[發(fā)明專利]光學(xué)系統(tǒng)及激光測(cè)距設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210541212.5
• 申請(qǐng)日: 2022-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115047434A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東虎;張耿立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳阜時(shí)科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/484
• 分類號(hào): G01S7/484;G01S7/4861
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N光學(xué)系統(tǒng)及激光測(cè)距設(shè)備。其中光學(xué)系統(tǒng)包括：發(fā)射單元(210)，用于發(fā)射激光束；光束整形單元(220)，所述光束整形單元(220)用于對(duì)所述激光束進(jìn)行整形，使得所述激光束先匯聚再擴(kuò)散以形成線形激光；帶孔反射鏡(230)，所述帶孔反射鏡(230)的孔位于所述激光束的光線的匯聚處，所述帶孔反射鏡(230)用于對(duì)所述線形激光的激光回波進(jìn)行反射；接收單元(240)，用于從所述帶孔反射鏡(230)接收所述激光回波，有利于降低激光接收過(guò)程中激光回波的能量損耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)系統(tǒng)及激光測(cè)距設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，激光光學(xué)系統(tǒng)可以分為共軸光學(xué)系統(tǒng)和旁軸光學(xué)系統(tǒng)兩大類。在共軸光學(xué)系統(tǒng)中，激光發(fā)射過(guò)程中和激光接收過(guò)程中的部分光學(xué)元件是可以共用的，因此，共軸光學(xué)系統(tǒng)具有成本低，體積小等優(yōu)點(diǎn)。

在傳統(tǒng)的共軸光學(xué)系統(tǒng)中，發(fā)射單元發(fā)出的點(diǎn)光斑的激光束，穿過(guò)帶孔反射鏡中的孔，以對(duì)目標(biāo)范圍內(nèi)的物體進(jìn)行掃描。相應(yīng)的，物體反射回的激光回波可以通過(guò)帶孔反射鏡反射至接收單元。然而，這種共軸的光學(xué)系統(tǒng)僅適用于發(fā)散角較小的點(diǎn)光斑的激光束，如果應(yīng)用于發(fā)散角較大的線形激光時(shí)，需要將帶孔反射鏡中的孔擴(kuò)大，以允許線形激光穿過(guò)，這樣帶孔反射鏡的反射區(qū)域減小，一部分激光回波無(wú)法再通過(guò)帶孔反射鏡反射至接收單元，導(dǎo)致激光接收過(guò)程中激光回波的能量損耗增加。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例致力于提供一種光學(xué)系統(tǒng)和激光測(cè)距設(shè)備，以減少激光接收過(guò)程中激光回波的能量損耗。

第一方面提供了一種光學(xué)系統(tǒng)，包括：發(fā)射單元210，用于發(fā)射激光束；光束整形單元，所述光束整形單元220用于對(duì)所述激光束進(jìn)行整形，使得所述激光束先匯聚再擴(kuò)散以形成線形激光；帶孔反射鏡230，所述帶孔反射鏡230的孔位于所述激光束的光線的匯聚處，所述帶孔反射鏡230用于對(duì)所述線形激光的激光回波進(jìn)行反射；接收單元240，用于從所述帶孔反射鏡230接收所述激光回波。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光束整形單元220包括：準(zhǔn)直透鏡410，用于對(duì)所述發(fā)射單元210發(fā)射的激光束進(jìn)行準(zhǔn)直；柱面透鏡420，用于對(duì)準(zhǔn)直后的激光束先匯聚再擴(kuò)散，以形成所述線形激光。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光束整形單元220包括：準(zhǔn)直透鏡510，用于對(duì)所述發(fā)射單元發(fā)射的激光束進(jìn)行準(zhǔn)直；衍射光學(xué)元件520，用于對(duì)準(zhǔn)直后的激光束先匯聚再擴(kuò)散，以形成所述線形激光。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光束整形單元220包括：衍射光學(xué)元件610，用于對(duì)所述發(fā)射單元210發(fā)射的激光束進(jìn)行準(zhǔn)直，并對(duì)準(zhǔn)直后的激光束先匯聚再擴(kuò)散，以形成所述線形激光。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述激光光學(xué)系統(tǒng)包括多個(gè)所述發(fā)射單元810，多個(gè)所述發(fā)射單元810分別發(fā)射激光束，以形成多個(gè)所述線形激光。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，多個(gè)所述線形激光沿與所述線形激光的線條延伸方向垂直的方向排布。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，多個(gè)所述發(fā)射單元發(fā)射出的激光束經(jīng)過(guò)同一光學(xué)元件進(jìn)行所述匯聚和擴(kuò)散。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述激光光學(xué)系統(tǒng)還包括：掃描單元，用于接收所述線形激光，并對(duì)所述線形激光的傳播方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，以對(duì)目標(biāo)范圍內(nèi)的物體進(jìn)行掃描。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述接收單元240對(duì)所述激光回波的響應(yīng)區(qū)域?yàn)榫€形區(qū)域。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述線形激光在豎直方向的發(fā)散角為20～60度，在水平方向的發(fā)散角為0.1～2度；或者所述線形激光在水平方向的發(fā)散角為60～120度，在豎直方向的發(fā)散角為0.1～2度。

第二方面，提供一種激光測(cè)距設(shè)備，包括：如第一方面中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式所述的光學(xué)系統(tǒng)1610，用于朝目標(biāo)物發(fā)射線形激光，并接收所述線形激光的激光回波；處理單元1620，用于根據(jù)所述激光回波，確定所述目標(biāo)物的距離。