泛光投影仪的制作方法

    专利查询2026-01-27  7


    本发明整体涉及光电子设备,尤其涉及光学辐射源。


    背景技术:

    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,包括紧凑型光学辐射源。例如,一个源可投射图案化辐射,以便用光点图案照射目标区域以用于该区域的三维(3d)映射。另一个源可以例如发射泛光辐射,以在宽视场内均匀地照射目标区域,从而捕获彩色或单色图像。

    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)是包括二维结构图案的薄层,其尺寸(节距和厚度)小于该光学超构表面被设计成与之相互作用的辐射的目标波长。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)。


    技术实现思路

    1、下文描述的本发明的实施方案提供了使用和制造光学辐射源的改进设计和方法。

    2、因此,根据本发明的一个实施方案,提供了一种光电子装置,该光电子装置包括半导体基板和发射器阵列,该发射器阵列设置在该半导体基板上并被配置为发射具有相应主光线的光辐射束。光学漫射器安装在该半导体基板上并且被配置为对这些光束进行漫射。微透镜设置在该半导体基板与该光学漫射器之间,分别与这些发射器对准,并且被配置为使这些光束以不同的相应角度转向,所述角度被选择成使得这些主光线中的至少一部分在穿过该漫射器之前彼此相交。

    3、在一些实施方案中,该漫射器包括光学基板和设置在该光学基板上的光学超构表面。在所公开的实施方案中,该光学超构表面被配置为将这些光束分成相应的发散子光束组,并且引导这些子光束以利用泛光照射来照射目标。

    4、附加地或另选地,该装置包括安装在该半导体基板上的半导体管芯,其中这些发射器设置在该半导体管芯的背侧上,并且这些微透镜形成在该半导体管芯的前侧上。在所公开的实施方案中,这些微透镜包括该半导体管芯的单片部分。

    5、在所公开的实施方案中,这些微透镜相对于这些发射器侧向偏移,以便使这些光束以不同的相应角度转向,其中偏移量因微透镜不同而各异。附加地或另选地,这些微透镜具有不同的相应矢高角,这些矢高角被选择成使得这些光束以不同的相应角度转向。

    6、在一个实施方案中,每个微透镜包括倾斜的环形表面,该表面的倾斜度被选择成使得这些光束以不同的相应角度转向。

    7、在另一实施方案中,这些微透镜被配置为随机化这些光束被转向的角度。附加地或另选地,这些微透镜被配置为增加由这些发射器发射的光束的发散度。

    8、在所公开的实施方案中,该装置包括控制器,该控制器被配置为致动该装置以便利用泛光照射来照射目标。

    9、根据本发明的实施方案,还提供了一种用于光学投影的方法,该方法包括在半导体基板上安装发射器阵列,该发射器阵列被配置为发射具有相应主光线的光学辐射束。在该半导体基板上安装光学漫射器,以便对这些光束进行漫射。将位于该半导体基板与该光学漫射器之间的微透镜与这些发射器对准,以便使这些光束以不同的相应角度转向,所述角度被选择成使得这些主光线中的至少一部分在穿过该漫射器之前彼此相交。

    10、结合附图,从下文中对本发明的实施方案的详细描述将更全面地理解本发明,在附图中:



    技术特征:

    1.一种光电子装置,包括:

    2.根据权利要求1所述的装置,其中所述漫射器包括光学基板和设置在所述光学基板上的光学超构表面。

    3.根据权利要求2所述的装置,其中所述光学超构表面被配置为将所述光束分成相应的发散子光束组,并且引导所述子光束以利用泛光照射来照射目标。

    4.根据权利要求1所述的装置,并且包括安装在所述半导体基板上的半导体管芯,其中所述发射器设置在所述半导体管芯的背侧上,并且所述微透镜形成在所述半导体管芯的前侧上。

    5.根据权利要求4所述的装置,其中所述微透镜包括所述半导体管芯的单片部分。

    6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置,其中所述微透镜相对于所述发射器侧向偏移,以便使所述光束以不同的相应角度转向,其中偏移量在所述微透镜之间变化。

    7.根据权利要求1-5中任一项所述的装置,其中所述微透镜具有不同的相应矢高角,所述矢高角被选择成使得所述光束以不同的相应角度转向。

    8.根据权利要求1-5中任一项所述的装置,其中每个微透镜包括倾斜的环形表面,所述表面的倾斜度被选择成使得所述光束以不同的相应角度转向。

    9.根据权利要求1-5中任一项所述的装置,其中所述微透镜被配置为随机化所述光束被转向的角度。

    10.根据权利要求1-5中任一项所述的装置,其中所述微透镜被配置为增加由所述发射器发射的所述光束的发散度。

    11.根据权利要求1-5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致动所述装置以便利用泛光照射来照射目标。

    12.一种用于光学投影的方法,包括:

    13.根据权利要求12所述的方法,其中所述漫射器包括光学基板和设置在所述光学基板上的光学超构表面。

    14.根据权利要求13所述的方法,其中所述光学超构表面被配置为将所述光束分成相应的发散子光束组,并且引导所述子光束以利用泛光照射来照射目标。

    15.根据权利要求12所述的方法,其中安装所述发射器阵列包括在所述半导体基板上安装半导体管芯,其中所述发射器设置在所述半导体管芯的背侧上,并且所述微透镜形成在所述半导体管芯的前侧上。

    16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法,其中对准所述微透镜包括使所述微透镜相对于所述发射器侧向偏移,以便使所述光束以不同的相应角度转向,其中偏移量在所述微透镜之间变化。

    17.根据权利要求12-15中任一项所述的方法,其中对准所述微透镜包括形成具有不同的相应矢高角的微透镜,所述矢高角被选择成使得所述光束以不同的相应角度转向。

    18.根据权利要求12-15中任一项所述的方法,其中每个微透镜包括倾斜的环形表面,所述表面的倾斜度被选择成使得所述光束以不同的相应角度转向。

    19.根据权利要求12-15中任一项所述的方法,其中所述微透镜被配置为增加由所述发射器发射的所述光束的发散度。

    20.根据权利要求12-15中任一项所述的方法,并且包括致动所述发射器以便利用泛光照射来照射目标。


    技术总结
    本公开涉及泛光投影仪。一种光电子装置包括半导体基板和发射器阵列,该发射器阵列设置在该半导体基板上并且被配置为发射具有相应主光线的光辐射束。光学漫射器安装在该半导体基板上并且被配置为对这些光束进行漫射。微透镜设置在该半导体基板与该光学漫射器之间,分别与这些发射器对准,并且被配置为使这些光束以不同的相应角度转向,该角度被选择成使得这些主光线中的至少一些在穿过该漫射器之前彼此相交。

    技术研发人员:Y·楚尔,R·D·帕杰拉,R·雷米兹,A·亚伯拉罕,Y·阿那哈斯
    受保护的技术使用者:苹果公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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