[实用新型]一种非对称激光变换光学系统

说明书

本实用新型涉及一种非对称激光变换光学系统。现有技术系统垂直视场角小，水平视场角小。本实用新型中利用复合棱镜和柱面整形器，其中复合棱镜对光源进行了水平方向的发散角增大和线性整形，柱面整形器再对光束进行了垂直方向的发散，使得输出的光源为宽角度光束发散角60‑150°，窄角度光束发散角为3‑10°。本实用新型具有设计合理、结构简单、实现所需费用低、应用范围广等特点。

技术领域

本实用新型属于光学配光技术领域，涉及一种可令高斯光束实现宽角度光束发散角为60-150°，窄角度光束发散角为3-10°的非对称配光效果的光学系统。

技术背景

对于基于TOF相机的机器人避障系统，较大的发散角和线性能使机器对周围环境有良好的判断，从而实现避障的功能，实验室前期开发的TOF 相机垂直视野太大，水平视野太小，如应用到机器人导航上，会产生由于视野角度小儿不能准确躲避的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服了上述在先技术的不足，提供一种可令高斯光束实现宽角度发散角为60-150°，窄角度发散角为3-10°的非对称配光效果的光学系统。

本实用新型包括光源组件、复合棱镜、柱面整形器，其特征在于：复合棱镜、柱面整形器依次设置在光源组件出射光束光路上，入射的高斯分布平行光源经过复合棱镜形成宽角度的线性平顶光，线性平顶光经过柱面整形器变换为垂直方向的窄角度光束；最终所成的角度为宽角度光束发散角为60-150°，窄角度光束发散角为3-10°的线性输出好的光束。

所述的光源组件为包含准直器件的激光器或激光二极管组件。

所述的复合棱镜包含光入射面和光出射面，光入射面为非球面型柱面，光出射面为凹面型柱面。

所述的柱面整形器为平凹柱面镜。

本实用新型有益效果是，与现有技术相比，由于采用了复合棱镜对高斯光源进行水平视场角扩束，柱面整形器对水平大角度出射光束进行非对称光束整形，整形后光束形状满足所述的宽角度光束发散角为 60-150°，所述的窄角度光束发散角为3-10°，提高了应用于TOF相机时机器人导航的视野，使其轻松规避障碍。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的宽角度光分布图。

图3为本实用新型的窄角度光分布图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1，一种非对称激光变换光学系统包括光源组件1、复合棱镜2、柱面整形器3、遮光板4；复合棱镜2、柱面整形器3、遮光板4依次设置在光源组件1出射光束光路上。

光源组件1经过准直的激光器或激光二极管，复合棱镜2包含光入射面和光出射面，光入射面为非球面型柱面，光出射面为凹面型柱面，柱面整形器3采用平凹柱面镜。

本实用新型工作过程为光源组件1出射光束经过复合棱镜2形成宽角度的线性平顶光后射向柱面整形器3，线性平顶光经过柱面整形器3变换为垂直方向的窄角度光束，最终在遮光板4上形成片状光束，该片状光束宽角度发散角为60-150°如图2所示，窄角度发散角为3-10°如图 3所示。本实用新型实施例中光源组件发射的高斯光束经过复合棱镜形成宽角度的线性平顶光，线性平顶光经过柱面整形器变换为垂直方向的窄角度光束，提高了光能利用率。

本实用新型提供了一种非对称激光变换光学系统，成功实现了非对称大角度LED二次配光，具有设计合理、结构简单、实现所需费用低、应用范围广等特点。