[發明專利]具有抑制零級衍射的激光投影裝置

有效

• 申請號: 201710789630.5
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107490930B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 鄧想全
• 申請（專利權）人: 深圳奧比中光科技有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發明公開了一種激光投影裝置，基底，用于固定光源，所述光源用于發射光束；衍射光學元件，用于接收及擴束所述光束，并向目標空間投射圖案化光束；零級衍射抑制單元，包括起偏器和檢偏器,位于所述衍射光學元件射出光束的一側，用于遮蔽或衰減所述圖案化光束中的零級衍射光束。本發明提出的激光投影裝置能夠消除或減弱零級衍射光束。

技術領域

本發明涉及光學及電子技術領域，尤其涉及一種激光投影裝置。

背景技術

激光投影裝置被應用于各個領域。例如，基于光學的三維測量領域，激光投影裝置可用于向目標空間投射編碼或結構化的激光圖案，實現對目標空間的標定，為后期三維測量提供準備工作。激光投影裝置一般由基底、光源、衍射光學元件組成，其中衍射光學元件用于生成并向目標空間投射編碼或結構化的激光圖案化光束。投射于目標空間的激光圖案化光束，其均勻性和高對比度會直接影響到激光投影裝置對目標空間深度標定的精準度和靈敏度。

然而，用于產生激光圖案的衍射光學元件往往存在著零級衍射光束。零級衍射光束是指射向衍射光學元件的光束中，存在著一部份光束沒有被衍射并且繼續穿過衍射光學元件進入目標空間，即沒有被衍射光學元件衍射便直接進入目標空間的那一部分光束為零級衍射光束。由于衍射光學元件存在強度較大的零級衍射光束，激光投影裝置投射到目標空間的激光圖案，其均勻性和對比性都會出現不同程度的下降，導致其無法適用于一些特殊的應用環境。尤其是，在基于激光投影裝置的人機交互的一些應用中，激光投影裝置的零級衍射光束有可能會引發人眼安全的問題。如果激光投影裝置的零級衍射光束的單位橫截面能量通量超過了激光對人眼安全標準的最大允許值，則該激光投影裝置不應當用于涉及人機交互的應用環境中。

發明內容

為了解決激光投影裝置衍射光學元件中存在強度較大的零級衍射光束的技術問題，本發明提出了一種激光投影裝置。

本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決：本發明提出的激光投影裝置包括基底，用于固定光源，所述光源用于發射光束；衍射光學元件，用于接收及擴束光束，并向目標空間投射圖案化光束；零級衍射抑制單元，包括起偏器和檢偏器，位于所述衍射光學元件射出光束的一側，用于遮蔽或衰減所述圖案化光束中的零級衍射光束。在一實施例中，還包括準直單元，位于所述光源與所述衍射光學元件之間，用于準直或聚焦所述光源發射的光束。在某些實施例中，所述起偏器和所述檢偏器的橫截面積不小于所述零級衍射光束的光斑面積。在又一實施例中，所述零級衍射抑制單元還包括非光學作用的透明部分，所述起偏器與所述檢偏器安裝在所述透明部分內，經過所述零級衍射抑制單元的高階衍射光束能從所述透明部分透射出來。在其他實施例中，所述起偏器和所述檢偏器可以為透振方向互不平行的線偏振片；所述起偏器和所述檢偏器的透振方向的夾角可以為60-90度。

在上述激光投影裝置中，所述光源包括邊發射激光器及其陣列或垂直腔面發射激光器及其陣列。另外，所述零級衍射抑制單元優選固定在衍射光學元件射出光束的側壁上。此外，所述激光散斑圖案由均勻分布但不相關的隨機光斑構成。

本發明還提出了一種用于制造激光投影裝置的方法，包括提供基底與光源，將所述光源固定在基底上；提供準直單元與衍射光學元件，將所述準直單元固定在所述光源與衍射光學元件之間，用于準直或聚焦所述光源發射的光束；所述衍射光學元件，用于接受或擴束所述平行光束，并向目標空間投射圖案化光束；提供零級衍射抑制單元，所述零級衍射抑制單元包括起偏器和檢偏器，固定在所述衍射光學元件射出光束的一側，用于遮蔽或衰減所述圖案化光束中的零級衍射光束。

本發明與現有技術對比的有益效果包括：固定在基底的光源發射的光束射向衍射光學元件，隨后衍射光學元件將光束擴束為圖案化光束，并射向零級衍射抑制單元，圖案化光束中的零級衍射光束經過零級衍射抑制單元的起偏器和檢偏器之后被遮蔽或衰減，從而消除或減弱了所述零級衍射光束。

附圖說明

圖1是一種線偏振片的結構示意圖。