[發明專利]集成光學器件、集成投射模組和集成光學器件的制作工藝

在審

• 申請號: 202010880014.2
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111856771A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 蔡勝;孫理斌;汪杰;陳遠
• 申請（專利權）人: 寧波舜宇奧來技術有限公司
• 主分類號: G02B27/42
• 分類號: G02B27/42;G02B27/09;G02B5/18;H01S5/183;G03F7/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉娜

本發明提供了一種集成光學器件、集成投射模組和集成光學器件的制作工藝。集成光學器件包括依次疊置的保護層、第一膠層、第二膠層和固定層，還包括：衍射結構；勻光結構；其中，衍射結構設置在第一膠層上，勻光結構設置在第二膠層上，衍射結構和勻光結構向固定層的投影不重合；或者衍射結構設置在第二膠層上，勻光結構設置在第一膠層上，衍射結構和勻光結構向固定層的投影不重合。本發明解決了現有技術中不同應用場景結構光投射模式與飛行時間投射模式切換困難的問題。

技術領域

本發明涉及光學成像設備技術領域，具體而言，涉及一種集成光學器件、集成投射模組和集成光學器件的制作工藝。

背景技術

隨著光學產業的快速發展，3D感測系統的功能越來越強大，已成為未來幾年的產業大趨勢。結構光投射模組用于向外投射結構化的圖案，是3D感測系統的重要組成部分。該模組主要包括垂直腔面發射激光器和投射端鏡頭，而鏡頭又包括準直鏡和衍射光學元器件。激光經過準直鏡后形成均勻、平行的光束，在經過衍射光學元器件調制，形成散斑點云，投射在被測物體上；不同于結構光投射模組，飛行時間投射模組主要用于向外投射均勻光場，也是新興的3D感測方案的主要部件。該部件主要由垂直腔面發射激光器和勻光片組成。垂直腔面發射激光器發射的激光通過勻光片調制，形成均勻的光場，投射到物體上。結構光方案與飛行時間方案有各自優劣，不同場景應用不相同，根據不同的應用場景，兩種投射模式相互切換難以實現。

也就是說，現有技術中存在結構光投射模式和飛行時間投射模式在不同應用場景下切換困難的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種集成光學器件、集成投射模組和集成光學器件的制作工藝，以解決現有技術中不同應用場景結構光投射模式與飛行時間投射模式切換困難的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種集成光學器件，包括依次疊置的保護層、第一膠層、第二膠層和固定層，還包括：衍射結構；勻光結構；其中，衍射結構設置在第一膠層上，勻光結構設置在第二膠層上，衍射結構和勻光結構向固定層的投影不重合；或者衍射結構設置在第二膠層上，勻光結構設置在第一膠層上，衍射結構和勻光結構向固定層的投影不重合。

進一步地，固定層包括：連接膠層；基底層，第二膠層通過連接膠層與基底層連接。

進一步地，保護層的材料包括聚對苯二甲酸乙二醇酯或玻璃中的一種；和/或基底層的材料包括聚對苯二甲酸乙二醇酯或玻璃中的一種。

進一步地，第一膠層的折射率n1大于第二膠層的折射率n2；和/或第二膠層的折射率n2小于第三膠層的折射率n3。

進一步地，第一膠層的厚度大于等于1微米且小于等于10微米；和/或第二膠層的厚度大于等于10微米且小于等于100微米；和/或連接膠層的厚度大于等于10微米且小于等于100微米。

進一步地，衍射結構是衍射光柵，衍射光柵的線寬大于等于100納米且小于等于500納米；和/或衍射光柵的深度大于等于500納米且小于等于1500納米。

進一步地，勻光結構設置在第二膠層上，勻光結構包括多個微透鏡，多個微透鏡設置在第二膠層靠近固定層的一側上，且微透鏡與固定層連接，微透鏡的高度大于等于3微米且小于等于50微米；和/或微透鏡的直徑大于等于3微米且小于等于50微米。

根據本發明的另一方面，提供了一種集成投射模組，包括：上述的集成光學器件；激光結構，激光結構設置在集成光學器件的固定層遠離集成光學器件的保護層的一側；透鏡，透鏡設置在集成光學器件與激光結構之間，且透鏡與集成光學器件的衍射結構向激光結構的投影至少部分重合；投射結構，投射結構與激光結構電連接，投射結構用于向物體發射光線和接收物體的反射光線，集成投射模組測量集成投射模組與物體之間的距離L，并將距離L反饋給激光結構，激光結構根據距離L的大小對集成光學器件的勻光結構或衍射結構發射激光。