[發(fā)明專利]勻光片和TOF模組

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010889959.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN111856631A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳灃原;明玉生;魏明貴;孫理斌;汪杰;陳遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波舜宇?yuàn)W來技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G02B3/00
• 分類號(hào): G02B3/00;G02B27/09
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 劉娜

本發(fā)明提供了一種勻光片和TOF模組。勻光片包括：基底層；微結(jié)構(gòu)層，微結(jié)構(gòu)層連接在基底層一側(cè)的表面上，微結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)離基底層一側(cè)的表面具有微結(jié)構(gòu)區(qū)，微結(jié)構(gòu)區(qū)具有多個(gè)微透鏡；準(zhǔn)直鏡層，準(zhǔn)直鏡層連接在微結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)離基底層一側(cè)的表面上，準(zhǔn)直鏡層遠(yuǎn)離微結(jié)構(gòu)層一側(cè)的表面具有隆起的準(zhǔn)直鏡，準(zhǔn)直鏡向微結(jié)構(gòu)層的投影與微結(jié)構(gòu)區(qū)的至少一部分重合。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的勻光片存在勻光效果差的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)成像設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種勻光片和TOF模組。

背景技術(shù)

隨著光學(xué)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，3D感測(cè)系統(tǒng)的功能越來越強(qiáng)大，已成為未來幾年的產(chǎn)業(yè)大趨勢(shì)。TOF鏡頭模組在當(dāng)前的人臉識(shí)別和三維探測(cè)技術(shù)中有著越來越大的應(yīng)用，其投射端一般由VCSEL光源芯片和勻光片構(gòu)成。傳統(tǒng)的勻光片一般包括基底層和微結(jié)構(gòu)層兩層，能夠?qū)崿F(xiàn)VCSEL光源的擴(kuò)散作用。VCSEL光源芯片發(fā)出的光一般具有28°左右的發(fā)散角，經(jīng)過無準(zhǔn)直層勻光片后，其出射光場(chǎng)中心強(qiáng)度較高區(qū)域?yàn)閷?shí)際有效區(qū)域，光場(chǎng)邊緣強(qiáng)度需要緩慢下降到0，且強(qiáng)度較小的區(qū)域無法利用，導(dǎo)致實(shí)際效率偏低，往往在80％左右。

也就是說，現(xiàn)有技術(shù)中的勻光片存在勻光效果差的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種勻光片和TOF模組，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的勻光片存在勻光效果差的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種勻光片，包括基底層；微結(jié)構(gòu)層，微結(jié)構(gòu)層連接在基底層一側(cè)的表面上，微結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)離基底層一側(cè)的表面具有微結(jié)構(gòu)區(qū)，微結(jié)構(gòu)區(qū)具有多個(gè)微透鏡；準(zhǔn)直鏡層，準(zhǔn)直鏡層連接在微結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)離基底層一側(cè)的表面上，準(zhǔn)直鏡層遠(yuǎn)離微結(jié)構(gòu)層一側(cè)的表面具有隆起的準(zhǔn)直鏡，準(zhǔn)直鏡向微結(jié)構(gòu)層的投影與微結(jié)構(gòu)區(qū)的至少一部分重合。

進(jìn)一步地，準(zhǔn)直鏡向微結(jié)構(gòu)層的投影位于微結(jié)構(gòu)區(qū)內(nèi)。

進(jìn)一步地，微結(jié)構(gòu)層是高折射率膠層，且微結(jié)構(gòu)層的折射率大于等于1.5且小于等于1.9；和/或準(zhǔn)直鏡層是低折射率膠層，且準(zhǔn)直鏡層的折射率大于等于1.4且小于等于1.6。

進(jìn)一步地，微透鏡遠(yuǎn)離基底層一側(cè)的表面為凹面，且準(zhǔn)直鏡層靠近微結(jié)構(gòu)層一側(cè)的表面具有與凹面相適配的凸起結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)伸入到凹面內(nèi)。

進(jìn)一步地，基底層的厚度大于等于0.1毫米且小于等于1毫米；和/或微結(jié)構(gòu)層的厚度大于等于10微米且小于等于100微米；和/或準(zhǔn)直鏡層的厚度小于等于2毫米；和/或勻光片的厚度小于3毫米。

進(jìn)一步地，準(zhǔn)直鏡遠(yuǎn)離基底層一側(cè)的表面為曲面，準(zhǔn)直鏡的曲率半徑大于等于0.5毫米且小于等于5毫米；和/或準(zhǔn)直鏡的高度小于等于2毫米。

進(jìn)一步地，相鄰兩個(gè)微透鏡的中心的距離大于等于1微米且小于等于100微米。

進(jìn)一步地，微透鏡的表面是連續(xù)曲面；和/或微透鏡的口徑的形狀為多邊形、圓形、直線與曲線組合成的封閉形狀、多段曲率半徑不同的曲線組合成的封閉形狀中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種TOF模組，包括：上述的勻光片；固定基板，固定基板設(shè)置在勻光片遠(yuǎn)離勻光片的基底層的一側(cè)，且固定基板與勻光片間隔設(shè)置形成空氣層；VCSEL光源，VCSEL光源設(shè)置在固定基板上。

進(jìn)一步地，空氣層的厚度小于0.4毫米。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，勻光片包括基底層、微結(jié)構(gòu)層和準(zhǔn)直鏡層，微結(jié)構(gòu)層連接在基底層一側(cè)的表面上，微結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)離基底層一側(cè)的表面具有微結(jié)構(gòu)區(qū)，微結(jié)構(gòu)區(qū)具有多個(gè)微透鏡；準(zhǔn)直鏡層連接在微結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)離基底層一側(cè)的表面上，準(zhǔn)直鏡層遠(yuǎn)離微結(jié)構(gòu)層一側(cè)的表面具有隆起的準(zhǔn)直鏡，準(zhǔn)直鏡向微結(jié)構(gòu)層的投影與微結(jié)構(gòu)區(qū)的至少一部分重合。