衍射光学元件监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种衍射光学元件监测装置，包括：衍射光学元件(DOE)，由至少一片透明基片刻蚀而成，并且所述透明基片的上表面和/或下表面刻有衍射光栅，用于衍射入射光源发出的光束；透明导电薄膜，附着于所述DOE的表面，具有电阻属性；监测控制单元，通过导线与所述透明导电薄膜连接，用于监测所述透明导电薄膜的电阻变化，以判断所述DOE的完整性并进行相应的安全控制。本发明专利技术还提出一种衍射光学元件监测方法，本发明专利技术的衍射光学元件监测装置及方法，能够持续及时的对DOE完整性做出合理的评估并进行相应的安全控制，以确保DOE始终在安全的状况下工作。

Monitoring devices and methods for diffractive optical elements

The invention provides a monitoring device including: a diffractive optical element, diffractive optical elements (DOE), by at least a transparent substrate is etched, and the transparent substrate on the surface and / or surface with diffraction grating for diffraction light beams emitted from the incident light source; a transparent conductive film which is attached to the surface in the DOE, with a resistance property; monitoring and controlling unit, connected by wire and the transparent conductive film, for monitoring the change of resistance of the transparent conductive film, to determine the integrity of the DOE and the corresponding safety control. The invention also provides a monitoring method for diffractive optical elements. The diffractive optical elements monitoring device and method of the invention can continuously and reasonably evaluate the integrity of DOE and carry out corresponding safety control, so as to ensure that DOE always works in safety.

【技术实现步骤摘要】
衍射光学元件监测装置及方法
本专利技术涉及衍射光学领域，尤其涉及一种衍射光学元件监测装置及方法。
技术介绍
光学投影系统被广泛应用于物体的三维扫描、空间三维重建、人机交互等领域。光学投影系统通过投射编码或结构化的特殊光图案，对目标物体的空间信息进行标记，为后期图像采集装置的信息采集以及三维重建提供准备工作。用于投射结构光的光学投影系统一般包括光源、准直透镜以及衍射光学元件(DOE)。其中，DOE用于分束、重叠光源发射的光束，以获得分布均匀且不相关的特殊图案化光束，是整个光学投影系统的核心部件。此外，DOE的好坏也会直接影响光学投影系统所投射的光图案的质量，DOE性能越好，光图案的分别率越高、对比度越强。光学投影系统所投射的光图案质量越好，图像采集装置捕捉到的图案化信息越清晰、越准确，则后期处理器对物体三维重建的精度、准确度越高。然而，随着光学投影系统使用时间的增加，光学元件难免会出现不同程度的老化、变形或者损坏现象，尤其是DOE。因为DOE密封于光学投影系统中，散热不佳的情况下，DOE非常容易出现老化、变形或者损坏的现象。DOE的老化、变形或者损坏问题，会影响到DOE衍射光束的能力。当DOE衍射光束能力的下降时，光学投影系统所投射的图案化光束，其均匀度和对比度也会出现不同程度的下降，甚至伴随着严重的零级衍射光束。所谓零级衍射光束指的是射向衍射光学元件的光束中，存在着一部份光束没有被衍射并且继续穿过衍射光学元件进入目标空间，即没有被衍射光学元件衍射便直接进入目标空间的那一部分光束为零级衍射光束。零级衍射光束的能量往往比高阶衍射光束能量高出几个数量级，处理不当，极有可能诱发人眼安全问题。为了确保光学投影系统始终符合激光安全标准，实时监测并判断DOE的完整性是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术无法及时判断DOE老化、变形或者损坏的技术问题，本专利技术提出一种衍射光学元件监测装置及方法。本专利技术的衍射光学元件监测装置，包括：衍射光学元件(DOE)，由至少一片透明基片刻蚀而成，并且所述透明基片的上表面和/或下表面刻有衍射光栅，用于衍射入射光源发出的光束；透明导电薄膜，附于所述DOE的表面，具有电阻属性；监测控制单元，与所述透明导电薄膜电连接，用于监测所述透明导电薄膜的电阻变化，以判断所述DOE的完整性并进行相应的安全控制。在优选的实施方式中，所述监测控制单元中预设安全阈值区间，当所述透明导电薄膜的电阻超过所述安全阈值区间时，所述监测控制单元进行相应的安全控制。所述安全控制包括发出所述DOE损坏的风险提示信息或关闭所述入射光源或者降低所述入射光源的发光功率。在优选的实施方式中，当所述透明基片的上表面或下表面刻有衍射光栅时，所述透明导电薄膜附于所述衍射光栅的表面，或者附于所述透明基片的上表面和下表面，或者附于所述透明基片的整个表面；当所述透明基片的上表面和下表面均刻有衍射光栅时,所述透明导电薄膜附于至少一个所述衍射光栅的表面或者附于所述透明基片的整个表面。在优选的实施方式中，所述DOE由一片透明基片刻蚀而成；其中，所述透明基片的上表面和下表面均刻有衍射光栅。所述透明导电薄膜通过导线串联或者并联在含有所述监测控制单元的控制电路中。在优选的实施方式中，所述DOE包括垫片和两片透明基片；所述垫片设置在所述两片透明基片之间，用于固定并分隔所述两片透明基片；所述透明基片的上表面或者下表面刻有衍射光栅。所述透明导电薄膜通过导线串联或者并联在含有所述监测控制单元的控制电路中。在优选的实施方式中，所述DOE包括垫片、两片或者两片以上的所述透明基片，并且至少一片透明基片的上表面和下表面均刻有衍射光栅；所述垫片设置在所述透明基片之间，用于固定并分隔所述透明基片。所述透明导电薄膜通过导线以并联和/或串联的方式接入含有所述监测控制单元的控制电路中。本专利技术还提出一种衍射光学元件监测方法，包括以下步骤：首先，在衍射光学元件(DOE)的表面附上透明导电薄膜，所述透明导电薄膜具有电阻属性，所述DOE由至少一片透明基片刻蚀而成，并且所述透明基片的上表面和/或下表面刻有衍射光栅，用于衍射入射光源发出的光束；然后，通过监测所述透明导电薄膜的电阻变化来判断所述DOE的完整性并进行相应的安全控制。在优选的实施方式中，所述监测控制单元中预设安全阈值区间，当所述透明导电薄膜的电阻超过所述安全阈值区间时，所述监测控制单元进行相应的安全控制。所述安全控制包括发出所述DOE损坏的风险提示信息和关闭所述入射光源或者降低所述入射光源的发光功率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果有：本专利技术的衍射光学元件监测装置及方法，通过在衍射光学元件(DOE)的表面附着上具有电阻属性的透明导电薄膜，然后通过实时监测所述透明导电薄膜的电阻变化，可以持续及时的对DOE完整性做出合理的评估并进行相应的安全控制，以确保DOE始终在安全的状况下工作。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的单一衍射光栅DOE监测装置示意图。图2(a)是根据本专利技术一个实施例的分立式双衍射光栅DOE监测装置串联示意图。图2(b)是根据本专利技术一个实施例的分立式双衍射光栅DOE监测装置并联示意图。图3(a)是根据本专利技术一个实施例的单片式双衍射光栅DOE监测装置串联示意图。图3(b)是根据本专利技术一个实施例的单片式双衍射光栅DOE监测装置并联示意图。图4(a)是根据本专利技术一个实施例的分立式多衍射光栅DOE监测装置串并联示意图。图4(b)是根据本专利技术一个实施例的分立式多衍射光栅DOE监测装置串并联示意图。图5(a)是根据本专利技术一个实施例的DOE监测控制流程图。图5(b)是根据本专利技术一个实施例的电压阈值区间示意图。图6(a)是根据本专利技术一个实施例的DOE监测控制流程图。图6(b)是根据本专利技术一个实施例的电流阈值区间示意图。图7(a)是根据本专利技术一个实施例的DOE监测控制流程图。图7(b)是根据本专利技术一个实施例的电阻阈值区间示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式并对照附图对本专利技术做进一步详细说明。其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。下面结合附图通过具体实施例对本专利技术进行详细的介绍，以使更好的理解本专利技术，但下述实施例并不限制本专利技术范围。另外，需要说明的是，下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构思，附图中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形状、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。图1是根据本专利技术实施例的一种单一衍射光栅DOE监测装置示意图。本实施例中，该DOE监测装置包括：DOE10、透明导电薄膜20以及监测控制单元50。其中，DOE10可以由一片透明基片加工而成，透明基片的材质可以是玻璃或者高分子聚合物。一种实施方式中，DOE10的上表面或下表面刻蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衍射光学元件监测装置，其特征在于，包括：衍射光学元件(DOE)，由至少一片透明基片刻蚀而成，并且所述透明基片的上表面和/或下表面刻有衍射光栅，用于衍射入射光源发出的光束；透明导电薄膜，附于所述衍射光学元件的表面，具有电阻属性；监测控制单元，与所述透明导电薄膜电连接，用于监测所述透明导电薄膜的电阻变化，以判断所述衍射光学元件的完整性并进行相应的安全控制。

【技术特征摘要】
1.一种衍射光学元件监测装置，其特征在于，包括：衍射光学元件(DOE)，由至少一片透明基片刻蚀而成，并且所述透明基片的上表面和/或下表面刻有衍射光栅，用于衍射入射光源发出的光束；透明导电薄膜，附于所述衍射光学元件的表面，具有电阻属性；监测控制单元，与所述透明导电薄膜电连接，用于监测所述透明导电薄膜的电阻变化，以判断所述衍射光学元件的完整性并进行相应的安全控制。2.如权利要求1所述的衍射光学元件监测装置，其特征在于，所述监测控制单元中预设安全阈值区间，当所述透明导电薄膜的电阻超过所述安全阈值区间时，所述监测控制单元进行相应的安全控制。3.如权利要求2所述的衍射光学元件监测装置，其特征在于，所述安全控制包括发出所述衍射光学元件损坏的风险提示信息或者关闭所述入射光源或者降低所述入射光源的发光功率。4.如权利要求1-3任一所述的衍射光学元件监测装置，其特征在于，当所述透明基片的上表面或下表面刻有衍射光栅时，所述透明导电薄膜附于所述衍射光栅的表面，或者附于所述透明基片的上表面和下表面，或者附于所述透明基片的整个表面；当所述透明基片的上表面和下表面均刻有衍射光栅时,所述透明导电薄膜附于至少一个所述衍射光栅的表面或者附于所述透明基片的整个表面。5.如权利要求4所述的衍射光学元件监测装置，其特征在于，所述衍射光学元件由...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓想全，黄杰凡，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44