[發明專利]菲涅爾化柱狀透鏡的設計方法及菲涅爾化柱狀透鏡

有效

• 申請號: 202011623295.X
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN113031259B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 王燚言;王道泳
• 申請（專利權）人: 嘉興馭光光電科技有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B3/08;G02B3/06;G02B3/00;G02B27/09
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 郝文博

1.一種菲涅爾化柱狀透鏡的設計方法，其特征在于，包括：

S101：根據目標光場，計算得到柱狀透鏡的表面形貌；

S102：對所述柱狀透鏡的表面形貌進行菲涅爾化，使得其具有連續形貌區域和多個由豎直壁和傾斜壁構成的第一鋸齒狀結構；

S103：將多個所述第一鋸齒狀結構中的至少部分鋸齒的堅直壁進行兩兩成對地拼接，形成多個不包含豎直壁的第二鋸齒狀結構。

2.如權利要求1所述的設計方法，其中所述目標光場為視場角大于50度的直線光場。

3.如權利要求1或2所述的設計方法，其中步驟S102進一步包括：

以5um至200um的臺階高度對所述柱狀透鏡的表面形貌進行菲涅爾化。

4.如權利要求1或2所述的設計方法，其中步驟S103進一步包括：

將所述連續形貌區域從其中心分割成兩個部分，分別與所述第一鋸齒狀結構中所述傾斜壁的斜率最大的鋸齒狀結構進行拼接；和/或

將所述第一鋸齒狀結構中斜率較大的鋸齒狀結構與斜率較小的鋸齒狀結構進行兩兩成對地拼接。

5.如權利要求4所述的設計方法，其中步驟S101進一步包括：

提高所述目標光場的中心區域與邊緣區域的亮度比值，并根據調整后的目標光場計算柱狀透鏡的表面形貌。

6.一種菲涅爾化柱狀透鏡，其特征在于，所述菲涅爾化柱狀透鏡的菲涅爾化表面形貌具有連續形貌區域和多個不包含豎直壁的第二鋸齒狀結構；所述第二鋸齒狀結構為將多個由豎直壁和傾斜壁構成的第一鋸齒狀結構中的至少部分鋸齒的豎直壁進行兩兩成對地拼接而形成；所述第一鋸齒狀結構通過對柱狀透鏡的表面形貌進行菲涅爾化獲得。

7.如權利要求6所述的菲涅爾化柱狀透鏡，其中所述第一鋸齒狀結構為以一定臺階高度對柱狀透鏡的表面形貌進行菲涅爾化而形成的。

8.如權利要求6或7所述的菲涅爾化柱狀透鏡，其中所述菲涅爾化柱狀透鏡用于投射出視場角大于50度的直線光場。

9.一種菲涅爾化柱狀透鏡陣列，其特征在于，包括延一個方向周期性排布的多個如權利要求6-8中任一項所述的菲涅爾化柱狀透鏡。

10.一種投射裝置，其特征在于，包括：

激光器，所述激光器配置成可發出激光束；

至少一個如權利要求6-8中任一項所述的菲涅爾化柱狀透鏡，所述菲涅爾化柱狀透鏡從所述激光器接收激光束，并在目標平面上投射出至少一條直線。

11.如權利要求10所述的投射裝置，其特征在于，包括兩個所述菲涅爾化柱狀透鏡，其中一個菲涅爾化柱狀透鏡的鋸齒狀結構的延伸方向垂直于另一個菲涅爾化柱狀透鏡的鋸齒狀結構的延伸方向。

12.如權利要求11所述的投射裝置，其中所述兩個菲涅爾化柱狀透鏡被相鄰地拼接集成在同一基底上，所述激光束所形成的光斑同時覆蓋所述兩個菲涅爾化柱狀透鏡的至少一部分。

13.如權利要求12所述的投射裝置，其中所述兩個菲涅爾化柱狀透鏡的視場角不同。

14.如權利要求10所述的投射裝置，其特征在于，包括兩組如權利要求9所述的菲涅爾化柱狀透鏡陣列，其中兩組所述菲涅爾化柱狀透鏡陣列各自的周期性排布方向相互垂直。

15.如權利要求10-14中任一項所述的投射裝置，還包括準直透鏡，所述準直透鏡設置于所述激光器和所述菲涅爾化柱狀透鏡之間，用于對所述激光器發出的激光束進行準直。