[实用新型]复合微透镜阵列匀光结构、ITOF镜头及设备

说明书

本实用新型公开了一种复合微透镜阵列匀光结构、ITOF镜头及设备，所述匀光结构包括基底层，以及形成于所述基底层表面的匀光层，所述匀光层背离所述基底层的表面形成有微透镜阵列；若干个复合微透镜错位排布形成所述微透镜阵列，所述微透镜阵列在所述匀光层表面形成连续的面；所述复合微透镜由至少两个子透镜上下复合形成，所述两个子透镜的透镜中心点的连线与所述基底层的水平面垂直，上下复合的两个所述子透镜的透镜中心点之间具有高度差，所述高度差表征两个所述子透镜的透镜中心点之间的距离。本实用新型提出的匀光结构可使激光阵列发出的相干光形成期望的光场分布，消除光斑的干涉条纹，以便ITOF模组的接收模块可以识别相应的深度信息。

技术领域

本实用新型涉及三维感知领域，尤其涉及一种复合微透镜阵列匀光结构、ITOF镜头及设备。

背景技术

ITOF(indirect time of flight，间接测量飞行时间)技术可以进行三维感知与距离测量。ITOF的光学部分主要分为三部分：激光阵列光源、匀光结构和ITOF镜头。ITOF是通过ITOF出光模组出射一种特定光场的光斑至物体表面，然后ITOF探测器通过识别该光场反射回探测器的相位变化，从而感知该物体不同位置处的深度信息的。

目前，ITOF需要满足电子设备小型化的趋势，微透镜匀光结构作为ITOF出光模组中的重要组成部分，也需要满足其小型化趋势。

现有阵列激光光源通过微透镜阵列后达到的视场角相对较小，不能满足较大的探测范围。激光阵列光源通过现有微透镜阵列后由于阵列激光光源发出光的相干性未能被微透镜阵列消除，最终形成的光斑会出现干涉条纹，探测器接收光场受到影响。

目前的微透镜匀光结构设计步骤较为复杂，加工难度较高，并且较难调试出较为光场较为精准的光斑。

因此，亟需提出一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型为解决目前ITOF技术中的匀光器件对于激光光源会出现干涉条纹、视场角较小并且加工难度较高的问题，本实用新型的一个方面是提出了一种复合微透镜阵列匀光结构，具体技术方案如下：

一种复合微透镜阵列匀光结构，其包括基底层，以及形成于所述基底层表面的匀光层，所述匀光层背离所述基底层的表面形成有微透镜阵列；

若干个复合微透镜错位排布形成所述微透镜阵列，所述微透镜阵列在所述匀光层表面形成连续的面；

所述复合微透镜由至少两个子透镜上下复合形成，所述两个子透镜的透镜中心点的连线与所述基底层的水平面垂直。

上述技术方案中进一步的，上下复合的两个所述子透镜的透镜中心点之间具有高度差，所述高度差表征两个所述子透镜的透镜中心点之间的距离，所述高度差的值越小，表征远离所述基底层的所述子透镜被复合至靠近所述基底层的所述子透镜中的体积越小，远离所述基底层的所述子透镜的表面积占所述复合微透镜表面积的比例越小。

进一步的，所述高度差的值越大，表征远离所述基底层的所述子透镜被复合至靠近所述基底层的所述子透镜中的体积越大，远离所述基底层的所述子透镜的表面积占所述复合微透镜表面积的比例越大。

进一步的，上下复合的两个所述子透镜的光学面型均为变形非球面面型，其中，靠近所述基底层的所述子透镜在横向坐标方向上的曲率半径的范围为8μm～20μm，在纵向坐标方向上的曲率半径的范围为11μm～25μm，且所述子透镜的圆锥系数的范围为-0.95～-1.20。

进一步的，远离所述基底层的所述子透镜在横向坐标方向上的曲率半径的范围为6μm～20μm，在纵向坐标方向上的曲率半径的范围为8μm～25μm，且所述子透镜的圆锥系数的范围为-1.2～0。

进一步的，若干个复合微透镜错位排布形成所述微透镜阵列，所述微透镜阵列在所述匀光层表面形成连续的面，具体包括：