【技术实现步骤摘要】
本专利技术大致涉及光学，尤其涉及一种匀光元件及其制造方法。
技术介绍
1、随着科技的不断发展，匀光片广泛应用于tof测距、lidar(激光雷达)、hud(抬头显示)等领域。
2、基于微透镜阵列的匀光片具有成像质量好，易加工，体积小等优点。
3、然而，由于激光的干涉效应，单一孔径的微透镜(即单一微透镜)阵列使得匀光片容易出现匀光效果不好，例如，目标光斑不均匀，有干涉亮点，干涉条纹，等等。
4、
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
1、针对现有技术中的一个或多个缺陷，尤其是，匀光片容易出现匀光效果不好，例如，目标光斑不均匀，有干涉条纹，干涉亮点，等等，本专利技术提供一种匀光元件及其制造方法。
2、根据本专利技术的一方面，提供一种制造匀光元件的方法，包括：
3、设计微透镜阵列，所述微透镜阵列包括多个微透镜，所述设计微透镜阵列包括：
4、确定各个微透镜的初始镜面的面型；
5、确定各个微透镜的高度分布，使得各个微透镜的高度分布具有随机性，以便消除干涉效应；
6、在基底上形成所述微透镜阵列，
7、其中，对于每个微透镜而言，该微透镜的高度分布是根据初始高度分布和随机高度分布确定的，所述初始高度分布是根据该微透镜的初始镜面的面型确定的，所述随机高度分布是随所述微透镜的表面点的位置而变化的，所述微透镜的表面点是所述微透镜的初始镜面上的点。
8、根据本专利技术的实施例，在基底上形成所述微透镜阵列包括：将所述基底划分为多个网格区域，根据所述多个网格区域布置所述多个微透镜。
9、根据本专利技术的实施例，每个微透镜与所在的网格区域相匹配。
10、根据本专利技术的实施例，所述微透镜的高度分布是通过在所述初始高度分布的基础上叠加所述随机高度分布获得的。
11、根据本专利技术的实施例，所述随机高度分布是根据与所述微透镜对应的随机系数和所述微透镜的表面点的本地坐标确定的，其中，所述微透镜的表面点的本地坐标是所述微透镜的表面点在所述微透镜的本地坐标系中的坐标，所述本地坐标所在的坐标轴的方向垂直于所述微透镜的高度方向。
12、根据本专利技术的实施例，所述随机系数包括第一随机系数，所述微透镜的表面点的本地坐标包括所述微透镜的表面点的第一本地坐标。
13、根据本专利技术的实施例，所述随机高度分布与所述微透镜的表面点的第一本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第一随机系数。
14、根据本专利技术的实施例，所述随机系数包括第二随机系数，所述微透镜的表面点的坐标包括所述微透镜的表面点的第二本地坐标。
15、根据本专利技术的实施例，所述随机高度分布与所述微透镜的表面点的第二本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第二随机系数。
16、根据本专利技术的实施例，所述随机系数包括第一随机系数和第二随机系数，所述微透镜的表面点的坐标包括所述微透镜的表面点的第一本地坐标和第二本地坐标。
17、根据本专利技术的实施例，所述随机高度分布是根据第一随机高度分布和第二随机高度分布确定的，其中，所述第一随机高度分布与所述微透镜的表面点的第一本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第一随机系数；所述第二随机高度分布与所述微透镜的表面点的第二本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第二随机系数。
18、根据本专利技术的实施例，所述随机高度分布是根据与所述微透镜对应的随机系数和所述微透镜的表面点的本地坐标、以及与所述微透镜对应的随机常数确定的。
19、根据本专利技术的实施例，通过随机数生成器生成与每个微透镜对应的随机系数。
20、根据本专利技术的实施例，通过随机数生成器生成与每个微透镜对应的随机系数和随机常数。
21、根据本专利技术的实施例，与每个微透镜对应的随机系数的取值范围为[-1,1]。
22、根据本专利技术的实施例，与每个微透镜对应的随机系数和随机常数的取值范围为[-1,1]。
23、根据本专利技术的实施例，调节所述随机高度分布，以便不改变目标平面上的光强分布。
24、根据本专利技术的实施例，如果所述随机高度分布超出所述初始高度分布的预定范围，将所述随机高度分布调节到所述初始高度分布的预定范围内。
25、根据本专利技术的实施例，通过与所述微透镜对应的缩放系数将所述随机高度分布调节到所述初始高度分布的预定范围内。
26、根据本专利技术的实施例，所述缩放系数是由对应的微透镜的初始高度分布及孔径确定的。
27、根据本专利技术的实施例，所述预定范围为5％～20％之间。需要说明的是，这个数值范围是经验值，不是理论计算得到的。
28、根据本专利技术的另一方面，提供一种匀光元件，包括：
29、基底；
30、在所述基底上形成的微透镜阵列，所述微透镜阵列包括多个微透镜，所述多个微透镜的高度分布具有随机性，以便消除干涉效应，
31、其中，对于每个微透镜而言，该微透镜的高度分布是根据初始高度分布和随机高度分布确定的，所述初始高度分布是根据该微透镜的初始镜面的面型确定的，所述随机高度分布是随所述微透镜的表面点的位置而变化的，所述微透镜的表面点是所述微透镜的初始镜面上的点。
32、根据本专利技术的实施例，所述匀光元件的微透镜阵列中的各个微透镜的对称轴不与光轴平行。
33、根据本专利技术的实施例，所述匀光元件的微透镜阵列中的各个微透镜的对称轴与各自的随机高度分布形成的表面的法线平行，其中，各个微透镜的对称轴通过各自的顶点。
34、根据本专利技术的实施例，所述微透镜阵列中的各个微透镜的对称轴与各自的随机高度分布形成的平面的法线平行。
35、根据本专利技术的实施例，所述匀光元件的微透镜阵列中的各个微透镜的对称轴方向至少部分不同。
36、根据本专利技术的实施例，所述微透镜阵列中的各个微透镜的对称轴方向都不相同。
37、根据本专利技术的另一方面，提供一种匀光元件，其是采用上述方法制造的。
38、通过本专利技术提供的制造匀光元件的方法，针对每个微透镜仅需要设计微透镜的初始面型(例如单个微透镜的形貌)，使得出射光符合设计要求，达到需求的发散角和能量分布；在设计微透镜的初始面型之后，仅需要对每个微透镜简单添加随机高度分布(例如随机的线性高度函数)，就可以消除微透镜阵列的干涉效应，而且在设计上比较快速简便。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种制造匀光元件的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基底上形成所述微透镜阵列包括：将所述基底划分为多个网格区域，根据所述多个网格区域布置所述多个微透镜。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个微透镜与所在的网格区域相匹配。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微透镜的高度分布是通过在所述初始高度分布的基础上叠加所述随机高度分布获得的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机高度分布是根据与所述微透镜对应的随机系数和所述微透镜的表面点的本地坐标确定的，其中，所述微透镜的表面点的本地坐标是所述微透镜的表面点在所述微透镜的本地坐标系中的坐标，所述本地坐标所在的坐标轴的方向垂直于所述微透镜的高度方向。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机系数包括第一随机系数，所述微透镜的表面点的本地坐标包括所述微透镜的表面点的第一本地坐标。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述随机高度分布与所述微透镜的表面点的第一本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第一
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机系数包括第二随机系数，所述微透镜的表面点的坐标包括所述微透镜的表面点的第二本地坐标。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述随机高度分布与所述微透镜的表面点的第二本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第二随机系数。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机系数包括第一随机系数和第二随机系数，所述微透镜的表面点的坐标包括所述微透镜的表面点的第一本地坐标和第二本地坐标。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述随机高度分布是根据第一随机高度分布和第二随机高度分布确定的，其中，所述第一随机高度分布与所述微透镜的表面点的第一本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第一随机系数；所述第二随机高度分布与所述微透镜的表面点的第二本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第二随机系数。
12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机高度分布是根据与所述微透镜对应的随机系数和所述微透镜的表面点的本地坐标、以及与所述微透镜对应的随机常数确定的。
13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过随机数生成器生成与每个微透镜对应的随机系数。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过随机数生成器生成与每个微透镜对应的随机系数和随机常数。
15.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，与每个微透镜对应的随机系数的取值范围为[-1,1]。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，与每个微透镜对应的随机系数和随机常数的取值范围为[-1,1]。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调节所述随机高度分布，以便不改变目标平面上的光强分布。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，如果所述随机高度分布超出所述初始高度分布的预定范围，将所述随机高度分布调节到所述初始高度分布的预定范围内。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，通过与所述微透镜对应的缩放系数将所述随机高度分布调节到所述初始高度分布的预定范围内。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述缩放系数是由对应的微透镜的初始高度分布及孔径确定的。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述预定范围为5％～20％之间。
22.一种匀光元件，包括：
23.根据权利要求22所述的匀光元件，其特征在于，所述匀光元件的微透镜阵列中的各个微透镜的对称轴不与光轴平行。
24.根据权利要求22所述的匀光元件，其特征在于，所述匀光元件的微透镜阵列中的各个微透镜的对称轴与各自的随机高度分布形成的表面的法线平行，其中，各个微透镜的对称轴通过各自的顶点。
25.根据权利要求24所述的匀光元件，其特征在于，所述微透镜阵列中的各个微透镜的对称轴与各自的随机高度分布形成的平面的法线平行。
26.根据权利要求24所述的匀光元件，其特征在于，所述匀光元件的微透镜阵列中的各个微透镜的对称轴方向至少部分不同。
27.根据权利要求26所述的匀光元件，其特征在于，所述微透镜阵列中的各个微透镜的对称轴方向都不相同。
28.一种匀光元件，其特征在于，其是采用如权利要求1-21中任一项所述的方法制造的。
...【技术特征摘要】
1.一种制造匀光元件的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基底上形成所述微透镜阵列包括：将所述基底划分为多个网格区域，根据所述多个网格区域布置所述多个微透镜。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个微透镜与所在的网格区域相匹配。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微透镜的高度分布是通过在所述初始高度分布的基础上叠加所述随机高度分布获得的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机高度分布是根据与所述微透镜对应的随机系数和所述微透镜的表面点的本地坐标确定的，其中，所述微透镜的表面点的本地坐标是所述微透镜的表面点在所述微透镜的本地坐标系中的坐标，所述本地坐标所在的坐标轴的方向垂直于所述微透镜的高度方向。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机系数包括第一随机系数，所述微透镜的表面点的本地坐标包括所述微透镜的表面点的第一本地坐标。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述随机高度分布与所述微透镜的表面点的第一本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第一随机系数。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机系数包括第二随机系数，所述微透镜的表面点的坐标包括所述微透镜的表面点的第二本地坐标。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述随机高度分布与所述微透镜的表面点的第二本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第二随机系数。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机系数包括第一随机系数和第二随机系数，所述微透镜的表面点的坐标包括所述微透镜的表面点的第一本地坐标和第二本地坐标。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述随机高度分布是根据第一随机高度分布和第二随机高度分布确定的，其中，所述第一随机高度分布与所述微透镜的表面点的第一本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第一随机系数；所述第二随机高度分布与所述微透镜的表面点的第二本地坐标呈线性关系，比例系数是所述第二随机系数。
12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机高度分布是根据与所述微透镜对应的随机系数和所述微透镜的表面点的本地坐标、以及与所述微透镜...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨良信，王燚言，隋磊，田克汉，
申请(专利权)人：嘉兴驭光光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。