TOF模组、智能设备和光学扩散器的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种TOF模组、智能设备和光学扩散器的制作方法。TOF模组包括：发射端组件，发射端组件包括顺次设置的VCSEL光源和光学扩散器，光学扩散器位于VCSEL光源的出射侧；接收端组件；导光柱，导光柱为一个或多个，至少一个导光柱设置在发射端组件中且位于发射端组件的出口处。本发明专利技术解决了现有技术中的TOF模组存在出口孔径大的问题。模组存在出口孔径大的问题。模组存在出口孔径大的问题。

【技术实现步骤摘要】
TOF模组、智能设备和光学扩散器的制作方法


[0001]本专利技术涉及人工智能三维成像设备
，具体而言，涉及一种TOF模组、智能设备和光学扩散器的制作方法。

技术介绍

[0002]双目、结构光和TOF模组这三种成像方式是目前各大厂商实现3D成像的主流选择，以上三种3D成像方式中，双目精度较低，结构光结构复杂且成本高，而TOF模组有足够的精度且成本稍低，已有流行推广的趋势。
[0003]随着手机领域不断更新换代，全面屏手机逐渐成为了大众选择手机的主要因素，全面屏是手机业界对于超高屏占比手机设计的一个定义。从字面上解释就是手机的正面全部都是屏幕，手机的四个边框位置都是采用无边框设计，追求接近100％的屏占比。全面屏手机首先是提升了手机的颜值，让手机看上去更有科技感，另外同样使得机身正面的面积可以容纳更大的屏幕，对于视觉体验有着显著的提升。但由于受限于技术，业界宣称的全面屏手机暂时只是超高屏占比的手机，没有能做到手机正面屏占比100％的手机。业内所说的全面屏手机是指真实屏占比可以达到80％以上，拥有超窄边框设计的手机。
[0004]全面屏手机面临着种种设计上以及制造工艺上的难点，比如听筒、前置摄像头的位置，如何解决正面指纹识别的问题，另外就是制造成本的增加，由于制作工艺难度的增加促使最终产品售价要比一般的手机高出不少。综上，如果要做到正面全是屏幕，就有几个部件需要解决，如前置摄像头、手机听筒、距离感应器(打电话的时候防止脸部误触)需要消除掉。但是受限于当前的技术和群众需求，至少前置摄像头是需要保留的。但是现有技术中前置摄像头的TOF模组的发射端的出口和接收端的入口孔径相对较大，这样将TOF模组应在产品上时的占用面积过大，屏幕占有率低，不能实现真正的全面屏。
[0005]也就是说，现有技术中的TOF模组存在出口孔径大的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种TOF模组、智能设备和光学扩散器的制作方法，以解决现有技术中的TOF模组存在出口孔径大的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种TOF模组，包括：发射端组件，发射端组件包括顺次设置的VCSEL光源和光学扩散器，光学扩散器位于VCSEL光源的出射侧；接收端组件；导光柱，导光柱为一个或多个，至少一个导光柱设置在发射端组件中且位于发射端组件的出口处。
[0008]进一步地，导光柱的外壁面设置有遮光涂层。
[0009]进一步地，当导光柱为多个时，至少一个导光柱设置在接收端组件中且位于接收端组件的入口处，接收端组件沿光线入射方向依次包括聚焦透镜、滤波片和探测器，聚焦透镜远离滤波片的一侧为接收端组件的入口处。
[0010]进一步地，光学扩散器包括：基底层；微透镜阵列层，微透镜阵列层为一个或多个，
至少一个微透镜阵列层设置在基底层的一侧表面，微透镜阵列层包括多个微透镜，各微透镜的表面为自由曲面。
[0011]进一步地，多个导光柱包括第一导光柱和第二导光柱，第一导光柱位于发射端组件的出口处，第二导光柱位于接收端组件的入口处，第一导光柱远离光学扩散器的一侧的表面积小于光学扩散器朝向第一导光柱的一侧的表面积；和/或第二导光柱远离聚焦透镜的一侧的表面积小于聚焦透镜朝向第二导光柱的一侧的表面积。
[0012]进一步地，多个导光柱包括第一导光柱和第二导光柱，第一导光柱位于发射端组件的出口处，第二导光柱位于接收端组件的入口处，第一导光柱和第二导光柱中的至少一个为空心结构。
[0013]进一步地，当第一导光柱为空心结构时，第一导光柱的内壁面具有反射层。
[0014]进一步地，第一导光柱为空心结构，第二导光柱为实心结构；或者第一导光柱为实心结构，第二导光柱为空心结构；或者第一导光柱和第二导光柱均为空心结构。
[0015]进一步地，导光柱的形状包括圆锥体、圆柱体、长方体、自由曲面旋转体中的一种；和/或导光柱的材料包括金属、玻璃和塑料中的一种。
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供了一种智能设备，包括：上述的TOF模组；显示屏，显示屏具有光线出射孔和光线入射孔，TOF模组的发射端组件的出口与光线出射孔对应，TOF模组的接收端组件的入口与光线入射孔对应。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供了一种光学扩散器的制作方法，光学扩散器为上述的TOF模组中的光学扩散器，包括：步骤S1：获取衬底，在衬底上采用电子束刻蚀加工出预设结构，以形成模板；步骤S2：获取待加工材料，在待加工材料的表面涂光刻胶，然后将模板压置在待加工材料具有光刻胶的一侧表面，以使模板的预设结构转移到待加工材料的光刻胶上；步骤S3：采用紫外光进行固化处理，固化处理后，移开模板，对待加工材料的光刻胶进行刻蚀处理，以形成光学扩散器。
[0018]应用本专利技术的技术方案，TOF模组包括发射端组件、接收端组件和导光柱，发射端组件包括顺次设置的VCSEL光源和光学扩散器，光学扩散器位于VCSEL光源的出射侧；导光柱为一个或多个，至少一个导光柱设置在发射端组件中且位于发射端组件的出口处。
[0019]至少一个导光柱设置在发射端组件中且位于发射端组件的出口处，这样设置使得导光柱起到了聚光的作用，使得VCSEL光源发射的光线通过光学扩散器进行扩散后，大部分光线汇聚到导光柱内，光线在导光柱内经过多次反射后从小孔出射，从而减小发射端组件出口处的孔径，缩小了出光面积，进而缩小屏幕的开孔面积，大大提高了屏幕占有率。另外，该导光柱还能够增加匀光设计的自由变量，有利于提高发射端组件的照度均匀性。
附图说明
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1示出了本专利技术的一个可选实施例的TOF模组的结构示意图；
[0022]图2示出了图1中的TOF模组的发射端组件的结构示意图；
[0023]图3示出了图1中的TOF模组的接收端组件的结构示意图；
[0024]图4示出了本专利技术的TOF模组的导光柱的多种形态；
[0025]图5示出了一个可选实施例的TOF模组的发射端组件的空心的导光柱的光路示意图；
[0026]图6示出了一个可选实施例的TOF模组的发射端组件的实心的导光柱的光路示意图；
[0027]图7示出了一个可选实施例的TOF模组的接收端组件的空心的导光柱的光路示意图；
[0028]图8示出了一个可选实施例的TOF模组的接收端组件的实心的导光柱的光路示意图；
[0029]图9示出了本专利技术的一个可选实施例的智能设备的结构示意图。
[0030]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0031]10、发射端组件；11、VCSEL光源；12、光学扩散器；20、接收端组件；21、聚焦透镜；22、滤波片；23、探测器；30、导光柱；31、第一导光柱；32、第二导光柱；40、显示屏；41、光线出射孔；4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TOF模组，其特征在于，包括：发射端组件(10)，所述发射端组件(10)包括顺次设置的VCSEL光源(11)和光学扩散器(12)，所述光学扩散器(12)位于所述VCSEL光源(11)的出射侧；接收端组件(20)；导光柱(30)，所述导光柱(30)为一个或多个，至少一个所述导光柱(30)设置在所述发射端组件(10)中且位于所述发射端组件(10)的出口处。2.根据权利要求1所述的TOF模组，其特征在于，所述导光柱(30)的外壁面设置有遮光涂层。3.根据权利要求1所述的TOF模组，其特征在于，当所述导光柱(30)为多个时，至少一个所述导光柱(30)设置在所述接收端组件(20)中且位于所述接收端组件(20)的入口处，所述接收端组件(20)沿光线入射方向依次包括聚焦透镜(21)、滤波片(22)和探测器(23)，所述聚焦透镜(21)远离所述滤波片(22)的一侧为所述接收端组件(20)的入口处。4.根据权利要求1所述的TOF模组，其特征在于，所述光学扩散器(12)包括：基底层；微透镜阵列层，所述微透镜阵列层为一个或多个，至少一个所述微透镜阵列层设置在所述基底层的一侧表面，所述微透镜阵列层包括多个微透镜，各所述微透镜的表面为自由曲面。5.根据权利要求3所述的TOF模组，其特征在于，多个所述导光柱(30)包括第一导光柱(31)和第二导光柱(32)，所述第一导光柱(31)位于所述发射端组件(10)的出口处，所述第二导光柱(32)位于所述接收端组件(20)的入口处，所述第一导光柱(31)远离所述光学扩散器(12)的一侧的表面积小于所述光学扩散器(12)...

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