光学系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光学系统。本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
光学系统
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)。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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)。在例子中，光学系统可以提供用于光学检测的视场照明，光学系统包括：电光束操纵器；和光学结构，被配置为调整由所述电光束操纵器提供的视场或光束的形状中的至少一种。在例子中，光学结构可包括平面光学结构，例如偏振光栅或几何相位透镜。在另外例子中，光学结构可以包括至少两个透镜结构，例如会聚透镜和发散透镜。在例子中，光学结构可以包括棱镜，例如布置为无性型。这些实例的组合也可用于光学结构。根据本公开的一个方面，提供一种用于提供光学检测的视场照明的光学系统，该光学系统包括：电光束操纵器；光学结构，被配置为调整由所述电光束操纵器提供的视场或光束的形状中的至少一种；光学耦合到所述电光束操纵器的光源，所述光源和所述电光束操纵器通信地耦合到控制电路，以提供从所述光源到包围目标的区域的光的转向。优选地，所述光学结构包括至少一种平面光学结构。优选地，所述平面光学结构包括偏振光栅(PG)或几何相位透镜(GPL)中的至少一种。优选地，所述光学结构包括至少两个透镜结构，至少两个透镜结构中包括会聚透镜和发散透镜。优选地，所述光学结构包括光学耦合到所述电光束操纵器的输出的棱镜。优选地，所述光学结构被配置为调节由所述电光束操纵器提供的光束的光束分布。优选地，光学系统包括输入光学结构，以调节提供给所述电光束操纵器的输入光束的光束分布。优选地，所述输入光学结构包括第二无性型。优选地，提供给所述电光束操纵器的光束的光束分布包括椭圆光束分布。优选地，所述电光束操纵器包括液晶波导(LCW)结构。优选地，光学系统包括光学耦合到所述电光束操纵器的光源，所述光源和所述电光束操纵器通信地耦合到控制电路，以提供从所述光源到包围目标的区域的光的转向。优选地，所述光学结构被配置为增强所述电光束操纵器可寻址的视场。优选地，所述光学结构被配置为与没有光学结构的光斑的尺寸相比，减小在特定范围内由光束形成的光斑的尺寸。优选地，所述光学结构被配置为减小由光束在指定范围内形成的光斑的尺寸；和其中光斑尺寸的分布跨越所述视场变化，与所述视场的周边相比，在所述视场的中心处提供较小的光斑尺寸。在例子中，可以使用诸如方法的技术来生成用于光学检测的视场照明。该技术可包括：从光源接收输入光束；使用电光束操纵器对所述输入光束进行电光转向；和使用光学结构调节由所述电光束操纵器提供的视场或输出光束的形状中的至少一种。在例子中，可以调节由电光束操纵器提供的输出光束的光束分布。在例子中，可以调节提供给电光束操纵器的输入光束的光束分布。在例子中，该技术可包括：使用所述光学结构建立跨越所述视场变化的光斑尺寸的分布，例如与所述视场的周边相比，在所述视场的中心处提供较小的光斑尺寸(对应于增强的分辨率)。通常，本文件中描述的示例可以全部或部分地在模块或组件内实现。作为说明性示例，模块或组件可包括单个封装内的束操纵器和相关光学结构。一个实施例已经解决了本技术的至少一个技术问题和相应的有益效果。该
技术实现思路
旨在提供本专利申请的主题的概述。其目的不是提供对本技术的排他性或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。附图说明在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字可以描述不同视图中的类似组件。具有不同字母后缀的相同数字可表示类似组件的不同实例。附图通过示例而非通过限制的方式示出了本文件中讨论的各种实施例。图1总体上示出了包括束操纵器的示例，该束操纵器可以包括液晶波导(LCW)结构，以便在面内方向或面外方向中的一个或多个方向上提供光束控制。图2总体上示出了包括束操纵器和包括透镜的光学结构的示例，所述透镜用于调节光束的视场或形状以照亮所述视场中的至少一个。图3总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提供光学检测的视场照明的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括：/n电光束操纵器；/n光学结构，被配置为调整由所述电光束操纵器提供的视场或光束的形状中的至少一种；以及/n光学耦合到所述电光束操纵器的光源，所述光源和所述电光束操纵器通信地耦合到控制电路，以提供从所述光源到包围目标的区域的光的转向。/n

【技术特征摘要】
20180710 US 62/696,156;20190621 US 16/449,0831.一种用于提供光学检测的视场照明的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括：
电光束操纵器；
光学结构，被配置为调整由所述电光束操纵器提供的视场或光束的形状中的至少一种；以及
光学耦合到所述电光束操纵器的光源，所述光源和所述电光束操纵器通信地耦合到控制电路，以提供从所述光源到包围目标的区域的光的转向。


2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，其中所述光学结构包括至少一种平面光学结构。


3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，其中所述平面光学结构包括偏振光栅PG或几何相位透镜GPL中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，其中所述光学结构包括至少两个透镜结构，至少两个透镜结构中包括会聚透镜和发散透镜。


5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，其中所述光学结构包括光学耦合到所述电光束操纵器的输出的棱镜。


6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·齐埃姆基维茨，S·R·戴维斯，J·D·甘布尔，M·H·安德森，B·路易，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：新型
国别省市：美国;US