[發明專利]一種具有檢測功能的衍射光學鏡片及其制作方法

有效

• 申請號: 202010137061.8
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111208649B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 王敏銳;孫旭
• 申請（專利權）人: 蘇州中為聯創微納制造創新中心有限公司
• 主分類號: G02B27/42
• 分類號: G02B27/42;G06V40/16
• 代理公司: 蘇州簡理知識產權代理有限公司 32371
• 代理人: 楊瑞玲;楊曉東

本發明公開了一種具有檢測功能的衍射光學鏡片及其制作方法，包括：石英薄片，其被設置的接收來自外部設備的光束，所述石英薄片具有上表面以及與所述上表面相對設置的下表面，所述上表面具有衍射光柵，所述下表面具有若干凹槽；金屬電阻，其被設置的檢測所述石英薄片的電導率，所述金屬電阻嵌入所述凹槽內；所述外部光束自所述衍射光柵的一側穿透所述石英薄片照射在被識別物體上，當所述石英薄片破損時，石英薄片的電導率發生變化，所述金屬電阻根據檢測到的電導率變化控制外部設備停止發射光束。本發明可以監測石英材質的衍射光學鏡片是否破損可有效保證人眼安全。

技術領域

本發明涉及光學元件技術領域，尤其涉及一種具有檢測功能的衍射光學鏡片及其制作方法。

背景技術

目前，人臉識別技術主要采用3D結構光方案，該方案的主要工作原理是通過紅外投射裝置向被識別物體1投射出經過編碼或者隨機的紅外散斑或光點，這些編碼或散斑圖像照射在被識別物體1上再經過被識別物體1的反射，進入紅外攝像機2，紅外攝像機2接收到圖像后，將圖像信息轉換成深度信息，實現3D視覺重建。

而紅外投射裝置在投射出經過編碼或者隨機的紅外散斑或光點時，光源3需要先經過準直系統4的調整，再經過安裝在紅外投射光源3前部的衍射光學元件(DOE)5的衍射后才照射在被識別物體1上，如圖1結構光設備原理示意圖所示。

在3D結構光方案中，必須采用特定圖形的光學圖案實現深度信息的測量，通過DOE鏡片將激光的高斯光束整形為平頂光束輸出，從而獲得比較理想的輸出光斑和能量密度，得到一定光斑范圍內的一致能量輸出。其中，衍射光學元件(DOE)5是實現激光散斑的關鍵。

DOE一般使用石英材料制成(石英是各類光學元件普遍使用的材料)，基于光的衍射原理，利用計算機輔助設計，通過半導體芯片制造工藝，在石英基片上刻蝕產生臺階型光柵結構，形成同軸再現、且具有極高衍射效率的一類光學元件，如圖2衍射光學元件(DOE)的三維立體放大圖所示。其通過不同的設計來控制光束的發散角和形成光斑的形貌，可以將光束整形成為特定圖案。

在人臉識別系統內部，由于空間結構緊湊，各模組之間熱應力分布不均勻以及安裝和使用過程中的碰撞，很容易造成石英DOE鏡片表面破損，而石英表面的損傷形貌可以引起0級光強度增大，影響光學系統的各項性能指標和穩定運行，限制了人臉識別的精度；更嚴重的是，會給人眼的安全問題埋下隱患，試想一下，若因其損壞而造成光束光強度增強，其又直接照射人眼，這就會給人眼帶來永久性損傷，如圖3流程框圖所示。

因此，亟需提出一種新的技術方案來解決這一問題，使得激光源在工作時可以監測DOE鏡片表面的完整情況。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的問題，提供一種具有檢測功能的衍射光學鏡片，其采用的技術方案是：

一種具有檢測功能的衍射光學鏡片，包括：

石英薄片，其被設置的接收來自外部設備的光束，所述石英薄片具有上表面以及與所述上表面相對設置的下表面，所述上表面具有衍射光柵，所述下表面具有若干凹槽；

金屬電阻，其被設置的檢測所述石英薄片的電導率，所述金屬電阻嵌入所述凹槽內；

所述外部光束自所述衍射光柵的一側穿透所述石英薄片照射在被識別物體上，當所述石英薄片破損時，石英薄片的電導率發生變化，所述金屬電阻根據檢測到的電導率變化控制外部設備停止發射光束。

進一步，所述若干凹槽在所述石英薄片的下表面呈點狀分布，

進一步，所述下表面上與所述衍射光柵相對應的位置為透光區域，所述透光區域無所述凹槽；

進一步，所述凹槽遠離所述透光區域，且所述凹槽靠近所述石英薄片的邊緣。

進一步，所述凹槽集中分布在所述石英薄片的四周。