CN113266800A - 漫射体、发射模组及电子设备 - Google Patents
漫射体、发射模组及电子设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种漫射体、发射模组及电子设备。漫射体包括基体及设于基体同一侧的两种至八种漫射单元,不同种类的漫射单元的数量分别为多个,漫射单元具有用于实现漫射作用的漫射面,同一种类的漫射单元的漫射面具有相同面型,不同种类的漫射单元的漫射面具有不同面型,设于基体同一侧的漫射单元无序排布,入射至漫射体的光线经各漫射面调节后能够形成具有预期光场分布的出射光。上述漫射体通过设置少数面型种类的漫射面,使得在实际检测时只需检测少量几种面型,就可反映出元件整体的加工偏差对实际光效所产生的影响;通过使各漫射面无序排布可有效抑制最终出射光的衍射效应,有效消除原本周期结构所导致的光斑波纹问题,改良实际光效效果。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域,特别是涉及一种漫射体、发射模组及电子设备。
背景技术
工程漫射体是一类能将输入光束变换成特定输出光束的微光学元件,主要用于生成特定需求的光斑形状和能量分布。
目前市场上已有的工程漫射体主要使用随机生成的面型相互拼接而成,虽然这种方案能抑制衍射效应以实现较好的光学效果,但因为采用了随机的面型,使得漫射体在实际加工中难以得到有效检测,从而往往不能反映出实际加工的面型偏差对实际光效产生的影响。
另一种设计方案是使用同一面型的阵列微透镜拼接,虽然这种实现方式可以解决实际面型测量难的问题,但却会产生有强烈的衍射效应,导致实际出射光的光效效果较差。
发明内容
基于此,有必要针对如何方便检测实际加工面型并拥有优良光效效果的问题,提供一种漫射体、发射模组及电子设备。
一种漫射体,包括基体及设于所述基体同一侧的两种至八种漫射单元,不同种类的所述漫射单元的数量分别为多个,所述漫射单元具有用于实现漫射作用的漫射面,同一种类的所述漫射单元的所述漫射面具有相同面型,不同种类的所述漫射单元的所述漫射面具有不同面型,设于所述基体同一侧的所述漫射单元无序排布,入射至所述漫射体的光线经各所述漫射面调节后能够形成具有预期光场分布的出射光。
上述漫射体通过设置少数面型种类的所述漫射面,使得在实际检测时只需测量所述漫射体中每种不同种类的面型,即只需检测少量几种面型,就可反映出元件整体的加工偏差对实际光效所产生的影响,极大地降低了检测的复杂程度;同时,通过使各所述漫射面无序排布,即对于同种面型和不同种面型的所述漫射面均进行无序排布,从而可有效抑制最终出射光的衍射效应,有效消除原本周期结构所导致的光斑波纹问题,改良实际光效效果。
在其中一个实施例中,位于所述基体同一侧的各所述漫射单元呈阵列排布。阵列排布的设计利于漫射单元的加工成型。
在其中一个实施例中,所述漫射体包括三种、四种、五种、六种、七种或八种所述漫射单元。不同种类的所述漫射单元之间具有不同面型的所述漫射面,使得在实际检测时只需测量所述漫射体中每种不同种类的面型,即只需检测上述少数几种面型,就可反映出元件整体的加工偏差对实际光效所产生的影响,从而极大地降低了检测的复杂程度。
在其中一个实施例中,至少一种所述漫射单元的所述漫射面具有矩形、三角形、六边形或圆形的边界。不同形状的边界设计将影响所述漫射面的面型,通过上述设计,可控制入射光经过所述漫射面后所能够形成的光场分布的形状。
在其中一个实施例中,至少一种所述漫射单元的所述漫射面为曲面。通过上述设计可控制入射光经过所述漫射面后所能够形成的光场分布。
在其中一个实施例中,所述漫射体包括两种漫射单元。只需检测两种面型,就可反映出元件整体的加工偏差对实际光效所产生的影响,从而极大地降低了检测的复杂程度。
在其中一个实施例中,其中一种所述漫射单元用于控制出射光于第一方向上的光场分布,另一种所述漫射单元用于控制出射光于第二方向上的光场分布,所述第一方向垂直于所述第二方向。通过上述设计,入射光在照射所述漫射体后能够出射形成在上述两个方向上呈预期光场分布的出射光。另外,对于上述漫射体而言,只需检测上述两种面型就可反映出元件整体的加工偏差对实际光效所产生的影响,从而极大地降低检测的复杂程度。
在其中一个实施例中,用于控制出射光于第一方向上的光场分布的所述漫射单元的数量为n1,用于控制出射光于第二方向上的光场分布的所述漫射单元的数量为n2,n1与n2的比例范围为2:3~3:2。通过控制上述两种所述漫射单元的数量比例,可进一步控制出射光的光场分布。
在其中一个实施例中,不同种类的所述漫射单元的数量不同。通过控制不同种类的所述漫射单元的数量比例,可进一步控制出射光的光场分布。
在其中一个实施例中,所述基体与所述漫射面所在侧相背的另一侧为平面。可通过将漫射面设于所述漫射体的同一侧,而将相背的另一侧表面设为平面,从而可简化加工流程,降低制备成本。
在其中一个实施例中,多个同种类的所述漫射单元的漫射面为凸面,多个所述凸面的顶点处于不同平面;及/或
多个同种类的所述漫射单元的漫射面为凹面,多个所述凹面的最低点处于不同平面。除了通过控制所述漫射面的面型、不同种类的所述漫射单元的数量比例以控制出射光的光场分布,通过使各所述漫射单元产生段差也可对出射光的光场分布进行控制,从而增加所述漫射体对光场分布控制方式的多样性,并进一步增加漫射单元的排布的无序性,以减弱衍射强度。
一种发射模组,包括光源及上述任意一项所述的漫射体,所述光源用于照射所述漫射体,所述光源的光线经所述漫射体整形后能够形成具有预期光场分布的出射光。通过采用上述漫射体,当所述光源所发出的光线沿预定方向照射至所述漫射体时,由所述漫射体出射的光线将呈现预期的光场分布,即能够得到预期形状及能量分布的光斑。另外,上述漫射体能够有效抑制出射光的光斑波纹,使得所述发射模组最终能够产生具有优良光效的出射光斑。
在其中一个实施例中,所述光源的光线经所述漫射体整形后能够形成能量分布相对均匀的出射光。通过采用上述漫射体,所述发射模组能够形成优良的具有能量相对均匀分布的出射光,从而有利于应用在对光源均匀性有较高要求的设备中。
一种电子设备,包括接收模组及上述的发射模组,所述接收模组用于接收所述发射模组照射至被识别物并被反射的光线。由于上述发射模组能够产生具有优良预期光效的出射光,因此当采用上述发射模组时,可提升所述电子设备的识别精度。
附图说明
图1为本申请一实施例所提供的漫射体的部分结构示意图;
图2为本申请一实施例所提供的漫射体的部分结构示意图;
图3为本申请一实施例所提供的漫射体的部分结构示意图;
图4为本申请一实施例所提供的漫射体中两种漫射单元的排布示意图;
图5为图4的实施中一种漫射单元所形成的光效图;
图6为图4的实施中另一种漫射单元所形成的光效图;
图7为图4的实施中两种漫射单元共同形成的光效图;
图8为本申请一实施例中两种漫射单元以一数量比例设置所形成的光效图;
图9为图8的光效图于X方向的辐照度-坐标关系图;
图10为图8的光效图于Y方向的辐照度-坐标关系图;
图11为本申请一实施例中两种漫射单元以另一数量比例所形成的光效图;
图12为图11的光效图于X方向的辐照度-坐标关系图;
图13为图11的光效图于Y方向的辐照度-坐标关系图;
图14为本申请一实施例中两种漫射单元以另一数量比例所形成的光效图;
图15为图14的光效图于X方向的辐照度-坐标关系图;
图16为图14的光效图于Y方向的辐照度-坐标关系图;
图17为本申请一实施例所提供的发射模组的示意图;
图18为本申请一实施例所提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个原件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个原件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反,当元件被称作“直接在”另一原件“上”时,不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
工程漫射体是一类能将输入光束变换成特定输出光束的微光学元件,主要用于生成特定需求的光斑形状和能量分布。目前市场上已有的工程漫射体主要使用随机生成的面型相互拼接而成,虽然这种方案能抑制衍射效应以实现较好的光学效果,但因为采用了随机的面型,使得漫射体在实际加工中难以得到有效检测,即难以一一检测各种漫射面的面型,从而往往不能反映出实际加工的面型偏差对实际光效产生的影响。另一种设计方案是使用同一面型的阵列微透镜拼接,虽然这种实现方式可以解决实际面型测量难的问题,但却会产生有强烈的衍射效应,导致实际出射光的光效效果较差。为此,本申请的一些实施例提供一种漫射体以解决上述问题。
参考图1、图2和图3,在本申请的一些实施例中,漫射体10具有板状结构,板状结构可以是圆盘状结构、矩形板状结构、六边形板状结构等。漫射体10包括基体110及设置于基体110同一侧的两种漫射单元122,即第一单元121和第二单元122。每个漫射单元122均具有用于实现漫射作用的漫射面102,同一种漫射单元122的漫射面102具有相同的面型,不同种类的漫射单元122的漫射面102的面型不同。具体地,该实施例中的各漫射面102均为曲面,但不同种类的漫射面102的曲率不同。漫射体10中每种漫射单元122的数量均为多个,即第一单元121和第二单元122的数量均为多个,例如均多于100个。位于基体110同一侧的各漫射单元122呈阵列排布,且各漫射体10之间一体连接,或者可理解为整个漫射体10具有一体结构,各漫射面102均位于漫射体10的同一侧,而漫射体10与该侧相背的另一侧表面则为平面。另外,漫射体10中的漫射单元122除了呈阵列排布外,还以无序的形式排布(参考图4,其中的第一单元121以A标记,第二单元122以B标记),即漫射体10上个漫射面102的面型不以周期形式排列,例如漫射体10不存在完全相同的两组3*3或4*4阵列的组合面型结构,且不存在超过10组完全相同的2*2阵列的面型结构。在一些实施例中,具体的无序形式并不限于上述规定,只要能够打乱各漫射单元120的排列,避免位于基体110同一侧的各漫射面102出现周期性排列即可。
需要注意的是,实施例中所描述的相同面型可能会因加工误差等原因导致结构形状出现少许差异,这种因加工误差等非故意原因造成面型出现细微偏差的同一种类的漫射面102也应视为拥有相同的面型。图3体现了具有两种面型的漫射单元122的阵列分布情况,其中颜色越深代表相应漫射面102于该区域的矢高越大,且图中椭圆形状的长轴朝向第二方向Y的漫射单元122为第一单元121,图中椭圆形状的长轴朝向第一方向X的漫射单元122为第二单元122。
在该实施例中,漫射体10的材质对入射光具有高透过率,例如高于90%的透过率。各漫射面102所在一侧为漫射体10的出光侧,而与该侧相背的另一侧则为漫射体10的入光侧,该入光侧也可认为是基体110与设有漫射单元120一侧所相背的另一侧。入射光能够从入光侧进入漫射体10,随后经漫射面102出射。即此时的入射光能够通过透射漫射体10的方式形成预期的出射光。由于各漫射面102的曲面面型能够对经过该面的光线实现折射,因此通过控制不同类型的漫射面102的面型曲率即可控制由特定方向入射的光线的折射方向。
以入射光为平行光且能够完全覆盖漫射体10为例,入射光进入漫射体10后将由漫射体10的内部照射到各漫射面102,照射到每个漫射面102上的入射光将被该漫射面102折射,而根据漫射面102的面型不同,折射光(出射光)的光场分布也不相同。在上述实施例中,第一单元121的漫射面102可控制折射光于第一方向X上的光场分布,第二单元122的漫射面102可控制折射光于第二方向Y上的光场分布,第一方向X与第二方向Y相互垂直,且漫射体10于入光侧一侧的表面(此实施例中为平面)均平行于第一方向X和第二方向Y。具体可参考图5,当入射光由漫射体10的内部照射到第一单元121的漫射面102时,在一段出射距离上,折射光在扩散的同时也在第一方向X上形成间隔排列的两条较为显著且相互平行的条形光斑,而两条条形光斑之间还存在相较而言强度较弱的光场分布。图5的光场分布为所有经第一单元121所形成的折射光的叠加。接下来参考图6,当入射光由漫射体10的内部照射到第二单元122的漫射面102时,在一段出射距离上,折射光在扩散的同时也在第二方向Y上形成间隔排列的两条较为显著且相互平行的条形光斑,而两条条形光斑之间还存在相较而言强度较弱的光场分布。图6的光场分布为所有经第二单元122所形成的折射光的叠加。
需要注意的是,本申请实施例中的光斑并不限于能量集中且呈圆形的斑点,出射光呈三角、矩形、六边形或非规则形状的光场也可称为光斑,且能量不集中于一处分布的光场也可称为光斑,以图5和图6方式分布的矩形光场也可称为光斑。
一并参考图5、图6和图7,由于入射光照射至各漫射单元122的漫射面102后将出射并发生扩散,此时在漫射体10于出光侧的一段预期距离上,被各漫射面102调节后的折射光的光场将出现大面积的重叠,即以图5和图6形式分布的光场将发生重叠,沿第一方向X排列的两条条形光斑与沿第二方向Y排列的两条条形光斑以及各条形光斑间的光场重叠,从而在整体上形成图7中的近似于矩形的光场分布。且由于上述四条强度较高的条形光斑之间互不叠加,而原本条形光斑间的强度较弱的光场发生叠加,因此最终所形成的矩形光场仅是光场四边的强度略高,但整体的光场分布区域中的强度趋于平均。因此该实施例中的漫射体10能够将入射光整形为呈矩形形状且能量分布相对均匀的出射光。
具体地,本申请实施例中的各漫射面102可通过压印的方式在漫射体10本体上形成,例如通过热塑成型的方式,使漫射体10本体在加热软化的情况下,通过气体压力、液体压力或机械压力,并采用适当的模具或夹具在该表面上压印形成多个漫射面102。或者,也可在一个基板上的一侧表面设置光学胶,通过模组压印光学胶并对光学胶进行固化的方式形成具有预期面型的漫射面102。实际具体的漫射面102的制备方法并不限以上描述。在一些实施例中,漫射体10的材质为玻璃、塑料、光学胶中的任意一种。
无论是通过一体成型或设置光学胶的方式压印出各漫射面102,其最终都会使得漫射体10在结构上能够划分为基体110及位于基体110一侧的各漫射单元120。其中对于一体压印成型的方案而言,各漫射单元120与基体110实际上属于一体连接的结构(可参考图1和图2)。对于在基板上设置光学胶的方案而言,基板即可视为是基体110,而压印后的光学胶则形成各漫射单元120,此时基体110与各漫射单元120之间将存在一个可分辨的分界面,基体110与各漫射单元120的材质可以不同。
上述实施例中的漫射体10通过只设置两种面型的漫射面102以获得预期光场分布的出射光,从而在实际检测时只需测量漫射体10上该两种面型的参数,就可反映出元件整体的加工偏差对实际光效所产生的影响,极大地降低了检测的复杂程度,例如当光场分布不符合要求时,可直接通过调整两种面型的参数以重制修正;同时,通过使各漫射面102无序排布,可有效抑制最终出射光的衍射效应,有效消除原本周期结构所导致的光斑波纹问题,改良实际光效效果。
在本申请的描述中,预期的光场分布可理解为包括预期的光场形状及预期的能量分布。
在一些实施例中,各漫射面102的面型为球面,不同种类的漫射面102的球面面型在曲率上存在不同。在另一些实施例中,各漫射面102的面型为非球面,非球面公式可参考如下公式:
其中,Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离,x为第一方向X上非球面上相应点到表面光轴的距离,cx为非球面顶点于第一方向X的曲率,kx为非球面于第一方向X的圆锥系数,y为第二方向Y上非球面上相应点到表面光轴的距离,cy为非球面顶点于第二方向Y的曲率,ky为非球面于第二方向Y的圆锥系数。
具体地,在一个实施例中,第一单元121和第二单元122的漫射面102均为非球面。其中第一单元121的漫射面102的非球面系数为:ky=0.012523196018,cy为-1.143339662616,kx为0.020047080628,cx为-0.712384362848;第二单元122的漫射面102的非球面系数为:ky=0.020015122627,cy为-0.986778763145,kx为0.009741728096,cx为-0.994831801896。
除了设置两种面型外,在一些实施例中,漫射体10上也可设置三种、四种、五种、六种、七种或八种漫射单元122,不同种类的漫射单元122的面型不同,但同一种类的漫射单元122的面型相同,从而只需通过检测上述少数几种面型的参数,就可反映出元件整体的加工偏差对实际光效所产生的影响,极大地降低了检测的复杂程度。
但需要注意的是,在一些实施例中,某个漫射面102于第一方向X上的面型参数与另一个漫射面102于第二方向Y上的面型参数相同,该漫射面102于第二方向Y上的面型参数与该另一个漫射面102于第一方向X上的面型参数相同,即这两个漫射面102实际上仅是互相旋转90°就能重叠的关系,但在本申请的实施例中依然将这两个漫射面102的面型定义为不同的面型。例如,某个漫射面102的ky与另一个漫射面102的kx相同,该漫射面102的kx与该另一个漫射面102的ky相同,该漫射面102的cx与该另一个漫射面102的cy相同,该漫射面102的cx与该另一个漫射面102的cy相同。
在一些实施例中,漫射体10上至少一种漫射面102为曲面。在另一些实施例中,漫射面102除了可以是曲面外,也可以是多个子平面的拼接,例如三个子平面以倾斜的方式拼接成漫射面102,从而使该漫射单元122呈三棱镜结构。
在一些实施例中,漫射体10具有板状结构,漫射体10的板状结构平行或近似平行于第一方向X和第二方向Y,另外再引入第三方向,第三方向垂直于第一方向X和第二方向Y,即第三方向垂直或近似垂直于呈板状结构的漫射体10。其中,调节面的顶点(可理解为该面在第一方向X和第二方向Y上的斜率变化均为零的点)附近的区域垂直于第三方向,当某种调节面于第三方向上的投影呈矩形形状时(该投影形状实际取决于调节面的边界形状),最终入射光经该调节面折射后所形成的光场分布也大致呈矩形;而调节面的边界为三角形、圆形或多边形时,最终该调节面的出射光的光场分布也大致呈相应的三角形、圆形或多边形。在一些实施例中,至少一种漫射面102的边界形状可以是矩形、三角形、六边形、圆形等形状中的任意一种,而漫射体10上的面型阵列可以是上述形状的任意一种或几种的组合,通过对各面型进行配置,从而可控制出射光的光场分布,以获得具有预期光场分布(例如预期形状及预期能量分布)的出射光。
除了控制漫射单元122的调节面的面型种类及面型搭配以获得预期形状的出射光场分布外,也可通过控制不同种面型的数量比例关系来实现控制出射光的能量分布。因此在一些实施例中,不同种类的漫射单元122的数量可以相同,也可以不同。例如在一些实施例中,对于前述具有两种漫射单元122(第一单元121和第二单元122)的漫射体10而言,第一单元121与第二单元122的数量比例范围为2:3~3:2。
具体可参考图8、图9和图10,在一些实施例中,第一单元121与第二单元122的数量比例为1:1,此时入射光经漫射体10整形后的出射光的光场分布将如图8所示,该光场在第一方向X上的能量分布如图9所示,该光场在第二方向Y上的能量分布可参如图10所示,即此时的出射光的光斑形状整体呈矩形,且该光斑的能量分布较为均匀。
在一些实施例中,第一单元121与第二单元122的数量比例为2:3,此时入射光经漫射体10整形后的出射光的光场分布将如图11所示,该光场在第一方向X上的能量分布如图12所示,该光场在第二方向Y上的能量分布可参如图13所示,即此时的出射光的光斑形状整体呈矩形,且该光斑的能量分布较为均匀。
在一些实施例中,第一单元121与第二单元122的数量比例为3:2,此时经漫射体10整形后的出射光的光场分布将如图14所示,该光场在第一方向X上的能量分布如图15所示,该光场在第二方向Y上的能量分布可参如图16所示,即此时的出射光的光斑形状整体呈矩形,且该光斑的能量分布较为均匀。
根据各能量分布图(辐照度-坐标关系图)与不同种类漫射单元122的比例关系可知,通过控制不同种类的漫射单元122的数量比例可控制最终出射光的光场能量分布,从而可通过对不同种类的漫射单元122比例进行合理设计以获得预期能量分布的出射光,例如获得能量均匀或相对均匀分布的出射光斑。相对均匀的分布可参考上述各能量分布图,以上述光场呈矩形分布为例,光场中心区域的强度大于光场中最大强度的5/7。
除了在两种面型的实施例中控制两种漫射单元122的数量比例外,也可在三种、四种或更多种面型的实施例中控制各种类的漫射单元122的数量比例,以获得预期的光场。在一些实施例中,不同种类的漫射单元122的数量不同,通过控制不同种类的漫射单元122的数量比例,可进一步控制出射光的光场分布。
除了通过以上述各方式控制出射光的光场外,在一些实施例中,也可通过在第三方向调节漫射单元122的位置以改良出射光的光场质量。例如在一些实施例中,各漫射面102位于漫射体10的同一侧,而多个漫射单元122在该侧存在段差,即多个漫射单元122在排布结构上呈现出高低差,也可理解为相邻的漫射面102的边界呈现断层结构。此时,段差结构也可对出射光的光场分布进行控制,从而增加漫射体10对光场分布控制方式的多样性,并进一步增加漫射单元122在三维空间上的排布的无序性,以此减弱衍射效应。具体地,在一些实施例中,各漫射单元122之间具有一体连接结构,各漫射单元122呈阵列排布,且各漫射单元122的漫射面102的边界形状为矩形或近似矩形,因此,各漫射单元122可视为在一个平面上互相拼接,每个漫射单元122分别在上述矩形边界的四条边上邻接一个漫射单元122,即每个漫射单元122的一条边界相邻对应另一个漫射单元122的一条边界,在这些实施例中,任意两个相邻对应的边界存在高低差以形成断层结构,即形成段差,从而可进一步有效避免各漫射单元122形成周期结构,使每个漫射单元122所形成的光场分布出现微小的偏差,从而各光场在叠加时不易出现干涉,以此减弱波纹的产生,提高光斑质量。需要注意的是,上述描述主要针对非边缘位置的漫射单元122,处于漫射体10边缘的漫射单元122实际上并无法在四周都与一个漫射单元122邻接。在另一些实施例中,漫射体10中仅50%、60%、70%、80%或90%的漫射单元122与相邻的漫射单元122存在段差。
在一些实施例中,多个漫射单元120的漫射面102为凸面,这些漫射面102具有相同的面型,且这些漫射面102的顶点处于不同平面。可参考图2,也可理解为其中一些上述顶点处于一个平行于漫射体10下表面的平面,另一些顶点处于另一个平行于漫射体10下表面的平面(图2中的两条虚线代表两个虚拟平面)。在另一些实施例中,这些漫射面102也可以为凹面,这些凹面的最低点处于不同平面。从而,上述设置能够使同种漫射单元120产生高低差,以此增加漫射单元122在三维空间上的排布的无序性,实现减弱衍射效应的效果。且在本申请的描述中,面型不同的漫射面102可以均为凸面或均为凹面,面型不同可以是指面的曲率半径大小不同,但曲率半径的正负相同。
重新参考图2,在一些实施例中,漫射体10于入光侧一侧的表面(即图2中漫射体10的下表面)也可以通过压印等方式形成多个漫射面102,每个位于入光侧的漫射面102在第三方向上对应一个位于出光侧的漫射面102,两个在第三方向上相互对应的漫射面102分别作为一个漫射单元122的入光面及出光面,其中位于入光侧的漫射面102为入光面,位于出光侧的漫射面102为出光面。各漫射单元122位于入光侧的漫射面102的结构形状及排布方式可参考上述各实施例中位于出光侧的漫射面102的设置方案,此处不加以赘述。
在另一些实施例中,漫射体10于设有漫射单元120一侧的表面上设置有反射层,反射层覆盖各漫射面102,覆盖各漫射面102的反射层能够复刻出相应漫射面102的面型,此时漫射体10的入光侧和出光侧均在同一侧,即反射层同时位于该入光侧和出光侧。一些实施例中的反射层为具有高反射率金属镀层、合金镀层等。本申请中,反射率大于80%时即可称为高反射率。入射光从漫射体10的外部照射至反射层,并被反射层反射形成具有预期光场分布的出射光。
以上,漫射体10的上述结构设计不仅方便实际加工面型的检测,同时还能使出射光具有优良的光效效果。
参考图17,本申请的一些实施例还提供了一种发射模组20,发射模组20包括光源210及漫射体10,光源210设置于漫射体10于入光侧一侧的方向上,光源210用于照射漫射体10,光源210所发出的光线经漫射体10整形后能够形成具有预期光场分布的出射光。一些实施例中的光源210为激光光源。在一些实施例中,通过控制漫射体10上的各漫射面102的面型、数量比例、无序排布形式、段差结构等,入射光经漫射体10调节后能够形成能量均匀分布的出射光斑,即此时的发射模组20可应用于需要使用或产生均匀光斑的装置中,例如是采用TOF(Time of flight,飞行时间)识别的装置。由于上述漫射体10能够有效抑制出射光的光斑波纹,使得发射模组20最终能够产生具有优良光效的出射光斑。
参考图18,本申请还提供了一种电子设备30,电子设备30具体可以为采用3D结构光识别的装置或采用TOF识别的装置,电子设备30具体可以为智能手机、智能手表、平板电脑、车载识别装置、电子阅读器等,电子设备30也可应用于智能家居领域。电子设备30包括接收模组310及发射模组20,接收模组310用于接收发射模组20照射至被识别物并被反射的光线,从而获取被识别物的表面轮廓信息。由于上述发射模组20能够产生具有优良光效的出射光,因此当采用上述发射模组20时,可提升电子设备30的识别精度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种漫射体,其特征在于,包括基体及设于所述基体同一侧的两种至八种漫射单元,不同种类的所述漫射单元的数量分别为多个,所述漫射单元具有用于实现漫射作用的漫射面,同一种类的所述漫射单元的所述漫射面具有相同面型,不同种类的所述漫射单元的所述漫射面具有不同面型,设于所述基体同一侧的所述漫射单元无序排布,入射至所述漫射体的光线经各所述漫射面调节后能够形成具有预期光场分布的出射光。
2.根据权利要求1所述的漫射体,其特征在于,位于所述基体同一侧的各所述漫射单元呈阵列排布。
3.根据权利要求1所述的漫射体,其特征在于,至少一种所述漫射单元的所述漫射面具有矩形、三角形、六边形或圆形的边界。
4.根据权利要求1所述的漫射体,其特征在于,包括两种漫射单元。
5.根据权利要求4所述的漫射体,其特征在于,其中一种所述漫射单元用于控制出射光于第一方向上的光场分布,另一种所述漫射单元用于控制出射光于第二方向上的光场分布,所述第一方向垂直于所述第二方向。
6.根据权利要求5所述的漫射体,其特征在于,用于控制出射光于第一方向上的光场分布的所述漫射单元的数量为n1,用于控制出射光于第二方向上的光场分布的所述漫射单元的数量为n2,n1与n2的比例范围为2:3~3:2。
7.根据权利要求1所述的漫射体,其特征在于,不同种类的所述漫射单元的数量不同。
8.根据权利要求1所述的漫射体,其特征在于,多个同种类的所述漫射单元的漫射面为凸面,多个所述凸面的顶点处于不同平面;及/或
多个同种类的所述漫射单元的漫射面为凹面,多个所述凹面的最低点处于不同平面。
9.一种发射模组,其特征在于,包括光源及权利要求1至8任意一项所述的漫射体,所述光源用于照射所述漫射体,所述光源的光线经所述漫射体整形后能够形成具有预期光场分布的出射光。
10.一种电子设备,其特征在于,包括接收模组及权利要求9所述的发射模组,所述接收模组用于接收所述发射模组照射至被识别物并被反射的光线。
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CN115016051A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-06 | 奥比中光科技集团股份有限公司 | 一种漫射体及其设计方法 |
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CN115016051A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-06 | 奥比中光科技集团股份有限公司 | 一种漫射体及其设计方法 |
WO2023245901A1 (zh) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | 奥比中光科技集团股份有限公司 | 一种漫射体及其设计方法 |
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