【技术实现步骤摘要】
本技术涉及匀光，具体而言，涉及一种用于匀光的超透镜、匀光系统和光束扫描系统。
技术介绍
1、在匀光
中，传统的相关技术常采用双曲面透镜和微透镜阵列将光源所发射的光束整形为正出射的光束，进而在目标平面上投射得到特定形状的且光强分布均匀的光斑。然而，在某些特殊的应用场景中，如扫地机器人等智能设备中，需要实现斜向下照明并识别出地面物体，这就要求能够产生倾斜出射的光束，同时需要控制倾斜出射的光束投射所得光斑不仅光强分布均匀，而且要尽量无畸变，以保证与正出射的光束投射所得光斑的性能相比，倾斜出射的光束投射所得光斑的性能不会产生明显差异。
2、仅使用双曲面透镜和微透镜阵列，相关技术难以控制倾斜出射的光束投射所得到的光斑在光强分布均匀的同时且无畸变。为此，相关技术便需要针对倾斜出射匀光的情况重新设计相适配的匀光装置。如此一来，相关技术针对正出射匀光的情况，需要提供一种特定的匀光装置，而针对倾斜出射匀光的情况，则需要提供另一种特定的匀光装置。由此可见，相关技术所提供的匀光装置泛用性较差。
技术实现思路
1、本申请的一个目的在于提出一种用于匀光的超透镜、匀光系统和光束扫描系统。本申请所提供的超透镜所出射的光束，无论是正出射还是倾斜出射，均能够投射得到小畸变甚至无畸变的光斑，在匀光应用中具有更高的泛用性。
2、根据本申请实施例的一方面，公开了一种用于匀光的超透镜，所述超透镜用于对其上各处位置所接收到的光线至少提供整形相位，以对其上各处位置所接收到的光线进行调制；经过调制后
3、所述超透镜所出射的光束的光强至少沿一个方向均匀分布；并且，所述超透镜所出射的光束的光轴垂直于所述超透镜，或者倾斜于所述超透镜。
4、在本申请的一示例性实施例中，所述目标出射角包括相对于所述超透镜所在二维平面上的第一坐标轴的第一目标出射角，以及相对于所述超透镜所在二维平面上的第二坐标轴的第二目标出射角；所述第一坐标轴与所述第二坐标轴互不平行；
5、所述整形相位是同时对所述第一目标出射角在所述第一坐标轴的方向上所对应的相位梯度，以及所述第二目标出射角在所述第二坐标轴的方向上所对应的相位梯度，进行第二类曲线积分得到的。
6、在本申请的一示例性实施例中，所述整形相位满足：
7、
8、
9、
10、其中，表示所述整形相位，(x1,y1)表示所述超透镜上的位置，(x2,y2)表示光接收面上的位置，(x1,y1)与(x2,y2)具有映射关系，r表示具有映射关系的超透镜上的位置(x1,y1)与光接收面上的位置(x2,y2)之间的距离，k表示波数，α表示所述第一目标出射角，β表示所述第二目标出射角。
11、在本申请的一示例性实施例中，所述超透镜上的位置(x1,y1)与所述光接收面上的位置(x2,y2)之间的映射关系满足：
12、∫i1dx1dy1＝∫i2dx2dy2
13、i1(x1,y1)dx1dy1＝i2(x2,y2)dx2dy2
14、其中，i1表示所述超透镜上各处位置所接收到的光强分布，i2表示所述超透镜所出射的光束在所述光接收面上的目标光强分布。
15、在本申请的一示例性实施例中，所述超透镜还用于对其上各处位置接收到的光线提供准直相位。
16、在本申请的一示例性实施例中，所述准直相位满足：
17、
18、其中，表示所述准直相位，(x1,y1)表示所述超透镜上的位置，k表示波数，f表示所述超透镜的焦距。
19、根据本申请实施例的一方面，公开了一种匀光系统，所述匀光系统包括：光源以及如上述实施例中任一项所述的超透镜。
20、在本申请的一示例性实施例中，若目标平面平行于所述超透镜，则所述超透镜出射所得的光束在所述目标平面上投射得到的光斑在第一方向上的光强均匀分布，并且，所述光斑在第二方向上的两端区域的光强，大于所述光斑在所述第二方向上的中间区域的光强；所述第一方向垂直于所述第二方向。
21、在本申请的一示例性实施例中，若目标平面平行于所述超透镜，则所述超透镜出射所得的光束在所述目标平面上投射得到的光斑在第一方向上的光强均匀分布，并且，沿所述光斑在第二方向上的第一端至所述光斑在所述第二方向上的第二端，所述光斑的光强逐渐减小；所述第一方向垂直于所述第二方向；
22、所述超透镜倾斜于目标平面，并且，所述光斑在所述第二方向上的第一端的投射距离，大于所述光斑在所述第二方向上的第二端的投射距离，以对所述目标平面进行均匀补光。
23、根据本申请实施例的一方面，公开了一种光束扫描系统，所述光束扫描系统包括：至少两个如上述实施例所述的匀光系统；光源控制模块；每个所述匀光系统与所述光源控制模块电连接；
24、至少两个所述匀光系统在同一平面上以相同朝向按照目标图样排列分布，并且，在所述光源控制模块的控制下，每个所述匀光系统的光源依次点亮，以对目标对象进行扫描。
25、上述超透镜、匀光系统和光束扫描系统中，当光线穿过超透镜时，超透镜上各处位置施加特定的整形相位来改变光线的相位分布，从而控制光线的传播方向，使其以预定的目标出射角射出，以达到匀光的效果。仅采用该超透镜便可以控制各处位置所接收到的光线按照设计所需的目标出射角进行出射，因此，无论超透镜所出射的光束是垂直于该超透镜，还是倾斜于该超透镜，都不会超出该超透镜的调制能力。于是，该超透镜所出射的光束的光轴可以垂直于该超透镜，也可以倾斜于该超透镜。于是，本申请所提供的超透镜所出射的光束，无论是正出射还是倾斜出射，均能够投射得到小畸变甚至无畸变的光斑，在匀光应用中具有更高的泛用性。
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1.一种用于匀光的超透镜，其特征在于，所述超透镜用于对其上各处位置所接收到的光线至少提供整形相位，以对其上各处位置所接收到的光线进行调制；经过调制后，所述超透镜上各处位置所接收到的光线按照对应的目标出射角进行出射；
2.根据权利要求1所述的超透镜，其特征在于，所述目标出射角包括相对于所述超透镜所在二维平面上的第一坐标轴的第一目标出射角，以及相对于所述超透镜所在二维平面上的第二坐标轴的第二目标出射角；所述第一坐标轴与所述第二坐标轴互不平行；
3.根据权利要求2所述的超透镜，其特征在于，所述整形相位满足：
4.根据权利要求3所述的超透镜，其特征在于，所述超透镜上的位置(x1,y1)与所述光接收面上的位置(x2,y2)之间的映射关系满足：
5.根据权利要求1所述的超透镜，其特征在于，所述超透镜还用于对其上各处位置接收到的光线提供准直相位。
6.根据权利要求5所述的超透镜，其特征在于，所述准直相位满足：
7.一种匀光系统，其特征在于，所述匀光系统包括：光源以及如权利要求1-6任一项所述的超透镜。
8.根据
9.根据权利要求7所述的匀光系统，其特征在于，若目标平面平行于所述超透镜，则所述超透镜出射所得的光束在所述目标平面上投射得到的光斑在第一方向上的光强均匀分布，并且，沿所述光斑在第二方向上的第一端至所述光斑在所述第二方向上的第二端，所述光斑的光强逐渐减小；所述第一方向垂直于所述第二方向；
10.一种光束扫描系统，其特征在于，所述光束扫描系统包括：至少两个如权利要求7所述的匀光系统；光源控制模块；每个所述匀光系统与所述光源控制模块电连接；
...【技术特征摘要】
1.一种用于匀光的超透镜，其特征在于，所述超透镜用于对其上各处位置所接收到的光线至少提供整形相位，以对其上各处位置所接收到的光线进行调制；经过调制后，所述超透镜上各处位置所接收到的光线按照对应的目标出射角进行出射；
2.根据权利要求1所述的超透镜，其特征在于，所述目标出射角包括相对于所述超透镜所在二维平面上的第一坐标轴的第一目标出射角，以及相对于所述超透镜所在二维平面上的第二坐标轴的第二目标出射角；所述第一坐标轴与所述第二坐标轴互不平行；
3.根据权利要求2所述的超透镜，其特征在于，所述整形相位满足：
4.根据权利要求3所述的超透镜，其特征在于，所述超透镜上的位置(x1,y1)与所述光接收面上的位置(x2,y2)之间的映射关系满足：
5.根据权利要求1所述的超透镜，其特征在于，所述超透镜还用于对其上各处位置接收到的光线提供准直相位。
6.根据权利要求5所述的超透镜，其特征在于，所述准直相位满足：...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫君尧，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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