CN116224290A - 激光雷达光学系统及激光雷达 - Google Patents

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CN116224290A CN202211707463.2A CN202211707463A CN116224290A CN 116224290 A CN116224290 A CN 116224290A CN 202211707463 A CN202211707463 A CN 202211707463A CN 116224290 A CN116224290 A CN 116224290A
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李翔
王泮义
张正正
张国伟
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Abstract

本申请涉及光学系统技术领域，提供了一种激光雷达光学系统及激光雷达，光学系统包括：激光发射器、发射镜组、挖孔反射镜、反射镜模组、接收镜组和接收探测器；发射镜组的焦距为f，激光发射器发出的激光光束的发散角为θ；当挖孔的中心与激光发射器的发射焦平面的间距为2f时，挖孔的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)；当挖孔的中心与激光发射器的发射焦平面的间距不为2f时，挖孔的中心到发射镜组的主平面的距离为L，距离最远的两个激光发射器所发出激光光束的夹角为φ，挖孔的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)+2abs(L‑f)tan(φ/2)，该激光雷达光学系统可以兼顾降低雷达尺寸的同时增强雷达测距能力。

Description

激光雷达光学系统及激光雷达
技术领域
本申请涉及光学系统技术领域，更具体地说，涉及一种激光雷达光学系统及激光雷达。
背景技术
激光光雷达是激光技术与大气光学、目标和环境特性、雷达技术、光机电一体化、计算机技术等相结合的产物。激光作为其光源，有着单色性好、准直性高、相干性强等优点，被广泛的用于距离测量，大气探测，道路监控等各个领域。
一台激光雷达包括很多模块，如电机模块，光学系统模块，控制模块等。现有技术中的一种雷达的光学系统具体包括发射激光器，准直镜组，接收探测器，汇聚镜组。发射激光器发出激光光束，经过准直镜组准直后，形成出射光束，然后打到目标物体上，形成回波光束，回波光束经过汇聚镜组汇聚后，被接收探测器接收到。
随着车载激光雷达技术的日益完善，对车载激光雷达线束的需求越来越高。越高的线束意味着越高的垂直分辨率，可以测到更多的数据，但为了得到更多的线束，需要增加雷达里面的发射器件与接收器件的数量，但这样会影响雷达的体积，普通的同轴系统可以在一定程度上减小雷达的体积，但普通的同轴系统，一般挖孔反射镜的设置为半透半反(可以简单理解为挖孔的面积与反射区域面积为1:1)，挖孔面积不是最优的方案，接收到的回波光束的能量会受到影响，从而影响雷达测距能力。
发明内容
本发明主要目的是提供一种激光雷达光学系统，旨在解决现有技术中激光雷达光学系统难以兼顾降低雷达尺寸的同时减小雷达测距受到影响的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种激光雷达光学系统，其特征在于，包括：
激光发射器、发射镜组、挖孔反射镜、反射镜模组、接收镜组和接收探测器；
所述激光发射器、发射镜组、挖孔反射镜和反射镜模组沿第一直线方向依次布置；
所述挖孔反射镜、接收镜组和接收探测器沿第二直线方向依次布置，所述第一直线方向与所述第二直线方向成夹角；
所述激光发射器发出的激光光束能够依次途径所述发射镜组、所述挖孔反射镜的挖孔、所述反射镜模组抵达激光雷达外部形成回波光束，所述回波光束能够依次途径所述反射镜模组、所述挖孔反射镜、所述接收镜组抵达所述接收探测器；
所述发射镜组的焦距为f，所述激光发射器发出的激光光束的发散角为θ；
当所述挖孔的中心与所述激光发射器的发射焦平面的间距为2f时，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)；
当所述挖孔的中心与所述激光发射器的发射焦平面的间距不为2f时，所述挖孔的中心到所述发射镜组的主平面的距离为L，距离最远的两个激光发射器所发出两路激光光束的夹角为φ，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的最大投影尺寸至少为2ftan(θ/2)+2abs(L-f)tan(φ/2)。
进一步地，所述激光光束的发散角包括水平方向的发散角θ1和竖直方向的发散角θ2，当所述挖孔的中心与所述激光发射器的发射焦平面的间距为2f时，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的水平最大投影尺寸至少为2ftan(θ1/2)，竖直方向上最大投影尺寸至少为2f tan(θ2/2)。
进一步地，所述激光光束的发散角包括水平方向的发散角θ1和竖直方向的发散角θ2，当所述挖孔的中心与所述激光发射器的发射焦平面的间距不为2f时，所述挖孔的中心到所述发射镜组的主平面的距离为L，水平方向距离最远的两个激光发射器所发出的激光光束夹角为φ1，竖直方向距离距离最远的两个激光发射器所发出的激光光束夹角为φ2，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的水平方向最大投影尺寸至少为2f tan(θ1/2)+2abs(L-f)tan(φ1/2)，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的竖直方向最大投影尺寸至少为2f tan(θ2/2)+2abs(L-f)tan(φ2/2)。
进一步地，所述挖孔反射镜在所述第一直线方向上的倾角为30°至60°。
进一步地，所述反射镜模组包括旋转支撑座和设置在所述旋转支撑座上的多个反射镜，所述旋转支撑座的旋转轴线与第一直线方向垂直，所述多个反射镜绕所述旋转支撑座的旋转轴线布置。
进一步地，所述旋转支撑座包括围成正方形的四个边，所述多个反射镜的数量为4，4个所述反射镜一一对应的设置在所述四个边上。
进一步地，所述反射镜模组包括电机，所述电机的输出轴与所述旋转支撑座连接。
进一步地，所述电机为直流无刷电机。
进一步地，所述反射镜模组包括振镜支撑座，以及设置在所述振镜支撑座上的振镜。
进一步地，所述挖孔为圆孔或矩形孔或方形孔或菱形孔或椭圆形孔或腰形孔。
此外，本发明还提供一种激光雷达，其中，包括上述的激光雷达光学系统。
本申请提供的激光雷达光学系统的有益效果在于：
本发明实施例提供激光雷达光学系统中，激光发射器、发射镜组、挖孔反射镜和反射镜模组沿第一直线方向依次布置，激光雷达的光路采用同轴设计，发射光束的光轴及接收光束的光轴同轴(均通过挖孔反射镜以及反射镜模组)，缩小了雷达的体积，此外，设置了挖孔反射镜，激光发射光束穿过挖孔反射镜(从挖孔位置穿过)，返回的回波光束被挖孔反射镜反射，尤其是确定了最佳挖孔尺寸与挖孔反射镜位置的公式，当所述挖孔的中心与所述激光发射器的发射焦平面的间距为2f时，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)，并且确定了如果挖孔反射镜不能在最佳位置，给定了挖孔大小和挖孔反射镜位置的关系，确定了挖孔最小的尺寸，当所述挖孔的中心与所述激光发射器的发射焦平面的间距不为2f时，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)+2abs(L-f)tan(φ/2)，假设挖孔反射镜的长和宽一定，那么挖孔的尺寸越小，反射区域的面积越大(长×宽-挖孔部分面积)，反射区域面积越大，可以打到反射区域上的回波光束的总能量就越多(单位面积下回波光束能量相同)，最终被接收探测器接收到的回波光束的能量就越高，测距能力就越远。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例所提供的激光雷达光学系统的示意简图；
图2为本申请的一个实施例所提供的激光雷达光学系统的原理示意图；
图3为本申请的一个实施例所提供的激光雷达光学系统的另一原理示意图；
图4为本申请的一个实施例所提供的激光雷达光学系统的又一原理示意图；
图5为本申请的一个实施例所提供的激光雷达光学系统的再一原理示意图。
上述附图所涉及的标号明细如下：
1-接收镜组； 2-接收探测器；
100-激光发射器； 101-发射焦平面；
200-发射镜组； 201-主平面；
300-挖孔反射镜； 301-挖孔；
400-反射镜模组； 401-旋转支撑座；
402-反射镜； 403-电机。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设处于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
此外，本申请需要补充解释的术语如下：
1、镜组的主平面：透镜主平面有两个，一个是像方主平面，一个是物方主平面，两个平面之间的间距一般比较小，为了简化模型，在附图中以及分析时，将两个主平面看做完全重合，即附图中主平面201。无限远处的平行光照射到透镜上，经过折射，光线会通过像方的焦点，折射后光线反向延长与入射光线相交于一点，通过这点做的垂直于光轴的平面就是像方主平面；同理，从物方焦点处发出的经过透镜折射后成为平行光，延长入射光线与平行光相交于一点，通过这个点做垂直于光轴的平面就是物方主平面。
2、镜组的焦平面：当一束平行于主光轴的光线通过凸透镜后相交于一点，这个点称“焦点”，通过焦点并垂直光轴的平面，称“焦平面”。焦点有两个，在物方空间的焦点，称“物方焦点”，该处的焦平面，称“物方焦平面”；反之，在像方空间的焦点，称“像方焦点”，该处的焦平面，称“像方焦平面”。
3、远心光路：分为物方远心光路和像方远心光路，物方远心光路孔径光阑位于物镜的像方焦面，入瞳位于无穷远，孔径光阑即出瞳，轴外点主光线平行于光轴，这样的光路被称作“物方远心光路”。同理，像方远心光路光阑位于物镜的物方焦面，出瞳位于无穷远，孔径光阑即入瞳。
为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
参见图1至图3，本发明实施例提供一种激光雷达光学系统，其中，包括：
激光发射器100、发射镜组200、挖孔反射镜300、反射镜模组400、接收镜组1和接收探测器2；
激光发射器100、发射镜组200、挖孔反射镜300和反射镜模组400沿第一直线方向依次布置；
挖孔反射镜300、接收镜组1和接收探测器2沿第二直线方向依次布置，第一直线方向与第二直线方向成夹角，例如成90°夹角等等；
激光发射器100发出的激光光束能够依次途经发射镜组200、挖孔反射镜300的挖孔301、反射镜模组400抵达激光雷达外部的被测物体，并形成回波光束，回波光束能够依次途经反射镜模组400、挖孔反射镜300、接收镜组1抵达接收探测器2；
发射镜组200的焦距为f(即发射镜组200的主平面201距离激光发射器100的发射焦平面101的间距为f)，激光发射器100发出的任一激光光束的发散角为θ；
当挖孔301的中心与激光发射器100的发射焦平面101的间距为2f时，挖孔301在垂直于第一直线方向上的平面的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)；
当挖孔301的中心与激光发射器100的发射焦平面101的间距不为2f时，挖孔301的中心到发射镜组200的主平面201的距离为L，激光发射器100中距离最远的两个激光发射器所发出两路激光光束的夹角为φ，挖孔301在垂直于第一直线方向上的平面的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)+2abs(L-f)tan(φ/2)。
本发明实施例提供激光雷达光学系统中，激光发射器100、发射镜组200、挖孔反射镜300和反射镜模组400沿第一直线方向依次布置，激光雷达的光路采用同轴设计，发射光束的光轴及接收光束的光轴同轴(均通过挖孔反射镜以及反射镜模组)，缩小了雷达的体积，此外，设置了挖孔反射镜300，激光发射光束穿过挖孔反射镜300(从挖孔301位置穿过)，返回的回波光束被挖孔反射镜300反射，尤其是确定了最佳挖孔301尺寸与挖孔反射镜300位置的公式，当挖孔301的中心与激光发射器100的发射焦平面101的间距为2f时，挖孔301在垂直于第一直线方向上的平面的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)，并且确定了如果挖孔反射镜300不能在最佳位置，给定了挖孔301大小和挖孔反射镜300位置的关系，确定了挖孔301最小的尺寸，当挖孔301的中心与激光发射器100的发射焦平面101的间距不为2f时，挖孔301在垂直于第一直线方向上的平面的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)+2abs(L-f)tan(φ/2)，假设挖孔反射镜300的长和宽一定，那么挖孔301的尺寸越小，反射区域的面积越大(长×宽-挖孔301部分面积)，反射区域面积越大，可以打到反射区域上的回波光束的总能量就越多(单位面积下回波光束能量相同)，最终被接收探测器2接收到的回波光束的能量就越高，测距能力就越远。
根据本发明的具体实施例，激光雷达光学系统中包括有多个激光发射器，激光光束的发散角包括水平方向的发散角θ1和竖直方向的发散角θ2，
当挖孔的中心与激光发射器的发射焦平面的间距为2f时，挖孔在垂直于第一直线方向上的平面的水平最大投影尺寸至少为2f tan(θ1/2)，竖直方向上最大投影尺寸至少为2f tan(θ2/2)。
当挖孔的中心与激光发射器的发射焦平面的间距不为2f时，挖孔的中心到发射镜组的主平面的距离为L，水平方向距离最远的两个激光发射器所发出的激光光束夹角为φ1，竖直方向距离距离最远的两个激光发射器所发出的激光光束夹角为φ2，挖孔在垂直于第一直线方向上的平面的水平方向最大投影尺寸至少为2f tan(θ1/2)+2abs(L-f)tan(φ1/2)，挖孔在垂直于第一直线方向上的平面的竖直方向最大投影尺寸至少为2f tan(θ2/2)+2abs(L-f)tan(φ2/2)。
需要说明的是，φ1或者φ2可以为0度，说明水平方向或者竖直方向只有一排发射器。
根据本发明的具体实施例，挖孔301为圆孔或矩形孔或方形孔或菱形孔或椭圆形孔或腰形孔，或者其他形状的孔都是可以的。
根据本发明的第一个实施例，当挖孔301的中心与激光发射器100的发射焦平面101的间距为2f时，挖孔301在垂直于第一直线方向上的平面上的区域竖直方向的最大距离为d1，d1≥2f tan(θ2/2)，挖孔301在垂直于第一直线方向上的平面上的区域水平方向的最大距离为c1(图中未示出)，c1≥2f tan(θ1/2)，当c1＝d1时，挖孔在垂直于第一直线方向上的平面上的投影的区域可以是圆形，也可以是正方形。
根据本发明的第二个实施例，当挖孔301的中心与激光发射器100的发射焦平面101的间距不为2f时，挖孔301的中心到发射镜组200的主平面201的距离为L，挖孔在垂直于第一直线方向上的平面的垂直方向投影的最大距离为d2，d2≥2f tan(θ2/2)+2abs(L-f)tan(φ2/2)，挖孔在垂直于第一直线方向上的平面的水平方向投影的最大距离为c2(图中未示出)，c2≥2f tan(θ1/2)+2abs(L-f)tan(φ1/2)，由前述公式可知，d2和c2的大小关系与发散角及光束夹角相关，因此其投影形状不固定。
下面以上述两个实施例为基础详细分析以上公式是如何得到的：
发射镜组200采用类像方远心设计，这样才能保证挖孔301最佳距离以及挖孔301的最佳尺寸，如图2所示，假设发射透镜组的焦距为f，激光发射器100所发出激光光束的竖直方向的发散角为θ2，挖孔反射镜300所挖的孔在垂直第一方向的平面的垂直方向投影最大距离为d1，则挖孔301与发射焦平面101的间距为2f(挖孔301到发射镜组200的主平面201距离为f，发射焦平面101到发射镜组200主平面201的距离为f)，d1≥2ftan(θ2/2)，才不会遮挡所发出的激光光束。具体来说激光发射器100所发出的激光光束是有一定的发散角的，也就是说距离越远，光斑越大，而光斑在距离f处尺寸就是由上面公式计算出来的，所以挖孔反射镜300至少要比光斑的尺寸大才能不会遮挡激光光束。激光雷达中有很多个激光发射器100，会发出很多束激光光束(以不同的角度)，图中类似像方远心的设计，可以保证所有激光光束基本上都相交于2f处，所以这个位置是挖孔反射镜300最佳的位置。
当然，由于结构等其他原因，挖孔301的位置不能放到与发射焦平面101的间距为2f的地方，比如雷达整机中2f的地方设置有其它的结构。如图3所示，假设发射透镜组的焦距为f，激光发射器100所发出激光光束的竖直发散角为θ2，激光发射器100竖直方向上最远的两个激光发射器发射的两路激光光束的夹角为φ2(由于光束存在发散角，所以夹角按照光束的中心计算)，挖孔反射镜300所挖的孔在垂直于第一方向的平面上的投影的最大竖直距离为d2，则挖孔301与发射焦平面101的间距为L+f(挖孔301到发射镜组200的主平面201距离为L，发射焦平面101到发射镜组200主平面201的距离为f)，d2≥2ftan(θ2/2)+2abs(L-f)tan(φ2/2)。abs表示取绝对值，如果L小于f，则公式为d2＝2f tan(θ2/2)+2(f-L)tan(φ2/2)；如果L大于f，则公式为2f tan(θ2/2)+2(L-f)tan(φ2/2))。
更具体的尺寸设计原理说明如下：
首先考察垂直于发射镜组200的单个激光发射器100发出的光束，如图4所示，激光光束有发散角，图中示出为垂直发散角θ2，且激光发射器100总是在发射焦平面101上，距离发射镜组200主平面201距离为f，所以根据图中的很容易得到，主平面201处光斑的竖直方向尺寸为2f tan(θ2/2)，发射镜组200的作用是准直光路(让具有发散角的激光光束变成近似平行光出射)，所以经过发射镜组200准直后的光斑竖直方向的尺寸，都为2f tan(θ2/2)，而像方远心的设置，可以使所有的激光光束都相交于2f的地方，所以挖孔301最佳的位置在2f处，d1＝2f tan(θ2/2)。
挖孔301不在最佳位置的时候，由于发射光束有发散角，进行分析较为复杂，因此取光束最中心的一条光线来计算，如图5所示，图5示例有三个激光光束朝不同角度发出，根据上面的分析，他们会相交在2f的地方，相交成一点。如果挖孔301不在2f处，光束会继续发散，比如在图中的位置(L+f)处，光线所覆盖区域最上点与最下点的距离为e1。那么如果已知最上面光线和最下面光线的夹角为φ2，根据三角函数可以很容易算出e1＝2(L-f)tan(φ2/2)，如果L小于f就变成了e1＝2(f-L)tan(φ2/2)，(综合考虑就是abs2(L-f)tan(φ2/2))，如果再加上图4算出的光斑本身的尺寸，则光斑竖直方向上整体会覆盖(d1+e1)高度的区域，即d2＝2f tan(θ2/2)+2abs(L-f)tan(φ2/2)，也就是d2最优的尺寸。
需要说明的是，为了便于示意，附图中示出均为竖直方向的发散角、光束夹角以及挖孔投影，水平方向的原理相同，此处不做赘述。
根据本发明的一个实施例，挖孔反射镜300在第一直线方向上的倾角为30°至60°，具体可以是45°，但不限于45°，该倾角可以根据空间布局需要灵活调整，甚至可能小于30°或大于60°。
根据本发明的一个实施例，当激光雷达光学系统为转镜式系统时，反射镜模组400包括旋转支撑座401和设置在旋转支撑座401上的多个反射镜402，旋转支撑座401的旋转轴线与第一直线方向垂直，多个反射镜402绕旋转支撑座401的旋转轴线布置。
此外，旋转支撑座401包括围成正方形的四个边，多个反射镜402的数量为4，4个反射镜402一一对应的设置在四个边上，此外反射镜402的数量不限于4个，也可以是2个、3个、5个或更多。
根据本发明的一个实施例，反射镜模组400包括电机403，电机403的输出轴与旋转支撑座401连接，当然，采用其他旋转机构来驱动旋转支撑座401旋转也是可以的，并不局限于电机403。
根据本发明的优选实施例，电机403为直流无刷电机，通常雷达中对电机的速度需求比较高，所以步进电机不满足要求，结合成本直流无刷电机比较合适。
根据本发明的一个实施例，当激光雷达光学系统为振镜式系统时，例如为自激振镜或MEMS振镜激光雷达时，反射镜模组包括振镜支撑座，以及设置在振镜支撑座上的振镜，通过微振镜改变单个发射器的发射角度，从而达到不用旋转外部结构就能扫描的效果。
此外，本发明还提供一种激光雷达，该激光雷达包括上述的激光雷达光学系统。激光雷达可以为车载激光雷达或其他合适的雷达类型。
以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达光学系统，其特征在于，包括：
激光发射器、发射镜组、挖孔反射镜、反射镜模组、接收镜组和接收探测器；
所述激光发射器、发射镜组、挖孔反射镜和反射镜模组沿第一直线方向依次布置；
所述挖孔反射镜、接收镜组和接收探测器沿第二直线方向依次布置，所述第一直线方向与所述第二直线方向成夹角；
所述发射镜组的焦距为f，所述激光发射器发出的激光光束的发散角为θ，
当所述挖孔的中心与所述激光发射器的发射焦平面的间距为2f时，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)；
当所述挖孔的中心与所述激光发射器的发射焦平面的间距不为2f时，所述挖孔的中心到所述发射镜组的主平面的距离为L，距离最远的两个激光发射器所发出两路激光光束的夹角为φ，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的最大投影尺寸至少为2f tan(θ/2)+2abs(L-f)tan(φ/2)。
2.根据权利要求1所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述激光光束的发散角包括水平方向的发散角θ1和竖直方向的发散角θ2，当所述挖孔的中心与所述激光发射器的发射焦平面的间距为2f时，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的水平最大投影尺寸至少为2f tan(θ1/2)，竖直方向上最大投影尺寸至少为2f tan(θ2/2)。
3.根据权利要求1所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述激光光束的发散角包括水平方向的发散角θ1和竖直方向的发散角θ2，当所述挖孔的中心与所述激光发射器的发射焦平面的间距不为2f时，所述挖孔的中心到所述发射镜组的主平面的距离为L，水平方向距离最远的两个激光发射器所发出的激光光束夹角为φ1，竖直方向距离距离最远的两个激光发射器所发出的激光光束夹角为φ2，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的水平方向最大投影尺寸至少为2f tan(θ1/2)+2abs(L-f)tan(φ1/2)，所述挖孔在垂直于所述第一直线方向上的平面的竖直方向最大投影尺寸至少为2f tan(θ2/2)+2abs(L-f)tan(φ2/2)。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述挖孔反射镜在所述第一直线方向上的倾角为30°至60°。
5.根据权利要求1～3任意一项所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述反射镜模组包括旋转支撑座和设置在所述旋转支撑座上的多个反射镜，所述旋转支撑座的旋转轴线与第一直线方向垂直，所述多个反射镜绕所述旋转支撑座的旋转轴线布置。
6.根据权利要求5所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述旋转支撑座包括围成正方形的四个边，所述多个反射镜的数量为4，4个所述反射镜一一对应的设置在所述四个边上。
7.根据权利要求5所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述反射镜模组包括电机，所述电机的输出轴与所述旋转支撑座连接。
8.根据权利要求1～3任意一项所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述反射镜模组包括振镜支撑座，以及设置在所述振镜支撑座上的振镜。
9.根据权利要求1所述的激光雷达光学系统，其特征在于，所述挖孔为圆孔或矩形孔或方形孔或菱形孔或椭圆形孔或腰形孔。
10.一种激光雷达，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任意一项所述的激光雷达光学系统。
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