[发明专利]衍射光学元件、包括其的光学组件以及基准线投射装置

说明书

本发明涉及一种用于投射出基准线的衍射光学元件，所述衍射光学元件包括成二维阵列状周期排布的多个微结构图案单元，每个所述微结构图案单元的相位分布被配置成，接收激光并调制所述激光投射出所述基准线，其中所述衍射光学元件在至少一个方向上的视场角大于等于90度。本发明还涉及一种包括该衍射光学元件的光学组件。本发明提出了一种衍射光学元件(DOE)，代替传统的折射光学元件，形成所需要的激光基准线。因为DOE具有极高的设计自由度，目标光场不局限于一字线、十字线，还可以设计更多复杂的激光基准线，例如网格线。对于激光标准线为十字线的情况，只需要设计一片DOE即可实现，不需要像两个折射光学元件那样进行垂直方向的对准安装。

技术领域

本发明大致涉及光学技术领域，尤其涉及一种用于投射出基准线的衍射光学元件、包括该衍射光学元件的光学组件以及基准线投射装置。

背景技术

激光投线仪被广泛应用于建筑施工行业，其用于投射出激光基准线从而提高施工精度。目前市面上常见的激光投线仪有一字线和十字线，实现的方法通常先将激光二极管出射的发散光进行准直，然后通过折射光学元件(ROE)，例如柱状透镜，形成所需光场(基准线)。现有的利用折射光学元件实现的十字线的激光投线仪，存在两垂直的柱状透镜的垂直对准问题，安装难度较大，而且抗冲击能力较差。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明提供一种衍射光学元件、包括该衍射光学元件的光学组件以及基准线投射装置。

根据本发明的一个方面，提供一种用于投射出基准线的衍射光学元件，所述衍射光学元件包括成二维阵列状周期排布的多个微结构图案单元，每个所述微结构图案单元的相位分布被配置成，接收激光并调制所述激光投射出所述基准线，其中所述衍射光学元件在至少一个方向上的视场角大于等于90度。

根据本发明的另一个方面，所述基准线包括水平基准线和竖直基准线，所述衍射光学元件在水平方向和竖直方向上的视场角都大于等于90度。

根据本发明的另一个方面，所述衍射光学元件在水平方向和竖直方向上的视场角都大于等于110度。

根据本发明的另一个方面，所述微结构图案单元的周期的尺寸小于所述激光在所述衍射光学元件上的入射光场的尺寸。

根据本发明的另一个方面，所述入射光场可以覆盖至少两个所述微结构图案单元。

根据本发明的另一个方面，所述衍射光学元件配置成使得：照射在多个所述微结构图案单元上的所述入射光场，经所述微结构图案单元的衍射调制以及多个所述微结构图案单元之间的干涉调制后形成呈点状线的基准线。

根据本发明的另一个方面，所述微结构图案单元的周期为100um*100um至2mm*2mm，所述入射光场的尺寸为500um*500um至5mm*5mm，其中优选为，所述微结构图案单元的周期为500um*500um至1mm*1mm，所述入射光场的尺寸为1mm*1mm至3mm*3mm。

本发明还提供一种用于投射出基准线的光学组件，包括：

激光光源，配置成可发射激光；以及

如上所述的衍射光学元件。

根据本发明的另一个方面，所述激光光源为发散光源，所述衍射光学元件为针对准直光进行设计的，所述光学组件还包括位于所述激光光源与所述衍射光学元件之间的准直透镜，从而将所述激光光源发出的激光整形为准直光。

根据本发明的另一个方面，所述激光光源为发散光源，所述衍射光学元件为针对发散光源进行设计的。

本发明还提供一种基准线投射装置，包括如上所述的光学组件。