匀光扩散器和光学装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种匀光扩散器和光学装置。匀光扩散器包括：主体部；微结构阵列，微结构阵列设置在主体部的一侧表面上，微结构阵列包括多个微结构区，各微结构区上均具有多个微透镜，微透镜呈柱状。本实用新型专利技术解决了现有技术中的光学装置存在功能性差的问题。技术中的光学装置存在功能性差的问题。技术中的光学装置存在功能性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
匀光扩散器和光学装置


[0001]本技术涉及光学成像设备
，具体而言，涉及一种匀光扩散器和光学装置。

技术介绍

[0002]目前，行业内应用到扫地机器人的光学装置所采用的光学方法主要有两种，第一种是线光斑：发光装置发出一束线光斑，其空间角度一般为横向上越大越好，通常120度以上，纵向上越小越好，通常为1度以下。扫描方式为一个方向，即宽度方向，也就是纵向，上下方向。最终实现整个视场区域内都可以被扫描，可以探测到每个位置的距离。这种方法的优点是能量更集中，功率低；其缺点是需要一个旋转的机械结构实现扫描，整体结构较为复杂，且存在可靠性问题。第二种是长条光斑：发光装置发出一长条光斑，其空间角度一般为横向上越大越好，通常120度以上，纵向上有一适中角度，通常为20度左右。不需要扫描，一次性实现整个视场区域内的照明，可以瞬态同时探测到每个位置的距离。这种方法的优点是不需要扫描，实时动态探测，帧率较高。缺点是能量分散成120*20度的区域，需要的功率较高，且纵向视场范围较小，只有20度左右。
[0003]也就是说，现有技术中的光学装置存在功能性差的问题。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的在于提供一种匀光扩散器和光学装置，以解决现有技术中的光学装置存在功能性差的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种匀光扩散器，包括：主体部；微结构阵列，微结构阵列设置在主体部的一侧表面上，微结构阵列包括多个微结构区，各微结构区上均具有多个微透镜，微透镜呈柱状。
[0006]进一步地，至少一个微结构区上的多个微透镜沿第一方向依次排列设置，且各柱状的微透镜沿第二方向延伸，第一方向与第二方向垂直，以使各微结构区远离主体部的一侧表面形成凹凸连续的表面。
[0007]进一步地，不同微结构区上的微透镜的延伸方向不同。
[0008]进一步地，微结构区包括相邻的第一微结构区和第二微结构区，第一微结构区上的多个微透镜的排列设置方向与第二微结构区上的多个微透镜的排列设置方向不同。
[0009]进一步地，第一微结构区的微透镜的延伸方向与第二微结构区的微透镜的延伸方向垂直；和/或第一微结构区上的多个微透镜的排列设置方向垂直于第二微结构区上的多个微透镜的排列设置方向。
[0010]根据本技术的另一方面，提供了一种光学装置，包括：上述的匀光扩散器；Vcsel光源，Vcsel光源与匀光扩散器间隔设置，且Vcsel光源位于匀光扩散器的微结构阵列远离匀光扩散器的主体部的一侧。
[0011]进一步地，Vcsel光源具有多个发射点，多个发射点间隔设置在Vcsel光源朝向匀
光扩散器一侧的表面上。
[0012]进一步地，发射点的直径大于等于5微米且小于等于50微米。
[0013]进一步地，匀光扩散器与Vcsel光源之间的距离大于等于0.1毫米且小于等于1毫米。
[0014]进一步地，匀光扩散器的尺寸大于等于1毫米且小于等于100毫米；和/或Vcsel光源的尺寸大于等于0.5毫米且小于等于10毫米。
[0015]应用本技术的技术方案，匀光扩散器包括主体部和微结构阵列，微结构阵列设置在主体部的一侧表面上，微结构阵列包括多个微结构区，各微结构区上均具有多个微透镜，微透镜呈柱状。
[0016]通过将微结构阵列分成多个微结构区，有利于保证各微结构区均能够独立工作，避免了各微结构区之间的干涉和影响，保证了匀光扩散器的工作稳定性和使用可靠性。各微结构区上均具有多个微透镜，使得光线在微透镜上能够发生不同方向的折射、反射与散射，从而改变光线的传播路径，实现入射光线充分散色以实现光线扩散的效果。将微透镜设置成柱状，使得柱状的微透镜能够实现光线在一个方向上的扩散，有利于增大光线扩散角度，有利于形成一个方向上范围较大且均匀的光斑，进而可以实现匀光扩散器在视场范围内任意位置的探测，满足实时动态探测的要求，保证了匀光扩散器的探测效果，提高了功能性。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1示出了现有技术中的一种光学装置的扫描效果图；
[0019]图2示出了现有技术中的另一种光学装置的扫描效果图；
[0020]图3示出了本技术的一个可选实施例的匀光扩散器的结构示意图；
[0021]图4示出了图3中的匀光扩散器的另一个角度的示意图；
[0022]图5示出了图4中的匀光扩散器的另一个角度的示意图；
[0023]图6示出了本技术的光学装置的结构示意图；
[0024]图7示出了图6中的Vcsel光源的示意图；
[0025]图8示出了本技术的光学装置的扫描效果图；
[0026]图9示出了探测面上纵向对称的光斑图；
[0027]图10示出了探测面上纵向不对称的光斑图；
[0028]图11示出了匀光扩散器中一种光线的传播路径图；
[0029]图12示出了匀光扩散器中另一种光线的传播路径图；
[0030]图13示出了本技术的匀光扩散器的光路界面图；
[0031]图14示出了本技术的光学装置的三维等轴侧视图；
[0032]图15示出了本技术的光学装置的光斑照度分布图。
[0033]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0034]10、匀光扩散器；11、主体部；12、第一微结构区；13、第二微结构区；14、微透镜；20、
Vcsel光源；30、光学装置。
具体实施方式
[0035]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0036]需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本技术。
[0038]为了解决现有技术中的光学装置存在功能性差的问题，本技术提供了一种匀光扩散器和光学装置。
[0039]如图1至图15所示，匀光扩散器10包括主体部11和微结构阵列，微结构阵列设置在主体部11的一侧表面上，微结构阵列包括多个微结构区，各微结构区上均具有多个微透镜14，微透镜14呈柱状。
[0040]通过将微结构阵列分成多个微结构区，有利于保证各微结构区均能够独立工作，避免了各微结构区之间的干涉和影响，保证了匀光扩散器10的工作稳定性和使用可靠性。各微结构区上均具有多个微透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种匀光扩散器，其特征在于，包括：主体部(11)；微结构阵列，所述微结构阵列设置在所述主体部(11)的一侧表面上，所述微结构阵列包括多个微结构区，各所述微结构区上均具有多个微透镜(14)，所述微透镜(14)呈柱状。2.根据权利要求1所述的匀光扩散器，其特征在于，至少一个所述微结构区上的多个所述微透镜(14)沿第一方向依次排列设置，且各柱状的所述微透镜(14)沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直，以使各所述微结构区远离所述主体部(11)的一侧表面形成凹凸连续的表面。3.根据权利要求2所述的匀光扩散器，其特征在于，不同所述微结构区上的所述微透镜(14)的延伸方向不同。4.根据权利要求1所述的匀光扩散器，其特征在于，所述微结构区包括相邻的第一微结构区(12)和第二微结构区(13)，所述第一微结构区(12)上的多个所述微透镜(14)的排列设置方向与所述第二微结构区(13)上的多个所述微透镜(14)的排列设置方向不同。5.根据权利要求4所述的匀光扩散器，其特征在于，所述第一微结构区(12)的所述微透镜(14)的延伸方向与所述第二微结构区(13)的所述微透镜(14)的延伸方向垂直；和/或所述第一微结构区(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：明玉生，尹正坤，胡成峰，陈远，
申请(专利权)人：宁波舜宇奥来技术有限公司，
类型：新型
国别省市：