[实用新型]光学系统

说明书

本实用新型涉及光学系统。本实用新型的一个目的是提供光学系统。电光束操纵器可以与其他光学结构耦合。例如，这种光学结构可以用于对由束操纵器转向的光束进行整形，或者整形从束操纵器的视角可寻址的视场(FOR)。作为说明性示例，放置在LCW的输出处的光学元件可以用作“点映射器”以增加或减少可由LCW操纵的光束扫描的视场。透镜或其他光学元件也可用于校正跨越视场的转向的光束分布中的失真，例如以提供“微笑校正器”。以类似的方式，光学元件可以放置在束操纵器的输入处，以便提供光束扩展器以改变束操纵器装置内部的光束轮廓的尺寸。

技术领域

该文件一般地但非限制性地涉及可用于光学检测的设备和技术，更具体地涉及可与电光束操纵器结合使用的光学元件(诸如透镜)。

背景技术

光学系统可用于各种应用，如传感和检测。光学检测系统通常包括光发射器和光接收器。光发射器可包括照明器模块。例如，在扫描发射方法中，发光器模块可以建立输出光束，例如点或线，其可以机械地或电光地转向到各个位置(例如，角位置)以照亮视场(FOR)。光学接收器可以捕获由接收器视场(FOV)内的一个或多个物体散射或反射的光。诸如用于提供光检测和测距(LIDAR)的系统的光学检测系统可以使用各种技术来执行深度或距离估计，例如向目标提供范围的估计，例如来自光学收发器组件的范围。这种检测技术可以包括一个或多个“飞行时间”确定技术或其他技术。例如，可以估计或跟踪到视场中的一个或多个物体的距离，例如通过确定透射光脉冲和接收光脉冲之间的时间差。可以使用更复杂的技术，例如跟踪光学检测系统的视场内的特定识别目标。在另一个示例中，可以对时间信息进行编码，并且LIDAR系统可以使用相干或连续波方法来操作。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供光学系统。

诸如激光测距或LIDAR系统的光学检测系统可以通过使用连续波或脉冲方法将光传输到目标区域来操作。透射光可以照射目标区域的一部分。一部分透射光可以被目标区域的被照射部分反射或散射，并由LIDAR 系统接收。然后，LIDAR系统可以确定LIDAR系统与目标区域的被照射部分之间的距离。作为说明性示例，在脉冲光方法中，LIDAR系统可以测量发射和接收光脉冲之间的时间差。LIDAR系统中的光发射器可以包括光束控制元件，以引导光束照射视场(FOR)中的不同区域，该视场可由光束控制元件或“束操纵器”寻址。在一种方法中，电光器件可以用作束操纵器。在一个例子中，例如“单站”配置，发射束操纵器也可以操作以控制检测到的光(例如，相同的束操纵器可以作为发射信号链中的操纵元件和检测信号链中的操纵元件操作)。在这样的单站示例中，这里描述的光学元件可以处理输出光(例如，在发射感测中)和输入光(例如，在接收或检测意义上)。

电光束操纵器，例如液晶波导(LCW)装置，可以与其他光学结构光学耦合。例如，这种光学结构可以用于对由束操纵器转向的光束进行整形，或者整形从束操纵器的视角可寻址的视场(FOR)。作为说明性示例，放置在束操纵器的输出或出口处的光学元件可以用作“点定位器”以增加或减少可由束操纵器扫描的场。透镜或其他光学元件也可用于校正视场上的转向光束分布中的失真，以便提供“微笑校正器”。以类似的方式，光学元件可以放置在束操纵器的输入处，以便提供光束扩展器以改变束操纵器装置内部的光束轮廓的尺寸或形状。

光学元件可包括透射宏观尺度透镜(例如，“宏观透镜”)结构，例如聚合物或玻璃透镜，或其他光学元件，例如平面结构。在宏观光学中，可实现的f数(表示为“f/#”，并且对应于透镜的焦距除以入口孔径)通常可以通过模塑或机械加工(例如研磨)技术以及可用于这些工艺的材料(例如玻璃或聚合物材料)的折射率来实现曲率的性质。为了克服这些挑战，作为说明性示例，可以使用平面结构，并且可以包括包含液晶聚合物的几何相位透镜，或包含光栅的平面结构(例如，偏振光栅)。