一种三维成像激光雷达发射装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维成像激光雷达发射装置，包括激光器，激光器产生激光，激光射入MEMS微镜的反射面，经过MEMS微镜反射的激光依次通过发射目镜和物镜射出，发射目镜与物镜共光轴，激光器的光轴与发射目镜的光轴之间的夹角为α，α的取值范围为α＜2(θ‑β)，其中θ为MEMS微镜反射率一致时的最大入射角，入射角为MEMS微镜上的反射面与法线的夹角，β为MEMS微镜相对于基准位置的最大机械偏角。本发明专利技术通过将激光器的光轴与发射目镜的光轴之间的夹角设置为一特定夹角α，使得激光器产生的激光经过MEMS微镜反射后，在MEMS微镜偏转范围内，激光与反射面处于最佳位置与角度，从而能够保证激光经MEMS微镜反射后在扫描范围内能量一致。

A three dimensional imaging laser radar launcher

The invention discloses a three-dimensional imaging lidar transmitting device, which comprises a laser, a laser generated by the laser, a laser projected into the reflecting surface of the MEMS micro-mirror, a laser reflected by the micro-mirror in turn through the eyepiece and the objective lens, a coaxial axis between the eyepiece and the objective lens, and an optical axis between the laser and the optical axis of the eyepiece. The angle is a, and the range of a is a < 2 (theta beta), where theta is the maximum incidence angle when the reflectivity of the MEMS micromirror is uniform, the incidence angle is the angle between the reflector and the normal of the micromirror, and beta is the maximum mechanical deflection angle of the micromirror relative to the reference position. By setting the angle between the optical axis of the laser and the optical axis of the emission eyepiece as a specific angle a, the laser produced by the laser is reflected by the MEMS micro-mirror, and the laser and the reflecting surface are in the best position and angle within the deflection range of the MEMS micro-mirror, thus ensuring that the laser is reflected by the MEMS micro-mirror and is in the scanning mode. The energy in the surrounding area is consistent.

【技术实现步骤摘要】
一种三维成像激光雷达发射装置
本专利技术涉及激光雷达，特别是涉及激光雷达发射装置。
技术介绍
现有技术中存在采用MEMS微镜构成的激光雷达发射装置，但是激光器光轴与发射镜组光轴的夹角往往是90度，MEMS反射面与发射镜组光轴成45度放置，而以目前工艺MEMS微镜上的反射膜在镀制时只能保证入射角AOI在一定小角度范围的光线反射率一致，这使得激光器产生的激光经MEMS微镜反射后在扫描范围内能量不一致，导致无法适用于对出射激光能量一致性要求较高的场合。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种能够保证激光器产生的激光经MEMS微镜反射后在扫描范围内能量一致的三维成像激光雷达发射装置。技术方案：本专利技术所述的三维成像激光雷达发射装置，激光器，激光器产生激光，激光射入MEMS微镜的反射面，经过MEMS微镜反射的激光依次通过发射目镜和物镜射出，发射目镜与物镜共光轴，激光器的光轴与发射目镜的光轴之间的夹角为α；α的取值范围为α＜2(θ-β)，其中θ为MEMS微镜反射率一致时的最大入射角，入射角为MEMS微镜上的反射面与法线的夹角，β为MEMS微镜相对于基准位置的最大机械偏角。进一步，所述物镜与发射目镜的光学间距可调。这样能够根据需要调节物镜与发射目镜的光学间距，从而调节最终射出的激光光束的发散角。进一步，所述物镜设于螺纹镜框中。这样能够通过旋转螺纹镜框来调节物镜与发射目镜的光学间距。进一步，还包括控制器，控制器控制激光器产生激光以及控制MEMS微镜进行二维扫描。进一步，所述激光器为光纤脉冲激光器。进一步，所述MEMS微镜反射面的法线位置与激光器光轴的夹角为度。这样可保证激光器产生的激光入射进MEMS微镜的角度在θ度范围内，从而保证MEMS微镜扫描后出射能量一致。进一步，所述发射目镜包括距离MEMS微镜由近到远依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜。进一步，所述第一透镜的朝向MEMS微镜的一面为凹面。这样能够减小激光经MEMS微镜反射后入射入第一透镜时的散射。有益效果：本专利技术公开了一种三维成像激光雷达发射装置，通过将激光器的光轴与发射目镜的光轴之间的夹角设置为一特定角度α，α的取值范围为α＜2(θ-β)，使得激光器产生的激光经过MEMS微镜反射后，在MEMS微镜偏转范围内，激光与反射面处于最佳位置与角度，从而能够保证激光经MEMS微镜反射后在扫描范围内能量一致。附图说明图1为本专利技术具体实施方式中发射装置的总框图；图2为本专利技术具体实施方式中发射装置的机械结构图。具体实施方式下面结合具体实施方式和附图，对本专利技术的技术方案作进一步的介绍。本具体实施方式公开了一种三维成像激光雷达发射装置，如图1所示，包括激光器2，激光器2产生激光，激光射入MEMS微镜3的反射面，经过MEMS微镜3反射的激光通过发射目镜4和物镜5后射出。物镜5设于螺纹镜框中。发射目镜4与物镜5共光轴。激光器2的光轴与发射目镜4的光轴呈38度夹角。此外，还包括控制器1，控制器1控制激光器2产生激光以及控制MEMS微镜3进行二维扫描。控制器1对激光器2和MEMS微镜3的控制方法没有创新，采用现有技术(CN107713993A：一种基于MEMS微镜的光声内窥显微成像装置及其成像方法)中的控制方法，也即，本专利中的控制器1也和该现有技术中的计算机6一样控制激光器2(该现有技术中的激光光源组件)产生脉冲激光以及MEMS微镜3转动。激光器2的光轴与发射目镜4的光轴之间的夹角α还可以取其他值，只要满足α＜2(θ-β)即可。θ为MEMS微镜3反射率一致时的最大入射角，入射角为MEMS微镜3上的反射面与法线的夹角，β为MEMS微镜3相对于基准位置的最大机械偏角。控制器1包括基于FPGA的驱动控制电路和外围接口，通过螺钉将控制器1固定在发射装置的一侧，如图2所示，它通过激光器触发接口与激光器2相连，通过MEMS控制接口与MEMS微镜3相连。激光器2为高瞬时脉冲功率的光纤脉冲激光器，激光器2光头置于发射镜筒中，通过紧定螺钉固定，激光器2发散角小于1mrad，光斑尺寸小于2.5mm。MEMS微镜3的反射面大于3mm，反射面置于发射镜组出瞳处，发射镜组为发射目镜4与物镜5组成的镜组。MEMS微镜3反射面的法线方向与激光器2光轴的夹角为本具体实施方式中为19度，反射面对AOI在32度范围内的激光具有最佳且一致的反射率。MEMS微镜3具有±7°的机械偏转角，在整个偏转范围内均处于AOI32度范围内。发射目镜4包括距离MEMS微镜3由近到远依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜。第一透镜、第二透镜和第三透镜依次装入发射目镜4的镜筒中，使用压圈压紧，止螺紧定，第一透镜的朝向MEMS微镜3的一面为凹面。发射目镜4具有40度的扫描视场，可有效保证MEMS扫描激光束在有效视场内。物镜5是一个具有正光焦度的单片式物镜，将物镜5与发射目镜4对接，调节物镜5与发射目镜4像面重合为基准位置，同时可根据目标扫描实际需要调节物镜5，从而调节发射激光束的发散角。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维成像激光雷达发射装置，其特征在于：包括激光器(2)，激光器(2)产生激光，激光射入MEMS微镜(3)的反射面，经过MEMS微镜(3)反射的激光依次通过发射目镜(4)和物镜(5)射出，发射目镜(4)与物镜(5)共光轴，激光器(2)的光轴与发射目镜(4)的光轴之间的夹角为α；α的取值范围为α＜2(θ‑β)，其中θ为MEMS微镜(3)反射率一致时的最大入射角，入射角为MEMS微镜(3)上的反射面与法线的夹角，β为MEMS微镜(3)相对于基准位置的最大机械偏角。

【技术特征摘要】
1.一种三维成像激光雷达发射装置，其特征在于：包括激光器(2)，激光器(2)产生激光，激光射入MEMS微镜(3)的反射面，经过MEMS微镜(3)反射的激光依次通过发射目镜(4)和物镜(5)射出，发射目镜(4)与物镜(5)共光轴，激光器(2)的光轴与发射目镜(4)的光轴之间的夹角为α；α的取值范围为α＜2(θ-β)，其中θ为MEMS微镜(3)反射率一致时的最大入射角，入射角为MEMS微镜(3)上的反射面与法线的夹角，β为MEMS微镜(3)相对于基准位置的最大机械偏角。2.根据权利要求1所述的三维成像激光雷达发射装置，其特征在于：所述物镜(5)与发射目镜(4)的光学间距可调。3.根据权利要求2所述的三维成像激光雷达发射装置，其特征在于：所述物镜(5)设于螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁东，魏伟，胡倩倩，黄俊峰，安宏业，朱芹，
申请(专利权)人：南京华讯方舟通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32