CN115668028A - 偏心透镜光束转向 - Google Patents

Abstract

示例系统包括定位在EM源和第二转向透镜之间的第一转向透镜，以及定位在第一转向透镜和发射透镜之间的第二转向透镜。示例系统包括具有组合的第一有效焦距的第一和第二转向透镜，并且其中发射透镜是具有第二焦距的正透镜。示例系统包括比第二焦距短的第一有效焦距。示例系统包括沿着第一移动路线移动第一转向透镜的第一转向致动器，以及沿着第二移动路线移动第二转向透镜的第二转向致动器。

Description

偏心透镜光束转向

相关申请的交叉参考

本申请声明以下美国临时专利申请的优先权：2020年4月17号提交的序列号63/011,706，并且命名为“DECENTERED LENS LIGHT BEAM ELECTRO-MECHANICAL STEERING”（EXCT-0008-P01）；以及2020年6月17号提交的序列号63/040,319，并且命名为“DECENTEREDLENS LIGHT BEAM ELECTRO-MECHANICAL STEERING”（EXCT-0008-P02）。

前述专利申请中的每个为了所有目的通过参考整体结合在本文中。

背景技术

如图1中看出的，先前已知的偏心束转向系统由两个等同的薄透镜组成，所述两个薄透镜被分开两个焦距。

在示例先前已知的系统中，第一透镜112由无限均匀的平面波102（或入射束）照射。第一透镜112和第二透镜114被布置使得第一透镜的后焦平面与第二透镜的前焦平面重合（在距第二透镜114焦距108处）。传入的准直波前被聚焦到共享焦平面上的点。第二透镜114偏心（例如，相对于入射束102的光轴120）偏移104（定义为转向角Δ），并且然后偏心的第二透镜114准直出射光106，但是束106被引导到非零转向角（θ）（如图1中看出的），例如，将束边界116与束边界118进行比较。偏转角θ可以从第二透镜的焦距108（f）和位移104（定义为△）来运算，如等式1中阐述的。

等式1. 先前已知的偏心束转向系统的偏转角

由于最大可能的透镜位移104（Δ）是透镜114直径的一半，可以看出最大转向能力是（在本公开的上下文中，f/#是焦比或焦距除以束直径）：

等式2. 先前已知的偏心束转向系统的最大偏转角。

将透镜移位到至多其直径的一半不总是实际的、直接的和/或可能引入对转向速度（或频率-例如，用于转向通过角的范围的扫描频率）能力的限制。进一步地，在先前已知的系统中转向到大角度可以防止一些光线撞击下一透镜并且引入渐晕，例如，如在图1的示例中被描绘为渐晕损失110，其中初始束102能量中的一些被引导到不期望的位置，引起损失、发热和/或一些束能量引导到不期望的位置。

相应地，偏转角104能力由第二透镜114的直径确定，必须增加所述直径以增加转向能力，并且系统必须提供位移104的对应增加以实现该增加的转向能力。透镜114的增加的尺寸使转向更困难，要求更大、更具能力的致动器以及更大质量的增加尺寸的透镜114的移动。因此，在先前已知的系统中，对于给定的焦距108，大的透镜114必须移动大的距离Δ以提供高的角转向能力，严重限制了能力，增加了成本，和/或增加了系统转向到大的角度的占用面积，尤其是如果最终孔径大（例如，由于透镜114必须至少是最终转向的束尺寸的两倍尺寸）。

如图1中描绘的，由于渐晕，转向的束的一部分110损失，其中光中的一些错过了第二透镜。进一步先前已知的系统包括利用如图2中所描绘的场透镜202。场透镜202不增加转向能力，但确实降低了渐晕损失，并增加了被成功转向的束102、106的比例。

先前已知的系统以放大率一（1）操作，其中被转向的束106必须入射到第二透镜114上，不算入场透镜202，并且相应地第二透镜114必须至少是期望的被转向的束的尺寸。例如，为了实现一（1）英寸转向束，必须利用最小一（1）英寸第二透镜114。大尺寸的第二透镜114遭受与图1中描绘的系统类似的缺点，例如，要求针对第二透镜114的大的、高能力的机械移动系统来转向束106，增加了转向系统的成本、重量和复杂度。此外，虽然图1和2的系统被描绘为在单个方向（例如，方位角或仰角）上转向，但是也可以在第二方向上执行转向，进一步增加了转向系统的成本和复杂度（例如，添加附加的透镜层、附加的致动器，即使在仅在一个转向方向上要求高能力的情况下也在两个方向上强加最小透镜尺寸，等）。

一些先前已知的系统利用第二透镜114下游的望远镜（未示出）来放大束，降低了实现期望的转向束尺寸所要求的第二透镜的尺寸。然而，根据等式3，放大率将有效转向角θ成比例地降低等于放大率的比例，其中θ是最终转向角，α是偏转角，并且M是转向束的放大率。

等式3. 放大束的最终偏转角

相应地，先前已知的偏心束转向系统要求具有大偏转的大透镜以实现显著的转向能力。此外，先前已知的系统遭受高费用、低转向能力、大占用面积（例如，重量、尺寸和/或功率要求），以及一般多于这些方面中的一个来满足对其它方面的一些约束。

发明内容

一种示例系统，包括：插入在电磁（EM）源与第二转向透镜之间的第一转向透镜；所述第二转向透镜插入在所述第一转向透镜和发射透镜之间，所述第一转向透镜和所述第二转向透镜具有组合的第一有效焦距；所述发射透镜包括具有第二焦距的正透镜；其中所述第一有效焦距比所述第二焦距短；耦合到所述第一转向透镜的第一转向致动器，所述第一转向致动器配置成沿着第一移动路线移动所述第一转向透镜；以及耦合到所述第二转向透镜的第二转向致动器，所述第二转向致动器配置成沿着第二移动路线移动所述第二转向透镜，其中所述第二移动路线与所述第一移动路线相异。

下面描述了示例系统的某些进一步方面，所述方面中的任何一个或多个可以在某些实施例中存在。示例系统包括：其中所述第一移动路线对应于第一轴线，并且其中所述第二移动路线对应于第二轴线；其中所述第一轴线包括第一转向轴线，并且其中所述第二轴线包括第二转向轴线；其中所述第一轴线垂直于所述第二轴线；和/或其中所述第一轴线与所述第二轴线径向分开至少45度。示例系统包括：其中所述第一转向透镜包括负透镜；其中所述第二转向透镜包括负透镜；其中所述第二转向透镜包括正透镜，并且其中所述第一转向透镜的焦度包括与所述第二转向透镜的所述焦度相异的幅度；其中所述第一转向透镜包括正透镜；其中所述第二转向透镜包括正透镜；和/或其中所述第二转向透镜包括负透镜，并且其中所述第一转向透镜的焦度包括与所述第二转向透镜的所述焦度相异的幅度。示例系统包括：其中所述第一有效焦距与所述第二焦距之间的比率响应于包括所述第一转向透镜、所述第二转向透镜和所述发射透镜的束转向装置的束转向角能力值而选择；其中所述第一转向致动器或所述第二转向致动器中的至少一个包括压电致动器；其中所述第一转向致动器或所述第二转向致动器中的至少一个包括电磁致动器；其中所述第一转向致动器包括具有有源透镜部分的可配置透镜元件，其中所述第一转向透镜包括所述有源透镜部分，并且其中沿着所述第一移动路线移动所述第一转向透镜包括改变所述有源透镜部分的定位；其中所述第二转向致动器包括具有有源透镜部分的可配置透镜元件，其中所述第二转向透镜包括所述有源透镜部分，并且其中沿着所述第二移动路线移动所述第二转向透镜包括改变所述有源透镜部分的定位；和/或插入在所述EM源与所述第一转向透镜之间的源准直器透镜。

示例系统进一步包括束转向控制器，所述束转向控制器包括：被构造成解译束转向目标值的转向目标电路；被构造成响应于所述束转向目标值来确定所述第一转向透镜的第一定位和所述第二转向透镜的第二定位的转向透镜控制电路；被构造成响应于所述第一定位提供第一致动器命令值，并且响应于所述第二定位提供第二致动器命令值的转向致动电路；以及其中所述第一致动器响应于所述第一致动器命令值，并且其中所述第二致动器响应于所述第二致动器命令值。示例系统进一步包括以下中的一个或多个：其中所述第一定位包括沿着第一转向轴线的所选择的位移；其中所述第二定位包括沿着第二转向轴线的所选择的位移；其中所述转向透镜控制电路进一步被构造成确定所述第一定位和所述第二定位，使得所述EM源在所述发射透镜的所选择的定位处入射在所述发射透镜上；其中所述束转向目标值包括转向方位角值和转向仰角值；其中所述转向透镜控制电路进一步被构造成响应于所述转向方位角值来确定所述第一定位或所述第二定位中的一个，并且响应于所述转向仰角值来确定所述第一定位或所述第二定位中的另一个；和/或其中所述转向透镜控制电路进一步被构造成确定所述第一定位和所述第二定位，使得入射在所述发射透镜上的所述EM源处于所述发射透镜的所选择的定位处。

示例系统进一步包括以下中的一个或多个：其中包括所述第一转向透镜、所述第二转向透镜和所述发射透镜的束转向装置在方位角轴线上比在仰角轴线上包括更大的放大率；其中所述束转向装置包括与所述方位角轴线对准的方位角转向能力、与所述仰角轴线对准的仰角转向能力，并且其中所述方位角转向能力大于所述仰角转向能力；其中所述第一移动路线与所述方位角轴线对准，并且其中所述第二致动器包括比所述第一致动器更大的位移范围；其中所述第二移动路线与所述仰角轴线对准，并且其中所述第一致动器包括比所述第二致动器更大的位移范围；其中包括所述第一转向透镜、所述第二转向透镜和所述发射透镜的束转向装置在仰角轴线上比在方位角轴线上包括更大的放大率；其中所述束转向装置包括与所述方位角轴线对准的方位角转向能力、与所述仰角轴线对准的仰角转向能力，并且其中所述仰角转向能力大于所述方位角转向能力；其中所述第一移动路线与所述仰角轴线对准，并且其中所述第二致动器包括比所述第一致动器更大的位移范围；其中所述第二移动路线与所述方位角轴线对准，并且其中所述第一致动器包括比所述第二致动器更大的位移范围。

示例系统进一步包括以下中的一个或多个：其中包括所述第一转向透镜、所述第二转向透镜和所述发射透镜的束转向装置在第一转向轴线上比在第二转向轴线上包括更大的放大率；其中所述束转向装置包括与所述第一转向轴线对准的第一转向能力、与所述第二转向轴线对准的第二转向能力，并且其中所述第一转向能力大于所述第二转向能力；其中所述第一移动路线与所述第一转向轴线对准，并且其中所述第二致动器包括比所述第一致动器更大的位移范围；其中所述第二移动路线与所述第一轴线对准，并且其中所述第一致动器包括比所述第二致动器更大的位移范围；插入在所述第二转向透镜和所述发射透镜之间的场透镜；和/或其中所述场透镜从所述第二转向透镜轴向移位所述第一有效焦距，并且从所述发射透镜轴向移位所述第二焦距。

另一示例系统包括：插入在电磁（EM）源与发射透镜之间的转向透镜，所述转向透镜具有第一焦距；所述发射透镜包括具有第二焦距的正透镜；其中所述第一焦距比所述第二焦距短；以及耦合到所述转向透镜的转向致动器，所述转向致动器配置成沿着移动路线移动所述第一转向透镜。

下面描述了示例系统的某些进一步方面，所述方面中的任何一个或多个可以在某些实施例中存在。示例系统进一步包括以下中的一个或多个：其中所述移动路线包括沿着两个轴线中的每个的所选择的移动；其中所述两个轴线中的第一个包括第一转向轴线，并且其中所述两个轴线中的第二个包括第二转向轴线；其中所述两个轴线包括垂直轴线；其中所述转向致动器包括具有有源透镜部分的可配置透镜元件，其中所述转向透镜包括所述有源透镜部分，并且其中沿着所述移动路线移动所述转向透镜包括改变所述有源透镜部分的定位；其中所述转向透镜包括正透镜，所述系统进一步包括定位在所述转向透镜与所述发射透镜之间的场透镜；和/或进一步包括插入在所述EM源与所述转向透镜之间的源准直器透镜。

又一示例系统包括：插入在电磁（EM）源与第一转向层之间的固定正透镜；所述第一转向层插入在所述固定正透镜与第二转向层之间，所述第一转向层包括净负有效光焦度；所述第二转向层包括净正有效光焦度；耦合到所述第一转向层的第一转向致动器，所述第一转向致动器配置成沿着第一移动路线移动所述第一转向层；以及耦合到所述第二转向层的第二转向致动器，所述第二转向致动器配置成沿着第二移动路线移动所述第二转向层。

下面描述了示例系统的某些进一步方面，所述方面中的任何一个或多个可以在某些实施例中存在。示例系统进一步包括以下中的一个或多个：其中所述第一转向层包括两个透镜，并且其中所述第一转向致动器包括一对致动器，每个致动器耦合到所述第一转向层的所述两个透镜中的对应的一个；其中所述第二转向层包括两个透镜，并且其中所述第二转向致动器包括一对致动器，每个致动器耦合到所述第二转向层的所述两个透镜中的对应的一个；和/或插入在EM源和转向透镜之间的源准直器透镜。

附图说明

图1描绘了示例先前已知的转向装置。

图2描绘了另一示例先前已知的转向装置。

图3是示例类型3转向装置的示意性描绘。

图4是示例类型3转向装置的另一示意性描绘。

图5是示例类型3转向装置的另一示意性描绘。

图6是示例类型3转向装置的另一示意性描绘。

图7是类型3转向装置的说明性能力。

图8是示例类型3转向装置的另一示意性描绘。

图9是类型3转向装置的说明性能力。

图10是示例类型3转向装置的另一示意性描绘。

图11是类型3转向装置的说明性能力。

图12是示例类型1转向装置的示意性描绘。

图13是示例类型1转向装置的另一示意性描绘。

图14是类型1转向装置的说明性能力。

图15是示例类型2转向装置的示意性描绘。

图16是单独束转向装置的示例布置的示意性描绘。

图17是单独束转向装置的示例布置的示意性描绘。

图18是示例类型2转向装置的另一示意性描绘。

图19是单独束转向装置的说明性转向能力。

图20是单独束转向装置的说明性转向能力。

图21是单独束转向装置的说明性转向能力。

图22是多个单独束转向装置的转向能力的说明性比较。

图23是两个单独束转向装置的转向能力的说明性比较，其示出了重叠区域。

图24是耦合到多于一个单独束转向装置的转向层的致动器的示意性描绘。

图25是示例类型2转向装置的另一示意性描绘。

图26-28提供了用于束转向装置的致动器的示例示意性描绘。

图29是用于束转向装置的致动器布置的示意性描绘。

图30是束转向装置的移动方向的示意性描绘。

图31是束转向装置的移动方向的另一实施例的示意性描绘。

图32-35是针对束转向装置的（一个或多个）说明性操作图。

图36是可利用作本公开的实施例的转向透镜的变轴透镜的示意性描绘。

图37是本公开的实施例的可写透镜的示意性描绘。

图38是束转向控制器的示意性框图。

图39是束转向控制器的示意性框图。

图40-42是根据本公开的方面的用于束转向的说明性切换操作的示意性描绘。

图43是命令束转向装置的致动器的过程的示意性流程图。

图44是命令束转向装置的致动器并切换束转向装置的光路的过程的示意性流程图。

具体实施方式

参考图3，示意性地描绘了示例束转向装置300，其具有如贯穿本公开中所阐述的多个方面。示例束转向装置300克服和/或减轻了先前已知的转向系统的多个缺点，包括至少小的转向角、小的转向孔径、低的转向速度（和/或频率）和/或对用于转向透镜的高能力致动元件的要求。

示例系统300包括EM源302，例如准直光束、激光等。在某些实施例中，EM源302可以是光纤激光源或其它光纤光源，和/或可以是包括非光纤光源的任何其它类型的光源。在某些实施例中，EM源302可以被提供为准直光、和/或会聚和/或发散光源、和/或这些的组合（例如，在分开的轴线上）。在某些实施例中，在被提供到（一个或多个）负透镜之前，源光可以由透镜、变焦透镜和/或非球面准直透镜调整。在某些实施例中，例如，使用净会聚和/或发散，包括在一个或多个轴线上，通过转向系统的光学组件（例如，（一个或多个）负透镜、（一个或多个）场透镜和/或正透镜），可以将源光的特性调整成期望的射出（outlet）特性。示例而非限制性的光源包括激光二极管、光纤和/或另一激光组件或准直光源。如本文所利用的，光源、束或类似术语被理解成包括任何频率的电磁（EM）辐射，包括但不限于光学光、可见光、红外辐射、紫外辐射、微波、无线电波和/或与转向系统的光学组件相关的任何选择的频率或频率范围。

为了方便本描述，图3以及贯穿本公开的示例一般在对发射的光束（例如，作为转向束106发射的入射束102）进行转向方面来描述。附加地或备选地，贯穿本公开描述的束转向装置可以被利用来转向接收的束，例如从物体接收的（例如，由物体发射和/或反射的）束，由此转向装置将束转向装置的光路引导到被观察物体，并且将束转向到最终接收光学器件或其它观察组件（例如，图3中的检测阵列或其它装置可以代替EM源302）。可以看出，给定的束转向装置可以转向用于发射或观察，包括针对发射和观察操作中的每个利用单独的转向组件（例如，参考图15-18和相关描述），在相异的操作条件下利用相同的转向组件（例如，在第一时间转向相同的组件用于发射，并且在第二时间转向相同的组件用于观察），和/或同时用于发射和观察（例如，其中EM源302和/或观察组件配置成同时操作，诸如利用束分束器或其它光学组件来分开EM源302和观察组件，和/或其中EM源302和观察组件配置成诸如与被引导通过透明观察组件的EM源302对准）。

在图3的示例中，系统300包括可选的准直器透镜304，例如以向入射束302提供选择的发散特性。准直器透镜304可以提供准直光（例如，校正入射束302（诸如可以由光纤激光器提供的）的发散），和/或具有发散或会聚特性的光（例如，以校正束转向装置300的其余部分中的净会聚或发散，和/或提供具有选择的会聚和/或发散特性的最终发射束106）。准直器透镜304的选择的发散特性可以基于入射束302的发散特性、发射束106的期望（和/或所要求的）发散特性和/或根据由束转向装置300的其它组件应用到被转向束的会聚和/或发散效果来设计。

示例系统300进一步包括至少一个转向层306，其可以是根据本公开的任何方面的转向层306。示例转向层306接收准直束312（和/或入射束102），并且通过转向层306的一个或多个透镜的位移来提供转向操作，提供了初始转向束314。

示例转向层306包括一个或多个转向透镜（通常是单个透镜，或两个协作的透镜），其耦合到致动器318，所述致动器移动一个（或多个）关联的转向透镜通过移动路径。转向层306可以包括负透镜、两个协作的负透镜、正透镜、两个协作的正透镜和/或与正透镜协作的负透镜。在转向层306中利用两个透镜允许同时在两个方向上转向（例如，其中一个透镜沿着第一轴线转向，并且其中第二透镜沿着第二轴线转向）。为了方便描述，贯穿本公开中的许多示例描述了两个转向透镜，其中第一透镜在第一转向方向上移动，并且第二透镜在第二转向方向上移动。将理解，转向层306的透镜的移动方向可以与转向方向对准，或者可以与转向方向未对准。例如，在两个方向（例如，方位角方向和仰角方向）上考虑转向的情况下，第一示例束转向装置300包括在方位角方向上移动的第一转向透镜和在仰角方向上移动的第二转向透镜。第二示例束转向装置300包括在第一方向上移动的第一转向透镜和在第二方向上移动的第二转向透镜，其中第一和第二方向与转向方向不对准。在进一步第二示例束转向装置300中，转向透镜的目标转向方向和/或目标移动定位可以被变换（例如，使用旋转、查找表等等），允许使用协作的两个透镜的移动在目标转向方向上进行转向控制。在某些实施例中，第一移动方向和第二移动方向可以是垂直的（无论是否与转向轴线对准），但是移动方向不需要是垂直的。将看出，在移动方向不垂直的情况下，相对于具有垂直移动方向的等效束转向装置300，束转向装置300的总体转向能力可能较低（例如，对于一个或两个转向方向的降低的幅度的转向能力）。然而，束转向装置300的移动能力可以被提供以具有用于目标转向方向的充足能力，例如使用以下（示例不是限制性的）中的一个或多个：增强的望远放大率（例如，参考图3-9）；增强的径向（和/或虚拟）放大率（例如，参考图12-14）；一个或多个转向透镜的增强的位移（例如，更大的绝对位移能力）；和/或利用备选的转向组件（例如，在多个转向层可用的情况下，诸如在图15-23中所描绘的）。在某些实施例中，增强技术可以通过移动方向（例如，第一转向透镜具有比第二转向透镜更大的位移能力）；通过转向方向（例如，相对于第二转向方向（诸如仰角）第一转向方向（诸如方位角）的更大能力）；通过望远放大率能力（例如，在选择的移动方向和/或转向方向上的更大放大率）；通过径向放大率能力（例如，在选择的移动方向和/或转向方向上的更大放大率）；和/或这些的组合来区分。为了方便描述，贯穿本公开描述和/或描绘的透镜一般被阐述为球面透镜，但是将理解，透镜可以在给定方向上具有区分的光学特性（例如，非球面透镜、各向异性透镜、按方向的透镜的负焦度和/或正焦度等），和/或可以仅具有针对给定方向的光学支持（例如，柱面透镜）。

在考虑特定系统时具有本公开的益处和通常可用的信息的本领域技术人员可以容易地选择给定实施例的透镜配置和特性。在不限于本公开的任何其它方面的情况下，用于确定透镜配置和特性的某些考量包括但不限于：可用的致动器的移动能力（位移和/或速度）；移动方向的取向（对于彼此，和/或对于转向轴线）；目标转向包络（envelope）（例如，转向的幅度和/或方向）；束转向装置的可用轴向占用面积（例如，限定转向组件的壳体和/或转向组件的轴向范围）；入射束的束尺寸；转向的束的束尺寸；透镜组件（例如，球面、非球面、各向异性、像散、正和/或负透镜、柱面透镜和/或可写透镜-例如，参考图36、37）的相对成本；入射束和/或观察束的功率吞吐量；可用于束转向装置的组件的热传递特性和/或主动冷却特性（例如，资本成本、集成成本、占用面积成本（例如，尺寸、重量、系统、接口、控制）、操作成本和/或性能效果或限制）；前进通过束转向装置的转向的束的聚焦特性；相对于转向的束的数量和几何形状的可用转向路径的数量和几何形状（例如，其中路径之间的转向责任的交换可以增强转向能力、转向响应时间、发热和/或组件利用-例如，参考图15-25、39-42和44）；和/或转向操作的工作循环（例如，转向角和/或频率，和或功率吞吐量；包括对应于这些的操作时间的描述；包括对转向致动器、组件在温度下的时间、冷却系统等等的后续影响）。

示例束转向装置300进一步包括配置成移动转向层306的转向透镜的一个或多个转向致动器318。示例致动器318包括压电致动器，例如响应于所应用的电场而移位从而移动关联的转向透镜的压电响应电枢。在某些实施例中，压电致动器具有适度的位移能力（例如，几毫米），其可以通过将致动器318分开成与第一转向透镜关联的第一致动器318和与第二转向透镜关联的第二致动器318来保持。本文的实施例提供了显著的转向能力，使得即使具有由压电致动器提供适度的移动能力，仍然可以实现高能力的转向（例如，+/-10度，+/-20度，+/-30度，+/-45度等）。示例致动器318包括电磁致动器，其可以具有任何类型，诸如线性致动器和/或任何类型的旋转-线性致动器。示例致动器318包括能够同时在一个或两个方向上转向透镜的电磁致动器（例如，参考图27-28）。本文描述的致动器能够在一般线性方向（例如，沿着移动轴线和/或转向轴线）上移动转向透镜，尽管转向透镜的行进路径不需要是线性的（例如，操作（一个或多个）致动器定位和目标转向方向之间的变换）。示例致动器318包括可写透镜（例如，参考图36、37和相关描述），例如其中通过调整可写透镜的配置（例如，向电光衬底提供所选择的电场）来执行转向透镜的移动操作。在某些实施例中，致动器318可以在转向层的第一转向透镜和第二转向透镜之间不同（例如，用于第一转向透镜的第一类型致动器，以及用于第二转向透镜的第二类型致动器），和/或针对层之间的转向透镜不同（例如，用于第一转向层的第一类型致动器，以及用于第二转向层的第二类型致动器）。可以出于任何原因而包括不同的致动器类型，包括至少向每个移动方向和/或转向轴线提供区分的转向能力（例如，区分的位移幅度、转向速度、寿命致动循环和/或转向透镜的尺寸/重量），和/或提供区分的致动器（取决于每个致动器的可用占用面积（例如，利用相异的输入/输出资源；利用相异的功率资源；具有在具有束转向装置的系统内的致动位置处可用的区分的尺寸；具有到系统的区分的集成要求和/或接口等））。

示例束转向装置300包括场透镜308。示例场透镜308定位在发射透镜310的焦平面与转向层306的有效焦平面的交叉（例如，转向层306的透镜的净焦点定位）处。场透镜308确保转向的束316完全入射到发射透镜310上（例如，降低渐晕损失）。发射透镜310是束转向装置300的最终光学元件，由此发射的束106是最终转向的束。发射透镜310和场透镜308可以根据束转向装置300的期望转向能力、束尺寸和轴向长度来定尺寸。发射透镜310可以具有选择的光焦度来提供转向的束106的选择的会聚/发散特性（例如，准直），以提供束转向装置300的选择的轴向长度和/或选择的望远放大率（例如，1x、1.5x、2x、3x等）。可以选择束转向装置300的组件的轴向定位、组件的光焦度和组件的尺寸来提供针对束转向能力和转向的束尺寸的适当放大率，以及确保转向的束不经历渐晕损失。

将理解，包括束转向装置300的系统可以具有进一步光学器件，发射的束106在从系统发射之前穿过所述进一步光学器件。示例束转向装置300允许在任意孔径和/或发射的束尺寸情况下的显著的转向能力（例如，+/-8°+/-10°+/-15°+/-20°和/或+/-30°）。示例束转向装置300利用望远放大率来增强束转向能力和孔径尺寸，允许比先前已知系统中可用的转向能力和/或转向束尺寸更大的转向能力和/或转向束尺寸。

参考图4，示意性地描绘了束转向装置400的示例实施例。示例束转向装置400包括具有两个负透镜402、406（在两个方向上转向入射束102）的转向层306，从发射透镜提供转向的束106。示例束转向装置400包括选择的望远放大率（例如，发射透镜和等效于转向透镜402、404的有效透镜之间的焦距的比率），和/或转向能力（例如，与望远放大率组合的转向层306的移动能力）。转向透镜402、404的移动方向可以是垂直的或从垂直偏移，和/或可以与转向方向对准（例如，一个透镜402、404控制第一转向方向，并且另一透镜404、402控制第二转向方向）或从转向方向偏移（例如，透镜402、404协作移动以提供（一个或多个）所选择的转向角）。

应该广义地理解如本文阐述的负透镜402、404的利用。负透镜包括朝向要被转向的入射光的净有效凹面。虽然负透镜被描绘为凹透镜，但是将理解，透镜可以包括但不限于以下中的一个或多个：凹透镜、净凹透镜（例如，具有凹部和凸部，具有凹部的更大的光学效果）、可写透镜（例如，参考36、37和相关描述；也参考如在2019年10月23号提交的命名为“SYSTEM, METHOD, AND APPARATUS FOR NON-MECHANICAL OPTICAL AND PHOTONIC BEAMSTEERING”[EXCT-0004-WO]的PCT专利申请PCT/US19/57616（其为了所有目的通过参考整体结合在本文中）中描述的变焦透镜）和/或菲涅耳透镜（例如，具有净凹面）。

示例束转向系统包括在两个方向（在本文中标记为方位角方向（例如，水平平面上的方向）和仰角方向（例如，垂直平面上的方向））上转向的负透镜402、404中的两个，尽管示例束转向系统可以仅包括在选择的方向（例如，其中在仅单个轴线上的转向是可接受的）上转向的单个负透镜、在两个选择的方向上转向的单个负透镜、或在两个选择的方向上转向的负透镜中的两个。两个方向可以是正交的（允许连续的转向区域），或者是非正交的（将降低连续的转向区域，例如在转向能力区域中提供间隙，但是在某些实施例中仍然可以提供充足的转向能力）。附加地或备选地，负透镜的移动方向可以对应于转向方向（例如，对应于方位角和仰角转向的方位角和仰角移动），但它们不需要。例如，在两个负透镜能够正交移动的情况下，则透镜能够在对应于方位角和仰角的方向上转向，但是可以具有在变换的空间中控制的移动以实现期望的转向。可以看出，转向方向和透镜移动方向可以对应于任何选择的轴线，包括非发生在对应于“方位角”或“仰角”的方向上的转向或透镜移动，尽管这些术语在本文中为了描述的方便和清楚性而使用。

在图4的示例中，尺寸和光学功能（例如，负光学效果）可以相同或类似，在每个方向上提供等效的望远放大率和转向能力。然而，例如，如果在给定方向上的区分望远放大率是可接受的（或期望的），和/或如果在转向方向能力上的各向异性也是可接受的（或期望的），则负透镜不需要是等同的。此外，负透镜可以是相异的透镜类型（例如，一个透镜是凹透镜，而另一透镜对应于变轴透镜或菲涅耳透镜），无论负透镜402、404具有相同的功能性还是相异的功能性。

在图4的示例中，负透镜402、404协作以提供负透镜的有效或虚焦平面（其与正透镜的对应焦平面对准），提供转向束，其中通过负透镜中的一个的移动在第一方向上控制转向，并且通过负透镜402、404中的另一个的移动在第二方向上控制转向（和/或控制到相对于移动方向的变换空间中的选择的转向位置，例如，参考图31-35和相关描述）。

可以看出，图4和所描述变型提供了优于先前已知的转向系统的多个优点。下面描述特征中的一些的进一步描述以及某些实施例的附加方面。然而，注意到如目前为止所阐述的图4的实施例的某些有利方面是有益处的。图4的实施例提供了改进的所得到的有效孔径尺寸，因为转向的束由负透镜402、404和正透镜310的协作操作放大。此外，图4的实施例的望远放大率用于增强有效转向能力，而不是如先前已知的转向系统中降低有效转向能力。相应地，有效转向能力和孔径尺寸的净改进与对应系统的放大率比率非常成比例。进一步地，由于负透镜402、404可以成比例地小于先前已知系统的第一透镜来定尺寸，并且望远放大率支持增加的转向角，所以可以以合理的尺寸提供正透镜310，并且仍然避免渐晕损失。此外，由于在图4的实施例中不移动正透镜（发射透镜310），即使在利用大的正透镜的情况下，其相对于先前已知的系统也引起更少的劣势。仍进一步地，由负透镜402、404提供的在给定操作配置处的所得到的焦点和虚焦平面（例如，由负透镜402、404的有效等效透镜提供的焦平面）不引起转向的束的物理聚焦或集中。替代地，在作为转向的束离开正透镜之后，束贯穿转向操作经历平滑的发散，具有净扩散，但没有会聚或发散（即，如果期望，准直光保持准直）。相应地，图4的实施例能够具比先前已知的系统更高的功率吞吐量，因为不存在可能由于能量集中在焦点处而引起热点或其它限制的被转向能量的集中。此外，对于给定的转向能力，图4的实施例引起第一和第二透镜部分之间（例如，先前已知的实施例的第一透镜和第二透镜之间，或图4的实施例的负透镜和正透镜之间）的降低的轴向距离。

虽然图3的实施例示出了负透镜的补偿发散和正透镜的会聚，但是将理解，对于某些系统和/或在某些操作条件下，转向束106的净发散或会聚可以是可接受的或可期望的。附加地或备选地，如果期望和/或可接受，每个转向的轴线中的净会聚或发散可以变化，和/或可以针对一个轴线但不针对另一轴线被消除。

对于图3和图4的实施例，转向层306的透镜的移动引起如等式4中所阐述的转向量：

等式4. 针对示例实施例的转向角

等式4阐述了针对给定转向轴线的位移，并且可以被分开成针对第一负透镜402的第一分量和针对第二负透镜404的第二分量。值M是转向系统的净望远放大率，值Δ_i是组件位移（针对相应的负透镜402、404的），并且f_n是有效负焦距，其是串联负透镜402、404的单独焦距的复合。

从等式4可以看出，与放大率＞1降低转向能力的先前已知系统相比，图3和4的实施例中的望远放大率增加了本文的转向装置的实施例的转向能力。

示例系统包括两个负透镜（每个具有-40mm的f_n和7.5mm的半径）和一个较大的正透镜（具有50mm的焦距和18.867mm的半径）。在示例的布置中，正透镜和最接近的负透镜之间的轴向距离可以是大约24.876mm，其可以由本领域技术人员考虑特定系统以及选择适当负透镜和正透镜以及将负透镜的有效焦平面与正透镜的焦平面对准而容易地确定。在其中负透镜中的一个提供1mm位移的示例中，应用等式4（

），+/-0.063弧度或+/-3.62°转向。如果放大率增加到5，则1.5mm的位移提供（

），+/-0.185弧度，或+/-10.62度。注意到，在示例中，另一负透镜可以具有稍微不同的配置和所得到的转向性能。例如，在一个实施例中，第一负透镜可以具有7.5mm的半径，并且第二负透镜可以具有稍微更大的半径（例如7.596mm，或～7.6mm），这可以引起针对对应于第二转向轴线的等式4的组件性能的稍微不同的值。在某些实施例中，正透镜可以具有各向异性特性（例如，椭圆形状、各向异性焦距-例如，利用各向异性光学材料、配置的菲涅耳透镜和/或配置的变轴透镜等等）以在每个转向方向上输送等效的性能，和/或转向控制器可以利用用于补偿转向命令中的可变性的每个负透镜的移动命令。在某些实施例中，例如当等式4的参数中的任何一个具有频率依赖性（例如，转向的束的电磁辐射的频率）、温度依赖性、电压依赖性等等时，转向控制器可以在提供转向命令时补偿那些依赖性。

参考图5，可以提供包括一个或多个场透镜502、504的示例束转向装置500，允许正透镜310的尺寸的降低，以及转向系统的轴向长度的较小降低。场透镜502、504被描绘为紧密耦合到负透镜402、404，但（一个或多个）场透镜502、504可以定位在负透镜402、404下游的任何地方，和/或单独地定位在对应负透镜的下游（例如，在负透镜402的下游的场透镜502），但在发射透镜106的上游。（一个或多个）场透镜与转向透镜的紧密耦合可以允许（一个或多个）场透镜的尺寸的降低。在某些实施例中，基于相对于没有（一个或多个）场透镜的实施例的（一个或多个）场透镜的存在和/或基于（一个或多个）场透镜的尺寸和/或定位来调谐透镜（例如，转向透镜、负透镜、（一个或多个）场透镜和/或正/发射透镜）的焦距可以是可期望的。

场透镜502、504可以如图5中示出地定位，具有单个场透镜（例如，所描绘的场透镜中的一个）和/或具有在负透镜上游的附加场透镜。以下描述示例和非限制性布置，以示出在具有一个或多个场透镜的某些实施例中可以进行的调整中的一些。示例示出了可以被调整的参数中的一些，但不是限制性描述。

示例包括定位在负透镜之间的单个场透镜，其中第一负透镜具有7.5mm的半径和-40mm的焦距，场透镜具有7.547mm的半径和141.277mm的焦距，第二负透镜具有7.58mm的半径和-40mm的焦距，并且正透镜具有16.714mm的半径和51.65mm的焦距。在示例中，正透镜和最接近的负透镜之间的轴向距离可以是大约23.225mm。

另一示例包括如图4中描绘地布置的两个场透镜，其中第一负透镜具有7.5mm的半径和-40mm的焦距，第一场透镜具有7.547mm的半径和157.503mm的焦距，第二负透镜具有7.582mm的半径和-40mm的焦距，第二场透镜具有7.664mm的半径和107.865mm的焦距，并且正透镜具有13.494mm的半径和大约52.286mm的焦距。在示例中，正透镜和最接近的负透镜之间的轴向距离可以是大约22.59mm。

可以看出图3-5中阐述的实施例提供了高能力转向，具有相对小的（一个或多个）负透镜的位移。示例实施例描述的放大率范围在大约2.5至5之间，其中转向能力在每mm位移大约3度至每mm位移大约6度之间。放大率范围可以容易地被提供低于大约2.5（例如，在不要求或不期望高转向能力的情况下增加转向准确度）和/或提供至10、20或更大的值，具有转向能力和所得到的有效孔径尺寸的对应的增加。可以基于输入光密度、输出光密度目标、期望的转向能力、期望的孔径尺寸等等来选择放大率值。附加地或备选地，多个转向组合件（诸如图3-5中描绘的那些，或如本文描述的）可以被提供（例如，作为小透镜阵列）。在某些实施例中，转向装置的实施例可以容易地被提供具有+/-5度、+/-10度、+/-15度、+/-20度和/或+/-30度的转向能力。在某些实施例中，转向装置可以设计具有大于30度的能力，包括至多大约60度的转向能力。

如下面进一步详细描述的，将理解，某些转向能力值与机械转向组件的频率响应值交互，在高转向能力角（例如，＞20度、＞30度或更大）提供降低的转向频率能力，和/或在高转向能力角要求高级别放大率。高放大率要求可能引起大组件（例如正透镜的）、束转向装置的增加的占用面积和/或降低的转向精度。相应地，在多维空间中，转向能力、转向频率能力和放大率要求是相关的，其中可以以几乎任何值提供能力（例如，孔径尺寸、转向能力、功率吞吐量能力和/或转向频率能力）中的任何一个，而在极端能力值处，望远放大率要求和/或其它能力中的一个或多个变得更受约束。在某些实施例中，至多大约+/-20度的转向能力值可以提供具有适度的放大率要求（例如，5x至20x，但不限于此）和高频能力（例如，至多至少若干kHz），其中极端的转向能力（例如，大于+/-30度）在更有限的频率能力（例如，至多大约100 Hz）和/或具有更大的放大率（例如，20x至50x）以及因此束转向系统占用面积的增加和/或转向精度的降低方面是可能的。具有本公开的益处的本领域技术人员，可以根据等式4和本文阐述的并且对于具有可用光学组件、机械转向组件和关于考虑的系统的信息的知识的人将理解的其它考量容易地设计如本文阐述的满足多维空间内的期望能力的转向系统。用于确定系统的特定配置的某些考量包括但不限于可用透镜的光学特性、机械位移能力和约束、转向系统的可用占用面积（例如，轴向尺寸、直径、重量、功率提供、冷却提供、和/或包括I/O、可用传感器、和/或可用致动器的控制能力）、资本成本考量、操作成本考量、和/或制造约束（例如，组件的公差、可用材料、诸如机加工、涂覆、精加工等的可用操作）。

将理解，孔径尺寸和最终的转向的束尺寸可以根据入射束尺寸102、所应用的望远放大率（例如，如本文关于类型3转向装置所描述的）和/或转向组件的透镜尺寸来配置。相对于孔径尺寸增加发射束尺寸（例如，其中孔径尺寸对应于发射透镜310，其中发射束尺寸对孔径尺寸可以标记为孔径利用）的某些方面包括增加转向透镜之间的公共面积的方面（例如，根据转向透镜的最大位移、尺寸和/或轴向位移确定；和/或进一步根据转向透镜之间包括（一个或多个）场透镜确定）。相应地，一个或多个设计方面可以增加孔径利用，包括：增加转向透镜中的一个或两者的尺寸；增加（例如，类型3）束转向装置的望远放大率（例如，其降低实现给定转向能力所要求的位移，且通过放大率增加束尺寸）；利用转向透镜之间的场透镜（例如，参考图5），其增加转向透镜之间的有效公共面积；和/或增加（例如，类型1）束转向装置的径向放大率（或虚拟位移）（例如，其降低了实现给定转向能力所要求的位移）。

为了方便参考，根据图3-11和相关描述的束转向装置的实施例可以标记为类型3转向装置。以下实施例的任何一个或多个方面可以与贯穿本公开阐述的实施例中的任何一个或多个结合或组合，包括类型3的转向装置的方面与另一类型的转向装置（例如，诸如参考图12-14描述的类型1，和/或诸如参考图15-25描述的类型2）的方面组合。为了清楚地示出本公开的某些概念，利用类型的描述被提供，并且不限于本文描述的实施例。相应地，束转向装置可以包括来自一种或多种类型的元件，例如利用类型3组件用于在第一方向上转向，以及类型1组件用于在第二方向上转向。类型2束转向装置可以包括转向元件，每个转向元件根据类型3配置、类型1配置、这些的组合和/或使用本文描述的元件的转向组件的配置来配置，而不管转向组件与类型3和/或类型1配置的关系。在某些实施例中，类型3转向装置利用望远放大率来增强束转向装置的转向操作。在某些实施例中，类型1转向装置利用径向放大率（和/或虚像的位移）来增强束转向装置的转向操作。附加地或备选地，前述实施例的一个或多个方面可以与贯穿本公开描述的实施例的任何一个或多个方面结合或组合。

图6描绘了与图4和相关描述中阐述的实施例的方面一致的作为示例类型3束转向装置400的实施例。如图6中看出的，转向器由三个透镜组成；两个小的移动负透镜402、404和一个固定的较大正透镜310。那两个负透镜402、404的位移可以通过各种各样方法来完成，诸如小的电磁马达、压电致动器和/或改变作为负透镜402、404中的一个或两者的可写透镜的定位。示例束转向装置400进一步包括准直器透镜304，其具有选择的光焦度以调整入射束102的会聚/发散特性，包括例如非球面透镜以将光纤激光EM源调整成准直束。

根据本公开的任何方面，转向透镜402、404可以被估计为具有等效于转向透镜402、404的有效光学活动的等效透镜。例如，具有移动焦点的单个负透镜可以被认为是两个移动负透镜402、404的估计。等效概念透镜的焦平面与发射透镜310的焦平面重合。图7中描绘了图6的示例束转向装置的示例性能，其中为了本描述的清楚性，示例转向仅在单个方向上（在所述示例中，经由负透镜402的位移）描绘。

x和y轴上的偏转的角（例如，其中x轴与第一转向透镜的移动方向对准，并且其中y轴与第二转向透镜的移动方向对准）与那些方向上的位移（Δ_x 和Δ_y），以及再准直器透镜310的焦距（

）相关，如下在等式5和6中：

等式5 “x”方向上转向束的偏转角

等式6 “y”方向上转向束的偏转角

如贯穿本公开所阐述的，两个转向透镜的x和y方向可以与束转向装置的逻辑转向轴线（例如，针对转向命名法的期望方向参考系）对准，和/或可以不与逻辑转向轴线对准。附加地或备选地，x和y方向可以是垂直的，和/或可以是未对准的。在某些实施例中，x和y方向的未对准和/或x和y方向的垂直度可以是由于设计考量（例如，致动器在限定空间中的定位、调节移动的容易性等）和/或由于制造考量（例如，允许透镜移动方向和/或致动器的安装的制造公差；允许具有在范围内和/或在任意方向上透镜移动的安装-例如以简化安装和/或集成；和/或允许在束转向装置安装和/或集成到系统中之后改变逻辑转向轴线）。

参考图8，示例束转向装置800包括具有第一正透镜602和第二正透镜604的转向层306。如此图8中看出的，束转向装置800包括四个透镜，两个小的移动正透镜602、604，一个固定的正场透镜308，以及一个固定的正再准直器/发射透镜310。致动器在相应的移动方向上（例如，垂直或不垂直，以及与逻辑转向轴线对准或不对准）移位每个正移动透镜602、604。在某些实施例中，提供准直器透镜304以向入射EM束102提供选择的会聚/发散特性。

在图8的示例中，正透镜602、604可以被估计为等效正透镜，具有等效于两个移动正透镜602、604的移动焦点。该有效等效正透镜的焦平面和固定的正再准直器/发射透镜310的焦平面重合。固定的正场透镜308位于固定的正再准直器透镜310的焦平面处（并且，相应地，在有效的等效正透镜的焦平面处）。具有针对对应的束转向装置400、500（例如，参考图4-6）的等效的转向能力和束尺寸的示例束转向装置800可以相对于对应的束转向装置400、500具有更大的轴向占用面积-例如，与图4的有效等效负透镜的焦平面（其将在转向层306的上游）相比，图8的有效等效正透镜的焦平面将在转向层306的下游。有效等效透镜（正或负）的焦平面的定位有助于束转向装置400、800的轴向占用面积。图9中描绘了图8的示例束转向装置的示例性能，其中为了本描述的清楚性，示例转向仅在单个方向上（在示例中，经由负透镜602的位移）描绘。

关于图8和9的示例，x和y轴（例如，分别对应于第一和第二转向透镜的移动方向）上的偏转的角与x和y方向中的每个上的位移以及如等式5和6中描述的再准直器透镜的焦距相关。参考图10，示例束转向装置1000包括两个转向层306，每个具有耦合到相应致动器的一个或多个转向透镜。转向透镜和致动器可以具有如贯穿本公开所阐述的任何类型。示例转向装置1000包括第一转向层306（例如，最左边的转向层），其包括两个负转向透镜1002、1004，以及第二转向层306（例如，最右边的转向层），其包括两个正转向透镜1006、1008。在图10的示例中，正转向透镜1008中的一个进一步作为发射透镜310操作，尽管如果期望可以提供附加的发射透镜310。示例束转向装置1000包括在两个负转向透镜1002、1004上游提供的固定正透镜1010。示例束转向装置1000可以进一步包括例如用于配置入射EM束102的可选的准直器透镜304。束转向装置1000利用操作地耦合到每个转向透镜1002、1004、1006、1008的致动器（未示出）来移位每个负转向透镜和每个正转向透镜。每对转向透镜的移动可以对准（例如，与逻辑转向轴线对准，和/或彼此对准）或不对准，以及此外一个或两个转向层306可以包括每个转向透镜的垂直移动（例如，1002移动方向垂直于1004移动方向，和/或1006移动方向垂直于1008移动方向），或一个或两个转向层的非垂直移动。

在图10的示例中，第一转向层306（例如，图10的示例中的左侧负透镜对）可以通过具有移动焦点的等效有效负透镜来估计，并且第二转向层306（例如，右侧正透镜对）可以通过也具有移动焦点的等效有效正透镜来估计。固定正透镜1010位于距等效有效负透镜½ F_fp（固定正透镜1010的焦距）的轴向位移处，并且位于距等效有效正透镜F_fp的轴向位移处。在图10的示例中，等效有效正透镜的焦距等于固定正透镜1010的焦距，并且等效有效负透镜的焦距等于

。相应地，固定正透镜1010位于等效的有效正透镜的焦平面处。示例束转向装置1010包括每个移动负透镜1002、1004的焦距（其为固定正透镜1010的焦距的一半）。示例束转向装置1010包括每个移动正透镜的焦距（其为固定正透镜1010的焦距的两倍）。示例束转向装置1000是非限制性的，并且每个转向层306可以包括正透镜、负透镜或其组合。在某些实施例中，第一束转向层306（左层）具有净负光焦度，并且第二束转向层306（右层）具有净正光焦度。图11中描绘了图10的示例束转向装置的示例性能，其中为了本描述的清楚性，示例转向仅在单个方向上（在示例中，经由负透镜1002和正透镜1006的位移）描绘。示例束转向装置1010在每个方向上的转向能力是望远放大率（例如，根据在给定方向上转向的透镜的光焦度确定）和位移的函数。相应地，为了在每个方向上的等效转向能力并且具有转向透镜的等效的位移能力，每个方向上的透镜光焦度应该等效。如果转向能力相异（例如，在每个方向上不同）和/或如果位移能力相异，则在每个方向上的透镜焦度可以同样地相异。

在图10的示例中，移动负透镜和正透镜被描绘为在相反方向上移动以支持在给定方向上的转向（例如，转向层的透镜协作地移动）。在图10的示例中，转向层306利用对应的转向透镜（例如，第一负透镜1002和第一正透镜1006）来协作并提供针对给定方向的转向能力。将理解，移动可以在相同或相对的方向上（例如，取决于对应透镜的正/负光焦度，和/或可以在至少某些操作条件期间利用反向移动的所选择的控制方案）。将理解，层之间的移动可以在相同的方向上（例如，第一负透镜1002和第一正透镜1006对准）和/或在相异的方向上（例如，第一转向目标由第一转向层的操作追从，并且第二转向目标由第二转向层的操作追从，其中总体的第一转向目标和第二转向目标根据针对束转向装置1000的最终转向目标提供到所选择的定位的转向）。将理解，对应的转向透镜可以包括类似定位的转向透镜（例如，第一负透镜1002与第一正透镜1006协作以提供针对给定方向的转向）和/或非类似定位的转向透镜（例如，第一负透镜1002与第二正透镜1008协作以提供针对给定方向的转向）。将理解，可以根据每个转向层（例如，最终转向目标被变换成针对第一层的第一转向目标和针对第二层的第二转向目标）、根据每个协作的透镜对（例如，最终转向目标被变换成针对诸如1002、1006的透镜对的第一转向目标和针对诸如1004、1008的另一透镜对的第二转向目标）和/或根据本文阐述的任何其它操作来执行透镜转向移动方向和/或束转向装置1000的最终转向目标之间的变换。可以根据本公开中阐述的任何操作，例如参考图29-35和相关描述，来执行协作透镜对之间的转向责任的分配（例如，在透镜1002和协作透镜1006之间共享给定方向上的转向的负担）和/或转向层之间的转向责任的分配（例如，（左）第一转向层306和（右）第二转向层306之间共享转向的负担）。在不限于本公开的任何其它方面的情况下，在可用的转向组件之间（例如，在协作的透镜对之间、在透镜层之间和/或在致动器之间（在多于一个转向解决方案可用的情况下，诸如当移动方向不与逻辑转向轴线对准时，和/或当移动方向不完全垂直时））分配转向责任的操作包括诸如以下的一个或多个操作：在利用所述组件中的第二个之前利用所述组件中的第一个（例如，在瞬态操作期间利用所述组件中的较快的一个，利用所述组件中的一个直到饱和和/或处于阈值致动量，然后利用所述组件中的另一个）；利用所述组件中的第一个与所述组件中的另一个交替（例如，利用通过转向范围交替的所述组件的逐个调度）；同时利用两个组件（例如，根据查找表或其它存储的转向信息，其可以包括针对组件中的每个的目标转向角和对应致动器定位，其中两个致动器从目前定位移动到目标转向角的对应致动器定位）；和/或这些的组合。在不限于本公开的任何其它方面的情况下，在可用的转向组件之间分配转向责任的操作包括在实现目标转向角之后修整致动器定位，和/或在不同的时间或操作条件下针对相同的目标转向角调整致动器定位。示例操作包括利用第一分配方案来实现瞬态转向目标，以及利用第二分配方案来在不同时间实现相同转向目标（例如，当在不同时间请求相同转向目标时，通过组件的不同开始条件）和/或在保持转向目标的时间段之后实现相同转向目标（例如，当保持转向目标时改变致动器定位，例如以使转向组件不饱，以调整条件来允许从转向目标更快退出（例如，利用小透镜来实现转向目标，并且当保持转向目标时将转向负担中的一些共享到较大透镜，从而扩展小透镜的可用范围以用于更好地响应未来转向目标改变））。

在x和y轴上的可用的偏转的角与转向层306的转向透镜的位移相关。在每个层中的对应透镜具有相同移动方向（例如，透镜1002和透镜1006在相同方向“x”上移动）的情况下，并且在（左）第一转向层306利用负透镜的情况下并且在（右）第二转向层306利用正透镜的情况下，x轴和y轴中的每个上的可用的偏转的角在等式7和8中阐述。在束转向装置的布置不同于针对等式7和8所描述的条件的情况下，可以容易地对等式进行调整以确定每个方向上的可用的偏转的角。在等式7和8中，f_r是有效等效正透镜的焦距，Δ₁参考转向透镜从（左）第一转向层306的移动，并且Δ₂参考转向透镜从（右）第二转向层306的移动。

等式7. 示例转向装置在x方向上的偏转角能力

等式8. 示例转向装置在y方向上的偏转角能力

可以看出，图10中描绘的示例束转向装置1000可以被利用以创建具有紧凑轴向范围的束转向装置1000。例如，束转向装置1000在固定正透镜1010和有效等效正透镜之间（例如，在透镜1006、1008之间）的轴向范围是f_r，在其它实施例中距离可以是2f_r。此外，图10中描绘的示例不包括将转向的束聚焦在任何组件上（例如，参考图13，其中聚焦发生在场透镜308上），允许更大范围的功率吞吐量和/或降低冷却或其它热传递考量。图10中描绘的示例包括四个转向透镜和四个对应的致动器，其中致动器中的两个转向大的正透镜（例如，（右）第二转向层306）。在某些实施例中，与大透镜和/或多个致动器的移动关联的劣势可以利用以下中的一个或多个来减轻：1）将转向责任的更大部分分配到协作透镜对中的较小透镜上；2）相对于（右）第二转向层306，将转向责任的更大部分分配到（左）第一转向层306上；和/或降低或消除在选择的方向上的转向能力（如果可适用于给定系统的转向要求）。

在考虑特定系统时具有本公开的益处和通常可用的信息的本领域技术人员可以容易地确定（一个或多个）转向层、（一个或多个）对应致动器的布置、组件（例如，转向层和/或转向透镜）之间的转向责任的分配和/或支撑转向组件（例如，准直透镜、场透镜等）的配置。可以根据本文的任何实施例提供确定的布置，包括利用其部分，包括但不限于利用类型3特性、类型1特性和/或这些的组合。确定（一个或多个）转向层、（一个或多个）对应致动器的布置、组件之间的转向责任的分配和/或支撑转向组件的配置的某些考量包括但不限于：透镜类型的成本和可用性；系统方面的制造公差（例如，透镜特性；包括在操作和/或安装期间针对致动器的致动器定位和对准）；针对透镜和/或致动器的可用占用面积（例如，几何形状、重量和/或诸如冷却、电功率、通信耦合等的接口）；设计的资本成本（例如，组件成本、集成和/或工程工作成本、进行特定设计的工具成本等）；设计的操作成本（例如，效率/功率损失；诸如致动器的组件的磨损和/或维护；可靠性和/或停断时间考量等）；和/或所要求的和/或期望的转向能力考量（例如，转向角幅度、转向角精度、转向速度、这些的定向方面；和/或如预计或定义的转向工作循环）。

参考图12，示意性地描绘了具有如贯穿本公开所阐述的多个方面的示例束转向装置1200。示例束转向装置1200克服和/或减轻了先前已知的转向系统的多个缺点，包括至少小的转向角、小的转向孔径、低的转向速度（和/或频率）和/或对针对转向透镜的高能力致动元件的要求。

示例束转向装置1200的方面类似于参考图3所描绘的束转向装置300，具有如下面针对某些实施例描述的某些改变，以及根据示例束转向装置1200的能力和方面对公共特征（例如，致动器318）的调整。为了方便描述，示例束转向装置1200本文可以标记为类型1转向装置。在不限于本文阐述的用于示出本公开的某些原理的示例的情况下，给定的束转向装置可以包括类型3转向装置和/或类型1转向装置的方面。如本文所利用的，示例类型1转向装置包括利用径向放大率（或虚像位移）来增强束转向装置1200的转向能力。如本文所描述且不限于本公开的任何方面，并且无论是利用类型3转向装置、类型1转向装置的原理、本文所描述的其它原理还是这些的组合，转向能力的增强可以参考以下中的一个或多个：转向角能力的增强（例如，转向到比先前已知的系统更大的角）、转向速度和/或频率的增强（例如，利用降低的透镜尺寸和/或致动器位移，从而允许相对于先前已知的系统更大的转向速度）、转向装置占用面积的降低（例如，降低的重量、尺寸、轴向范围、功率要求等）、组件和/或制造成本的降低（例如，利用更小的透镜、致动器的降低的成本和/或能力，和/或诸如集成要求、支撑要求、主动冷却要求等的支撑方面）、增强的孔径尺寸/转向的束尺寸等。相应地，在某些实施例中，本公开的束转向装置可以相对于先前已知的转向装置具有增强的转向能力，同时具有相同或更低的转向角能力。

示例束转向装置1200包括向放大透镜1202提供转向束1204的（一个或多个）转向层306，其中放大透镜1202增加入射到场透镜308上的束1206的转向角（例如，如通过转向束1206示意性地描绘的）。放大透镜1202与转向层306的（一个或多个）透镜协同提供了虚像（或虚物（virtual object））的径向放大率或位移-其是转向层306的（一个或多个）透镜的等效透镜的焦点的位移。示例转向层306包括一个或多个移动负透镜，移动负透镜中的每个可以与转向轴线对准或从转向轴线偏移（例如，参考图6、8、10、11、30-35和相关描述），并且可以被布置成彼此垂直地移动，或者彼此偏移，无论是垂直还是以其它方式。示例控制层306包括一个或多个正透镜，和/或负透镜与正透镜的组合。示例转向层306包括转向层306的透镜，所述透镜彼此紧密靠近地定位，并且定位在距放大透镜1202一到两个对焦距离之间。在示例中，发射透镜310是固定的正透镜，其中场透镜308定位在发射透镜310的焦平面处。发射透镜310定位在距放大透镜1202的像平面一个对焦距离。

参考图13，示意性地描绘了利用如本文所阐述的类型1转向装置的方面的示例束转向装置1300。示例束转向装置1300包括具有两个移动负透镜和放大透镜1202的转向层306。将理解，转向层306可以利用正透镜（其可以增加束转向装置的轴向范围），和/或正转向透镜和负转向透镜（例如，具有相异的光焦度）的组合。转向层306定位在距放大透镜1202一个和两个焦距之间。放大透镜1202可以是球面透镜或非球面透镜（例如，其中转向层306的透镜具有不同的光焦度）。针对转向层306利用负透镜提供了移动的虚拟源点（例如，在转向层306的上游），其可以降低束转向装置1300的轴向范围，而针对转向层306利用正透镜提供了移动的真实源点（例如，在转向层306的下游），其可以增加束转向装置1300的所要求的轴向范围。

示例束转向装置1200、1300不要求场透镜308，尽管场透镜308的利用允许更紧凑的装置（例如，降低尺寸的发射透镜310）和/或降低可能以其它方式存在的渐晕损失。示例类型1束转向装置1200、1300在场透镜308上创建束能量的聚焦（集中）。在某些实施例中，例如，在束转向装置1200、1300具有高功率吞吐量的情况下，在设计束转向装置1200、1300时可以考虑从场透镜308的热传递。例如，可以提供场透镜308的透明度、场透镜308的材料选择、场透镜308的热传递环境和/或热耦合到场透镜308的主动冷却以考虑场透镜308的预计热性能。可以看出，场透镜308相对于其它透镜（例如，转向层306的透镜）相对大（在大多数实施例中），提供了贯穿场透镜308分配热的散热器。可以管理类型1束转向装置的聚焦特性以适应大功率吞吐量装置（例如，大于55 kW）。进一步地，具有高功率吞吐量的束转向装置一般可以具有较大场透镜308（例如，提供较大散热器和/或热传递面积），并且进一步在场透镜308周围具有更大表面面积（例如，允许包括被动及/或主动热传递能力），因此允许管理较高功率吞吐量装置。

示例类型1转向装置可以考虑具有与转向层306的（一个或多个）转向透镜等效的移动焦点的等效透镜来设计（例如，通过两个转向透镜，可以确定是两个负透镜、两个正透镜和/或每个中的一个在转向层306中存在的等效物）。该移动焦点是束转向装置1200、1300的虚物。虚物的尺寸在第一方向上是Δ_x（根据转向透镜在方向x上的致动器位移），并且在第二方向上是Δ_y（根据转向透镜在方向y上的致动器位移）。如贯穿本公开描述的，x和y在（一个或多个）转向透镜的（一个或多个）移动方向上，其可以与转向方向对准或不对准，并且其可以垂直或不垂直。为了本公开的清楚性而提供的示例描述利用x作为第一转向方向并且利用y作为第二转向方向。通过将等效透镜的移动焦点定位在f_m和2f_m之间来提供虚物的放大率（例如，径向放大率），其中f_m是放大透镜1202的对焦距离。放大率（M）提供虚物的位移，在x方向上为MΔ_x以及在y方向上为MΔ_y。放大率M（可以在每个方向上相异（例如，为M_x和 M_y，但是为了本描述的清楚性，本文描述为相同））被确定为M=z’/z，其中z’是放大透镜1202和虚物的像之间的距离，并且其中z是虚物和放大透镜1202之间的距离。发射透镜310和放大透镜1202之间的轴向距离是z’ + f_r（或Mz + f_r），其中f_r是发射透镜310的焦距。场透镜308在存在的情况下定位在f_r处。发射透镜310具有选择的光焦度，以再准直会聚在放大透镜1202的像平面上的束，从而提供具有选择的准直特性（例如，准直的，和/或具有根据束转向装置1200、1300的要求和/或应用的发散和/或会聚特性）的转向束106。

在本描述中，虚物可以被理解为焦点（例如，（一个或多个）小负转向透镜的），并且虚物的像是形成在另一透镜上的实像（例如，由场透镜308上的放大透镜1202形成的实像）。因此，虚物的移动跟踪焦点在焦平面上的移动，并且虚物的像的移动跟踪虚物的实像到感兴趣的透镜上的移动。

利用类型1配置的束转向装置1200、1300的转向能力在等式9和10中阐述。等式9和10的示例对两个转向方向利用单个放大率M。将理解，放大率M可以在转向方向之间变化，和/或可以在转向方向和移动方向不对准的情况下和/或在移动方向不是线性（例如，一个或多个致动器318不提供转向透镜的线性或完全线性的运动）的情况下进行变换。

等式9 示例转向装置在x方向上的偏转角能力

等式10 示例转向装置在y方向上的偏转角能力

参考图14，示意性地描绘了束转向装置1300的说明性性能。为了本描述的清楚性，转向性能在单个转向方向上示出。

本文的示例实施例利用类型1转向装置来创建远大于真实位移的虚拟位移（例如，最终的转向的束106的角相对于入射在放大透镜1202上的束1204的转向的角被相乘）。示例束转向装置1200能够容易地在致动器318的适度位移的情况下以大的转向角（例如，> +/-60度、> +/-45度和/或> +/-30度）转向束106。此外，并且在不限于本公开的任何其它方面的情况下，束转向装置1200增强了优于先前已知的束转向装置的许多方面，例如，降低渐晕损失（例如，降低的致动器位移允许降低移动透镜尺寸、场透镜尺寸和/或在转向层306的透镜之间创建公共面积的更大容易性；从而降低会以其它方式要求来降低先前已知的束转向装置的渐晕损失的移动透镜尺寸和/或场透镜尺寸），和/或使能任意大的孔径。例如，能够产生具有50 cm或更大的尺寸的转向束106的束转向装置1200可以容易地被构建。类型1转向装置的增强可以被利用来将在其它维度中的束转向能力增加超过显著的转向角能力。例如，类型1转向装置产生相对于（一个或多个）转向透镜的位移量的高转向角，允许降低成本和/或致动器318移动（一个或多个）透镜的能力；增加的转向速度和/或频率（例如，在系统上施加降低的机械应变以移动（一个或多个）转向透镜）；（一个或多个）转向透镜的增加的公共面积（例如，相对于发射透镜310的孔径尺寸增加支持的束尺寸-引起相对于先前已知系统的更大的支持的发射束尺寸）；和/或（一个或多个）转向透镜尺寸的降低（例如，较小的位移降低了保持（一个或多个）转向透镜的给定公共面积所要求的（一个或多个）转向透镜尺寸）。

示例束转向装置1300包括40mm的等效负透镜（例如，转向层306的转向透镜）的焦距、20mm的放大透镜1202的焦距、以及12mm的发射透镜310和场透镜308的焦距。示例转向装置能够提供以0.2 KHz的速度偏转到+/-15度的转向束106。示例转向装置基于建模、模拟和经验，并且被认为是如本文阐述的实施例的范围（但不限于此）内的能力的代表。为了说明的目的，示例转向装置描绘了在仅单个轴线上的转向。

在某些实施例中，束转向装置（例如，如本文所公开的任何类型3转向装置、类型1转向装置和/或任何其它束转向装置）的光学组件和配置可配置成实现选择的转向束106尺寸和/或会聚/发散特性。示例配置包括提供类型3转向装置，所述类型3转向装置具有被选择以提供转向束106尺寸（例如为根据布置在束转向装置内的光学组件的放大率的入射束102尺寸的倍数）的望远放大率。用于类型3转向装置适应较大的转向束106尺寸的进一步配置选项包括以下中的一个或多个：增加转向层306的转向透镜的公共面积；包括和/或增加场透镜的尺寸（例如，如在图3或8中）；和/或包括和/或增加（一个或多个）附加场透镜的尺寸（例如，如在图5中）。示例配置包括提供类型1转向装置，所述类型1转向装置具有被选择以提供转向束106尺寸（例如为根据布置在束转向装置内的光学组件的望远放大率（例如，如与径向放大率相对）的入射束102尺寸的倍数）的望远放大率。用于类型1转向装置适应较大的转向束106尺寸的进一步配置选项包括以下中的一个或多个：降低场透镜（如果存在）的尺寸；将场透镜定位成更接近放大透镜；增加发射透镜的F#；增加转向层306的转向透镜之间的公共面积（例如，调整透镜尺寸、位移和/或利用与转向透镜关联的（一个或多个）场透镜，诸如在图5中）；和/或利用正/负透镜对作为发射透镜（例如，这可以降低转向能力，但是增加束尺寸）。转向束106的会聚-发散-准直特性取决于贯穿给定束转向装置的光路的组件（例如，每个透镜层和/或光学有源组件层）的（一个或多个）光学特性以及入射EM束102的初始特性。

可以看出，束转向装置的光学布置的某些特征在某些布置中竞争。例如，望远放大率和转向角能力竞争类型1束转向装置。在另一示例中，转向透镜公共面积与以下中的一个或多个竞争：转向透镜尺寸；转向角能力（例如，降低的转向透镜位移限制了转向角能力，但是改进了转向透镜公共面积）；和/或束转向装置的轴向范围竞争类型3束转向装置或类型1束转向装置。可以看出，束转向装置的光学布置的某些特征在某些布置中协作。例如，望远放大率和转向角能力协作用于类型3束转向装置。在另一示例中，转向透镜公共面积与低位移转向透镜布置协作，这在某些实施例中可能是期望的：降低的位移有益于（一个或多个）致动器的成本考量、束转向装置的功率消耗以及通过束转向装置的位移范围的转向速度。本文的实施例提供了通过束转向装置的光学布置空间的更大可操纵性，允许所得到的束转向装置相对于先前已知的束转向装置的改进的结果、能力、成本和/或性能。

在不限于本公开的任何其它方面的情况下，本文的实施例提供：每转向透镜位移单位的高转向角能力；发射束尺寸相对于发射光学器件（例如，（一个或多个）场透镜、（一个或多个）发射透镜等）的尺寸的高比率；被致动组件（例如，消除物理移动的（一个或多个）可写透镜和/或（一个或多个）降低尺寸的转向透镜）的降低和/或消除的移动质量；和/或束转向装置的轴向范围的降低（例如，利用负转向透镜，和/或净负转向层）。在不限于本公开的任何其它方面的情况下，本文的实施例提供了调整转向组件的布置的权衡空间的许多选项，诸如：利用望远放大率来增强转向角能力；在多个转向层之间划分转向位移负担（例如，比较图6、8、10和13的布置）；利用聚焦（例如，具有场透镜的类型1束转向装置）或非聚焦（例如，类型3束转向装置）布置；通过逻辑转向轴线补偿非对准的转向透镜移动（例如，允许在致动器定位选项、致动器类型、制造和/或对准公差等之间的权衡）；和/或利用标准化的或定制的组件（例如，透镜类型和功率选择、允许更广范围的可接受的致动器组件的致动器能力的降低或增加等）。在考虑束转向装置时，具有本文的公开的益处和通常可用的信息的本领域技术人员可以容易地确定满足给定应用的期望能力的配置，同时平衡束转向装置的组件成本、可制造性和占用面积特性。用于配置束转向装置以满足期望的能力和/或调整转向组件的布置的权衡空间的某些考量包括但不限于：可用的致动器的移动能力（位移和/或速度）；移动方向的取向（相对于彼此，和/或相对于转向轴线）；目标转向包络（例如，转向的幅度和/或方向）；束转向装置的可用轴向占用面积（例如，限定转向组件的壳体和/或转向组件的轴向范围）；入射束的束尺寸；转向束的束尺寸；透镜组件（例如，球面、非球面、各向异性、像散、正和/或负透镜、柱面透镜和/或可写透镜，例如，参考图36、37）的光学特性和/或相对成本；入射束和/或观察束的功率吞吐量；可用于束转向装置的组件的热传递特性和/或主动冷却特性（例如，资本成本、集成成本、占用面积成本（例如，尺寸、重量、系统、接口、控制）、操作成本和/或性能效果或限制）；前进通过所述束转向装置的转向束的所述聚焦特性；相对于转向束的数量和几何形状的可用转向路径的数量和几何形状（例如，其中路径之间的转向责任的交换可以增强转向能力、转向响应时间、发热和/或组件利用-例如，参考图15-25、39-42和44）；转向操作的工作循环（例如，转向角和/或频率，和或功率吞吐量；包括对应于这些的操作时间的描述；包括对转向致动器的后续影响、组件在温度下的时间、冷却系统等等）；机械位移能力和约束、转向系统的可用占用面积（例如，轴向尺寸、直径、重量、功率提供、冷却提供、和/或包括I/O、可用传感器、和/或可用致动器的控制能力）、资本成本考量、操作成本考量、和/或制造约束（例如，组件的公差、可用材料、诸如机加工、涂覆、精加工等的可用操作）。

参考图15，描绘了同时转向多个EM束1502、1504的示例束转向装置1500。为了方便参考，本文将诸如图15-18和22的示例中所描绘的那些多束转向布置的多束转向布置标记为类型2束转向装置。在图15的示例中，最终转向光学器件包括共享场透镜1514和共享发射透镜1516。上游转向组件与用于每个EM束1502、1504的类型1束转向装置一致，例如每个包括转向层和放大透镜。然而，EM束1502、1504中的任何一个或所有的上游转向组件（其可以标记为单独转向装置）可以附加地或备选地包括与类型3束转向装置一致的单独转向装置（例如，参考图4、5、8和10以及相关描述）。共享场透镜1514可以是除了针对单独转向装置提供的任何场透镜（未示出）之外的，和/或可以被提供为在由给定的单独转向装置执行初始转向之后的附加的转向组件。附加地或备选地，给定的单独转向装置可以包括发射透镜（未示出），所述发射透镜从单独转向装置发射单独转向的束（其入射到共享场透镜1514上），和/或可以被省略（例如，如图15的示例中所描绘的）。附加地或备选地，单独转向装置可以包括类型3束转向装置和类型1束转向装置组件的组合。

在图15的示例中，每个单独束转向装置包括近似穿过共享场透镜1514的中心的标称光学线路，其中单独束（例如，EM束1502）的转向使单独束的入射在共享场透镜1514的中心周围移动，其然后从共享发射透镜1502发射作为最终的单独转向束。可以看出，在单独的转向装置中的一个（例如，在图15的示例中，正在转向EM束1504的单独的转向装置）被提供在场透镜1514-发射透镜1516对的中心线处的情况下，所有其它单独转向装置将偏移某一角。偏移量将取决于透镜（例如，（一个或多个）放大透镜1512、1524（在存在的情况下）和/或转向层1508、1520的透镜）的尺寸、（一个或多个）致动器1510、1522的定位和配置和/或任何其它组件（未示出），诸如外壳或支撑结构、（一个或多个）冷却接口、功率连接、控制连接等等。图15的示例包括中心线单独束转向装置（例如，在图15的示例中，正转向EM束1504的单独转向装置），但是给定的束转向装置1500可以不包括中心线单独束转向装置（例如，其中所有单独束转向装置被偏移，例如，以针对每个单独束转向装置提供类似的转向环境，和/或降低束转向装置1500中的所有单独转向装置的总偏移量）。图15的示例描绘了能够转向两个EM束1502、1504的布置（作为束转向装置1500的某些特征的说明），但是束转向装置1500可以包括多个单独束转向装置（例如，对于附加的示例，参考图16-18和22以及相关的描述）。

在图15的示例中，第一单独转向装置包括从第一EM源1506接收入射束1504的第一转向层1508，以及从第一转向层1508接收入射束1504并将其提供到共享场透镜1514的第一放大透镜1512。第一转向层1508的操作使EM束1504环绕场透镜1514移动，引起从发射透镜1516发射最终转向束1504。

在图15的示例中，第二单独转向装置包括从第二EM源1518接收入射束1502的第二转向层1520，以及从第二转向层1520接收入射束1502并将其提供到共享场透镜1514的第二放大透镜1524。第二转向层1520的操作使EM束1502环绕场透镜1514移动，产生从发射透镜1516发射的最终转向束1502。进一步参考图15的示例，EM束1502、1504可以独立地和/或同时地被转向。

图15的示例描绘了从EM源1506、1518接收并且选择性地转向到期望的位置（例如，转向值，其可以包括针对每个EM束1502、1504的单独值）的EM束1502、1504。然而，束转向装置1500可以附加地或备选地以期望位置为目标，以接收从目标位置回到诸如光子阵列的检测器（例如，除了EM源1506、1518之外或作为其替换）的EM辐射。在某些实施例中，一个或多个单独转向装置可以专用于发射束转向，并且单独转向装置中的其它单独转向装置可以专用于接收EM辐射。附加地或备选地，可以利用相同的单独的转向装置在第一时间转向发射的束，以及在第二时间导引接收的EM辐射。在某些实施例中，进一步上游光学组件（例如，束分束器和/或进一步转向组件-未示出）可以管理EM源1506、1518的提供和/或到检测器的最终转向，允许相同的单独转向装置执行转向操作而不考虑转向是针对发射还是接收目的而执行，和/或允许发射和接收的同时转向（例如，其中相同的目标位置是同时针对发射和接收EM辐射两者的目标）。

每个单独转向装置的组件和/或类型可以相同或相异，和/或每个单独转向装置的能力可以相同或相异。根据图15的示例配置的装置可以同时并且在多于一个的维度（例如，方位角和仰角）上转向多于一个的EM束1502、1504。在某些实施例中，一个或多个单独转向装置可以配置成在两个维度上转向，其中单独转向装置中的其它单独转向装置仅能够在一个维度上转向。

参考图16，描绘了例如与图15的束转向装置1500的方面一致的束转向装置的示例布置。在图16的示例中，一个单独转向装置转向中心线束1502，并且单独转向装置的六边形布置转向偏移转向路径上的多个束1504（例如，与图15的示例一致，具有第二单独的转向装置的多个添加）。在图16的示例中，每个偏移转向路径从中心线偏移相同的量（尽管这不需要是所述情况），但是每个偏移转向路径具有相异的转向环境-例如，在最左边偏移单独转向装置和最右边偏移单独转向装置以其它方式具有充分类似的总体转向能力（例如，+/-15度，+/-20度等）的实施例中，偏移单独转向装置中的最左边一个将相对于偏移单独转向装置中的最右边一个具有不同的总体转向窗口。

单独转向装置的能力和布置（例如，类型3、类型1和/或组合）可以变化，根据类型2束转向装置和/或应用的期望能力提供所选择数量的转向装置和能力。可以看出，偏移束1504不在中心线上，并且即使具有相同的能力（例如，对于单独转向装置中的每个，标称+/-45度），在可用的转向范围中将存在一些损失。例如，针对附加细节参考图19-22。从中心线偏移的量将取决于每个单独转向装置的尺寸和其它考量（例如，参考图15和相关描述），并且将进一步取决于可用于提供类型2转向装置的轴向范围（例如，具有固定几何偏移的较长装置引起较低的偏移角）。单独转向装置和/或对应的组件（例如，转向层、放大透镜等）可以以任何方式布置，诸如在平面上、在曲面（例如，球面、抛物面、这些的椭圆型式、这些的双曲型式）的平截头体上，和/或可以定位在此类表面的凹部或凸部上等），和/或可以任意地布置在三维空间中（例如，以最小化诸如致动器和/或放大透镜的组件的冲突），其中单独转向装置中的每个相对于共享场透镜1514具有选择的光学线路。曲面、平面或其它布置的描述被利用以描述一般的逻辑布置，并且不是在实际表面上的单独转向装置上的定位。然而，取决于配置，单独的转向装置可以定位在具有选择的形状（或形状的组合）的实际表面上，例如壳体壁、结构支撑（例如，具有选择的形状的壁、舱壁和/或脚手架）等等。

所提供的示例是非限制性的。在某些实施例中，单独转向装置的转向能力充分高，使得利用非转向考量，诸如制造的容易性、致动器的集成、类型2束转向装置的简化几何形状和/或占用面积等等，来确定单独转向装置及其组件的布置。在某些实施例中，单独转向装置的复杂形状和几何形状被证明合理以保持装置的转向能力。在某些实施例中，单独转向装置的子集维持具有高转向能力，诸如：选择的数量的单独转向装置、单独转向装置的相关的群组和/或单独转向装置的分配式群组（例如，以提供跨单独转向装置阵列的分配的能力）。图16的示例包括转向EM束1502的中心线单独转向装置，但是给定的实施例不需要包括任何中心线单独转向装置。

参考图17，例如与图15的束转向装置1500的方面一致。在图17的示例中，一个单独转向装置转向中心线束1502，单独转向装置的六边形布置在偏移转向路径上转向多个束1504（例如，与图15的示例一致，具有第二单独的转向装置的多个添加），并且单独转向装置的进一步六边形布置在第二偏移转向路径上转向多个束1702。用于多个束1702的单独转向装置相对于用于多个束1504的单独转向装置进一步从中心线偏移，但图16的考量和描述以其它方式一般应用于图17的实施例。将看出，用于多个束1702的单独转向装置的转向环境的变化将大于用于多个束1504的单独转向装置的转向环境的变化。

示例层级布置包括靠近场透镜的六边形几何形状的束，其中中心束在轴线上或接近在轴线上，并且在中心环周围的6个孔径的环形成7六边形布置，在7六边形阵列周围的另12个孔径的环形成19六边形阵列，对于更大的六边形布置依此类推。

为了方便描述，每个类似定位的单独转向装置的群组可以标记为单独转向装置的层级。例如，中心线单独转向装置（和/或最小偏移单独转向装置群组）可以标记为第一层级，用于多个束1504的单独转向装置（和/或次最小偏移单独转向装置群组）可以标记为第二层级，并且用于多个束1702的单独转向装置（和/或次最小偏移单独转向装置群组）可以标记为第三层级。可以看出，至少对于利用给定层级的范围的实施例，每个层级的总体转向环境的差异将具有比先前层级更大的变化。例如，诸如图17中描绘的布置包括第三层级的最左边构件和第三层级的最右边构件，所述构件在它们之间具有比第二层级的最左边构件和第二层级的最右边构件更大的偏移差异。然而，在诸如图17中描绘的实施例的实施例中，但是在第三层级未完全被利用的情况下（例如，在仅存在第三层级的两个相邻构件，但是存在整个第二层级的情况下），可能存在在总体转向环境中具有更大差异的第二层级的构件。在示例中，虽然第三层级的两个相邻构件具有更大的偏移，但是第三层级的两个相邻构件之间的转向环境将仍然相对于彼此具有类似的环境。在每个后续层级内的转向环境的更大变化（在存在的情况下）可能导致类型2束转向装置的转向空间中的操作间隙-例如第三层级的最左边构件可能不能够实现到目标转向窗口的一部分的转向（例如，最左边或最右边部分，取决于单独转向构件的光学转向布置和/或相关致动器定位和能力）。

示例类型2束转向装置配置成管理此类操作间隙，例如利用目标切换（例如，参考图24、38-42和44以及相关描述），和/或利用一个或多个单独束转向装置的类型选择和/或致动器布置（例如，认识到类型3布置在转向透镜移动的方向上转向束，并且类型1布置在转向透镜移动的相反方向上转向束）。图17的示例描绘了单独束转向装置的三个层级，但是本文考虑了单独束转向装置的任何数量的层级（例如，四个层级、五个层级等）和/或布置。图17的示例描绘了单独束转向装置的六边形布置，但是本文考虑了任何布置，包括网格、任何类型的模式和/或任意定位的单独束转向装置。所提供的层级可以包括完整层级（例如，由单独束转向装置占据的所有可用定位）、部分层级（例如，针对层级提供的多个单独束转向装置，其中一些定位未被占用，例如，在单独束转向装置的数目充足（而没有占据所有定位）以提供用于被构造的支撑、功率耦合、冷却、控制耦合等的空间情况下）。

参考图18，示意性地描绘了示例类型2束转向装置1800。图18的示例包括第一层级单独束转向装置1818、第二层级单独束转向装置1820、以及第三层级单独束转向装置1822。为了本公开的某些概念的描述的清楚性，图18的示例包括来自每个层级的示例装置1818、1820、1822。然而，给定层级可以根据所选择的布置包括任何数量的装置。在某些实施例中，单独束转向装置可以具有关于光轴120的圆对称性（例如，层级内的装置具有相同的偏移角）。在某些实施例中，单独束转向装置可以附加地或备选地环绕光轴120对称地分配（例如，其中给定层级中的每个单独束转向装置1818具有定位在跨光轴120镜像的相反位置中的相对的单独束转向装置1818）。将理解，这里也考虑了每个层级的类型2束转向装置的交替布置，例如具有在给定层级中的单独束转向装置的非对称和/或不平衡布置。此外，将理解，类型2束转向装置1800可以被提供不具有层级-例如具有多个分配式单独束转向装置，每个具有偏移角（和/或具有这些中的以光轴120为中心的单个分配式单独束转向装置），和/或组合，诸如在一个或多个层级中提供的某些单独束转向装置，以及以偏移角的任意值提供的（一个或多个）附加单独束转向装置。

示例的束转向装置1800包括公共光学器件1824（例如，场透镜和发射透镜），其中第一层级装置1818转向第一EM束1801，其中第二层级装置1820转向第二EM束1803，并且其中第三层级装置1822转向第三EM束1805。示例束转向装置1800包括作为中心线装置的第一层级装置1818（例如，其中第一EM束1801与光轴120成直线提供）。然而，束转向装置1800可以不包括中心线装置，并且装置1818、1820、1822出于任何原因可以具有从光轴120的相异偏移，而不管装置1818、1820、1822是否被提供为单独的层级的构件。在图18的示例中，第一装置1818转向第一EM束1801，向公共光学器件1824提供转向的EM束1802，然后将其作为第一转向束1808发射。第二装置1820转向第二EM束1803，向公共光学器件1824提供第二转向的EM束1804，然后将其作为第二转向的束1810发射。第三装置1822转向第三EM束1805，向公共光学器件1824提供第三转向的EM束1806，然后将其作为第三转向的束1812发射。

转向的束1808、1810、1812被示意性地描绘，并且被提供以示出，在装置1818、1820、1822以其它方式具有类似转向能力的情况下，具有从光轴120的进一步偏移的装置1818、1820、1822具有在至少一个方向上的针对最大转向的降低的能力。例如，第二装置1820的标称光轴从光轴120偏移角1814，并且第三装置1822的标称光轴从光轴120偏移较大的角1816。最大转向能力的降低包括偏移角1814、1816（例如，“相对于”偏移角的转向要求除了目标转向值之外克服该角），而且包括由于被转向的束（例如，1804、1806）与公共光学器件1824的接合角的偏移装置1820、1822的总体能力的降级。由于接合角的总体能力的降级不是线性的-例如，几度的轻微偏移可能引起仅几度的能力损失，但是更大的偏移（例如，20度）将引起最大能力的更显著的偏移。例如，在第一装置1818包括+/-45度的能力的情况下，具有小于大约5度的偏移角1814的以其它方式类似的第二装置1820可以保持+/-40度的总体能力，而具有小于大约10度的偏移角1816的以其它方式类似的第三装置1822可以保持+/-30度的总体能力。所叙述的示例是非限制性的，并且示出了基本概念。偏移角和能力降级取决于许多因素，其可以以设计细节来减轻，例如利用单独束转向装置1818、1820、1822的轴向距离和/或布置来降低偏移角，增加偏移单独束转向装置1820、1822的能力（例如，利用径向和/或望远放大率、中间场透镜、和/或（一个或多个）相关致动器的增强的位移能力等），以弥补由于装置1818、1820、1822的标称几何布置的损失的能力。

参考图19，示意性地描绘了第一层级转向装置（例如，中心线装置）的示例转向能力1902。可以看出，转向束1808包括第一范围1904，其可以是+/-30度，+/-40度，+/-45度等。图19的示例是示意性描绘（为了与类型2束转向装置的其它层级（诸如图15-18中描绘的）进行比较的目的）。提供图19-21之间的比较以示出来自相异层级（和/或以其它方式具有相异的偏移角）但以其它方式具有类似转向能力（例如，放大率、位移等）的转向装置的性能。在某些实施例中，在较高层级中的和/或具有更大偏移的一个或多个转向装置可以被提供具有更大转向能力，从而降低在图19-21的比较中所描绘的差异。在某些实施例中，在较高层级中和/或具有更大偏移的一个或多个转向装置可以被提供具有降低的转向能力（例如，其中外层级装置充足以满足期望的转向目标和/或应用任务，而不管降低的能力），从而增加在图19-21的比较中所描绘的差异。

参考图20，示意性地描绘了第二层级转向装置（例如，具有偏移角1814）的示例转向能力2002。可以看出，转向束1810包括第二范围2004。第二范围2004相对于第一范围1904在幅度上降低，并且此外偏移角1814。相应地，在一个方向（例如，在图20的描绘中在光轴120上方，或不利的方向）上的转向相对于转向能力1902在能力上大大降低，而在另一个方向（例如，在图20的描绘中在光轴120下方，或有利的方向）上的转向较少降级（和/或可以增强，取决于偏移角1814和2004相对于1904的降低幅度）。

参考图21，示意性地描绘了第三层级转向装置（例如，具有偏移角1816）的示例转向能力2102。可以看出，转向束1812包括第三范围2104。第三范围2104相对于第二范围2004在幅度上降低，并且此外从光轴120偏移角1816。相应地，在一个方向（例如，在图21的描绘中在光轴120上方）上的转向相对于转向能力1902或转向能力2002在能力上大大降低，而在另一个方向（例如，在图21的描绘中在光轴120下方）上的转向相对于转向能力1902、2002中的一个或两者较少降级（和/或可以增强，取决于偏移角1816和2104相对于1904、2004的降低幅度）。在图21的示例中，转向能力2102的上限在光轴120上方，并且相应地目标切换（例如，参考图24、39-42和44以及相关描述）可以被利用来提供从（一个或多个）第三层级的转向装置的完全转向能力或接近完全转向能力（例如，取决于转向能力2102在有利方向上的范围）。将理解，目标切换可以被利用来保持转向能力，但是某些操作条件可能仍然引起转向能力的损失-例如，当足够大的第三层级转向装置群组被指令在不利的方向上转向时，其中没有足够的可切换的第三层级转向装置可用于实现多个转向束的期望转向目标。在某些实施例中，目标切换可以扩展通过装置层级-例如，其中第二层级装置被利用以实现名义上被命令用于第三层级装置的转向目标。

图19-21的示例描绘了来自多层级的装置（和/或具有所选择的偏移值的装置）的示例能力。具有本公开的益处的本领域技术人员可以容易地设计具有对期望数量的转向束的期望的转向能力范围的多层级（和/或多偏移）类型2束转向装置。设计具有对任意数量的转向束的任意转向能力的类型2束转向装置的某些考量包括但不限于：类型2束转向装置的可用占用面积（例如，轴向范围、径向范围、体积、重量等）；EM源的可更换性（例如，确定来自哪些层级的哪些装置具有等效EM源，诸如束能量、直径、频率、相位等）；对于选择的层级中的装置的转向能力增强的可用性；和/或多个类型2束转向装置（例如，具有相异的光轴120、层级布置等）的可用性。

参考图22，示例类型2束转向装置2200包括在多个层级中提供的多个单独转向装置-例如，第一层级中的第一装置1818（其可以是中心线装置）、第二层级中的第二装置1820、2202以及第三层级中的第三装置1822、2204。在图22的示例中，每个单独的转向装置包括关联的能力（例如，具有能力2226的装置1818、具有能力2224的装置1820、具有能力2222的装置1822、具有能力2228的装置2202、以及具有能力2230的装置2204）。可以看出，在示例中，装置1822、2204具有重叠的能力2230、2222，使得装置1822、2204可以协作（例如，利用目标切换）以覆盖整个范围（例如，在图22的示例中，从2230的顶部到2222的底部）。附加地或备选地，给定装置（例如，1822、2204）的范围外转向目标可以通过切换到另一层级中的装置（例如，1820、2202或1818）来满足。图19-22的示例是非限制性的，并且是说明性信息类型，当考虑类型2束转向装置2200时由具有本公开的益处和通常可用的信息的本领域技术人员可利用，以确保束转向装置2200将具有充足的能力来满足应用任务。

参考图23，例如与图22中描绘的转向能力2222、2230一致地描绘了说明性范围重叠2302。对于重叠范围2302中的转向命令，装置1822、2204中的任一个或两者可以实现目标转向，并且转向操作可以由默认装置1822、2204和/或由装置1822、2204中的任一个或两者执行。对于重叠范围2302外部的转向命令，装置1822、2204中适当的一个可以被利用来实现目标转向。在某些实施例中，例如，当转向命令从重叠范围2302外部转移到重叠范围2302中时，转向可以从切换装置（例如，1822替代2204）转移到默认装置，和/或可以应用管理技术，诸如应用滞后（例如，以防止在执行转向操作的装置1822、2204之间的抖动或快速切换）。可以进一步看出，可以执行切换操作以改进转向响应时间（例如，利用已经接近目标转向位置的装置1822、2204）、降低系统功率消耗（例如，利用重叠范围2302来降低总致动器功率消耗）、或用于任何其它目的。将理解，关于图19-23描述的能力、切换和其它操作可以被利用用于多个转向方向（例如，为了描述的清楚性，本文的描述已经在单个转向轴线的上下文中描述）和/或用于在层级之间执行的切换操作。

参考图24，示例致动器2402被描绘为耦合到多于一个的单独转向装置，例如转向与给定层级的类型2的束转向装置关联的EM束1504。在某些实施例中，可能期望针对多于一个的单独的转向装置提供到相同的转向目标的转向（例如，一个装置转向发射的束，并且另一装置转向接收的EM辐射；一个装置转向具有第一特性的第一发射束，并且另一装置转向具有第二特性的第二发射束，等）。在图24的示例中，单个致动器从而可以转向多于一个的单独转向装置，降低了总体类型2束转向装置的复杂度。在进一步示例中，第一特性和第二特性可以是EM束的任何方面，包括频率差异、相位差异、能量差异等。在进一步示例中，第一特性和第二特性可以不具有任何差异-例如，当利用两个（或更多个）束来利用组合的转向EM束1504向目标位置提供选择的量的EM能量时。

参考图25，示意性地描绘了示例类型2束转向装置2500。示例束转向装置2500包括对第一束1802执行转向操作的第一单独转向装置1818，以及对第二束1804执行转向操作的第二单独转向装置1820。示例束转向装置2500包括公共场透镜1514和发射透镜1516。在某些实施例中，（一个或多个）单独束转向装置1818、1820可以具有单独地关联的场透镜（未示出），和/或（一个或多个）单独束转向装置的子集可以共享公共场透镜，而（一个或多个）其它单独束转向装置具有单独地关联的场透镜，和/或共享不同的公共场透镜。在某些实施例中，（一个或多个）单独束转向装置1818、1820之间的公共共享光学器件可以被限制到公共发射透镜1516。

示例束转向装置2500进一步包括插入在第一单独转向装置1818和公共场透镜1514之间的第一透镜2502，以及插入在第二单独转向装置1820和公共场透镜1514之间的第二透镜2504。透镜2502、2504可以是放大透镜，例如以实现类型1束转向装置，以用于转向要由类型2束转向装置2500转向的多个束中的一个或多个。透镜2502、2504可以附加地或备选地包括光学特性以对转向的束应用所选择的调整，例如透镜2502、2504可以是附加的场透镜（例如，确保转向的束撞击在公共场透镜1514上和/或公共发射透镜1516上），和/或配置成向转向的束提供所选择的会聚特性的会聚透镜。

在图26-28的示例中，包括偏置构件的电磁致动器318的数量和布置被描绘为示例。示例实施例的转向层306包括由金属环（例如，永磁体和/或铁磁材料，并且其可以包括配置成响应于所应用的EM场的特征和/或被其代替）响应于由致动器产生的EM场而围绕的透镜。偏置构件可以是拉伸或压缩偏置构件，并且可以从非磁性材料形成（或者可以是磁性材料，例如，其中与透镜的响应相比，偏置构件的磁响应是可忽略的，和/或其中在致动方案中考虑偏置构件的磁响应）。偏置构件和致动构件的数量和布置是可选择的。将理解，为了在单个轴线上转向，提供了至少单个致动构件，所述单个致动构件在被激活时在单个转向轴线（和/或关联的移动方向）上具有力分量。将理解，为了在两个轴线上转向，提供至少两个致动构件，在转向轴线中的每个中具有净力分量。然而，可以存在多个致动元件，诸如所描绘的那些。在某些实施例中，致动器318可以以透镜上的拉动布置、透镜上的推动布置或选择性地以两种布置（例如，其中一个侧上的致动器推动，并且相对的致动器或其它致动器的净复合也在第二侧上推动）操作。致动器的选择，诸如AC螺线管、DC螺线管或其它EM致动器，可以具有任何类型，并且可以取决于用于转向给定实施例所期望的特性，诸如所期望的响应时间、可用的致动功率、可用的空间等等。在图26-28的实施例中，描绘了单个转向透镜。附加地或备选地，多于一个转向透镜例如提供具有相异转向特性（例如，转向速度、转向精度、转向位移能力等等）的转向透镜，和/或由于使存在多于一个转向透镜是可期望的其它系统特性（例如，协作转向以实现增加的转向能力或响应时间，针对每个轴线的分开转向控制，和/或由于对与一个或多个转向透镜关联的致动器的数量或布置的约束，诸如可用空间、EMI噪声考量、功率输送考量等等）。

在某些实施例中，压电装置提供许多优点，诸如快速响应时间（例如，允许快速转向操作、扫描等等）、对大量操作循环的低降级，以及通过电子命令的方便控制。然而，在先前已知的系统中利用的压电装置具有限制其效用的多个缺点，诸如有限的位移能力和对某个频率的有限灵敏度。本文的实施例使用压电装置提供针对（一个或多个）透镜的增强的位移能力，和/或减轻（一个或多个）透镜的有限可用位移的增强的转向能力。

参考图29，描绘了具有关联的致动器2402、2404的转向透镜2902、2904的示例布置。示例实施例包括构成如贯穿本公开所描述的任何束转向装置的转向层的转向透镜2902、2904。图29的示例描绘了向转向透镜2902、2904提供垂直运动的致动器2902、2904，其可以与束转向装置的逻辑转向轴线对准或不对准。致动器2402、2404可以具有如贯穿本公开阐述的任何类型。

参考图30，描绘了在第一移动方向3002或第二移动方向3004上移动相应的转向透镜（未示出）的致动器2402、2404的示例布置。图30的示例布置例如与图29中所描绘的转向透镜2902、2904的布置一致。为了说明的目的，将移动方向3002、3004描绘为垂直的和线性的两者。然而，移动方向3002、3004可以是非垂直的，包括至多大约45度的偏移。将理解，例如参考图32、34、35和相关描述，利用非垂直移动方向3002、3004降低了对于给定致动器移动量可用的总体转向包络。然而，为了其它原因（例如，为了适应安装公差、一个或多个组件的盲安装，为了适应束转向装置内的致动器定位选项等），利用非垂直移动方向3002、3004可能是可期望的，并且可以适应利用非垂直移动方向3002、3004。进一步地，移动方向3002、3004可以是非线性的，包括曲线（例如，通过致动器的运动强加，以适应外壳曲率，以提供用于其它组件的空间等）。针对一个或多个移动方向3002、3004的弯曲运动轨迹的利用可以引起多个转向解决方案-例如，多于一个致动器2402、2404定位集合来实现规定转向目标值。可以适应针对一个或多个移动方向3002、3004的曲线运动轨迹的利用，例如如关于图32、34、35和相关描述所描述的。附加地或备选地，移动方向3002、3004可以与逻辑转向轴线对准或不对准（例如，参考图32、34和相关描述）。移动方向3002、3004与逻辑转向轴线的非对准降低了可用于给定致动器移动量的总体转向包络。然而，为了其它原因（例如，为了适应安装公差、一个或多个组件的盲安装，为了适应束转向装置内的致动器定位选项等），利用与逻辑转向轴线非对准移动方向3002、3004可能是可期望的，并且可以适应利用与逻辑转向轴线非对准移动方向3002、3004。在某些实施例中，垂直移动方向3002、3004的完成可以比移动方向3002、3004与逻辑转向轴线的对准更容易实现（例如，利用作为单元安装到束转向装置中的转向层组合件）。

参考图31，描绘了在第一移动方向3002或第二移动方向3004上移动相应的转向透镜（未示出）的致动器2402、2404的示例布置。图31中的示例的示例移动方向3002、3004不垂直。

参考图32，描绘了针对束转向装置的示例操作图3202。示例操作图3202将致动器定位（示例水平线3204对应于第一致动器的定位，并且垂直/对角线3206对应于第二致动器的定位）映射到逻辑转向轴线值（例如，在示例中，仰角和方位角）。图32的示例中的线3206的斜线性质指示致动器中的一个提供不与转向轴线对准的移动方向，并且缺乏线3204、3206的垂直度指示移动方向3002、3004不垂直。然而，操作图3202可以被利用以确定致动器定位来提供选择的转向解决方案。在图32的示例中可以看出，移动方向与逻辑转向轴线之间缺乏对准并且移动方向之间缺乏垂直度，相对于完美对准和垂直的移动方向提供了降低的转向包络（例如，操作图3202的左上和右下中的不可实现的转向解决方案）。尽管如此，操作空间可以被充分地定尺寸（例如，利用具有充足移动的致动器，和/或根据束转向装置类型增加适当的放大率），使得可以实现任意转向角能力。在某些实施例中，诸如操作图3202的信息可以被存储在计算机可读介质上（例如作为等式、查找表等等），以用于由控制器、电路、处理器或如本文所描述的其它功能执行组件参考和执行。在某些实施例中，线间隔（例如，水平线3204之间的距离）可以指示致动器定位值以实现期望的转向解决方案。在某些实施例中，操作线（例如，水平线3204）可以是弯曲的-例如表示对应致动器的非线性运动。可以看出，如果所述线充分弯曲，则多于一个的致动器定位解决方案对于给定的目标转向值可以是可用的。在多于一个致动器定位解决方案可用的情况下，确定致动器定位以实现目标转向值的操作可以包括但不限于：前进到最接近的致动器定位（例如，基于当前致动器定位），前进到距饱和度最远的致动器定位（例如，保持致动器具有操作空间而不是使致动器饱和），和/或前进到第一致动器定位，并且然后调整到另一致动器定位（例如，首先前进到最接近的定位，并且然后调整到不同的期望致动器定位，诸如以提供高瞬态能力和针对稍后转向调整的操作裕度两者）。

参考图33，提供了示例操作图3202，其中致动器提供了垂直的移动方向，此外其与逻辑转向轴线对准。在图33的示例中可以看出，对于给定的致动器移动范围，对准和垂直度两者最大化了转向能力包络。参考图34，提供了示例操作图3202，其中致动器提供了垂直的移动方向（其显著不与逻辑转向轴线对准）。在图34的示例中可以看出，对于给定的致动器移动范围，移动方向与逻辑转向轴线的显著未对准显著地降低了转向能力包络。尽管如此，操作空间可以被充分地定尺寸（例如，利用具有充足移动的致动器，和/或根据束转向装置类型增加适当的放大率），使得可以实现任意转向角能力。参考图35，提供了示例操作图3202，其中致动器不提供垂直的移动方向，并且其中两个移动方向都不与逻辑转向轴线对准。

参考图36，示意性地描绘了示例变轴透镜3600。在端视图中描绘了示例变轴透镜3600-例如其中要转向的EM束如所描绘地垂直地穿过变轴透镜3600。示例变轴透镜3600包括具有可控电压的多个分立高侧电极3602和可以是接地电压、低电压（包括非零和/或负电压）的多个相对的分立低侧电极3604。变轴透镜3600包括电光衬底3606，例如具有响应于所应用的电场而改变的折射率（和/或双折射）。示例变轴透镜3600可以被提供为转向透镜-例如，高侧电极3602（和/或低侧电极3604）的电压被调整以将透镜“移动”到变轴透镜3600上的所选择的位置。相应地，变轴透镜3600是适合作为转向透镜和致动器两者（作为束转向装置的转向层的一部分）的可写透镜。通常，最大电压保持恒定（例如，在操作期间提供变轴透镜3600的相同的焦距），其中电压轨迹在最大电压定位的任一侧上以提供完全可写透镜。在某些实施例中，低侧电极3604可以是连续的。将变轴透镜3600利用用于转向透镜中的一个或多个提供了快速的响应时间，并且消除了用于束转向装置的至少一部分的移动机械部分。

参考图37，示意性地描绘了可写透镜3700。示例可写透镜3700包括在第一侧（在图37的示例中示出的前侧）上的高侧电极的像素网格3708，以及在第二侧（在图37的示例中未示出的后侧）上的对应的像素网格或连续的低侧电极。可写透镜3700包括贯穿透镜的至少有源区（active area）的电光衬底3710，例如具有响应于应用的电场而改变的折射率（和/或双折射）。在示例中的电极是透明电极，并且如所描绘地要被转向的EM束穿过可写透镜3700进入或离开可写透镜3700的面。相应地，可写透镜3700适合作为一对转向透镜和致动器两者（作为束转向装置的转向层的一部分）。通常，最大电压保持恒定（例如，在操作期间提供变轴透镜3600的相同的焦距），其中电压轨迹围绕最大电压定位以提供完全可写透镜，形成透镜部分3706。诸如所描绘的可写透镜的可写透镜3700的利用提供了在第一轴线3702和第二轴线3704两者上的转向（例如，透镜部分3706的定位可以通过电压改变来移动），其可以被快速移动并且不移动束转向装置的至少一部分的机械部分。

参考图38，示意性地描绘了控制束转向的示例设备3800。示例设备3800可以与贯穿本公开描述的任何束转向装置一起利用。示例设备3800可以作为束转向装置的一部分被包括（作为包括束转向装置的系统的一部分），和/或可以被提供与束转向装置的一个或多个方面通信，诸如但不限于（一个或多个）致动器318、有源或可写透镜（例如，参考图36、37和相关描述）、传感器（未示出，但是包括例如用于各种组件的温度确定、致动器反馈传感器等）和/或主动冷却组件（未示出）。示例设备3800可以通信地耦合到束转向装置的任何组件，并且可以配置成接收（一个或多个）转向命令值（例如，由操作员、控制器（未示出）提供，作为数据文件等）和/或故障条件值（例如，确认任何致动器、转向装置、主动冷却装置等的操作），并且可以进一步配置成向系统的任何有源组件（例如，致动器318、主动冷却装置、可写透镜等）提供命令。

示例设备3800包括具有配置成功能上执行控制器3802的操作的多个电路的束转向控制器3802。为了描述的清楚性，示例控制器3802被描绘为单个装置，但是可以是分配式装置，作为其部分定位在另一装置上（例如，用于包括束转向装置的系统的系统控制器），或这些的组合。示例控制器3802包括解译束转向目标值3801（例如，第一束的转向角、第一束的转向目标位置、这些的轨迹（例如，相对于时间、扫描频率等））的转向目标电路3803、响应于束转向目标值3801确定（一个或多个）转向透镜的（一个或多个）定位的转向透镜控制电路3804以及为束转向装置的致动器318提供（一个或多个）致动器命令值3810的转向致动电路3806。

示例转向目标电路3803使束转向目标值3801可用于转向透镜控制电路3804，并且可以根据所选择的转向方案来配置束转向目标值3801。例如，可以根据应用视图（例如，15度方位角和-2度仰角）提供束转向目标值3801作为转向命令，和/或根据相对于应用视图的变换视图（例如，使转向束在发射透镜的所选择的位置处入射到发射透镜上）提供束转向目标值3801作为转向命令。

为了本描述的清楚性，电路3803、3804、3806被描绘为单个装置。然而，给定电路3803、3804、3806可以是：分配式装置；作为另一装置的一部分提供；整体或部分地作为存储在存储器（未示出）上的计算机可读指令来提供，其中执行指令的处理器（未示出）从而执行相应电路3803、3804、3806的操作的至少一部分；和/或整体或部分地作为配置成执行相应电路的操作的至少一部分的逻辑电路和/或（一个或多个）硬件组件来提供。如本文所利用的电路可以包括任何致动器、传感器或束转向装置的其它组件中的一个或多个，和/或可以与任何致动器、传感器或束转向装置的其它组件通信。

示例转向透镜控制电路3804响应于束转向目标值3801确定第一转向透镜的第一定位和第二转向透镜的第二定位（例如，与包括具有两个转向透镜的转向层的束转向装置一起操作）。确定转向透镜的定位的示例操作包括以下中的一个或多个：确定针对每个相应轴线的透镜偏移（例如，其中每个转向透镜的透镜移动与转向轴线对准）；将转向目标值3801变换成相应的透镜定位3808（例如，利用操作图3202、变换方程等等）；和/或选择与转向目标值一致的定位（例如，在多于一个可用定位集合将实现转向的情况下，例如当致动器具有针对转向透镜的弯曲移动路径时）。示例转向透镜控制电路3804可以执行但不限于如本文描述的任何操作以确定根据束转向目标值3801提供转向的单独转向透镜和/或转向层的定位。示例转向透镜控制电路3804访问存储的数据3812，诸如变换参数、操作图3202等等。透镜定位3808对应于转向透镜的位移（例如，在“x”方向上3mm，以及在“y”方向上1mm），和/或对应于根据束转向目标值3801提供束转向的可写透镜上的转向透镜的位置（例如，变轴透镜的定位，和/或对像素化可写透镜的定位，并且其可以是绝对定位和/或相对定位）。

示例转向致动电路3806响应于（一个或多个）透镜定位3808提供（一个或多个）致动器命令值3810，例如，响应于第一定位提供第一致动器命令值，以及响应于第二定位提供第二致动器命令值。图38的示例可适于例如关于类型2束转向装置来转向多个束，其中对应于多个光路中的每个（例如，每个具有单独束转向装置，诸如图15-17和22中所描绘的）而提供多个束转向值3801。

参考图39，示意性地描绘了用于控制束转向的另一示例设备3900。示例设备3900包括配置成通过多个束转向目标值3801来转向多个束的束转向控制器3802，所述多个束可以被同时（但是不需要）转向，每个束转向目标值对应于多个光路3902中的一个（例如，每个光路具有一个或多个单独的束转向装置，例如，如图15-17和22中所描绘的）。在图39的示例中，转向目标电路3803进一步能够例如响应于用于那些光路的（一个或多个）关联的单独束转向装置的（一个或多个）转向能力和束转向目标值3801，将束转向目标值3801从第一光路3902切换到第二光路3902。在示例中，束转向控制器3802向转向透镜控制电路3804提供（一个或多个）切换的束转向目标值3906作为束转向目标值3801。在不限于本公开的任何其它方面的情况下，可以确定（一个或多个）切换的束转向目标值3906以确保类型2束转向装置满足所有目标转向操作的能力，以降低跨单独束转向装置的致动器移动的总量（例如，降低功率消耗，降低实现目标转向操作的时间，保持一个或多个单独束转向装置的操作裕度、和/或降低来自响应于转向命令而移动的致动器之间的最大致动器移动）。在瞬态操作（例如，转向角的快速改变）期间，和/或在命令一个或多个单独转向装置转向到由标称装置不可实现的角（但是系统中的替代的单独转向装置能够转向到命令的角）的操作期间，可以执行切换束转向目标值的操作。切换束转向目标值的操作可以基于但不限于以下中的任何一个或多个而被反转（例如，将特定的被转向束的转向控制返回到标称装置）和/或改变（例如，利用另一替代的单独转向装置）：缺乏初始替代装置支持更新的转向命令的能力（例如，在另一替代装置能够支持更新的转向命令的情况下）；转向命令的改变（在标称装置能够支持如改变的转向命令的情况下）；转向操作从高瞬态操作到低瞬态操作的改变（例如，当操作靠近稳态和/或降低的瞬态时将转向操作返回到标称装置）；保持操作裕度的操作的改变（例如，最初通过响应于第一条件的单独转向装置的第一集合满足转向操作，诸如转向操作的期望速度；以及通过响应于第二条件的单独转向装置的第二集合更新转向操作，诸如保持单独转向装置的整个系统的操作裕度、旋转利用单独转向装置、贯穿多个单独转向装置分配发热等）。

参考图40-42，示意性地描绘了示例和非限制性的切换操作。参考图40，示例系统4000包括类型2转向装置4034，所述类型2转向装置包括多个光路，每个光路具有单独的转向装置4024、4026、4028、4030、4032，并配置成选择性地转向来自对应的EM源4014、4016、4018、4020、4022的束。在图40的示例中，提供了三个转向目标值4002、4004、4006，以及要被转向到转向目标值4002、4004、4006的对应的被转向束4008、4010、4012。为了说明的目的，转向目标值4002名义上被命令到在第二层级的单独束转向装置中提供的单独束转向装置4024，转向目标值4002名义上被命令到第一层级的单独束转向装置中的单独束转向装置4026，并且转向目标值4006名义上被命令到在示例中是中心线装置的单独束转向装置4028。

参考图41，束转向控制器3802的操作已经切换了例如要由单独束转向装置4026、4028、4030（而不是如图40中描绘的标称装置4024、4026、4028）服务的束转向目标值4002、4004、4006。所述切换可以是单个切换（例如，单独转向装置4030替代单独转向装置4024服务对第一目标转向值4002的转向）、转移（例如，装置4026代替装置4024，装置4028代替装置4026，装置4030代替装置4028）、在层级内切换（例如，层级2装置代替另一层级2装置）、跨层级切换（例如，层级1装置代替层级2装置）、和/或如贯穿本公开所描述的任何其它切换操作。可以看出，切换可以发生在任何单独束转向装置之间、相关装置之间（例如，根据层级、转向能力包络覆盖等）、和/或具有与其关联的兼容EM源4014、4016、4018、4020、4022的装置之间（例如，具有相同或类似EM源，和/或具有能够在切换操作期间提供可接受的EM束的可配置EM源的装置之间）。如贯穿本公开所描述的EM源4014、4016、4018、4020、4022可以附加地或备选地包括检测阵列等等，并且切换操作根据检测装置的特性（例如，类似的像素分辨率等）在装置之间可用。

参考图42，束转向控制器3802的操作已经切换了例如要由单独束转向装置4026、4028、4032（而不是如图40中所描绘的标称装置4024、4026、4028）服务的束转向目标值4002、4004、4006。在图42的示例中，切换被描绘为从标称的单独束转向装置4024到相同层级内的另一单独束转向装置4032的切换。图42的说明是非限制性示例。

参考图43，示意性地描绘了转向一个或多个EM束的示例过程4300。示例过程4300包括解译用于转向入射EM束的束转向值（例如，位置、转向角和/或其它转向描述）的操作4302，以及响应于束转向值确定（一个或多个）转向透镜定位的操作4304。示例操作4304包括在配置成执行针对（一个或多个）关联的转向层的转向透镜移动操作的致动器的逻辑转向轴线和移动轴线（和/或移动轨迹、移动路线等）之间的变换。

示例过程4300进一步包括响应于（一个或多个）转向透镜定位来命令致动器沿着移动路线（例如，由致动器实施的透镜的移动轨迹）移动（一个或多个）转向透镜的操作4306。可以执行示例过程4300的操作以在单个轴线上转向单个束、沿着两个轴线（例如，方位角和仰角或其它转向命名法）转向单个束、和/或同时转向多于一个束，每个束具有一个或两个转向轴线。示例操作4306包括提供致动器命令（例如，定位、电压或其它命令），向变轴透镜提供命令以将透镜移动到EO有源衬底的选择的部分，改变可配置透镜的有源透镜部分的定位，和/或提供致动器命令以将透镜写入到像素化EO有源衬底的选择的部分。

参考图44，示例过程4400包括确定束转向装置的多个光学转向路径（例如，每个具有定位在其中的单独束转向装置的示例光学转向路径）的多个束转向目标值的操作4402。示例过程4400包括确定是否在多个光学转向路径之中的光学转向路径之间切换一个或多个束转向目标值的操作4404。响应于操作4404确定否，过程4400包括响应于束转向目标值确定单独束转向装置的（一个或多个）转向透镜定位的操作4408，以及响应于转向透镜定位命令致动器移动转向透镜（例如，沿着与每个致动器关联的移动路线）的操作4410。响应于操作4404确定是，过程4400包括响应于切换和束转向目标值来确定单独束转向装置的（一个或多个）转向透镜定位的操作4406。操作4406可以附加地或备选地包括激活、去激活和/或配置与被切换的单独束转向装置关联的EM源，使得有源转向装置从关联的EM源接收根据意在的转向束特性配置（例如，频率、相位、能量、这些的轨迹等）的入射EM束。在不限于本公开的任何其它方面的情况下，确定单独束转向装置之间的切换的操作4406包括但不限于诸如以下的操作：提供所述束转向装置根据所述束转向目标值提供转向束的总转向能力；降低所述束转向装置的致动器的总移动量的操作；降低所述束转向装置的总功率消耗的操作；降低实现所述束转向目标值的时间的操作；降低束转向装置的致动器的最大位移（例如，降低被利用来实现新的转向目标值的最大位移）的操作；和/或控制转向操作复原到标称单独束转向装置（例如，在服务瞬态事件之后返回到标称转向；调整切换以增加单独束转向装置的能力裕度和/或束转向装置的总体能力裕度；和/或利用滞后来控制切换调整、返回到标称操作等，例如以降低抖动、循环等等）的操作。

示例系统包括：插入在电磁（EM）源与第二转向透镜之间的第一转向透镜；第二转向透镜插入在第一转向透镜和放大透镜之间；放大透镜插入在第二转向透镜和场透镜之间；场透镜插入在放大透镜和发射透镜之间；耦合到所述第一转向透镜的第一转向致动器，所述第一转向致动器配置成沿着第一移动路线移动第一转向透镜；以及耦合到第二转向透镜的第二转向致动器，所述第二转向致动器配置成沿着第二移动路线移动第二转向透镜。

下面描述了示例系统的某些进一步方面，所述方面中的任何一个或多个可以在某些实施例中存在。示例系统包括以下中的一个或多个：其中第一转向透镜、第二转向透镜和放大透镜的光学配置被配置成将转向透镜的虚物定位在f_m和2f_m之间的定位，其中所述定位f_m包括从放大透镜移位的放大透镜焦距，并且其中所述定位2f_m包括距离f_m的两倍；和/或其中第一转向透镜、第二转向透镜和放大透镜的光学配置包括：组合的第一转向透镜和第二转向透镜的有效焦距；放大透镜焦距；以及第一转向透镜、第二转向透镜和放大透镜中的每个的轴向定位。

另一示例系统包括插入在电磁（EM）源和放大透镜之间的转向透镜；放大透镜插入在转向透镜和场透镜之间；场透镜插入在放大透镜和发射透镜之间；以及耦合到转向透镜的转向致动器，所述转向致动器配置成沿着移动路线移动转向透镜。

下面描述了示例系统的某些进一步方面，所述方面中的任何一个或多个在某些实施例中存在。示例系统包括以下中的一个或多个：其中移动路线包括沿着两个轴线中的每个的所选择的移动；其中所述两个轴线中的第一个包括第一转向轴线，并且其中所述两个轴线中的第二个包括第二转向轴线；其中所述两个轴线包括垂直的轴线；其中所述转向致动器包括具有有源透镜部分的可配置透镜元件，其中所述转向透镜包括有源透镜部分，并且其中沿着所述移动路线移动转向透镜包括改变有源透镜部分的定位；其中转向透镜包括正透镜，所述系统进一步包括定位在转向透镜和放大透镜之间的第二场透镜；和/或插入在EM源和转向透镜之间的源准直器透镜。

示例系统包括：限定束转向装置的光学发射端的发射透镜；插入在发射透镜与多个光学转向路径之间的场透镜；多个光学转向路径中的第一光学转向路径，所述第一光学转向路径包括插入在场透镜与第一转向层之间的第一放大透镜，其中第一转向层插入在第一放大透镜与第一电磁（EM）源之间；耦合到第一转向层的第一转向致动器，所述第一转向致动器配置成沿着第一移动路线移动第一转向层；多个光学转向路径中的第二光学转向路径，所述第二光学转向路径包括插入在场透镜与第二转向层之间的第二放大透镜，其中所述第二转向层插入在第二放大透镜与第二EM源之间；以及耦合到第二转向层的第二转向致动器，所述第二转向致动器配置成沿着第二移动路线移动第二转向层。

下面描述了示例系统的某些进一步方面，所述方面中的任何一个或多个可以在某些实施例中存在。示例系统包括：其中第一转向层包括插入在第一EM源与第二转向透镜之间的第一转向透镜，所述第二转向透镜插入在第一转向透镜与场透镜之间，第一转向透镜和第二转向透镜具有组合的第一有效焦距，场透镜包括具有第二焦距的正透镜，其中第一有效焦距比第二焦距短；耦合到第一转向透镜的第一转向致动器，第一转向致动器配置成沿着第一移动路线的第一方向移动第一转向透镜；以及耦合到第二转向透镜的第二转向致动器，第二转向致动器配置成沿着第一移动路线的第二方向移动第二转向透镜。示例系统包括：其中所述第一转向层包括插入在第一EM源与场透镜之间的转向透镜，转向透镜具有第一焦距，场透镜包括具有第二焦距的正透镜，其中第一焦距比第二焦距短；以及耦合到转向透镜的转向致动器，所述转向致动器配置成沿着第一移动路线移动第一转向透镜。示例系统包括：其中第一转向层包括，插入在所述第一EM源与第二转向透镜之间的第一转向透镜，所述第二转向透镜插入在第一转向透镜与放大透镜之间，所述放大透镜插入在第二转向透镜与场透镜之间；耦合到第一转向透镜的第一转向致动器，所述第一转向致动器配置成沿着第一移动路线的第一方向移动第一转向透镜；以及耦合到第二转向透镜的第二转向致动器，所述第二转向致动器配置成沿着第一移动路线的第二方向移动第二转向透镜。示例系统包括：其中第一转向层包括插入在第一EM源与放大透镜之间的转向透镜，所述放大透镜插入在转向透镜与场透镜之间；以及耦合到转向透镜的转向致动器，所述转向致动器配置成沿着第一移动路线的第一方向移动第一转向透镜。示例系统包括以下中的一个或多个：其中所述第一光学转向路径包括中心线转向路径，并且其中第二光学转向路径包括偏移转向路径；其中第一光学转向路径包括中心线转向路径，并且其中第二光学转向路径包括多个偏移转向路径中的一个；其中多个偏移光学转向路径包括六个偏移转向路径；其中第一光学转向路径包括中心线转向路径，其中第二光学转向路径包括围绕中心线转向路径的第一多个偏移转向路径中的一个，所述系统进一步包括围绕第一多个偏移转向路径的第二多个偏移转向路径；其中第一多个偏移转向路径包括六个偏移转向路径；其中第二多个偏移转向路径包括十二个偏移转向路径；进一步包括围绕第二多个偏移转向路径的第三多个偏移转向路径；其中第一多个偏移转向路径包括六个偏移转向路径；其中第二多个偏移转向路径包括十二个偏移转向路径；和/或其中第三多个偏移转向路径包括十八个偏移转向路径。

示例系统进一步包括控制器，所述控制器具有：被构造成解译多个光学转向路径中的每个的束转向目标值的转向目标电路；被构造成响应于多个光学转向路径中的每个的对应束转向目标值来确定多个光学转向路径中的每个的转向透镜定位的转向透镜控制电路；被构造成响应于对应的转向透镜定位，提供针对多个光学转向路径中的每个的对应致动器的致动器命令值的转向致动电路，并且其中多个光学转向路径中的每个的致动器响应于对应的致动器命令值。示例系统进一步包括其中转向目标电路进一步被构造成将束转向目标值从所述多个偏移转向路径中的第一个切换到多个偏移转向路径中的第二个。示例系统进一步包括以下中的一个或多个：其中转向目标电路进一步被构造成将束转向目标值从第一多个偏移转向路径中的第一个切换到第一多个偏移转向路径中的第二个；其中所述转向目标电路进一步被构造成将束转向目标值从第一多个偏移转向路径中的第一个切换到第二多个偏移转向路径中的第一个；和/或其中转向目标电路进一步被构造成将束转向目标值从第二多个偏移转向路径中的第一个切换到第二多个偏移转向路径中的第二个。

本文描述的方法和系统可以通过具有执行计算机可读指令、程序代码、指令和/或包括配置成在功能上执行本文公开的方法和系统的一个或多个操作的硬件的计算机、计算装置、处理器、电路和/或服务器的机器来部分或全部部署。如本文所利用的术语计算机、计算装置、处理器、电路和/或服务器应该被广义地理解。

术语计算机、计算装置、处理器、电路和/或服务器中的任何一个或多个包括能够访问与其通信地存储（诸如在非瞬态计算机可读介质上）的指令的任何类型的计算机，由此计算机在执行指令时执行本文描述的系统或方法的操作。在某些实施例中，此类指令本身包括计算机、计算装置、处理器、电路和/或服务器。附加地或备选地，计算机、计算装置、处理器、电路和/或服务器可以是单独的硬件装置、跨硬件装置分配的一个或多个计算资源，和/或可以包括诸如逻辑电路、嵌入式电路、传感器、致动器、输入和/或输出装置、网络和/或通信资源、任何类型的存储器资源、任何类型的处理资源和/或配置成响应于所确定的条件以在功能上执行本文的系统和方法的一个或多个操作的硬件装置的方面。

本文描述的某些操作包括解译、接收和/或确定一个或多个值、参数、输入、数据或其它信息（“接收数据”）。接收数据的操作包括但不限于：经由用户输入接收数据；通过任何类型的网络接收数据；从与所述接收装置通信的存储器位置读取数据值；利用默认值作为接收数据值；基于对所述接收装置可用的其它信息来估计、运算或导出数据值；和/或响应于稍后接收的数据值来更新这些中的任何一个。在某些实施例中，作为接收数据值的一部分，数据值可以由第一操作接收，并且稍后由第二操作更新。例如，当通信停断、间歇或中断时，可以执行第一接收操作，并且当通信恢复时，可以执行更新的接收操作。

提供了本文的操作的某些逻辑分组，例如当前公开的方法或过程，以示出本公开的方面。本文描述的操作被示意性地描述和/或描绘，并且操作可以以与本文的公开一致的方式被组合、划分、重新排序、添加或移除。理解到，操作描述的上下文可能要求对一个或多个操作进行排序，和/或可以明确公开一个或多个操作的顺序，但是操作的顺序应该被广义地理解，其中本文具体地考虑了提供操作的等效结果的操作的任何等效分组。例如，如果在一个操作步骤中使用值，则在某些上下文中（例如，其中用于实现某种效果的操作的数据的时间延迟是重要的），可能要求在该操作步骤之前确定所述值，但是在其它上下文中（例如，其中来自操作的先前执行循环的值的使用对于那些目的会是充足的），可能不要求在该操作步骤之前确定所述值。相应地，在某些实施例中，本文明确地考虑了如描述的操作的顺序和操作的分组，并且在某些实施例中，本文明确地考虑了操作的重新排序、细分和/或不同分组。

本文描述的方法和系统可以将物理和/或无形物品从一个状态变换成另一状态。本文描述的方法和系统还可以将表示物理和/或无形物品的数据从一个状态变换到另一状态。

上面描述的方法和/或过程以及其步骤可以用硬件、程序代码、指令和/或程序或适合用于特定应用的硬件和方法、程序代码、指令和/或程序的任何组合来实现。硬件可以包括专用计算装置或特定计算装置、特定计算装置的特定方面或组件、和/或硬件组件和/或逻辑电路的布置，以执行方法和/或系统的操作中的一个或多个。所述过程可以在一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或其它可编程装置中连同内部和/或外部存储器一起实现。所述过程还可以或替代地体现在专用集成电路、可编程门阵列、可编程阵列逻辑或可以配置成处理电子信号的任何其它装置或装置的组合中。将进一步领会，过程中的一个或多个可以被实现为能够在机器可读介质上执行的计算机可执行代码。

虽然仅示出和描述了本公开的几个实施例，但是在不脱离如以下权利要求中描述的本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行许多改变和修改对于本领域技术人员将是明显的。本文参考的所有专利申请和专利（外国的以及国内的两者），以及所有其它出版物以其整体至法律所允许的最大程度结合在本文中。

虽然已经结合详细示出和描述的优选实施例公开了本公开，但是对其的各种修改和改进对于本领域技术人员将变得容易地显而易见。相应地，本公开的精神和范围要不受前述示例的限制，而是要在法律可允许的最广义的意义上理解。

在描述本公开的上下文中（尤其是在以下权利要求的上下文中），术语“一”和“一”和“所述”以及类似参考物的使用要被解释成覆盖单数和复数两者，除非本文以其它方式指示或与上下文明显矛盾。术语“包括（comprising）”、“具有（having）”、“包含（including）”和“含有（containing）”要被解释为开放式术语（即，意味着“包括但不限于”），除非以其它方式提到。除非本文以其它方式指示，本文中对值范围的叙述仅意在用作单独提及的落在所述范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独值结合在说明书中，就好像其在本文中被单独叙述。除非本文以其它方式指示或以其它方式与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以以任何适合的顺序执行。本文提供的任何和所有示例或示例性语言（例如，“诸如”）的使用仅意在更好地说明本公开，并且不对本公开的范围施加限制，除非以其它方式声明。说明书中的语言不应该被解释为指示任何未声明的元素对于本公开的实践是必要的。

虽然前述书面描述使能本领域技术人员制造和使用目前被认为是其最佳模式的内容，但本领域技术人员将理解和领会本文的具体实施例、方法和示例的变型、组合和等效物的存在。因此，本公开不应该被上面描述的实施例、方法和示例限制，而是被本公开的范围和精神内的所有实施例和方法限制。

权利要求中没有明确地陈述“用于执行规定功能的部件”或“用于执行规定功能的步骤”的任何元件要不被解译为如在35 U.S.C.§112（f）中所规定的“部件”或“步骤”条款。特别地，权利要求中的“…的步骤”的任何使用不意在调用提供35 U.S.C.§112（f）。

本领域技术人员可以领会，许多设计配置享有本发明系统的功能益处可以是可能的。因此，给定本发明的实施例的各种各样的配置和布置，本发明的范围由下面权利要求的广度来反映，而不是通过上面描述实施例而变窄。

Claims (49)

1.一种系统，包括：

第一转向透镜，所述第一转向透镜插入在电磁（EM）源与第二转向透镜之间；

所述第二转向透镜插入在所述第一转向透镜和发射透镜之间，所述第一转向透镜和所述第二转向透镜具有组合的第一有效焦距；

所述发射透镜包括具有第二焦距的正透镜；

其中所述第一有效焦距比所述第二焦距短；

第一转向致动器，所述第一转向致动器耦合到所述第一转向透镜，所述第一转向致动器配置成沿着第一移动路线移动所述第一转向透镜；以及

第二转向致动器，所述第二转向致动器耦合到所述第二转向透镜，所述第二转向致动器配置成沿着第二移动路线移动所述第二转向透镜，其中所述第二移动路线与所述第一移动路线相异。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一移动路线对应于第一轴线，并且其中所述第二移动路线对应于第二轴线。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一轴线包括第一转向轴线，并且其中所述第二轴线包括第二转向轴线。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一轴线垂直于所述第二轴线。

5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一轴线与所述第二轴线径向分开至少45度。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一转向透镜包括负透镜。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第二转向透镜包括负透镜。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第二转向透镜包括正透镜，并且其中所述第一转向透镜的焦度包括与所述第二转向透镜的所述焦度相异的幅度。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一转向透镜包括正透镜。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第二转向透镜包括正透镜。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第二转向透镜包括负透镜，并且其中所述第一转向透镜的焦度包括与所述第二转向透镜的所述焦度相异的幅度。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一有效焦距与所述第二焦距之间的比率响应于包括所述第一转向透镜、所述第二转向透镜和所述发射透镜的束转向装置的束转向角能力值而选择。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一转向致动器或所述第二转向致动器中的至少一个包括压电致动器。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一转向致动器或所述第二转向致动器中的至少一个包括电磁致动器。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一转向致动器包括具有有源透镜部分的可配置透镜元件，其中所述第一转向透镜包括所述有源透镜部分，并且其中沿着所述第一移动路线移动所述第一转向透镜包括改变所述有源透镜部分的定位。

16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二转向致动器包括具有有源透镜部分的可配置透镜元件，其中所述第二转向透镜包括所述有源透镜部分，并且其中沿着所述第二移动路线移动所述第二转向透镜包括改变所述有源透镜部分的定位。

17.根据权利要求1所述的系统，进一步包括插入在所述EM源与所述第一转向透镜之间的源准直器透镜。

18.根据权利要求1所述的系统，进一步包括束转向控制器，所述束转向控制器包括：

转向目标电路，所述转向目标电路被构造成解译束转向目标值；

转向透镜控制电路，所述转向透镜控制电路被构造成响应于所述束转向目标值来确定所述第一转向透镜的第一定位和所述第二转向透镜的第二定位；以及

转向致动电路，所述转向致动电路被构造成响应于所述第一定位提供第一致动器命令值，并且响应于所述第二定位提供第二致动器命令值；以及

其中所述第一致动器响应于所述第一致动器命令值，并且其中所述第二致动器响应于所述第二致动器命令值。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述第一定位包括沿着第一转向轴线的所选择的位移。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述第二定位包括沿着第二转向轴线的所选择的位移。

21.根据权利要求18所述的系统，其中，所述转向透镜控制电路进一步被构造成确定所述第一定位和所述第二定位，使得所述EM源在所述发射透镜的所选择的定位处入射在所述发射透镜上。

22.根据权利要求18所述的系统，其中，所述束转向目标值包括转向方位角值和转向仰角值。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述转向透镜控制电路进一步被构造成响应于所述转向方位角值来确定所述第一定位或所述第二定位中的一个，并且响应于所述转向仰角值来确定所述第一定位或所述第二定位中的另一个。

24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述转向透镜控制电路进一步被构造成确定所述第一定位和所述第二定位，使得入射在所述发射透镜上的所述EM源处于所述发射透镜的所选择的定位处。

25.根据权利要求1所述的系统，其中，包括所述第一转向透镜、所述第二转向透镜和所述发射透镜的束转向装置在方位角轴线上比在仰角轴线上包括更大的放大率。

26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述束转向装置包括与所述方位角轴线对准的方位角转向能力、与所述仰角轴线对准的仰角转向能力，并且其中所述方位角转向能力大于所述仰角转向能力。

27.根据权利要求25所述的系统，其中，所述第一移动路线与所述方位角轴线对准，并且其中所述第二致动器包括比所述第一致动器更大的位移范围。

28.根据权利要求25所述的系统，其中，所述第二移动路线与所述仰角轴线对准，并且其中所述第一致动器包括比所述第二致动器更大的位移范围。

29.根据权利要求1所述的系统，其中，包括所述第一转向透镜、所述第二转向透镜和所述发射透镜的束转向装置在仰角轴线上比在方位角轴线上包括更大的放大率。

30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述束转向装置包括与所述方位角轴线对准的方位角转向能力、与所述仰角轴线对准的仰角转向能力，并且其中所述仰角转向能力大于所述方位角转向能力。

31.根据权利要求29所述的系统，其中，所述第一移动路线与所述仰角轴线对准，并且其中所述第二致动器包括比所述第一致动器更大的位移范围。

32.根据权利要求29所述的系统，其中所述第二移动路线与所述方位角轴线对准，并且其中所述第一致动器包括比所述第二致动器更大的位移范围。

33.根据权利要求1所述的系统，其中，包括所述第一转向透镜、所述第二转向透镜和所述发射透镜的束转向装置在第一转向轴线上比在第二转向轴线上包括更大的放大率。

34.根据权利要求33所述的系统，其中，所述束转向装置包括与所述第一转向轴线对准的第一转向能力、与所述第二转向轴线对准的第二转向能力，并且其中所述第一转向能力大于所述第二转向能力。

35.根据权利要求33所述的系统，其中，所述第一移动路线与所述第一转向轴线对准，并且其中所述第二致动器包括比所述第一致动器更大的位移范围。

36.根据权利要求33所述的系统，其中，所述第二移动路线与所述第一轴线对准，并且其中所述第一致动器包括比所述第二致动器更大的位移范围。

37.根据权利要求1所述的系统，进一步包括插入在所述第二转向透镜和所述发射透镜之间的场透镜。

38.根据权利要求37所述的系统，其中，所述场透镜从所述第二转向透镜轴向移位所述第一有效焦距，并且从所述发射透镜轴向移位所述第二焦距。

39.一种系统，包括：

转向透镜，所述转向透镜插入在电磁（EM）源与发射透镜之间，所述转向透镜具有第一焦距；

所述发射透镜包括具有第二焦距的正透镜；

其中所述第一焦距比所述第二焦距短；以及

转向致动器，所述转向致动器耦合到所述转向透镜，所述转向致动器配置成沿着移动路线移动所述第一转向透镜。

40.根据权利要求39所述的系统，其中，所述移动路线包括沿着两个轴线中的每个的所选择的移动。

41.根据权利要求40所述的系统，其中，所述两个轴线中的第一个包括第一转向轴线，并且其中所述两个轴线中的第二个包括第二转向轴线。

42.根据权利要求40所述的系统，其中所述两个轴线包括垂直轴线。

43.根据权利要求39所述的系统，其中，所述转向致动器包括具有有源透镜部分的可配置透镜元件，其中所述转向透镜包括所述有源透镜部分，并且其中沿着所述移动路线移动所述转向透镜包括改变所述有源透镜部分的定位。

44.根据权利要求39所述的系统，其中所述转向透镜包括正透镜，所述系统进一步包括定位在所述转向透镜与所述发射透镜之间的场透镜。

45.根据权利要求39所述的系统，进一步包括插入在所述EM源与所述转向透镜之间的源准直器透镜。

46.一种系统，包括：

固定正透镜，所述固定正透镜插入在电磁（EM）源与第一转向层之间；

所述第一转向层插入在所述固定正透镜与第二转向层之间，所述第一转向层包括净负有效光焦度；

所述第二转向层包括净正有效光焦度；

第一转向致动器，所述第一转向致动器耦合到所述第一转向层，所述第一转向致动器配置成沿着第一移动路线移动所述第一转向层；以及

第二转向致动器，所述第二转向致动器耦合到所述第二转向层，所述第二转向致动器配置成沿着第二移动路线移动所述第二转向层。

47.根据权利要求46所述的系统，其中所述第一转向层包括两个透镜，并且其中所述第一转向致动器包括一对致动器，每个致动器耦合到所述第一转向层的所述两个透镜中的对应一个。

48.根据权利要求46所述的系统，其中所述第二转向层包括两个透镜，并且其中所述第二转向致动器包括一对致动器，每个致动器耦合到所述第二转向层的所述两个透镜中的对应一个。

49.根据权利要求46所述的系统，进一步包括插入在所述EM源与所述转向透镜之间的源准直器透镜。

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