CN217085254U - 一种对准系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种对准系统，包括：光发射部和光接收部，其中在所述光发射部和所述光接收部均设置有用于发射光的光源，以及至少一个探测器，被配置为：接收所述光接收部发射的光，并将所述光接收部发射的光形成第一像坐标，以根据所述第一像坐标和第一预设基准坐标之间的差异调整所述光接收部的位置；和/或接收所述光发射部发射的光，并将所述光发射部发射的光形成第二像坐标，以根据所述第二像坐标和第二预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部的位置。

Description

一种对准系统

技术领域

本申请涉及光学收发系统相关领域，更具体地，涉及一种激光收发对准系统。

背景技术

激光收发系统可包括发射系统和接收系统，其二者的装调是激光收发系统生产中的难点和瓶颈。

在现有技术中，发射系统和接收系统装调时一般通过搭建激光装置如激光雷达的使用环境来进行模拟装调(例如用漫反射板等模拟)，不仅占用场地大，而且装调整体复杂度较高，同时，人工装调的精度、一致性和效率均较低。此外，接收系统中的光接收部装调通常是将器件组装成整机后进行，需要与光发射部和/或旋转机构等进行联合调试，同时还要通过复杂的电路系统实现信号的采集和分析。

一般装调方案是将光接收部探测器的回波信号强度调至最大，但是最终装调结果会受到各方面因素影响而导致装调效果不佳。例如光发射部存在较大的偏心和倾斜，通过装调接收部已无法实现补偿，导致实际装调出来的回波信号强度低等。

应当理解，该背景技术部分描述的内容仅用于帮助理解本申请公开的技术方案，而并非一定属于本申请的申请日之前的现有技术。

实用新型内容

本申请提供了一种对准系统，包括：光发射部和光接收部，其中在所述光发射部和所述光接收部均设置有用于发射光的光源，以及至少一个探测器，被配置为：接收所述光接收部发射的光，并将所述光接收部发射的光形成第一像坐标，以根据所述第一像坐标和第一预设基准坐标之间的差异调整所述光接收部的位置；和/或接收所述光发射部发射的光，并将所述光发射部发射的光形成第二像坐标，以根据所述第二像坐标和第二预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部的位置。

在一个实施方式中，所述探测器包括：第一探测器，被配置为接收所述光接收部发射的光，并将所述光接收部发射的光形成所述第一像坐标；以及第二探测器，被配置为接收所述光发射部发射的光，并将所述光发射部发射的光形成所述第二像坐标。

在一个实施方式中，所述光发射部发射的光与所述光接收部发射的光共光路，所述探测器还被配置为：接收所述光发射部发射的光，并将所述光发射部发射的光形成第一子像坐标，以根据所述第一子像坐标和第一子预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部发射光的位置。

在一个实施方式中，所述光发射部发射的光与所述光接收部发射的光不共光路，所述探测器还包括：第三探测器，被配置为接收所述光发射部发射的光，并将所述光发射部发射的光形成第三像坐标，以根据所述第三像坐标和第三预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部的位置。

在一个实施方式中，所述对准系统还包括：至少一个第一透镜，设置在所述第一探测器和所述光发射部之间，用于将所述光发射部发射的光汇聚到所述第一探测器中形成所述第一子像坐标，以及将所述光接收部发射的光汇聚到所述第一探测器中形成所述第一像坐标。

在一个实施方式中，所述对准系统还包括：至少一个第二透镜，设置在所述第一探测器和所述光接收部之间，用于将所述光接收部发射的光汇聚到所述第一探测器中形成所述第一像坐标；以及至少一个第三透镜，设置在所述第三探测器和所述光发射部之间，用于将所述光发射部发射的光汇聚到所述第三探测器中形成所述第三像坐标。

在一个实施方式中，所述对准系统包括第N探测器，以及，将所述光发射部和/或光接收部发射的光汇聚到所述第N透镜，其中，N≥2。

在一个实施方式中，所述第N探测器被配置为：将所述光发射部发射的光形成第N子像坐标，以根据所述第N子像坐标和第N子预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部的位置；将所述光接收部发射的光形成第N像坐标，以根据所述第N像坐标和第N预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部的位置。

在一个实施方式中，所述对准系统包括：第M探测器；将所述光接收部发射的光汇聚到所述第M探测器的第M透镜，其中，M≥2，所述第一探测器和所述第M探测器的位置不同；以及所述对准系统还包括：第m探测器；将所述光发射部发射的光汇聚到所述第m探测器的第m透镜，其中，m≥2，所述第三探测器和所述第m探测器位置不同。

在一个实施方式中，所述第M探测器被配置为：将所述光接收部发射的光形成第M成像坐标，以根据所述第M成像坐标和第M预设坐标之间的差异调整所述光接收部的位置；以及所述第m探测器被配置为：将所述光发射部发射的光形成第m成像坐标，以根据所述第m成像坐标和第m预设坐标之间的差异调整所述光发射部的位置。

在一个实施方式中，所述第一透镜至所述第N透镜和/或第M透镜中的至少一个透镜的焦距f满足：f≤d/(2×tanθ)，其中，d为所述透镜对应的探测器在所述光接收部和/或所述光发射部发射的光的光轴法线方向上的长度，θ为所述光接收部和/或所述光发射部发射的光与其在所述光轴法平面上的投影的最大夹角。

在一个实施方式中，所述对准系统还包括：第一镜头，位于所述光接收部发射光的光路上，并将所述光接收部发射的光汇聚。

在一个实施方式中，所述对准系统还包括：第二镜头，位于所述光发射部发射的光路上，并将所述光发射部发射的光汇聚；以及第三镜头，位于所述光接收部和所述第二透镜之间，所述光接收部发射的光经过所述第三镜头入射至所述第二透镜。

在一个实施方式中，所述探测器距所述光发射部的距离不小于10F₁；或所述探测器距所述光发射部的距离大于0，且不大于10F₁，其中，F₁为所述第一镜头的焦距。

在一个实施方式中，所述第二探测器距所述光发射部的距离大于0，且不大于10F₂；和/或所述第三探测器距所述光接收部的距离不小于10F₂，其中，F₂为所述第二镜头的焦距；和/或所述第一探测器距所述光接收部的距离不小于10F₃，其中，F₃为所述第三镜头的焦距。

在一个实施方式中，所述对准系统还包括：第一镜头，位于所述光接收部发射光的光路上，并将所述光接收部发射的光汇聚，所述第N子探测器距所述光发射部的距离不小于10F₁，其中，F₁为所述第一镜头的焦距。

在一个实施方式中，所述对准系统还包括：第二镜头，位于所述光发射部发射的光路上，并将所述光发射部发射的光汇聚；第三镜头，位于所述光接收部和所述第二透镜之间，所述光接收部发射的光经过所述第三镜头入射至所述第二透镜；其中，所述第m探测器距所述光发射部的距离不小于10F₂，其中，F₂为所述第二镜头的焦距；以及所述第M探测器距所述光接收部的距离不小于10F₃，其中，F₃为所述第三镜头的焦距。

在一个实施方式中，所述探测器安装于行程轴上，所述探测器接收所述光发射部发射的光的过程中，所述行程轴位于所述光发射部发射光的光路，以及所述探测器接收所述第一透镜汇聚的光的过程中，所述行程轴不位于所述光发射部发射光的光路。

在一个实施方式中，所述第一镜头具有孔结构，所述光发射部位于所述孔结构内，并将光发射至所述探测器。

在一个实施方式中，所述第一透镜的光焦度大于0，并包括凸透镜以及弯月透镜中的至少一种。

在一个实施方式中，所述第二透镜和所述第三透镜的光焦度均大于0，并均包括凸透镜以及弯月透镜中的至少一种。

在一个实施方式中，所述第一预设基准坐标和所述第一子预设基准坐标的距离差d≤1mm。

在一个实施方式中，所述第一预设基准坐标和所述第三预设基准坐标的距离差d≤1mm。

本申请提供的对准系统可具有以下至少一个有益效果：

根据本申请的一些实施方式，可在有限的设备空间内实现光发射部的位置及光接收部的位置的高精度校正，例如可实现激光雷达近场及远场性能的高精度校正；

根据本申请的一些实施方式，可实现收发系统的一体化，在一套光路系统中实现近场和远场的对准，同时避免了使用两套系统引起的系统间差异；

根据本申请的一些实施方式，可在无后部处理电路的情况下实现接收部的精确装校；以及

根据本申请的一些实施方式，可实现对光接收部快速而精确的定位。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1是根据本申请实施例1中的对准系统结构示意图；

图2是根据本申请实施例2中的对准系统结构示意图；

图3是根据本申请实施例3中的对准系统结构示意图；

图4是根据本申请实施例4中的对准系统结构示意图；

图5是根据本申请实施例5中的对准系统结构示意图；以及

图6是根据本申请实施例6中的对准系统结构示意图。

附图标记

110：光发射部；111：第一镜头；1110：孔结构；112：第二镜头；113：第三镜头；

120：第一探测器；121：第四探测器；122：第五探测器；

130：光接收部；131：光源；

140：第一透镜；141：第四透镜；142：第五透镜；

150：第二探测器；

160：第二透镜；161：第三透镜；

170：第三探测器；

181：第六透镜；182：第七透镜；183：第八透镜；184：第九透镜；

191：第六探测器；192：第七探测器；193：第八探测器；194：第九探测器。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制，尤其不表示任何的先后顺序。因此，在未背离本申请的教导的情况下，本申请中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜，第一探测器也可称为第二探测器，反之亦然。

在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。例如，在本申请中附图绘制的第一透镜的厚度并非按照实际生产中的比例。如在本文中使用的“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

还应理解的是，诸如“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”等表述在本说明书中是开放性而非封闭性的表述，其表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合的存在。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，其修饰整列特征，而非仅仅修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有措辞(包括工程术语和科技术语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，除非本申请中有明确的说明，否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1至图6是分别根据本申请实施例1至实施例6中的对准系统的结构示意图。其中，图3和图4所示的对准系统中的光发射部和光接收部共光路；图5和图6所示的对准系统中的光发射部和光接收部非共光路。下面结合图1至图6对本申请的特征、原理和其它方面进行详细描述。

光收发系统在实际应用中一般具有共光路和非共光路两种光学方案。具有共光路光学方案的收发系统在校准时，同一个探测器既可以调节该系统中的光发射部，又可以调节该系统中光接收部。具有非共光路光学方案的收发系统在校准时，调节光发射部和光接收部的探测器是不同的。

实施例1

图1是根据本申请实施例1中的具有共光路的对准系统100的结构示意图。如图1所示，对准系统100包括光发射部110、第一探测器120、光接收部130以及第一透镜140。其中，光接收部130的靠近光发射部110的一侧(沿x方向)设置有至少一光源131，光发射部110位于第一探测器120和光接收部130之间，第一透镜140位于光发射部110和第一探测器120之间。

示例性地，第一探测器120距光发射部110的距离例如不小于10F₁，以使对准系统100可对远视场进行高精度校准，其中，F₁为第一镜头111的焦距。具体地，光接收部130上的光源131发射的光由第一探测器120接收，并在第一探测器120处形成第一像坐标。光发射部110可为激光光源，其发射的光也由第一探测器120接收，并在第一探测器120处形成第一子像坐标。可依据第一像坐标相对于第一预设基准坐标的偏移，对接收部130的位置进行精确调整。并可依据第一子像坐标与第一子预设基准坐标的偏移，对光发射部110的位置进行精确调整，使得第一像坐标与第一预设基准坐标重合，第一子像坐标与第一子预设基准坐标重合。示例性地，第一预设基准坐标和第一子预设基准坐标所处的位置很小。换言之，第一预设基准坐标和第一子预设基准坐标可以重合，也可以具有一定的相对位置。示例性地，第一预设基准坐标和第一子预设基准坐标的距离差d≤1mm，优选的，d≤50μm。可通过控制探测器上不同的预设基准坐标之间较小的距离差，使得发射光和接收光的光路能够形成可逆光路，即发射部所发出的光能够有效的被接受部接收。具体的说，二者坐标甚至可以重合，以此设置可使得光发射部110和光接收部130所发出的光形成可逆光路，简言之，光发射部110发射的光可以经第一探测器120反射，被光接收部接收。

需要说明的是，调整光接收部130/光发射部110位置的方法包括在空间内对其进行上下、左右、前后移动以及对其进行旋转。本申请上下文所述的预设基准坐标/子预设基准坐标/预设坐标为预先在探测器的像面上设置的基准点，可作为测量获得的像坐标/子像坐标/成像坐标的对比坐标。例如可调整光接收部130沿x和/或y和/或z方向做适当的位移以及调整光发射部110和光接收部130绕x轴和/或y轴和/或z轴做适当的旋转，以使光收发系统对准。示例性地，可通过多维度调节平台实现光接收部130和光发射部110的移动。

还需要说明的是，调节光发射部110和光接收部130时，可以单独地调节光发射部110和/或光接收部130。例如，保持光发射部110的状态不变，单独地对光接收部130的位置进行调节；或者保持光接收部130的状态不变，单独地对光发射部110发射光的偏心(沿y方向以及z方向)和发射光的方向进行调节。也可以相对的调节光发射部110和光接收部130，应当理解，上述“相对”指的是光发射部110和光接收部130的位置相对，根据该相对位置来调节光发射部110和光接收部130。例如，保持光发射部110和光接收部130的相对位置不变，对其二者同时进行调节。光接收部130可通过上下、左右移动以及旋转来调节其发射光的方向，还可通过前后移动来进行光斑调焦，以使得光接收部130所发射的光在第一探测器120的像面上形成的光斑为最清晰，弥散斑最小，简言之，接收部在第一探测器上的光斑为最佳光斑，根据光路可逆原理，此位置的接收部可以达到高质量的接收光发射部110发射的光。

光源131可安装在光接收部130的靠近第一探测器120的一侧，通过采集与光接收部130同位置的光源131在第一探测器120中的成像，和通过调节光源131的安装位置，使得第一探测器120接收到的光的位置满足主动对准位置的要求，且可使光斑清晰。此时，光源131的位置等效为光接收部130的位置。光接收部130主动对准时可通过离焦快速搜索光源131弥散斑的最小位置，弥散斑最小位置即为焦平面位置，可快速而精确地对光接收部130的位置定位。

示例性地，对准系统100还包括第一镜头111，第一镜头111可位于第一探测器120和光接收部130之间，并具有孔结构1110。孔结构1110可以为通孔，也可以为盲孔，本申请对此不做具体限定。光发射部110可位于孔内，并可从孔内将光发射至第一透镜140。光发射部110也可位于第一镜头111和第一探测器120之间，或者位于第一镜头111和光接收部130之间，其发射的光穿过第一镜头111入射至第一透镜140。第一透镜140的光焦度大于0，可包括凸透镜以及弯月透镜中的至少一种。

第一透镜140的焦距f满足f≤d/(2×tanθ)，其中，d为第一探测器120在光源131和/或光发射部110发射的光的光轴法线方向上的长度，θ为光源131和/或光发射部110发射的光与其在所述光轴法平面上的投影的最大夹角。可通过无穷远光路将角度θ转化为位移L，即L满足L＝f×tanθ，同时可选择上述焦距范围内的第一透镜140实现放大，提高光发射部110和光接收部130角度装校的精度。

还需要说明的是，本申请附图1中的例如光接收部130、光发射部110，第一透镜140以及第一探测器120沿x方向线性共光轴排列，其仅为示例性说明，并非是对本方案的限定。本领域技术人员可以根据实际需求进行适当调整，例如采用满足对准系统性能需求的非共光轴排列方案等。可以理解，本申请的下文以及其他附图中呈共光轴的器件排布方案也仅为示例性说明。

实施例2

在另一些实施方式中，对准系统100可不包括第一透镜140，形成对准系统200(如图2所示)，此时，第一探测器120距光发射部110的距离范围例如为0至10F₁，F₁为第一镜头111的焦距，对准系统200可对近视场进行高精度校准。光发射部110发出的光在第一探测器120中形成第一子像坐标，依据第一子像坐标与第一预设基准坐标的对标，对光发射部110位置进行调整，具体的位置指的是光发射部110发射光的偏心(沿y方向以及z方向)和其发射光的方向。

实施例3

图3是根据本申请实施例3中的具有共光路的对准系统300的结构示意图。如图3所示，对准系统300可包括对准系统100以及第二探测器150。第二探测器150位于光发射部110和第一透镜140之间，用于接收光发射部110发出的光。

示例性地，第二探测器150距光发射部110的距离范围例如为0至10F₁(即近视场探测校准)，第一探测器120距光发射部110的距离例如不小于10F₁(即远视场探测校准)，其中F₁为第一镜头111的焦距。对准系统300既可以实现近视场的高精度矫正，又能实现远视场的高精度矫正。对准系统300包括具有孔结构1110的第一镜头111，光发射部110可位于第一镜头111的孔结构1110内。光发射部110发出的光由第二探测器150接收，并在第二探测器150的像平面上形成第二像坐标，依据第二像坐标与像平面中第二预设基准坐标的对标，对光发射部110发射光的偏心(沿y方向以及z方向)和方向进行调整。例如，在y和/或z方向上对其做适当的调整以及绕x轴和/或y轴和/或z轴对其做适当调整。

光接收部130的靠近第一镜头111的一侧具有光源131，光源131发射的光经由第一镜头111折射至第一透镜140，第一透镜140将光发射部110和光源131发射的光汇聚，并被第一探测器120接收。第一探测器120接收光发射部110以及光接收部130发射的光在其像平面上形成第一子像坐标，依据所述第一子像坐标与第一预设基准坐标的对标，可精确调整光发射部110和光接收部130的位置，具体的，包括调整光发射部110发射光的方向以及调整光接收部130在空间内上下、左右、前后移动和在空间内旋转光发射部和接收部以调整其发射光的方向。

第二探测器150安装在行程轴上，可通过控制行程轴的移动实现第二探测器150高精度的重复定位。在第一探测器120使用时，可移动行程轴使第二探测器150随行程轴一同移动，以离开经第一镜头111入射至第一透镜140的光的光路，避免对第一探测器120进行遮挡。

实施例4

图4是根据本申请实施例4中的具有共光路的对准系统400的结构示意图。如图4所示，对准系统400可包括对准系统300，还可包括第四透镜141、第四探测器121、第五透镜142以及第五探测器122。其中，第四透镜141位于光接收部130与第四探测器121之间，第五透镜142位于光接收部130与第五探测器122之间。在一些实施方式中，第四透镜141、第四探测器121与光接收部130可共光轴，与光发射部110非共光轴；第五透镜142、第五探测器122与光接收部130共光轴，与光发射部110非共光轴。

示例性地，第四探测器121、第五探测器122距光发射部110的距离均不小于10F₁，对准系统400既可以实现近视场的高精度矫正，又能实现远视场的高精度矫正。光源131发射的光可穿过第一镜头111并分别到达第一透镜140、第四透镜141和第五透镜142，并分别被第一透镜140、第四透镜141和第五透镜142汇聚，又分别被第一探测器120、第四探测器121和第五探测器122接收。对准系统400可从多个位置对光发射部110和光接收部130进行测试，并在上述多个探测器像平面上分别形成对应的多个像坐标，通过将多个像坐标中每个像坐标与其对应的预设基准坐标进行对标，或者通过将多个子像坐标中每个子像坐标与其对应的子预设基准坐标进行对标，可精确调整光发射部110和光接收部130的位置，具体的，包括调整光发射部110发射光的方向以及调整光接收部130在空间内上下、左右、前后移动和其发射光的方向。

因透镜所能接收的视场角有局限性，故当光发射部110/光接收部130所发出的光发散角较大时，可在光束发散角内设置多个透镜和探测器，根据多个探测器所接收的光斑信息对光发射部110/光接收部130的位置进行综合地调节。在另一些实施方式中，还可在对准系统300中设置多个透镜和多个探测器，例如一直设置到第N透镜和第N探测器。其中，第N透镜位于第一镜头111的远离光接收部130的一侧，用于汇聚光源131发射的光，光源131发射的光经过镜头110折射，入射至第N透镜。第N探测器位于第N透镜的远离光接收部130的一侧，可接收第N透镜汇聚的光，并调整光接收部130的在空间内上下、左右、前后移动和其发射光的方向。示例性地，N≥2。光接收部130、第N透镜、第N探测器可共光轴，以及第N探测器与第一探测器120非共光轴。光接收部130对应设置多个探测器时，可根据光接收部130上所设置的光源131的数量来对探测器的数量进行设置，例如，光接收部130上设置四个光源131，一个光源131便可以对应设置一个探测器，光接收部130所对应的探测器数量即为四个，这四个探测器可分别接收与其对应的光源131发出的光并形成像坐标，以整体调节光接收部130的位置。

第一预设基准坐标和第一子预设基准坐标、第N预设基准坐标和第N子预设基准坐标可以重合，也可以具有一定的相对位置。示例性地，第一预设基准坐标和第二预设基准坐标的距离差d≤1mm，优选的，d≤50μm。可通过控制探测器上不同的预设基准坐标之间较小的距离差，使得发射光和接收光的光路能够形成可逆光路，即发射部所发出的光能够有效的被接受部接收。

实施例5

图5是根据本申请实施例5中的具有非共光路的对准系统500的结构示意图。如图5所示，对准系统500可包括光发射部110、第二镜头112，第一探测器120、光接收部130、第三透镜161、第二探测器150、第三镜头113、第二透镜160以及第三探测器170，光接收部130具有光源131。

示例性地，第一探测器120距光接收部130的距离例如不小于10F₃，F₃为第三镜头113的焦距；第二探测器150距光发射部110的距离范围例如为0至10F₂；第三探测器170距光发射部110的距离例如不小于10F₂，F₂为第二镜头112的焦距，对准系统500既可以实现近视场的高精度矫正，又能实现远视场的高精度矫正。光发射部110、第二镜头112、第二探测器150、第二透镜160以及第三透镜161以及第一探测器120沿x方向依次排列；光接收部130、第三镜头113以及第三探测器170也沿x方向依次排列。光发射部110发射的光穿过第二镜头112后直接被第二探测器150接收，并在第二探测器150的像平面上形成第二像坐标。可依据第二像坐标与像平面中第二预设基准坐标的差异，对光发射部110发射光的偏心(沿y方向以及z方向)和方向进行调整。例如，在y和/或z方向上对其做适当的调整以及绕x轴和/或y轴和/或z轴对其做适当调整。

光发射部110发射的光穿过第二镜头112后可入射至第三透镜161，由第三透镜161汇聚并由第三探测器170接收。需要说明的，第二探测器150可安装在行程轴上，可通过控制行程轴的移动实现第二探测器150高精度的重复定位，以在第三探测器170使用时，可移动行程轴使第二探测器150离开经第二镜头112入射至第三透镜161的光的光路，避免对第三探测器170进行遮挡。依据得到的光斑在第三探测器170中形成的第三像坐标与第三预设基准坐标的对标来调整光发射部110发射光的方向。

光接收部130的一侧(沿x方向)具有光源131，光源131发射的光刻经过第三镜头113入射至第二透镜160，并被第二透镜160汇聚后由第一探测器120接收形成第一像坐标。可以根据第一像坐标与第一预设基准坐标的对标差异，在x和/或y和/或z方向上调整光接收部130的位置和其发射光的方向，以使光收发系统对准。

第一预设基准坐标和第三预设基准坐标可以重合，也可以具有一定的相对位置。示例性地，第一预设基准坐标和第三预设基准坐标的距离差d≤1mm，优选的，d≤50μm。可通过控制探测器上不同的预设基准坐标之间较小的距离差，使得发射光和接收光的光路能够形成可逆光路，即发射部所发出的光能够有效的被接受部接收。

第二透镜160的光焦度大于0，可包括凸透镜以及弯月透镜中的至少一种。第三透镜161和第二透镜160可为同一种透镜。第三透镜161的焦距f满足f≤d/(2×tanθ)，其中，d为第三探测器170光发射部110发射的光的光轴法线方向上的长度，θ为光源131发射的光与其在上述光轴法平面上的投影的最大夹角。第二透镜160的焦距f满足f≤d/(2×tanθ)，其中，d为第一探测器120在光源131发射的光的光轴法线方向上的长度，θ为光源131发射的光与其在上述光轴法平面上的投影的最大夹角。可通过无穷远光路将角度θ转化为位移L，即L＝f×tanθ，同时可选择上述焦距范围内的第三透镜161和/或第二透镜160实现放大，提高光发射部110和/或光接收部130角度装校的精度。

实施例6

图6是根据本申请实施例6中的具有非共光路的对准系统600的结构示意图。如图6所示，对准系统600可包括对准系统500以及第六透镜181、第七透镜182、第八透镜183、第九透镜184、第六探测器191、第七探测器192、第八探测器193以及第九探测器194。

示例性地，第三探测器170、第六探测器191和第七探测器192距光发射部110的距离例如均不小于10F₂，第二探测器150距光发射部110的距离范围例如为0至10F₂，F₂为第二镜头112的焦距；第一探测器120、第八探测器193和第九探测器194距光接收部130的距离例如均不小于10F₃，F₃为第三镜头113的焦距。对准系统600既可以实现近视场的高精度矫正，又能实现远视场的高精度矫正。

光发射部110发出的光可穿过第二镜头112分别入射至第三透镜161、第六透镜181以及第七透镜182，并被分别汇聚，之后被第三探测器170、第六探测器191以及第七探测器192分别接收。示例性地，第三透镜161与第六透镜181和第七透镜182可为同一种透镜，例如均为凸透镜。第三探测器170与第六探测器191和第七探测器192可为同一种探测器。第三探测器170、第六探测器191以及第七探测器192可从不同位置对光发射部110进行测试，并在上述多个子探测器像平面上分别形成对应的多个像坐标和/或子像坐标，通过将多个中的每个像坐标和/或子像坐标与其对应的预设基准坐标和/或子预设基准坐标进行对标，可精确调整光发射部110的发射光的方向。

光接收部130可具有多个光源131，光源131发出的光可穿过第三镜头113分别入射至第二透镜160、第八透镜183以及第九透镜184，并被分别汇聚，之后分别被第一探测器120、第八探测器193以及第九探测器194接收。示例性地，第二透镜160与第八透镜183和第九透镜184可为同一种透镜，例如均为凸透镜。第一探测器120与第八探测器193和第九探测器194可为同一种探测器。第一探测器120、第八探测器193以及第九探测器194可从不同位置对光接收部130进行测试，并获得光斑，光斑在上述多个子探测器中的形成多个像坐标和/或成像坐标，通过对比多个像坐标和/或成像坐标与其分别对应的预设基准坐标和/或预设坐标的差异，可精确调整光接收部130的位置，具体的，可调整光接收部130在空间内上下、左右、前后移动和其发射光的方向。

对准系统600可包括多个透镜和多个探测器，例如一直设置到第m透镜和第m探测器。其中，第m透镜位于第二镜头112的远离光发射部110的一侧，可汇聚光发射部110发射的光。发射部110发射的光过第二镜头112的折射，入射至第m透镜。第m探测器位于第m透镜的远离光发射部110的一侧，可接收第m透镜汇聚的光，并在其像平面形成像坐标，可依据像坐标与对应预设基准坐标的对标差异调整光发射部110发射光的方向。示例性地，m≥2。当光发射部110/光接收部130所发出的光发散角较大时，可在光发射部110/光接收部130发射光束发散角内设置多个透镜和探测器，根据多个探测器所接收的光斑信息对光发射部110/光接收部130的位置进行综合地调节。对准系统600还可例如一直设置到第M透镜和第M探测器。第M透镜位于第三镜头113的远离光接收部130的一侧，光接收部130发射的光经过第三镜头113的折射，入射至第M透镜。第M探测器位于第M透镜的远离光接收部130的一侧，用于接收第M透镜汇聚的光，并在其像平面上形成多个成像坐标，通过对比多个成像坐标与其分别对应的预设坐标的差异，来调整光接收部130的位置，具体的，可调整光接收部130在空间内上下、左右、前后移动和其发射光的方向。示例性地，M≥2。

第m预设基准坐标和第M预设基准坐标可以重合，也可以具有一定的相对位置。示例性地，第m预设基准坐标和第M预设基准坐标的距离差d≤1mm，优选的，d≤50μm。可通过控制探测器上不同的预设基准坐标之间较小的距离差，使得发射光和接收光的光路能够形成可逆光路，即发射部所发出的光能够有效的被接受部接收。光接收部130对应设置多个探测器时，可根据光接收部130上所设置的光源131的数量来对探测器的数量进行设置，例如，光接收部130上设置四个光源131，一个光源131便可以对应设置一个探测器，光接收部130所对应的探测器数量即为四个，这四个探测器可分别接收与其对应的光源131发出的光并形成像坐标，以整体调节光接收部130的位置。

以上描述仅为本申请的实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的保护范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离技术构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (23)

1.一种对准系统，包括：

光发射部和光接收部，其中在所述光发射部和所述光接收部均设置有用于发射光的光源，以及

至少一个探测器，被配置为：

接收所述光接收部发射的光，并将所述光接收部发射的光形成第一像坐标，以根据所述第一像坐标和第一预设基准坐标之间的差异调整所述光接收部的位置；和/或

接收所述光发射部发射的光，并将所述光发射部发射的光形成第二像坐标，以根据所述第二像坐标和第二预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部的位置。

2.如权利要求1所述的对准系统，其中，所述探测器包括：

第一探测器，被配置为接收所述光接收部发射的光，并将所述光接收部发射的光形成所述第一像坐标；以及

第二探测器，被配置为接收所述光发射部发射的光，并将所述光发射部发射的光形成所述第二像坐标。

3.如权利要求1所述的对准系统，其中，所述光发射部发射的光与所述光接收部发射的光共光路，

所述探测器还被配置为：

接收所述光发射部发射的光，并将所述光发射部发射的光形成第一子像坐标，以根据所述第一子像坐标和第一子预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部发射光的位置。

4.如权利要求2所述的对准系统，其中，所述光发射部发射的光与所述光接收部发射的光不共光路，所述探测器还包括：

第三探测器，被配置为接收所述光发射部发射的光，并将所述光发射部发射的光形成第三像坐标，以根据所述第三像坐标和第三预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部的位置。

5.如权利要求3所述的对准系统，其中，所述对准系统还包括：

至少一个第一透镜，设置在所述探测器和所述光发射部之间，用于将所述光发射部发射的光汇聚到所述探测器中形成所述第一子像坐标，以及

将所述光接收部发射的光汇聚到所述探测器中形成所述第一像坐标。

6.如权利要求4所述的对准系统，其中，所述对准系统还包括：

至少一个第二透镜，设置在所述第一探测器和所述光接收部之间，用于将所述光接收部发射的光汇聚到所述第一探测器中形成所述第一像坐标；以及

至少一个第三透镜，设置在所述第三探测器和所述光发射部之间，用于将所述光发射部发射的光汇聚到所述第三探测器中形成所述第三像坐标。

7.如权利要求5所述的对准系统，其中，所述对准系统包括第N探测器和第N透镜，以及

将所述光发射部和/或光接收部发射的光汇聚到所述第N透镜，其中，N≥2。

8.如权利要求7所述的对准系统，其中，所述第N探测器被配置为：

将所述光发射部发射的光形成第N子像坐标，以根据所述第N子像坐标和第N子预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部的位置；

将所述光接收部发射的光形成第N像坐标，以根据所述第N像坐标和第N预设基准坐标之间的差异调整所述光发射部的位置。

9.如权利要求6所述的对准系统，其中，所述对准系统包括：

第M探测器；

将所述光接收部发射的光汇聚到所述第M探测器的第M透镜，其中，M≥2，所述第一探测器和所述第M探测器的位置不同；以及

所述对准系统还包括：

第m探测器；

将所述光发射部发射的光汇聚到所述第m探测器的第m透镜，其中，m≥2，所述第三探测器和所述第m探测器位置不同。

10.如权利要求9所述的对准系统，其中，所述第M探测器被配置为：

将所述光接收部发射的光形成第M成像坐标，以根据所述第M成像坐标和第M预设坐标之间的差异调整所述光接收部的位置；以及

所述第m探测器被配置为：

将所述光发射部发射的光形成第m成像坐标，以根据所述第m成像坐标和第m预设坐标之间的差异调整所述光发射部的位置。

11.如权利要求7和8中任一项所述的对准系统，其中，所述第一透镜至所述第N透镜和/或第M透镜中的至少一个透镜的焦距f满足：

f≤d/(2×tanθ)，

其中，d为所述透镜对应的探测器在所述光接收部和/或所述光发射部发射的光的光轴法线方向上的长度，

θ为所述光接收部和/或所述光发射部发射的光与其在所述光轴法平面上的投影的最大夹角。

12.如权利要求3所述的对准系统，其中，所述对准系统还包括：

第一镜头，位于所述光接收部发射光的光路上，并将所述光接收部发射的光汇聚。

13.如权利要求6所述的对准系统，其中，所述对准系统还包括：

第二镜头，位于所述光发射部发射的光路上，并将所述光发射部发射的光汇聚；以及

第三镜头，位于所述光接收部和所述第二透镜之间，所述光接收部发射的光经过所述第三镜头入射至所述第二透镜。

14.如权利要求12所述的对准系统，其中，所述探测器距所述光发射部的距离不小于10F₁；或

所述探测器距所述光发射部的距离大于0，且不大于10F₁，其中，F₁为所述第一镜头的焦距。

15.如权利要求13所述的对准系统，其中，所述第二探测器距所述光发射部的距离大于0，且不大于10F₂；和/或

所述第三探测器距所述光接收部的距离不小于10F₂，其中，F₂为所述第二镜头的焦距；和/或

所述第一探测器距所述光接收部的距离不小于10F₃，其中，F₃为所述第三镜头的焦距。

16.如权利要求7所述的对准系统，其中，所述对准系统还包括：

第一镜头，位于所述光接收部发射光的光路上，并将所述光接收部发射的光汇聚，

所述第N子探测器距所述光发射部的距离不小于10F₁，其中，F₁为所述第一镜头的焦距。

17.如权利要求9所述的对准系统，其中，所述对准系统还包括：

第二镜头，位于所述光发射部发射的光路上，并将所述光发射部发射的光汇聚；

第三镜头，位于所述光接收部和所述第二透镜之间，所述光接收部发射的光经过所述第三镜头入射至所述第二透镜；

其中，所述第m探测器距所述光发射部的距离不小于10F₂，其中，F₂为所述第二镜头的焦距；以及

所述第M探测器距所述光接收部的距离不小于10F₃，其中，F₃为所述第三镜头的焦距。

18.如权利要求5所述的对准系统，其中，所述探测器安装于行程轴上，

所述探测器接收所述光发射部发射的光的过程中，所述行程轴位于所述光发射部发射光的光路，以及

所述探测器接收所述第一透镜汇聚的光的过程中，所述行程轴不位于所述光发射部发射光的光路。

19.如权利要求12所述的对准系统，其中，所述第一镜头具有孔结构，所述光发射部位于所述孔结构内，并将光发射至所述探测器。

20.如权利要求5所述的对准系统，其中，所述第一透镜的光焦度大于0，并包括凸透镜以及弯月透镜中的至少一种。

21.如权利要求6所述的对准系统，其中，所述第二透镜和所述第三透镜的光焦度均大于0，并均包括凸透镜以及弯月透镜中的至少一种。

22.如权利要求3所述的对准系统，其中，所述第一预设基准坐标和所述第一子预设基准坐标的距离差d≤1mm。

23.如权利要求4所述的对准系统，其中，所述第一预设基准坐标和所述第三预设基准坐标的距离差d≤1mm。

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