[发明专利]光学系统及激光测距设备

说明书

本申请提供了一种光学系统及激光测距设备。其中光学系统包括：发射单元(210)，用于发射激光束；光束整形单元(220)，所述光束整形单元(220)用于对所述激光束进行整形，使得所述激光束先汇聚再扩散以形成线形激光；带孔反射镜(230)，所述带孔反射镜(230)的孔位于所述激光束的光线的汇聚处，所述带孔反射镜(230)用于对所述线形激光的激光回波进行反射；接收单元(240)，用于从所述带孔反射镜(230)接收所述激光回波，有利于降低激光接收过程中激光回波的能量损耗。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体涉及一种光学系统及激光测距设备。

背景技术

目前，激光光学系统可以分为共轴光学系统和旁轴光学系统两大类。在共轴光学系统中，激光发射过程中和激光接收过程中的部分光学元件是可以共用的，因此，共轴光学系统具有成本低，体积小等优点。

在传统的共轴光学系统中，发射单元发出的点光斑的激光束，穿过带孔反射镜中的孔，以对目标范围内的物体进行扫描。相应的，物体反射回的激光回波可以通过带孔反射镜反射至接收单元。然而，这种共轴的光学系统仅适用于发散角较小的点光斑的激光束，如果应用于发散角较大的线形激光时，需要将带孔反射镜中的孔扩大，以允许线形激光穿过，这样带孔反射镜的反射区域减小，一部分激光回波无法再通过带孔反射镜反射至接收单元，导致激光接收过程中激光回波的能量损耗增加。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种光学系统和激光测距设备，以减少激光接收过程中激光回波的能量损耗。

第一方面提供了一种光学系统，包括：发射单元210，用于发射激光束；光束整形单元，所述光束整形单元220用于对所述激光束进行整形，使得所述激光束先汇聚再扩散以形成线形激光；带孔反射镜230，所述带孔反射镜230的孔位于所述激光束的光线的汇聚处，所述带孔反射镜230用于对所述线形激光的激光回波进行反射；接收单元240，用于从所述带孔反射镜230接收所述激光回波。

在一种可能的实现方式中，所述光束整形单元220包括：准直透镜410，用于对所述发射单元210发射的激光束进行准直；柱面透镜420，用于对准直后的激光束先汇聚再扩散，以形成所述线形激光。

在一种可能的实现方式中，所述光束整形单元220包括：准直透镜510，用于对所述发射单元发射的激光束进行准直；衍射光学元件520，用于对准直后的激光束先汇聚再扩散，以形成所述线形激光。

在一种可能的实现方式中，所述光束整形单元220包括：衍射光学元件610，用于对所述发射单元210发射的激光束进行准直，并对准直后的激光束先汇聚再扩散，以形成所述线形激光。

在一种可能的实现方式中，所述激光光学系统包括多个所述发射单元810，多个所述发射单元810分别发射激光束，以形成多个所述线形激光。

在一种可能的实现方式中，多个所述线形激光沿与所述线形激光的线条延伸方向垂直的方向排布。

在一种可能的实现方式中，多个所述发射单元发射出的激光束经过同一光学元件进行所述汇聚和扩散。

在一种可能的实现方式中，所述激光光学系统还包括：扫描单元，用于接收所述线形激光，并对所述线形激光的传播方向进行偏转，以对目标范围内的物体进行扫描。

在一种可能的实现方式中，所述接收单元240对所述激光回波的响应区域为线形区域。

在一种可能的实现方式中，所述线形激光在竖直方向的发散角为20～60度，在水平方向的发散角为0.1～2度；或者所述线形激光在水平方向的发散角为60～120度，在竖直方向的发散角为0.1～2度。

第二方面，提供一种激光测距设备，包括：如第一方面中任一种可能的实现方式所述的光学系统1610，用于朝目标物发射线形激光，并接收所述线形激光的激光回波；处理单元1620，用于根据所述激光回波，确定所述目标物的距离。