一种感测装置制造方法及图纸

本申请提供了一种感测装置，用于感测被测目标物的三维信息，其包括光学投影模组及感测模组。所述光学投影模组包括光束调制元件及光源结构。所述光源结构包括发出第一光束的第一发射部及发出第二光束的第二发射部。所述第一发射部及第二发射部形成在同一个半导体基底上或相互连接以集成为整体结构。所述光束调制元件包括对应第一发射部设置的扩散部及对应第二发射部设置的图案化部。所述扩散部用于将第一光束扩散形成光强均匀分布的泛光光束。所述图案化部用于将第二光束的光场进行重新排布形成能够在被测目标物上投射出预设图案的图案光束。所述感测模组通过分析所述预设图案随被测目标物立体形状的变化情况来感测被测目标物的三维信息。

A sensing device

This application provides a sensing device for sensing three-dimensional information of the object under test, including an optical projection module and a sensing module. The optical projection module comprises a beam modulating element and a light source structure. The light source structure includes a first emitter that emits a first beam and a second emitter that emits a second beam. The first transmitter and the second transmitter are formed on the same semiconductor substrate or interconnected to form an integrated whole structure. The beam modulating element comprises a diffusion part corresponding to the first transmitting part and a patterning part corresponding to the second transmitting part. The diffuser is used to diffuse the first light beam to form a floodlight beam with uniformly distributed light intensity. The patterning unit is used to rearrange the light field of the second beam to form a patterned beam capable of projecting a preset pattern on the object under test. The sensing module senses the three-dimensional information of the measured object by analyzing the change of the preset pattern with the three-dimensional shape of the measured object.

【技术实现步骤摘要】
一种感测装置
本申请属于光学
，尤其涉及一种感测装置。
技术介绍
现有的三维(ThreeDimensional,3D)感测模组通常需要分别设置泛光发射器和光图案发射器来配合实现3D感测。然而，所述分别设置的泛光发射器和光图案发射器，不仅会增加成本，而且所占体积较大也影响了使用该3D感测模组设备的小型化设计。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题在于提供一种感测装置，可以高度集成泛光和光图案投射功能，达成小型化及降低成本的有益效果。本申请实施方式提供一种感测装置，用于感测被测目标物的三维信息，其包括光学投影模组及感测模组。所述光学投影模组包括光束调制元件及光源结构。所述光源结构包括发出第一光束的第一发射部及发出第二光束的第二发射部。所述第一发射部及第二发射部形成在同一个半导体基底上或相互连接以集成为整体结构。所述光束调制元件包括扩散部及图案化部。所述扩散部对应光源结构的第一发射部进行设置，用于将所述第一光束扩散形成光强均匀分布的泛光光束。所述图案化部对应光源结构的第二发射部进行设置，用于将所述第二光束的光场进行重新排布形成能够在被测目标物上投射出预设图案的图案光束。所述感测模组通过分析所述预设图案随被测目标物立体形状的变化情况来感测被测目标物的三维信息。在某些实施方式中，所述第一发射部包括多个用于发射第一光束的第一发光体。所述第二发射部包括多个用于发射第二光束的第二发光体。所述第一发光体和第二发光体形成在同一个半导体基底上并可分别被独立地控制发光。所述半导体基底上定义出位于半导体基底中部的第一发光区域以及围绕所述第一发光区域设置的第二发光区域。在某些实施方式中，所述第一发光体在半导体基底上按照预设的相同间隔均匀分布。所述第二发光体在半导体基底上不规则分布或者按照预设的相同间隔均匀分布。在某些实施方式中，所述第一发光体形成在半导体基底的第一发光区域内。所述第二发光体形成在半导体基底的第二发光区域内。在某些实施方式中，所述第一发光体形成在半导体基底的第二发光区域内。所述第二发光体形成在半导体基底的第一发光区域内。在某些实施方式中，所述第一发光区域为矩形。所述第二发光区域对应设置在第一发光区域的四个边角处。在某些实施方式中，所述第二发光区域为在所述第一发光区域外包围所述第一发光区域一圈的框形区域。所述第一发光区域与第二发光区域之间最小间距D的大小满足条件其中H为光源结构的发光面与设置在光源结构上方顺序排列的第一个光学元件之间的距离，θ为从第一发光区域和第二发光区域所发出光束的最大发散角度。在某些实施方式中，所述第一发光区域为位于半导体基底中部的矩形。所述第二发光区域为所述半导体基底形成有发光体的表面上除了第一发光区域以外的其他区域。在某些实施方式中，所述第一发射部包括形成在一第一半导体基底上的第一发光体及导光板。所述导光板包括入光面及出光面。所述第一发光体对应导光板的入光面设置。所述第二发射部设置在导光板出光面的中间位置。所述第二发射部包括形成在一第二半导体基底上的一个或多个第二发光体。在某些实施方式中，所述多个第二发光体在第二半导体基底上不规则分布。在某些实施方式中，所述多个第二发光体在第二半导体基底上按照预设的相同间隔均匀地排布。在某些实施方式中，所述第二发射部包括一个形成在半导体基底中部的第二发光体。所述第一发射部包括多个围绕所述第一发光体对称分布的第一发光体。所述第一发光体及第二发光体形成在同一个半导体基底上并分别被独立地控制发光。所述第一发光体和第二发光体均为单孔宽面型垂直腔面发射激光器。在某些实施方式中，所述第二发射部包括多个不规则分布在半导体基底中部的第二发光体。所述第一发射部包括围绕所述多个第二发光体所在区域对称分布的多个第一发光体。所述第一发光体及第二发光体形成在同一个半导体基底上并分别被独立地控制发光，所述第一发光体为单孔宽面型垂直腔面发射激光器。所述第二发光体为多个垂直腔面发射激光器组成的发光阵列。在某些实施方式中，所述第一发光体的单孔宽面型垂直腔面发射激光器的发光面形状可以为矩形或直角框条形。在某些实施方式中，所述第二光束经由图案化部重新排布光场后形成的预设图案选自不规则分布光斑图案、规则排布的条纹状图案、以及沿不同方向相互交叉的规则网格图案的图案光束中的一种及其组合。在某些实施方式中，所述光束调制元件的图案化部及扩散部形成在同一个透明基板上。在某些实施方式中，所述光束调制元件的扩散部和图案化部分别形成在不同的透明基板上。所述形成有图案化部的透明基板定义为图案化基板。所述扩散基板与图案化部对应的区域保持透光。所述图案化基板与扩散部对应的区域保持透光。在某些实施方式中，所述图案化部的功能通过在透明基板上的对应位置形成特定的图案化光学纹路来实现。所述图案化光学纹路选自衍射光学纹路、光学微透镜阵列、光栅中的一种及其组合。在某些实施方式中，所述光学投影模组还包括光路导向元件。所述光路导向元件设置在光源结构与光束调制元件之间并与所述光源结构的第一发射部的出光面对应的位置处。所述光路导向元件用于将第一发射部呈发散状出射的第一光束引导照射到所述光束调制元件的扩散部。本申请实施方式所提供的感测装置将投射泛光光束和图案光束的发射器集成在一起，不仅体积更小有利于设备的外观设计，而且也进一步减少了器件的成本。本申请实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请实施方式的实践了解到。附图说明图1是本申请第一实施方式提供的光源结构的俯视图。图2是本申请第二实施方式提供的光源结构的俯视图。图3是本申请第三实施方式提供的光源结构的俯视图。图4是图3中的光源结构沿IV-IV线的剖视图以及所述光源结构与上方顺序排列的第一个光学元件的位置关系示意图。图5是本申请第四实施方式提供的光源结构的俯视图。图6是本申请第五实施方式提供的光源结构的俯视图。图7是本申请第六实施方式提供的光源结构的俯视图。图8是图7中的光源结构沿VIII-VIII线的剖视图。图9是本申请第七实施方式提供的光源结构的俯视图。图10是本申请第八实施方式提供的光源结构的俯视图。图11是本申请第九实施方式提供的光学投影模组的结构示意图。图12是图11中所述光学投影模组的光束调制元件结构随光源结构变化的示意图。图13是图11中的光学投影模组的光束调制元件的透明基板上的检测线路的示意图。图14是本申请第十实施方式提供的光学投影模组的结构示意图。图15是本申请第十一实施方式提供的光学投影模组的结构示意图。图16是本申请第十二实施方式提供的感测装置的结构示意图。图17是图16中所述感测装置的功能模块示意图。图18是本申请第十三实施方式提供的设备的结构示意图。具体实施方式本专利技术专利申请要求申请日为2018年7月30日、申请号为201810854491.4、专利技术名称为“一种光源结构、光学投影模组、生物识别装置及设备”的在先申请的国内优先权，该件申请的所有内容在此作为参考。下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感测装置，用于感测被测目标物的三维信息，其包括光学投影模组及感测模组，所述光学投影模组包括光束调制元件及光源结构，所述光源结构包括发出第一光束的第一发射部及发出第二光束的第二发射部，所述第一发射部及第二发射部形成在同一个半导体基底上或相互连接以集成为整体结构，所述光束调制元件包括扩散部及图案化部，所述扩散部对应光源结构的第一发射部进行设置，用于将所述第一光束扩散形成光强均匀分布的泛光光束，所述图案化部对应光源结构的第二发射部进行设置，用于将所述第二光束的光场进行重新排布形成能够在被测目标物上投射出预设图案的图案光束，所述感测模组通过分析所述预设图案随被测目标物立体形状的变化情况来感测被测目标物的三维信息。

【技术特征摘要】
2018.07.30 CN 20181085449141.一种感测装置，用于感测被测目标物的三维信息，其包括光学投影模组及感测模组，所述光学投影模组包括光束调制元件及光源结构，所述光源结构包括发出第一光束的第一发射部及发出第二光束的第二发射部，所述第一发射部及第二发射部形成在同一个半导体基底上或相互连接以集成为整体结构，所述光束调制元件包括扩散部及图案化部，所述扩散部对应光源结构的第一发射部进行设置，用于将所述第一光束扩散形成光强均匀分布的泛光光束，所述图案化部对应光源结构的第二发射部进行设置，用于将所述第二光束的光场进行重新排布形成能够在被测目标物上投射出预设图案的图案光束，所述感测模组通过分析所述预设图案随被测目标物立体形状的变化情况来感测被测目标物的三维信息。2.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于：所述第一发射部包括多个用于发射第一光束的第一发光体，所述第二发射部包括多个用于发射第二光束的第二发光体，所述第一发光体和第二发光体形成在同一个半导体基底上并可分别被独立地控制发光，所述半导体基底上定义出位于半导体基底中部的第一发光区域以及围绕所述第一发光区域设置的第二发光区域。3.如权利要求2所述的感测装置，其特征在于：所述第一发光体在半导体基底上按照预设的相同间隔均匀分布，所述第二发光体在半导体基底上不规则分布或者按照预设的相同间隔均匀分布。4.如权利要求3所述的感测装置，其特征在于：所述第一发光体形成在半导体基底的第一发光区域内，所述第二发光体形成在半导体基底的第二发光区域内；或所述第一发光体形成在半导体基底的第二发光区域内，所述第二发光体形成在半导体基底的第一发光区域内。5.如权利要求4所述的感测装置，其特征在于：所述第一发光区域为矩形，所述第二发光区域对应设置在第一发光区域的四个边角处。6.如权利要求4所述的感测装置，其特征在于：所述第二发光区域为在所述第一发光区域外包围所述第一发光区域一圈的框形区域，所述第一发光区域与第二发光区域之间最小间距D的大小满足条件其中H为光源结构的发光面与设置在光源结构上方顺序排列的第一个光学元件之间的距离，θ为从第一发光区域和第二发光区域所发出光束的最大发散角度。7.如权利要求4所述的感测装置，其特征在于：所述第一发光区域为位于半导体基底中部的矩形，所述第二发光区域为所述半导体基底形成有发光体的表面上除了第一发光区域以外的其他区域。8.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于：所述第一发射部包括形成在一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小明，
申请(专利权)人：深圳阜时科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44