[实用新型]紧凑激光雷达测距光学系统

说明书

本实用新型提供了紧凑激光雷达测距光学系统，其不仅结构小巧紧凑，且可增加准直系统焦距而提升输出光束准直平行度，从而可增加测量距离；其包括聚光镜，所述聚光镜中心开有安装孔，所述安装孔内嵌装有卡塞格林准直系统，所述卡塞格林准直系统包括依次同轴设置的半导体二极管发射源、凹面反射镜和凸面反射镜，所述凹面反射镜的中心开孔。

技术领域

本实用新型涉及光学镜头技术领域，具体为紧凑激光雷达测距光学系统。

背景技术

在现代工业生产中，运用激光作为传感器进行各种参数测量已经广泛应用，激光束打在目标物体上并产生漫反射信号，再用探测器接收反射的激光信号以分析物质结构、测量物体的形貌、测量物体的位置和距离等等，尤其是激光雷达测距，在各种场合都有重要的应用。其中，激光雷达测距的类型分为多种，而同轴测距方式因为具有紧凑小巧的结构而潜力巨大，半导体二极管激光器作为紧凑型同轴测距系统的首选光源，具有不同的发散角和光束质量，但其输出功率较大，而输出功率越大光束质量越差，准直效果越差，光束发散快，能量集中度低，从而导致输出功率增加与测量距离的增加不成比例，则为了增加光束的准直度，就需要加长准直系统的焦距，但却会增加准直系统的长度，从而不利于减小系统结构尺寸。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了紧凑激光雷达测距光学系统，其不仅结构小巧紧凑，且可增加准直系统焦距而提升输出光束准直平行度，从而可增加测量距离。

其技术方案是这样的：其特征在于：其包括聚光镜，所述聚光镜中心开有安装孔，所述安装孔内嵌装有卡塞格林准直系统，所述卡塞格林准直系统包括依次同轴设置的半导体二极管发射源、凹面反射镜和凸面反射镜，所述凹面反射镜的中心开孔。

其进一步特征在于：

所述安装孔内装配有不透明的套筒，所述半导体二极管发射源、凹面反射镜和凸面反射镜依次装配于所述套筒内，所述半导体二极管发射源为半导体二极管激光器；

所述半导体二极管发射源的发射面的一端部嵌装于所述套筒内，另一端部与驱动电路板相连接，所述凹面反射镜的背面为平面型，且紧贴所述半导体二极管发射源的发射面；

其还包括集成电路板，所述集成电路板通过支撑件与所述驱动电路板相连接，所述集成电路板上安装有探测器，所述探测器的靶面位于所述聚光镜的焦点位置处；

所述聚光镜的前后表面、所述凹面反射镜的凹面、所述凸面反射镜的凸面均镀膜；

所述半导体二极管发射源发出的光束为多模激光光束，光束的方向分为垂直正交的两个不同的发散方向；

所述凹面反射镜的中心开孔的孔径设置，以使得所述导体二极管发射源发出的光束口径的通光量大于95％；

所述凸面反射镜的外径尺寸设置，以使得所述导体二极管发射源发出的光束口径的反射通光量大于95％，所述凸面反射镜的外径尺寸不大于所述导体二极管发射源发出的光束口径；

所述聚光镜采用非球面型镜片。

本实用新型的有益效果是，通过在聚光镜中心开有安装孔，安装孔内嵌装有卡塞格林准直系统，且卡塞格林准直系统中的凹面反射镜的中心开孔，则由半导体二极管发射源发射的激光光束穿过凹面反射镜的中心开孔后，可被凸面反射镜反射到凹面反射镜后准直输出，得到高平行度的激光束，从而实现了既保证整体结构的小巧紧凑，又可增加准直系统焦距，提升输出准直平行度，具有更好的距离测量精度和更大的距离测量范围。

附图说明

图1为本实用新型的分解剖视示意图。

具体实施方式

下面结合图1对本实用新型的紧凑激光雷达测距光学系统的实施例作详细的说明。