光学模块和测距装置制造方法及图纸

本发明专利技术在抑制设置在光学模块中的发光元件的数量的同时提高分辨率。一种光学模块，其中发光部分是具有基本结构的多个阵列结构，其中发光元件设置在具有彼此平行的相对边的矩形的每个顶点处。衍射光的衍射角是其中：在第一方向上的一边上的发光元件之间的距离是a；在与第一方向上的一边正交的第二方向上的一边上的发光元件之间的距离是b；衍射元件在n个方向上生成衍射光(其中，n是自然数)；n个方向中的一个衍射方向与在第一方向上的一边之间形成的角θx为θx＝tan

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学模块和测距装置


[0001]本技术涉及光学模块和测距装置。

技术介绍

[0002]使用光束照射目标的光学模块用于通过光的飞行时间(ToF)、对象的形状识别等来测量距离。当通过这种光学模块照射点状光时，其分辨率取决于点的数量。另一方面，已知用于校正来自目标以外的对象的反射光的影响的多路径校正技术。例如，提出了通过在均匀照射与点照射之间切换来执行多路径校正的相机系统(例如，参照专利文献1)。
[0003]引用列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：美国专利申请公开第2013/0148102号说明书

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题
[0007]如上所述，当发光元件的数量增加以便提高分辨率时，激光振荡阈值电流的贡献率增加，并且电光转换效率降低。此外，存在以窄间隔设置发光元件的限制，并且发光单元的面积增加。此外，当点的数量增加时，变得难以执行上述多路径校正。
[0008]本技术的目的是在抑制设置在光学模块中的发光元件的数量的同时提高分辨率。
[0009]解决问题的方法
[0010]根据本技术，提供了一种光学模块，包括：
[0011]发光单元，包括二维排列的发光元件；以及
[0012]衍射元件，衍射从每个发光元件照射的光束并且将光束分离成多个光束，
[0013]其中，发光单元具有基于结构的多阵列结构，在结构中，发光元件分别设置在形成四边形的顶点处，四边形的彼此相对的边彼此平行，
[0014]在第一方向上的一边上的发光元件之间的距离被设置为a，并且在与第一方向上的一边正交的第二方向上的一边上的发光元件之间的距离被设置为b，
[0015]衍射元件在n个方向(n是自然数)上生成衍射光，并且在一个衍射方向与在第一方向上的一边之间形成的角θx满足
[0016]θx＝tan
‑1(b/na)，以及
[0017]当由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别被设置为φa和φb，并且m被设置为不包括(2n+1)的整数倍的自然数时，衍射光的衍射角φx满足
[0018]φx＝m
×
sqrt{(nφa)2+φb2}/(2n+1)。
[0019]此外，根据本技术，提供了一种光学模块，包括：
[0020]发光单元，包括二维排列的发光元件；以及
[0021]衍射元件，衍射从每个发光元件照射的光束并且将光束分离成多个光束，
[0022]其中，发光单元具有基于结构的多阵列结构，在结构中，发光元件分别设置在形成
四边形的顶点处，四边形的彼此相对的边彼此平行，
[0023]在第一方向上的一边上的发光元件之间的距离被设置为a，并且在与第一方向上的一边正交的第二方向上的一边上的发光元件之间的距离被设置为b，
[0024]衍射元件在n个方向(n是自然数)上生成衍射光，并且在一个衍射方向与第一方向上的一边之间形成的角θx满足
[0025]θx＝tan
‑1{b/(n+1)a}，以及
[0026]当由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别被设置为φa和φb，并且m被设置为不包括(2n+1)的整数倍的自然数时，衍射光的衍射角φx满足
[0027]φx＝m
×
sqrt[{(n+1)φa}2+φb2]/(2n+1)。
[0028]此外，根据本技术，提供了一种光学模块，包括：
[0029]发光单元，包括二维排列的发光元件；以及
[0030]衍射元件，衍射从每个发光元件照射的光束并且将光束分离成多个光束，
[0031]其中，发光单元具有基于结构的多阵列结构，在结构中，发光元件分别设置在形成四边形的顶点处，四边形的彼此相对的边彼此平行，
[0032]在第一方向上的一边上的发光元件之间的距离被设置为a，并且在与第一方向上的一边正交的第二方向上的一边上的发光元件之间的距离被设置为b，
[0033]衍射元件在n个方向(n是自然数)上生成衍射光，并且在一个衍射方向与在第一方向上的一边之间形成的角θx满足
[0034]θx＝tan
‑1(b/a)，以及
[0035]当由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别被设置为φa和φb，并且m被设置为不包括2(2n+1)的(2n+1)的整数倍时，衍射光的衍射角φx满足
[0036]φx＝m
×
sqrt(φa2+φb2)/2。
附图说明
[0037]图1是示出根据本技术的实施方式的测距装置的整体配置的示例的框图。
[0038]图2是示出根据本技术的实施方式的照明单元的配置的示例的截面图。
[0039]图3A是示出图1中的微透镜阵列的配置的示例的示意性平面图，并且图3B是示出图1中的微透镜阵列的截面配置的示例的示意图。
[0040]图4A是示出用于均匀照射的发光单元相对于在图3A中示出的微透镜阵列的位置的示意图，并且图4B是示出用于点照射的发光单元相对于在图3A中示出的微透镜阵列的位置的示意图。
[0041]图5是用于说明根据本技术的实施方式的波束成形功能的示图。
[0042]图6是示出根据本技术的实施方式的相对于目标的照射图案的示例的示图。
[0043]图7是示出根据本技术的实施方式的从发光单元发射的光的示例的示图。
[0044]图8是示出根据本技术的实施方式的发光单元的配置的示例的截面图。
[0045]图9是示出根据本技术的实施方式的发光元件的第一结构示例的截面图。
[0046]图10是示出根据本技术的实施方式的发光元件的第二结构示例的截面图。
[0047]图11是示出根据本技术的实施方式的衍射元件的照射图案的示例的示图。
[0048]图12是示出根据本技术的第一实施方式的衍射元件的结构示例的示图。
[0049]图13是示出根据本技术的实施方式的发光单元中的发光元件的布置示例的示图。
[0050]图14是示出通过根据本技术的第一实施方式的一个发光元件的衍射光的示例的示图。
[0051]图15是示出通过根据本技术的第一实施方式的多个发光元件的衍射光的示例的示图。
[0052]图16是示出根据本技术的第一实施方式的光照射点图案(未设置衍射元件的情况)的具体示例的示图。
[0053]图17是示出根据本技术的第一实施方式的光照射点图案(m＝2)的具体示例的示图。
[0054]图18是示出根据本技术的第一实施方式的光照射点图案(m＝4)的具体示例的示图。
[0055]图19是示出根据本技术的第二实施方式的衍射元件的结构示例的示图。
[0056]图20是示出通过根据本技术的第二实施方式的一个发光元件的衍射光的示例的示图。
[0057]图21是示出通过根据本技术的第二实施方式的多个发光元件的衍射光的示例的示图。
[0058]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学模块，包括：发光单元，包括二维排列的发光元件；以及衍射元件，衍射从每个所述发光元件照射的光束并将所述光束分离成多个光束，其中，所述发光单元具有基于结构的多阵列结构，在所述结构中，所述发光元件分别设置在形成四边形的顶点处，所述四边形的彼此相对的边彼此平行，在第一方向上的一边上的所述发光元件之间的距离被设置为a，并且在与所述第一方向上的一边正交的第二方向上的一边上的所述发光元件之间的距离被设置为b，所述衍射元件在n个方向(n是自然数)上生成衍射光，并且在一个衍射方向与在所述第一方向上的一边之间形成的角θx满足θx＝tan
‑1(b/na)，以及当由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别被设置为φa和φb，并且m被设置为不包括(2n+1)的整数倍的自然数时，衍射光的衍射角φx满足φx＝m
×
sqrt{(nφa)2+φb2}/(2n+1)。2.一种光学模块，包括：发光单元，包括二维排列的发光元件；以及衍射元件，衍射从每个所述发光元件照射的光束并将所述光束分离成多个光束，其中，所述发光单元具有基于结构的多阵列结构，在所述结构中，所述发光元件分别设置在形成四边形的顶点处，所述四边形的彼此相对的边彼此平行，在第一方向上的一边上的所述发光元件之间的距离被设置为a，并且在与所述第一方向上的一边正交的第二方向上的一边上的所述发光元件之间的距离被设置为b，所述衍射元件在n个方向(n是自然数)上生成衍射光，并且在一个衍射方向与在所述第一方向上的一边之间形成的角θx满足θx＝tan
‑1{b/(n+1)a}，以及当由发光间距离a和b生成的两个光束的角度差分别被设置为φa和φb，并且m被设置为不包括(2n+1)的整数倍的自然数时，衍射光的衍射角φx满足φx＝m
×
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【专利技术属性】
技术研发人员：大岩达矢，小林高志，木村基，徐嘉伦，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：