[实用新型]一种用于MEMS激光雷达的接收光路

说明书

本实用新型公开了一种用于MEMS激光雷达的接收光路，包括从左到右依次设置的广角镜头、光锥、阵列微透镜、阵列光阑以及APD阵列。回波信号经广角镜头聚焦到光锥上，再经光锥传输给阵列微透镜，所述阵列微透镜将回波信号聚焦到APD阵列上，且APD阵列的左侧相应设置有位于阵列微透镜右侧的避免光线串扰用的阵列光阑。整个光路传输过程为回波经过前端的广角镜头然后聚焦到焦面的光之上，光锥将光线进行传输，在细端口出射然后经过微透镜阵列进行聚焦到阵列APD的像面上。该装置巧妙运用了光锥缩放，阵列微透镜单元整形，阵列光阑的遮光作用，解决了广角，大像面探测器，串扰的问题，同时该光路便于组装和调节。

技术领域

本实用新型涉及激光雷达接收光路防串扰领域，具体为一种用于MEMS激光雷达的接收光路。

背景技术

激光扫描测距雷达能够用于检测目标位置，轮廓和速度，激光测距雷达的应用领域逐步拓展，精确测量、导航定位、安全避障，并开始应用于无人驾驶技术，激光扫描雷达是将发射的激光束通过扫描发射形成扫描截面，从而测试出待测物的特征信息。目前三维扫描激光雷达在垂直方向为多层扫描，能够很好的反应待测物的特征信息，适用于多个领域，如无人驾驶的导航，形状轮廓检测。

目前的三维扫描激光雷达多采用多线扫描方式，即发射使用多个激光管顺序发射，结构为多个激光管纵向排列，每个激光管之间有一定的夹角，同时在对称面有相应的接收探测器进行接收，保证每一个接收探测器和发射激光管的视场角相对应，因此在安装调节过程中非常复杂。目前更多的开始使用MEMS激光雷达，但是MEMS激光雷达在水平和俯仰两个方向的视场角非常大，尤其是水平方向，一般水平方向视场角在40-150°，为了达到大的接收视场，一般都需要使用更大的像面进行接收，但是同时大的像面探测器导致整个激光雷达的成本增加，不利于大规模生产。同时使用阵列探测器，同时达到更高的角度分辨率，就要求阵列探测器单元之间的填充因子越低越好，同时也要避免阵列探测器内部不同单个探测器之间的串扰，因此，如何在广角接收视场时，实现较小像面以及减小串扰的接收光路，是该领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于MEMS激光雷达的接收光路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于MEMS激光雷达的接收光路，包括从左到右依次设置的广角镜头、光锥、阵列微透镜、阵列光阑以及APD阵列。

回波信号经广角镜头聚焦到光锥上，再经光锥传输给阵列微透镜，所述阵列微透镜将回波信号聚焦到APD阵列上，且APD阵列的左侧相应设置有位于阵列微透镜右侧的避免光线串扰用的阵列光阑。光锥广口的进光端在广角镜头的焦面上，光锥细口的出光端安装微透镜阵列，两者距离为微透镜阵列的前焦距，微透镜阵列后端为阵列光阑，阵列光阑后端为APD阵列，APD阵列在微透镜阵列单元的焦面上。

优选的，所述广角镜头的接收视场角度为40-150°，镜片数量为4-8片，长度为30-80mm，焦距口径比在0.6-2之间，接收口径在10-30mm之间。

优选的，所述光锥内集成有硬光纤，且光锥的形状为锥形，所述光锥的芯径为50-300um，且光锥左右口径变比为2:1-4:1，左右长度为10-40mm，右端口径为5-30mm，所述光锥的右端面与阵列微透镜对应。

优选的，所述阵列微透镜为正柱透镜阵列或者凸透镜阵列，且阵列微透镜的右端面与APD阵列对应。

优选的，所述阵列光阑为阵列筒形结构，且筒形为圆筒或方筒，所述阵列光阑的通光孔和APD阵列对应，且阵列光阑的筒高分别与阵列微透镜和APD阵列对应。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、整个光路传输过程为回波经过前端的广角镜头然后聚焦到焦面的光之上，光锥将光线进行传输，在细端口出射然后经过微透镜阵列进行聚焦到阵列APD 的像面上；