[发明专利]利用折射或反射光的结构化元件从光源阵列生成结构化光场的光学系统

权利要求书

1.一种光学系统，其用于生成结构化光场以照明场景，所述光学系统包括光源阵列和布置在所述光源阵列前面的结构化单元，所述结构化单元包括第一光学表面的阵列，其中所述第一光学表面中的每一个具有独立的取向，所述结构化单元的所述第一光学表面的独立取向配置成使得源自所述光源的独立光束通过在所述第一光学表面处的折射或反射以相应的竖直和水平角度被独立地引导到场景中，其中所述光学系统被配置成使得在所述第一光学表面处折射或反射的独立光束是大致准直光束。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述结构化单元由透明光学材料制成，并包括面对所述光源阵列的后表面和面对要被照明的场景的前表面，其中，所述第一光学表面的阵列是所述结构化单元的前表面的整体部分，并且其中，所述结构化单元布置成使得来自所述光源的独立光束穿过所述结构化单元的所述光学材料，并且当所述光束从所述透明光学材料出来时在所述前表面处被折射。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其中，所述结构化单元包括第二光学表面的阵列，所述第二光学表面的阵列是所述结构化单元的所述后表面的整体部分，所述第二光学表面中的每个第二光学表面布置成与所述第一光学表面中的相应一个平行。

4.根据权利要求2所述的光学系统，其中，所述结构化单元的所述后表面是平面，并且其中，所述后表面取向成使得所述光源的所述独立光束大致以直角通过所述后表面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学系统，还包括配置用于独立地准直所述光源阵列的光束的透镜阵列。

6.根据权利要求5所述的光学系统，其中，所述透镜阵列中的各透镜被集成在单独的透镜单元中，所述单独的透镜单元布置在所述光源阵列与所述结构化单元之间。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的光学系统，还包括配置用于独立地准直所述光源阵列的光束的透镜阵列，其中，所述透镜阵列中的各透镜被集成到所述结构化单元的所述后表面中。

8.根据权利要求5所述的光学系统，其中，所述透镜阵列中的各透镜被集成到所述结构化单元的所述第一光学表面中。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一光学表面的阵列是反射表面的阵列，所述反射表面的阵列布置成使得当来自所述光源的独立光束射到所述第一光学表面的阵列时所述光束在所述反射表面处被反射。

10.根据权利要求9所述的光学系统，还包括配置用于独立地准直所述光源阵列的光束的透镜阵列。

11.根据权利要求10所述的光学系统，其中，所述透镜阵列中的各透镜被集成到所述结构化单元的所述第一光学表面中。

12.根据权利要求1至4或9至11中任一项所述的光学系统，还包括具有至少一个透镜的准直单元，其配置用于准直所述光源阵列的多个所述光束。

13.根据权利要求1至4或9至11中任一项所述的光学系统，还包括附加的光学系统，所述附加的光学系统包括一个或多个折射或衍射透镜元件或反射元件，所述附加的光学系统构造成用于使相对于被所述照明覆盖的视野中的两种角度生成的有关光束密度的照明方案适应于特定应用所要求的特殊选择值。

14.根据权利要求1至4或9至11中任一项所述的光学系统，其中，所述结构化单元由光学聚合材料制成。

15.根据权利要求14所述的光学系统，其中，所述结构化单元通过注射成型或压注成型或凸凹压印成型来制造。

16.如权利要求1至4或9至11中任一项所述的光学系统，其中，所述光源阵列是VCSEL阵列。