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多个发射器阵列，该多个发射器阵列设置在该半导体基板上并被配置为发射光辐射束。光学基板安装在该半导体基板上。光学超构表面设置在该光学基板上，并且包括多个光学孔径。每个孔径被配置为接收由相应的发射器阵列发射的光束、将这些光束准直并分成相应的准直子光束组，以便将这些准直子光束以不同的相应角度引向目标，以在该目标上形成光点图案。
3、在一些实施方案中，该装置包括多个透镜，该多个透镜设置在该半导体基板与该光学基板之间，与该多个发射器阵列对准，并且被配置为将由每个阵列发射的光束引导到该光学孔径中的相应的一个光学孔径上。在一个实施方案中，该多个透镜包括分立的单个透镜，这些透镜分别与该多个发射器阵列对准。另选地，该多个透镜形成为单片单元。该多个透镜可被配置作为复合透镜。
4、在一些实施方案中，该装置包括一个或多个半导体材料的管芯，其中该发射器阵列设置在该一个或多个管芯中的相应管芯上，并且该一个或多个管芯安装在该半导体基板上。在一个实施方案中，该光学超构表面被配置为投射该准直子光束，使得该目标由该一个或多个管芯中的至少一个管芯的图像平铺。
5、附加地或另选地，该光学超构表面具有焦平面，并且该一个或多个管芯包括：至少一个第一管芯，该至少一个第一管芯在该焦平面处发射第一光辐射束，以便在该目标上形成该光点图案；以及至少一个第二管芯，该至少一个第二管芯在从该焦平面移位预定距离的发射面处发射第二光辐射束，以便该第二光束用泛光照射来照射该目标。在一个实施方案中，该至少一个第一管芯具有第一厚度，并且该至少一个第二管芯具有第二厚度，该第二厚度比该第一厚度大预定距离。在另一个实施方案中，该至少一个第二管芯安装在基座上，该基座将该至少一个第二管芯的该发射面相对于该至少一个第一管芯升高预定距离。
6、在另一个实施方案中，该装置包括：一个或多个另外的发射器阵列，该一个或多个另外的发射器阵列设置在该半导体基板上并且被配置为发射另外的光辐射束；以及另外的光学超构表面，该另外的光学超构表面被配置为接收另外的光束并且将这些另外的光束分成发散子光束，并且将这些发散子光束以不同的相应角度引向该目标，以便用泛光照射来照射该目标。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，以便用该光点图案或该泛光照射来来照射该目标。
7、在一些实施方案中，该发射器阵列设置在至少一个半导体管芯的背侧上，并且该装置包括形成在该至少一个半导体管芯的前侧上的微透镜，这些微透镜与该发射器对准，并且被配置为将所发射的光束引向该光学超构表面。在一个实施方案中，每个微透镜包括倾斜的环形表面。
8、在所公开的实施方案中，该光点图案包括该多个发射器阵列的多个复制品，其中这些复制品平铺在该目标上。附加地或另选地，该光点图案包括该多个发射器阵列的、照射该目标的不同的相应区域的多个复制品。
9、在一些实施方案中，该发射器包括垂直腔面发射激光器(vcsel)。
10、在所公开的实施方案中，该多个阵列以六边形图案或以矩形图案设置在该半导体基板上。
11、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多个发射器阵列，该多个发射器阵列被配置为发射光辐射束。光学基板安装在该半导体基板上，并且该光学基板上设置有光学超构表面。该光学超构表面包括多个光学孔径，每个孔径被配置为接收由相应的该发射器阵列发射的光束、将该光束准直并分成相应的准直子光束组，以便将该准直子光束以不同的相应角度引向目标，以在该目标上形成光点图案。
12、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：
1.一种光电子装置，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，并且包括多个透镜，所述多个透镜设置在所述半导体基板与所述光学基板之间，与所述多个发射器阵列对准，并且被配置为将由每个阵列发射的光束引导到所述光学孔径中的相应的一个光学孔径上。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个透镜包括分立的单个透镜，所述透镜分别与所述多个发射器阵列对准。
4.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个透镜形成为单片单元。
5.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个透镜被配置作为复合透镜。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，并且包括一个或多个半导体材料的管芯，其中所述发射器阵列设置在所述一个或多个管芯中的相应管芯上，并且所述一个或多个管芯安装在所述半导体基板上。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述光学超构表面被配置为投射所述准直子光束，使得所述目标由所述一个或多个管芯中的至少一个管芯的图像平铺。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述光学超构表面具有焦平面，并且所述一个或多个管芯包括：
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述至少一个第一管芯具有第一厚度，并且所述至少一个第二管芯具有第二厚度，所述第二厚度比所述第一厚度大所述预定距离。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述至少一个第二管芯安装在基座上，所述基座将所述至少一个第二管芯的所述发射面相对于所述至少一个第一管芯升高所述预定距离。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，并且包括：
12.根据权利要求11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用所述光点图案或所述泛光照射来照射所述目标。
13.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述发射器阵列设置在至少一个半导体管芯的背侧上，并且所述装置包括形成在所述至少一个半导体管芯的前侧上的微透镜，所述微透镜与所述发射器对准，并且被配置为将所发射的光束引向所述光学超构表面。
14.根据权利要求13所述的装置，其中每个微透镜包括倾斜的环形表面。
15.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述光点图案包括所述多个发射器阵列的多个复制品，其中所述复制品平铺在所述目标上。
16.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述光点图案包括所述多个发射器阵列的、照射所述目标的不同的相应区域的多个复制品。
17.根据权利要求1-5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)。
18.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述多个阵列以六边形图案设置在所述半导体基板上。
19.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述多个阵列以矩形图案设置在所述半导体基板上。
20.一种用于光学投影的方法，包括：
