本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，更進(jìn)一步，涉及一照明模組及其應(yīng)用，其提供預(yù)定需求的照明。

背景技術(shù)：

光在人們生產(chǎn)生活中扮演著重要的角色，不同類型的光產(chǎn)生不同的作用，不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于光線的需求不同。

以攝像模組為例，各種攝像模組的拍攝過(guò)程就是借助光線在被攝物體上的反射來(lái)完成圖像的采集，因此光線對(duì)于攝像模組的工作具有至關(guān)重要的作用。比如，人們?cè)谌粘Ｅ恼盏倪^(guò)程中，適宜的光線有助于拍攝效果優(yōu)異的照片。除了自然光之外，攝像模組通常需要配置補(bǔ)光部件，以使得攝像模組在不同的環(huán)境中都可以獲得較好的光線補(bǔ)充。或者提供投射模組，用來(lái)投射光線而被攝像模組而捕獲。

現(xiàn)有的攝像模組補(bǔ)光方式中，通常采用LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)燈來(lái)進(jìn)行補(bǔ)光照明。LED燈在一定程度上可以提供攝像模組需要的拍攝光線，可是同時(shí)存在一些不利因素。

首先，基于LED燈的發(fā)光原理以及部件的基本結(jié)構(gòu)的限制，LED燈的出射光線通常具有較大的發(fā)散角，這使得照射區(qū)域面積較大，遠(yuǎn)超出了需要照射的區(qū)域面積，而且單個(gè)LED燈的照射面通常是圓形，而當(dāng)需求的面積非圓形時(shí)，剩余部分的光線就成為一種浪費(fèi)。因此LED照射對(duì)于光能的有效利用率較低，造成資源的浪費(fèi)。

其次，同樣是基于LED燈的發(fā)光原理，LED燈出射光場(chǎng)的形狀通常是圓角發(fā)散，而對(duì)于預(yù)定形狀的光場(chǎng)的要求就很難達(dá)到。當(dāng)然通過(guò)幾個(gè)LED特殊陣列的組合，可以使得出射廣場(chǎng)在整體效果上趨近預(yù)定的形狀，可是過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，需要考慮的協(xié)調(diào)因素較多，而且在細(xì)節(jié)區(qū)域仍舊表現(xiàn)的是LED燈的出射光場(chǎng)的形狀特征，這些都使得LED燈的對(duì)于預(yù)定形狀的出射廣場(chǎng)要求難以達(dá)到，因此對(duì)于一些特殊應(yīng)用難以達(dá)到，比如，虹膜識(shí)別。

此外，由于攝像模組的光學(xué)特性，傳感器成像區(qū)域不同部分接收到的光強(qiáng)不同，通常邊緣區(qū)域接收的光強(qiáng)比中心區(qū)域小，因此會(huì)造成拍攝圖像的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域的亮度不均一的現(xiàn)象(shading，陰影現(xiàn)象)，這就需要設(shè)計(jì)特殊光場(chǎng)強(qiáng)度分布的補(bǔ)光，而對(duì)于普通的LED燈對(duì)于光強(qiáng)分布的控制卻不易達(dá)到。

還值得一提的是，虹膜識(shí)別是現(xiàn)代智能影像技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的一個(gè)重要方向，而補(bǔ)光照明在其中具有不可或缺的作用。而現(xiàn)有補(bǔ)光方式中，仍舊是采用LED發(fā)光元件來(lái)完成補(bǔ)光，不能很好地滿足虹膜攝像模組的補(bǔ)光要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一照明模組及其應(yīng)用，其通過(guò)自由度的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)預(yù)定形狀的光場(chǎng)分布，從而可以配合不同的應(yīng)用環(huán)境的光場(chǎng)要求。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一照明模組及其應(yīng)用，其通過(guò)自由度的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方錐形狀的光場(chǎng)分布，配和方形光場(chǎng)需求，提高光源利用率。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一照明模組及其應(yīng)用，其通過(guò)自由度的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)預(yù)定要求的光場(chǎng)強(qiáng)度分布，從而可以配合不同強(qiáng)度分布的光場(chǎng)，形成預(yù)定強(qiáng)度分布。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一照明模組及其應(yīng)用，其通過(guò)自由度的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)預(yù)定要求的光場(chǎng)強(qiáng)度分布，從而可以補(bǔ)償不同強(qiáng)度分布的光場(chǎng)，產(chǎn)生均勻光強(qiáng)分布。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一照明模組及其應(yīng)用，其通過(guò)自由度的設(shè)計(jì)，將出射光場(chǎng)分布的邊緣增強(qiáng)，補(bǔ)償攝像模組拍攝時(shí)亮度不均勻的特性。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一照明模組及其應(yīng)用，其選用VCSEL作為發(fā)光光源，光電轉(zhuǎn)換效率高，閾值小，響應(yīng)速度快，出射光線均勻。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一照明模組及其應(yīng)用，其改進(jìn)一線路板的散熱性能，從而使得所述照明模組穩(wěn)定工作，減少發(fā)熱。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一照明模組及其應(yīng)用，其適于拍攝模組或TOF(Time of Flight)模組照明，另外還可以應(yīng)用于虹膜識(shí)別中，提供虹膜識(shí)別所需紅外照明光源。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一照明模組及其應(yīng)用，其通過(guò)回流焊工藝制造，節(jié)省工序工時(shí)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一照明模組及其應(yīng)用，其通過(guò)模組化設(shè)計(jì)，使得所述照明模組具有較小的體積，適用范圍更廣。

為了實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一照明模組，其包括：

一光源組件；和

一光學(xué)元件；其中所述光學(xué)元件具有預(yù)設(shè)的自由度，被設(shè)置于所述光源組件前側(cè)，使得所述光源組件產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件作用后形成預(yù)定形狀光場(chǎng)分布。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述光源組件產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光源組件作用后，形成的所述預(yù)定形狀光場(chǎng)分布為一方錐形光場(chǎng)分布。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述光源組件產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光源組件作用后，形成一方形的投射面。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述光源組件產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件作用后，形成一預(yù)定的光場(chǎng)強(qiáng)度分布。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述預(yù)定的光場(chǎng)強(qiáng)度分布為邊緣增強(qiáng)的光場(chǎng)強(qiáng)度分布。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述光學(xué)元件是一衍射光學(xué)元件。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述光學(xué)元具有至少一臺(tái)階，浮雕狀地被設(shè)置于所述光學(xué)元件表面。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述光學(xué)元件的預(yù)設(shè)的自由度選自組合中的一個(gè)或多個(gè)：臺(tái)階位置、臺(tái)階寬度、臺(tái)階深度、臺(tái)階形狀、臺(tái)階數(shù)量。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述光學(xué)元件由可回流焊材料制成。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述光源組件包括一線路板和一發(fā)光元件，所述發(fā)光元件設(shè)置于所述線路板上，位于所述光學(xué)元件后側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述發(fā)光元件為一VCSEL。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述VCSEL產(chǎn)生紅外光。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述線路板由鋁基板或氮化鋁基板制成。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組包括一支架，被連接于所述線路板，所述光學(xué)元件被安裝于所述支架，以使得所述光學(xué)元件位于所述發(fā)光元件前側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述線路板、所述支架以及所述光學(xué)元件形成一密封的內(nèi)空間，形成模組化的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組中的所述支架由可回流焊材料制成。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述照明模組由回流焊工藝制成。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件，其配合一虹膜攝像模組，投射時(shí)形成一虹膜識(shí)別區(qū)，所述虹膜識(shí)別組件具有預(yù)設(shè)的自由度，適于投射形成與所述虹膜識(shí)別區(qū)一致的一補(bǔ)光區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述補(bǔ)光于覆蓋所述虹膜識(shí)別區(qū)，且面積大于所述虹膜識(shí)別區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述補(bǔ)光區(qū)為方形。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件包括一光源組件和一光學(xué)元件，其中所述光學(xué)元件具有所述預(yù)設(shè)的自由度，被設(shè)置于所述光源組件前側(cè)，使得所述光源組件產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件作用后投射形成方形的所述補(bǔ)光區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述光源組件產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件作用后，形成一預(yù)定的光場(chǎng)強(qiáng)度分布。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述預(yù)定的光場(chǎng)強(qiáng)度分布為邊緣增強(qiáng)的光場(chǎng)強(qiáng)度分布。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述光學(xué)元件是一衍射光學(xué)元件。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述光學(xué)元具有至少一臺(tái)階，浮雕狀地被設(shè)置于所述光學(xué)元件表面。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述光學(xué)元件的預(yù)設(shè)的自由度選自組合中的一個(gè)或多個(gè)：臺(tái)階位置、臺(tái)階寬度、臺(tái)階深度、臺(tái)階形狀、臺(tái)階數(shù)量。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述光學(xué)元件由可回流焊材料制成。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述光學(xué)元件包括一線路板和一發(fā)光元件，所述發(fā)光元件設(shè)置于所述線路板上，位于所述光學(xué)元件后側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述發(fā)光元件為一VCSEL。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述VCSEL產(chǎn)生紅外光。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述線路板由鋁基板或氮化鋁基板制成。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件包括一支架，被連接于所述線路板，所述光學(xué)元件被安裝于所述支架，以使得所述光學(xué)元件位于所述發(fā)光元件前側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述虹膜識(shí)別補(bǔ)光組件中的所述支架由可回流焊材料制成。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一照明模組立體示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組的爆炸示意圖。

圖3是圖1中沿A-A線的剖視示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組的出射光場(chǎng)示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組的出射光場(chǎng)投影示意圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組的出射光場(chǎng)光強(qiáng)分布示意圖。

圖7是圖1中B對(duì)應(yīng)的放大示意圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組的發(fā)光元件制作過(guò)程示意圖。

圖9A、9B、9C是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組的一應(yīng)用示意圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組的另一應(yīng)用示意圖。

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中 的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施方案、變形方案、改進(jìn)方案、等同方案以及沒有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術(shù)方案。

參照?qǐng)D1至圖8是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例的一照明模組1，其可以應(yīng)用于各種需要補(bǔ)光照明的環(huán)境，特別地，所述照明模組1可以提供預(yù)定形狀光場(chǎng)分布以及預(yù)定光強(qiáng)以及預(yù)定光線類型的照明或產(chǎn)生投射光線，使得所述照明模組1可以替代現(xiàn)有的LED以及LD補(bǔ)光的方式，配合不同部件的工作，如，攝像模組、TOF模組。

參照?qǐng)D1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組1包括一光源組件10、一支架20和一光學(xué)元件30。

所述光源組件10用于產(chǎn)生光線，所述光學(xué)元件30被安裝于所述支架20，所示支架20被設(shè)置于所述光源組件10上，以使得所述光學(xué)元件30位于所述光源組件10前側(cè)。當(dāng)所述光源組件10發(fā)出光線時(shí)，光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30的作用出射，以使得光線形成預(yù)定形狀的出射光場(chǎng)分布。

值得一提的是，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述光源組件10發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30折射、反射、衍射等作用而出射，從而使得所述光源組件10發(fā)出的光線得以通過(guò)所述光學(xué)元件30的編輯作用再照射至預(yù)定區(qū)域，同時(shí)光線被編輯后形成預(yù)定形狀的出射光場(chǎng)分布，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的LED燈的直接照射方式以及LED燈形成的光場(chǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例，所述支架20形成中通的支撐殼體結(jié)構(gòu)，使得所述支架20支撐連接于所述光源組件10時(shí)，所述光學(xué)元件30位于所述光源組件10的前側(cè)，所述光源組件10、所述支架20以及所述光學(xué)元件30內(nèi)部形成密封的一內(nèi)空間，從而使得所述光源組件10出射的光線別約束于所述照明模組1內(nèi)，避免外界光線對(duì)所述光源組件1出射的光線的干擾。

更具體地，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述光學(xué)元件30可以通過(guò)粘貼或焊接的方式被固定地連接于所述支架20。所述支架20以粘貼或焊接的方式被固定連接于所述光源組件10上，從而形成密封的所述內(nèi)空間。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，所述支架20采用可回流焊材料制成，從而使得所述照明模組在制造的過(guò)程中可以采用回流焊工藝，節(jié)省工序工時(shí)。舉例地但不限于，采用回流焊工藝將所述支架連接于所述光源組件20、將所述光學(xué)元件30 連接于所述支架20。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，所述光學(xué)元件30為一衍射光學(xué)元件(Diffractive Optical Element，DOE)，所述衍射光學(xué)元件基于光衍射理論，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、并用大規(guī)模集成電路制作工藝，在基片上(或傳統(tǒng)光學(xué)器件表面)刻蝕產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)臺(tái)階深度的浮雕結(jié)構(gòu)，是一種純位相衍射光學(xué)元件。也就是說(shuō)，由所述光源組件10出射的光線經(jīng)過(guò)所述衍射光學(xué)元件的衍射作用，再出射至外部空間。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，所述光源組件10出射的光線經(jīng)過(guò)所述衍射光學(xué)元件的作用出射至外部空間，并且在外部空間形成具有預(yù)定形狀的光場(chǎng)分布。

如圖4至圖6所示，是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組形成的預(yù)定光場(chǎng)分布。所述光源組件10產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30，即所述衍射光學(xué)元件的作用，形成一棱錐形狀的光場(chǎng)分布100。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用LED燈配合一攝像模組工作，產(chǎn)生所述攝像模組所需的補(bǔ)光照明，可是由LED燈產(chǎn)生的光線發(fā)散角較大，而且通常為圓形的光場(chǎng)分布，因此在工作的過(guò)程中產(chǎn)生光能資源的浪費(fèi)，同時(shí)產(chǎn)生的多余的熱量影響攝像模組的工作，而根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例，所述光源組件10產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30，即所述衍射光學(xué)元件的衍射作用后，形成梯形方錐形狀的光場(chǎng)分布，所述梯形方錐形狀的光場(chǎng)分布具有較小的發(fā)散角，光能利用率高，特別適于需要方形照明區(qū)域的應(yīng)用環(huán)境。

進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例，所述光源組件10經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30形成的所述光場(chǎng)分布100為梯形方錐光場(chǎng)分布，即梯形四棱錐光場(chǎng)分布。相應(yīng)地，所述梯形方錐形狀的光場(chǎng)分布100形成一方形的投射面200。也就是說(shuō)，當(dāng)所述照明模組1照射時(shí)，形成的照射區(qū)域?yàn)榉叫巍Ｖ档靡惶岬氖?，方錐形狀的所述光場(chǎng)分布100以及方形的所述投射面200適于與所述攝像模組配合工作，提高光能的利用率，在所述攝像模組對(duì)應(yīng)的拍攝區(qū)域形成方形的照射區(qū)域。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所述光源組件10產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件10作用形成的所述方錐形狀的光場(chǎng)分布，僅作為舉例而不是本發(fā)明的限制，所述照明模組1可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)形成不同預(yù)定形狀的光場(chǎng)分布，如，圓錐形、三棱錐形、四棱錐、多邊形棱錐或者非對(duì)稱形狀的光場(chǎng)分布等。

根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例，所述光學(xué)元件30具有預(yù)設(shè)自由度，從而形成預(yù)定形狀的所述光場(chǎng)分布100。也就是說(shuō)，通過(guò)對(duì)所述光學(xué)元件30自由度的 設(shè)計(jì)，使得所述光源組件10發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30，即所述衍射光學(xué)元件的作用出射后，形成預(yù)定形狀的所述光場(chǎng)分布100。

對(duì)于不同的應(yīng)用的環(huán)境，可能對(duì)于光場(chǎng)分布的形狀要求不同，相應(yīng)地，不同的應(yīng)用環(huán)境，也可能對(duì)不同的光場(chǎng)強(qiáng)度分布要其不同，也就是說(shuō)，一方面可能要求形成預(yù)定形狀的投射面，另一方面，要求投射面上的具有預(yù)定的亮度分布。以攝像模組為例，在拍攝的過(guò)程中，通常由于自身的光學(xué)性能限制，在拍攝的圖像上出現(xiàn)中心區(qū)域亮而邊緣區(qū)域逐漸變暗的shading(陰影)現(xiàn)象，影響圖像的均勻性。對(duì)于這種現(xiàn)象就需要相應(yīng)的光照來(lái)彌補(bǔ)攝像模組在拍攝過(guò)程中形成的shading現(xiàn)象。

根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例，所述光學(xué)元件30具有所述預(yù)設(shè)自由度，從而形成預(yù)定強(qiáng)度的光場(chǎng)強(qiáng)度分布。也就是說(shuō)，通過(guò)對(duì)所述光學(xué)元件30的自由度的設(shè)計(jì)，使得所述光源組件10發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30，即所述衍射光學(xué)元件的作用出射后，形成的預(yù)定形狀的所述光場(chǎng)分布100，同時(shí)所述光場(chǎng)分布的強(qiáng)度分布預(yù)定，即達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度、預(yù)定形狀的所述光場(chǎng)分布100。更具體地，參照?qǐng)D6，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，通過(guò)所述光學(xué)元件30的自由度的設(shè)計(jì)，使得所述光源組件10產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30的作用出射后，形成邊緣增強(qiáng)的強(qiáng)度分布，適于補(bǔ)償一攝像模組在拍攝過(guò)程中形成的中心亮而邊緣暗的shading現(xiàn)象，使得所述攝像模組拍攝的圖像具有更好的均勻性。

值得一提的是，通過(guò)對(duì)所述光學(xué)元件30的自由度的設(shè)計(jì)，使得所述光源組件10產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30的作用出射后形成預(yù)定形狀以及預(yù)定強(qiáng)度分布的光場(chǎng)，因此，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，可以通過(guò)所述光學(xué)元件30的自由度的設(shè)計(jì)，形成一強(qiáng)度均勻分布的光場(chǎng)，特別適于應(yīng)用于需要提供均勻光場(chǎng)的環(huán)境。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所述光學(xué)元件30形成的邊緣增強(qiáng)的光場(chǎng)強(qiáng)度分布，僅作為舉例而不是限制，通過(guò)所述光學(xué)元件30的自由度的設(shè)計(jì)可以形成不同強(qiáng)度分布的光場(chǎng)分布，從而滿足不同應(yīng)用環(huán)境的亮度需求，不限于邊緣增強(qiáng)。

如圖7至圖8所示，是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的所述光學(xué)元件30的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述光學(xué)元件30具有至少一臺(tái)階31，浮雕狀地被設(shè)置于所述光學(xué)元件30的表面，形成浮雕結(jié)構(gòu)的所述衍射光學(xué)元件。所述衍射光學(xué) 元件30具有多個(gè)所述自由度，所述自由度可以是以下自由度的一個(gè)或多個(gè)：舉例地但不限于，臺(tái)階位置、臺(tái)階寬度、臺(tái)階深度、臺(tái)階形狀以及臺(tái)階數(shù)量等。通過(guò)對(duì)多個(gè)所述自由度的設(shè)計(jì)，從而使得所述光源組件10產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30的作用出射后，形成預(yù)定形狀的光場(chǎng)分布和/或預(yù)定強(qiáng)度的光場(chǎng)分布。更具體地，參照?qǐng)D8，所述光學(xué)元件30可以通過(guò)對(duì)一基板進(jìn)行掩膜、曝光、顯影、刻蝕等步驟形成預(yù)定形狀的所述衍射光學(xué)元件。也就是說(shuō)，通過(guò)設(shè)計(jì)所述光學(xué)元件30的所述多個(gè)自由度，舉例地但不限于，所述光學(xué)元件30的所述臺(tái)階31的臺(tái)階位置、臺(tái)階寬度、臺(tái)階深度、臺(tái)階形狀，臺(tái)階數(shù)量等，形成預(yù)定形狀的所述衍射光學(xué)元件，使得所述光源組件10的發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)所述衍射光學(xué)元件作用后出射，形成預(yù)定形狀的光場(chǎng)分布以及預(yù)定強(qiáng)度的光場(chǎng)分布，舉例地但不限于，邊緣增強(qiáng)的方錐形光場(chǎng)分布，從而使得所述光場(chǎng)分布100與應(yīng)用環(huán)境的配合更緊密，提高光能利用率。舉例地但不限于，邊緣增強(qiáng)的方錐形光場(chǎng)分布和攝像模組配合。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述光學(xué)元件30采用可回流焊材料制成，使得所述光學(xué)元件30與所述支架20的連接過(guò)程可以采用回流焊工藝完成。

進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例，所述光源組件10包括一線路板11和一發(fā)光元件12，所述發(fā)光元件12被設(shè)置于所述線路板11上，所述支架20被連接于所述線路板11，從而使得所述光學(xué)元件30位于所述發(fā)光元件12前側(cè)。所述光學(xué)元件12位于所述支架20、所述線路板11和所述光學(xué)元件30形成的所述內(nèi)空間，從而使得所述光學(xué)元件30位于所述發(fā)光元件12的前側(cè)。也就是說(shuō)，所述發(fā)光元件12產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30的作用后出射至外部空間。

根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例，所述發(fā)光元件12為一VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面發(fā)射激光器)。相比傳統(tǒng)的LED以及LD(Laser Diode激光二極管)，所述VCSEL具有較小的發(fā)散角和圓形對(duì)稱的遠(yuǎn)、近場(chǎng)分布，同時(shí)所述VCSEL具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率、較小的閾值以及相應(yīng)速度快等特性。由于所述VCSEL具有較小的發(fā)散角，因此，可以配合所述光學(xué)元件30的自由度設(shè)計(jì)，使得所述照明模組1的出射光場(chǎng)的發(fā)散角較小，照明光線更加集中，出射光場(chǎng)光斑均勻分布。

值得一提的是，所述VCSEL為面型陣列發(fā)光元件，從而使得所述照明模組1的體積較小。所述光源組件10、所述支架20和所述光學(xué)元件30形成模組的照 明組件，從而使得所述照明模組1方便地應(yīng)用于不同的部件以及不同的場(chǎng)景，舉例地但不限于，攝像模組、TOF模組。同時(shí)可以根據(jù)不同的部件的需求設(shè)計(jì)所述照明模組1的出射光場(chǎng)形狀和強(qiáng)度分布。

值得一提的是，所述支架20連接于所述線路板11，所述光學(xué)元件30安裝于所述支架20，從而形成密封的所述內(nèi)空間，使得所述發(fā)光元件12被密封于所述內(nèi)空間內(nèi)，與外部環(huán)境隔離，防止外界光線的干擾，同時(shí)阻擋外界灰塵進(jìn)入所述照明模組內(nèi)，因此使得所述照明模組實(shí)現(xiàn)模組化的設(shè)計(jì)。同時(shí)所述發(fā)光元件采用的VCSEL為面型陣列發(fā)光形式，使得所述照明模組1得以實(shí)現(xiàn)小尺寸的模組化設(shè)計(jì)，具有更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，適應(yīng)電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展方向。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述線路板11為鋁基板或氮化鋁基板形成的線路板，也就是說(shuō)，在鋁基板或氮化鋁基板上刻印電路，從而形成所述線路板11，使得所述線路板11具有良好的散熱性能，使得所述VCSEL產(chǎn)生的光能以穩(wěn)定功率輸出。

值得一提的是，所述發(fā)光元件12，即所述VCSEL可以根據(jù)需求設(shè)定為不同出射波長(zhǎng)的光線，從而滿足不同環(huán)境的需求，舉例地但不限于，所述VCSEL出射紅外光，從而使得所述照明模組1產(chǎn)生紅外光照射，以應(yīng)用于需要紅外光照射的環(huán)境，舉例地但不限于，虹膜識(shí)別。也就是說(shuō)，所述發(fā)光元件12產(chǎn)生紅外光，可以配合應(yīng)用于虹膜識(shí)別的環(huán)境。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所述光源組件10的所述發(fā)光元件12選取為VCSEL，僅作為舉例，并不是限制，所述光源組件12可以是其他能夠發(fā)光或者產(chǎn)生的光線的元件，比如，LED，LD，且所述光源組件12發(fā)出的光線，經(jīng)過(guò)所述光學(xué)元件30的衍射作用后出射，形成預(yù)定形狀和/或預(yù)定強(qiáng)度的光場(chǎng)分布。

如圖9A，9B，9C所示，是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組1應(yīng)用于一虹膜識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖。所述虹膜識(shí)別系統(tǒng)包括一虹膜攝像模組1000和一補(bǔ)光組件2000，所述補(bǔ)光組件2000配合所述虹膜識(shí)別攝像模組1000設(shè)置。所述虹膜攝像模組1000通過(guò)對(duì)用戶的虹膜區(qū)域進(jìn)行取景拍攝來(lái)獲取用戶的虹膜特征。由于所述虹膜攝像膜組1000在獲取用戶的虹膜信息時(shí)，采用紅外光黑白拍攝，而用戶所處的普通環(huán)境可能沒有足夠的紅外光源支撐取景拍攝的條件，因此通過(guò)設(shè)置所述補(bǔ)光組件2000，在所述虹膜攝像模組1000采集用戶虹膜特征的過(guò)程中，為所述虹膜攝像模組1000提供紅外光補(bǔ)充光源。

值得一提的是，所述補(bǔ)光組件2000為所述照明模組1，也就是說(shuō)，所述照明模組1為所述虹膜攝像模組1000提供紅外光補(bǔ)充光源。參照?qǐng)D9B，所述虹膜攝像模組1000的水平視場(chǎng)角為用戶的雙眼長(zhǎng)度方向，垂直視場(chǎng)角為用戶雙眼寬度方向，因此所述攝像模組1000形成一方形的虹膜識(shí)別區(qū)1001，從而可以保證完成的采集到用戶的眼部的虹膜特征信息。所述補(bǔ)光組件2000，即所述照明模組1，為所述虹膜攝像模組1000提供一補(bǔ)光區(qū)2001，以便于為所述虹膜識(shí)別區(qū)1001提供紅外補(bǔ)充光源。

值得一提的是，由于所述照明模組1設(shè)計(jì)有充分的自由度，可以實(shí)現(xiàn)不同需要的出射光場(chǎng)分布，因此，所述照明模組1在于所述虹膜攝像模組1000配合時(shí)，可以根據(jù)所述虹膜攝像模組1000需要的光場(chǎng)分布設(shè)計(jì)所述照明模組的所述自由度，使得所述照明模組與所述虹膜攝像模組1000平行放置時(shí)，光場(chǎng)分布投射向所述虹膜識(shí)別區(qū)1001，不同于現(xiàn)有技術(shù)的虹膜識(shí)別中采用LED補(bǔ)光時(shí)的布局。也就是說(shuō)，所述照明模組1與所述攝像模組平行布置配合補(bǔ)光時(shí)，可以通過(guò)對(duì)所述照明模組1的所述自由度的設(shè)計(jì)，使得所述照明模組1的光場(chǎng)分布為傾斜非對(duì)稱的形狀。

根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例，所述補(bǔ)光組件2000，即所述照明模組1，形成預(yù)定的光場(chǎng)分布，光線達(dá)到照射區(qū)域時(shí)，形成方形的投射區(qū)。為了配合所述虹膜攝像模組1000的所述虹膜識(shí)別區(qū)1001，通過(guò)設(shè)計(jì)所述照明模組的所述光學(xué)元件30的自由度以及所述照明模組1與所述虹膜攝像模組1000的相對(duì)距離以及角度關(guān)系，使得所述照明模組1的形成的所述補(bǔ)光區(qū)2001與所述虹膜攝像模組1形成的所述虹膜識(shí)別區(qū)1001形狀一致，且所述補(bǔ)光區(qū)2001完全覆蓋所述虹膜識(shí)別區(qū)1001，為所述虹膜攝像模組1采集用戶虹膜特征信息的過(guò)程提供充足的紅外光源。

值得一提的是，通過(guò)對(duì)所述照明模組1的所述光學(xué)元件30的多個(gè)所述自由度的設(shè)計(jì)，舉例地但不限于，臺(tái)階位置、臺(tái)階寬度、臺(tái)階深度、臺(tái)階形狀，臺(tái)階數(shù)量等，使得所述照明模組1在投射時(shí)形成與所述虹膜攝像模組1000的所述虹膜識(shí)別區(qū)1001相配合的所述補(bǔ)光區(qū)2001。所述補(bǔ)光區(qū)2001布局形狀與所述虹膜識(shí)別區(qū)1001一致，且完全覆蓋所述虹膜識(shí)別區(qū)1001，從而充分利用所述照明模組1發(fā)出的光線，為所述虹膜攝像模組1000提供充足的補(bǔ)光光源，提高光源利用率。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所述虹膜攝像模組1000形成所述方形的虹膜識(shí)別區(qū)1001以及所述照明模組1形成方形的所述補(bǔ)光區(qū)2001，僅作為舉例而不是限制，當(dāng)所述虹膜攝像模組1000需要的虹膜識(shí)別區(qū)1001的形狀改變時(shí)，與相對(duì)應(yīng)的照明模組1可以根據(jù)需求設(shè)計(jì)出射光場(chǎng)分布，從而形成所需形狀的所述補(bǔ)光區(qū)2001。

值得一提的是，所述虹膜攝像模組1000采集用戶的虹膜特征的識(shí)別質(zhì)量對(duì)于虹膜識(shí)別過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理過(guò)程的運(yùn)算速度和邏輯復(fù)雜程度具有重要的影響，而所述補(bǔ)光組件2000的補(bǔ)充光源的就是影響所述攝像模組1000拍攝質(zhì)量的重要因素之一。選取本發(fā)明的實(shí)施例的所述照明模組1為所述虹膜攝像模組1000提供紅外補(bǔ)充光源，所述照明模組形成與所述虹膜攝像模組1虹膜識(shí)別區(qū)域一致的所述補(bǔ)光區(qū)2001，從而可以為所述虹膜攝像模組1000提供充足的紅外光補(bǔ)充光源，完全覆蓋所述虹膜識(shí)別區(qū)域1001，同時(shí)減少多余的光源的浪費(fèi)，因此，所述照明模組1有助于所述虹膜攝像模組1000獲取清晰的虹膜信息，有助于提高所述虹膜識(shí)別過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理過(guò)程的運(yùn)算速度和邏輯復(fù)雜程度，提高虹膜識(shí)別效率，因此，所述照明模組1適于應(yīng)用于虹膜識(shí)別過(guò)程。

還值得一提的是，在圖9A示意的應(yīng)用方式中，所述照明模組1平行于所述虹膜攝像模組1000而放置，這種方式，使得照明模組更易于被安裝使用。而在圖9C示意的應(yīng)用方式中，所述照明模組1與所述虹膜攝像模組1000呈預(yù)定角度地傾斜設(shè)置。也就是說(shuō)，對(duì)于照明模組不同安裝方式或者方向，所述照明模組1都可以提供所述虹膜攝像模組1000所需的預(yù)定光場(chǎng)分布。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所述照明模組1的安裝方式或者方向并不是本發(fā)明應(yīng)用的限制，由于可以通過(guò)設(shè)計(jì)所述照明模組1的自由度等參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)光分布，因此對(duì)于不同安裝方式或方向都可以結(jié)合自由度來(lái)提供需要的預(yù)定光場(chǎng)分布，從而可以提供適宜于不同安裝方式或方向的照明模組產(chǎn)生預(yù)定光場(chǎng)分布，舉例地但不限于，與所述虹膜攝像模組1000呈預(yù)定角度地傾斜設(shè)置。

如圖10所示，是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的所述照明模組1配合應(yīng)用于一攝像模組2。所述照明模組1與所述攝像模組2被并列設(shè)置，為所述攝像模組2提供照明光源。

值得一提的是，所述攝像模組1通常拍攝區(qū)域是方形的區(qū)域，因此需要照明的目標(biāo)區(qū)域也是方形區(qū)域，而所述照明模組1形成的預(yù)定形狀的光場(chǎng)分布與所述 攝像模組1需要的拍攝目標(biāo)區(qū)域相一致，從而充分利用光源。

還值得一提的是，所述攝像模組1由于自身的光學(xué)特性限制，在拍攝時(shí)，圖像上形成中心較亮而邊緣較暗的shading現(xiàn)象，而所述照明模組1通過(guò)多個(gè)所述自由度的設(shè)計(jì)，舉例地但不限于，臺(tái)階位置、臺(tái)階寬度、臺(tái)階深度、臺(tái)階形狀，臺(tái)階數(shù)量等，使得光場(chǎng)強(qiáng)度分布邊緣增強(qiáng)，相應(yīng)地可以補(bǔ)償所述攝像模組1在拍攝圖像時(shí)的shading現(xiàn)象，使得所述攝像模組1拍攝的圖像具有更好的均勻性。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，圖中所示所述照明模組1配合所述攝像模組2應(yīng)用于手機(jī)設(shè)備，僅作為舉例，不是本發(fā)明的限制，所示照明模組1配合所述攝像模組2應(yīng)用于手機(jī)設(shè)備的應(yīng)用方式還可以應(yīng)用于其它各種設(shè)備，如，筆記本電腦、平板設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、攝像頭等不同的需要照明補(bǔ)光的設(shè)備。

值得一提的是，上述應(yīng)用方式中，以手機(jī)攝像頭和虹膜識(shí)別中的應(yīng)用為例進(jìn)行說(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，應(yīng)用場(chǎng)景不是本發(fā)明的限制，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以與不同產(chǎn)品相配合，提供預(yù)定要求的補(bǔ)光，如，TOF(Time of Flight，飛行時(shí)間)模組。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所述照明模組配合所述攝像模組1以及所述虹膜攝像模組1000僅作為舉例，而不是限制，所述照明模組1不限于配合其它部件的工作，還可以作為獨(dú)立的照明部件，提供照明環(huán)境。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，上述描述及附圖中所示的本發(fā)明的實(shí)施例只作為舉例而并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的目的已經(jīng)完整并有效地實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的功能及結(jié)構(gòu)原理已在實(shí)施例中展示和說(shuō)明，在沒有背離所述原理下，本發(fā)明的實(shí)施方式可以有任何變形或修改。