激光雷达制造技术

一种激光雷达，包括：激光器，用于发射激光光束；扫描器，位于所述激光器的出光方向上，用于改变所述激光器发射的激光光束的出射方向；穿孔反射镜，所述穿孔反射镜的中心为一孔区，以供激光光束穿过；所述穿孔反射镜远离所述扫描器的一面为反射面；角度放大器，用于对经所述孔区射出的激光光束的扫描角度进行放大后投射至待扫描区域，并将待扫描区域的物体对激光光束进行反射形成的回波光束进行接收后投射至所述反射面；以及探测器，所述探测器朝向所述反射面设置，以接收由所述反射面反射的回波光束。上述激光雷达具有同轴结构，具有较大的扫描角度且能够适用任意偏振态的激光光束。

Laser radar

【技术实现步骤摘要】
激光雷达
本技术实施例涉及雷达技术，尤其涉及一种激光雷达。
技术介绍
激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。激光雷达通常包括激光器与探测器。根据激光器和探测器光轴的相对位置，激光雷达可以分为离轴和同轴两种。对于离轴激光雷达而言，激光器发射的光束经第一镜组后照射到目标物，经目标物反射的激光光束经第二镜组后被探测器探测到，第一镜组和第二镜组为不同的镜组。对于同轴激光雷达而言，激光器发射的激光光束与探测器探测到的激光光束共用同一镜组。现有的激光雷达大部分采用的是离轴结构，因为要实现激光雷达的同轴结构的实现具有一定的难度。传统的同轴激光雷达其扫描角度较小且部分同轴激光雷达近适用于某种偏振光，导致对激光光束的要求较高。
技术实现思路
本技术实施例提供一种激光雷达，以实现激光雷达的同轴结构，具有较大的扫描角度且能够适用任意偏振态的激光光束。一种激光雷达，包括：激光器，用于发射激光光束；扫描器，位于所述激光器的出光方向上，用于改变所述激光器发射的激光光束的出射方向；穿孔反射镜，位于所述扫描器的一侧；所述穿孔反射镜的中心为一孔区，以供激光光束穿过；所述穿孔反射镜远离所述扫描器的一面为反射面；角度放大器，用于对经所述孔区射出的激光光束的扫描角度进行放大后投射至待扫描区域，并将待扫描区域的物体对激光光束进行反射形成的回波光束进行接收后投射至所述反射面；以及探测器，所述探测器朝向所述反射面设置，以接收由所述反射面反射的回波光束。上述激光雷达，通过扫描器和穿孔反射镜的相互配合即可实现激光雷达的同轴结构，结构简单且能够适用于任意偏振态的激光光束，从而降低了对激光器以及相应激光光路器件的要求。同时通过角度放大器能够对穿孔反射镜输出的激光光束的扫描角度进行扩大，进而使得激光雷达具有较大的扫描角度。在一实施例中，所述角度放大器包括负透镜单元；所述负透镜单元位于所述角度放大器远离所述扫描器的一侧；所述负透镜单元具有负光焦度。在一实施例中，所述角度放大器还包括正透镜单元；所述正透镜单元位于所述激光器和所述扫描器之间；所述正透镜单元具有正光焦度。在一实施例中，所述扫描器为MEMS振镜；所述MEMS振镜的反射面朝向所述激光光束的出射方向和所述穿孔反射镜。在一实施例中，还包括准直器；所述准直器设置在所述激光器和所述扫描器之间，用于对激光器发射的激光光束进行准直。在一实施例中，所述扫描器的反射面的尺寸大于投射至所述扫描器的激光光束的光斑尺寸；所述穿孔反射镜的尺寸大于所述扫描器的反射面的尺寸。在一实施例中，所述穿孔反射镜的孔区的直径为5毫米～6毫米；所述穿孔反射镜的反射面的直径为40毫米～50毫米。在一实施例中，所述穿孔反射镜相对于所述探测器的接受面成预设角度设置；所述预设角度为45度。在一实施例中，所述激光雷达还包括接收镜组，所述接收镜组位于所述穿孔反射镜与所述探测器之间，所述接收镜组用于将所述穿孔反射镜的反射面反射来的回波光束进行聚焦，并照射到探测器上；和/或所述激光雷达还包括滤光片；所述滤光片位于所述穿孔反射镜与所述探测器之间，所述滤光片用于透过所述回波光束中由所述激光器发射的激光光束，并过滤所述激光器发射的激光光束之外的光。在一实施例中，所述激光雷达还包括：控制器，与所述激光器电连接，所述控制器用于控制所述激光器发射激光光束；驱动器，与所述控制器以及所述扫描器电连接，所述驱动器在所述控制器的控制下驱动所述扫描器改变所述激光器发射的激光光束的出射方向；接收电路，与所述探测器以及所述控制器电连接，所述接收电路用于将从所述探测器接收的光电流信号转换为电压信号并输出至所述控制器；所述控制器还用于根据所述电压信号计算目标物的参数信息。附图说明图1为一实施例中的激光雷达的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。一种激光雷达，包括激光器、扫描器、穿孔反射镜、角度放大器和探测器。激光器用于发射激光光束。扫描器位于激光器的出光方向上，用于改变激光器发射的激光光束的出射方向。穿孔反射镜位于扫描器的一侧，穿孔反射镜的中心为一孔区，以供激光光束穿过。穿孔反射镜远离扫描器的一面为反射面。角度放大器用于对经孔区射出的激光光束的扫描角度进行放大后投射至待扫描区域，并将待扫描区域的物体对激光光束进行反射形成的回波光束进行接收后投射至反射面。探测器朝向反射面设置，以接收由反射面反射的回波光束。上述激光雷达，通过扫描器和穿孔反射镜的相互配合即可实现激光雷达的同轴结构，结构简单且能够适用于任意偏振态的激光光束，从而降低了对激光器以及相应激光光路器件的要求。同时通过角度放大器能够对穿孔反射镜输出的激光光束的扫描角度进行扩大，进而使得激光雷达具有较大的扫描角度。图1为一实施例中的激光雷达的结构示意图。参考图1，激光雷达包括激光器10、扫描器20、穿孔反射镜30、角度放大器40以及探测器50。激光器10发射激光光束。激光器10可以采用光纤激光器、半导体激光器、气体激光器或者固体激光器等。激光器10可以根据需要探测的距离或者安全等级来选择激光的波长，比如激光器10可以产生波长为1550nm的激光光束。扫描器20设置在激光器10的出光方向上，用于改变激光器20发射的激光光束的出射方向，因此，扫描器20可以改变激光器10发射的激光光束的出射角度，以实现对待扫描区域中的扫描。穿孔反射镜30位于扫描器20的一侧。穿孔反射镜30的中心为一孔区32。扫描器20反射过来的激光光束穿过孔区32投射至角度放大器40上。角度放大器40设置在穿孔反射镜30的一侧，用于对穿孔反射镜30的孔区32穿过来的激光光束的扫描角度进行放大后投射至待扫描区域。角度放大器40的放大倍数可以预先设置，比如11倍或者其他倍数。经过角度放大器40投射至待扫描区域的激光光束被待扫描区域内的物体反射形成回波光束后，由角度放大器40接收并汇聚到穿孔反射镜30上的反射面34上。穿孔反射镜30倾斜设置，从而可以将角度放大器40投射来的回波光束反射至探测器50上，并由探测器50实现光电转换。探测器50可以采用APD光电探测器，APD光电探测器为集成了雪崩光电二极管的光电探测器。探测器50也可以为单光子雪崩二极管、硅光电倍增管或者PIN光电二极管。上述激光雷达，由于穿孔反射镜30的孔区32能够供任意偏振态的激光光束通过，且其反射面34也能够对任意偏振态的激光光束都进行反射以投射至探测器50本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：/n激光器，用于发射激光光束；/n扫描器，位于所述激光器的出光方向上，用于改变所述激光器发射的激光光束的出射方向；/n穿孔反射镜，位于所述扫描器的一侧；所述穿孔反射镜的中心为一孔区，以供激光光束穿过；所述穿孔反射镜远离所述扫描器的一面为反射面；/n角度放大器，用于对经所述孔区射出的激光光束的扫描角度进行放大后投射至待扫描区域，并将待扫描区域的物体对激光光束进行反射形成的回波光束进行接收后投射至所述反射面；以及/n探测器，所述探测器朝向所述反射面设置，以接收由所述反射面反射的回波光束。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，其特征在于，包括：
激光器，用于发射激光光束；
扫描器，位于所述激光器的出光方向上，用于改变所述激光器发射的激光光束的出射方向；
穿孔反射镜，位于所述扫描器的一侧；所述穿孔反射镜的中心为一孔区，以供激光光束穿过；所述穿孔反射镜远离所述扫描器的一面为反射面；
角度放大器，用于对经所述孔区射出的激光光束的扫描角度进行放大后投射至待扫描区域，并将待扫描区域的物体对激光光束进行反射形成的回波光束进行接收后投射至所述反射面；以及
探测器，所述探测器朝向所述反射面设置，以接收由所述反射面反射的回波光束。


2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述角度放大器包括负透镜单元；所述负透镜单元位于所述角度放大器远离所述扫描器的一侧；所述负透镜单元具有负光焦度。


3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述角度放大器还包括正透镜单元；所述正透镜单元位于所述激光器和所述扫描器之间；所述正透镜单元具有正光焦度。


4.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描器包括MEMS振镜；所述MEMS振镜的反射面朝向所述激光光束的出射方向和所述穿孔反射镜。


5.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，还包括准直器；所述准直器设置在所述激光器和所述扫描器之间，用于对激光器发射的激光光束进行准直。


6.根据权利要求1或5所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，刘颖，
申请(专利权)人：深圳市镭神智能系统有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44