扫描镜组件和包括其的激光雷达制造技术

本发明专利技术涉及一种可用于激光雷达的扫描镜组件，包括：基座；反射镜支撑装置，设置在所述基座上，并可围绕第一轴线往复摆动；反射镜单元，包括反射镜，设置在所述反射镜支撑装置上，所述反射镜可围绕第二轴线枢转，第一轴线与第二轴线非共线。

Scanning mirror assembly and lidar including it

【技术实现步骤摘要】
扫描镜组件和包括其的激光雷达
本专利技术涉及光电
，尤其涉及一种可绕两个轴线独立运动的扫描镜组件以及包括该扫描镜组件的激光雷达。
技术介绍
激光雷达系统包括激光发射系统和探测接收系统，发射激光遇到目标后反射并被探测系统所接收，通过测量激光往返的时间可测量相应目标点的距离(如飞行时间法)，当对整个目标区域扫描探测后，则最终可实现三维成像。激光雷达系统在无人驾驶系统中有着重要应用，在该应用中需要激光雷达具有高成像帧频、高分辨率、远测距能力、小体积、高可靠性、低成本，传统激光雷达系统很难满足这些性能。目前较成熟的用于自动驾驶的激光雷达主要是一种混合固态激光雷达，其垂直方向上通过排布多个激光器和探测器实现垂直视场角分辨，水平方向上则通过电机带动整个发射、接收系统旋转扫描。这两种激光雷达系统虽然可以实现较大的水平视场，但往往无法同时实现较高的垂直分辨率，或系统过于复杂、成本高。而基于MEMS镜等扫描器的激光雷达系统，其扫描视场受限于扫描器自身的扫描角大小，若要实现更大的视场则需要通过视场拼接实现。前述混合固态激光雷达专为无人驾驶应用开发，因此，能满足主要性能要求，但是该系统中采用了多个激光器和APD探测器成对发射、接收，以满足垂直方向上的分辨，整个系统光机结构复杂，体积较大，装调要求高，成本高，可靠性低，很难满足大规模量产的应用。
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本专利技术提供一种可用于激光雷达的扫描镜组件，包括：基座；反射镜支撑装置，设置在所述基座上，并可围绕第一轴线来回摆动；反射镜单元，包括反射镜，设置在所述反射镜支撑装置上，所述反射镜可围绕第二轴线枢转，第一轴线与第二轴线非共线。根据本专利技术的一个方面，所述第一轴线垂直于所述第二轴线。根据本专利技术的一个方面，所述反射镜支撑装置来回摆动的频率低于所述反射镜单元枢转的频率。根据本专利技术的一个方面，所述反射镜单元按照其谐振频率以正弦方式围绕所述第二轴线枢转，所述反射镜支撑装置来回摆动的频率不同于所述反射镜单元的谐振频率。根据本专利技术的一个方面，所述反射镜单元为一维振镜。根据本专利技术的一个方面，所述的扫描镜组件还包括驱动单元，所述驱动单元与所述反射镜支撑装置连接并驱动所述反射镜支撑装置围绕第一轴线来回摆动，所述驱动单元包括音圈电机或步进电机。根据本专利技术的一个方面，所述反射镜支撑装置配置成可围绕所述第一轴线以匀加速、匀速、匀减速的方式摆动。根据本专利技术的一个方面，所述反射镜支撑装置配置成在其摆动范围内沿两个方向以同样的方式摆动，或者，所述反射镜支撑装置配置成在其摆动范围内沿两个方向以不同的方式摆动。根据本专利技术的一个方面，所述反射镜支撑装置的摆动范围包括有效扫描角度范围和位于所述有效扫描角度范围两侧的冗余角度范围。根据本专利技术的一个方面，反射镜单元包括金属反射部和连接在所述金属反射部两端的圆形金属杆，所述圆形金属杆构成所述第二轴线。本专利技术还提供一种激光雷达，包括：激光器，配置成可发射探测激光束；如上所述的扫描镜组件，所述扫描镜组件设置在所述激光器的光路下游，以接收所述探测激光束，并通过所述扫描镜组件的反射镜单元的摆动，将所述探测激光束扫描反射出所述激光雷达。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术一个实施例的一种扫描镜组件；图2中示出了根据本专利技术一个实施例的扫描镜组件的运动示意图；图3A和图3B示出了两种结构的音圈式电机；图4示出了动磁铁型的摆动电机；图5示出了根据本专利技术一个实施例的扫描镜组件的运动曲线；图6示出了根据本专利技术另一个实施例的扫描镜组件的运动曲线；和图7示出了根据本专利技术一个实施例的反射镜单元；图8示出了根据本专利技术另一个实施例的反射镜单元。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。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所述特征。在本专利技术的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了根据本专利技术一个实施例的一种扫描镜组件1，其可用于激光雷达的发射端和接收端。下面参考附图详细描述。如图1所示，扫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于激光雷达的扫描镜组件，包括：/n基座；/n反射镜支撑装置，设置在所述基座上，并可围绕第一轴线往复摆动；/n反射镜单元，包括反射镜，设置在所述反射镜支撑装置上，所述反射镜可围绕第二轴线枢转，第一轴线与第二轴线非共线。/n

【技术特征摘要】
1.一种可用于激光雷达的扫描镜组件，包括：
基座；
反射镜支撑装置，设置在所述基座上，并可围绕第一轴线往复摆动；
反射镜单元，包括反射镜，设置在所述反射镜支撑装置上，所述反射镜可围绕第二轴线枢转，第一轴线与第二轴线非共线。


2.根据权利要求1所述的扫描镜组件，其中所述第一轴线垂直于所述第二轴线。


3.根据权利要求1所述的扫描镜组件，其中所述反射镜支撑装置来回摆动的频率低于所述反射镜单元枢转的频率。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的扫描镜组件，其中所述反射镜单元按照其谐振频率围绕所述第二轴线枢转，所述反射镜支撑装置来回摆动的频率不同于所述反射镜单元的谐振频率。


5.根据权利要求4所述的扫描镜组件，其中所述反射镜单元为一维振镜。


6.根据权利要求1-3中任一项所述的扫描镜组件，还包括驱动单元，所述驱动单元与所述反射镜支撑装置连接，并驱动所述反射镜支撑装置围绕第一轴线来回摆动，
所述驱动单元包括音圈电机或...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛胜平，高永丰，吴世祥，申士林，叶良琛，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31