[实用新型]一种扫描光路系统、激光雷达

说明书

本实用新型公开了一种扫描光路系统、激光雷达，系统包括沿光路依序设置的扫描单元和准直透镜单元，所述的扫描单元为有限孔径的扫描单元，准直信号光入射至扫描单元后，由扫描单元将准直信号光反射至准直透镜单元并形成和输出扫描光束；本方案通过在光路中采用有限孔径的扫描单元的情况下，可以获得不受限于扫描单元孔径的最终输出扫描光束，且不牺牲扫描单元的角度扫描范围；即输出光束的孔径可以大于扫描单元孔径，且扫描角范围可以不小于、甚至大于该扫描单元的扫描范围，本方案可以有效的解决采用有限孔径的扫描器件所面临的扫描光束远场发散角过大之间的矛盾，如应用于Mems扫描型激光雷达（Lidar）产品中。

技术领域

本实用新型涉及光学扫描测距与成像系统领域，尤其是涉及一种扫描光路系统、激光雷达。

背景技术

激光雷达是目前最为热门的研究领域，各种技术方案各展所长，但又各有不足之处，谁能最终胜出，目前还未见明朗。但其中基于MEMS平台的激光雷达方案，由于具有长距离、高分辨率、低成本、易量产，且“固态”小型化等特点，为业界所看好。

但MEMS平台的主要问题也主要来源于Mems，主要在于其工作孔径所限制的一系列产品的性能，具体是：

扫描镜孔径与扫描频率的关系：孔径越大，扫描频率就越小。

扫描镜孔径与共振频率的关系：孔径越大，MEMS的共振频率和扫描负载更高，相关振动环境下的工作稳定性等性能及产品的寿命及长期可靠性均受到直接的影响。

扫描镜孔径与产品成本：孔径越大，成本越高

综上所述，目前实用化的MEMS镜元尺寸一般在1mm左右的直径，对于当前常规的雷达光路，这就限制了MEMS激光雷达的扫描光束一般不会超过1mm，其光束发散角约为1mrad(半角)，对雷达的远距离探测是个巨大的限制。

发明内容

针对现有技术的情况，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、实施可靠且能够有效解决采用有限孔径的扫描器件所面临的扫描光束远场发散角过大之间的矛盾的扫描光路系统、激光雷达。

为了实现上述的技术目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种扫描光路系统，其包括沿光路依序设置的扫描单元和准直透镜单元，准直信号光入射至扫描单元后，由扫描单元将准直信号光反射至准直透镜单元并形成和输出扫描光束。

进一步，其还包括设于扫描单元之前的汇聚透镜单元，信号光从汇聚透镜单元输入后被汇聚透镜单元压缩且形成准直信号光。

优选的，所述的汇聚透镜单元由一个或多个汇聚透镜构成。

其中，汇聚透镜单元汇聚后的光束重新准直输出，且可以通过设定相关参数实现系统要求的扫描角度和出射光斑大小；另外，可通过汇聚透镜单元、扫描单元和准直透镜单元三个各自的参数进行综合配置，实现入射光束和出射光束在扫描范围和出射光斑的灵活组合。

进一步，所述的准直透镜单元为一个或多个透镜构成。

进一步，所述的扫描单元为反射镜且其转动设置于光路中。

优选的，所述的扫描单元为机械偏转、电压驱动、电流驱动、磁驱动或热驱动转动。

进一步，所述的扫描单元为有限孔径反射镜。

一种激光雷达，其包括上述所述的扫描光路系统。