可用于投射斜线的衍射光学元件、投射装置及其设计方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可用于投射斜线的衍射光学元件的设计方法，包括：确定所述斜线与第一方向之间的角度θ；根据所述角度确定所述衍射光学元件沿着所述第一方向的第一周期d1以及沿着第二方向的第二周期d2，其中所述第一方向与第二方向相垂直，第一周期d1和第二周期d2满足tgθ＝d1/d2；和根据所述第一周期d1、第二周期d2以及具有45度斜线的目标图，获得所述衍射光学元件的相位分布图。根据本发明专利技术的实施例，能够提高通过衍射光学元件投射出的光场的视觉效果。

Diffractive optical elements, projective devices and their design methods for projecting oblique lines

【技术实现步骤摘要】
可用于投射斜线的衍射光学元件、投射装置及其设计方法
本专利技术涉及光学
，尤其涉及一种可用于投射斜线的衍射光学元件、投射装置及其设计方法。
技术介绍
在传统的设计方法中，衍射光学元件被设计为具有成二维阵列排布的多个微结构图案单元，每个微结构图案单元都具有相同的相位分布图案，并且每个微结构图案单元的周期为正方形。当设计投射出具有斜线图案的衍射光学元件时，在一些应用场景下需要投射图案的线宽尽可能小，例如用于激光扫码枪(特别的应用，线越细越好，非45度斜线)的米字型指示图案的情况。因此，在衍射光学元件的设计过程中，制作目标图时，会制作只有一个像素宽度的斜线目标图。然而，本申请的专利技术人发现，在使用传统方法设计衍射光学元件时，如果用一个像素宽度画出一条斜线(45°除外)，斜线会呈现明显的锯齿状，如图1所示，生成的目标图的视觉效果较差，从而导致设计的衍射光学元件投射出的光场的视觉效果较差。
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本专利技术提供一种可用于投射斜线的衍射光学元件的设计方法，包括：确定所述斜线与第一方向之间的角度θ；根据所述角度，确定所述衍射光学元件沿着所述第一方向的第一周期d1以及沿着第二方向的第二周期d2，其中所述第一方向与第二方向相垂直，所述第一周期d1和第二周期d2满足tgθ＝d1/d2；和根据所述第一周期d1、第二周期d2以及具有45度斜线的目标图，获得所述衍射光学元件的相位分布图。根据本专利技术的一个方面，所述45度斜线为单像素或者多像素的斜线。根据本专利技术的一个方面，所述角度θ不等于45度。本专利技术还提供一种可用于投射出斜线的衍射光学元件，其中所述斜线与第一方向的夹角为θ，所述衍射光学元件包括：沿着第一方向和第二方向周期性排布的多个微结构图案单元，其中所述第一方向与第二方向垂直，所述微结构图案单元沿着所述第一方向排布的周期为d1，沿着所述第二方向排布的周期为d2，所述第一周期d1和第二周期d2满足tgθ＝d1/d2，其中所述衍射光学元件的相位分布图根据所述第一周期d1、第二周期d2以及具有45度斜线的目标图进行设计。根据本专利技术的一个方面，其中所述45度斜线为单像素或者多像素的斜线。根据本专利技术的一个方面，其中所述角度θ不等于45度。本专利技术还涉及一种投射装置，包括：光源，所述光源配置成可发射出光束；根据本专利技术的一个方面，其中所述的衍射光学元件，所述衍射光学元件设置在所述光源的下游并接收所述光束，调制并投射出包括斜线的图案。根据本专利技术的一个方面，其中所述斜线为单像素或者多像素的斜线。根据本专利技术的一个方面，其中所述投射装置是激光扫码枪。根据本专利技术实施例获得的衍射光学元件，能够投射出任意角度的斜线，不会呈现明显的锯齿状，明亮均匀，斜线排列整齐规则，美观程度得到很大提升。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据现有技术设计的衍射光学元件投射出的斜线；图2示出了根据本专利技术一个实施例的可用于投射斜线的衍射光学元件的设计方法的流程图；图3示出了根据本专利技术一个实施例的目标斜线与衍射光学元件的微结构图案单元的示意图；图4示出了具有45°斜线的目标图；图5示出了根据本专利技术一个实施例的目标光场；图6示出了实施例中根据传统设计方法得到的衍射光学元件所投影出的斜线；图7示出了实施例中根据本专利技术设计方法得到的衍射光学元件所投影出的斜线；图8示出了使用多像素来构成该45°斜线的目标图；图9示出了根据本专利技术一个实施例的衍射光学元件的微纳结构面的示意图；和图10示出了根据本专利技术一个实施例的投射装置。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。第一方面图2示出了根据本专利技术一个实施例的一种衍射光学元件的设计方法100的流程图，该设计方法可用于设计投射斜线的衍射光学元件，下面参考附图详细描述。在步骤S101，确定待投射的斜线与第一方向之间的夹角θ。参见图3，其中斜线L为待投本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于投射斜线的衍射光学元件的设计方法，包括：/n确定所述斜线与第一方向之间的角度θ；/n根据所述角度，确定所述衍射光学元件沿着所述第一方向的第一周期d1以及沿着第二方向的第二周期d2，其中所述第一方向与第二方向相垂直，所述第一周期d1和第二周期d2满足tgθ＝d1/d2；和/n根据所述第一周期d1、第二周期d2以及具有45度斜线的目标图，获得所述衍射光学元件的相位分布图。/n

【技术特征摘要】
1.一种可用于投射斜线的衍射光学元件的设计方法，包括：
确定所述斜线与第一方向之间的角度θ；
根据所述角度，确定所述衍射光学元件沿着所述第一方向的第一周期d1以及沿着第二方向的第二周期d2，其中所述第一方向与第二方向相垂直，所述第一周期d1和第二周期d2满足tgθ＝d1/d2；和
根据所述第一周期d1、第二周期d2以及具有45度斜线的目标图，获得所述衍射光学元件的相位分布图。


2.根据权利要求1所述的设计方法，其中所述45度斜线为单像素或者多像素的斜线。


3.根据权利要求1或2所述的设计方法，其中所述角度θ不等于45度。


4.一种可用于投射出斜线的衍射光学元件，其中所述斜线与第一方向的夹角为θ，所述衍射光学元件包括：
沿着第一方向和第二方向周期性排布的多个微结构图案单元，其中所述第一方向与第二方向垂直，所述微结构图案单元沿着所述第一方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燚言，田克汉，
申请(专利权)人：嘉兴驭光光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33