透镜相连。本实施例中，与投射超透镜10相类似的，在接收超透镜上设置增透膜13，也能够降低接收超透镜反射率的同时，提高接收超透镜的透射率，节约了制造成本。至于增透膜13在接收超透镜上设置位置可参考上文投射超透镜10所述，在此不再过多赘述。

如图17，本实用新型优选的另一实施方式提供的ToF接收模组，该ToF接收模组中的第一接收透镜312和第二接收透镜322均配置为传统透镜组合，从而节约了ToF接收模组的制造成本。

具体的，所述第一接收透镜312和第二接收透镜322均配置为传统透镜组合，以对反射光束进行聚焦。本实施例中，利用具有聚焦功能的传统透镜组对第一反射光束或者第二反射光束进行聚焦，从而满足第一探测器311和第二探测器321的探测需要。

具体的，所述第一滤光结构和第二滤光结构配置为滤光片30b，所述滤光片30b位于第一探测器311和第二探测器321的入光侧。本实施例中，第一探测器311与第一接收透镜312之间设置有滤光片30b，第二接收透镜322与第二探测器321之间也设置有滤光片30b。滤光片30b的设置，进一步节约了制造成本。

如图18，本实用新型优选的另一实施方式提供的ToF接收模组，该ToF接收模组中的第一接收透镜312和第二接收透镜322中的一个配置为接收超透镜，另一个配置为传统透镜组合，从而适应不同的使用场景。

具体的，所述第一接收透镜312和第二接收透镜322二者之一配置为接收超透镜，所述第一接收透镜312和第二接收透镜322二者另一配置为传统透镜组合。本实施例中，示例性的，第一接收透镜312配置为接收超透镜，第二接收透镜322配置为传统透镜组合。

配合参照图19只图21所示，根据本实用新型的又一方面，还提供了一种ToF系统，所述ToF系统设置有上述任一实施方式中的ToF发射模组，以及设置有上述任一实施方式中的ToF接收模组，通过对不同实施方式的ToF发射模组与ToF接收模组进行组合，能够构成多种实施方式的ToF系统。

ToF发射模组与ToF接收模组共同安装在支撑座60上，ToF系统工作时，当辐射源20的出射光束经过光学组件调制后，光学组件对出射光束进行准直，并生成点云照明和/或泛光照明，向周围环境中进行辐射，并射向目标表面(即探测对象70表面)后生成点云照明图案和/或泛光照明图案。由于在点云和/或泛光的辐射路径中，射向障碍物的点云和/或泛光能够被障碍物反射，因此射向探测对象70的点云和/或泛光被探测对象70反射回接收透镜(例如第一接收透镜)，并形成回波信号。接收透镜将回波信号聚焦在探测器(例如第一探测器)上，同时探测器将回波信号从光信号转换为电信号

示例性的，如图19，该实施方式的ToF系统中，ToF发射模组由投射超透镜10、辐射源20以及旋光器15组成，ToF接收模组由相对应的第一探测器311与第一接收透镜312(配置为接收超透镜)、相对应的第二探测器321与第二接收透镜322(配置为接收超透镜)组成。

示例性的，如图20，该实施方式的ToF系统中，ToF发射模组由投射超透镜10、辐射源20组成，ToF接收模组由相对应的第一探测器311与第一接收透镜312(配置为传统透镜组合)、相对应的第二探测器321与第二接收透镜322(配置为传统透镜组合)组成。

示例性的，如图21，该实施方式的ToF系统中，ToF发射模组由投射超透镜10、辐射源20组成，ToF接收模组由相对应的第一探测器311与第一接收透镜312(配置为接收超透镜)、相对应的第二探测器321与第二接收透镜322(配置为接收超透镜)组成。该方式便于ToF系统的小型化。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种ToF接收模组，其特征在于，包括：

第一接收模块，包括第一探测器以及位于第一探测器入光侧的第一接收组件，所述第一接收组件将来自目标表面的第一反射光束会聚至第一探测器；

第二接收模块，包括第二探测器以及位于第二探测器入光侧的第二接收组件，所述第二接收组件将来自目标表面的第二反射光束会聚至第二探测器；

其中，所述第一反射光束与第二反射光束的波长和/或偏振不同。

2.如权利要求1所述的ToF接收模组，其特征在于，所述第一接收组件包括第一接收透镜以及第一滤光结构，所述第一滤光结构透过第一反射光束并至少滤除第二反射光束，所述第二接收组件包括第二接收透镜以及第二滤光结构，所述第二滤光结构透过第二反射光束并至少滤除第一反射光束。

3.如权利要求2所述的ToF接收模组，其特征在于，所述第一接收透镜和第二接收透镜均配置为接收超透镜，所述接收超透镜包括多个阵列式排布的超结构单元，所述接收超透镜的每个超结构单元的中心和/或顶点位置设有纳米结构，基于纳米结构的相位分布，所述接收超透镜对反射光束进行聚焦。

4.如权利要求2所述的ToF接收模组，其特征在于，所述第一接收透镜和第二接收透镜均配置为传统透镜组合，以对反射光束进行聚焦。

5.如权利要求2所述的ToF接收模组，其特征在于，所述第一接收透镜和第二接收透镜二者之一配置为接收超透镜，所述第一接收透镜和第二接收透镜二者另一配置为传统透镜组合。

6.如权利要求3所述的ToF接收模组，其特征在于，所述接收超透镜的多个超结构单元呈周期性排列或者非周期性排列，并且还包括连接纳米结构的基底，所述第一滤光结构和第二滤光结构配置为设置于接收超透镜基底上的滤光膜。

7.如权利要求4所述的ToF接收模组，其特征在于，所述第一滤光结构和第二滤光结构配置为滤光片，所述滤光片位于第一探测器和第二探测器的入光侧。

8.如权利要求6所述的ToF接收模组，其特征在于，所述接收超透镜还包括连接纳米结构和基底的填充物以及设于基底和/或填充物上的至少一层增透膜。

9.如权利要求8所述的ToF接收模组，其特征在于，至少在接收超透镜的纳米结构与基底之间设置增透膜。

10.如权利要求3所述的ToF接收模组，其特征在于，所述接收超透镜配置为透射式超透镜或者反射式超透镜。

11.一种ToF系统，其特征在于，包括ToF发射模组以及如权利要求1-9任一项所述的ToF接收模组，所述ToF发射模组包括辐射源以及位于辐射源出光侧的投射超透镜，所述投射超透镜与辐射源间隔设置，所述投射超透镜用于对辐射源发出的出射光束进行调制，以在目标表面形成波长和/或偏振不同的至少两个照明图案。

12.如权利要求11所述的ToF系统，其特征在于，所述辐射源包括波长不同的第一光源和第二光源，所述投射超透镜位于辐射源的出光侧，并对来自第一光源和第二光源的出射光束进行调制，以生成波长不同的第一照明图案和/或第二照明图案。

13.如权利要求12所述的ToF系统，其特征在于，所述投射超透镜包括多个阵列式排布的超结构单元，所述投射超透镜的每个超结构单元的中心和/或顶点位置设有纳米结构，基于纳米结构的相位分布，所述投射超透镜对出射光束进行准直，并且生成点云照明图案和/或泛光照明图案。