[實用新型]一種掃描光路系統、激光雷達

有效

• 申請號: 201920175032.3
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN209446885U
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 胡豪成;張哨峰
• 申請（專利權）人: 福建海創光電有限公司
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10;G01S7/481
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本實用新型公開了一種掃描光路系統、激光雷達，系統包括沿光路依序設置的掃描單元和準直透鏡單元，所述的掃描單元為有限孔徑的掃描單元，準直信號光入射至掃描單元后，由掃描單元將準直信號光反射至準直透鏡單元并形成和輸出掃描光束；本方案通過在光路中采用有限孔徑的掃描單元的情況下，可以獲得不受限于掃描單元孔徑的最終輸出掃描光束，且不犧牲掃描單元的角度掃描范圍；即輸出光束的孔徑可以大于掃描單元孔徑，且掃描角范圍可以不小于、甚至大于該掃描單元的掃描范圍，本方案可以有效的解決采用有限孔徑的掃描器件所面臨的掃描光束遠場發散角過大之間的矛盾，如應用于Mems掃描型激光雷達（Lidar）產品中。

技術領域

本實用新型涉及光學掃描測距與成像系統領域，尤其是涉及一種掃描光路系統、激光雷達。

背景技術

激光雷達是目前最為熱門的研究領域，各種技術方案各展所長，但又各有不足之處，誰能最終勝出，目前還未見明朗。但其中基于MEMS平臺的激光雷達方案，由于具有長距離、高分辨率、低成本、易量產，且“固態”小型化等特點，為業界所看好。

但MEMS平臺的主要問題也主要來源于Mems，主要在于其工作孔徑所限制的一系列產品的性能，具體是：

掃描鏡孔徑與掃描頻率的關系：孔徑越大，掃描頻率就越小。

掃描鏡孔徑與共振頻率的關系：孔徑越大，MEMS的共振頻率和掃描負載更高，相關振動環境下的工作穩定性等性能及產品的壽命及長期可靠性均受到直接的影響。

掃描鏡孔徑與產品成本：孔徑越大，成本越高

綜上所述，目前實用化的MEMS鏡元尺寸一般在1mm左右的直徑，對于當前常規的雷達光路，這就限制了MEMS激光雷達的掃描光束一般不會超過1mm，其光束發散角約為1mrad(半角)，對雷達的遠距離探測是個巨大的限制。

發明內容

針對現有技術的情況，本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、實施可靠且能夠有效解決采用有限孔徑的掃描器件所面臨的掃描光束遠場發散角過大之間的矛盾的掃描光路系統、激光雷達。

為了實現上述的技術目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種掃描光路系統，其包括沿光路依序設置的掃描單元和準直透鏡單元，準直信號光入射至掃描單元后，由掃描單元將準直信號光反射至準直透鏡單元并形成和輸出掃描光束。

進一步，其還包括設于掃描單元之前的匯聚透鏡單元，信號光從匯聚透鏡單元輸入后被匯聚透鏡單元壓縮且形成準直信號光。

優選的，所述的匯聚透鏡單元由一個或多個匯聚透鏡構成。

其中，匯聚透鏡單元匯聚后的光束重新準直輸出，且可以通過設定相關參數實現系統要求的掃描角度和出射光斑大小；另外，可通過匯聚透鏡單元、掃描單元和準直透鏡單元三個各自的參數進行綜合配置，實現入射光束和出射光束在掃描范圍和出射光斑的靈活組合。

進一步，所述的準直透鏡單元為一個或多個透鏡構成。

進一步，所述的掃描單元為反射鏡且其轉動設置于光路中。

優選的，所述的掃描單元為機械偏轉、電壓驅動、電流驅動、磁驅動或熱驅動轉動。

進一步，所述的掃描單元為有限孔徑反射鏡。

一種激光雷達，其包括上述所述的掃描光路系統。