微型微透镜阵列匀光结构及其制作方法、TOF镜头及设备与流程

技术特征：
1.一种微型微透镜阵列匀光结构，其特征在于，包括基底层，以及形成于所述基底层表面的匀光层，所述匀光层背离所述基底层的表面形成有透镜阵列组，若干个微透镜错位排布形成所述透镜阵列组，所述透镜阵列组在所述匀光层的表面形成连续的面，所述若干个微透镜多组相邻排列，相邻两组形成一个间隔组，相邻两组中的一组的微透镜的曲率半径按照从中间向两端逐渐变大的规律排布，相邻两组中的另一组的微透镜的曲率半径按照从中间向两端逐渐变小的规律排布。2.根据权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，所述基底层为透光玻璃基底，所述基底层的折射率大于等于1.4，且所述基底层对930nm～940nm波段的光线的透过率大于等于90％，所述匀光层为塑型胶层，所述塑型胶层粘附在所述透光玻璃基底上，所述塑型胶层包括光刻胶和/或压印胶；所述透光玻璃基底的厚度范围为0.3mm-0.6mm，所述塑型胶层的厚度为0.03mm-0.1mm。3.根据权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，组成所述透镜阵列组的若干个微透镜均为非球面面型的微透镜，且所述非球面面型的微透镜的曲率半径的范围为5μm-300μm；组成所述透镜阵列组的若干个微透镜的形状基本均不相同，所述微透镜的形状包括三角形、四边形、五边形、六边形中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，所述透镜阵列组具有若干列，所述若干列中任意一列上的相邻的两个微透镜的中心间距为25μm-120μm；在一个所述间隔组内，所述微透镜阵列组的曲率半径的取值是随机的；在一个所述间隔组内，相邻两个所述微透镜中心的间距由相应两个所述微透镜所选取的曲率半径以及所要求形成的光斑形状决定，相应两个所述微透镜所选取的曲率半径越大，相邻两个所述微透镜中心的间距越大，光斑形状在相邻两个所述微透镜中心连线方向的长度越长，若相应两个所述微透镜所选取的曲率半径既定，且要求光斑形状在相邻两个所述微透镜中心连线方向的长度越长，则相邻两个所述微透镜中心的间距越大。5.根据权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，两个所述间隔组之间的距离由目标要求形成的光斑形状以及每个所述间隔组中微透镜的最大曲率半径和最小曲率半径决定。6.根据权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，若相邻两组中的一组的微透镜的数量为n个，且所述相邻两组中的另一组的微透镜的数量为m个，则，当n>m时，有m个微透镜的组的透镜曲率半径大于有n个微透镜的组的透镜曲率半径；当n<m时，有m个微透镜的组的透镜曲率半径小于有n个微透镜的组的透镜曲率半径；其中，m、n的取值包括2～10以内的整数，且m、n的取值是相邻的整数。7.根据权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，
在一个所述间隔组内，所述微透镜的曲率半径的取值范围决定该间隔组内的微透镜的个数，所述微透镜的曲率半径的取值范围越大，则该间隔组内的微透镜的个数越多。8.根据权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，所述透镜阵列组内的若干个所述微透镜经过去间隔处理后在所述匀光层的表面形成连续的面。9.一种微型微透镜阵列匀光结构的制作方法，其特征在于，包括：提供基底层，所述基底层为透光玻璃片；提供图案成型模板，所述图案成型模板的表面形成有第一图案结构，所述第一图案结构与微型微透镜阵列图案的结构相反；提供塑型胶，将所述图案成型模板作为模具，通过压印将所述塑型胶成型至所述基底层上，于所述基底层表面形成所述微型微透镜阵列图案，获得微型微透镜阵列匀光结构。10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述图案成型模板的制作方法，具体包括：提供图案形成层，于所述图案形成层的表面形成第二图案结构，所述第二图案结构与所述微型微透镜阵列图案的结构一致；提供图案转移层，将所述图案形成层作为模板，通过压印将塑型胶成型至所述图案转移层上，于所述图案转移层表面形成所述第一图案结构，获得所述图案成型模板。11.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，通过金刚石车削技术车削形成所述第一图案结构，制得所述图案成型模板；所述图案成型模板为金属模板。12.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，通过金刚石车削技术于所述图案形成层的表面形成第二图案结构。13.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，于所述图案形成层的表面形成第二图案结构，具体包括：于所述图案形成层的表面均匀旋涂光刻胶，形成光刻胶层，所述光刻胶层的厚度为5μm-50μm，对所述光刻胶层进行多次不同灰度等级的曝光，及灰度补偿，于所述图案形成层的表面形成所述第二图案结构。14.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，于所述图案形成层的表面形成第二图案结构，具体包括：将所述图案形成层浸没于光敏树脂中，通过对所述光敏树脂进行多次不同灰度等级的曝光，于所述图案形成层的表面形成所述第二图案结构。15.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述基底层的厚度范围为0.3mm～0.6mm，所述基底层的折射率大于等于1.4，且所述基底层对930nm～940nm波段的光线的透过率大于等于90％；所述微型微透镜阵列图案包括若干个无间隔排列的微透镜，所述塑型胶的折射率大于等于1.4，所述塑型胶的材质为树脂。
16.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述微型微透镜阵列图案的设计制作方法具体包括：将若干个微透镜多组相邻排列，相邻两组形成一个间隔组，相邻两组中的一组的微透镜的曲率半径按照从中间向两端逐渐变大的规律排布，相邻两组中的另一组的微透镜的曲率半径按照从中间向两端逐渐变小的规律排布；若所述相邻两组中的一组的微透镜的数量为n个，且所述相邻两组中的另一组的微透镜的数量为m个，则，当n>m时，有m个微透镜的组的透镜曲率半径大于有n个微透镜的组的透镜曲率半径；当n<m时，有m个微透镜的组的透镜曲率半径小于有n个微透镜的组的透镜曲率半径；其中，m、n的取值包括2～10以内的整数，且m、n的取值是相邻的整数。17.根据权利要求16所述的制作方法，其特征在于，所述微型微透镜阵列图案包括若干个所述间隔组，若干个所述间隔组形成透镜阵列组，所述一个间隔组内的相邻两个微透镜的中心间距为25μm-120μm，所述若干个微透镜通过间隙排列形成矩阵，所述矩阵中的任意一列微透镜的中心的连线形成一条直线。18.根据权利要求17所述的制作方法，其特征在于，对所述透镜阵列组中的若干个所述微透镜进行去间隔处理，经过去间隔处理的若干个所述微透镜的形状基本各不相同，且若干个形状基本各不相同的所述微透镜在所述匀光层的表面错位紧密排布形成连续的面；经过去间隔处理的所述若干个微透镜的形状包括三角形、四边形、五边形、六边形中的一种或多种组合。19.一种tof镜头，其特征在于，其包括权利要求1-8任一所述的微型微透镜阵列匀光结构，所述微型微透镜阵列匀光结构具有透镜阵列组，所述透镜阵列组与激光阵列光源之间设置有厚度范围为0.1m m～0.5mm的空气层。20.一种装设有tof镜头的设备，其特征在于，其包括权利要求19所述的tof镜头，所述tof镜头上安装有根据权利要求1-8任一所述的微型微透镜阵列匀光结构。

技术总结
本发明公开了一种微型微透镜阵列匀光结构及其制作方法、TOF镜头及设备，包括基底层，以及形成于所述基底层表面的匀光层，所述匀光层背离所述基底层的表面形成有透镜阵列组，若干个微透镜错位排布形成所述透镜阵列组，所述透镜阵列组在所述匀光层的表面形成连续的面，所述若干个微透镜多组相邻排列，相邻两组形成一个间隔组，相邻两组中的一组的微透镜的曲率半径按照从中间向两端逐渐变大的规律排布，相邻两组中的另一组的微透镜的曲率半径按照从中间向两端逐渐变小的规律排布。本发明所述的匀光结构由不同口径及形状的微透镜组成，破坏微透镜阵列的周期性，使激光阵列通过该匀光结构匀光后消除干涉现象，同时降低纳米压印的加工难度。工难度。工难度。


技术研发人员：徐越 罗明辉 乔文 朱鸣 陈林森
受保护的技术使用者：苏州苏大维格科技集团股份有限公司
技术研发日：2020.08.31
技术公布日：2022/2/28