激光扫描仪收发旁轴光学系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光学系统技术领域，具体涉及一种激光扫描仪收发旁轴光学系统，它包括光纤激光器和准直器，所述光纤激光器与所述准直器通过单模光纤连接；它还包括接收透镜和光电探测器，所述准直器的光轴与所述接收透镜的光轴平行但不共轴。本实用新型专利技术采用收发光路旁轴形式，即发射光路与接收光路完全分离、平行不重合，发射光路与接收光路完全分离可以有效消除内部杂散光问题；本实用新型专利技术采用的旁轴光路相较于同轴光路会存在一定的盲区，可以有效降低近距离高反射率目标对光电探测器造成损伤的风险。的风险。的风险。

【技术实现步骤摘要】
激光扫描仪收发旁轴光学系统


[0001]本技术涉及光学系统
，尤其涉及一种激光扫描仪收发旁轴光学系统。

技术介绍

[0002]现有激光扫描仪光学系统中，多采用收发光路共轴的形式，即发射光路光轴与接收光路光轴重合。
[0003]例如公开号为CN 216083083 U的中国专利申请，名称为用于激光测距的共轴光学系统，通过对发射或接收光路进行转折，引入一个或多个反射镜，使结构复杂化且增加成本；另外，由于实际输出准直光束并非完全平行光束，大部分能量主要是分布在一个很小发散角范围内，存在有少部分能量分布在发散角以外，然而该部分发散角以外的激光在收发光路同轴形式光学系统中会在结构部件和光学元件表面散射形成杂散光，该杂散光传输至光电探测器转换成电信号，对测试结果产生干扰。此外，光电探测器损伤阈值较低，对于收发光路共轴形式，不存在盲区，面对近距离高反率目标时，容易造成光电探测器损伤。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中所存在的不足，本技术提供了一种激光扫描仪收发旁轴光学系统，采用收发光路旁轴形式，即发射光路与接收光路完全分离、平行不重合，可以有效消除内部杂散光问题；此外，旁轴光路相较于同轴光路会存在一定的盲区，可以有效降低近距离高反射率目标对光电探测器造成损伤的风险。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：激光扫描仪收发旁轴光学系统，它包括光纤激光器和准直器，所述光纤激光器与所述准直器通过单模光纤连接；它还包括接收透镜和光电探测器，所述准直器的光轴与所述接收透镜的光轴平行但不共轴。
[0006]优选的方案中，所述准直器发散角在0
‑
5mrad范围内。
[0007]优选的方案中，所述接收透镜为凸透镜。
[0008]优选的方案中，所述接收透镜为平凸透镜。
[0009]优选的方案中，所述接收透镜两透光面镀有增透膜。
[0010]优选的方案中，所述接收透镜上开设有卡槽，所述准直器安装在所述卡槽内。
[0011]优选的方案中，所述接收透镜和所述光电探测器之间还设置有滤光片。
[0012]相比于现有技术，本技术主要具有以下有益效果：
[0013]1.本技术采用收发光路旁轴形式，即发射光路与接收光路完全分离、平行不重合，发射光路与接收光路完全分离可以有效消除内部杂散光问题。
[0014]2.本技术采用的旁轴光路相较于同轴光路会存在一定的盲区，可以有效降低近距离高反射率目标对光电探测器造成损伤的风险。
[0015]3.本技术收发测距光学系统结构紧凑，装配简单。
附图说明
[0016]图1为本技术的结构示意图。
[0017]图2为本技术的盲区光学原理示意图。
[0018]图3为本技术一种优选实施例的结构示意图。
[0019]图4为本技术一种优选实施例中接收透镜的结构示意图。
[0020]上述附图中：1、发射光轴；2、接收光轴；10、光纤激光器；20、准直器；30、单模光纤；40、接收透镜；41、卡槽；50、光电探测器；60、增透膜；A、目标物体；B、盲区；α、接收视场角；β、发散角。
具体实施方式
[0021]下面结合附图及实施例对本技术中的技术方案进一步说明。
[0022]参阅附图1和图2，作为本技术的一种优选实施例，提出了一种激光扫描仪收发旁轴光学系统，它包括光纤激光器10和准直器20，所述光纤激光器10与所述准直器20通过单模光纤30连接；它还包括接收透镜40和光电探测器50，所述准直器20的光轴与所述接收透镜40的光轴平行但不共轴。
[0023]进一步的，所述准直器20发散角在0
‑
5mrad范围内。
[0024]进一步的，所述接收透镜40为平凸透镜。
[0025]进一步的，所述接收透镜40两面镀有增透膜。
[0026]本实施例中，光纤激光器10的波长可为可见光波段、近红外波段和短波红外任意波段范围内任意波长，用于发射脉冲激光，对目标物体A进行探测；单模光纤30用于传输脉冲激光至准直器20；准直器20发散角范围在0
‑
5mrad范围内，用于压缩光纤激光器10发出的激光光束发散角，使激光光束接近于平行光束，实现远距离探测；接收透镜40两面镀有工作波段增透膜，完全与准直器分开且平行于准直器20放置，可调节准直器或接收透镜的方向角度使得接收透镜40光轴与准直器20发射光轴平行，接收透镜40用于接收脉冲激光经目标物体A表面散射返回的光信号；光电探测器50置于接收透镜40焦点处，用于返回光信号转换为电信号用于后端计算目标物体A的距离。
[0027]光纤激光器发出脉冲激光经单模光纤传输至准直器，脉冲激光经准直器压缩为具有很小发散角接近于平行的光束照射在远处目标物体表面，激光在物体表面发生散射，一部分返回光被接收透镜接收汇聚，经滤光片滤除工作波长以外的环境光，汇聚的焦点位于光电探测器表面，光电探测器将接收的返回光信号转换为电信号，传输至后端进行计算待测目标物体的距离信息。
[0028]参阅附图2，光电探测器50的损伤阈值较低，本实施例通过准直器20与接收透镜40完全不共轴设置，从而从存在盲区B，面对近距离高反率目标时，可避免造成光电探测器损伤。
[0029]作为本技术的另一种优选实施例，为便于布置和安装，参阅附图3和附图4，所述接收透镜40上开设有卡槽41，所述准直器20安装在所述卡槽41内。卡槽41的尺寸与准直器外径相匹配，将准直器20安装在接收透镜40的卡槽41内，准直器20方向角度通过辅助工装可以自由调节，便于使发射光轴1与接收光轴2平行，通过点胶形式进行固定，该安装形式有利进一步缩小收发模块体积尺寸以及有助于缩小前端扫描机构的尺寸。
[0030]上述实施例，通过收发光路旁轴设置，可以有效消除光学系统中内部杂散光对光电探测器自身性能以及测试结果的影响和有效降低近距离高反射率目标对光电探测器造成损伤风险。使收发测距光学系统结构紧凑，装配简单。发射光路与接收光路完全分离，可以有效消除内部杂散光问题；此外，参阅附图2，接收视场角α与发射光束的发散角β，存存在不完全重叠的区域，即旁轴光路相较于同轴光路会存在一定的盲区B，可以有效降低近距离高反射率目标对光电探测器造成损伤的风险，该盲区的范围主要取决于收发光轴偏移量以及发射光束发散角β和接收视场角α。
[0031]进一步的，所述接收透镜40和所述光电探测器50之间还设置有滤光片60，滤光片60置于接收透镜40与光电探测器50之间，用于滤除工作波长以外波长的光，降低外界环境光对有效光信号影响。
[0032]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.激光扫描仪收发旁轴光学系统，它包括光纤激光器和准直器，所述光纤激光器与所述准直器通过单模光纤连接；它还包括接收透镜和光电探测器，其特征是：所述准直器的光轴与所述接收透镜的光轴平行但不共轴。2.根据权利要求1所述的激光扫描仪收发旁轴光学系统，其特征是：所述准直器发散角在0
‑
5mrad范围内。3.根据权利要求1所述的激光扫描仪收发旁轴光学系统，其特征是：所述接收透镜为凸透镜。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泰来，
申请(专利权)人：武汉象印科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：