[发明专利]一种可调发散角的3D传感照明光源

说明书

本发明涉及一种可调发散角的3D传感照明光源，包括阵列发光光源，设置能够变焦的光学散射体和封装外壳，阵列发光光源设于光学散射体器件上方，封装外壳固定阵列发光光源和光学散射体器件的位置，保持阵列发光光源和光学散射体器件之间的空间间隔和相对姿态；光学散射体器件朝向阵列发光光源的表面设置有散射体结构，可增大阵列发光光源所发出光束的发散角，通过光学散射体器件的变焦调整输出最终所需的光束发散角。本发明将光学散射体结构和变焦透镜相结合，可实现3D传感的匀化、可调发散角的照明光源。由于是在散射体上重新设计和处理，有效节省了TOF模组的使用成本，不会增加过多的使用空间，可满足便携式智能终端的内部空间的技术需求。

技术领域

本发明属于3D成像/传感技术领域，具体涉及一种可调发散角的3D传感照明光源。

背景技术

飞行时间(TOF)探测法现在已经成为主流的3D成像/传感解决方案。随着技术发展与成熟，越来越多的如手机的智能终端上开始使用TOF镜头模组以后，TOF模组逐渐成为智能终端的标准配置。

传统的测距技术分为双向测距技术和单向测距技术。TOF探测方法使用了双向测距技术，它主要利用光信号在两个异步收发机(Transceiver)(或被反射面)之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。在TOF探测模组里，需要在发射端使用一种能够覆盖目标区域的微型化照明光源，目前主流商用模组的技术路线是采用光学衍射原理或折射原理的散射体(Diffuser)器件，结合光源芯片阵列(如垂直发散激光二极管VCSEL、半导体发光二极管LED等)，实现大发散角、大区域覆盖的3D传感所需的匀化照明。

随着手机等智能终端双镜头、多镜头成像技术的发展，各手机厂商开始增添配置超宽广角镜头、长焦镜头等，从而使手机能对更大视场角范围或更远距离范围的拍照。传统的TOF模组照明光源的散射体器件是单一固定的发散角设计，因而只适用于固定视场角的应用需求。对于广角、长焦等视场角变化范围较大的成像应用，传统固定发散角的TOF照明光源将难以匹配多镜头成像时的距离探测需求，使用时可能会存在视场区域过度覆盖或者无法覆盖的情况，导致TOF模组照明光源功率的无效浪费。本发明提出设计一款包含有能够变焦的散射体器件的TOF模组照明光源解决方案，可方便地精确控制和调节TOF模组照明光源的输出发散角。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，通过在将光学散射体与可变焦透镜模组相结合，实现一种可精确控制调节出射发散角的TOF模组照明光源，从而能根据需要灵活控制TOF模组照明光源的发散角输出，匹配不同的拍摄应用场景需求。

本发明技术方案提供一种可调发散角的3D传感照明光源，包括阵列发光光源1，设置能够变焦的光学散射体器件2和封装外壳3，阵列发光光源1设于光学散射体器件2上方，封装外壳3固定阵列发光光源1和光学散射体器件2的位置，保持阵列发光光源1和光学散射体器件2之间的空间间隔和相对姿态；光学散射体器件2朝向阵列发光光源1的表面设置有散射体结构，增大阵列发光光源1所发出光束的发散角，通过光学散射体器件2的变焦来调整输出最终所需的光束发散角。

而且，所述能够变焦的光学散射体器件2采用电润型液体透镜变焦结构实现，包括保护玻璃封窗22、26，散射体结构21，电解液体27，绝缘液体28，导电电极23、25，以及绝缘体间隔24，保护玻璃封窗22设置在上层，保护玻璃封窗26设置在下层，中层边缘设置导电电极23和25，绝缘体间隔24设置在导电电极23和25之间，内部填充电解液体27和绝缘液体28；散射体结构21设置在保护玻璃封窗22外表面。

而且，通过导电电极23和25所加载的电压控制，所产生的电浸润效应将使得两种液体27和28的界面轮廓曲率半径发生变换，加载的不同电压值对应产生不同的光学变焦焦距，进而输出不同的发散角。

而且，电解液体采用NaCl溶液，绝缘液体采用硅油。