[发明专利]一种衍射光学元件及光学设备

说明书

本发明实施例公开了一种衍射光学元件及光学设备，应用于光学衍射技术领域，该衍射光学元件包括：基板，和多个光学微结构，光学微结构沿垂直基板方向的投影轮廓包括沿第一方向相对设置的第一边界和第三边界，以及沿第二方向相对设置的第二边界和第四边界，第一边界、第二边界、第三边界和第四边界依次平滑连接；第一边界和第三边界沿第一方向的间距先逐渐减小再逐渐增大；光学微结构的尺寸参数满足以下条件中的至少一项：大于或者等于0.228；大于或者等于0.684；其中，C为光学微结构沿第二方向的最小尺寸；X为光学微结构所对应的矩形设置区域的对角线尺寸；D为光学微结构沿第二方向最小尺寸的线段对应的中垂线方向的尺寸。

技术领域

本发明实施例涉及光学衍射技术领域，尤其涉及一种衍射光学元件及光学设备。

背景技术

目前，在通过光飞行时间技术(Time of Flight，TOF)或者结构光进行深度检测或者三维检测的过程中，需要通过衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)将发射的光源信号进行衍射，得到多束衍射光信号进行计算。现有的衍射光学元件进行衍射的时候，存在衍射光信号能量损耗较大，或者衍射光信号之间能量分布不均匀的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种衍射光学元件及光学设备，用以解决现有技术中衍射光学元件进行衍射的时候，存在衍射光信号能量损耗较大，或者衍射光信号之间能量分布不均匀的问题。为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：

第一方面，提供一种衍射光学元件，所述衍射光学元件包括：

基板，所述基板上阵列排布有多个矩形设置区域；

多个光学微结构，所述光学微结构沿垂直所述基板方向的投影轮廓位于对应的所述矩形设置区域内；所述投影轮廓包括沿第一方向相对设置的第一边界和第三边界，以及沿第二方向相对设置的第二边界和第四边界，所述第一边界、第二边界、第三边界和第四边界依次平滑连接；所述第二边界和所述第四边界沿所述第二方向的间距先逐渐减小再逐渐增大；其中，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述光学微结构的尺寸参数满足以下条件中的至少一项：

大于或者等于0.229；

大于或者等于0.685；

其中，C为所述光学微结构沿所述第二方向的最小尺寸；X为所述光学微结构所对应的矩形设置区域的对角线尺寸；D为所述光学微结构沿所述第二方向最小尺寸的线段对应的中垂线方向的尺寸。

通过该方案，衍射光学元件可以包括基板，基板上阵列排布有多个矩形设置区域；以及多个光学微结构，光学微结构沿垂直基板方向的投影轮廓位于对应的矩形设置区域内；每个光学微结构的尺寸参数可以满足以下条件中的至少一项：大于或者等于0.228，大于或者等于0.684；其中，C为光学微结构沿第二方向的最小尺寸；X为光学微结构所对应的矩形设置区域的对角线尺寸；D为光学微结构沿第二方向最小尺寸的线段对应的中垂线方向的尺寸。本发明实施例通过对光学微结构的尺寸参数进行限定，可以降低衍射光学元件在衍射过程中的能量损耗，并且提高衍射过程的能量分布均匀度，以使得衍射效率和衍射均匀度达到标准要求。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述光学微结构的尺寸参数还满足以下条件中的至少一项：

小于或者等于0.405，小于或者等于0.805。

通过该方案，为和设置上限，以使得该衍射光学元件上的光学微结构的形状限定在范围内，降低衍射光学元件在衍射过程中的能量损耗，并且提高衍射过程的能量分布均匀度。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述光学微结构的尺寸参数还满足以下条件中的至少一项：