[发明专利]光学器件、包括其的投射装置及直线投射方法

说明书

本发明提供了一种包括衍射光学元件和柱状微透镜阵列的光学器件，所述衍射光学元件具有微结构面，所述微结构面上设置有多个微结构图案单元，所述微结构图案单元配置成可将入射到所述衍射光学元件上的光束进行调制，并投射出直线状的点阵；所述柱状微透镜阵列配置成将所述点阵中的点沿点阵的延伸方向展宽以投射出连续直线。本发明还提供一种包括该光学器件的直线投射装置以及使用该装置投射直线的方法。

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直线的光学器件、包括该光学器件的投射装置以及使用该装置投射直线的方法。

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，实现的方法是：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)。但现有的利用折射光学元件实现的十字线的激光投线仪，存在两柱状透镜的难以垂直对准的问题，安装难度较大，而且抗冲击能力较差。

可替代的方案是通过衍射光学元件(DOE)来整体投射出十字线的方案。然而设计大视场十字线DOE也存在一些技术问题：设计单片DOE来投射大视场的连续十字线时，由于作为投射光源的激光的干涉效应，在连续线上会形成弥散的光斑，影响十字线的美观度。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，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，本发明提供一种用于投射直线的光学器件，包括：

衍射光学元件，所述衍射光学元件具有微结构面，所述微结构面上设置有多个微结构图案单元，所述微结构图案单元配置成可将入射到所述衍射光学元件上的光束进行调制，并投射出直线状的点阵；

柱状微透镜阵列，配置成将所述点阵中的点沿点阵的延伸方向展宽以投射出连续直线。

根据本发明的一个方面，所述柱状微透镜阵列设置在所述衍射光学元件的下游。

根据本发明的一个方面，所述衍射光学元件的微结构面包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括多个第一微结构图案单元，所述第二区域包括多个第二微结构图案单元，其中第一微结构图案单元配置成可将入射到所述衍射光学元件上的光束进行调制并投射出第一方向的第一点阵，第二微结构图案单元配置成可将入射到所述衍射光学元件上的光束进行调制并投射出第二方向的第二点阵，其中第一方向垂直于第二方向，

所述柱状微透镜阵列包括第三区域和第四区域，所述第三区域包括第一柱状微透镜阵列，所述第四区域包括第二柱状微透镜阵列，其中所述第一区域与所述第三区域相对应，所述第二区域与所述第四区域相对应，所述第一柱状微透镜阵列配置成将所述第一点阵中的点沿第一点阵的延伸方向展宽以形成连续直线，所述第二柱状微透镜阵列配置成将所述第二点阵中的点沿第二点阵的延伸方向展宽以形成连续直线。

根据本发明的一个方面，所述衍射光学元件具有基底，所述微结构面位于所述基底的一侧上，所述柱状微透镜阵列位于所述基底的与所述微结构面相反的一侧上。

根据本发明的一个方面，其中所述柱状微透镜阵列配置成将所述点阵中相邻的点展宽为相互邻接但不重合的线段。

根据本发明的一个方面，其中所述衍射光学元件为针对准直光设计的一维光栅，所述柱状微透镜阵列的展宽方向与所述点阵的延伸方向之间的夹角小于预设值。

根据本发明的一个方面，其中所述柱状微透镜阵列的视场与所述衍射光学元件的角间距相匹配。

本发明还提供一种直线投射装置，包括：

光源，所述光源配置成可投射出光束；

如上所述的用于投射直线的光学器件，所述光学器件位于所述光源的光路下游，并接收所述光源投射出的光束，投射出连续的直线。