CN211123438U - 光学组件、光学镜片及镜座 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光学组件、光学镜片和镜座，光学组件包括光学镜片、镜座和底板，光学镜片的第一表面和第二表面具有一定间距，使得光学镜片具有一定厚度；第一表面具有光学特征，且第一表面和第二表面的外轮廓限定光学镜片具有非轴对称的外轮廓；镜座固定于底板上，用于安装光学镜片，镜座形成有用于容置光学镜片的容置槽，容置槽具有非轴对称的外轮廓，且具有包络光学镜片的外轮廓的仿形形状；其中，光学镜片的外轮廓具有非轴对称特征，非轴对称特征包括不同形状的角，容置槽与光学镜片的距离其中心最近的非轴对称特征相配合。该光学组件、光学镜片和镜座旨在使光学镜片只有一种方式安装到镜座中，从而实现安装防呆的功能。

Description

光学组件、光学镜片及镜座

技术领域

本实用新型涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种光学组件、光学镜片及镜座。

背景技术

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。它包括激光发射系统、光接收系统、信息处理系统等模块，其中激光发射系统将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收系统再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，然后信息处理系统通过测量发送和接收到的电脉冲信号的时间间隔来计算激光雷达与目标物体之间的距离。

在激光雷达测距或探测系统以及其他光学系统中需要使用各种光学镜片。光学器件和光学设备工作时，需要使光线按照预先设计好的光路进行传播。为了保证设备正常工作，在光路中涉及到的每一块光学镜片都必须严格按照所设计的光路进行组装。目前在安装光学镜片时效率低，且容易发生光学镜片安装错误的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种光学组件、光学镜片及镜座，以避免光学镜片安装错误所带来的风险和损失。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供了一种光学组件，该光学组件包括光学镜片、用于安装所述光学镜片的镜座、以及底板。所述光学镜片具有第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面具有一定间距，使得所述光学镜片具有一定厚度；所述第一表面具有光学特征，且所述第一表面和第二表面的外轮廓限定所述光学镜片具有非轴对称的外轮廓。所述镜座形成有用于容置所述光学镜片的容置槽，所述容置槽具有非轴对称的外轮廓，且具有包络所述光学镜片的外轮廓的仿形形状；其中，所述光学镜片的外轮廓具有非轴对称特征，所述非轴对称特征包括不同形状的角，所述容置槽与所述光学镜片的距离其中心最近的非轴对称特征相配合。所述镜座固定于所述底板上。

可选地，所述第一表面和第二表面是用于光路中的安装表面。

可选地，所述第一表面和所述第二表面的外轮廓形状相同。

可选地，所述第一表面和所述第二表面均为平面。

可选地，所述光学特征包括镀膜和光栅。

可选地，当所述光学特征使得所述第一表面为非中心对称图形时，所述光学镜片的外轮廓和所述容置槽的外轮廓不能是中心对称图形。

可选地，所述第一表面的外轮廓基本为凸四边形，所述凸四边形外轮廓的四个角中一个角与其他三个角不同。

可选地，所述凸四边形是矩形，所述矩形的四个角中一个角与其他三个角不同，所述不同的角包括圆角或斜角。

可选地，所述容置槽的外轮廓基本为凸四边形，所述凸四边形外轮廓的四个角中一个角与其他三个角不同。

可选地，所述镜座在所述容置槽的外轮廓一侧朝背离所述光学镜片的方向开设有多个弧形或方形的凹槽。

可选地，所述凸四边形为矩形，所述矩形的四个角中一个角与其他三个角不同，所述凹槽开设在所述矩形的四个角处。

可选地，所述镜座基本为矩形边框，所述矩形边框的两个侧边上分别设有一个开口，所述开口的深度小于或等于所述矩形边框的高度，所述开口的宽度等于所述矩形边框在所述开口处的厚度。

可选地，所述底板上设有通光部。

可选地，所述光学组件用于激光雷达内。

本实用新型的第二方面提供了一种光学镜片，可以安装到相匹配的镜座中，所述光学镜片具有第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面具有一定间距，使得所述光学镜片具有一定厚度；所述第一表面具有光学特征，且所述第一表面和第二表面的外轮廓限定所述光学镜片具有非轴对称的外轮廓。

本实用新型的第三方面提供了一种镜座，用于安装光学镜片，所述镜座形成有用于容置所述光学镜片的容置槽，所述容置槽具有非轴对称的外轮廓，且具有包络所述光学镜片的外轮廓的仿形形状。其中，所述光学镜片具有非轴对称的外轮廓，所述外轮廓具有非轴对称特征，所述非轴对称特征包括不同形状的角，所述容置槽与所述光学镜片的距离其中心最近的非轴对称特征相配合。

本实用新型提供的光学镜片安装结构能够使光学镜片有且只有一种方式安装到镜座中，实现了安装防呆的功能，避免了安装前人工判断镜片正反时误判、漏判从而导致镜片安装错误的风险，同时结构简单，易于加工，提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

下面通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1是本实用新型的一个实施例的光学组件的分解立体图。

图2是本实用新型的一个实施例的光学组件的装配后的主视图。

图3是本实用新型的一个实施例的光学组件的装配后的右视图。

图4A是本实用新型的一个实施例中外轮廓基本为圆形的光学镜片的安装防呆结构示意图；

图4B是本实用新型的一个实施例中外轮廓基本为圆形的光学镜片的安装防呆结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施例。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施例进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施例，并不是限定本实用新型。

本实用新型提供了一种光学组件，包括光学镜片、用于安装所述光学镜片的镜座、以及底板。通过相应地设计光学镜片和镜座的结构，使它们仅存在一种安装配合的方式，从而实现安装防呆的功能。所述的光学组件可以用于各种光学设备中，尤其是激光雷达中。

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1是本实用新型其中一个实施例的光学组件的分解立体图。如图1所示，所述的光学组件由光学镜片1、镜座2、底板3构成，其中，光学镜片1安装在镜座2上形成的镜片容置槽20内，镜座2固定在底板3上。

优选地，镜座2和底板3一体成型，但也可以采用粘接、螺栓连接、螺钉连接、铆接、销连接等方式将它们固定连接。底板3不限于图1所示的那样，可以根据需要自由设计其尺寸、形状及结构。并且当镜座2中所安装的光学镜片需要透光时，可以在底板3上开设通光口，也可以将底板3分成两个或多个部分，并分别与镜座2的不同位置固定连接，同时为所述的光学镜片留出透光的空间。

光学镜片1具有第一表面和第二表面，它们是用于光路中的安装表面。所述第一表面和第二表面的外轮廓形状可以相同，也可以不同。所述第一表面和第二表面的外轮廓限定了光学镜片1具有非轴对称的外轮廓，同时镜座2上所形成的镜片容置槽20也具有非轴对称的外轮廓。所述的第一表面和第二表面可以都为平面或都为曲面，也可以第一表面为曲面、第二表面为平面，或者第一表面为平面、第二表面为曲面。所述第一表面和第二表面可以平行或相交，也可以既不平行也不相交。优选地，光学镜片1为光学平面镜片，即所述第一表面和第二表面均为平面，但光学镜片1也可以是各种透镜或棱镜，或其他特殊形状的镜片。

通常地，光学镜片1是由玻璃或者高透过率的树脂或塑料制成的，但有时也会使用金属材料制成。镜座2和底板3的材质没有特殊限制，广泛应用的材料包括各种金属和塑料。

光学镜片1的第一表面具有光学特征。对于由玻璃、树脂或塑料等透明材质制成的光学镜片来说，所述的光学特征一般是在镜片表面的镀膜；对于由金属等不透明材质制成的光学镜片来说，所述的光学特征一般是抛光的表面。所述的光学特征还包括在镜片表面蚀刻的光栅等。

在一些情况下，光学镜片的两个在光路中的表面都需要进行镀膜处理，也就是说，光学镜片1的第二表面也可以具有光学特征，而此光学特征往往和所述第一表面具有的光学特征不同。在安装镜片前，如果采用传统的通过人工肉眼辨别镀膜位置的方法来判断镜片的正确安装方式，会有很大的误判、漏判风险。尤其对于所述第一表面和第二表面都具有光学特征的情况，肉眼非常难以判断镜片的正确安装方向，光学镜片装反的可能性更高。随着光路复杂程度和光学镜片数量的增加，该风险也会不断增加，从而降低产品良率，间接地增加了生产成本。而如果通过本实用新型提供的光学镜片安装防呆结构的设计，光学镜片1和镜座2有且只有一种安装配合的方式，也就避免了这个问题。

图2是本实用新型其中一个实施例的光学组件装配后的主视图。在此实施例中，光学镜片1为光学平面镜片，其外轮廓基本为矩形，所述矩形的四个角包括一个圆角11和三个斜角12。此特征使得光学镜片1具有了非轴对称的外轮廓。其中，斜角12为光学镜片1上距离光学镜片1的中心最近的不对称特征。

在如前所述的实施例中，镜座2上形成有用于容置光学镜片1的容置槽20，所述容置槽20的外轮廓的形状是包络光学镜片1的外轮廓的仿形形状，也基本为矩形，该矩形是与光学镜片1的外轮廓的基本形状长宽相同的矩形，两个矩形的边相应地贴合，从而使光学镜片1被限制在镜座2内。在矩形容置槽20外轮廓的四个角处分别朝背离光学镜片1的方向设置了一个圆弧形凹槽，包括一个凹槽21和三个凹槽22。其中，圆角11的安装位置所对应的凹槽21与斜角12的安装位置所对应的凹槽22不同，凹槽22连接着能够限制住斜角12的斜边23。因为斜角12为光学镜片1上距离光学镜片1的中心最近的不对称特征，并且斜边23能够限制住斜角12，所以圆角11无法安装到斜角12所对应的安装位置。光学镜片1以其他任何角度或者上下面翻转都无法安装到镜座2上所形成的的镜片容置槽20中，因此，光学镜片1只有唯一的一种安装到镜座2中的方式，不可能装反，从而实现了安装防呆的目的。

值得一提的是，前述的凹槽也可以设置为方形的，并且设置凹槽的位置不限于所述矩形的四个角处，也可以设置在所述矩形的四条边处。设置这些凹槽是为了方便打胶，以将光学镜片1粘接固定在底板3上，从而避免由光学设备工作时的移动或振动导致光学镜片1从镜座2中脱落。但光学镜片1的固定方式不局限于粘接，也可以采用压住等方式固定。另外，这些凹槽避开了光学镜片1容易发生损坏的四个角处。如果采用容置槽20与光学镜片1的外轮廓完全贴合的设计，那么可接受的公差范围将会很小，一旦出现镜片与镜座过盈配合的情况，镜片将发生变形甚至损坏，尤其是存在比较尖锐的楞的部分，而镜片变形和损坏将破坏镜片的光学性能，使光学设备不能正常工作。因此，设置这些凹槽也起到了保护光学镜片以保证其正常工作的作用。

镜座2基本为矩形边框，在所述矩形边框的两个相对的侧边上分别设有一个开口24，其深度小于或等于镜座2的高度，其宽度等于所述矩形边框在所述开口处的厚度。设置这些开口主要是为了方便对镜座2上的防呆结构也就是镜片容置槽20的外轮廓进行加工。开口24的长度没有特别的要求，但是镜片容置槽的外轮廓需要能够包络住光学镜片1距离镜片中心最近的不对称特征。图3是前述的实施例的光学组件装配后的右视图，此图示出了此实施例中镜座2右侧开口的深度和长度特征。

在其他的一些实施例中，也可以将外轮廓基本为矩形的光学镜片的四个角设置为一个斜角和四个圆角，其中所述的斜角和圆角都可以设计为距离镜片中心最近的不对称特征；同时，需要对镜座上形成的镜片容置槽20的外轮廓进行相应的改变。

在其他的一些实施例中，光学镜片1的外轮廓可以基本是平行四边形或其他的凸四边形，所述凸四边形的四个角中一个角与其他三个角不同。相应地，镜座上所开设的光学镜片容置槽的外轮廓应与光学镜片的外轮廓相匹配。

在其他的一些实施例中，需要安装外轮廓基本为圆形的光学镜片。图4(A)和图4(B)提供了两种可能的外轮廓基本为圆形的光学镜片的防呆设计的示意图。这些设计中，镜片的外轮廓为非轴对称图形，同时由于圆形形状的特殊性，该外轮廓也是非中心对称图形。镜座上的镜片容置槽的外轮廓应相应地设置为所述光学镜片的仿形形状，同时也应该是非轴对称图形和非中心对称图形，并且必须能够约束住所述光学镜片距离镜片中心最近的不对称特征。例如，图4(A)中，圆形镜片较大的一个缺口为其距离镜片中心最近的不对称特征，所以相应的镜片容置槽外轮廓应能约束住这个特征。例如，图4(B)中，圆形镜片由下部较长的弦切掉一部分，此特征为其距离镜片中心最近的不对称特征，所以相应的镜片容置槽外轮廓应能约束住这个特征。

需要注意的是，光学镜片的外轮廓与镜片容置槽的外轮廓必须是非轴对称图形，并且镜片容置槽的外轮廓必须能够约束住光学镜片上距离光学镜片中心最近的不对称特征。此外，在一些实施例中，镜片的第一表面会存在一些特殊形状的光学特征，例如，如前所述的镀膜或光栅。当镜片表面的镀膜或光栅为特殊形状或者镀膜上具有镂空区域，导致镜片的第一表面为非中心对称图形时，所述光学镜片的外轮廓以及所述镜片容置槽的外轮廓都不能是中心对称图形。否则，所设计的结构将不能起到安装防呆的作用。

本文中使用的技术术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

前述的实施例仅是示例性的，不应解释为限制本实用新型的范围。本实用新型的示例性实施例的描述旨在说明，而不是限制本实用新型的范围。各种修改、替换和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，并且旨在落入本实用新型的范围内。特别注意，不同实施例和权利要求的特征可以彼此组合，只要它们不相互矛盾即可。因此，所有这些修改旨在包含在所附权利要求及其等同物中限定的本实用新型的范围内。

Claims (11)

1.一种光学组件，其特征在于，该光学组件包括：

光学镜片，所述光学镜片具有第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面具有一定间距，使得所述光学镜片具有一定厚度；所述第一表面具有光学特征，且所述第一表面和第二表面的外轮廓限定所述光学镜片具有非轴对称的外轮廓；

镜座，用于安装所述光学镜片，所述镜座形成有用于容置所述光学镜片的容置槽，所述容置槽具有非轴对称的外轮廓，且具有包络所述光学镜片的外轮廓的仿形形状；其中，所述光学镜片的外轮廓具有非轴对称特征，所述非轴对称特征包括不同形状的角，所述容置槽与所述光学镜片的距离其中心最近的非轴对称特征相配合；

底板，所述镜座固定于所述底板上。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一表面和第二表面是用于光路中的安装表面；

和/或，所述第一表面和所述第二表面的外轮廓形状相同。

3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，当所述光学特征使得所述第一表面为非中心对称图形时，所述光学镜片的外轮廓和所述容置槽的外轮廓不能是中心对称图形；

和/或，所述第一表面和所述第二表面均为平面。

4.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光学特征包括镀膜和光栅；

和/或，所述第一表面的外轮廓基本为凸四边形，所述凸四边形外轮廓的四个角中一个角与其他三个角不同。

5.根据权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述凸四边形是矩形，所述矩形的四个角中一个角与其他三个角不同，所述不同的角包括圆角或斜角。

6.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述容置槽的外轮廓基本为凸四边形，所述凸四边形外轮廓的四个角中一个角与其他三个角不同；

和/或，所述镜座在所述容置槽的外轮廓一侧朝背离所述光学镜片的方向开设有多个弧形或方形的凹槽。

7.根据权利要求6所述的光学组件，其特征在于，所述凸四边形为矩形，所述矩形的四个角中一个角与其他三个角不同，所述凹槽开设在所述矩形的四个角处。

8.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述镜座基本为矩形边框，所述矩形边框的两个侧边上分别设有一个开口，所述开口的深度小于或等于所述矩形边框的高度，所述开口的宽度等于所述矩形边框在所述开口处的厚度。

9.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述底板上设有通光部；

和/或，所述光学组件用于激光雷达内。

10.一种光学镜片，可以安装到相匹配的镜座中，其特征在于，所述光学镜片具有第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面具有一定间距，使得所述光学镜片具有一定厚度；所述第一表面具有光学特征，且所述第一表面和第二表面的外轮廓限定所述光学镜片具有非轴对称的外轮廓。

11.一种镜座，用于安装光学镜片，其特征在于，所述镜座形成有用于容置所述光学镜片的容置槽，所述容置槽具有非轴对称的外轮廓，且具有包络所述光学镜片的外轮廓的仿形形状；

其中，所述光学镜片具有非轴对称的外轮廓，所述外轮廓具有非轴对称特征，所述非轴对称特征包括不同形状的角，所述容置槽与所述光学镜片的距离其中心最近的非轴对称特征相配合。

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