[实用新型]适用于输出图案化光束的系统和光路结构

说明书

本实用新型提供了一种适用于输出图案化光束的系统和光路结构，发射系统(1)包括凸面反射镜(4)、光源(5)，所述凸面反射面镜(4)是回转体或自由曲面反射镜；光源(5)发出的光束通过所述凸面反射面镜(4)输出，其中，通过所述凸面反射面镜(4)的反射向周围场景(9)发出面光。本实用新型采用了扩大激光雷达扫描范围的凸面反射镜，能够将小角度的扫描范围扩大，有效的简化了为了得到大扫描范围的激光雷达光路结构，可以解决体积大、成本高的问题，减轻控制器的负担，易实现量产化。

技术领域

本实用新型涉及激光雷达领域，具体地，涉及一种用于输出图案化光束的系统和光路结构。尤其是采用光学结构将扫描范围扩大的激光雷达系统。

背景技术

激光雷达是激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成。

现有激光雷达采用多组激光器、旋转式机械结构或复杂的光学结构器件扩大扫描范围。需要控制系统把控精度，难度较大，同时占用的体积大，成本也比较高。少数固态激光雷达目前也无法实现量产化。

此外，LED领域中常采用配光结构，这种结构可以使得改变光线的传播路径，使得光线分布更均匀或者实现分布更广。但是，LED领域中的配光结构，主要是为了提高光的利用率、均匀性和分布范围，但其光学上属于非成像光学，即不考虑图像质量。对于雷达如果使用LED配光结构将无法打出线型的扫描光束而是一块光斑，会损失大量精度，且能量也会分散导致测量距离缩短。

现有技术中虽然已有凸面反射镜，但是这些凸面反射镜绝大多数运用于马路上的反光镜、汽车行业中，通过凸面反射镜可以扩大视场让驾驶员看到更多的信息，但都存在较大像差，如畸变。目前凸面反射镜没有运用于雷达行业。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种一种用于输出图案化光束的系统和光路结构。

根据本实用新型提供的一种适用于输出图案化光束的系统，包括发射系统、控制系统、接收系统；控制系统通过电路分别连接发射系统、接收系统；

所述发射系统包括凸面反射镜、光源，所述凸面反射面镜是回转体或自由曲面反射镜；光源发出的光束通过所述凸面反射面镜输出，其中，通过所述凸面反射面镜的反射向周围场景发出面、线、点光束的至少其中之一。

优选地，所述回转体是球面反射镜、非球曲面反射镜或者锥面反射镜。

优选地，所述回转体的非球面反射镜的面型满足：扫描光束在反射前角度变化量与反射后角度变化量呈正比。

优选地，所述回转体的非球面反射镜的面型使输入输出光束满足：

α为经过非球面反射镜的反射光与凸面反射镜旋转中心线方向的夹角；

α_max、α_min分别为α的最大值、最小值；

θ_max为扫描光束的最大范围半角；

θ_min为扫描光束的最小范围半角；

θ为反射前扫描光束与凸面反射镜旋转中心线方向夹角。

优选地，将θ_max-θ_min分为多个角度dθ，所述回转体的非球面反射镜的面型的曲线上第n个点的公式满足：

y_n-1表示θ＝(n-1)dθ时的y坐标，即第(n-1)个点的y坐标；