CN115087514A - 照明系统的光学元件的损坏检测 - Google Patents

Abstract

组装件包括具有光整形区的光学元件。光发射器沿着内反射路径瞄准到光学元件。内反射路径延伸跨越光整形区。光电检测器沿内反射路径被定位。基于由光电检测器对来自光发射器的沿着内反射路径的光的检测来确定光学元件的完整性。

Description

照明系统的光学元件的损坏检测

背景技术

一种固态Lidar系统包括光电检测器或光电检测器阵列，其相对于载体（例如车辆）基本上固定就位。光被发射到光电检测器的视场中，并且光电检测器检测由视场中的物体反射的光。例如，闪光Lidar系统将光脉冲（例如激光）发射到基本上整个视场中。由光电检测器检测到的反射光子的飞行时间被用于确定反射了光的物体的距离。

作为一个示例，固态Lidar系统可以安装在车辆上，以检测车辆周围环境中的物体，并检测这些物体的距离，以用于环境测绘。反射光的检测被用于生成周围环境的3D环境地图。固态Lidar系统的输出可用于例如自主或半自主地控制车辆的操作，例如推进、制动、转向等。具体讲，该系统可以是车辆的高级驾驶员辅助系统（ADAS）的组件或与之通信。

附图说明

图1是包括Lidar系统的车辆的透视图。

图2是Lidar系统的照明系统的透视图。

图3是包括光学元件、沿内反射路径瞄准的光发射器、和沿内反射路径定位的光电检测器的组装件的透视图。

图4是图3的组装件的俯视图。

图5是当光学元件破裂时的组装件的透视图。

图6是当光学元件具有表面损坏时的组装件的透视图。

图7是组装件的另一示例的透视图。

图8是图7的组装件的俯视图。

图9是组装件的另一示例的透视图。

图10是图9的组装件的俯视图。

图11是Lidar系统的框图。

图12是由Lidar系统和/或车辆执行的方法。

具体实施方式

参考附图，其中，遍及几个视图，相同的附图标记表示相同的部件，系统10被总体示出。系统10可以是光检测和测距（Lidar）系统12的组件。具体来说，系统10可以是Lidar系统12的照明系统。系统10包括具有光学元件16的组装件14。光学元件16具有光整形区18。光整形区18具有光整形表面46，其对离开系统10的光进行整形（例如，漫射、散射等），如下文进一步描述。为了测试光学元件16的完整性，光发射器（以下称为“第一光发射器20”）沿着内反射路径P瞄准到光学元件16。内反射路径P延伸跨越光整形区18。光电检测器22沿内反射路径P定位。

光电检测器22检测沿内反射路径P从第一光发射器20透射到光电检测器22的光。在光学元件16完好无损即未受损的情况下，来自第一光发射器20的光到达光电检测器22（图3），从而确认光学元件16的完整性。在光学元件16受损的情况下，从第一光发射器20发出的相对较少的光到达光电检测器22（图4和5）。当基于光电检测器22所接收的光的缺少而检测到光学元件16的损坏时，Lidar系统12的系统10（例如照明系统）被禁用。当光学元件16的光整形区18（例如光整形区46）损坏时，光整形区18可能不对离开系统10的光进行整形。因此，对光学元件16损坏的检测以及系统10的后续禁用基本上防止了所有未整形的光（例如未漫射的、未散射的等）从系统10发射。

如上所述，系统10可以是Lidar系统12的组件。参考图1，Lidar系统12发射光并检测由物体反射的发射光，所述物体例如是行人、路标、车辆等。具体讲，系统10包括光发射器（在下文中称为“第二光发射器24”），其通过出射窗26向照明场FOI发射光。从第二光发射器24发射的光在离开出射窗26之前由光学元件16的光整形表面46整形。Lidar系统12包括光接收系统28（图8中示出并且在下面描述），其具有与照明场FOI重叠的视场FOV并且接收反射光。如已知的，光接收系统28可以包括光电检测器30（图8）和接收光学器件（未示出）。计算机32与第二光发射器24通信，用于控制来自第二光发射器24的光发射。计算机32可以是系统10和/或Lidar系统12的组件。

Lidar系统12在图1中被示出为安装在车辆34上。在这种示例中，Lidar系统12被操作以检测车辆34周围环境中的物体，并检测这些物体的距离以用于环境测绘。Lidar系统12的输出可用于例如自主或半自主地控制车辆34的操作，例如推进、制动、转向等。具体讲，Lidar系统12可以是车辆34的高级驾驶员辅助系统（ADAS）的组件或与之通信。Lidar系统12可以安装在车辆34上的任何合适的位置并瞄准任何合适的方向。作为一个示例，Lidar系统12被示出为在车辆34的前侧并且指向前方。车辆34可以具有多于一个Lidar系统12，和/或车辆34可以包括其他物体检测系统，包括其他Lidar系统。仅作为一个示例，车辆34在图1中被示出为包括沿向前方向瞄准的单个Lidar系统10。图中所示的车辆34是客车。作为其他示例，车辆34可以是任何合适的有人驾驶或无人驾驶类型的，包括飞机、卫星、无人机、船只等。

Lidar系统12可以是固态Lidar系统。在这种示例中，Lidar系统12相对于车辆34是静止的。例如，Lidar系统12可以包括壳体36（图2中示出并且在下面描述），其相对于车辆34固定，即，不相对于壳体36附接到的车辆34的组件移动，并且Lidar系统12的硅基板是由壳体36支撑的。

作为一种固态Lidar系统，Lidar系统12可以是闪光Lidar系统。在这种示例中，Lidar系统12将光脉冲发射到照明场FOI中。更具体讲，Lidar系统12可以是3D闪光Lidar系统，其产生周围环境的3D环境地图，如图1中部分所示。将数据编译成3D环境地图的一个示例在图1中的视场FOV和照明场FOI中示出。

在这样的一个示例中，Lidar系统12是单元。例如，参考图2，壳体36可包围Lidar系统12的其他组件，并且可包括将壳体36附接到车辆34的机械附接特征以及连接到车辆34的电子系统10并与之通信的电子连接，例如ADAS的组件。例如，出射窗26延伸通过壳体36，并且壳体36容纳了组装件14和第二光发射器24。出射窗26包括延伸通过壳体36的孔（aperture），并且可以包括在该孔中的透镜。

壳体36例如可以是塑料或金属的，并且可以保护Lidar系统12的其他组件免受环境降水、灰尘等。在Lidar系统12作为单元的替选方案中，Lidar系统12的组件（例如第二光发射器24和光接收系统28）可以是分开的并且设置在车辆34的不同位置处。

继续参考图1，当光被视场FOV中的物体反射时，第二光发射器24将光发射到照明场FOI中以便由光接收单元检测。第二光发射器24可以例如是激光器。第二光发射器24可以例如是半导体激光器。在一个示例中，第二光发射器24是垂直腔面发射激光器（VCSEL）。作为另一示例，第二光发射器24可以是二极管泵浦固态激光器（DPSSL）。作为另一示例，第二光发射器24可以是边缘发射激光二极管。第二光发射器24可以被设计成发射脉冲闪光，例如脉冲激光。具体讲，第二光发射器24（例如VCSEL或DPSSL或边缘发射器）被设计成发射脉冲激光。由第二光发射器24发射的光可以是例如红外光。或者，由第二光发射器24发射的光可以是任何合适波长。Lidar系统12可以包括壳体36中的任何合适数量的第二光发射器24（即，一个或多个）。在包括多于一个第二光发射器24的示例中，第二光发射器24可以是相同的或不同的。

参考图2，第二光发射器24可以相对于壳体36是静止的。换句话说，在系统10的操作期间，例如在光发射期间，第二光发射器24不相对于壳体36移动。第二光发射器24可以以任何合适的方式安装到壳体36，使得第二光发射器24和壳体36作为单元一起移动。

如上所述，Lidar系统12可以是凝视的、非移动系统。作为另一示例，Lidar系统12可包括调整Lidar系统12的瞄准的元件，例如，Lidar系统12可包括光束转向设备（未示出），其将来自第二光发射器24的光引导到照明场FOI中。光束转向设备可以是微反射镜。例如，光束转向设备可以是微机电系统（MEMS）反射镜。作为一个示例，光束转向设备可以是数字微反射镜设备（DMD），其包括能够倾斜以偏转光的像素反射镜阵列。作为另一示例，MEMS反射镜可以包括在万向节上的反射镜，其例如通过施加电压而倾斜。作为另一示例，光束转向设备可以是液晶固态器件。作为另一示例，Lidar系统12可以是扫描Lidar系统，其中，光学元件16和光电检测器30相对于彼此固定就位。

如上所述，第二光发射器24瞄准光学元件16。具体讲，第二光发射器24瞄准光学元件16的光整形表面46。第二光发射器24可以直接瞄准光学元件16，或者可以通过中间反射器/偏转器、漫射器、光学器件等间接瞄准光学元件16。

如上所述，组装件14包括光学元件16、第一光发射器20和光电检测器22。如下面进一步描述的，组装件14可以包括多于一个第一光发射器20和光电检测器22，其中，第一光发射器20和光电检测器22成对布置。光学元件16的光整形区18（特别是光整形表面46）例如通过漫射、散射等对光进行整形。包括光整形表面46的光整形区18可以是透射的，如图2所示，即，可以使来自第二光发射器24的光透射通过光整形区18。换句话说，光学元件16被设计成透射来自第二光发射器24的光。作为另一示例，光整形区18可以是反射性的，即反射来自第二光发射器24的光。换句话说，光学元件16被设计成反射来自第二光发射器24的光。在其中光整形区18是反射性的一个示例中，光整形表面46可以是在相对较小透射性的基板上的涂层。在这种示例中，内反射路径P位于涂层中。换句话说，第二光发射器24将光发射到涂层中，并且光在涂层中被内反射，即通过全内反射（TIR），从第二光发射器24到光电检测器22。

第二光发射器24外部瞄准光整形区18，包括光整形表面46（与第一光发射器20的光的内反射路径P形成对比）。换句话说，第二光发射器24瞄准光整形区18的外部，并透射通过和离开光整形区18，或者被光整形区18外部反射。具体讲，当透射通过光整形区18时，来自第二光发射器24的光进入光学元件16的前侧48，并离开光学元件16的背侧50，并且光学元件16对光进行整形。前侧48和背侧50彼此对置。当被光整形区18反射时，来自第二光发射器24的光被光整形区18外部反射。

光学元件16对从第二光发射器24发射的光进行整形。具体讲，第二光发射器24瞄准光学元件16，即，从第二光发射器24发射的基本上所有的光都到达光学元件16。作为对光进行整形的一个示例，光学元件16漫射光，即，将光散布在更大的路径上并减小光的集中强度。换句话说，光学元件16被设计成漫射来自第二光发射器24的光。作为另一示例，光学元件16散射光，例如全息图）。“未整形光”在这里用于指例如由于光学元件16的损坏而未被光学元件16整形（例如未漫射或未散射）的光。来自第二光发射器24的光可以直接从第二光发射器24行进到光学元件16，或者可以与第二光发射器24和光学元件16之间的附加组件相互作用。来自光学元件16的整形光可以直接行进到出射窗26，或者可以在从出射窗26出射进入照明场FOI之前与光学元件16和出射窗26之间的附加组件相互作用。

光学元件16将整形光引导到出射窗26，用于照明Lidar系统12外部的照明场FOI。换言之，光学元件16被设计成将整形光引导到出射窗26，即，被确定尺寸、整形、定位和/或具有将整形光中的至少一些引导到出射窗26的光学特性。

光学元件16可以是任何合适类型的，其将来自第二光发射器24的光整形并引导向出射窗26。例如，光学元件16可以是或包括衍射光学元件、衍射漫射器、折射漫射器、计算机生成的全息图、闪耀光栅等。为了说明的目的，图3-10所示的光学元件16相对较厚，以示出内反射路径P。光学元件16可以具有实现全内反射的任何合适的厚度。

组装件14被设计成检测对光学元件16的损坏。损坏包括光学元件16中的裂纹和包括熔化的表面损坏（例如，在前侧48和/或背侧50处）。如上所述，组装件14包括第一光发射器20和光电检测器22。第一光发射器20跨光整形区18瞄准光电检测器22。基于光电检测器22检测到的来自第一光发射器20的光量，确定对光学元件16的损坏。如果光学元件16破裂，如图5所示，则该破裂会破坏从第一光发射器20到光电检测器22的光路，使得较少的来自第一光发射器20的光（包括没有光）到达光电检测器22。类似地，如果光学元件16具有表面损坏，如图6所示，则该表面损坏会破坏来自第一光发射器20的光的内反射，使得较少的来自第一光发射器20的光（包括没有光）到达光电检测器22。

如果光电检测器22检测到由第一光发射器20发射的基本上所有的光，那么系统12确认光学元件16未受损，即完好。在这种情况下，第二光发射器24是可操作的。如果光电检测器22检测到来自第一光发射器20的相对少量的光，那么系统10将光学元件16标识为损坏。在这种情况下，第二光发射器24被禁用，例如系统10不再向第二光发射器24供电以在光学元件16处发射光，和/或采取有效步骤以物理地禁用或阻挡从第二光发射器24到光学元件16的光。系统12可以将由光电检测器22检测到的来自第一光发射器20的光量与阈值水平进行比较。在这样的示例中，当由光电检测器22检测到的光在阈值水平以上时，第二光发射器24是可操作的，并且当由光电检测器22检测到的光在阈值水平以下时，系统12禁用第二光发射器24。阈值水平可以是预定的并且可以存储在计算机32的存储器中。

如上所述，第一光发射器20跨光整形区18瞄准光电检测器22。具体讲，光学元件16具有块体基板，该块体基板具有第一区40、第二区42和光整形区18。光整形区18位于第一区40和第二区42之间。光电检测器22被支撑在第一区40上，并且第一光发射器20被支撑在第二区42上。光学元件16的块体基板可以是例如塑料、玻璃、晶体等。如下面进一步所述，光整形表面46是在光整形区的块体基板上的涂层或嵌入在其中。

组装件14被设计成使得由第一光发射器20发射的光在光学元件16中从第一光发射器20内反射到光电检测器22。由第一光发射器20发射的光沿着内反射路径P从第一光发射器20行进到光电检测器22。换句话说，基本上所有由第一光发射器20发射的光都从第一光发射器20内反射到光电检测器22（当光学元件16完好时）。由光学元件16中的第一光发射器20发射的光可以在第一光发射器20和光电检测器22之间被内反射多于一次。

参考图3-10，组装件包括在前侧48处的衍射元件52。衍射元件52可以在前侧48上或者可以嵌入在前侧48中。衍射元件52可以例如是衍射光栅、全息光栅等。这种光栅可以包括引起光衍射的周期性结构。光栅可以蚀刻到前侧48上的光学元件16的块体基板中。作为另一示例。光栅可以是沉积在前侧48上并随后被蚀刻的材料，例如聚合物。衍射元件52沿着光发射器20和光电检测器22之间的内反射路径P。

衍射元件52具有与光学元件16的块体材料不同的折射率，例如，较低的折射率。因此，与光学元件16和空气之间的界面处的临界角相比，衍射元件52改变了光学元件16和衍射元件52之间的界面处的临界角。

组装件14可以包括多于一个衍射元件52。例如，图3-5中的示例包括了在光学元件16的公共侧（例如，前侧48）和光整形表面46的相对侧上的两个衍射元件52。每个衍射元件52都可以具有恒定的折射率。作为另一示例，衍射元件52可以具有不同的部分44，每个部分具有不同的折射率（图9）。在这种示例中，不同部分44被设计成在光学元件16和衍射元件52之间的界面处具有适当的临界角，以在背侧50处产生全内反射。在包括多个衍射元件52的示例中，例如图9中的示例中，多个衍射元件52可以具有相同或不同的折射率。

参考图3和7，组装件14被设计成通过在背侧50处的全内反射和通过由在前侧48处的衍射元件52的反射来内反射来自第一光发射器20的光。衍射元件52被设计成以一定角度反射来自前侧48的光（即，由光发射器20产生的光），该角度导致在背侧48处（例如，在图3-10中的反射点R处）的全内反射。例如，参考图3，来自光发射器20的光旨在通过光学元件16与空气之间的界面处的全内反射而被内反射，即，以大于光学元件16与空气之间的界面处的临界角的入射角被内反射。作为一个示例，光栅即光栅的周期性结构被设计成以用于TIR的适当角度反射光。在图3-10中，反射点R示意性地用圆圈标识。全内反射是光在光学元件16内的完全反射。众所周知，当入射角大于临界角时会发生全内反射。

如上所述，第一光发射器20沿着第一光发射器20和光电检测器22之间的内反射路径P瞄准到光学元件16。内反射路径P延伸跨越光整形区18。组装件14可包括任何合适数量对的第一光发射器20和光电检测器22。每个第一光发射器20具有沿相应的光发射器20的内反射路径P的光电检测器22。第一光发射器20和光电检测器22的对数以及第一光发射器20的指向即内反射路径P可以被设计成提供足够的覆盖范围以检测光学元件16的大部分或全部损坏。

参考图9和10，组装件14可包括输入光耦合54和/或输出光耦合56。输入光耦合54以适当的角度将来自光发射器20的光反射到块体基板中，例如朝向衍射元件52，以在背侧50处实现TIR。输出光耦合56将来自块体基板的光反射到光电检测器22。光发射器20可直接瞄准输入光耦合54，即，其中光从光发射器20穿过块体基板行进到衍射元件52而不与其他中间元件相互作用。输出光耦合56可以直接瞄准光电检测器22，即，其中光从输出光耦合56穿过块体基板行进到光电检测器22而不与其他中间元件相互作用。

输入光耦合54和输出光耦合56可以彼此相同或不同。输入光耦合54和输出光耦合56可以例如是衍射光栅、全息光栅等。输入光耦合54和输出光耦合56可具有与衍射元件52不同的折射率。在图9和10所示的示例中，输入光耦合54和输出光耦合56位于背侧50上。

术语“反射”在这里用来包括反射衍射光（例如，通过衍射元件52、输入光耦合54、输出光耦合56等）。例如，“反射”包括由衍射光栅全部或部分反射的光。

如上所述，第一光发射器20和光电检测器22分别被支撑在光学元件16的第一区40和第二区42上。例如，第一光发射器20和光电检测器22位于光学元件16的共同侧上。在图中所示的示例中，第一光发射器20和光电检测器22位于前侧48上。在这种示例中，光整形表面46和衍射元件52位于前侧48上。作为另一示例，第一光发射器20和光电检测器22可以位于光学元件16的边缘上，即光学元件16的对置边缘上。

光电检测器22沿内反射路径P定位。换句话说，光电检测器22定位成使得当第一光发射器20将光发射到光学元件16中时，来自第一光发射器20的光被内反射并到达光电检测器22。

“光电检测器22”包括单个光电检测器或光电检测器阵列（包括1D阵列、2D阵列等）。光电检测器22可以是例如雪崩光电二极管检测器或PIN检测器。作为一个示例，光电检测器22可以是单光子雪崩二极管（SPAD）。

系统10可以容纳进入出射窗26的光。在这种示例中，系统10可以包括在光电检测器22和出射窗26之间的挡板（未示出），如下面进一步描述的。该挡板被定位成遮蔽光电检测器22以防止通过出射窗26的光，即照到出射窗26中的外部光。该挡板防止了外部光的干扰，使得由光电检测器22检测到的基本上所有的光都从第一光发射器20发射。这提高了基于光电检测器22的光检测的计算的准确度。该挡板可以是例如出射窗26、出射窗26和光电检测器22之间的内壁、出射窗26和光电检测器22之间的带通滤波器和/或出射窗26处的可关闭快门的设计。

参考图11，Lidar系统12可以包括计算机32。该计算机32与第一光发射器20通信，以用于给第一光发射器20供电。该计算机32与光电检测器22通信，以检测由第一光发射器20发射的并且在光学元件16中内反射的光。该计算机32还与第二光发射器24通信。计算机32控制第二光发射器24，例如，基于光电检测器22对光的检测，决定第二光发射器24是被供电还是被禁用。具体讲，如果光电检测器22检测到来自第一光发射器20的内反射光，则计算机32指示激活第二光发射器24以照明用于范围检测的场景。计算机32与光电检测器22通信以检测照明场景中的物体的范围。如果光电检测器22没有检测到来自第一光发射器20的足够的光，则这表示光学元件16损坏了，因此，计算机32使第二光发射器24禁用。

计算机32可以是基于微处理器的控制器或现场可编程门阵列（FPGA）或两者的组合，其经由电路、芯片和/或其他电子组件来实现。换句话说，计算机32是系统的物理组件，即结构组件。例如，计算机32包括处理器、存储器等。计算机32的存储器可以存储可由处理器执行的指令，即处理器可执行指令，和/或可以存储数据。计算机32可以与车辆34的通信网络通信，以发送和/或接收来自车辆34（例如ADAS组件）的指令。

具体讲，存储在计算机32的存储器上的指令包括用于执行图12中的方法900的指令。在此使用的（包括参考图12中的方法900）“基于”、“响应于”和“在确定时”指示因果关系，而不仅仅是时间关系。

图12中所示的方法900被发起以照明例如车辆34外部的场景，并且确定在该场景中的物体的范围。只有在没有检测到对光学元件16的损坏时，才照明场景。计算机32可以基于例如来自车辆34的ADAS的指令来发起方法900。

参考框905，存储器存储指令以对第一光发射器20供电。在包括多于一个第一光发射器20的示例中，可以同时对每个第一光发射器20供电。当被供电时，第一光发射器20将光发射到光学元件16中。特别地，第一光发射器20沿光学元件16中的内反射路径P将光发射到光电检测器22。

参考框910，存储器存储指令以利用光电检测器22检测内反射光，即在光学元件16中内反射的光。光电检测器22可以在适当的时间被供电，以检测由第一光发射器20发射的光。换言之，用于为光电检测器22供电的定时可以基于为第一光发射器20供电的定时。在包括多对第一光发射器20和光电检测器22的示例中，框910包括从每个光电检测器22接收光检测。

在判决框915中，存储器存储指令以基于光电检测器22对光的检测来确定光学元件16是否被损坏。具体讲，存储器可以存储指令以将光电检测器22对光的检测与阈值水平进行比较。

存储器存储指令以基于光电检测器22的指示光学元件16被损坏的检测来禁用第二光发射器24。存储器存储指令以基于由光电检测器22检测到的来自光发射器的沿着内反射路径P的光量来确定光学元件16被损坏。具体讲，在检测到的光在阈值水平以下的情况下，禁用第二光发射器24，如框920中所示。具体讲，在框920中，第二光发射器24不被供电和/或采取有效步骤以物理地禁用或阻挡从第二光发射器24到光学元件16的光。

参考框925，存储器存储指令以基于光电检测器22的指示光学元件16是完好的即未损坏的检测来对第二光发射器24供电以照明场景，例如，车辆34外部的场景。换句话说，当没有检测到损坏时，例如在确定光学元件16被损坏之前，存储器存储指令以向瞄准光学元件16的第二光发射器24供电以利用光学元件16漫射光。具体讲，在由光电检测器22检测到的光在阈值水平以上的情况下，对第二光发射器24供电，如框925中所示。

来自光电检测器22的指示光学元件16未受损的信号可以触发第二光发射器24的供电。因此，在没有来自光电检测器22的指示光学元件16未受损的信号的情况下，计算机32不对第二光发射器24供电。

对第二光发射器24的供电使从第二光发射器24发射光到达光学元件16，其漫射光并引导该光通过出射窗26以照明场景。参考框930，存储器储存指令以检测由光学元件16所漫射的光所照射的物体的范围。存储器储存指令以重复方法900。因此，可以在第二光发射器24的每次供电之前测试光学元件16的完整性。

遍及本公开，“响应于”和“在确定时”的使用指示了因果关系，而不仅仅是时间关系。数字形容词（例如“第一”、“第二”等）在这里用作标识符，并且不表示顺序、重要性或相对布置。已经以说明性的方式描述了本公开，并且应当理解，已经使用的术语旨在具有描述性词语的性质而不是限制性词语的性质。根据上述教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开也可以以不同于具体描述的方式实施。

Claims (25)

1.一种组装件，包括：

具有光整形区的光学元件，所述光整形区具有光整形表面；

光发射器，其沿着内反射路径瞄准到所述光学元件，所述内反射路径延伸跨越所述光整形区；

光电检测器，其沿着所述内反射路径定位。

2.根据权利要求1所述的组装件，还包括沿着所述光发射器和所述光电检测器之间的所述内反射路径的衍射元件。

3.根据权利要求2所述的组装件，其中，所述光学元件具有前侧，并且所述光整形表面、所述衍射元件、所述光发射器和所述光电检测器在所述前侧上。

4.根据权利要求3所述的组装件，其中，所述光学元件具有背侧，并且所述衍射元件被设计成将来自所述光发射器的光内反射到所述背侧，使得所述背侧通过全内反射将所述光内反射向所述光电检测器。

5.根据权利要求4所述的组装件，还包括在所述背侧上的输入光耦合和输出光耦合，所述输入光耦合沿着所述光发射器和所述衍射元件之间的所述内反射路径，并且所述输出光耦合沿着所述衍射元件和所述光电检测器之间的所述内反射路径。

6.根据权利要求3所述的组装件，还包括瞄准所述光整形表面的第二光发射器。

7.根据权利要求1所述的组装件，还包括外部瞄准所述光整形表面的第二光发射器。

8.根据权利要求7所述的组装件，还包括计算机，所述计算机具有处理器和存储指令的存储器，所述指令可由所述处理器执行以基于由所述光电检测器的指示所述光学元件被损坏的检测来禁用所述第二光发射器。

9.根据权利要求8所述的组装件，其中，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以基于由所述光电检测器检测到的来自所述光发射器的光量来确定所述光学元件被损坏。

10.根据权利要求8所述的组装件，其中，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以基于由所述光电检测器的指示所述光学元件未受损的检测来对所述第二光发射器供电。

11.根据权利要求1所述的组装件，还包括壳体、穿过所述壳体的出射窗、以及第二光发射器，其中，所述光学元件被定位成将来自所述第二光发射器的光引导向所述出射窗，并且所述光学元件被设计成漫射来自所述第二光发射器的光。

12.根据权利要求11所述的组装件，其中，所述光学元件被设计成透射来自所述第二光发射器的光。

13.根据权利要求1所述的组装件，还包括瞄准所述光整形表面的第二光发射器以及与所述光电检测器和所述第二光发射器通信的计算机，所述计算机被编程为基于由所述光电检测器的检测来对所述第二光发射器供电或禁用所述第二光发射器。

14.根据权利要求1所述的组装件，其中，所述光电检测器被支撑在所述光学元件上。

15.根据权利要求1所述的组装件，其中：

所述光学元件具有第一区、第二区，并且所述光整形区位于所述第一区与所述第二区之间；

所述光电检测器被支撑在所述第一区上；并且

所述光发射器被支撑在所述第二区上，并且跨越所述光整形区瞄准所述光电检测器。

16.一种组装件，包括：

光学元件，其具有第一区、第二区、以及在所述第一区与所述第二区之间的光整形区，所述光整形区具有光整形表面；

光电检测器，其支撑在所述第一区上；以及

光发射器，其支撑在所述第二区上并且跨越所述光整形区瞄准所述光电检测器。

17.根据权利要求16所述的组装件，其中，所述光学元件具有沿着所述第一区、所述第二区和所述光整形区的前侧；并且，所述光整形表面、所述光发射器和所述光电检测器在前表面上。

18.根据权利要求17所述的组装件，还包括衍射元件，所述衍射元件位于所述前侧上并且定位成将来自所述光发射器的光朝向所述光电检测器反射。

19.根据权利要求18所述的组装件，其中，所述光学元件具有背表面，并且所述衍射元件被设计成将来自所述光发射器的光内反射到所述背表面，使得所述背表面通过全内反射将光内反射向所述光电检测器。

20.根据权利要求16所述的组装件，还包括外部瞄准所述光整形表面的第二光发射器。

21.根据权利要求16所述的组装件，还包括壳体、穿过所述壳体的出射窗、以及第二光发射器，其中，所述光学元件被定位成将来自所述第二光发射器的光朝向所述出射窗引导，并且所述光学元件被设计成漫射来自所述第二光发射器的光。

22.一种方法，包括：

将光发射到光学元件的内反射路径中；

基于沿着所述内反射路径的光的测量来确定所述光学元件被损坏；

基于所述光学元件被损坏的确定来禁用瞄准所述光学元件的光发射器。

23.根据权利要求21所述的方法，其中，确定所述光学元件被损坏包括检测到在阈值水平以下的光。

24.根据权利要求21所述的方法，还包括，在确定所述光学元件被损坏之前，为瞄准所述光学元件的光发射器供电，以利用所述光学元件使所述光漫射。

25.根据权利要求23所述的方法，还包括检测由所述光学元件漫射的所述光所照射的物体的范围。

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