[实用新型]一种二维MEMS扫描振镜激光雷达

权利要求书

1.一种二维MEMS扫描振镜激光雷达，包括激光发射系统、控制系统、激光信号接收系统，其特征在于：

沿着光传播方向的光轴方向上，所述的激光发射系统依次设置为：激光器，激光准直系统、二维MEMS扫描振镜；

所述激光器为脉冲激光器；

从物方至像方所述的激光信号接收系统依次设置为：滤光片、大相对孔径光学镜头、传像纤维光锥、APD阵列探测器；所述的传像纤维光锥外形为锥形结构，其口径大的一端为入射端面，口径小的一端为出射端面；所述的传像纤维光锥为由锥形光纤规则排列组合而成的锥形光纤束；大相对孔径光学镜头和传像纤维光锥组成接收镜头；光线依次经过滤光片、大相对孔径光学镜头聚焦在传像纤维光锥入射端面上，传像纤维光锥将光斑缩小并传递到APD阵列探测器表面；

所述APD阵列探测器为线阵APD探测器或面阵APD探测器；所述纤维光锥两端的横截面形状包括圆形、长方形、矩形；

控制系统分别与激光发射系统、APD阵列探测器、二维MEMS扫描振镜通过导线或无线信号连接，用于控制激光器的激光脉冲、二维MEMS扫描振镜的摆动和APD阵列探测器数据的接收。

2.根据权利要求1所述的二维MEMS扫描振镜激光雷达，其特征在于：

所述的APD阵列探测器由APD探测器单元排列组成，根据二维MEMS扫描振镜的扫描角度和所述传像纤维光锥的输出端面输出的光斑大小，通过控制系统选择对应的APD探测器单元采集信号。

3.根据权利要求2所述的二维MEMS扫描振镜激光雷达，其特征在于，二维MEMS扫描振镜可以沿水平和竖直两个方向扫描。

4.根据权利要求3所述的二维MEMS扫描振镜激光雷达，其特征在于，所述激光器选用脉冲式激光二极管；

所述APD阵列探测器为线阵APD探测器，该线阵APD探测器的长边方向与激光二极管快轴方向平行。

5.根据权利要求4所述的二维MEMS扫描振镜激光雷达，其特征在于，所述二维MEMS扫描振镜的水平扫描方向与脉冲式激光二极管快轴方向平行。

6.根据权利要求1所述的二维MEMS扫描振镜激光雷达，其特征在于，所述锥形光纤的直径从所述传像纤维光锥入射端面到传像纤维光锥出射端面逐渐变小；每根锥形光纤都由纤芯和包层组成，纤芯的材料折射率大于包层的材料折射率。

7.根据权利要求1所述的二维MEMS扫描振镜激光雷达，其特征在于，

所述大相对孔径光学镜头从物方至像方依次由第一组元、第二组元、第三组元组成，其光焦度依次为负，正，正；其中第一组元用于将大视场的光接收进入所述的接收镜头，第二组元压缩光线的角度，第三组元进一步会聚光线，第三组元中一个面为非球面，用于校正球差。

8.根据权利要求1所述的二维MEMS扫描振镜激光雷达，其特征在于，所述传像纤维光锥的入射端面靠近大相对孔径光学镜头，出射端面紧贴APD阵列探测器。

9.根据权利要求1所述的二维MEMS扫描振镜激光雷达，其特征在于，所述传像纤维光锥的入射端面位于大相对孔径光学镜头的像方焦平面位置。

10.根据权利要求1～9之一所述的二维MEMS扫描振镜激光雷达，其特征在于，所述大相对孔径光学镜头包括5片镜片，自物方至像方依次为第一平凸透镜、平凹透镜、第二平凸透镜、双凸透镜、非球面正透镜；其中第一平凸透镜与第二平凸透镜的凸面均位于物方一侧，平凹透镜的凹面位于像方一侧。