[发明专利]一种单线激光雷达的收发装置

说明书

本发明涉及一种单线激光雷达的收发装置，包括发光单元、接收单元和扫描单元，所述发光单元包括同光轴依次排列的激光器、球柱透镜和第一非球面镜，所述接收单元包括特制反射镜、第二非球面镜和传感器，所述特制反射镜向后倾斜设置在发射单元的光路上，特制反射镜的中间位置开设有通光孔，特制反射镜的下表面为反射面，所述第二非球面镜和传感器依次排列在特制反射镜下表面的反射光路上，发光单元和接收单元通过特制镜片共用光轴，组成收发同轴的光路，所述扫描单元包括旋转反射镜，所述旋转反射镜倾斜设置在发光单元的光路上。本发明利用特制反射镜，在不增加成本的基础上，降低了光束损耗，提高了收发效率和测量范围。

技术领域

本发明涉及一种单线激光雷达的收发装置，属于激光测量技术领域。

背景技术

激光测距是目前比较常用的测距方法，激光雷达包括单线激光雷达和多线激光雷达。单线激光雷达都是靠机械式旋转来实现对目标的扫描，扫描角度有270°、360°等。单线激光雷达通常使用两种光学结构，一种结构是收发同轴的方式，另外一种是收发不同轴的结构。由于收发同轴的光学结构更有利于结构小巧化，盲区也相对比较小，因此单线激光雷达大部分都是采用收发同轴的结构形式。

图1是一种收发同轴的常见光路示意图。激光器1-1，透镜1-2和半反半透透镜1-3组成了发光单元，透镜1-4和传感器1-5组成了受光单元，1-6为目标。激光器1-1发射的激光被透镜1-2准直后，得到发散角度较小的激光束1-7。激光束经过半反半透镜1-3的时候部分激光穿透镜片，另一部分激光1-8则被反射到别处。目标1-6反射的激光束1-9，一部分经过半反半透镜1-3反射进入到聚焦透镜1-4中，最终进入到传感器1-5中。反射光1-9中还有一部分光直接穿透半反半透镜片，即为激光束1-10。可以看出，这种结构中的半反半透镜，当光束经过时都会损耗一部分，不利于提高收发效率。

收发同轴的方式虽然盲区相对较小，但仍存在一定的盲区。一般的收发同轴雷达在目标距离雷达小于300mm的距离内，从目标漫反射回来的光由于受到发射装置的阻挡，几乎已经没有信号光能回到接收装置了。为了提高雷达的测量范围，想办法减小测量盲区是很有必要的。

现有技术也有一些减少测量盲区的研究，例如授权公告号为CN 211061696 U的实用新型中，通过将两组激光的发射模块分布到激光接收模块两侧的方式，来减小激光雷达系统近端的盲区。这种方式的缺点在于需要采用两套发射光路，增加了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种单线激光雷达的收发装置，能够实现光路收发同轴，并能降低光束损耗，提高收发效率。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种单线激光雷达的收发装置，包括发光单元、接收单元和扫描单元，所述发光单元包括同光轴依次排列的激光器、球柱透镜和第一非球面镜，所述接收单元包括特制反射镜、第二非球面镜和传感器，

所述特制反射镜向后倾斜设置在发射单元的光路上，特制反射镜的中间位置开设有通光孔，特制反射镜的下表面为反射面，所述第二非球面镜和传感器依次排列在特制反射镜下表面的反射光路上，发光单元和接收单元通过特制镜片共用光轴，组成收发同轴的光路，

所述扫描单元包括由电机控制的旋转反射镜，所述旋转反射镜倾斜设置在发光单元的光路上。

进一步，所述特制反射镜、旋转反射镜均与发射单元的光路成45°夹角。

进一步，所述特制反射镜的顶部设有延伸部，所述延伸部的下表面镀有高反射膜，能够将部分漫反射光反射进入到接收单元中。

进一步，所述旋转反射镜的反射面上固设有弯管，所述弯管的一端用于通过准直后的入射激光光束，弯管的另一端用于通过经旋转反射镜反射的准直激光光束。

进一步，所述通光孔的孔径不小于经过第一非球面镜准直后的激光光束的直径。