[发明专利]含有晶圆透镜的光学投影装置

说明书

本发明提供一种含有晶圆透镜的光学投影装置，包括，光源，固定在基底上，用于发射光束；透镜系统，包括至少一个晶圆透镜，或者还包括普通光学透镜，设置在所述基底上方，用于接收所述光源发射的光束并向外投射平行光束；衍射光学元件，设置在所述透镜系统的上方，接收所述平行光束并向外投射图案化光束。光学投影装置的透镜系统由晶圆透镜或者晶圆透镜和普通光学透镜构成，有利于进一步缩小透镜系统的空间尺寸，以便实现结构紧凑的光学投影装置；通过外壳封装晶圆透镜的办法，降低光源、晶圆透镜、普通透镜之间的对准难度，在确保光学投影装置产能的同时，保证光学投影装置所投射图案化光束的质量。

技术领域

本发明涉及光学及光电子学领域，尤其涉及一种含有晶圆透镜的光学投影装置。

背景技术

集成了光学投影装置以及图像采集装置的深度相机可以应用于生活的各个领域。例如，目标3D扫描、场景建模、手势交互等。区别于传统的RGB相机，深度相机可以获取目标的深度信息，正逐步受到各行各业的重视。例如利用深度相机与电视、电脑等结合可以实现体感游戏以达到游戏健身二合一的效果，微软的KINECT、奥比中光的ASTRA是其中的代表。另外，谷歌的tango项目致力于将深度相机带入移动设备，如平板、手机，以此带来完全颠覆性的用户体验，比如可以实现非常真实的AR游戏体验，可以使用其进行室内地图创建、导航等功能。

深度相机中的核心部件是光学投影装置，随着应用的不断扩展，光学投影装置将向越来越小的体积以及越来越高的性能不断进化。通过植入微型光学组件，局部或整体缩减体积，成为了小型光学投影装置的必然的发展趋势。

微型光学组件的制作类似于集成芯片的制作工艺，也可以通过半导体的制造工艺及技术实现晶圆量级。诸如晶圆级透镜系统，是建立在复数晶圆上，通过层叠的方式，形成完整的透镜系统。虽然该透镜具有理想的体积结构，但是晶圆透镜之间的对准变得相对复杂，从而导致微型光学组件的产能不高，良率低下。

发明内容

本发明为了改进光学投影装置中的晶圆透镜系统产能不高、良率低的技术问题，提供一种含有晶圆透镜的光学投影装置。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下所述：

一种含有晶圆透镜的光学投影装置，包括，光源，固定在基底上，用于发射光束；透镜系统，包括晶圆透镜和普通光学透镜，通过镜筒设置在所述基板上方，用于接收所述光源发射的光束并向外投射平行光束；衍射光学元件，设置在所述透镜系统的上方，接收所述平行光束并向外投射图案化光束。

优选地，所述晶圆透镜包括透明基板部分和透镜部分；所述透镜部分设置在所述透明基板部分的表面；所述晶圆透镜通过形塑模具包裹有透光或不透光的封装外壳。

优选地，所述晶圆透镜通过所述封装外壳的边缘对齐所述基底边缘；所述封装外壳通过光固化胶、热固化胶或螺栓中的至少一种方式与所述基板黏合、固定。

优选地，所述光学透镜镶嵌、黏合于所述镜筒内，并通过所述镜筒的边缘对齐所述基板边缘。

优选地，包括至少两组层叠的所述透镜系统，所述层叠的透镜系统中的晶圆透镜对齐所述晶圆透镜的封装外壳的边缘。

优选地，所述光源包括一维光源阵列或二维光源阵列排布的子光源；所述透镜系统包括晶圆透镜阵列和普通光学透镜。

优选地，所述晶圆透镜阵列通过形塑模具包裹在封装外壳内；所述形塑模具依据所述光源的子光源分布设计；所述光源的子光源与所述晶圆透镜阵列的子透镜是一对一的关系或一对多的关系。

优选地，包括至少两组层叠的透镜系统，所述层叠的透镜系统中的晶圆透镜阵列对齐所述晶圆透镜阵列的封装外壳的边缘。