含有晶圆透镜的光学投影装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
含有晶圆透镜的光学投影装置
本技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，本技术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。本技术还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；晶圆级光束生成系统，包括至少一个晶圆透镜和晶圆组合光学元件，用于接收所述光源发射的光束，并向外投射图案化光束；其中，所述晶圆透镜和所述晶圆组合光学元件封装在透光或不透光的外壳中，并对齐外壳边缘；其中，所述晶圆组合光学元件包括设置在透明基板一侧的晶圆透镜部分和设置在透明基板另一侧的晶圆级衍射光学元件；所述晶圆透镜部分与所述晶圆透镜构成透镜系统。优选地，所述透镜系统的光学元件表面附着有透过率相同或不相同的选择性透过薄膜。本技术的有益效果为：提供一种含有晶圆透镜的光学投影装置，一方面，光学投影装置的透镜系统由晶圆透镜或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；另一方面，通过外壳封装晶圆透镜的办法，降低光源、晶圆透镜、普通透镜之间的准直难度，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。附图说明图1是本技术实施例中晶圆透镜阵列的俯视图。图2是本技术实施例中单个晶圆透镜的结构示意图。图3是本技术实施例中晶圆透镜的外壳封装示意图。图4是本技术实施例中外壳封装后的晶圆透镜的结构示意图；图5是本技术实施例中一种含有晶圆透镜的发光单元。图6是本技术实施例中一种实施例的光学投影装置。图7是本技术实施例中又一种实施例的光学投影装置。图8是本技术实施例中再一种实施例的光学投影装置。其中，1000-晶圆透镜阵列板，2000-晶圆透镜，2100-晶圆组合光学元件，3000-晶圆透镜阵列，4000-发光单元，5000-透镜系统，5100-透镜系统，5200-晶圆级光束生成系统，6000-光学投影装置，7000-光学投影装置，8000-光学投影装置，100-基底，110-衍射光源，200-透明基板，210-第一透镜，220-第二透镜，230-封装外壳，300-镜筒，301-第一镜筒，302-第二镜筒，400-光学透镜，410-晶圆透镜部分，500-DOE，510-晶圆级DOE，600-透明盖板，701、702、703-选择性透过薄膜，10-上模块，11-缺口，20-下模块，21-缺口。具体实施方式下面结合附图通过具体实施例对本技术进行详细的介绍，以使更好的理解本技术，但下述实施例并不限制本技术范围。另外，需要说明的是，下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构思，附图中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形状、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。晶圆透镜阵列一般包括透明基板部分和分布在该透明基板表面的透镜部分，其中透镜部分可以以任意方式分布在透明基板表面。比如，一种实施方式中，参阅图1，多个透镜210以二维阵列的方式均匀分布在透明基板200表面。作为晶圆透镜或晶圆透镜阵列的一部分，其作用决定着透镜210与透明基板200必须具有相同的光学特性，即制作透镜210的材质与透明基板200需要具有相同或相近的光学属性。此外，性能突出的晶圆透镜或晶圆透镜阵列，还要求透镜210与透明基板200的折射率之差小于0.01或者其阿贝系数之差小于5。可以理解的，更小的折射率差值或更小的阿贝系数差值，有利于降低晶圆透镜或晶圆透镜阵列的色散，从而提升晶圆透镜或晶圆透镜阵列的成像或准直能力。一般地，晶圆透镜阵列的制造流程包括：(1)在透明基板的表面，滴上适量熔融状态的可固化树脂(比如，丙烯酸树脂或环氧树脂)；(2)将预先设计的转印模具，压印熔融状态的树脂，以便树脂对模具进行仿形；(3)利用紫外线或者其他合适的光束，照射转印模具以及树脂，固化树脂；(4)剥离模具，并对仿形的透镜部分进行必要的打磨加工，最终获得原始的晶圆透镜阵列板1000。应当理解的是，加工透明基板的材质，优选与制作透镜的材质一致。此外，在一些等效的实施例中，透明基板和透镜的材质也可以选用玻璃或者其他合适的材料代替。需要强调的是，转印模具对透镜部分进行塑形后，其具体的固化的手段，必须根据仿形材质本身的属性而定；比如，当制作透镜部分的材质为玻璃时，可以通过风冷的办法固化透镜部分。进一步地，针对晶圆透镜或晶圆透镜阵列的具体用途，可以在透镜基板的下表面制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有晶圆透镜的光学投影装置，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种含有晶圆透镜的光学投影装置，其特征在于，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。2.如权利要求1所述的含有晶圆透镜的光学投影装置，其特征在于，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。3.如权利要求2所述的含有晶圆透镜的光学投影装置，其特征在于，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。4.如权利要求1所述的含有晶圆透镜的光学投影装置，其特征在于，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基板边缘。5.如权利要求1所述的含有晶圆透镜的光学投影装置，其特征在于，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。6.如权利要求1所述的含有晶圆透镜的光学投影装置，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓想全，许星，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44