TWI815252B - 光束發射模組、光學測距系統以及光學掃描方法 - Google Patents

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TWI815252B
TWI815252B TW110148117A TW110148117A TWI815252B TW I815252 B TWI815252 B TW I815252B TW 110148117 A TW110148117 A TW 110148117A TW 110148117 A TW110148117 A TW 110148117A TW I815252 B TWI815252 B TW I815252B
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胡家瑜
李益志
陳園迪
洪基彬
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財團法人工業技術研究院
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Abstract

一種光學測距系統，光學測距系統包括光束發射模組，光學發射模組包括發射源、光束轉向元件以及掃描角度擴展透鏡組。發射源發射雷射光束。光束轉向元件接收雷射光束，並用以將雷射光束分光至少兩道光束。掃描角度擴展透鏡組用以接收並整合至少兩道雷射光束，並控制這些雷射光束之間於被掃描物件上的展開角度與掃描角度。此外，一種光束發射模組與光學掃描方法亦被提出。

Description

光束發射模組、光學測距系統以及光學掃描方法
本揭露是有關於一種光束發射模組、光學測距系統以及光學掃描方法。
光學雷達(LiDAR)系統係用於物件偵測及測距，例如，用於諸如汽車。光學雷達主要架構是由雷射源搭配掃描組件(有轉動件或無轉動件)達成雷射光束的掃描，而獲得與待測物體間之相對距離之資訊。一般而言，光達具有機械式、半固態與全固態，其中機械式光達的缺點是體積大，結構受震動影響(mechanical shock)；垂直方向的解析度受限於光源數量，與價格貴；半固態光達的穩定性有待驗證；固態光達閃光非掃描式因光源能量需分佈在大區域面積上，缺點為偵測距離近。
此外，習用技術的光達的轉動件，會有不耐震與使用壽命的問題，且尚有人眼安全性、訊號解析度不足、影格率(frame rate)更新速度不高、偵測距離不足等問題。因此，如何改良現有光達來改善上述所遭遇到的問題，將是業界所要解決之課題。
採用已成熟量產的反射式液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)作為相位空間調制器(Spatial light modulator,SLM)元件來發展全固態光達，有2項技術困難點待突破，其一為SLM畫面更新來達成光束掃描的功能，其速度(20~100Hz)，無法與半固態微機電(Micro electro mechanical systems,MEMs)其中一軸向高達kHz的掃描速度匹敵。第二 困難點，LCoS填充率，和相位轉換的光學系統，使繞射效率小於10%。第三困難點為相位調控受到光學繞射理論的限制，光束的掃描角度小於11度。
本揭露提出一種光束發射模組、光學測距系統以及光學掃描方法，突破既往光達之不足，能產生至少2道雷射光束且可作為一全固態無轉動件的光達系統，藉此增加掃描的光點數或光直徑大小，提升掃描速度，設計掃描角度擴展鏡組來改善上述所遭遇到的問題。
本揭露之一實施例提供一種光束發射模組，光束發射模組包括一發射源、一光束轉向元件以及掃描角度擴展透鏡組。發射源發射一雷射光束。光束轉向元件接收雷射光束，並用以將雷射光束分光至少兩道光束。掃描角度擴展鏡組相鄰於光束轉向元件，掃描角度擴展鏡組用以接收由光束轉向元件的光束並整合至少兩道雷射光束，並控制這些雷射光束之間於一被掃描物件上的一展開角度與一掃描角度。展開角度係為在被掃描物件之垂直掃描方向之視角，掃描角度係為在被掃描物件之水平掃描方向之視角。
本揭露之另一實施例提供一種光學測距系統，包括一光束發射模組以及一光束接收模組。光束發射模組包括一發射源、一光束轉向元件以及一掃描角度擴展鏡組。發射源發射一雷射光束。光束轉向元件接收雷射光束，並用以將雷射光束分光至少兩道光束。掃描角度擴展鏡組相鄰於光束轉向元件，掃描角度擴展鏡組用以接收並整合至少兩道雷射光束，並控制這些雷射光束之間於一被掃描物件上的一展開角度與一掃描角度。展開角度係為在被掃描物件之垂直掃描方向之視角，掃描角度係為在被掃描物件之水平掃描方向之視角。光學接收裝置包括一接 收鏡組以及一感測器模組。接收鏡組接收自被掃描物件反射後的雷射光束。感測器模組接收自接收鏡組傳遞的雷射光束。
本揭露之又一實施例提供一種光學掃描方法，包括以下步驟：藉由一相位偏轉角度資料庫來決定一空間相位調製器對一被掃描物件之掃描策略；該空間相位調製器依據該掃描策略，對該被掃描物件發出至少四道雷射光束；以及藉由該空間相位調製器，使得在被掃描物件上的至少四道雷射光束朝至少一方向移動，以擬補該些雷射光束之間的縫隙。
基於上述，依據本揭露的一些實施例，藉由空間相位調製器可以提供多道光束、全固態且無轉動件的光學測距系統，且藉由掃描角度擴展鏡組的配置能突破空間相位調製器之限制。
再者，依據本揭露的一些實施例，透過液晶覆矽之空間相位調製器控制光束徑和感測器陣列，可提升影像更新(frame rate)之速率。例如在300公尺(m)掃描處，波長為1550nm時，光束直徑1.7公分(cm)，掃描角度2.8度，掃描範圍12公尺(m)，角度切換率60赫茲(Hz)時，掃描時間需30分鐘，光束直徑提升至6至12公分(cm)時，光束數量大於2，掃描時間可縮短至少32倍。
為讓本揭露能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
1:發射源
2:光束轉向元件
21:空間相位調製器
22:具傅立葉轉換功能之鏡組
222:相位
3:掃描角度擴展透鏡組
31:第一透鏡
311:收光鏡
312:發散透鏡
32:第二透鏡
33:第一反射鏡
34:第二反射鏡
35:曲面鏡
4:接收鏡組
5:感測器模組
6:偏光鏡
7:光圈
8:偏振元件
50:被掃描物件
100,100A:光達系統
110:光束發射模組
120:光學接收模組
A,A1,A2:相位
B1,B2:傾斜旋轉角度
D:距離
D1:第一方向
D2:第二方向
L,L1,L2,L3,L4:雷射光束
L11,L21,L31,L41:雷射光束
L12,L22,L32,L42:雷射光束
L13,L23,L33,L43:雷射光束
L34,L35,L35,L37,L38,L39:雷射光束
M11,M21:發射光束
M12,M22:接收光束
M23:反射光束
HFOV:水平掃描方向
VFOV:垂直掃描方向
θ1:張角角度
θ2:掃描角度
第1A圖為本揭露的光達系統的示意圖；第1B圖為本揭露的光達系統的示意圖；第2圖為第1圖的光學測距裝置的光束轉向元件與掃描角度擴展鏡組一 實施例的示意圖；第3A圖為空間相位調製器的一相位實施例的示意圖；第3B圖為空間相位調製器的另一相位實施例的示意圖；第4A圖至第4D圖為本揭露之掃描路徑方法一實施例的示意圖；第5A至第5D圖為本揭露之掃描路徑方法另一實施例的示意圖；第6A圖為本揭露的掃描角度擴展鏡組一實施例的示意圖；第6B圖為本揭露的掃描角度擴散鏡組另一實施例的示意圖。
以下結合附圖和實施例，對本揭露的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本揭露的技術方案，而不能以此限制本揭露的保護範圍。
需說明的是，在各個實施例的說明中，所謂的「第一」、「第二」係用以描述不同的元件，這些元件並不因為此類謂辭而受到限制。此外，為了說明上的便利和明確，圖式中各元件的厚度或尺寸，係以誇張或省略或概略的方式表示，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，且各元件的尺寸並未完全為其實際的尺寸，並非用以限定本揭露可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本揭露所能產生之功效及所能達成之目的下，均仍應落在本揭露所揭示之技術內容涵蓋之範圍內。
第1A圖與第1B圖分別為本揭露不同實施例的光達系統的示意圖，請參閱第1A圖與第1B圖，其中第1A圖為發射光束M11和接收光束M12為不同軸向，第1B圖為發射光束M21與接收光束M22同一軸向，其中本實施例的光達系統100、100A包括一光束發射模組110與一光學接收模組120，其中光束發射模組110適於對一被掃描物件50進行掃描，光 學接收模組120接收與感測來自該被掃描物件50反射的光束。
在本實施例中，光束發射模組110包括一發射源1、一光束轉向元件2、一掃描角度擴展透鏡組3以及一光圈7(block mask)。發射源1用以發射一雷射光束L，本揭露之發射源1可為一光纖雷射(fiber laser)，例如為一連續(continuous wave，CW)光纖雷射器，或可為一包括脈衝寬度和頻率(pulse width)可調光之光纖雷射器或雷射二極體，端視實際情況而可調整發射源1的型態。本揭露不限制雷射光束L的波長，在一實施例中，雷射光束的波長為900nm~1550nm，1550nm為人眼安全波段。
在本實施例中，光束轉向元件2接收發射源1發射之雷射光束L。在一未繪示實施例中，可在光束轉向元件2與發射源1之間配置擴束鏡或反射鏡，依據實際情況來擴展雷射光束L的直徑，或者是減小雷射光束L的發散角。光束轉向元件2可為一空間相位調製器(spatial light modulator，SLM)21與一具傅立葉(Fourier)轉換功能之鏡組22(如第2圖)。空間相位調製器21為一液晶覆矽(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)之光調整器，空間相位調製器21能夠對入射的光波振幅、相位進行調變的光學元件，空間相位調製器21用以產生使雷射光束L之光束轉向(beam steering)的繞射圖形，並可控制空間相位調製器21相位產生圖形(phase pattern)的變換，圖形的尺寸周期皆可控制。具傅立葉轉換功能之鏡組22用以接收來自空間相位調製器21的雷射光束L，並對雷射光束進行一傅立葉(Fourier)轉換，以對至少二道光束L聚焦。
在一實施例中，空間相位調製器21的功能為調控如楔形透鏡或光柵型式的相位222，光柵周期介於8um~300um之間。舉例而言，如第3A圖所示，相位A經由具傅立葉(Fourier)轉換功能之鏡組22(第2圖) 之後達成光束的偏轉之相位A1，或如第3B圖所示，在一實施例中，本揭露可輸入分區相位，並針對這些多個偏轉的相位A2，分區或不分區控制，來達到多光束產生的目的。舉例而言，空間相位調製器21可分成2區或以上的不同的相位，或不分區產生光柵(稜鏡)和透鏡疊合的相位，對這分區(不分區)相位進行光束直徑和角度的控制。
在一實施例中，空間相位調製器21與被掃描物件50之間的距離可做為一變數，不同的距離則有對應不同的圖形的相位疏密程度、光束之間的距離與偏轉角度。因此，本揭露可建立不同距離的相位資料和偏轉角度的數據表。數據表包括空間相位調制器的相位圖案、灰階值、所對應的空間掃描角度、座標、光束直徑；光束掃描物體的過程根據資料庫，數值內插運算，避免掃描過程中計算相位的時間，提升掃描速度，以下舉例說明。本揭露提出一種光學掃描方法，其包括建立一相位偏轉角度資料庫的步驟：步驟大致可為依據多個不同的距離來獲取圖形(phase pattern)，該距離為空間相位調製器21與被掃描物件50之間的距離，例如為50公尺、100公尺、200公尺、300公尺等不同距離；接著，在這些不同距離(如50公尺、100公尺、200公尺、300公尺)下量測對應之光束轉向位置；接著，依據圖形與光束轉向位置建立相位偏轉角度資料庫。後續可針對相關的參數(如距離)透過尋找表(lookup table)查詢空間相位調製器21對應所需的相位資料，其中若距離為75公尺，可透過既有的50公尺、100公尺等距離，透過內插方式來取得距離為75公尺對應之空間相位調製器21的相位資料。透過尋找表來決定空間相位調製器21之掃描策略。
請復參閱第1A圖及第1B圖，光束轉向元件2用以將雷射光束L分光為四道雷射光束L1、L2、L3、L4，掃描角度擴展透鏡組3相鄰 於光束轉向元件2，掃描角度擴展透鏡組3用以接收並整合至少兩道經過光束轉向元件2的雷射光束L，並控制這些雷射光束L之間於被掃描物件50上的展開角度與掃描角度，其中展開角度係為在被掃描物件50之垂直掃描方向VFOV之視角，掃描角度係為在被掃描物件50之水平掃描方向HFOV之視角，使水平掃描方向HFOV>90。
在一實施例中，光圈7設置在光束轉向元件2和掃描角度擴展透鏡組3之間。光圈7的功能為空間濾波，濾除0階、其餘不需要的或多餘的繞射階數的雷射光束L，例如，未被空間相位調製器21相位調控之雷射光束L。所濾除的0階、其餘不需要的、或多餘的繞射階數的雷射光束L之數量，可依照使用者需求進行調整。舉例而言，假設第1A圖通過掃描角度擴展透鏡組3的雷射光束L之數量為五道，而經由光圈7濾除後，剩下四道雷射光束L入射至被掃描物件50上。
詳細而言，掃描角度擴展透鏡組3為複合式球面鏡組，如第2圖所示，掃描角度擴展透鏡組3包括第一透鏡31與第二透鏡32，其中第一透鏡31與第二透鏡32的組合可以是包含一球面鏡與至少一個非球面反射鏡組的組合，如此一來，可使得掃描角度擴展透鏡組3能控制這些雷射光束L之間的掃描角度大於90度，藉此符合光達系統100所需使用的基本條件，並且，可透過調整光束轉向元件2相隔於掃描角度擴展透鏡組3的距離，來調整掃描角度擴展透鏡組3這些雷射光束L之間的展開角度大於30度。
具體而言，如第6A圖所示，其為反折射(Catadioptric)原理的全景鏡組。當雷射光束L依序通過空間相位調製器21與具傅立葉(Fourier)轉換功能之鏡組22後，聚焦於光圈7，而通過該光圈7上雷射光束L具有一張角角度θ1。前述提到的掃描角度擴展透鏡組3包括第一透鏡 31與第二透鏡32，第一透鏡31可為一正焦距透鏡組合，第一透鏡31包括一收光鏡311與一發散透鏡312，其中光圈7至收光鏡311具有一距離D，通過光圈7後的雷射光束L，經由收光鏡311來達到收光的功能，經由收光鏡311聚集的雷射光束L，再透過發散透鏡312使光束可和第二透鏡32的孔徑位置匹配，透過收光鏡311與發散透鏡312來達到調整雷射光束L至第二透鏡32的光束分布範圍。第二透鏡32可為擴展掃描角度焦距之透鏡組合，可經由調整距離D、張角角度θ1與光束分布範圍(包含發散透鏡312至第二透鏡32的距離、以及雷射光束L進入第二透鏡32的半徑尺寸)至第二透鏡32，來達到控制該雷射光束L的掃描角度θ2，其中光束分布範圍包含發散透鏡312至第二透鏡32的距離、以及雷射光束L進入第二透鏡32的半徑尺寸。
在另一實施例中，如第6B圖，其為自由曲面的掃描角度擴展透鏡組3，可透過具有二片傾斜角度的第一反射鏡33、第二反射鏡34與一曲面鏡35達成，例如第一反射鏡33具有傾斜旋轉角度B1為18度、第二反射鏡34具有傾斜旋轉角度B2為9度，以及曲面鏡35具有旋轉角度22度的負焦距或正焦距鏡組的組合，其中第一反射鏡33的非球面曲率半徑為大於300mm，第二反射鏡34的非球面曲率門半徑為小於-100mm，達到偏轉角度為擴展掃描角度之目的。雷射光束依序由第一反射鏡33、第二反射鏡34之後來控制雷射光束的掃描角度，接著再透過負焦距或正焦距鏡組的組合之曲面鏡35，其功能為控制光束發散角度，來控制雷射光束的展開角度，藉此增加雷射光束的掃描角度θ2，藉此突破相位調控受到光學繞射理論的限制，其中理論角度為小於11度(λ=1.55um，光柵周期Λ為8um，理論光束偏轉角度為
Figure 110148117-A0305-02-0010-1
，m為繞射階數=1)。
請復參閱第1A圖或第1B圖，本揭露雖增加四道雷射光束 L1、L2、L3、L4的數量，但這四道雷射光束L1、L2、L3、L4之間係有縫隙，為了要填補此縫隙，本揭露提出光學掃描方法中，首先，藉由相位偏轉角度資料庫來決定空間相位調製器21對被掃描物件50之掃描策略以外，本揭露另提供一掃描路徑方法，空間相位調製器21依據掃描策略，對被掃描物件50發出四道雷射光束。接著，用以將在被掃描物件50上的四道雷射光束L1、L2、L3、L4朝至少一方向移動，以擬補該些雷射光束L1、L2、L3、L4之間的縫隙，如第4A圖所示，原本有四道雷射光束L1、L2、L3、L4，接著，執行一掃描策略，如第4B圖所示，使得光束轉向元件2將這四道雷射光束L1、L2、L3、L4朝第一方向D1(圖面為朝右)移動，以增加另外四道雷射光束L11、L21、L31、L41；接著，如第4C圖所示，為了擬補雷射光束L2、L3之間的縫隙，藉由光束轉向元件2來控制雷射光束L1、L2、L3、L4朝第二方向D2(圖面為朝上)移動，使得雷射光束L1、L2之上方增加雷射光束L12、L22，雷射光束L3、L4之上方增加雷射光束L32、L42，一次移動四道雷射光束，雷射光束L32、L42即補充雷射光束L2、L3之間的縫隙；接著，雷射光束L12、L22、L32、L42旁邊側有縫隙，故藉由光束轉向元件2來控制雷射光束L12、L22、L32、L42朝第一方向D1移動，以增加雷射光束L13、L23、L33、L43。相較於習用技術是將光束一點一點的移動，本揭露是增加雷射光束的點數以外，尚有上述的移動策略，來補足圖形有縫隙之缺失。
本揭露不限制上述舉例的掃描路徑移動方式，如第5A圖至第5D圖的另一移動方式，其中第5A圖至第5B圖的過程類似第4A圖至第4B圖的過程，故不重複贅述。接著，如第5C圖所示，藉由光束轉向元件2來控制雷射光束L3、L31朝第二方向D2移動並反轉，以增加雷射光束L32、L34、L33、L35。接著，如第5D圖所示，藉由光束轉向元件2來控 制雷射光束L32、L33、L34、L35朝第二方向D2移動，以增加雷射光束L36、L37、L38、L39。
以上說明光束發射模組110之後，接著請復參閱第1A圖，說明光學接收模組120，本揭露的光學接收模組120包括一接收鏡組4以及一感測器模組5，接收鏡組4用以接收自被掃描物件50反射後的雷射光束，並將反射後的雷射光束傳遞自感測器模組5。接收鏡組4可為分光鏡、反射鏡、透鏡等任一組合。另一方面，感測器模組5接收自接收鏡組4傳遞的雷射光束，並感測分析該雷射光束，感測器模組5可為單光子雪崩二極體(single-photon avalanche diode，SPAD)感測器陣列、雪崩光電二極體APDavalanche photodiode(array)、電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)感測器陣列等。本揭露不以此為限制，在一實施例中，光學接收模組120更包括一偏光鏡(polarizer)6，偏光鏡6位於接收鏡組4與感測器模組5之間，藉由偏光鏡6去除非由被掃描物件50返回之光束。
在另一實施例中，請參閱第1B圖，相較於第1A圖，本實施例的發射光束M21與接收光束M22同一軸向，且包括一偏振元件8，偏振元件8位於光束轉向元件2與掃描角度擴展透鏡組3之間。偏振元件8用以將於被掃描物件50上反射之雷射光束L，即發射光束M21發射至被掃描物件50後，經反射回來的接收光束M22，會被偏振元件8反射，經由偏振元件8反射後的反射光束M23被反射至接收鏡組4。
綜上所述，依據本揭露的一些實施例，藉由空間相位調製器可以提供多道光束、全固態且無轉動件的光學測距系統，且藉由掃描角度擴展透鏡組的配置能突破空間相位調製器之限制。
再者，依據本揭露的一些實施例，透過液晶覆矽之空間相 位調製器和感測器陣列，可提升影像更新(frame rate)之速率。
依據本揭露的一些實施例藉由掃描角度擴展鏡組增加光束掃描角度。
另外，依據本揭露的一些實施例，將多道雷射光束再配合掃描路徑方法，可提升整體掃描速度。
雖然本揭露的一些實施例已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1:發射源 2:光束轉向元件 3:掃描角度擴展透鏡組 4:接收鏡組 5:感測器模組 6:偏光鏡 7:光圈 50:被掃描物件 100:光達系統 110:光束發射模組 120:光學接收模組 L,L1,L2,L3,L4:雷射光束 HFOV:水平掃描方向 VFOV:垂直掃描方向 M11：發射光束 M12：接收光束

Claims (30)

  1. 一種光束發射模組，包括：一發射源，發射一雷射光束；一光束轉向元件，接收該雷射光束，並用以將該雷射光束分光至少兩道光束，其中該光束轉向元件包括一空間相位調製器以及一具傅立葉轉換功能之鏡組，該空間相位調製器用以使該雷射光束轉向繞射，該具傅立葉轉換功能之鏡組用以接收來自該空間相位調製器的該雷射光束，並對該雷射光束進行一傅立葉轉換，以對該至少二道光束聚焦；以及一掃描角度擴展透鏡組，相鄰於該光束轉向元件，該掃描角度擴展透鏡組用以接收並整合該至少兩道雷射光束，並控制各該道雷射光束之間於一被掃描物件上的一展開角度與一掃描角度，其中該展開角度係為在該被掃描物件之垂直掃描方向之視角，該掃描角度係為在該被掃描物件之水平掃描方向之視角。
  2. 如請求項1所述的光束發射模組，其中該掃描角度大於90度。
  3. 如請求項1所述的光束發射模組，其中該展開角度大於30度。
  4. 如請求項1所述的光束發射模組，其中該掃描角度擴展透鏡組為一複合式球面鏡組。
  5. 如請求項4所述的光束發射模組，其中該複合式球面鏡組係包括一球面鏡以及至少一個非球面反射鏡組。
  6. 如請求項4所述的光束發射模組，其中該複合式球面鏡組包括一正焦距透鏡組合與一擴展掃描角度焦距之透鏡組合。
  7. 如請求項6所述的光束發射模組，其中該正焦距透鏡組合包括一收光鏡與一發散透鏡。
  8. 如請求項1所述的光束發射模組，其中該空間相位調製器為一液晶覆矽之光調整器。
  9. 如請求項1所述的光束發射模組，其中該空間相位調製器用以調整一稜形透鏡的相位或一光柵型式的相位，該稜形透鏡之光柵周期範圍介於8um至1000mm之間。
  10. 如請求項1所述的光束發射模組，其中該發射源為一光纖雷射。
  11. 如請求項1所述的光束發射模組，其中該雷射光束的波長的範圍為900nm至1550nm之間。
  12. 如請求項1所述的光束發射模組，更包括：一偏振元件，該偏振元件位於該光束轉向元件與該掃描角度擴展透鏡組之間，該偏振元件用以反射將於該被掃描物件上反射之該雷射光束。
  13. 如請求項1所述的光束發射模組，更包括：一光圈，該光圈用以濾除多餘之繞射雷射光束。
  14. 一種光學測距系統，包括：一光束發射模組，包括一發射源，發射一雷射光束；一光束轉向元件，接收該雷射光束，並用以將該雷射光束分光至少兩道光束，其中該光束轉向元件包括一空間相位調製器以及一具傅立葉轉換功能之鏡組，該空間相位調製器用以使該雷射光束轉向繞射，該具傅立葉轉換功能之鏡組用以接收來自該空間相位調製 器的該雷射光束，並對該雷射光束進行一傅立葉轉換，以對該至少二道光束聚焦；以及一掃描角度擴展透鏡組，相鄰於該光束轉向元件，該掃描角度擴展透鏡組用以接收並整合該至少兩道雷射光束，並控制各該道雷射光束之間於一被掃描物件上的一展開角度與一掃描角度，其中該展開角度係為在該被掃描物件之垂直掃描方向之視角，該掃描角度係為在該被掃描物件之水平掃描方向之視角；以及一光束接收模組，包括：一接收鏡組，接收自該被掃描物件反射後的該雷射光束；以及一感測器模組，接收自該接收鏡組傳遞的該雷射光束。
  15. 如請求項14所述的光學測距系統，其中該掃描角度大於90度。
  16. 如請求項14所述的光學測距系統，其中該展開角度大於30度。
  17. 如請求項14所述的光學測距系統，其中該掃描角度擴展透鏡組為一複合式球面鏡組。
  18. 如請求項17所述的光學測距系統，其中該複合式球面鏡組係包括一球面鏡以及至少一個非球面反射鏡組。
  19. 如請求項17所述的光學測距系統，其中該複合式球面鏡組包括一正焦距透鏡組合與一擴展掃描角度焦距之透鏡組合。
  20. 如請求項19所述的光學測距系統，其中該正焦距透鏡組合包括一收光鏡與一發散透鏡。
  21. 如請求項14所述的光學測距系統，其中該空間相位調製器為一液晶覆矽之光調整器。
  22. 如請求項14所述的光學測距系統，其中該空間相位調製器用以調整一稜形透鏡的相位或一光柵型式的相位，該稜形透鏡之光柵周期範圍介於8um至1000mm之間。
  23. 如請求項14所述的光學測距系統，其中該發射源為一光纖雷射。
  24. 如請求項14所述的光學測距系統，其中該雷射光束的波長的範圍為900nm至1550nm之間。
  25. 如請求項14所述的光學測距系統，更包括：一偏光鏡，該偏光鏡位於該接收鏡組與該感測器模組之間。
  26. 如請求項14所述的光學測距系統，更包括：一偏振元件，該偏振元件位於該光束轉向元件與該掃描角度擴展透鏡組之間，該偏振元件用以將於該被掃描物件上反射之雷射光束，反射至該接收鏡組。
  27. 如請求項14所述的光學測距系統，更包括：一光圈，該光圈用以濾除多餘的繞射的雷射光束。
  28. 一種光學掃描方法，包括以下步驟：藉由一相位偏轉角度資料庫來決定一空間相位調製器對一被掃描物件之掃描策略；該空間相位調製器依據該掃描策略，對該被掃描物件發出至少四道雷射光束；以及藉由該空間相位調製器，使得在被掃描物件上的至少四道雷射光束朝至少一方向移動，以擬補該些雷射光束之間的縫隙。
  29. 如請求項28所述的光學掃描方法，更包括建立該相位偏轉角度資料庫，包括以下步驟： 依據該空間相位調製器與該被掃描物件之間的多個不同的距離來獲取對應之圖形；在該些距離下量測對應之一光束轉向位置；依據該圖形與該光束轉向位置建立一相位偏轉角度資料庫。
  30. 如請求項28所述的光學掃描方法，其中依據該空間相位調製器與該被掃描物件之間的該些不同的距離來獲取對應之該圖形的步驟中，更包括以下步驟：透過一尋找表查詢該空間相位調製器對應之相位資料。
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