本实用新型专利技术提供一种投射星空效果的衍射光学元件，包括：能够投射出预设光场图案的至少一个微结构图案单元；其中所述预设光场图案具有：覆盖至少部分目标光场范围的背景；处于第一灰度范围的第一组点；和处于第二灰度范围的第二组点，其中所述第一灰度范围高于所述背景的灰度，所述第二灰度范围高于所述第一灰度范围。本实用新型专利技术实施例描述衍射光学元件，在目标光场内具有星云背景(第一层次)、弱星光点(第二层次)、以及强星光点(第三层次)。强星光点和弱星光点为在目标光场中可以是随机分布的，或者可以根据实际的星空效果图而预先设置，或者强星光点和弱星光点可以分别是在目标光场中中心对称分布。光场中中心对称分布。光场中中心对称分布。
【技术实现步骤摘要】
投射星空效果的衍射光学元件、光学投影装置以及车辆
[0001]本技术大致涉及光学
，尤其涉及能够投射星空效果的衍射光学元件及其设计方法、光学投影装置以及包括其的车辆。
技术介绍
[0002]现有的投射星空效果的照明方案，通常是利用衍射光学元件DOE设计规则点阵，例如3*3，5*5，7*7规则点阵，利用双面刻蚀或者双面转印的方式，将两个DOE制备在同一基底的两个面上并相互偏移一定角度，形成如图1所示的满天星的分布。但是以上的常规设计存在以下问题：
[0003]首先，由于是双面转印两种规律点阵形成光场FOV，使得最终得到的星空场的光场是这两个光场FOV的卷积和，这使得最终形成的光场不能精确的控制。
[0004]其次，光点的数目和明暗相间程度无法精确设计，对加工依赖性较高，且二者存在的寄生点也容易参加卷积，因此会使得点会显得密集，偏离设计初衷。
[0005]
技术介绍
部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
[0006]有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本技术提供一种投射星空效果的衍射光学元件的设计方法，包括：
[0007]S101：根据目标光场范围生成所述衍射光学元件的目标图，其中所述目标图包括覆盖至少部分目标光场范围的背景、处于第一灰度范围的第一组点和处于第二灰度范围的第二组点，其中所述第一灰度范围高于所述背景的灰度，所述第二灰度范围高于所述第一灰度范围；和
[0008]S102：根据所述目标图，设计所述衍射光学元件的微结构图案单元的相位分布。
[0009]根据本技术的一个方面，所述步骤S101包括将所述第一组点和第二组点随机分布在所述目标光场范围内。
[0010]根据本技术的一个方面，设定灰度值范围为0
‑
255，其中所述背景的灰度在0
‑
5之间，所述第一灰度范围为20
‑
50，所述第二灰度范围为 100
‑
255。
[0011]根据本技术的一个方面，所述设计方法还包括根据计算机仿真结果，调节所述背景、第一组点以及第二组点的灰度值以获得更好的星空效果。
[0012]根据本技术的一个方面，所述步骤S101包括：生成随机数，根据所述随机数，将所述第一组点和第二组点随机分布在所述目标光场范围内。
[0013]本技术还提供一种投射星空效果的衍射光学元件，包括：
[0014]能够投射出预设光场图案的至少一个微结构图案单元；
[0015]其中所述预设光场图案具有：覆盖至少部分目标光场范围的背景；
[0016]处于第一灰度范围的第一组点；和
[0017]处于第二灰度范围的第二组点，
[0018]其中所述第一灰度范围高于所述背景的灰度，所述第二灰度范围高于所述第一灰度范围。
[0019]根据本技术的一个方面，所述第一组点和第二组点随机分布在所述目标光场范围内。
[0020]根据本技术的一个方面，设定灰度值范围为0
‑
255，其中所述背景的灰度在0
‑
5之间，所述第一灰度范围为20
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50，所述第二灰度范围为 100
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255。
[0021]本技术还提供一种光学投影装置，包括：
[0022]光源，配置成可发射出光束；
[0023]如上所述的衍射光学元件，设置在所述光源的下游以接收所述光束，并在目标平面上投射出预设光场图案，所述预设光场图案包括背景、处于第一灰度范围的第一组点和处于第二灰度范围的第二组点。
[0024]根据本技术的一个方面，所述光学投影装置还包括准直光学器件，所述准直光学器件设置于所述光源和所述衍射光学元件之间，用于对从所述光源发射出的光束进行准直，并投射到所述衍射光学元件之上。
[0025]本技术还提供一种车辆，包括：
[0026]如上所述的光学投影装置，安装在所述车辆内部；和
[0027]其中所述光学投影装置配置成在所述车辆的车顶上投射出预设光场图案，所述预设光场图案包括背景、处于第一灰度范围的第一组点和处于第二灰度范围的第二组点。
[0028]本技术实施例描述的设计方法能够获得一种投射星空效果的衍射光学元件，在目标光场内具有星云背景(第一层次)、弱星光点(第二层次)、以及强星光点(第三层次)。强星光点和弱星光点为在目标光场中可以是随机分布的，或者可以根据实际的星空效果图而预先设置，或者强星光点和弱星光点可以分别是在目标光场中中心对称分布，其中不同强星光点的灰度或亮度可以是随机变化的，不同弱星光点的灰度或亮度也可以是随机变化的，强星光点的亮度大于弱星光点的亮度。其中星云背景至少覆盖目标光场的部分区域，星云背景的亮度在从目标光场的中心向边缘逐渐减弱，星云背景的亮度也可以是在目标光场中随机分布的，星云背景的亮度小于弱星光点的亮度。
附图说明
[0029]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0030]图1示出了现有技术形成的星空图像的投影；
[0031]图2示出了根据本技术一个实施例的投射星空效果的衍射光学元件的设计方法；
[0032]图3示出了根据本技术的一个实施例的衍射光学元件的目标图；
[0033]图4示出了利用绿色激光照射基于本技术上述实施例设计并制造的衍射光学元件所投射出的星空效果；
[0034]图5示出了根据本技术一个实施例的一种投射星空效果的衍射光学元件；和
[0035]图6示出了根据本技术一个实施例的光学投影装置。
具体实施方式
[0036]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。
[0037]在本技术的描述中，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。
[0038]在本实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种投射星空效果的衍射光学元件，其特征在于，所述衍射光学元件包括：能够投射出预设光场图案的至少一个微结构图案单元；其中所述预设光场图案具有：覆盖至少部分目标光场范围的背景；处于第一灰度范围的第一组点；和处于第二灰度范围的第二组点，其中所述第一灰度范围高于所述背景的灰度，所述第二灰度范围高于所述第一灰度范围。2.如权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，所述第一组点和第二组点随机分布在所述目标光场范围内。3.如权利要求1所述的衍射光学元件，其特征在于，设定灰度值范围为0
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255，其中所述背景的灰度在0
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5之间，所述第一灰度范围为20
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50，所述第二灰度范围为100
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255。4.一种光学投影装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯辉，
申请(专利权)人：嘉兴驭光光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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