CN111602084A - 空间复用方案 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电装置(20,80,100,120)，该光电装置包括具有相互相对的第一面(31)和第二面(33)的壳体(30)。包含在该壳体中的发射器(24,90,106,126,128)的阵列(22,82,104,124)被配置为发射光学辐射的束(66,112,130,132)。包含在该壳体中的投射光学器件(26)具有入射面(42)和出射面(50)，并且被配置为通过该入射面接收该光学辐射束以及通过该出射面投射该束。基于偏振的空间复用器(28)包含在该壳体中，并且被定位成拦截和导向所投射的束，使得具有第一偏振的光学辐射通过该第一面透射，而具有正交于该第一偏振的第二偏振的光学辐射通过该第二面发射。控制器(32)被耦接以控制该光学辐射的偏振，从而控制该光学辐射从该壳体发射的方向。

Description

空间复用方案
技术领域
本发明整体涉及光电系统，并且更具体地，涉及照明设备。
背景技术
诸如蜂窝电话之类的便携式电子设备通常采用一个或多个整体光源。这些光源可为集成到设备中的相机所记录的场景提供照明。作为一个示例，美国专利9,400,177描述了被配置为发射光束的包括光源的图案投影仪。本发明人描述了用于3D映射的系统，该系统可被制造为非常紧凑的单元，例如包括在移动站(例如，PDA、蜂窝电话)和/或便携式计算机中。
发明内容
本文描述的本发明的实施方案提供了改进的光学辐射源。
因此，根据本发明的实施方案提供了一种光电装置，该光电装置包括壳体，该壳体包括相互相对的第一面和第二面。包含在壳体中的发射器阵列被配置为发射光学辐射束。包含在壳体中的投射光学器件具有入射面和出射面，并且被配置为通过入射面接收光学辐射束以及通过出射面投射该束。基于偏振的空间复用器包含在壳体中，并且被定位成拦截和导向所投射的束，使得具有第一偏振的光学辐射通过第一面透射，而具有正交于第一偏振的第二偏振的光学辐射通过第二面发射。控制器被耦接以控制光学辐射的偏振，从而控制光学辐射从壳体发射的方向。
在一些实施方案中，基于偏振的空间复用器包括偏振分束器，该偏振分束器被配置为朝向壳体的第一面反射具有第一偏振的束并且透射具有第二偏振的束。在所公开的实施方案中，基于偏振的空间复用器包括反射镜，该反射镜被定位成拦截具有由偏振分束器透射的第二偏振的束并且将所拦截的束朝向壳体的第二面反射。反射镜可被配置为透射所拦截的束的一部分，并且装置可包括光学传感器，该光学传感器被定位成拦截束的部分并且被配置为响应于所拦截的束的部分的光学功率而向控制器发射信号。
在其他实施方案中，发射器被配置为发射具有公共偏振的束，并且基于偏振的空间复用器包括偏振切换器，该偏振切换器被配置为在控制器的控制下在第一偏振和第二偏振之间旋转束的偏振。在一个实施方案中，偏振切换器包括液晶盒。
在所公开的实施方案中，发射器包括边缘发射激光二极管。
在一些实施方案中，发射器阵列包括第一发射器和第二发射器，该第一发射器被配置为发射第一偏振的光学辐射的相应第一束，该第二发射器被配置为发射第二偏振的光学辐射的相应第二束。在所公开的实施方案中，控制器被耦接以单独地或同时地驱动第一发射器和第二发射器，使得基于偏振的空间复用器通过壳体的第一面或第二面中的任一者或通过壳体的两个面投射光学辐射束。
在所公开的实施方案中，投射光学器件包括第一柱面透镜和第二柱面透镜，该第一柱面透镜分别与阵列中的发射器对准并且具有相应的相互平行的第一柱面轴，该第二柱面透镜与第一柱面透镜相邻定位并且具有垂直于第一柱面轴的第二柱面轴。
根据本发明的实施方案还提供了一种光电装置，该光电装置包括成对的第一发射器和第二发射器的阵列，其中该第一发射器被配置为发射第一偏振的光学辐射的相应第一束，并且该第二发射器被配置为发射正交于第一偏振的第二偏振的光学辐射的相应第二束。具有入射面和出射面的投射光学器件被配置为通过入射面接收光学辐射的第一束和第二束，并通过出射面投射束。偏振分束器被定位成拦截所投射的束，并且被配置为透射第一偏振的光学辐射以及反射第二偏振的光学辐射。
在一些实施方案中，投射光学器件被配置为提供均匀的照明。另选地，投射光学器件被配置为提供图案化照明。
在一个实施方案中，该装置包括控制器，该控制器被耦接以驱动第一发射器和第二发射器，以便设定被透射和反射的光学辐射的相对比例。
根据本发明的实施方案还提供了一种用于投射光学辐射的方法，该方法包括提供壳体，该壳体包括相互相对的第一面和第二面的壳体，包含发射器阵列和投射光学器件，该发射器阵列被配置为发射光学辐射束，该投射光学器件具有入射面和出射面并且被配置为通过入射面接收光学辐射束以及通过出射面投射该束。基于偏振的空间复用器被定位成拦截和导向所投射的束，使得具有第一偏振的光学辐射通过第一面透射，而具有正交于第一偏振的第二偏振的光学辐射通过第二面发射。控制光学辐射的偏振，从而控制光学辐射从壳体发射的方向。
结合附图，从下文中对本发明的实施方案的详细描述将更全面地理解本发明，在附图中：
附图说明
图1A-图1B和图1C-图1D分别为根据本发明的实施方案的处于两种另选偏振构型的光电装置的示意性截面侧视图和示意性顶视图；
图2A-图2B分别为根据本发明另一个实施方案的光电装置的示意性透视图和侧视图；并且
图3和图4为根据本发明的另外实施方案的光电装置的示意性透视图。
具体实施方式
便携式电子设备可采用多于一个光源来为集成到设备的子系统诸如正侧相机和背侧相机提供照明。在典型便携式电子设备(诸如蜂窝电话)的体积和成本的约束下实现这些光源及其切换机制是具有挑战性的。
本文所述的本发明的实施方案通过提供以空间复用光源为特征的紧凑型光电装置来解决这些问题。
在所公开的实施方案中，光电装置包括壳体，其中光学辐射束的发射器阵列、投射光学器件、基于偏振的空间复用器和控制器包含在该壳体中。(如本说明书和权利要求书中所用的术语“光学辐射”和“光”通常是指可见辐射、红外辐射和紫外辐射中的任何和全部。)
投射光学器件是所有所发射的束共用的，并且在一些实施方案中包括具有互相平行的第一柱面轴的第一柱面透镜阵列和与第一柱面透镜阵列相邻的第二柱面透镜，其中第二柱面轴垂直于第一轴。根据光学参数，该布置可用于在所关注的场上产生均匀的泛光照明或图案化辐射。
由发射器阵列发射的光学辐射束被投射光学器件接收并朝向基于偏振的空间复用器投射。基于偏振的空间复用器根据束的偏振状态将束导向为通过壳体的正面或背面，或通过两个面发射。
通过正面或背面发射的束可具有不同的功能。例如，通过正面发射的束可将图案化照明投射到场景上，从而实现基于三角测量的3D映射，然而可添加扫描仪以扫描通过背面发射的束，从而实现基于飞行时间(TOF)的3D映射。另选地或附加地，束可用于其他目的，诸如均匀的泛光照明。
在本发明的实施方案中，由控制器驱动的发射器发射偏振光束。这些发射器可以是例如边缘发射激光二极管(其通常发射偏振光)或由偏振器覆盖的非偏振源(诸如表面发射设备)。透镜阵列的每个第一柱面透镜接收一个所发射的束并将其朝向第二柱面透镜投射，该第二柱面透镜继而将所有束朝向基于偏振的空间复用器投射。基于偏振的空间复用器包括偏振切换器(诸如液晶盒)和偏振分束器。可以包括独立式或嵌入立方体中的反射镜，以使透射穿过分束器的束偏转。由控制器驱动的偏振切换器使束透射并对其施加期望的偏振态。偏振分束器接收所透射的束，并且根据其偏振态来对其进行反射、透射或反射和透射。所反射的束通过壳体的一个面(例如正面)发射。所透射的束照射在反射镜上并被反射镜反射，并且因此通过壳体的相对面(例如背面)发射。
在本说明书中，术语“正面”和“背面”仅以举例的方式使用，并且通常可表示壳体的任何两个相对面。此外，尽管本文所述的实施方案中的一些特别适合于如上所述集成在狭窄壳体中，但本发明的原理也可以应用于在其他设置中提供基于偏振的空间复用，而与任何特定类型的壳体无关。
在另选的实施方案中，发射器阵列包括发射第一偏振的光学辐射束的第一发射器和发射与第一偏振正交的第二偏振的光学辐射束的第二发射器。透镜阵列的每个第一柱面透镜接收每个偏振的一个束并将其朝向第二柱面透镜投射，该第二柱面透镜继而将该束朝向基于偏振的空间复用器投射。
如在前述实施方案中，基于偏振的空间复用器包括偏振分束器和反射镜。然而，在该实施方案中，偏振切换由驱动第一发射器或第二发射器中任一者或两者的控制器执行。因此，不需要单独的偏振切换器。由投射光学器件投射的束照射在偏振分束器上，该偏振分束器如上所述操作，使得束可被导向穿过壳体的正面、背面或两个面。
在另外的实施方案中，基于偏振的空间复用器的反射镜被配置为透射照射在其上的光学辐射的一部分。光学传感器接收光学辐射的该透射部分，并且发射信号，该信号可用于例如测量由偏振分束器透射的束的光学功率，或者如果在扫描系统中，则测量光学输出的相对位置。
图1A-图1B和图1C-图1D分别为根据本发明的实施方案的处于两种另选偏振构型的光电装置20的示意性截面侧视图和示意性顶视图。图1C为图1A的构型的顶视图，并且图1D为图1D的构型的顶视图。光电装置20包括发射器阵列22、投射光学器件26、基于偏振的空间复用器28、壳体30和控制器32。壳体30具有正面31和背面33。为简单起见，图1C-图1D省略了壳体30。此外，为清楚起见，同样省略了将被提供以扫描光学输出的任何致动机构。
发射器阵列22包括沿着笛卡尔坐标轴34的x轴布置的发射器24，这些坐标轴分别在图1A-图1B和图1C-图1D旁边示出以供参考。发射器24发射具有共同偏振的光学辐射束，并且其中z轴作为发射的主方向。投射光学器件26包括第一柱面透镜40的透镜阵列38，其中第一柱面透镜的入射面限定投射光学器件26的入射面42。第一柱面透镜40被取向成使得它们的柱面轴沿着y轴(垂直于发射器24的线)相互平行。投射光学器件26还包括第二柱面透镜46，其出射面限定投射光学器件26的出射面50。第二柱面透镜46被定位成与透镜阵列38相邻，并且被取向成使其柱面轴沿着x轴(垂直于第一柱面透镜40的柱面轴)。
基于偏振的空间复用器28包括邻近第二柱面透镜46定位的偏振切换器52。偏振切换器52可包括例如液晶盒，该液晶盒将偏振的可电切换旋转施加到入射束。基于偏振的空间复用器28还包括偏振分束器58，其邻近偏振切换器52定位并且通常相对于z轴以45度的角度取向。基于偏振的空间复用器28还包括反射镜60，该反射镜邻近偏振分束器58定位并且通常相对于z轴以-45度的角度取向，即，在垂直于本示例中的偏振分束器的方向的方向上取向。
壳体30具有与偏振分束器58相邻的第一出射窗62和与反射镜60相邻的第二出射窗64。出射窗62和64由对发射器24的发射光谱透明的材料制成。另选地，出射窗62和64可能只是壳体30中的开口。
控制器32耦接到发射器阵列22和偏振切换器52并驱动这两者。虽然控制器32在图1A-图1B中示出为定位在壳体30内部，但其可另选地被定位在壳体的外部。在一些实施方案中，控制器以软件和/或固件编程来执行本文所述的功能。附加地或另选地，控制器的至少一些功能可以由硬件逻辑电路来执行，该硬件逻辑电路可以是硬连线的或可编程的。在任一种情况下，控制器都具有合适的接口，以用于从光电装置的其他元件以及光电装置与其集成的其他装置接收数据和指令并且将数据和指令传输到光电装置的其他元件以及光电装置与其集成的其他装置。
在图1A-图1D中由光射线66示意性地示出了光电装置20的功能，该光射线表示由发射器24发射并经过装置的光学辐射束。由发射器24发射的每个束被透镜阵列38中的一个第一柱面透镜40接收。第一柱面透镜40使束在x方向上准直并将其朝向第二柱面透镜46投射，该第二柱面透镜继而使束在y方向上准直并将其朝向偏振切换器52投射。偏振切换器52将由控制器32确定的公同偏振态施加在束上，并且将束传递到偏振分束器58。根据束的偏振态，偏振分束器58对束进行反射、透射或部分反射和部分透射。所反射的束通过第一出射窗62发射，而所透射的束通过反射镜60反射并且通过第二出射窗64发射。
图2A-图2B为根据本发明的另一个实施方案的光电装置80的示意性实体模型的两个视图。图2A为光电装置80的透视图，并且图2B为同一装置的侧视图。光电装置80类似于图1A-图1D的光电装置20，其中添加了发射器阵列82和部分透射反射镜94，而不是反射镜60，其中在部分透射反射镜后面添加了光学传感器84。对于与图1A-图1D中的那些部件基本上相同的部件，使用相同的标记。笛卡尔坐标轴86分别在图2A和图2B旁边示出以供参考。
包括发射器90的发射器阵列82被组装在衬底92诸如印刷电路板或硅光具座上。发射器90通常为固有偏振的边缘发射激光二极管。图1A-图1D的控制器32在图2A-图2B中未示出，但可集成到衬底92上。
光电装置80的功能描述与上述光电装置20的功能描述相同，不同的是照射在反射镜94上的束的一部分被反射镜透射并被光学传感器84接收。光学传感器84通常耦接到控制器32，并且可用于例如测量和调节由发射器90发射的功率。
图3是根据本发明的又一个实施方案的光电装置100的示意性透视图。对于与图1A-图1D和图2A-图2B中的那些部件基本上相同的部件，使用相同的标记。示出了笛卡尔坐标轴102以供参考。与图2A的笛卡尔坐标轴86相比，笛卡尔坐标轴102已经围绕z轴旋转了180度，以遵循光学装置100的光学器件相对于光学装置80的取向的180度旋转。
光电装置100包括第一发射器106和第二发射器108的发射器阵列104。第一发射器106发射在x方向上线性偏振的光学辐射，并且第二发射器108发射在y方向上线性偏振的光学辐射。第一发射器106和第二发射器108均沿着x方向上的线定位在发射器阵列104中，其中使第一发射器和第二发射器交替，从而形成成对的第一发射器和第二发射器，使得每一对都与一个柱面透镜40对准。发射器106和108可包括例如具有垂直取向的边缘发射激光器，或者另选地，具有合适偏振器的表面发射激光器。
光电装置100还包括投射光学器件26，该投射光学器件包括(如图2A-图2B所示)第一柱面透镜40和第二柱面透镜46的透镜阵列38，其中第一柱面透镜和第二柱面透镜的柱面轴分别在y方向和x方向上取向。(为简单起见，图3中未示出投射光学器件26的轮廓。)如图1A-图1D和图2A-图2B所示，第一柱面透镜40的入射面限定投射光学器件26的入射面42，并且第二柱面透镜46的出射面限定投射光学器件的出射面50。
光电装置100还包括基于偏振的空间复用器，该空间复用器包括偏振分束器58和部分透射反射镜94。光学传感器84被定位成与部分透射反射镜94相邻。耦接到发射器阵列104和光学传感器84的控制器32单独或同时驱动第一发射器106和第二发射器108，并且接收由光学传感器发射的信号。
图3示意性地示出了光电装置100的功能，其中光射线110和112分别表示由第一发射器106和第二发射器108发射并由该装置投射的光学辐射束。通过入射面42接收束，其中每个第一柱面透镜40接收来自一个第一发射器106的一个束和来自一个第二发射器108的一个束。投射光学器件26使束在x方向和y方向上准直，如图1A-图1D所示，并通过出射面50朝向偏振分束器58投射束。由光射线110表示的来自第一发射器106的束被偏振分束器58反射到第一出射窗62，并通过该窗发射。由光射线112表示的来自第二发射器108的束被偏振分束器58透射，并被部分透射反射镜94反射到第二出射窗64，并通过该窗发射。射线112的一部分经过部分透射反射镜94并被光学传感器84接收(透射射线未示出)。耦接到控制器32的光学传感器84可用于例如测量由第二发射器108发射的功率。
当控制器32仅使第一发射器106通电时，仅存在射线110，并且仅通过第一出射窗62发射光学辐射。相似地，当控制器32仅使第二发射器108通电时，仅存在射线112，并且仅通过第二出射窗64发射光学辐射。
光电装置100的紧凑尺寸由标度114指示，其中标度的长度为2mm。另选地，装置100的元件可根据应用要求制成更大或更小的标度。
图4是根据本发明的再一个实施方案的光电装置120的示意性透视图。对于与图3中的那些部件基本上相同的部件，使用相同的标记。示出了与笛卡尔坐标轴102类似地旋转的笛卡尔坐标轴122以供参考。
光电装置120包括第一发射器126和第二发射器128的发射器阵列124。第一发射器126发射在x方向上线性偏振的光学辐射，并且第二发射器128发射在y方向上线性偏振的光学辐射。第一发射器126和第二发射器128分别在x方向上沿着两条平行直线定位，其中每个第一发射器126在y方向上对准在第二发射器128上方，从而形成成对的第一发射器和第二发射器，使得每一对都与一个柱面透镜40对准。装置120的其余元件类似于上文所示和所述的那些元件。
图4示意性地示出了光电装置120的功能，其中光射线130和132分别表示由第一发射器126和第二发射器128发射并穿过该装置的光学辐射束。
通过入射面42接收束，其中每个第一柱面透镜40接收来自一个第一发射器126的一个束和来自一个第二发射器128的一个束。投射光学器件26使束在x方向和y方向上准直，如图1A-图1D所示，并通过出射面50将其投射到偏振分束器58。由光射线130表示的来自第一发射器126的束被偏振分束器58反射到第一出射窗62，并通过该窗发射。由光射线132表示的来自第二发射器128的束被偏振分束器58透射，并被部分透射反射镜94反射到第二出射窗64，并通过该窗发射。
当控制器32仅使第一发射器126通电时，仅存在射线130，并且仅通过第一出射窗62发射光学辐射。相似地，当控制器32仅使第二发射器128通电时，仅存在射线132，并且仅通过第二出射窗64发射光学辐射。
光电装置120的紧凑尺寸由标度134指示，其中标度的长度为2mm。
尽管所公开的实施方案涉及通过壳体的正面和背面发射的光束，但基于偏振的空间复用器可以以直接的方式进行修改，以通过壳体的其他面(诸如通过彼此成直角的面或通过同一面上的两个窗)发射束。
应当理解，上文所描述的实施方案以示例的方式引用，并且本发明不限于上文已特别示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述的各种特征，以及本领域的技术人员在阅读以上描述之后会想到的在现有技术中没有公开的其变型形式和修改形式的组合和子组合。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种光电装置，包括：
壳体，所述壳体包括相互相对的第一面和第二面；
空间复用光源，所述空间复用光源包括：
发射器阵列，所述发射器阵列包含在所述壳体中并且被配置为发射光学辐射束；
投射光学器件，所述投射光学器件包含在所述壳体中并且具有入射面和出射面，并且被配置为通过所述入射面接收所述光学辐射束以及通过所述出射面投射所述束；和
基于偏振的空间复用器，所述基于偏振的空间复用器包含在所述壳体中，并且被定位成拦截和导向所投射的束，使得具有第一偏振的所述光学辐射通过所述第一面透射，而具有正交于所述第一偏振的第二偏振的所述光学辐射通过所述第二面发射；和
控制器，所述控制器被耦接以驱动所述空间复用光源，以便控制所述光学辐射的偏振，从而控制所述光学辐射从所述壳体发射的方向。
2.根据权利要求1所述的光电装置，其中所述基于偏振的空间复用器包括偏振分束器，所述偏振分束器被配置为朝向所述壳体的所述第一面反射具有第一偏振的所述束并且透射具有所述第二偏振的所述束。
3.根据权利要求2所述的光电装置，其中所述基于偏振的空间复用器包括反射镜，所述反射镜被定位成拦截具有由所述偏振分束器透射的所述第二偏振的所述束并且将所拦截的束朝向所述壳体的所述第二面反射。
4.根据权利要求3所述的光电装置，并且其中所述反射镜被配置为透射所拦截的束的一部分，并且所述装置包括光学传感器，所述光学传感器被定位成拦截所述束的所述部分并且被配置为响应于所拦截的束的所述部分的光学功率而向所述控制器发射信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电装置，其中所述发射器被配置为发射具有公共偏振的束，并且其中所述基于偏振的空间复用器包括偏振切换器，所述偏振切换器被配置为在所述控制器的控制下在所述第一偏振和所述第二偏振之间旋转所述束的所述偏振。
6.根据权利要求5所述的光电装置，其中所述偏振切换器包括液晶盒。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的光电装置，其中所述发射器包括边缘发射激光二极管。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的光电装置，其中所述发射器阵列包括第一发射器和第二发射器，所述第一发射器被配置为发射所述第一偏振的光学辐射的相应第一束，所述第二发射器被配置为发射所述第二偏振的光学辐射的相应第二束。
9.根据权利要求8所述的光电装置，其中所述控制器被耦接以单独地或同时地驱动所述第一发射器和所述第二发射器，使得所述基于偏振的空间复用器通过所述壳体的所述第一面或所述第二面或通过所述壳体的两个面投射所述光学辐射束。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的光电装置，其中所述投射光学器件包括：
第一柱面透镜，所述第一柱面透镜分别与所述阵列中的所述发射器对准并且具有相应的相互平行的第一柱面轴线；和
第二柱面透镜，所述第二柱面透镜与所述第一柱面透镜相邻定位并且具有垂直于所述第一柱面轴的第二柱面轴。
11.一种光电装置，包括：
成对的第一发射器和第二发射器的阵列，其中所述第一发射器被配置为发射第一偏振的光学辐射的相应第一束，并且所述第二发射器被配置为发射正交于所述第一偏振的第二偏振的光学辐射的相应第二束；
投射光学器件，所述投射光学器件具有入射面和出射面，并且被配置为通过所述入射面接收所述光学辐射的所述第一束和所述第二束，以及通过所述出射面投射所述束；
偏振分束器，所述偏振分束器被定位成拦截所投射的束，并且被配置为透射所述第一偏振的所述光学辐射以及反射所述第二偏振的所述光学辐射；和
控制器，所述控制器被耦接以驱动所述第一发射器和所述第二发射器，以便设定被透射和反射的所述光学辐射的相对比例。
12.根据权利要求11所述的光电装置，其中所述投射光学器件包括：
第一柱面透镜，所述第一柱面透镜分别与所述发射器对对准，使得每个第一柱面透镜拦截一个第一束和一个第二束，并且具有相应的相互平行的第一柱面轴；和
第二柱面透镜，所述第二柱面透镜与所述第一柱面透镜相邻定位并且具有垂直于所述第一柱面轴的第二柱面轴。
13.根据权利要求11或12所述的光电装置，其中所述投射光学器件被配置为提供均匀的照明。
14.根据权利要求11或12所述的光电装置，其中所述投射光学器件被配置为提供图案化照明。
15.根据权利要求11或12所述的光电装置，其中所述发射器包括边缘发射激光二极管。
16.一种用于投射光学辐射的方法，包括：
提供壳体，所述壳体包括相互相对的第一面和第二面，包含发射器阵列和投射光学器件，所述发射器阵列被配置为发射光学辐射束，所述投射光学器件具有入射面和出射面并且被配置为通过所述入射面接收所述光学辐射束以及通过所述出射面投射所述束；
将基于偏振的空间复用器定位成拦截和导向所投射的束，使得具有第一偏振的所述光学辐射通过所述第一面透射，而具有正交于所述第一偏振的第二偏振的所述光学辐射通过所述第二面发射；以及
驱动所述发射器阵列和所述基于偏振的空间复用器中的至少一者，以便控制所述光学辐射的偏振，从而控制所述光学辐射从所述壳体发射的方向。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述基于偏振的空间复用器包括偏振分束器，所述偏振分束器被配置为朝向所述壳体的所述第一面反射具有第一偏振的所述束并且透射具有所述第二偏振的所述束。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中所述发射器被配置为发射具有共同偏振的束，并且其中所述基于偏振的空间复用器包括偏振切换器，所述偏振切换器被配置为在所述控制器的控制下在所述第一偏振和所述第二偏振之间旋转所述束的所述偏振。
19.根据权利要求16或17所述的方法，其中所述发射器阵列包括第一发射器和第二发射器，所述第一发射器被配置为发射所述第一偏振的光学辐射的相应第一束，所述第二发射器被配置为发射所述第二偏振的光学辐射的相应第二束。

Claims (20)

1.一种光电装置，包括：
壳体，所述壳体包括相互相对的第一面和第二面；
发射器阵列，所述发射器阵列包含在所述壳体中并且被配置为发射光学辐射束；
投射光学器件，所述投射光学器件包含在所述壳体中并且具有入射面和出射面，并且被配置为通过所述入射面接收所述光学辐射束以及通过所述出射面投射所述束；
基于偏振的空间复用器，所述基于偏振的空间复用器包含在所述壳体中，并且被定位成拦截和导向所投射的束，使得具有第一偏振的所述光学辐射通过所述第一面透射，而具有正交于所述第一偏振的第二偏振的所述光学辐射通过所述第二面发射；和
控制器，所述控制器被耦接以控制所述光学辐射的偏振，从而控制所述光学辐射从所述壳体发射的方向。
2.根据权利要求1所述的光电装置，其中所述基于偏振的空间复用器包括偏振分束器，所述偏振分束器被配置为朝向所述壳体的所述第一面反射具有第一偏振的所述束并且透射具有所述第二偏振的所述束。
3.根据权利要求2所述的光电装置，其中所述基于偏振的空间复用器包括反射镜，所述反射镜被定位成拦截具有由所述偏振分束器透射的所述第二偏振的所述束并且将所拦截的束朝向所述壳体的所述第二面反射。
4.根据权利要求3所述的光电装置，并且其中所述反射镜被配置为透射所拦截的束的一部分，并且所述装置包括光学传感器，所述光学传感器被定位成拦截所述束的所述部分并且被配置为响应于所拦截的束的所述部分的光学功率而向所述控制器发射信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电装置，其中所述发射器被配置为发射具有公共偏振的束，并且其中所述基于偏振的空间复用器包括偏振切换器，所述偏振切换器被配置为在所述控制器的控制下在所述第一偏振和所述第二偏振之间旋转所述束的所述偏振。
6.根据权利要求5所述的光电装置，其中所述偏振切换器包括液晶盒。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的光电装置，其中所述发射器包括边缘发射激光二极管。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的光电装置，其中所述发射器阵列包括第一发射器和第二发射器，所述第一发射器被配置为发射所述第一偏振的光学辐射的相应第一束，所述第二发射器被配置为发射所述第二偏振的光学辐射的相应第二束。
9.根据权利要求8所述的光电装置，其中所述控制器被耦接以单独地或同时地驱动所述第一发射器和所述第二发射器，使得所述基于偏振的空间复用器通过所述壳体的所述第一面或所述第二面或通过所述壳体的两个面投射所述光学辐射束。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的光电装置，其中所述投射光学器件包括：
第一柱面透镜，所述第一柱面透镜分别与所述阵列中的所述发射器对准并且具有相应的相互平行的第一柱面轴线；和
第二柱面透镜，所述第二柱面透镜与所述第一柱面透镜相邻定位并且具有垂直于所述第一柱面轴的第二柱面轴。
11.一种光电装置，包括：
成对的第一发射器和第二发射器的阵列，其中所述第一发射器被配置为发射第一偏振的光学辐射的相应第一束，并且所述第二发射器被配置为发射正交于所述第一偏振的第二偏振的光学辐射的相应第二束；
投射光学器件，所述投射光学器件具有入射面和出射面，并且被配置为通过所述入射面接收所述光学辐射的所述第一束和所述第二束，以及通过所述出射面投射所述束；和
偏振分束器，所述偏振分束器被定位成拦截所投射的束，并且被配置为透射所述第一偏振的所述光学辐射以及反射所述第二偏振的所述光学辐射。
12.根据权利要求11所述的光电装置，其中所述投射光学器件包括：
第一柱面透镜，所述第一柱面透镜分别与所述发射器对对准，使得每个第一柱面透镜拦截一个第一束和一个第二束，并且具有相应的相互平行的第一柱面轴；和
第二柱面透镜，所述第二柱面透镜与所述第一柱面透镜相邻定位并且具有垂直于所述第一柱面轴的第二柱面轴。
13.根据权利要求11或12所述的光电装置，其中所述投射光学器件被配置为提供均匀的照明。
14.根据权利要求11或12所述的光电装置，其中所述投射光学器件被配置为提供图案化照明。
15.根据权利要求11或12所述的光电装置，其中所述发射器包括边缘发射激光二极管。
16.根据权利要求11或12所述的光电装置，还包括控制器，所述控制器被耦接以驱动所述第一发射器和所述第二发射器，以便设定被透射和反射的所述光学辐射的相对比例。
17.一种用于投射光学辐射的方法，包括：
提供壳体，所述壳体包括相互相对的第一面和第二面，包含发射器阵列和投射光学器件，所述发射器阵列被配置为发射光学辐射束，所述投射光学器件具有入射面和出射面并且被配置为通过所述入射面接收所述光学辐射束以及通过所述出射面投射所述束；
将基于偏振的空间复用器定位成拦截和导向所投射的束，使得具有第一偏振的所述光学辐射通过所述第一面透射，而具有正交于所述第一偏振的第二偏振的所述光学辐射通过所述第二面发射；以及
控制所述光学辐射的偏振，从而控制所述光学辐射从所述壳体发射的方向。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述基于偏振的空间复用器包括偏振分束器，所述偏振分束器被配置为朝向所述壳体的所述第一面反射具有第一偏振的所述束并且透射具有所述第二偏振的所述束。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述发射器被配置为发射具有共同偏振的束，并且其中所述基于偏振的空间复用器包括偏振切换器，所述偏振切换器被配置为在所述控制器的控制下在所述第一偏振和所述第二偏振之间旋转所述束的所述偏振。
20.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述发射器阵列包括第一发射器和第二发射器，所述第一发射器被配置为发射所述第一偏振的光学辐射的相应第一束，所述第二发射器被配置为发射所述第二偏振的光学辐射的相应第二束。
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