2021/10/26建模闪光激光雷达系统-第1部盼·知识库Zemax知识库，教程和应用程序，平视显示器和增强现实建模闪光激光雷达系统-第1部分星期四00：48在消费电子领域，工程师利用激光雷达实现多种功能，例如面部识别和3D映射。虽然存在大量不同的激光雷达系统实施例，但“闪光激光雷达”解决方案用于在具有固态光学元件的目标场景中生成一系列可检测点。获得用于小型封装的3D空间数据的优势使得这种固态激光雷达系统在智能手机和平板电脑等消费电子产品中变得越来越普遍。在本系列文章中，我们将探讨如何使用OpticStudio对这些类型的系统进行建模，从顺序起点到结合机械外壳。作者：天使莫拉莱斯下载文章附件介绍激光雷达（光探测和测距）系统已在许多行业的多个案例中使用。虽然有不同类型的激光雷达系统，例如具有确定视场的扫描元件的系统，但本示例将探索使用衍射光学来复制一系列源在目标场景中的投影。然后，成像透镜系统观察这个投影的光源阵列，从入射光线中获取飞行时间信息，从而从投影点生成深度信息。在第1部分中，我们介绍了闪光激光雷达系统发射和接收模块的序列模型的背景和特征。Flash激光雷达系统的应用该激光雷达系统的工作原理依赖于光源阵列（例如VCSL阵列）前面的一组准直光学器件。这会将源数组投影到我们要跟踪几何和运动的场景上。放置在准直透镜之后的衍射光学元件将创建该VCSEL阵列沿X、Y和对角线方向的多个投影。https://support.zemax.com/hc/en-us/articles/4408930472467-Modeling-a-Flash-Lidar-System-Part-11/112021/10/26建模闪光激光雷达系统-第1部分·知识库Array ofCollimating OpticsDiffractiveSources随着照明模块生成一个点阵列将光投射到我们感兴趣的区域，成像系统随后观察照明区域以检测投影阵列并获得场景的深度信息。我们探索的激光雷达系统被设想用于跟踪现实世界的几何形状及其运动，以覆盖一些计算机生☒的图像。我们还可以将激光雷达视为AR耳机模块的一部分，这意味着用户可以通过激光雷达观察到的手势识别与CG1进行交互。对于照明区域，我们将目标定位在1米远（或略大于手臂长度）的480毫米×480毫米（大约19英寸×19英寸)区域。我们可以想象，如果我们将这个激光雷达系统对准桌子或桌子并打算跟踪表面的几何形状以及上面的任何物品，那么这是一个合理的覆盖区域。我们还假设用户将与靠近他们直接视线的虚拟元素进行交互。照明系统首先，我们定义照明模块的要求。由于照明区域是光源阵列区域的投影，因此确保我们的准直光学器件与所使用的光源一起适当指定是至关重要的。如果我们假设我们的源阵列的有效面积为1.6mm×1.6mm,那么我们可以确定镜头的必要焦距为：Source Half WidthCentral Projection Half WidthCollimator Focal Length (f)Distance to Projection1m→f=0.8mm*-=10mm80mm为了在OpticStudio中定义模型，假设光源在0.94微米处的发射NA为0.2。镜头经过优化，可在整个视野中产生准直输出，以确保源阵列区域上的点在感兴趣的场景中具有合理的尺寸。由于闪https://support.zemax.com/hc/en-us/articles/4408930472467-Modeling-a-Flash-Lidar-System-Part-12/112021/10/26建模闪光激光雷达系统-第1部盼·知识库光激光雷达系统的用例，选择小型塑料材料以实现紧凑、可批量生产的设计也很重要（文件以“FlashLidar_Emitter..ZAR"的形式提供)：现在，我们可以将每个场点的发射视为将投射到观察场景中的单个二极管的发射。在这个阶段，由于光束将在远场观察，并且由于该系统主要受几何像差的影响，我们可以将基于几何射线的结果作为我们观察场景中光斑性能的良好指标。然后可以使用几何图像分析工具将距离照明模块大约一米处的点可视化：200mm3 Layout0.25340.22810.20270.15210.02660,12670.02210.10140.01770.01330.05070.0000Graph Text上述每个几何图像分析窗口都显示了来自对象平面的点源在我们的"场景"图像平面上的55m×55m区域的扩展。非零衍射级将在观察场景的中心级周围生成额外的光斑图案，进入X和Y方https://support.zemax.com/hc/en-us/articles/4408930472467-Modeling-a-Flash-Lidar-System-Part-13/11