【技术实现步骤摘要】
本专利技术整体涉及光电子设备，尤其涉及光学辐射源。
技术介绍
1、各种各样的便携式计算设备(在说明书中统称为“便携式设备”)，诸如智能电话、增强现实(ar)设备、虚拟现实(vr)设备、智能手表和智能眼镜包括紧凑的光学辐射源。例如，一个源可以发射泛光辐射，从而为了彩色图像捕获的目的，在宽视场上以均匀照明(泛光照明)来照明目标区域。例如，另一个源可以投影图案化辐射(点照明)，以便用点的图案来照明目标区域以用于该区域的三维(3d)映射。
2、如本说明书和权利要求书中所用的术语“光学射线”、“光学辐射”和“光”通常是指可见光谱范围、红外光谱范围和紫外光谱范围中的任一种和全部中的电磁辐射。
3、光学超构表面(metasurface)是包括重复结构的二维图案的薄层，其具有小于辐射的目标波长的尺寸(节距和厚度)，超构表面被设计成与该辐射相互作用。包括光学超构表面的光学元件在本文中被称为“超构表面光学元件”(moe)。
4、术语“漫射器”是指一种光学元件，其漫射光以便均化并增加穿过该光学元件的光的角均匀性。
5、美国专利申请公布2021/0364902描述了一种光电子装置，其包括散热器，该散热器被成形为限定：基部；在该基部上方的第一高度处的第一平台；以及在该基部上方的不同于该第一高度的第二高度处的位于该第一平台旁边的第二平台。第一单片发射器阵列安装在第一平台上并被配置为发射第一光束。第二单片发射器阵列安装在第二平台上并被配置为发射第二光束。光学元件被配置为将第一光束和第二光束两者导向目标区域。p>
6、美国专利11236885描述了一种光学装置，其包括具有相对的第一面和第二面的透明封套。电光材料被包含在透明封套内并且包括在相应的预定义方向上取向的分子，该预定义方向被选择以便在透明封套的区域上形成几何相结构。第一透明电极和第二透明电极分别设置在透明封套的第一面和第二面上。控制器被耦合以在第一透明电极和第二透明电极之间施加电压，该电压足以使电光材料的分子从预定义方向移位。
技术实现思路
1、下文描述的本专利技术的实施方案提供了制造光学辐射源的改进设计和方法。
2、因此，根据本专利技术的一个实施方案，提供了一种光电子装置，该光电子装置包括：基板；第一发射器阵列和第二发射器阵列，该第一发射器阵列和第二发射器阵列沿着该基板设置并被配置为发射相应的第一光辐射光束和第二光辐射光束。光学超构表面设置在基板上并被配置为准直和漫射第一光束而不漫射第二光束。光学投影元件被配置为拦截已经穿过该光学超构表面的第一光束和第二光束两者，并且将该第一光束和第二光束两者朝向目标引导，同时聚焦第二光束以在目标上形成点的图案。
3、在一个实施方案中，发射器形成在发射器管芯上，并且基板覆盖在发射器管芯上。或者，该发射器设置在基板的第一表面上并被配置为发射穿过该基板的该第一光辐射光束和第二光辐射光束，并且该光学超构表面设置在基板的与第一表面相对的第二表面上。
4、在一些实施方案中，光学超构表面包括设置在第一发射器阵列上的第一区域和设置在第二发射器阵列上的第二区域，该第一区域被配置为准直和漫射第一光束，该第二区域不漫射第二光束。在一个实施方案中，光学超构表面的第二区域被配置为聚焦第二光束。
5、在一些实施方案中，光学投影元件包括另外的超构表面，其被配置为准直第一光束和第二光束两者。在所公开的实施方案中，该另外的超构表面在第二发射器阵列之上居中，并且该光学超构表面被配置为使第一光束倾斜，以便将第一光束朝向该另外的超构表面引导。
6、在所公开的实施方案中，该光学投影元件被配置为将第二光束中的每个光束分离成多个子光束，该多个子光束形成图案中的点中的相应点。该发射器可包括垂直腔面发射激光器(vcsel)。
7、在公开的实施方案中，该装置包括控制器，该控制器被配置为选择性地致动第一发射器阵列和第二发射器阵列，以便当第一阵列被致动时均匀地照明目标，并且当第二阵列被致动时以点的图案照明该目标。
8、在一些实施方案中，光学超构表面包括在基板的表面上形成的不同直径的柱的阵列。该柱可包括半导体材料和/或金属材料。
9、根据本专利技术的一个实施方案，还提供了一种用于照明的方法，该方法包括：提供第一发射器阵列和第二发射器阵列，该第一发射器阵列和第二发射器阵列沿着基板设置并被配置为发射相应的第一光辐射光束和第二光辐射光束。光学超构表面形成在基板上以便准直和漫射第一光束而不漫射第二光束。光学投影元件被定位成拦截已经穿过该光学超构表面的第一光束和第二光束两者，并且将该第一光束和第二光束两者朝向目标引导，同时聚焦第二光束以在目标上形成点的图案。
10、结合附图，从下文中对本专利技术的实施方案的详细描述将更全面地理解本专利技术，在附图中：
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1.一种光电子装置，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述发射器形成在发射器管芯上，并且所述基板覆盖在所述发射器管芯上。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述发射器设置在所述基板的第一表面上并被配置为发射光辐射的所述第一光束和所述第二光束穿过所述基板，并且其中所述光学超构表面设置在所述基板的与所述第一表面相对的第二表面上。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学超构表面包括设置在所述第一发射器阵列之上的第一区域和设置在所述第二发射器阵列之上的第二区域，所述第一区域被配置为准直和漫射所述第一光束，所述第二区域不漫射所述第二光束。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述光学超构表面的所述第二区域被配置为聚焦所述第二光束。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学投影元件包括另外的超构表面，所述另外的超构表面被配置为准直所述第一光束和所述第二光束两者。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述另外的超构表面在所述第二发射器阵列之上居中，并且其中所述光学超构表面被配置为使所述第一光束倾斜，以便将所述第一
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述光学投影元件被配置为将所述第二光束中的每个光束分离成多个子光束，所述多个子光束形成所述图案中的所述点中的相应点。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述发射器包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，并且包括控制器，所述控制器被配置为选择性地致动所述第一发射器阵列和所述第二发射器阵列，以便当所述第一阵列被致动时均匀地照明所述目标，并且当所述第二阵列被致动时以所述点的图案照明所述目标。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述光学超构表面包括在所述基板的表面上形成的不同直径的柱的阵列。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述柱包含半导体材料。
13.根据权利要求11所述的装置，其中所述柱包含金属材料。
14.一种用于照明的方法，包括：
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述光学超构表面包括设置在所述第一发射器阵列之上的第一区域和设置在所述第二发射器阵列之上的第二区域，所述第一区域被配置为准直和漫射所述第一光束，所述第二区域不漫射所述第二光束。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述光学超构表面的所述第二区域被配置为聚焦所述第二光束。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述光学投影元件包括另外的超构表面，所述另外的超构表面被配置为准直所述第一光束和所述第二光束两者。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述光学投影元件被配置为将所述第二光束中的每个光束分离成多个子光束，所述多个子光束形成所述图案中的所述点中的相应点。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，并且包括选择性地致动所述第一发射器阵列和所述第二发射器阵列，以便当所述第一阵列被致动时均匀地照明所述目标，并且当所述第二阵列被致动时以所述点的图案照明所述目标。
20.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其中形成所述光学超构表面包括在所述基板的表面上形成不同直径的柱的阵列。
...【技术特征摘要】
1.一种光电子装置，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述发射器形成在发射器管芯上，并且所述基板覆盖在所述发射器管芯上。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述发射器设置在所述基板的第一表面上并被配置为发射光辐射的所述第一光束和所述第二光束穿过所述基板，并且其中所述光学超构表面设置在所述基板的与所述第一表面相对的第二表面上。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学超构表面包括设置在所述第一发射器阵列之上的第一区域和设置在所述第二发射器阵列之上的第二区域，所述第一区域被配置为准直和漫射所述第一光束，所述第二区域不漫射所述第二光束。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述光学超构表面的所述第二区域被配置为聚焦所述第二光束。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学投影元件包括另外的超构表面，所述另外的超构表面被配置为准直所述第一光束和所述第二光束两者。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述另外的超构表面在所述第二发射器阵列之上居中，并且其中所述光学超构表面被配置为使所述第一光束倾斜，以便将所述第一光束朝向所述另外的超构表面引导。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述光学投影元件被配置为将所述第二光束中的每个光束分离成多个子光束，所述多个子光束形成所述图案中的所述点中的相应点。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述发射器包括垂直腔面发射激光器(vcsel)。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，并且包括控制器，所述控制器被配置为选择性地致动所述第一发射器阵列和所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·楚尔，R·祖特林，R·D·帕杰拉，M·奥瓦迪亚，R·雷米兹，Y·格罗斯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：
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