[发明专利]一种激光三维成像光学收发系统

摘要

本发明公开了一种激光三维成像的光学收发系统，该系统将圆形激光束整形成狭窄的带状，并采用高速旋转的编码盘将条形激光束分成若干段编码。投影镜头将经过编码的光束发射出去。接收端利用光纤传像束将这若干段中对应像点的目标反射光合并，并由面阵光电传感器来接收，从而实现每个传感器探测单元测量多个像点的高程数据。本发明方法新颖，能够实现大视场条件下的高效高速的三维测量。

主权项

一种激光三维成像光学收发系统，其特征在于：所述三维成像光学收发系统包括发射光学部分和探测成像光学部分，其中：所述发射光学部分包括脉冲激光器(1001)、扩束镜(1003)、柱面透镜(1006)、激光编码机构(1008)以及发射镜头(1009)；所述脉冲激光器(1001)用于产生激光脉冲，所述扩束镜(1003)、柱面透镜(1006)以及发射镜头(1009)同轴设置，所述激光编码机构(1008)设置在柱面透镜(1006)的焦平面上；所述扩束镜(1003)用于对所述激光脉冲进行扩束后产生圆形光束；所述柱面透镜(1006)用于对扩束镜(1003)产生的圆形光束进行会聚，并在柱面透镜的焦平面上形成条形激光束；所述激光编码机构(1008)用于对所述条形激光束进行编码；所述发射镜头(1009)用于将编码后的条形激光束投影到目标区域表面；所述探测成像光学部分包括接收镜头(1010)、光纤传像束(1011)、耦合镜头(1012)以及面阵光电传感器(1013)；所述光纤传像束(1011)由若干根光纤构成，所有光纤入射端以一字型排开，每根光纤之间的距离固定设置，构成线阵光纤传感端面并与所述接收镜头(1010)同轴设置；所有光纤的输出端以矩阵方式排列构成输出面并与所述耦合镜头(1012)以及面阵光电传感器(1013)同轴设置；所述接收镜头(1010)用于接收目标区域反射后的回波信号，并成像于所述光纤传像束(1011)的线阵光纤传感端面上；所述光纤传像束(1011)用于将线阵光纤传感端面接收的各码段内相同序号的光通过光纤组合成一束光出射，实现光束的分组合并；所述耦合镜头(1012)用于将光纤传像束(1011)的输出端面按照比例缩小并成像于所述面阵光电传感器(1013)的表面，实现光束的耦合；所述面阵光电传感器(1013)用于接收激光回波信号并转换成电信号，实现回波信号的光电转换。