CN220040795U - 一种光扩散器、光学系统及激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及光学技术领域，公开了一种光扩散器、光学系统及激光雷达，该光扩散器包括：多个微柱镜单元，多个微柱镜单元排列设置；微柱镜单元包括第一子柱镜和第二子柱镜，第一子柱镜和第二子柱镜排列设置，且第一子柱镜和第二子柱镜之间的排列方向与多个微柱镜单元之间的排列方向一致，第一子柱镜和第二子柱镜用于供光束穿过，并对光束进行扩散处理；第一子柱镜和第二子柱镜之间的柱面曲率半径和/或沿二者排列方向的尺寸不同。通过上述方式，本申请实施例保证了目标出射光束达到小角度范围内能量最高且趋近于平顶和发散角边缘处更高能量比例的远场能量分布，同时还有助于提高光扩散器的生产效率，降低光扩散器的生产成本。

Description

一种光扩散器、光学系统及激光雷达

技术领域

本申请实施例涉及光学技术领域，具体涉及一种光扩散器、光学系统及激光雷达。

背景技术

在激光雷达的实际应用中，某些应用场景需要避免将激光束的所有能量集中于过小的角度范围内，同时还需要在发散角边缘处保留一定的能量占比，保证边缘的物体也能够被检测到。

但是，现有光扩散器主要为同一个微结构单元的周期性阵列，其中，每个微结构单元为一个柱面镜，具有一致的面型，在这种情况下，要实现上述目标效果，需要使用其他二次曲线描述的面型，但是，采用这种设计方式的光扩散器不仅设计难度较大，并且加工工艺复杂，从而导致光扩散器的生产成本提高。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种光扩散器、光学系统及激光雷达，保证了目标出射光束达到小角度范围内能量最高且趋近于平顶和发散角边缘处更高能量比例的远场能量分布，同时还有助于提高光扩散器的生产效率，降低了光扩散器的生产成本。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种光扩散器，该光扩散器包括：多个微柱镜单元，多个微柱镜单元排列设置；微柱镜单元包括第一子柱镜和第二子柱镜，第一子柱镜和第二子柱镜排列设置，且第一子柱镜和第二子柱镜之间的排列方向与多个微柱镜单元之间的排列方向一致，第一子柱镜和第二子柱镜用于供光束穿过，并对光束进行扩散处理；第一子柱镜和第二子柱镜之间的柱面曲率半径和/或沿二者排列方向的尺寸不同。

本申请实施例光扩散器中，通过排列设置多个包括第一子柱镜和第二子柱镜的微柱镜单元，且将第一子柱镜和第二子柱镜之间的排列方向与多个微柱镜单元之间的排列方向设置一致，可以使得第一子柱镜和第二子柱镜对光束进行扩散处理，进一步地，通过将第一子柱镜和第二子柱镜之间的柱面曲率半径和排列方向的尺寸中的至少一个设置不同，可以改变光束的角空间能量分布，进而改变光束的远场叠加效果，从而获取小角度范围内能量最高且趋近于平顶和发散角边缘处更高能量比例的远场能量分布的目标出射光束。通过这种方式，不仅可以保证核心探测距离，还可以兼顾边缘物体的探测，进一步地，通过微柱镜的宽度和柱面曲率半径的组合设计，相对增加二次曲面参数要更加简单，可以提高设计效率，并且，可以降低光扩散器的设计难度、制造难度和生产成本。

在一种可选的方式中，第一子柱镜和第二子柱镜之间的柱面曲率半径相同，沿排列方向的尺寸不同。

在一种可选的方式中，第一子柱镜和第二子柱镜之间的沿排列方向的尺寸的比值为5：3。

在一种可选的方式中，第一子柱镜和第二子柱镜之间的柱面曲率半径不同，沿排列方向的尺寸相同。

在一种可选的方式中，第一子柱镜和第二子柱镜之间的柱面曲率半径的比值为1：1.5。

在一种可选的方式中，第一子柱镜和第二子柱镜之间的柱面曲率半径和沿排列方向的尺寸均不同。

在一种可选的方式中，第一子柱镜和第二子柱镜之间的柱面曲率半径的比值为1：1.5，沿排列方向的尺寸的比值为5：3。

在一种可选的方式中，微柱镜单元还包括第三子柱镜，第一子柱镜、第二子柱镜和第三子柱镜依次交替排列设置；第一子柱镜、第二子柱镜和第三子柱镜三者中，任意两个之间的柱面曲率半径和/或沿排列方向的尺寸不同。

根据本申请实施例的另一方面，提供了一种光学系统，该光学系统包括：准直组件和上述任一实施例提供的光扩散器；准直组件用于供光束穿过并对其进行准直处理；光扩散器设置于准直组件的出光面所在的一侧，光扩散器用于供经过准直的光束进入。

根据本申请实施例的又一方面，提供了一种激光雷达，该激光雷达包括：激光发射器和上述任一实施例提供的光学系统；激光发射器设置于准直组件背离光扩散器的一侧，激光发射器用于向准直组件输入激光光束。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例提供的现有光扩散器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的目标出射光束的远场角空间的目标能量分布曲线图；

图3为本申请实施例提供的光扩散器的结构示意图；

图4a为本申请实施例提供的正柱面曲率半径的第一子柱镜的光路示意图；

图4b为本申请实施例提供的负柱面曲率半径的第一子柱镜的光路示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种光扩散器的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种光扩散器的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的光扩散器经过的光束的远场角空间能量分布曲线图；

图8为本申请实施例提供的另一种光扩散器经过的光束的远场角空间能量分布曲线图；

图9为本申请实施例提供的另一种光扩散器经过的光束的远场角空间能量分布曲线图；

图10为本申请实施例提供的另一种光扩散器经过的光束的远场角空间能量分布曲线图；

图11为本申请实施例提供的另一种光扩散器的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的光学系统的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的激光雷达的结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

100、现有光扩散器；110、微结构单元；

200、光扩散器；210、微柱镜单元；211、第一子柱镜；212、第二子柱镜；213、第三子柱镜；

1000、光学系统；300、准直组件；

10000、激光雷达；400、激光发射器。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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实施例和简化描述，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实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，随着汽车智能化进程的加速，激光雷达的应用潜力更加明显。激光雷达的基本算法原理是时间飞行法(Time of flight，简称TOF)，通常由一个发射端和一个接收端组成，发射端发出的激光被目标物体反射后到达接收端，系统利用发射-接收时间差来计算目标距离。目前，主流的激光雷达发射端由一个边发射激光器(例如：单管或者多管阵列)、准直镜和一个光扩散器(diffuser)组成，通过扩展的线光斑实现面扫描。

其中，线光斑是指角空间发散角在两个正交方向上不同，且差异很大，例如，一个激光束在一个方向的发散角是30°，在另一个方向是0.1°，此时，该激光束就是一个线光斑，线宽是0.1°。光扩散器的作用就是在30°方向起作用，得到需要的角空间能量分布。

图1示出了现有光扩散器的结构示意图，如图1所示，现有光扩散器100主要为同一个微结构单元110的周期性阵列。其中，每个微结构单元110为一个柱面镜，具有一致的面型，可以对垂直于柱面镜母线的平面内的入射光起作用，对入射光的角空间的能量进行调整，产生新的所需的角空间能量分布，一般是高斯形式的角空间能量分布。

激光雷达的探测距离和发射光的能量强度(远场分布)相关，如图2所示，图2示出了本申请提供的目标出射光束的远场角空间的目标能量分布曲线图，宽度ab对应的角度范围为发散角，在该发散角范围内，曲线最高处宽度范围内(实际上是角度范围)的光强最大，探测距离最远，在该发散角范围外，发散光的角度越大光强越小，探测距离越近。然而，在实际应用中，由于角度范围越小即视场越小，可能探测不到边缘的物体，因此，需要避免将所有能量集中于过小的角度范围内，同时还需要在曲线底部保留一定的能量占比，保证边缘的物体也具有足够的光强被照射到。

然而，现有的光扩散器为了实现激光束的角空间能量分布在小角度范围内能量最高且趋近于平顶，通常需要调整微结构单元110的面型，且一般通过调整微结构单元110的曲率半径实现对微结构单元110的面型的调整，但是，这种调整方式无法使激光束实现在小角度范围内能量最高且趋近于平顶以及在发散角边缘处保留更高的能量占比这种远场能量分布的目标效果，在这种情况下，要实现上述目标效果，就需要使用其他二次曲线描述的面型，例如，抛物面、椭圆面等偶次非球面，或者圆锥系数(conic)、多个非球系数等变量，但是，采用这种设计方式的光扩散器不仅设计难度较大，并且加工工艺复杂，从而导致光扩散器的生产成本提高。

针对上述问题，本申请实施例提供了一种光扩散器，采用两种不同的微柱镜组成微柱镜阵列，并且通过将两种微柱镜的宽度和柱面曲率半径组合设计，改变光束的角空间能量分布以及远场光斑效果，从而获取小角度范围内能量最高且趋近于平顶和发散角边缘处更高能量比例的远场能量分布的目标出射光束。通过这种方式，可以保证核心探测距离，同时兼顾边缘物体的探测，进一步地，通过微柱镜的宽度和柱面曲率半径的组合设计，相对增加二次曲面参数要更加简单，可以提高设计效率，并且，可以降低光扩散器的设计难度、制造难度和生产成本。

本申请实施例提供的光学装置包括但不限于用于照明、激光雷达和激光通信等领域，本申请实施例以激光雷达为例进行说明，其并不构成对本申请保护范围的限定。

请参阅图3，图3示出了本申请实施例提供的光扩散器的结构示意图，光扩散器200包括：多个微柱镜单元210。多个微柱镜单元210排列设置。微柱镜单元210包括第一子柱镜211和第二子柱镜212，第一子柱镜211和第二子柱镜212排列设置，且第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的排列方向(图中y轴所示方向)与多个微柱镜单元210之间的排列方向一致，第一子柱镜211和第二子柱镜212用于供光束穿过，并对光束进行扩散处理。第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径和/或沿二者排列方向的尺寸不同。

其中，第一子柱镜211和第二子柱镜212均为圆柱面，其柱面曲率半径可以为负值或者正值。以第一子柱镜211为例，具体请参考图4a和图4b，图4a示出了正柱面曲率半径的第一子柱镜的光路示意图，图4b示出了负柱面曲率半径的第一子柱镜的光路示意图，当曲率半径为正值时，第一子柱镜211的柱面外凸，此时，经过柱面出射的光束的出射角出现偏折，使得光束在第一子柱镜211的交点处汇聚之后再扩散，从而使得该光束在角空间分布的角度增大；当曲率半径为负值时，第一子柱镜211的柱面内凹，此时，经过柱面出射的光束的出射角同样出现偏折，使得光束经第一子柱镜出射时被扩散，从而使得该光束在角空间分布的角度增大。

光束可以是经过准直后的光束，也可以是入射角度在20°以内的光束，本申请实施例以准直后的光束为例进行说明，其并不构成对本申请保护范围的限定。具体地，光束可以从第一子柱镜211和第二子柱镜212具有柱面的一侧入射，经柱面入射至第一子柱镜211和第二子柱镜212内汇聚再扩散，实现对光束的扩散功能，也可以从第一子柱镜211和第二子柱镜212不具有柱面的一侧入射，入射至第一子柱镜211和第二子柱镜212内并经柱面出射后汇聚再扩散，实现对光束的扩散功能。

请继续参阅图3，并结合图5和图6，图5示出了本申请另一种实施例提供的光扩散器的结构示意图，图6示出了本申请另一种实施例提供的光扩散器的结构示意图。第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径和沿二者排列方向的尺寸中的至少一个不同，可以是如图3中所示的第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径相同，沿y轴方向的尺寸不同，也可以是如图5中所示的第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径不同，沿y轴方向的尺寸相同，还可以是如图6中所示的第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径和沿y轴方向的尺寸均不同。

以图3所示的光扩散器200为例，当第一子柱镜211和第二子柱镜212之间柱面曲率半径相同，沿y轴方向的尺寸不同时，入射至第一子柱镜211和第二子柱镜212的光束占比不同，经过柱面出射的光束的出射角范围不同，从而使得经过第一子柱镜211和第二子柱镜212扩散之后的光束在远场叠加的效果不同，通过调整第一子柱镜211和第二子柱镜212之间沿y轴方向的尺寸的比例，可以得到小角度范围内能量最高且趋近于平顶和发散角边缘处更高能量比例的远场能量分布的目标出射光束。通过这种方式，经过第一子柱镜211和第二子柱镜212对光束的扩散处理，可以改变光束的角空间能量分布，使得光束能够以预设小角度出射，并同时使得更多的光束能够以预设大角度(发散角以外的角度)出射，通过远场叠加的不同效果，从而使得目标出射光束的角空间能量分布在小角度范围内能量最高且趋近于平顶，在发散角以外的角度范围的能量比例更高。

本申请实施例光扩散器200中，通过排列设置多个包括第一子柱镜211和第二子柱镜212的微柱镜单元210，且将第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的排列方向与多个微柱镜单元210之间的排列方向设置一致，可以使得第一子柱镜211和第二子柱镜212对光束进行扩散处理，进一步地，通过将第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径和排列方向的尺寸中的至少一个设置不同，可以改变光束的角空间能量分布，进而改变光束的远场叠加效果，从而获取小角度范围内能量最高且趋近于平顶和发散角边缘处更高能量比例的远场能量分布的目标出射光束。通过这种方式，不仅可以保证核心探测距离，还可以兼顾边缘物体的探测，进一步地，通过微柱镜的宽度和柱面曲率半径的组合设计，相对增加二次曲面参数要更加简单，可以提高设计效率，并且，可以降低光扩散器200的设计难度、制造难度和生产成本。

本申请进一步提出一种实施方式，第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径相同，沿排列方向(图中y轴所示方向)的尺寸不同。本申请实施例的具体实现过程和有益效果可参考前述图3所示的实施例，此处不再赘述。

本申请进一步提出一种实施方式，第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的沿排列方向(图中y轴所示方向)的尺寸的比值为5：3。

请参阅图7，图7示出了本申请实施例提供的光扩散器经过的光束的远场角空间能量分布曲线图，当第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径相同，沿y轴方向的尺寸的比值为5：3时，经过第一子柱镜211和第二子柱镜212对光束的扩散处理，使得目标出射光束的角空间能量分布在-2°～2°范围内能量最高且趋近于平顶，在-15°～-12°和12°～15°范围内的保留较高的能量比例，从而使得激光雷达在保证核心探测距离的同时，还可以兼顾边缘物体的探测。

本申请进一步提出一种实施方式，请继续参阅图5，第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径不同，沿排列方向(图中y轴所示方向)的尺寸相同。

当第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径不相同时，经过柱面出射的光束的出射角的偏折程度不同，使得相同能量的光束经过第一子柱镜211和第二子柱镜212扩散之后的角空间能量分布不同，在远场叠加的效果不同，通过调整第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径的比例，可以得到小角度范围内能量最高且趋近于平顶和发散角边缘处更高能量比例的远场能量分布的目标出射光束。

本申请进一步提出一种实施方式，第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径的比值为1：1.5。

请参阅图8，图8示出了本申请另一种实施例提供的光扩散器经过的光束的远场角空间能量分布曲线图，当第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径的比值为1：1.5，沿y轴方向的尺寸相同时，经过第一子柱镜211和第二子柱镜212对光束的扩散处理，使得目标出射光束的角空间能量分布在-2°～2°范围内能量最高且趋近于平顶，在-15°～-12°和12°～15°范围内保留较高的能量比例，从而使得激光雷达在保证核心探测距离的同时，还可以兼顾边缘物体的探测。

本申请进一步提出一种实施方式，请继续参阅图6，第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径和沿排列方向(图中y轴所示方向)的尺寸均不同。

当第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径和沿y轴方向的尺寸都不相同时，入射至第一子柱镜211和第二子柱镜212的光束占比不同，且经过柱面出射的光束的出射角的偏折程度不同，使得经过第一子柱镜211和第二子柱镜212扩散之后的光束在远场叠加的效果不同，通过调整第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径比例和沿y轴方向的尺寸的比例，可以得到小角度范围内能量最高且趋近于平顶和发散角边缘处更高能量比例的远场能量分布的目标出射光束。

本申请进一步提出一种实施方式，第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径的比值为1：1.5，沿排列方向(图中y轴所示方向)的尺寸的比值为5：3。

请参阅图9，图9示出了本申请另一种实施例提供的光扩散器经过的光束的远场角空间能量分布曲线图，当第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径的比值为1：1.5，沿y轴方向的尺寸的比值为5：3时，经过第一子柱镜211和第二子柱镜212对光束的扩散处理，使得目标出射光束的角空间能量分布在-2.5°～2.5°范围内能量最高且趋近于平顶，在-18°～-12°和12°～18°范围内保留较高的能量比例，从而使得激光雷达在保证核心探测距离的同时，还可以兼顾边缘物体的探测。

在一些实施例中，请参阅图10，图10示出了本申请另一种实施例提供的光扩散器经过的光束的远场角空间能量分布曲线图，当第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径的比值为5：3，沿y轴方向的尺寸的比值为5：3时，经过第一子柱镜211和第二子柱镜212对光束的扩散处理，可以使得目标出射光束的角空间能量分布在-1°～1°范围内能量最高且趋近于平顶，在-19°～-12°和12°～19°范围内保留较高的能量比例，从而使得激光雷达在保证核心探测距离的同时，还可以兼顾边缘物体的探测。

本申请进一步提出一种实施方式，请参阅图11，图11示出了本申请另一种实施例提供的光扩散器的结构示意图，如图中所示，微柱镜单元210还包括第三子柱镜213，第一子柱镜211、第二子柱镜212和第三子柱镜213依次交替排列设置。第一子柱镜211、第二子柱镜212和第三子柱镜213三者中，任意两个之间的柱面曲率半径和/或沿排列方向(图中y轴所示方向)的尺寸不同。

其中，任意两个之间的柱面曲率半径和/或沿排列方向的尺寸不同，可以是第一子柱镜211和第二子柱镜212之间的柱面曲率半径和/或沿y轴方向的尺寸不同，也可以是第一子柱镜211和第三子柱镜213之间的柱面曲率半径和/或沿y轴方向的尺寸不同，还可以是第二子柱镜212和第三子柱镜213之间的柱面曲率半径和/或沿y轴方向的尺寸不同。

根据本申请实施例的另一个方面，提出一种光学系统，具体请参阅图12，图12示出了本申请实施例提供的光学系统的结构示意图。如图中所示，该光学系统1000包括：准直组件300和上述任一实施例提供的光扩散器200。准直组件300用于供光束穿过并对其进行准直处理。光扩散器200设置于准直组件300的出光面所在的一侧，光扩散器200用于供经过准直的光束进入。

具体地，当柱面曲率半径为正值时，可以将光扩散器200具有柱面的一侧设置于前光学组件300的出光面所在的一侧，使得光束在经柱面入射至光扩散器200内汇聚再扩散，还可以将光扩散器200远离柱面的一侧设置于准直组件300的出光面所在的一侧，使得光束进入光扩散器200并经柱面出射后汇聚再扩散；当柱面曲率半径为负值时，将光扩散器200远离柱面的一侧设置于准直组件300的出光面所在的一侧，可以使得光束经光扩散器200出射时被扩散。

根据本申请实施例的又一个方面，提出一种激光雷达，具体请参阅图13，图13示出了本申请实施例提供的激光雷达的结构示意图。如图中所示，该激光雷达10000包括：激光发射器400和上述实施例提供的光学系统1000。激光发射器400设置于准直组件300背离光扩散器200的一侧，激光发射器400用于向准直组件300输入激光光束。

其中，激光发射器400可以是单管边发射(Edge-Emitting Laser，简称EEL)激光器、多个单管边发射激光器形成的单管边发射激光器阵列、多通道边发射激光器或者边发射激光器巴条叠阵等边发射激光器，也可以是垂直腔面激光发射器(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser，简称Vcsel)或Vcsel阵列激光器。

本申请实施例提供的激光雷达10000可以使得激光雷达10000的发射端发射的激光束具有小角度范围内能量最高且趋近于平顶和发散角边缘处更高能量比例的远场能量分布，保证激光雷达10000的核心探测距离的同时，兼顾边缘物体的探测。

Claims (10)

1.一种光扩散器，其特征在于，所述光扩散器包括：多个微柱镜单元，多个所述微柱镜单元排列设置；

所述微柱镜单元包括第一子柱镜和第二子柱镜，所述第一子柱镜和所述第二子柱镜排列设置，且所述第一子柱镜和所述第二子柱镜之间的排列方向与多个所述微柱镜单元之间的排列方向一致，所述第一子柱镜和所述第二子柱镜用于供光束穿过，并对所述光束进行扩散处理；

所述第一子柱镜和所述第二子柱镜之间的柱面曲率半径和/或沿二者排列方向的尺寸不同。

2.根据权利要求1所述的光扩散器，其特征在于，所述第一子柱镜和所述第二子柱镜之间的柱面曲率半径相同，沿所述排列方向的尺寸不同。

3.根据权利要求2所述的光扩散器，其特征在于，所述第一子柱镜和所述第二子柱镜之间的沿所述排列方向的尺寸的比值为5：3。

4.根据权利要求1所述的光扩散器，其特征在于，所述第一子柱镜和所述第二子柱镜之间的柱面曲率半径不同，沿所述排列方向的尺寸相同。

5.根据权利要求4所述的光扩散器，其特征在于，所述第一子柱镜和所述第二子柱镜之间的柱面曲率半径的比值为1：1.5。

6.根据权利要求1所述的光扩散器，其特征在于，所述第一子柱镜和所述第二子柱镜之间的柱面曲率半径和沿所述排列方向的尺寸均不同。

7.根据权利要求6所述的光扩散器，其特征在于，所述第一子柱镜和所述第二子柱镜之间的柱面曲率半径的比值为1：1.5，沿所述排列方向的尺寸的比值为5：3。

8.根据权利要求1所述的光扩散器，其特征在于，所述微柱镜单元还包括第三子柱镜，所述第一子柱镜、所述第二子柱镜和所述第三子柱镜依次交替排列设置；

所述第一子柱镜、所述第二子柱镜和所述第三子柱镜三者中，任意两个之间的柱面曲率半径和/或沿所述排列方向的尺寸不同。

9.一种光学系统，其特征在于，包括：准直组件和如权利要求1-8中任一项所述的光扩散器；

所述准直组件用于供光束穿过并对其进行准直处理；

所述光扩散器设置于所述准直组件的出光面所在的一侧，所述光扩散器用于供经过准直的光束进入。

10.一种激光雷达，其特征在于，包括激光发射器和如权利要求9所述的光学系统；

所述激光发射器设置于所述准直组件背离所述光扩散器的一侧，所述激光发射器用于向所述准直组件输入激光光束。