[发明专利]光学系统及激光雷达

说明书

本发明提出一种光学系统及激光雷达，该光学系统包括：准直透镜，用于对多个激光光源发射的激光束进行准直射出；多个棱镜，在准直透镜的出射方向上，多个棱镜分别与多个激光光源对应设置，多个棱镜分别用于将从准直透镜出射的多束激光束向所述光学系统的中心光轴方向折射；扩束准直镜组，设于光学系统的中心光轴上，扩束准直镜组用于将多个棱镜折射后的多束激光束进行扩束准直后射出。本申请通过设置棱镜，能够将各个光源的激光束向中心光轴靠近，从而缩小了光学系统的尺寸；通过设置扩束准直镜组，配合棱镜，能够调整各个透镜之间的距离，从而缩小准直出射后的各个激光束之间的角度，提高了激光雷达的角分辨率以及探测距离。

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，尤其涉及一种光学系统及激光雷达。

背景技术

目前，一般通过提高激光雷达的发射功率，来提高激光雷达的探测距离，由于受到单个激光光源功率的限制，故而当前大多采用多路激光光源以提高激光雷达的发射功率。在现有技术中，当采用多个激光光源发射多束激光时，一般是通过准直镜头对多路激光束进行准直，并出射多束激光。由于受到激光光源尺寸的限制，各激光光源必然具有一定的间隔，导致准直后射出的相邻激光束夹角比较大，从而造成激光雷达角分辨率不足，探测距离不远；另外，当设置多个激光光源时，需要对所有的激光束进行准直，难以兼顾到中心光束和边缘光束的光束质量；再有，当激光束较多时，造成光学系统的外径尺寸过大、系统总长过长。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光学系统及激光雷达，旨在解决背景技术中所提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种光学系统，包括：

准直透镜，用于对所述多个激光光源发射的激光束进行准直射出；

多个棱镜，在所述准直透镜的出射方向上，所述多个棱镜分别与所述多个激光光源对应设置，所述多个棱镜分别用于将从所述准直透镜出射的多束激光束向所述光学系统的中心光轴方向折射；

扩束准直镜组，设于所述光学系统的中心光轴上，所述扩束准直镜组用于将所述多个棱镜折射后的多束激光束进行扩束准直后射出。

在本实施例中，所述扩束准直镜组包括第一镜组和第二镜组，所述多个激光光源发射的激光束经过所述多个棱镜折射后，先后射入所述第一镜组和所述第二镜组，所述第一镜组用于对所述多个激光光源发射的激光束进行扩束，所述第二镜组用于对所述多个激光光源发射的激光束进行准直，所述第一镜组和所述第二镜组的中心轴与所述光学系统的中心光轴重合。

在本实施例中，所述第一镜组包括第一负光焦度透镜和第二负光焦度透镜。

在本实施例中，所述第一负光焦度透镜和所述第二负光焦度透镜密接成双胶合镜片。

在本实施例中，所述第二镜组包括第一正光焦度透镜。

在本实施例中，所述第二镜组还包括第二正光焦度透镜。

在本实施例中，所述第一正光焦度透镜和第二正光焦度透镜密接成双胶合镜片。

在本实施例中，各个所述棱镜均具有入射面和折射面，每个所述棱镜的折射面与入射面成夹角设置，各个所述棱镜的入射面分别与从所述准直透镜出射的多个激光束垂直设置。

在本实施例中，各个所述棱镜的入射面和折射面之间的夹角满足如下关系：

0.75 d/{L*tan[asin(n*sinδ)- δ]}1.25

其中，d为所述棱镜至所述光学系统中心光轴之间的距离，δ为所述棱镜的入射面与所述折射面之间的夹角，n为所述棱镜的折射率，L为在光线传播方向上，所述棱镜至所述第一镜组等效面的距离。