提升照明均匀性的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种提升照明均匀性的装置，该装置包括：提升照明均匀性的装置，其特征在于，装置包括：依此设置在光源输出的光束的传输路径上的光束处理单元和斑纹衰减单元；其中，光束处理单元用于将光束的光学参数调整为预设值并发射至斑纹衰减单元；斑纹衰减单元包括旋转盘，设置在旋转盘表面上的多个反射微结构，多个反射微结构在旋转盘上呈环形排布或螺旋状排布，各反射微结构包括反射面，反射微结构的反射面面对光束处理单元，任意两个反射微结构的反射面距离旋转盘的基准面的距离不相同。上述装置实对激光相干性所导致的斑纹图案具有很好的抑制效果。有很好的抑制效果。有很好的抑制效果。

【技术实现步骤摘要】
提升照明均匀性的装置


[0001]本专利技术涉及光学设备
，特别是涉及提升照明均匀性的装置。

技术介绍

[0002]激光辐射具有很强的相干性。当用激光照射物体表面时，由于物体表面具有一定粗糙度，因而经物体表面向空间各方向散射出的不同光束之间，由于存在微小光程差而发生相互干涉，由此在像面会形成干涉条纹，产生呈颗粒状无规则分布的噪声，即斑纹噪声，不利于获得均匀照明。斑纹的存在严重影响了图像的细节信息，降低图像的清晰度和分辨率。因此需要对激光相干性所致图像斑纹进行衰减处理。
[0003]通常采用斑纹对比度作为斑纹噪声的评价标准，对比度数值越大则斑纹噪声越严重。在CCD响应时间内或者人眼积分时间内，通过叠加N副不同的斑纹图案是降低斑纹对比度的有效方法。当有N个彼此相互独立的斑纹图案发生叠加时，像面上或人眼接收到的斑纹对比度可以降为原来的因此，在CCD响应时间内或者人眼积分时间内，叠加的独立斑纹图案数量越多，所起到的斑纹衰减效果越理想，照明均匀性越好。
[0004]常规采用逐行/逐列分布、或网格分布的阶梯状反射元件的静态斑纹衰减装置，对于大尺寸光斑更具有适用性。当面向小尺寸光斑使用时，由于光斑尺寸小，无法广泛分散开，进而会降低斑纹衰减效果，若果采用大量反射微结构会带来装置加工难度和成本的提高的可能性。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种提升照明均匀性的装置解决上述
技术介绍
部分存在的技术问题。
[0006]一种提升照明均匀性的装置，所述装置包括斑纹衰减单元，所述斑纹衰减单元包括多个反射微结构，所述多个反射微结构排布在旋转盘表面，各所述反射微结构包括远离所述旋转盘表表面的反射面，至少任意两个相邻所述反射微结构距离所述旋转盘的表面的距离不相同。
[0007]在一些实施例中，入射至所述反射微结构的激光垂直于所述反射面或与所述反射面的垂面的夹角不大于预设夹角。
[0008]在一些实施例中，所述斑纹衰减单元的任意两个所述反射微结构距离所述旋转盘的表面的距离不相同。
[0009]在一些实施例中，所有所述反射微结构的反射面的形状和尺寸相同。
[0010]在一些实施例中，所述斑纹衰减单元至少相邻两个所述反射微结构的反射面不平行。
[0011]在一些实施例中，任意两个所述反射微结构的反射面距离所述旋转盘的基准面的距离的差值大于所述光束相干长度的一半。
[0012]在一些实施例中，所述多个反射微结构在所述旋转盘上呈环形排布或螺旋状排
布。
[0013]在一些实施例中，所述螺旋状排布的旋转次数与光斑尺寸、旋转盘转速、所需的斑纹对比度相关。
[0014]在一些实施例中，所述装置还包括光束处理单元，所述光束处理单元用于对所述光束进行预处理，所述预处理包括调整所述光束的光束、时间相关性和光束偏振态之一或组合。
[0015]上述提升照明均匀性的装置，面向不同尺寸光斑都具有适用性。在有限空间内能够设置大量不同特征的反射微结构，进而产生更多数量的独立斑纹图案，有利于提高斑纹衰减能力。无需搭配其他光学元件来对激光光斑进行整形，结构易于加工、操作简单、性能稳定，对激光相干性所导致的斑纹图案具有很好的抑制效果。
附图说明
[0016]图1为一个实施例中提供的提升照明均匀性的装置示意图；
[0017]图2为另一个实施例中提供的提升照明均匀性的装置示意图。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
[0020]请参考图1，其示出了可以应用本申请的提升照明均匀性的装置的示意图。
[0021]一种提升照明均匀性的装置，可以包括斑纹衰减单元，所述斑纹衰减单元包括多个反射微结构，所述多个反射微结构排布在旋转盘表面，各所述反射微结构包括远离所述旋转盘表表面的反射面，至少任意两个相邻所述反射微结构距离所述旋转盘的表面的距离不相同。
[0022]两个反射微结构与旋转盘的表面之间的距离不相同(即反射微结构的厚度不同)，以使当光束射入旋转盘上的反射微结构时，每个反射微结构产生一个反射子光束，任意两个反射子光束之间有光程差，所有反射子光束之间不再发生干涉。
[0023]本申请通过采用旋转环状分布的、不同特征的反射式反射微结构的方法，在CCD相机或人眼积分时间内来叠加大量独立图案，进而起到对激光相干性所导致的图像斑纹的衰减目的，能够改善照明均匀性，提高图形的清晰度。面向不同尺寸光斑都具有适用性。在有限空间内能够设置大量不同特征的反射微结构，进而产生更多数量的独立斑纹图案，有利于提高斑纹衰减能力。
[0024]进一步地，斑纹衰减单元还包括电机，电机通过旋转轮与旋转盘相连。
[0025]可以理解的是，反射微结构即不同高度的阶梯状反射面。反射微结构数量N为自然数。所有反射微结构呈环状分布在一转轮上，转轮中心连接电机，通过电机带动转轮旋转。
[0026]在一些应用场景中，如图1所示，入射激光束(光束)在每个反射微结构表面会发生反射，每个反射微结构都会产生一个反射子光束。所有的反射微结构高度上都存在一定差
异。以使入射激光束经每一个反射微结构表面反射后的各个子光束之间彼此存在一定光程差。所有反射子光束统称为反射光束。入射光束可垂直反射微结构表面、也可与反射微结构表面存在一定入射角。为了保证各个反射子光束之间不再发生干涉，阶梯状反射微结构彼此之间的厚度差应大于入射激光相干长度的一半，以此来保证所有反射微结构表面反射后的子光束之间的光程差大于激光相干长度，因此反射子光束互相不会发生干涉，进而大大衰减了斑纹的产生。每一个反射微结构反射的光线相对于其他反射微结构而言都能产生不同的斑纹图案。在CCD或人眼的积分时间内，累积的独立斑纹图案数量越多，越有利于降低斑纹对比度，对斑纹起到衰减作用，改善成像质量。反射微结构的数量N和转轮的转速都能对一定积分时间叠加的斑纹数量产生影响，N的数值越大对斑纹的衰减效果越好。转轮的转速与CCD或人眼积分时间相匹配，单位积分时间对应转轮旋转一圈，下一个积分时间转轮开始新的循环。单位积分时间也可对应转轮旋转1/2圈、或1/3圈等其他数值。
[0027]在一些应用场景中，如图2所示，表面灰色区域分布着若干个阶梯状的微结构(图中未画出阶梯状微结构)，微结构形式与图1中分布情况相同。转轮中心通过一旋转轴与电机相连，电机带动转轮旋转(图中未画出)。与图1不同的是，图2中微结构呈螺旋状分布在转轮上，这样的话，对于同样大小的转轮，能够分布更多数量的微结构，进而产生更多数量的独立斑纹图案，获得更好的斑纹衰减效果。转轮表面的螺旋旋转次数不定，取决于具体应用，与光斑尺寸、转轮转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升照明均匀性的装置，其特征在于，所述装置包括斑纹衰减单元，所述斑纹衰减单元包括多个反射微结构，所述多个反射微结构排布在旋转盘表面，各所述反射微结构包括远离所述旋转盘表表面的反射面，至少任意两个相邻所述反射微结构距离所述旋转盘的表面的距离不相同。2.根据权利要求1所述的提升照明均匀性的装置，其特征在于，入射至所述反射微结构的激光垂直于所述反射面或与所述反射面的垂面的夹角不大于预设夹角。3.根据权利要求1所述的提升照明均匀性的装置，其特征在于，所述斑纹衰减单元的任意两个所述反射微结构距离所述旋转盘的表面的距离不相同。4.根据权利要求1所述的提升照明均匀性的装置，其特征在于，所有所述反射微结构的反射面的形状和尺寸相同。5.根据权利要求1所述的提升照明均匀性的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧，吴晓斌，沙鹏飞，马翔宇，谢婉露，罗艳，王魁波，韩晓泉，马赫，谭芳蕊，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：