[发明专利]投射星空效果的衍射光学元件及设计方法、光学投影装置以及包括其的车辆

说明书

本发明提供一种投射星空效果的衍射光学元件的设计方法，包括：S101：根据目标光场范围生成所述衍射光学元件的目标图，其中所述目标图包括覆盖至少部分目标光场范围的背景、处于第一灰度范围的第一组点和处于第二灰度范围的第二组点，其中所述第一灰度范围高于所述背景的灰度，所述第二灰度范围高于所述第一灰度范围；和S102：根据所述目标图，设计所述衍射光学元件的微结构图案单元的相位分布。

技术领域

本发明大致涉及光学技术领域，尤其涉及能够投射星空效果的衍射光学元件及其设计方法、光学投影装置以及包括其的车辆。

背景技术

现有的投射星空效果的照明方案，通常是利用衍射光学元件DOE设计规则点阵，例如3*3，5*5，7*7规则点阵，利用双面刻蚀或者双面转印的方式，将两个DOE制备在同一基底的两个面上并相互偏移一定角度，形成如图1所示的满天星的分布。但是以上的常规设计存在以下问题：

首先，由于是双面转印两种规律点阵形成光场FOV，使得最终得到的星空场的光场是这两个光场FOV的卷积和，这使得最终形成的光场不能精确的控制。

其次，光点的数目和明暗相间程度无法精确设计，对加工依赖性较高，且二者存在的寄生点也容易参加卷积，因此会使得点会显得密集，偏离设计初衷。

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，本发明提供一种投射星空效果的衍射光学元件的设计方法，包括：

S101：根据目标光场范围生成所述衍射光学元件的目标图，其中所述目标图包括覆盖至少部分目标光场范围的背景、处于第一灰度范围的第一组点和处于第二灰度范围的第二组点，其中所述第一灰度范围高于所述背景的灰度，所述第二灰度范围高于所述第一灰度范围；和

S102：根据所述目标图，设计所述衍射光学元件的微结构图案单元的相位分布。

根据本发明的一个方面，所述步骤S101包括将所述第一组点和第二组点随机分布在所述目标光场范围内。

根据本发明的一个方面，设定灰度值范围为0-255，其中所述背景的灰度在0-5之间，所述第一灰度范围为20-50，所述第二灰度范围为100-255。

根据本发明的一个方面，所述设计方法还包括根据计算机仿真结果，调节所述背景、第一组点以及第二组点的灰度值以获得更好的星空效果。

根据本发明的一个方面，所述步骤S101包括：生成随机数，根据所述随机数，将所述第一组点和第二组点随机分布在所述目标光场范围内。

本发明还提供一种投射星空效果的衍射光学元件，包括：

能够投射出预设光场图案的至少一个微结构图案单元；

其中所述预设光场图案具有：覆盖至少部分目标光场范围的背景；

处于第一灰度范围的第一组点；和

处于第二灰度范围的第二组点，

其中所述第一灰度范围高于所述背景的灰度，所述第二灰度范围高于所述第一灰度范围。

根据本发明的一个方面，所述第一组点和第二组点随机分布在所述目标光场范围内。

根据本发明的一个方面，设定灰度值范围为0-255，其中所述背景的灰度在0-5之间，所述第一灰度范围为20-50，所述第二灰度范围为100-255。

本发明还提供一种光学投影装置，包括：

光源，配置成可发射出光束；