[发明专利]光学结构、光学导航系统和运动评估方法

权利要求书

1.一种用于光学导航系统中的光学结构，所述光学结构包括：

输入部分，其包括准直透镜，该准直透镜被定位为对在最初高度上沿着第一方向传播的光进行接收和准直；

接到所述输入部分的中间部分，所述中间部分被配置为对来自所述准直透镜的所述光进行内反射，从而以光学方式操纵所述光在低于所述最初高度的较低高度上沿着所述第一方向传播；以及

接到所述中间部分的输出部分，所述输出部分包括输出反射面，所述输出反射面被定向为将来自所述中间部分的所述光向下沿着垂直于所述第一方向的第二方向朝目标表面进行内反射，并且使从所述目标表面反射的所述光通过所述输出反射面透射以从所述光学结构输出所述光。

2.如权利要求1所述的结构，其中，所述准直透镜和所述输出反射面是整体单块结构的部分。

3.如权利要求1所述的结构，其中，所述输出反射面相对于所述第一方向以负四十五度的角度向下倾斜。

4.如权利要求1所述的结构，其中，所述中间部分包括上反射面和下反射面，所述上反射面和所述下反射面相对于所述第一方向向下倾斜以对来自所述准直透镜的所述光进行内反射，从而以光学方式操纵所述光在所述较低高度上沿着所述第一方向传播。

5.如权利要求4所述的结构，其中，所述中间部分的所述上反射面和所述下反射面相对于所述第一方向以负四十五度的角度向下倾斜。

6.如权利要求1所述的结构，其中，所述输入部分包括腔，所述准直透镜是所述腔的表面。

7.如权利要求1所述的结构，其中，所述输出部分包括棱镜形凹口，所述输出反射面是所述棱镜形凹口的表面。

8.一种光学导航系统，包括：

光源，被安置为在最初高度上沿着第一方向发射光；

光学耦合到所述光源的光学结构，所述光学结构包括准直透镜，所述准直透镜被定位为对在所述最初高度上沿着所述第一方向传播的来自所述光源的所述光进行接收和校准，所述光学结构还包括中间部分，所述中间部分被配置为对来自所述准直透镜的所述光进行内反射，从而以光学方式操纵所述光在低于所述最初高度的较低高度上沿着所述第一方向传播，所述光学结构还包括输出反射面，所述输出反射面被定向为对来自所述中间部分的所述光向下沿着垂直于所述第一方向的第二方向朝目标表面进行内反射，并且使从所述目标表面反射的所述光通过所述输出反射面透射以从所述光学结构输出所述光；以及

光学耦合到所述光学结构的图像传感器，用于从所述光学结构接收所述光以捕获所述目标表面的图像数据帧。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述光源包括垂直腔表面发射激光器。

10.如权利要求8所述的系统，其中，所述光学结构是整体单块结构，所述准直透镜和所述光学反射面是所述整体单块结构的部分。

11.如权利要求8所述的系统，其中，所述光学结构的输出反射面相对于所述第一方向以负四十五度的角度向下倾斜。

12.如权利要求8所述的系统，其中，所述光学结构的所述中间部分包括上反射面和下反射面，所述上反射面和所述下反射面相对于所述第一方向向下倾斜以对来自所述准直透镜的所述光进行内反射，从而以光学方式操纵所述光在所述较低高度上沿着所述第一方向传播。

13.如权利要求12所述的系统，其中，所述中间部分的所述上反射面和所述下反射面相对于所述第一方向以负四十五度的角度向下倾斜。

14.如权利要求8所述的系统，其中，所述光学结构包括腔，所述光源部分地位于所述腔中，所述准直透镜是所述腔的表面。

15.如权利要求8所述的系统，其中，所述输出部分包括棱镜形凹口，所述输出反射面是所述棱镜形凹口的表面。