[实用新型]多模态激光扫描仪光机系统和设备

说明书

本实用新型提供了一种多模态激光扫描仪光机系统和设备，涉及光电探测技术领域，该系统包括线偏振光源、光学开关单元、多模态扫描单元、光学望远镜单元和光敏感单元；线偏振光源用于发射线偏振光，光学开关单元包括波片和分束器，多模态扫描单元包括至少两组光楔透镜；其中，线偏振光源的中心、光学开关单元的中心和光楔透镜的中心在第一直线上，光学望远镜单元置于分束器和光敏感单元之间，并且分束器的中心、光学望远镜单元的中心和光敏感单元的中心在第二直线上，第一直线与第二直线垂直，能够缓解光功率利用率低的问题，从而实现提高光功率利用率，降低加工难度的有益效果。

技术领域

本实用新型涉及光电探测技术领域，尤其是涉及一种多模态激光扫描仪光机系统和设备。

背景技术

激光扫描是一种高效率的三维成像系统，激光扫描依赖于光机系统实现光信号的发射和接收，光机系统的扫描原理、光学发射和接收系统的性能特性，直接影像激光扫描成像的性能。对于激光扫描而言，主要涉及的设计性能包括扫描系统的重复频率利用率、扫描系统的扫描视场角、系统重量和尺寸、扫描速度、接收口径等。

激光扫描仪的光机设计，主要包括光学原理设计、扫描方式设计等，其中，光学原理设计主要针对光学发射和接收，扫描方式设计则属于光学发射的一部分，用于实现光路的偏转。同轴发射和接收光路可以实现光机系统的轻小化和紧凑设计，通常采用反射镜开孔的方法实现，但反射镜开孔往往会产生光能量损失，导致光功率利用率低，并且存在加工难度大的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多模态激光扫描仪光机系统和设备，以缓解光功率利用率低、加工难度大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种多模态激光扫描仪光机系统，该系统包括：线偏振光源、光学开关单元、多模态扫描单元、光学望远镜单元和光敏感单元；线偏振光源用于发射线偏振光；光学开关单元包括波片和分束器；多模态扫描单元包括至少两组旋转扫描机构，旋转扫描机构包括光楔透镜；光学望远镜单元用于聚焦与光敏感单元的大小相匹配的光斑；其中，线偏振光源的中心、光学开关单元的中心和光楔透镜的中心在第一直线上；光学望远镜单元置于分束器和光敏感单元之间，并且分束器的中心、光学望远镜单元的中心和光敏感单元的中心在第二直线上；第一直线与第二直线垂直。

在一种实施方式中，波片用于实现偏振光的转换；分束器用于透过偏振匹配的光线。

在一种实施方式中，旋转扫描机构包含光楔透镜、光楔夹持结构、驱动电机、增量式编码器和控制单元；光楔夹持结构用于安装光楔透镜，光楔夹持结构与驱动电机和增量式编码器固定连接。

在一种实施方式中，控制单元用于控制驱动电机的旋转扫描速度；增量式编码器用于检测驱动电机的旋转角度和实时扫描速度。

在一种实施方式中，当两组旋转扫描机构的初始相位相同时，控制单元控制驱动电机的旋转扫描速度实现多种扫描模式。

在一种实施方式中，当两组旋转扫描机构的旋转速度不同时，控制单元控制驱动电机实现玫瑰花瓣扫描。

在一种实施方式中，当两组旋转扫描机构的旋转速度相同但旋转方向不同时，控制单元控制驱动电机实现直线扫描。

在一种实施方式中，当两组旋转扫描机构的旋转方向不同，且一组旋转扫描机构的扫描速度为另一组旋转扫描机构的扫描速度的一半时，控制单元控制驱动电机实现非对称扫描。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种多模态激光扫描仪光机设备，该设备包括：装配结构和第一方面任意一项中的多模态激光扫描仪光机系统；装配结构包括整体支撑结构，整体支撑结构用于将多模态激光扫描仪光机系统中的各单元同轴装配并锁紧。