[实用新型]一种微镜扫描光学系统和激光雷达

说明书

本实用新型公开了一种微镜扫描光学系统和激光雷达。此微镜扫描光学系统包括：用于发射探测光信号的发射光学单元；发射光学单元包括沿光的传播方向依次排列的光源子单元、扫描反射镜和衍射子单元；光源子单元用于发出光束；扫描反射镜用于在驱动力作用下转动，从而改变光束的传播方向，进行一维扫描；衍射子单元用于将光束在与扫描方向垂直的方向上整形，形成具有设定视场角度值的探测光信号。本实用新型的技术方案，通过扫描反射镜和衍射镜的配合，可在相互垂直的两个方向上形成较大的扫描视场，避免了现有微镜扫描光学系统中需要多个扫描反射镜或多个光源子单元拼接导致的系统整体成本较高的问题，降低了微镜扫描光学系统的成本。

技术领域

本实用新型实施例涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种微镜扫描光学系统和激光雷达。

背景技术

随着半导体技术、信息技术以及光通信技术的快速发展，微机电系统(MicroElectro Mechanical System，MEMS)发展的又一重要方向是与光学相结合，称为微光机电系统(Micro-Opto-Electro-Mechanical System，MOEMS)。MOEMS 是利用微加工技术实现的微光机电器件与系统，系统中的为光学元件(如透镜、反射镜或光栅等)在微电子或微机械装置的作用下能够对光束进行汇聚、反射或衍射等调控作用，从而实现光的开关、衰减、扫描或成像等功能。MEMOS扫描镜通常指扫描反射反射镜在驱动力(包括静电驱动、电磁驱动、电热驱动以及压电驱动)作用下发生偏转，从而改变光束的出射角度，与传统的通过电机驱动反射镜进行光学扫描的方式相比，MOMES扫描镜在体积较小、重量较轻、功耗较低以及动态响应较快，此外，MOMES扫描镜还具有MEMS器件共有的易于实现大规模批量制造、成本较低的优点。

但是，目前的扫描反射镜扫描光学系统扫描视场较小，为实现大的扫描视场，通常需要将多个扫描反射镜或多个光源子单元进行拼接，从而导致成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种微镜扫描光学系统和激光雷达，可增大扫描视场，从而降低大的扫描视场下微镜扫描光学系统的成本。

第一方面，本实用新型实施例提出一种微镜扫描光学系统，该系统包括：用于发射探测光信号的发射光学单元；

所述发射光学单元包括沿光的传播方向依次排列的光源子单元、扫描反射镜和衍射子单元；

所述光源子单元用于发出光束；

所述扫描反射镜用于在驱动力作用下转动，从而改变所述光束的传播方向，进行一维扫描；

所述衍射子单元用于将所述光束在与扫描方向垂直的方向上整形，形成具有设定视场角度值的所述探测光信号。

进一步地，所述发射光学单元还包括准直子单元；

所述准直子单元位于所述光源子单元与所述扫描反射镜之间的光路中；

所述准直子单元用于将所述光源子单元发出的光束准直，并将准直后的光束照射到所述扫描反射镜的反射面。

进一步地，所述准直子单元包括柱面镜和准直透镜；

所述柱面镜用于调节所述光束在第一方向上的发散程度，使经过调节后的光束在相互垂直的第一方向和第二方向上的发散程度一致；

所述准直透镜用于对经所述柱面镜调节后的光束进行准直。

进一步地，所述准直透镜为球面透镜组或非球面透镜组。

进一步地，所述扫描反射镜的形状为椭圆形，所述椭圆形的长轴的长度A 的取值范围为1mm≤A≤4mm，短轴的长度B的取值范围为1mm≤B≤4mm。

进一步地，所述扫描反射镜的形状为圆形，所述圆形的直径D的取值范围为1mm≤D≤4mm。

进一步地，所述衍射子单元包括衍射镜。