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匀光组件


技术摘要:
本发明主要提供一种匀光组件,用于对一发光装置发出的光源进行调制,所述匀光组件包括一第一匀光结构和一第二匀光结构,所述第一匀光结构和所述第二匀光结构被设置于至少一匀光片,从而对所述发光装置发出的光源进行两次调制。
背景技术:
匀光片Diffuser主要用于将光源发出的光束进行调制,在所需的视场角范围内形 成均匀的光场,对目标场景进行照明。有一类匀光片基于光衍射原理而制成,另一种是基于 光折射原理而制成的匀光片,这两种类型的匀光片在实际制造和使用过程中为最常用的匀 光片类型。 而基于光折射原理制成的匀光片最常见的是采用微透镜阵列,在现有技术中基于 微透镜阵列的匀光片大多为规则微透镜阵列,但是由于微透镜在行和列方向都是周期性规 则有序的排列方式,使得相干光源发出的相干光束经过这种规则的微透镜阵列在空间传播 的过程中会产生干涉,进而在远场形成明暗相间的条纹图样,因此会严重弱化匀光片的匀 光效果,因此会影响匀光片的使用。 随着体感交互与控制、3D物体识别与感知、智能环境感知以及动态地图构建等技 术与市场的发展,各大应用场景都开始对3D视觉与识别技术产生日益浓厚的兴趣和日益旺 盛的需求。以现阶段体量最大的两个应用领域为例:一方面,随着智能手机进入存量时代, 微创新对深度摄像技术的强烈需求,加之智能手机交互方式的不断变化正促进全球ToF市 场快速扩张;另一方面,在汽车电子领域,以ADAS渗透率不断提高为代表的汽车智能化趋势 也正加速演进,而作为激光雷达、智能摄像头等深度测距传感器领域最主流的方案,ToF市 场也正持续受益。 目前3D深度视觉的方案主要包括ToF、RGB双目以及结构光等几种主流方案,但RGB 双目由于基线的限制,一般只能测量较近的距离,距离越远,测距越不准确。采用RGB双目方 式测量的话,基线10mm以内的测距范围为2m以内,并且由于RGB双目测量方式受光照变化和 物体纹理影响很大,因此在夜晚无法工作。而结构光的方式的测量距离一般只有10m以内, 距离限制比较大,应用范围相应受到了很大的限制,并且采用结构光进行测量的效果会受 反光影响较大。 因此相对于上面两种测量方案而言,ToF技术在画面拍摄后计算景深时无需进行 后续处理,即可避免延迟又可以节省采用强大的后处理系统带来的成本提升;同时,由于 ToF技术测距规模弹性大,在工作过程中只需要改变光源强度、光学视野以及发射脉冲频率 即可完成。此外,由于ToF技术具有不易受外界光干扰、体积小巧、响应速度快以及识别精度 高等多重优势,因此使得ToF技术无论是在移动端还是在车载等其他应用领域都具有突出 的优势。 而如上所述,由于现有技术中的匀光片的匀光效果并不理想,因此,本领域技术人 员需要设计出一种能够对光源进行高效均匀的匀光片结构以应用于TOF技术。 4 CN 111596463 A 说 明 书 2/10 页
技术实现要素:
本发明的一个优势在于提供一种匀光组件,其中所述匀光组件用于一照明组件, 其中所述匀光组件能够使所述照明组件中的一发光装置发出的光能够被均匀扩散而达到 目标效果。 本发明的一个优势在于提供一种匀光组件,其中所述匀光组件采用随机微透镜阵 列,相对于现有技术中的规则微透镜阵列而言,本发明所述的匀光组件能够打破微透镜排 布方式的周期性,而对照明组件中的光源发出的光进行更好的均匀化。 本发明的一个优势在于提供一种匀光组件,其中所述匀光组件能够解决现有技术 中的规则微透镜阵列产生的明暗条纹的问题,因此能够极大地提高对所述发光装置发出的 光的匀光效果。 本发明的一个优势在于提供一种匀光组件,其中所述匀光组件能够根据要求对远 场光斑的形状和光强分布进行调控,从而使所述匀光组件能够适用各种不同的应用场合, 以此提高所述匀光组件的适用面。 本发明的一个优势在于提供一种匀光组件,其中所述匀光组件包括两片匀光片, 所述发光装置发出的光经过两片所述匀光片即可对光场的调制作用产生叠加的效果,从而 进一步提高所述匀光组件对所述光源发出的光的调制效果。 本发明的一个优势在于提供一种匀光组件,其中所述匀光组件包括一片匀光片, 所述匀光片为双面匀光片,所述发光装置发出的光经过双面的所述匀光片能够对光场的调 制作用产生叠加的效果,从而进一步提高所述匀光组件对所述光源发出的光的调制效果。 本发明的一个优势在于提供一种匀光组件,其中所述匀光组件能够扩大所述发光 装置发出的光的角度,从而实现现有技术中的匀光片无法达到的大角度,从而进一步提高 所述匀光组件对所述光源发出的光的调制功能。 本发明的一个优势在于提供一种匀光组件,其中所述匀光组件能够通过分别调控 不同的一维方向,而实现二维方向的特定光场分布,从而打破不同方向之间的光的相互制 约。 本发明的一个优势在于提供一种匀光组件,其中所述匀光组件能够根据最终的光 场要求,通过将不同的所述匀光片或单个所述匀光片的不同面进行简单的排布,从而使所 述匀光组件实现新的分布。 为达上述至少一发明优势,本发明主要提供一种匀光组件,用于对一发光装置发 出的光源进行调制,所述匀光组件包括一第一匀光结构和一第二匀光结构,所述第一匀光 结构和所述第二匀光结构被设置于至少一匀光片,从而对所述发光装置发出的光源进行两 次调制。 在其中一些实施例中,所述第一匀光结构和所述第二匀光结构分别被设置于所述 匀光片的相反两侧而形成一双面匀光片,从而通过所述第一匀光结构和所述第二匀光结构 对所述发光装置发出的光源进行两次调制。 在其中一些实施例中,所述第一匀光结构和所述第二匀光结构均通过随机规则化 微透镜阵列设计而成。 在其中一些实施例中,所述第一匀光结构为折射型,所述第二匀光结构为衍射型。 在其中一些实施例中,所述匀光组件包括一第一匀光片和一第二匀光片,所述第 5 CN 111596463 A 说 明 书 3/10 页 一匀光结构被设置于所述第一匀光片的一侧,所述第二匀光结构被设置于所述第二匀光片 的一侧,从而通过所述第一匀光结构和所述第二匀光结构对所述发光装置发出的光源进行 两次调制。 在其中一些实施例中,所述第一匀光结构和所述第二匀光结构分别被设置于所述 第一匀光片和所述第二匀光片的同一侧,且均为朝向所述发光装置的一侧,其中所述第一 匀光片位于所述发光装置和所述第二匀光片之间。 在其中一些实施例中,所述第一匀光片中的所述第一匀光结构和所述第二匀光片 中的所述第二匀光结构为相向设置,从而通过所述第一匀光结构和所述第二匀光结构对所 述发光装置发出的光源进行两次调制。 在其中一些实施例中,所述第一匀光片中的所述第一匀光结构和所述第二匀光片 中的所述第二匀光结构为相背设置,所述第一匀光结构和所述第二匀光结构对所述发光装 置发出的光源进行两次调制。 在其中一些实施例中,所述第一匀光结构和所述第二匀光结构被设置用于实现扩 大视场角的光场输出。 在其中一些实施例中,所述第一匀光结构被设置用于调控所述发光装置发出的水 平方向的光,所述第二匀光结构被设置用于调控所述发光装置发出的竖直方向的光,从而 形成并扩大二维角度光场。 在其中一些实施例中,所述第一匀光结构是沿X方向排布的随机微柱透镜阵列,所 述第二匀光结构是沿Y方向排布的随机微柱透镜阵列。 在其中一些实施例中,所述第一匀光结构和所述第二匀光结构中每个微透镜沿Z 轴方向的偏移量范围为-0.1~0.1mm。 在其中一些实施例中,其中所述第一匀光结构中的每个微透镜沿Z轴方向的偏移 量范围为-0.001~0.001mm。 在其中一些实施例中,其中所述第二匀光结构中的每个微透镜沿Z轴方向的偏移 量范围为-0.004~0.004mm。 在其中一些实施例中,所述第一匀光结构中每个微透镜沿Z轴方向的偏移量范围 为-0.002~0.002mm。 在其中一些实施例中,所述第二匀光结构中每个微透镜沿Z轴方向的偏移量范围 为-0.002~0.002mm。 附图说明 图1为本发明所述的匀光组件中的匀光结构的随机规则化微透镜阵列设计方法一 的参考坐标图。 图2为本发明所述的匀光组件中的匀光结构的随机规则化微透镜阵列设计方法二 的参考坐标图。 图3为本发明所述的匀光组件的第一实施例的结构示意图。 图4为本发明所述的匀光组件的第一实施例的光路示意图。 图5a和5b为本发明所述的匀光组件的第一实施例在应用过程中的光斑结构示意 图。 6 CN 111596463 A 说 明 书 4/10 页 图6为本发明所述的匀光组件的第一实施例在应用过程中水平和竖直方向的光强 分布曲线图。 图7为本发明所述的匀光组件的第一实施例的一变形实施方式的结构示意图。 图8为本发明所述的匀光组件的第一实施例的另一变形实施方式的结构示意图。 图9为本发明所述的匀光组件的第二实施例的结构示意图。 图10为本发明所述的匀光组件的第二实施例的光路示意图。 图11a和11b为本发明所述的匀光组件的第二实施例在应用过程中的光斑结构示 意图。 图12为本发明所述的匀光组件的第二实施例在应用过程中水平和竖直方向的光 强分布曲线图。 图13为本发明所述的匀光组件的第三实施例的结构示意图 图14为本发明所述匀光组件的变形实施方式形成的一种光斑示意图。 图15为本发明所述的匀光组件的变形实施方式形成的另一种光斑示意图。
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