[發明專利]微透鏡陣列、透鏡陣列、TOF發射模塊及具有其的電子設備

在審

• 申請號: 202010036508.2
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN113189682A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 陳冠宏;李宗政
• 申請（專利權）人: 江西歐邁斯微電子有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 北京景聞知識產權代理有限公司 11742
• 代理人: 賈玉姣

本發明公開了一種微透鏡陣列、透鏡陣列、具有其的TOF發射模塊及其電子設備。所述微透鏡陣列包括：至少一個基本透鏡，所述基本透鏡被構造為矩形透鏡；至少一個變形透鏡，多個所述變形透鏡分別相對于基本透鏡等比例放大或縮??；所述基本透鏡和所述變形透鏡無周期性地排布以構成具有矩形外輪廓的所述微透鏡陣列。根據本發明實施例的微透鏡陣列，通過至少兩種同比例但不同尺寸的透鏡的無周期性的、隨機組合，在不影響光學表現的前提之下，能以簡單的方式有效地解決現有的微透鏡陣列所造成的疊影問題。

技術領域

本發明涉及光學領域，尤其是涉及一種微透鏡陣列、透鏡陣列、和具有所述微透鏡陣列的TOF發射模塊和電子設備。

背景技術

相關技術中的TOF(Time of Flight，飛行時間)發射器件，是由VCSEL(垂直腔面發射激光器)加上光學擴散片所構成，光學擴散片的微結構可用來折射VCSEL發出的激光能量，投影出各種光場分布。而目前光學擴散片的光學微結構，主要采取的設計方案是微透鏡數組，主要將透鏡排列成整齊的數組。

微透鏡在制作時，各單元之間通常是整齊排布的數組。但是在實際工作時，這樣的微透鏡產品投影出來的光場會出現疊影的條紋現象，其主要成因是因為VCSEL發光點也是以數組分布，所以VCSEL數組與微透鏡陣列的周期出現了共振現象，在某些位置上會有較強的光學能量分布，從而出現了疊影現象。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出了一種微透鏡陣列，可以有效解決疊影問題。

本發明還提出了一種包括所述微透鏡陣列的透鏡陣列。

本發明還提出了一種具有所述微透鏡陣列或所述透鏡系列的TOF發射模塊。

本發明還提出了一種包括所述TOF發射模塊的電子設備。

根據本發明第一方面實施例的一種微透鏡陣列，包括：至少一個基本透鏡，所述基本透鏡被構造為矩形透鏡；至少一個變形透鏡，多個所述變形透鏡分別相對于所述基本透鏡等比例放大或縮小；所述基本透鏡和所述變形透鏡無周期性地排布以構成具有矩形外輪廓的所述微透鏡陣列。

根據本發明實施例的微透鏡陣列，通過至少兩種同比例但不同尺寸的透鏡的無周期性的、隨機組合，在不影響光學表現的前提之下，能以簡單的方式有效地解決現有的微透鏡陣列所造成的疊影問題。

根據本發明的一些實施例，所述基本透鏡的長度L和寬度W之比為4：3。這樣尺寸比例的基本透鏡較為容易排布，從而成像效果更好。

根據本發明的一些實施例，所述基本透鏡和所述變形透鏡在排布時，任意相鄰兩個透鏡的邊緣重合設置。這樣，只是邊緣重合而透鏡實際成像部分并未重疊、相鄰透鏡之間也無縫隙，因此，保證了透鏡完整的有效同光孔徑，避免了照明區域的視場(FOV) 的損失，從而根據本發明實施例的微透鏡陣列，設計簡單方便，光學穩定性強。

根據本發明的一些實施例，每個所述變形透鏡相對于基本透鏡縮小的比例為：1/4、 1/3、1/2、2/3、或3/4。根據本發明的另一些實施例，每個所述變形透鏡相對于基本透鏡放大的比例為：4/1、3/1、2/1、3/2、或4/3。這樣設置比例放大或縮小的變形透鏡，便于與基本透鏡進行排布，制造簡單，且能以實現更好的光學穩定性。

根據本發明的一些實施例，所述變形透鏡包括m個第一透鏡、n個第二透鏡；

所述微透鏡陣列被構造成如下排布：以一個區域單元進行排列的s*t陣列中，劃分u個第一陣列區域、v個第二陣列區域、y個第三陣列區域，其中所述區域單元的尺寸與第一透鏡、第二透鏡、基本透鏡中尺寸最小的一個相同，