[发明专利]亮度增强的光学成像发射机

权利要求书

1.一种用于执行距离测量的光学系统，所述光学系统包括：

本体发射机光学器件；

照明源，所述照明源包括多个光发射器，所述多个光发射器对准以将离散光束通过所述本体发射机光学器件投射到所述光学系统前方的场内；以及

微光学信道阵列，所述微光学信道阵列设置在所述照明源和所述本体发射机光学器件之间，所述微光学信道阵列限定多个微光学信道，每个微光学信道包括与所述多个光发射器中的光发射器间隔开的微光学透镜，所述微光学透镜被配置成从所述光发射器接收光锥，并在所述发射器和所述本体发射机光学器件之间的位置偏离所述发射器的焦点处产生所述发射器的尺寸减小的光斑图像。

2.根据权利要求1所述的用于执行距离测量的光学系统，其中所述本体发射机光学器件包括一个或多个被配置成图像空间远心透镜的透镜，其中从所述照明源通过所述微光学信道阵列输出的所述离散光束彼此平行。

3.根据权利要求2所述的用于执行距离测量的光学系统，其还包括光感测模块，所述光感测模块被配置成检测从所述照明源发射并从所述场内的表面反射的光子。

4.根据权利要求3所述的用于执行距离测量的光学系统，其中所述光感测模块包括：

本体接收机光学器件；

孔径层，所述孔径层包括多个孔径；

透镜层，所述透镜层包括多个透镜；以及

光电传感器层，所述光电传感器层包括多个光电传感器，其中所述孔径层、所述透镜层和所述光电传感器层被布置成形成多个接收机信道，所述多个接收机信道中的每个接收机信道包括来自所述多个孔径的孔径、来自所述多个透镜的透镜和来自所述多个光电传感器的光电传感器，并且被配置成将从所述本体接收光学器件入射的光传送到所述接收机信道的所述光电传感器。

5.根据权利要求4所述的用于执行距离测量的光学系统，其中所述照明源被配置成根据在与所述系统的距离范围上，在尺寸和几何形状方面与所述接收机信道的视场匹配的照明图案，选择性地将所述离散光束投射通过所述本体发射机光学器件。

6.根据权利要求1所述的用于执行距离测量的光学系统，其中每个信道的所述微光学透镜被配置成从光发射器接收光锥，并在所述微光学透镜和所述本体发射机光学器件之间的焦点处产生所述发射器的尺寸减小的真实光斑图像。

7.根据权利要求6所述的用于执行距离测量的光学系统，其中每个信道的所述微光学透镜包括在面对所述光发射器的一侧具有光焦度的第一光学表面和在背对所述光发射器的相对侧具有光焦度的第二光学表面，并且其中所述发射器的所述尺寸减小的真实光斑图像形成在第一光学表面和第二光学表面之后的焦点处。

8.根据权利要求7所述的用于执行距离测量的光学系统，其中来自所述光发射器的所述光锥的发散度小于来自所述微光学透镜的所述第二光学表面的光锥的发散度，以产生所述尺寸减小的真实光斑图像。

9.根据权利要求7所述的用于执行距离测量的光学系统，其中所述微光学透镜与所述照明源分离，以在所述微光学透镜和所述照明源之间限定开放空间。

10.根据权利要求6所述的用于执行距离测量的光学系统，其中每个信道的所述微光学透镜包括在背对所述光发射器的一侧具有光焦度的光学表面，并且其中所述发射器的所述尺寸减小的真实光斑图像形成在该光学表面之后的焦点处。

11.根据权利要求6所述的用于执行距离测量的光学系统，其中所述光学表面包括位于衬底上的多个凸透镜，所述衬底具有其上设置有所述光学表面的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面直接附接到所述照明源的表面。

12.根据权利要求1所述的用于执行距离测量的光学系统，其中每个信道的所述微光学透镜被配置成从光发射器接收光锥，并产生所述发射器的尺寸减小的虚拟光斑图像。