一种激光雷达光学系统的制作方法

本实用新型申请涉及激光雷达光学领域，尤其涉及一种激光雷达光学系统。

背景技术：

目前普遍的远程高分辨率激光雷达所采用的光路一种是多线机械旋转雷达，一路发射对应一路接收，如16线就有16对发收模块，64线就有64对发收模块；一种是mems扫描光路，可以是两个单轴mems配合实现双轴扫描，也可以是单个双轴mems实现双轴扫描。

多线机械旋转雷达最大的问题是装调，一路发射对一路接收，有多少线就需要调多少线的光轴，同时还要通过装调保证角分辨率，这对装调提出了很高的要求，难度之大对成品率和产出效率都构成很大影响。

mems扫描光路，虽然简化并大幅降低了光轴装调的难度，但现有的mems扫描镜主要问题在于：扫描角度小，扫描频率低，镜面尺寸小，可靠性差。

技术实现要素：

本申请实施例在于提出一种激光雷达光学系统，解决现有技术不能同时满足装配简单和扫描范围大、扫描频率高的问题。

为达此目的，本实用新型申请实施例采用以下技术方案：

一方面，一种激光雷达光学系统，包括测距模块、扫描模块，所述的测距模块用于出射、接收激光，所述的扫描模块用于在水平方向、垂直方向上进行扫描，所述的扫描模块包括反射镜、振镜、棱镜，其中：

所述的反射镜用于调整光路方向；

所述的振镜用于将激光垂直偏转，实现垂直方向扫描；

所述的棱镜可水平旋转，用于将激光水平反射，实现水平方向扫描。

在一种可能的实现方式中，所述的棱镜旋转角度为0-90°。

在一种可能的实现方式中，所述的棱镜为n棱镜,n大于或者等于3。

在一种可能的实现方式中，所述的振镜为通光直径0-20mm的摆扫平面镜。

在一种可能的实现方式中，所述的振镜偏转角度为0-90°。

在一种可能的实现方式中，所述的振镜频率为0-100hz，所述的棱镜旋转频率为0-100hz。

在一种可能的实现方式中，所述的振镜偏转激光入射至棱镜反射面的角度为0-80°。

在一种可能的实现方式中，所述的振镜偏转激光入射至棱镜反射面的角度为10-50°。

在一种可能的实现方式中，所述的测距模块包括准直镜、带孔反射镜、接收透镜，所述的准直镜用于对激光进行准直，所述的带孔反射镜用于通过出射光并将返回光反射至接收透镜，接收透镜用于接收返回光。

在一种可能的实现方式中，所述的带孔反射镜相对光路角度为45度，反射镜相对光路角度为45度。

本申请实施例通过振镜将激光垂直偏转，实现垂直方向扫描；通过棱镜水平旋转实现水平方向扫描，扫描范围、扫描频率由振镜、棱镜的扫描范围、扫描频率决定，扫描范围大、扫描频率高。同时使用的元件少，结构简单。

附图说明

图1是本申请实施例扫描模块示意图。

图2是本申请实施例测距模块示意图。

图中：1、反射镜；2、振镜；3、棱镜；4、准直镜；5、带孔反射镜；6、反射镜；7、接收透镜。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例。

如图1所示，一种激光雷达光学系统，包括测距模块、扫描模块，所述的测距模块用于出射、接收激光，所述的扫描模块用于在水平方向、垂直方向上进行扫描，所述的扫描模块包括反射镜1、振镜2、棱镜3，其中：

所述的反射镜1用于调整光路方向；

所述的振镜2用于将激光垂直偏转3，实现垂直方向扫描；

所述的棱镜3可水平旋转，用于将激光水平反射，实现水平方向扫描。

反射镜1将测距模块的出射激光反射至振镜2上，振镜2将激光垂直偏转至棱镜3，因为棱镜3在垂直方向上位置不变，振镜2的往返振动使激光在垂直方向上进行扫描；棱镜3可以水平旋转，振镜2偏转来的激光在棱镜3上发生反射，因为棱镜3进行水平旋转，则偏转来的激光在水平方向上扫描。

所述的棱镜3旋转角度为0-90°。

扫描模块的水平扫描角由棱镜3旋转角度决定，为0-90°。

所述的棱镜3为n棱镜,n大于或等于3。

所述的振镜2为通光直径0-20mm的摆扫平面镜。

通光直径在0-20mm，在满足激光雷达光学系统通光量的基础上，振镜2体积较小，整体装置的体积较小。

所述的振镜2偏转角度为0-90°。

扫描模块的垂直扫描角由振镜2偏转角度决定，为0-90°。

所述的振镜2频率为0-100hz，所述的棱镜2旋转频率为0-100hz。

扫描模块的垂直扫描频率由振镜2频率决定，水平扫描频率由棱镜3旋转频率决定，均为0-100hz。

所述的振镜2反射激光入射至棱镜3反射面的角度为0-80°。

所述的振镜2反射激光入射至棱镜3反射面的角度为10-50°。

入射角在这一数值范围，保证激光雷达通过量。

所述的测距模块包括准直镜5、带孔反射镜6、接收透镜7，所述的准直镜5用于对激光进行准直，所述的带孔反射镜6用于通过出射光并将返回光反射至接收透镜7，接收透镜7用于接收返回光。

测距过程中，激光光源（图中未画出）出射激光经准直镜5准直后通过带孔反射镜6的穿孔照射到扫描模块的反射镜1上，反射镜1将测距模块的出射激光反射至振镜2上，振镜2将激光垂直偏转至棱镜3，因为棱镜3在垂直方向上位置不变，振镜2的往返振动使激光在垂直方向上进行扫描；棱镜3可以水平旋转，振镜2偏转来的激光在棱镜3上发生反射，因为棱镜3进行水平旋转，则偏转来的激光在水平方向上扫描。目标返回光按原路返回至带孔反射镜6，带孔反射镜将返回光反射至接收透镜7。

所述的带孔反射镜6相对光路角度为45度，反射镜相对光路角度为45度。

以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实现方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。