本申请涉及一种出光模组及TOF成像装置，该出光模组包括用于发射光束的光源、具有负光焦度的第一透镜、及具有正光焦度的第二透镜，第一透镜和第二透镜相隔设置且光源和第二透镜相对设置在第一透镜两侧；光束经第一透镜扩散后射向第二透镜会聚，延长了光束的照射距离，从而使在出光孔位置处的光束的口径减小，减小出光模组的尺寸，以较小的体积达到较大的发散角，满足目前电子设备小型化的要求，同时减少光束的能量损耗，提高TOF成像装置的探测距离和成像质量。第一透镜和第二透镜的面型为变形非球面，可以通过调整第一透镜和第二透镜参数来消除阵列激光光源的光源像并调整所得到的光场分布，同时改变出光孔的尺寸，得到较大的视场角。大的视场角。大的视场角。
【技术实现步骤摘要】
出光模组及TOF成像装置
[0001]本技术涉及一种出光模组及TOF成像装置，属于三维感知领域。
技术介绍
[0002]TOF(Time of flight，飞行时间)技术可以进行三维感知与距离测量。其中，ITOF(indirect time of flight，即间接测量飞行时间)技术通过测量相位偏移的方法进行一个物体不同点的深度信息的获取。
[0003]ITOF包括发光模块与接收模块，其中，发光模块出射特定的具有大视场的光场信息，接收模块接收从待测物体上反射回来的光场信息，通过相位差值算法计算出待测物体各个点的深度信息。
[0004]目前，电子设备逐渐小型化，应用于其上的ITOF需要向小型化发展。目前的ITOF需要出光孔进行出光，但是出光孔的孔径都较大，需要5mm以上才能使所有的光都从出光孔中出射，如果不足5mm则会带来大量的反射杂散光。如果要满足出光孔的孔径较小的需求，则视场角会大幅度减小，降低ITOF感知深度信息的范围。ITOF无法做到满足需求的尺寸。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于提供一种体积小、具有较小出光孔径、且具有较大的发散角，满足目前电子设备小型化的需求的出光模组。
[0006]为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种出光模组，适应于TOF成像装置，所述出光模组包括：
[0007]光源，用于发射光束；
[0008]第一透镜，具有负光焦度；
[0009]第二透镜，具有正光焦度；
[0010]所述第一透镜和所述第二透镜相隔设置且所述光源和所述第二透镜相对设置在所述第一透镜两侧，所述光束经所述第一透镜扩散后射向所述第二透镜，所述第一透镜具有靠近所述光源设置的第一透镜面和远离所述光源设置的第二透镜面，所述第二透镜具有靠近所述光源设置的第三透镜面和远离所述光源设置的第四透镜面；
[0011]其中，所述第一透镜和所述第二透镜的面型为变形非球面，所述第一透镜面的曲率半径大于所述第二透镜面在同一方向的曲率半径，所述第三透镜面的曲率半径大于所述第二透镜面在同一方向的曲率半径。
[0012]进一步地，所述第一透镜为平凹透镜或双凹透镜，所述第一透镜面在X方向的曲率半径为1mm～50mm，圆锥系数为
‑
8～1；所述第一透镜面在Y方向的曲率半径为1mm～50mm，圆锥系数为
‑
8～1；所述第二透镜面在X方向的曲率半径为0.1mm～1mm，圆锥系数为
‑
5～
‑
1；所述第二透镜面在Y方向的曲率半径为0.1mm～1mm，圆锥系数为
‑
5～
‑
1。
[0013]进一步地，所述第二透镜为双凸透镜，所述第三透镜面在X方向的曲率半径为0.1mm～1mm，圆锥系数为
‑
5～
‑
1；所述第三透镜面在Y方向的曲率半径为0.1mm～1mm，圆锥
系数为
‑
5～
‑
1；所述第四透镜面在X方向的曲率半径为0.05mm～0.8mm，圆锥系数为
‑
5～1；所述第四透镜面在Y方向的曲率半径为0.05mm～0.8mm，圆锥系数为
‑
5～1。
[0014]进一步地，所述第一透镜的折射率为1.5
‑
1.8；所述第二透镜的折射率为1.5～1.8；所述第一透镜的厚度为0～0.1mm，光学直径为0～2mm；所述第二透镜的厚度为0～2mm，光学直径为0～2.5mm；所述光源与所述第一透镜靠近所述光源一侧之间的距离为0.05mm～0.8mm；所述第一透镜远离所述光源一侧和所述第二透镜靠近所述光源一侧之间的距离为0.4mm～1mm。
[0015]进一步地，所述光源和所述第一透镜之间还设置有微透镜阵列。
[0016]进一步地，所述微透镜阵列包括若干微透镜，所述微透镜的面型为变形非球面。
[0017]进一步地，所述微透镜在X方向的曲率半径为10μm～300μm，圆锥系数为
‑
0.95～
‑
8；所述微透镜在Y方向的曲率半径为10μm～300μm，圆锥系数为
‑
0.95～
‑
8。
[0018]进一步地，所述微透镜阵列的折射率为1.5～1.8，所述光源与所述微透镜阵列靠近所述光源一侧之间的距离为0.05mm～0.2mm；所述微透镜阵列远离所述光源一侧与所述第一透镜靠近所述光源一侧之间的距离为0.1mm～0.5mm。
[0019]本技术还提供一种TOF成像装置，包括如上所述的出光模组。
[0020]本技术的有益效果在于：本技术提供的出光模组包括将光束扩散的第一透镜和将光束会聚的第二透镜，光束先经过扩散后会聚，延长了光束的照射距离，从而使在出光孔位置处的光束的口径减小，以减小出光孔的尺寸，从而减小出光模组的尺寸，以较小的体积达到较大的发散角，满足目前电子设备小型化的要求，同时减少光束的能量损耗，提高清晰度，提高TOF成像装置的探测距离和成像质量。
[0021]此外，第一透镜和第二透镜的面型为变形非球面，可以通过调整第一透镜和第二透镜参数来调整所得到的光场分布，可以消除阵列激光光源的光源像并调整所得到的光场分布，达到匀光效果，并且通过改变第一透镜和第二透镜的面型参数会使光斑能量分布发生改变，同时改变出光孔的尺寸，得到较大的视场角。
[0022]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0023]图1为本技术实施例一所示的出光模组的结构示意图；
[0024]图2为图1中所示的微透镜阵列的表面结构示意图；
[0025]图3为图1中所示的出光模组的光束路径图；
[0026]图4为图1中所示的出光模组的出射光场分布示意图，其中，图4(a)为出光模组出射光光斑示意图；图4(b)为在竖直视场角处相对于零度视场角的能量比例示意图；图4(c)为在水平视场角处相对于零度视场角的能量比例示意图；
[0027]图5为图1中距离第二透镜远离光源一侧1mm处的出光孔径示意图；
[0028]图6为本技术实施例二所示的出光模组的结构示意图；
[0029]图7为图6中所示的微透镜阵列的表面结构示意图；
[0030]图8为图6中所示的出光模组的光束路径图；
[0031]图9为图6中所示的出光模组的出射光场分布示意图，其中，图9(a)为出光模组出射光光斑示意图；图9(b)为在竖直视场角处相对于零度视场角的能量比例示意图；图9(c)为在水平视场角处相对于零度视场角的能量比例示意图；
[0032]图10为图6中距离第二透镜远离光源一侧1mm处的出光孔径示意图；
[0033]图11为本技术实施例三所示的出光模本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种出光模组，适应于TOF成像装置，其特征在于，所述出光模组包括：光源，用于发射光束；第一透镜，具有负光焦度；第二透镜，具有正光焦度；所述第一透镜和所述第二透镜相隔设置且所述光源和所述第二透镜相对设置在所述第一透镜两侧，所述光束经所述第一透镜扩散后射向所述第二透镜，所述第一透镜具有靠近所述光源设置的第一透镜面和远离所述光源设置的第二透镜面，所述第二透镜具有靠近所述光源设置的第三透镜面和远离所述光源设置的第四透镜面；其中，所述第一透镜和所述第二透镜的面型为变形非球面，所述第一透镜面的曲率半径大于所述第二透镜面在同一方向的曲率半径，所述第三透镜面的曲率半径大于所述第二透镜面在同一方向的曲率半径。2.如权利要求1所述的出光模组，其特征在于，所述第一透镜为平凹透镜或双凹透镜所述第一透镜面在X方向的曲率半径为1mm～50mm，圆锥系数为
‑
8～1；所述第一透镜面在Y方向的曲率半径为1mm～50mm，圆锥系数为
‑
8～1；所述第二透镜面在X方向的曲率半径为0.1mm～1mm，圆锥系数为
‑
5～
‑
1；所述第二透镜面在Y方向的曲率半径为0.1mm～1mm，圆锥系数为
‑
5～
‑
1。3.如权利要求1所述的出光模组，其特征在于，所述第二透镜为双凸透镜，所述第三透镜面在X方向的曲率半径为0.1mm～1mm，圆锥系数为
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5～
‑
1；所述第三透镜面在Y方向的曲率半径为0.1mm～1mm，圆锥系数为
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5～
‑
1；所述第四透镜面在X方向的曲率半...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐越，周振，杨明，赵永花，
申请(专利权)人：苏州苏大维格科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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