[發明專利]組合微透鏡結構及加工方法、勻光器件以及光學裝置

有效

• 申請號: 202010144978.0
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111273382B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 鄒自立;張合勇;陳嵩;陳曉剛;白云峰
• 申請（專利權）人: 浙江光珀智能科技有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G02B27/09
• 代理公司: 杭州鈐韜知識產權代理事務所(普通合伙) 33329
• 代理人: 唐靈;趙杰香

本發明提供一種組合微透鏡結構及加工方法、勻光器件以及光學裝置，其中，組合微透鏡結構包括：第一微透鏡以及第二微透鏡；第一微透鏡的透鏡曲面由CNC工藝圓角確定，該第一微透鏡具有第一出光效果，第二微透鏡的透鏡曲面的最小曲率半徑至少大于第一微透鏡的透鏡曲面的任意曲率半徑，該第二微透鏡具有第二出光效果，第二出光效果被設計成經第一微透鏡形成的光斑與經第二微透鏡形成的光斑在成像面向互補，使得組合微透鏡結構具有所需的出光效果。本發明的組合微透鏡結構通過第一微透鏡和第二微透鏡的光學互補，實現光束的均勻出射。同時，根據不同的光源的特性，在大范圍的入射角度以及不同的光強條件下，實現勻光的目的。

技術領域

本發明涉及光學技術領域，尤其涉及一種組合微透鏡結構及加工方法、勻光器件以及光學裝置。

背景技術

在tof相機等光學裝置中，其工作時，為了滿足實際的照明需求，要求光源發出的光束均勻地出射。因此，為了實現上述勻光的目的，需要在tof 相機等光學裝置中設置勻光器件(diffuser)。

在申請號為CN01780043969的中國專利申請中，揭露了一種微透鏡陣列慢反射結構，在該專利方案中，設計出了一種在特定FOI上能夠實現均勻的光分布或逐漸改變的光分布，且高對比度邊緣和最小高頻分量。

然而，當前tof相機發射端光源部分，幾乎采用直接采購含diffuser封裝 (如美國RPC、BVT以及thorlabs等壟斷企業)光源模組，一方面現有的diffuser 的價格在60rmb左右，且diffuser可買的光學效果種類比較有限，特種需求需要定制，定制價格在2W美金左右，因此成本相當的高。另一方面，國內廠商在該領域都是采用向國外進口的方式采購，容易被別人牽著鼻子走。

因此，針對上述問題，本發明提出了一種能夠進行低成本加工的勻光片，有望打破目前國外廠商的壟斷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種組合微透鏡結構及加工方法、勻光器件以及光學裝置，以克服現有技術中存在的不足。

為實現上述發明目的，本發明提供一種組合微透鏡結構，其包括：第一微透鏡以及第二微透鏡；

所述第一微透鏡的透鏡曲面由CNC工藝圓角確定，該第一微透鏡具有第一出光效果，所述第二微透鏡的透鏡曲面的最小曲率半徑至少大于所述第一微透鏡的透鏡曲面的任意曲率半徑，該第二微透鏡具有第二出光效果，所述第二出光效果被設計成經所述第一微透鏡形成的光斑與經所述第二微透鏡形成的光斑在成像面向互補，使得所述組合微透鏡結構具有所需的出光效果。

作為本發明的組合微透鏡結構的改進，所述第一微透鏡分布于所述第二微透鏡的周側。

作為本發明的組合微透鏡結構的改進，所述第一微透鏡為多邊形，所述第一微透鏡包括多個拱形曲面，相鄰的拱形曲面的邊緣平滑連接。

作為本發明的組合微透鏡結構的改進，所述第一微透鏡包括：X方向相對設置的第一拱形曲面、Y方向相對設置的第二拱形曲面以及平滑連接所述第一拱形曲面和第二拱形曲面的第三拱形曲面。

作為本發明的組合微透鏡結構的改進，所述第一微透鏡分布于所述第二微透鏡周側的局部位置。

作為本發明的組合微透鏡結構的改進，分布于空間上不同平面內的第一微透鏡錯位設置。

作為本發明的組合微透鏡結構的改進，兩個所述組合微透鏡結構層疊設置，任一組合微透鏡結構中，所述第一微透鏡和第二微透鏡的透鏡曲面均為柱形曲面，所述第一微透鏡分布于所述第二微透鏡的兩側，且兩個所述組合微透鏡結構正交設置。