[發明專利]一種用于SPAD方案的線掃描光源發生裝置

在審

• 申請號: 202011043869.6
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112098975A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 黃錦熙;鞏少斌
• 申請（專利權）人: 杭州視光半導體科技有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S7/484;G01S7/4911
• 代理公司: 杭州信義達專利代理事務所(普通合伙) 33305
• 代理人: 陳繼算

一種用于SPAD方案的線掃描光源發生裝置，屬于測距設備領域，包括PCB基板和固設于PCB基板上端面的透鏡安裝座，構成一體化結構，透鏡安裝座朝向PCB基板的端面內凹形成安裝腔，安裝腔內置有工作組件，且透鏡安裝座上開設有安裝槽，安裝槽和安裝腔相連通，且安裝槽內置有透鏡組件，其中，工作組件包括：光開關陣列，用于輸送輸入的光信號；波導陣列，用于接收光開關陣列輸出的光信號，將其向外界空間輸出；本發明減少裝置的體積，降低企業制造生產的成本，使光線出射角度更均勻，充分得到準直出射的線狀光源，提高掃描效率以及成像后的分辨率。

技術領域

本發明屬于測距設備領域，特別涉及一種用于SPAD方案的線掃描光源發生裝置。

背景技術

Time-of-Flight(ToF)，顧名思義，是一種利用光飛行時間的技術。接觸過3D視覺的讀者應該知道，ToF和結構光、雙目立體視覺是近年來三種主流的3D成像方式。

而TOF分為兩種itof和dtof，目前的iToF深度精度在cm級，并且隨著測量距離的增大，反射光的強度減小，相位測量的信噪比減小，絕對誤差也會隨之增大。

dToF，全稱是direct Time-of-Flight，顧名思義，dToF直接測量飛行時間。dToF采用時間直方圖統計的方式計算飛行時間，比較容易區分信號中的干擾成分，抗環境干擾能力更強，在戶外場景下的測距精度比iToF更高。

目前市面上的采用dToF的3D成像設備的均采用點對點方式進行成像，即通過發光裝置輸出的光源以及接收器接收的均為點光源，從而導致掃描速率低以及成像的分辨率差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于SPAD方案的線掃描光源發生裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于SPAD方案的線掃描光源發生裝置，包括PCB基板和固設于PCB基板上端面的透鏡安裝座，構成一體化結構，所述透鏡安裝座朝向PCB基板的端面內凹形成安裝腔，所述安裝腔內置有工作組件，且所述透鏡安裝座上開設有安裝槽，所述安裝槽和所述安裝腔相連通，且所述安裝槽內置有透鏡組件，其中，所述工作組件包括：由若干個光開關構成的多道通激光輸送器，用于輸送輸入的光信號至相應的波導陣列；波導陣列，將接收的光信號向外界空間輸出；以及襯底，所述襯底固設于PCB基板的上端面，所述光開關陣列和所述波導陣列集成于所述襯底的上端面，且所述透鏡組件位于波導陣列的出光端，用于校準波導陣列輸出的光信號，獲得線狀光源。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

采用在波導上端面加工微型結構，及本發明的透鏡組件和工作組件的排列方式，可使光線出射角度更均勻，充分得到準直出射的線狀光源。

其次，采用陣列的形式設置波導以及光開關，構成多個光路，且通過該多個光路改變原始的點光源輸出，變為面光源輸出，為后續的成像環節提高掃描效率以及成像后的分辨率。

最后，通過集成封裝的形式更有效的減少裝置的體積，降低企業制造生產的成本。

進一步，若干個所述光開關均采用MZI型1×2熱光開關。

進一步，所述透鏡組件包括若干個柱透鏡。

進一步，所述波導陣列包括包括若干個間隔設置的波導以及固設于波導上端面的微型結構。

進一步，所述波導長度為5～15nm。

進一步，所述微型結構為對波導上端面進行去材處理形成的小孔、柵格或凸起。

進一步，所述小孔的橫截面為圓形、方型或者鋸齒形中的一種或者及其組合。

進一步，所述波導的底面粘接有反射膜或者反射鏡。