微透镜、光扩散器和光学装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种微透镜、光扩散器和光学装置。微透镜包括：基底；两个峰结构，两个峰结构并列设置在基底的一侧表面上，各峰结构均包括顺次连接的两个曲面段，两个曲面段不相同，两个曲面段的连接位置向远离基底的方向凸出，各峰结构的高度相等。本实用新型专利技术解决了现有技术中的微透镜存在大发散角和生产良率难以同时兼顾的问题。以同时兼顾的问题。以同时兼顾的问题。

【技术实现步骤摘要】
微透镜、光扩散器和光学装置


[0001]本技术涉及三维成像设备
，具体而言，涉及一种微透镜、光扩散器和光学装置。

技术介绍

[0002]随着科技日新月异的发展，三维成像的人工智能领域发展的日渐成熟。以TOF为例，TOF通常由一个发射端和一个接收端组成，其中发射端主要由一个vcsel光源和一个光扩散器(diffuser)组成。现有的光扩散器的结构形态主要有凹面MLA(microlens array)和凸面MLA两种，对于凹面MLA，大角度光线照射到相邻的微透镜发生二次折射或反射，形成杂散光，不利于实现大发散角光场。为实现大发散角，MLA矢高需要较大，但是大矢高的MLA给光刻工艺带来困扰，光刻胶必须大于MLA的矢高，从而需要通过多次匀胶来实现，降低生产效率及良率。
[0003]也就是说，现有技术中的微透镜存在大发散角和生产良率难以同时兼顾的问题。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的在于提供一种微透镜、光扩散器和光学装置，以解决现有技术中的微透镜存在大发散角和生产良率难以同时兼顾的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种微透镜，包括：基底；两个峰结构，两个峰结构并列设置在基底的一侧表面上，各峰结构均包括顺次连接的两个曲面段，两个曲面段不相同，两个曲面段的连接位置向远离基底的方向凸出，各峰结构的高度相等。
[0006]进一步地，两个峰结构彼此连接的两个曲面段相同；和/或两个峰结构彼此远离的两个曲面段相同。
[0007]进一步地，曲面段包括自由曲面段和多项式曲面段中的一种。
[0008]进一步地，曲面段的倾斜角度α满足：α≤70
°
。
[0009]进一步地，峰结构的高度h0与微透镜的宽度L之间满足：h0/L<2。
[0010]进一步地，同一个峰结构的两个曲面段通过圆角过渡。
[0011]进一步地，两个峰结构通过圆角连接过渡。
[0012]进一步地，两个峰结构的连接位置形成凹部，凹部的最低点与峰结构的峰顶之间的距离小于峰结构的高度h0。
[0013]根据本技术的另一方面，提供了一种光扩散器，包括：主体层；上述的微透镜，微透镜为多个，多个微透镜沿第一方向顺次排列在主体层上且各微透镜沿第二方向延伸以形成微透镜阵列层，第一方向与第二方向垂直。
[0014]根据本技术的另一方面，提供了一种光学装置，包括：上述的光扩散器；Vcsel光源，Vcsel光源与光扩散器间隔设置，且Vcsel光源位于光扩散器的微透镜阵列层的一侧。
[0015]应用本技术的技术方案，微透镜包括基底和两个峰结构，两个峰结构并列设
置在基底的一侧表面上，各峰结构均包括顺次连接的两个曲面段，两个曲面段不相同，两个曲面段的连接位置向远离基底的方向凸出，各峰结构的高度相等。
[0016]通过设置基底，使得基底对两个峰结构起到了承接的作用，同时为两个峰结构提供了设置位置，提高了两个峰结构的使用可靠性和结构稳定性。两个峰结构并列设置在基底的一侧表面上，各峰结构均包括顺次连接的两个曲面段，两个曲面段不相同，两个曲面段的连接位置向远离基底的方向凸出，各峰结构的高度相等，这样设置使得本申请利用具有两个低矢高峰结构的微透镜实现一个高矢高的微透镜的相近光路，在保证光学设计效果的同时可降低总矢高，从而提升微透镜的可制造性及可测试性。同时本申请中的微透镜与现有技术中的微透镜在到达同一发散角时深度更小，有利于实现更大发散角光场，从而在同等工艺条件下突破光场发散角的设计上限，还能够有效改善杂散光，提高成像效果。
[0017]另外，本申请的微透镜为一种低深度线性透镜，能够突破角度设计上限，有效提升生产效率及良率。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1示出了本技术的一个可选实施例的微透镜的截面示意图；
[0020]图2示出了现有技术中的光扩散器的光线分布示意图；
[0021]图3示出了现有技术中的高矢高的微透镜阵列层的光线分布示意图；
[0022]图4示出了本技术的制作微透镜的制作步骤图；
[0023]图5示出了现有技术中的光扩散器的结构示意图；
[0024]图6示出了本技术的光扩散器的结构示意图；
[0025]图7示出了现有技术中的微透镜阵列层在小角度时的光路分布示意图；
[0026]图8示出了本技术的微透镜阵列层在小角度时的光路分布示意图；
[0027]图9示出了现有技术中的微透镜阵列层在大角度时的光路分布示意图；
[0028]图10示出了本技术的微透镜阵列层在大角度时的光路分布示意图。
[0029]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0030]10、微透镜；11、峰结构；12、基底；20、主体层；30、参考线；40、第一平面段；50、第二平面段。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0032]需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0033]在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并
不用于限制本技术。
[0034]如图2所示，为现有技术中的光扩散器的光线分布示意图。现有的光扩散器采用的微透镜阵列层的结构形态主要有两种：凹面微透镜阵列层(图中左侧)和凸面微透镜阵列层(图中右侧)。达到相同发散角时，凹面微透镜阵列层和凸面微透镜阵列层的光路对比如图中所示，凹面微透镜阵列层：大角度光线照射到相邻的微透镜发生二次折射或反射，形成杂散光，降低光场成像质量及微透镜阵列层的透光率，不利于实现大发散角光场；凸面微透镜阵列层：光线进由凸曲面进入介质后不再照射到其他曲面，可实现大发散角光场。为实现大发散角，微透镜阵列层的矢高需要较大，如图3所示。图3中微透镜阵列层的矢高b约为70微米，大矢高的微透镜阵列层光刻工艺难度较大，带来了极大的困扰：由于光刻胶必须大于微透镜阵列层的矢高，从而需要通过多次匀胶进行实现，这样就降低了整体生产效率及良率。
[0035]为了解决现有技术中的微透镜存在大发散角和生产良率难以同时兼顾的问题，本技术提供了一种微透镜、光扩散器和光学装置。
[0036]如图1、图6、图8和图10所示，微透镜10包括基底12和两个峰结构11，两个峰结构11并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微透镜，其特征在于，包括：基底(12)；两个峰结构(11)，两个所述峰结构(11)并列设置在所述基底(12)的一侧表面上，各所述峰结构(11)均包括顺次连接的两个曲面段，两个所述曲面段不相同，两个所述曲面段的连接位置向远离所述基底(12)的方向凸出，各所述峰结构(11)的高度相等。2.根据权利要求1所述的微透镜，其特征在于，两个所述峰结构(11)彼此连接的两个所述曲面段相同；和/或两个所述峰结构(11)彼此远离的两个所述曲面段相同。3.根据权利要求1所述的微透镜，其特征在于，所述曲面段包括自由曲面段和多项式曲面段中的一种。4.根据权利要求1所述的微透镜，其特征在于，所述曲面段的倾斜角度α满足：α≤70
°
。5.根据权利要求1所述的微透镜，其特征在于，所述峰结构(11)的高度h0与所述微透镜(10)的宽度L之间满足：h0/L<2。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：程治明，明玉生，王聪，贾敏，孙理斌，陈远，
申请(专利权)人：宁波舜宇奥来技术有限公司，
类型：新型
国别省市：