[发明专利]共轴激光雷达光学系统及激光雷达

权利要求书

1.一种共轴激光雷达光学系统，其特征在于，包括：激光发射装置、反射镜、轴锥镜及激光接收装置；其中，所述反射镜带有中孔；所述轴锥镜的底面设置有反射膜；所述轴锥镜与所述激光接收装置共轴；

所述激光发射装置发射的激光光束经目标物体反射后形成回波光束，所述回波光束经所述反射镜反射后形成平行于所述轴锥镜的光轴的入射光束；所述入射光束由所述轴锥镜的锥面进入所述轴锥镜后，经所述轴锥镜的底面反射，再由所述轴锥镜的锥面射出，形成平行于所述轴锥镜的光轴的出射光束；所述出射光束穿过所述反射镜的中孔入射到所述激光接收装置。

2.如权利要求1所述的共轴激光雷达光学系统，其特征在于，所述反射镜的镜面与所述轴锥镜的光轴之间的夹角为45°。

3.如权利要求1所述的共轴激光雷达光学系统，其特征在于，所述反射镜的中孔为椭圆形，所述反射镜的中孔在第一平面上的投影为圆形，且所述反射镜在所述第一平面上的投影的孔径不小于所述激光接收装置的口径；

所述激光接收装置的光轴穿过所述反射镜的中孔的中心；

其中，所述第一平面与所述激光接收装置的光轴垂直。

4.如权利要求3所述的共轴激光雷达光学系统，其特征在于，所述反射镜的中孔在第二平面上的投影为圆形，所述激光发射装置的光轴穿过所述反射镜的中孔的中心，且所述激光发射装置的口径不大于所述激光接收装置的口径；

其中，所述第二平面与所述激光发射装置的光轴垂直。

5.如权利要求4所述的共轴激光雷达光学系统，其特征在于，所述轴锥镜的锥面的顶点与所述激光接收装置的前表面顶点之间的距离不小于1.5倍的所述激光接收装置的口径。

6.如权利要求4所述的共轴激光雷达光学系统，其特征在于，所述激光发射装置与所述激光接收装置的光轴之间的垂直距离大于所述激光接收装置的口径。

7.如权利要求4至6任一项所述的共轴激光雷达光学系统，其特征在于，所述反射镜的中孔在所述第一平面上的投影的孔径、所述激光发射装置的口径及所述激光接收装置的口径均相同。

8.如权利要求7所述的共轴激光雷达光学系统，其特征在于，所述轴锥镜的参数满足如下公式：

其中，t为所述轴锥镜的厚度，w为所述轴锥镜的底面的直径；δ为所述轴锥镜的楔角，n为所述轴锥镜的折射率，d为所述激光接收装置的口径。

9.如权利要求1所述的共轴激光雷达光学系统，其特征在于，对于预设波长范围内的波束，所述反射膜的反射率大于第一阈值；对于所述预设波长范围外的光束，所述反射膜的反射率小于第二阈值；

其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。

10.一种激光雷达，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的共轴激光雷达光学系统。