[发明专利]集成光学器件、集成投射模组和集成光学器件的制作工艺

说明书

本发明提供了一种集成光学器件、集成投射模组和集成光学器件的制作工艺。集成光学器件包括依次叠置的保护层、第一胶层、第二胶层和固定层，还包括：衍射结构；匀光结构；其中，衍射结构设置在第一胶层上，匀光结构设置在第二胶层上，衍射结构和匀光结构向固定层的投影不重合；或者衍射结构设置在第二胶层上，匀光结构设置在第一胶层上，衍射结构和匀光结构向固定层的投影不重合。本发明解决了现有技术中不同应用场景结构光投射模式与飞行时间投射模式切换困难的问题。

技术领域

本发明涉及光学成像设备技术领域，具体而言，涉及一种集成光学器件、集成投射模组和集成光学器件的制作工艺。

背景技术

随着光学产业的快速发展，3D感测系统的功能越来越强大，已成为未来几年的产业大趋势。结构光投射模组用于向外投射结构化的图案，是3D感测系统的重要组成部分。该模组主要包括垂直腔面发射激光器和投射端镜头，而镜头又包括准直镜和衍射光学元器件。激光经过准直镜后形成均匀、平行的光束，在经过衍射光学元器件调制，形成散斑点云，投射在被测物体上；不同于结构光投射模组，飞行时间投射模组主要用于向外投射均匀光场，也是新兴的3D感测方案的主要部件。该部件主要由垂直腔面发射激光器和匀光片组成。垂直腔面发射激光器发射的激光通过匀光片调制，形成均匀的光场，投射到物体上。结构光方案与飞行时间方案有各自优劣，不同场景应用不相同，根据不同的应用场景，两种投射模式相互切换难以实现。

也就是说，现有技术中存在结构光投射模式和飞行时间投射模式在不同应用场景下切换困难的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种集成光学器件、集成投射模组和集成光学器件的制作工艺，以解决现有技术中不同应用场景结构光投射模式与飞行时间投射模式切换困难的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种集成光学器件，包括依次叠置的保护层、第一胶层、第二胶层和固定层，还包括：衍射结构；匀光结构；其中，衍射结构设置在第一胶层上，匀光结构设置在第二胶层上，衍射结构和匀光结构向固定层的投影不重合；或者衍射结构设置在第二胶层上，匀光结构设置在第一胶层上，衍射结构和匀光结构向固定层的投影不重合。

进一步地，固定层包括：连接胶层；基底层，第二胶层通过连接胶层与基底层连接。

进一步地，保护层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或玻璃中的一种；和/或基底层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或玻璃中的一种。

进一步地，第一胶层的折射率n1大于第二胶层的折射率n2；和/或第二胶层的折射率n2小于第三胶层的折射率n3。

进一步地，第一胶层的厚度大于等于1微米且小于等于10微米；和/或第二胶层的厚度大于等于10微米且小于等于100微米；和/或连接胶层的厚度大于等于10微米且小于等于100微米。

进一步地，衍射结构是衍射光栅，衍射光栅的线宽大于等于100纳米且小于等于500纳米；和/或衍射光栅的深度大于等于500纳米且小于等于1500纳米。

进一步地，匀光结构设置在第二胶层上，匀光结构包括多个微透镜，多个微透镜设置在第二胶层靠近固定层的一侧上，且微透镜与固定层连接，微透镜的高度大于等于3微米且小于等于50微米；和/或微透镜的直径大于等于3微米且小于等于50微米。

根据本发明的另一方面，提供了一种集成投射模组，包括：上述的集成光学器件；激光结构，激光结构设置在集成光学器件的固定层远离集成光学器件的保护层的一侧；透镜，透镜设置在集成光学器件与激光结构之间，且透镜与集成光学器件的衍射结构向激光结构的投影至少部分重合；投射结构，投射结构与激光结构电连接，投射结构用于向物体发射光线和接收物体的反射光线，集成投射模组测量集成投射模组与物体之间的距离L，并将距离L反馈给激光结构，激光结构根据距离L的大小对集成光学器件的匀光结构或衍射结构发射激光。