三维成像激光雷达系统中的微电子机械系统扫描:扫描视场角与扩束

李小宝; 王春晖; 曲扬; 任逍遥

三维成像激光雷达系统中的微电子机械系统扫描:扫描视场角与扩束

李小宝^*; 王春晖; 曲扬; 任逍遥

激光与光电子学进展, 2015, 52(11): 163-168.

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Summary

基于微电子机械系统(MEMS)微镜的二维光学扫描系统是趋于低成本、小型化和高清晰的新一代三维成像激光雷达的核心部件之一。由于现有可实现二维高帧频扫描的MEMS其口径和扫描角度有限,因而需要对经MEMS微镜扫描后的激光束进行相应扩角和扩束。讨论了开普勒式扩束望远镜系统对扫描光束扩束之后光斑大小与扫描视场角之间的制约关系;推演得到了扫描角与扩束倍率之间的关系式;提出了一种三维成像激光雷达系统中的基于MEMS和开普勒式望远镜的扫描与变焦扩束系统结构,并在此基础上利用Zemax软件设计出了11片式的扫描变倍扩束光学系统,其模拟的结果与理论计算值完全相吻合。

Keywords

机器视觉; 三维遥感成像; 激光雷达; 系统设计; 望远镜 machine vision; three-dimensional sensing; lidar; system design; telescopes

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