[發(fā)明專利]一種微鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810600954.4
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108490420A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡小波;劉穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市鐳神智能系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/481
• 分類號(hào): G01S7/481;G01S17/08;G02B26/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明公開(kāi)了一種微鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)。此微鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)包括：用于發(fā)射探測(cè)光信號(hào)的發(fā)射光學(xué)單元；發(fā)射光學(xué)單元包括沿光的傳播方向依次排列的光源子單元、掃描反射鏡和衍射子單元；光源子單元用于發(fā)出光束；掃描反射鏡用于在驅(qū)動(dòng)力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變光束的傳播方向，進(jìn)行一維掃描；衍射子單元用于將光束在與掃描方向垂直的方向上整形，形成具有設(shè)定視場(chǎng)角度值的探測(cè)光信號(hào)。本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)掃描反射鏡和衍射鏡的配合，可在相互垂直的兩個(gè)方向上形成較大的掃描視場(chǎng)，避免了現(xiàn)有微鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)中需要多個(gè)掃描反射鏡或多個(gè)光源子單元拼接導(dǎo)致的系統(tǒng)整體成本較高的問(wèn)題，降低了微鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及激光測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)、信息技術(shù)以及光通信技術(shù)的快速發(fā)展，微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectro Mechanical System，MEMS)發(fā)展的又一重要方向是與光學(xué)相結(jié)合，稱為微光機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Opto-Electro-Mechanical System，MOEMS)。MOEMS是利用微加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微光機(jī)電器件與系統(tǒng)，系統(tǒng)中的為光學(xué)元件(如透鏡、反射鏡或光柵等)在微電子或微機(jī)械裝置的作用下能夠?qū)馐M(jìn)行匯聚、反射或衍射等調(diào)控作用，從而實(shí)現(xiàn)光的開(kāi)關(guān)、衰減、掃描或成像等功能。MEMOS掃描鏡通常指掃描反射反射鏡在驅(qū)動(dòng)力(包括靜電驅(qū)動(dòng)、電磁驅(qū)動(dòng)、電熱驅(qū)動(dòng)以及壓電驅(qū)動(dòng))作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而改變光束的出射角度，與傳統(tǒng)的通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)反射鏡進(jìn)行光學(xué)掃描的方式相比，MOMES掃描鏡在體積較小、重量較輕、功耗較低以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快，此外，MOMES掃描鏡還具有MEMS器件共有的易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模批量制造、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。

但是，目前的掃描反射鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)掃描視場(chǎng)較小，為實(shí)現(xiàn)大的掃描視場(chǎng)，通常需要將多個(gè)掃描反射鏡或多個(gè)光源子單元進(jìn)行拼接，從而導(dǎo)致成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種微鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)，可增大掃描視場(chǎng)，從而降低大的掃描視場(chǎng)下微鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)的成本。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提出一種微鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：用于發(fā)射探測(cè)光信號(hào)的發(fā)射光學(xué)單元；

所述發(fā)射光學(xué)單元包括沿光的傳播方向依次排列的光源子單元、掃描反射鏡和衍射子單元；

所述光源子單元用于發(fā)出光束；

所述掃描反射鏡用于在驅(qū)動(dòng)力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變所述光束的傳播方向，進(jìn)行一維掃描；

所述衍射子單元用于將所述光束在與所述掃描方向垂直的方向上整形，形成具有設(shè)定視場(chǎng)角度值的所述探測(cè)光信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述發(fā)射光學(xué)單元還包括準(zhǔn)直子單元；

所述準(zhǔn)直子單元位于所述光源子單元與所述掃描反射鏡之間的光路中；

所述準(zhǔn)直子單元用于將所述光源子單元發(fā)出的光束準(zhǔn)直，并將準(zhǔn)直后的光束照射到所述掃描反射鏡的反射面。

進(jìn)一步地，所述準(zhǔn)直子單元包括柱面鏡和準(zhǔn)直透鏡；

所述柱面鏡用于調(diào)節(jié)所述光束在第一方向上的發(fā)散程度，使經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后的光束在相互垂直的第一方向和第二方向上的發(fā)散程度一致；

所述準(zhǔn)直透鏡用于對(duì)經(jīng)所述柱面鏡調(diào)節(jié)后的光束進(jìn)行準(zhǔn)直。

進(jìn)一步地，所述準(zhǔn)直透鏡為球面透鏡組或非球面透鏡組。

進(jìn)一步地，所述掃描反射鏡的形狀為橢圓形，所述橢圓形的長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度A的取值范圍為1mm≤A≤4mm，短軸的長(zhǎng)度B的取值范圍為1mm≤B≤4mm。

進(jìn)一步地，所述掃描反射鏡的形狀為圓形，所述圓形的直徑D的取值范圍為1mm≤D≤4mm。

進(jìn)一步地，所述衍射子單元包括衍射鏡。