[实用新型]一种大视场扫描成像光学系统

说明书

本实用新型涉及光学成像领域，一种大视场扫描成像光学系统，包括成像透镜组、光阑、导光件和光探测器；所述成像透镜组、光阑、导光件和光探测器沿接收光的行进方向依次排布，所述光阑设置于成像透镜组的像面上，所述导光件的入光口设置于光阑远离透镜组的一侧，所述光探测器的感光面到导光件的出光口的距离为0到2毫米。本实用新型提供的大视场扫描成像光学系统，结构简单，通过采用成像透镜组、光阑、导光件和光探测器相结合增加了接收视场，同时利用滤光片和光阑抑制了非目标物体反射杂光的干扰。

技术领域

本实用新型涉及光学成像领域，尤其是一种大视场扫描成像光学系统。

背景技术

基于点扫描的光学成像系统，如基于MEMS的激光雷达，制造成本低，扫描速度快。问题在于MEMS本身尺寸小，若用于同轴接收光信息，则相比机械旋转扫描或大面积振镜扫描，接收能量非常低，通常采用非共轴接收光信息。而单点光探测器的光接收面积小，接收信号强度低。MEMS雷达提高接收信号强度第一种方法是增大MEMS的镜面面积，这样会使成本大大提高，同时大镜面的平面度降低，扫描频率下降。另外一种方法是采用聚焦透镜将接收光聚焦至探测器孔或光纤端，但无法接收离轴反射光信号，这会限制雷达系统的接收角度。提升接收角的方法是采用阵列探测器，成本高并增加了电路复杂度；或者使用大感光面积探测器，但是会增大等效噪声功率同时面积增大器件电容增加，响应时间变长，无法满足快速测量及高精度测量。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种大视场扫描成像光学系统，结构简单通过采用成像透镜组、光阑、导光件和光探测器相结合增加了接收视场，同时利用滤光片和光阑抑制了非目标物体反射杂光的干扰。

为了实现上述目的，本实用新型提供的一种大视场扫描成像光学系统，包括成像透镜组、光阑、导光件和光探测器；所述成像透镜组、光阑、导光件和光探测器沿接收光的行进方向依次排布，所述光阑设置于成像透镜组的像面上，所述导光件的入光口设置于光阑远离透镜组的一侧，所述光探测器的感光面到导光件的出光口的距离为0到2毫米。

作为本申请的一种优选的实施方式，所述成像透镜组包括第一平凸镜、凹透镜、滤光片、第二平凸镜和第三平凸镜；所述第一平凸镜、凹透镜、第一滤光片、第二平凸镜和第三平凸镜沿接收光的行进方向依次排布。

作为本申请一种优选的实施方式，所述成像透镜组包括凸透镜、平凹透镜、第二滤光片、第四平凸镜和第五平凸镜；所述凸透镜、平凹透镜、第二滤光片、第四平凸镜和第五平凸镜沿接收光的行进方向依次排布。

作为本申请一种优选的实施方式，所述光阑的通光口的形状和尺寸与成像透镜组的视场大小相匹配。

作为本申请一种优选的实施方式，所述导光件入光口的尺寸大于光阑通光口，所述导光件出光口尺寸与光探测器感光面尺寸接近。

作为本申请一种优选的实施方式，所述导光件为复合抛物面聚光器；所述复合抛物面聚光器的入光口的直径为光阑通光口最大尺寸的100％-110％，所述复合抛物面聚光器的出光口直径为光探测器感光面最大尺寸的80％-500％。

作为本申请一种优选的实施方式，所述导光件为锥形光纤束；所述锥形光纤束的入光口的直径为光阑通光口最大尺寸的100％-110％，所述锥形光纤束的出光口直径为光探测器感光面积的80％-500％。

作为本申请一种优选的实施方式，所述导光件为一分多光纤束，所述一分多光纤束的入光口的直径为光阑通光口最大尺寸的100％-110％，所述一分多光纤束的出光口到光探测器的感光面的距离为0到2毫米。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种大视场扫描成像光学系统，结构简单通过采用成像透镜组、光阑、导光件和光探测器相结合增加了接收视场，同时利用滤光片和光阑抑制了非目标物体反射杂光的干扰。

附图说明