[發(fā)明專利]一種監(jiān)測(cè)光學(xué)元件完整性的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810032397.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN108254158B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃杰凡;王兆民;鄧想全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳奧比中光科技有限公司
• 主分類號(hào): G01M11/00
• 分類號(hào): G01M11/00
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發(fā)明提出一種監(jiān)測(cè)光學(xué)元件完整性的裝置，包括光源，發(fā)射光束；光學(xué)元件，接收所述光束；第一光束傳感器，接收所述光學(xué)元件調(diào)制后的光束和第一環(huán)境光束，生成第一電信號(hào)值；第二光束傳感器，接收第二環(huán)境光束，生成第二電信號(hào)值；控制電路，接收并計(jì)算所述第一電信號(hào)值與所述第二電信號(hào)值以監(jiān)測(cè)所述光學(xué)元件的完整性，以及根據(jù)完整性執(zhí)行相關(guān)控制操作。本發(fā)明還提出一種監(jiān)測(cè)光學(xué)元件完整性的方法。本發(fā)明監(jiān)測(cè)光學(xué)元件完整性的裝置及方法，能夠有效地避免過強(qiáng)的環(huán)境光束對(duì)光學(xué)元件完整性監(jiān)測(cè)的干擾，并且提高了光學(xué)元件的安全性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)及光電子學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)測(cè)光學(xué)元件完整性的裝置及方法。

背景技術(shù)

衍射光學(xué)元件(DOE)具有高衍射效率且可以實(shí)現(xiàn)諸如分束、準(zhǔn)直等多種光學(xué)功能，另外由于其體積小便于集成，因此被廣泛應(yīng)用于光束整形、光學(xué)成像等領(lǐng)域。在3D成像領(lǐng)域，DOE常被用于生成編碼或結(jié)構(gòu)化光束，例如，基于激光源、透鏡以及DOE組成的投影模組可以生成條紋、二維圖案以及斑點(diǎn)等編碼或結(jié)構(gòu)圖案化光束。

DOE作為投影模組的核心部件，其完整性直接決定著投影模組的工作性能及安全指數(shù)。然而，在極端的工作環(huán)境、溫度下，DOE難免會(huì)出現(xiàn)損壞、老化的問題；此外，人為的磕碰、跌撞也是加速DOE的重要因素。損壞的DOE通常會(huì)伴隨著單束強(qiáng)光或者零級(jí)衍射問題，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理，極有可能誘發(fā)激光安全問題。

為了避免因DOE老化、損壞而誘發(fā)激光安全問題，一般會(huì)使用光束傳感器監(jiān)測(cè)由DOE縱向端面出射的衍射光束的能量變化，以評(píng)價(jià)DOE的完整性。這里的衍射光束指的是，光源發(fā)射的光束經(jīng)DOE衍射后，在DOE內(nèi)部發(fā)生多次全反射后從縱向端面出射的高階衍射光束和/或零級(jí)衍射光束。然而，在實(shí)際的應(yīng)用中，能量更強(qiáng)的環(huán)境光束可以直接逆向進(jìn)入DOE內(nèi)部，并通過多次全反射由DOE的縱向端面射向光束傳感器的光束接收面，從而導(dǎo)致能量微弱的衍射光束直接湮滅在能量更強(qiáng)的環(huán)境光束中。換而言之，能量過強(qiáng)的環(huán)境光束有可能會(huì)干擾光束傳感器對(duì)DOE完整性的判斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)境光束干擾光束傳感器對(duì)光學(xué)元件完整性的判斷的問題，提出一種監(jiān)測(cè)光學(xué)元件完整性的裝置及方法。

本發(fā)明的監(jiān)測(cè)光學(xué)元件完整性的裝置，包括：光源，發(fā)射光束；光學(xué)元件，接收所述光束；第一光束傳感器，接收所述光學(xué)元件調(diào)制后的光束以及第一環(huán)境光束，生成第一電信號(hào)值并將其傳輸至控制電路中；第二光束傳感器，接收第二環(huán)境光束，生成第二電信號(hào)值并將其傳輸至所述控制電路中；所述控制電路，接收并計(jì)算所述第一電信號(hào)值與所述第二電信號(hào)值以監(jiān)測(cè)所述光學(xué)元件的完整性，以及根據(jù)完整性執(zhí)行相關(guān)控制操作。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述控制電路計(jì)算所述第一電信號(hào)值與所述第二電信號(hào)值以監(jiān)測(cè)所述光學(xué)元件的完整性包括：所述控制電路預(yù)設(shè)有參比公式和安全閾值區(qū)間，根據(jù)所述參比公式、第一電信號(hào)值、第二電信號(hào)計(jì)算出判斷值，并通過比較所述判斷值與所述安全閾值區(qū)間的關(guān)系來判斷所述光學(xué)元件的完整性，當(dāng)所述判斷值超出所述安全閾值區(qū)間時(shí)，所述控制電路執(zhí)行相關(guān)控制操作。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述參比公式，包括A₂/A₁＝kA/B-1或者A₂＝A-B/k 或者A₂/A₁＝k₁A/B或者A₁/A₂＝B/(kA-B)一種或多種組合；其中，A為所述第一電信號(hào)值；A₁為所述第一環(huán)境光束所對(duì)應(yīng)的電信號(hào)值；A₂為所述第一光束傳感器接收到的所述光源發(fā)射并經(jīng)所述光學(xué)元件調(diào)制后的光束所對(duì)應(yīng)的電信號(hào)值；B為所述第二電信號(hào)值；k或k₁為大于或等于1的常量。