一种激光雷达发射装置及激光雷达制造方法及图纸

本申请涉及激光雷达技术领域，公开了一种激光雷达发射装置，包括激光发生单元，包括多个激光发射器；旋转单元，包括旋转轴；反射器，与旋转轴连接，具有与旋转轴倾斜设置的反射面；准直单元，设于激光发生单元和反射器之间的光路上；多个激光发射器发射的多束激光分别经准直单元准直后入射到反射器的反射面上，旋转轴带动反射器旋转，将入射到反射面上的激光反射出去。本申请采用反射式准直镜系统或准直透镜与反射镜组合的准直系统，结构稳定，可根据实际需要灵活设计各激光出射的角度，在垂直方向实现大视场扫描。

A kind of lidar transmitter and lidar

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达发射装置及激光雷达
本申请涉及激光雷达
，尤其涉及一种激光雷达发射装置及激光雷达。
技术介绍
目前360°激光雷达都采用光学与电子系统一起转动的方式进行扫描。每一个发射或接收的扫描视场俯仰角度不变，旋转扫描，形成一个扫描环带。多个扫描环带叠加形成扫描视场。上述360°扫描的激光雷达需要光发射与接收器件、电子控制系统和光学系统一起转动进行扫描，对转动机构要求高，难度大。中国专利申请《基于多个激光器的多线激光雷达》(申请号：201710463616.6)公开了一种基于多个激光器的多线激光雷达，包括转子和定子；转子内设有承载体和光准直器件，承载体上设置多个激光器；所述承载体上的激光器在包括所述光准直器件的主轴的竖直平面上的投影点在上下方向上具有疏密分布。该结构的激光雷达虽然实现了在上下方向上的扫描线具有疏密分布，但是在水平方向的360°方向上扫描线的疏密是一致的，不适用于在水平方向的不同方位对疏密的高度有不同要求的应用。另外，该结构的激光器和光准直器件等整体随着转子转动，结构复杂，稳定性差。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种激光雷达发射装置及激光雷达，可实现360°全方位大视场的激光扫描探测，且在竖直方向具有不同密度的高分辨率，结构简单、稳定。为了实现上述目的之一，本申请提供了一种激光雷达发射装置，包括：激光发生单元，包括多个激光发射器；旋转单元，包括旋转轴；反射器，具有反射面，所述反射器与所述旋转轴连接；所述反射面与所述旋转轴具有一倾斜夹角，所述反射面用于改变所述激光发射器发出的激光传播方向；准直单元，设于所述激光发生单元和所述反射器之间的光路上，所述准直单元用于准直所述激光发射器发出的激光；多个所述激光发射器发射的多束激光分别经所述准直单元准直后入射到所述反射器的反射面上，所述旋转轴带动所述反射器旋转，将入射到所述反射面上的激光反射出去。作为实施方式的进一步改进，所述准直单元为反射式准直镜系统或准直透镜与反射镜组合系统。作为实施方式的进一步改进，所述反射式准直镜系统包括多个非球面反射镜，所述激光发射器发射的激光经所述多个非球面反射镜的多次反射后准直入射到所述反射器的反射面。作为实施方式的进一步改进，所述反射器的反射面朝向所述激光发生单元，并倾斜于所述激光发生单元所在的平面；所述反射式准直镜系统包括三个非球面反射镜。作为实施方式的进一步改进，所述三个非球面反射镜分别包括：围绕所述激光发生单元的第一环形弧面、围绕所述旋转轴的第二环形弧面，以及与所述反射器相对的第三非球面反射面；所述激光发生单元的各激光发射器围绕所述第三非球面反射面设置；所述激光发射器发射的激光依次经所述第一环形弧面、第二环形弧面和第三非球面反射面的反射后准直入射到所述反射器的反射面。作为实施方式的进一步改进，所述反射器的反射面背向所述激光发生单元，并倾斜于所述激光发生单元所在的平面；所述反射式准直镜系统包括两个非球面反射镜。作为实施方式的进一步改进，所述两个非球面反射镜分别包括：围绕所述激光发生单元的第一环形弧面，以及与所述反射器相对的第二非球面反射面；所述激光发射器发射的激光依次经所述第一环形弧面和第二非球面反射面的反射后准直入射到所述反射器的反射面。作为实施方式的进一步改进，所述第二非球面反射镜为第二环形弧面或完整弧面。作为实施方式的进一步改进，所述准直单元为准直透镜与反射镜组合系统；所述准直单元包括准直透镜和至少一个反射镜；所述反射器的反射面背向所述激光发生单元，并倾斜于所述激光发生单元所在的平面；所述激光发射器发射的激光经所述反射镜反射之后入射到所述准直透镜上，经所述准直透镜准直之后入射到所述反射器的反射面。作为实施方式的进一步改进，所述多个激光发射器绕所述旋转轴或旋转轴的延长线分布。本申请提供的另一技术方案：一种激光雷达，包括发射装置和接收装置，所述发射装置采用上述各实施例中任一项所述的激光雷达发射装置；所述接收装置包括多个光探测器，所述激光雷达接收的返回光由所述反射器的反射面反射到所述准直单元，经所述准直单元后入射到相应的光探测器上。本申请的有益效果：采用反射式准直镜系统或准直透镜与反射镜组合的准直系统，结构稳定，还可根据实际需要灵活设计各激光出射的角度，在垂直方向实现大视场扫描；采用单反射器旋转结构实现360°的激光扫描，结构简单、稳定；通过激光发射器分布设计，在单反射器旋转的结构中实现360°全方位大视场的激光扫描探测，实现在不同方位的竖直方向具有不同的分辨率分布。附图说明图1是本申请实施例1激光雷达发射装置结构示意图；图2是本申请实施例1中激光发射器分布示意图；图3是本申请实施例1中一束扫描激光随反射器旋转的扫描点轨迹；图4是本申请实施例1的扫描点云图；图5是本申请实施例2激光雷达发射装置立体图1；图6是本申请实施例2激光雷达发射装置立体图2；图7是本申请实施例2激光雷达发射装置部分光路示意图；图8是本申请实施例3激光雷达发射装置部分光路示意图；图9是本申请实施例4激光雷达发射装置部分光路示意图；图10是本申请实施例5激光雷达结构示意图；图11是实施例5中激光发射器与光探测器分布示意图；图12是本申请实施例6激光雷达的激光发射器与光探测器分布示意图；图13是本申请实施例7激光雷达结构示意图。附图标记：10、固定架单元；110、第一安装台；111、第一安装面；112、第三安装面；120、第二安装台；121、第二安装面；130、第三安装台；131、第四安装面；20、激光发生单元；21、激光发生器；22、热沉；23、发射电路板；24、电路板；30、旋转单元；31、旋转轴；40、反射器；41、反射面；50、准直单元；51、第一非球面反射镜；52、第二非球面反射镜；53、第三非球面反射镜；54、第一反射镜；55、第二反射镜；56、准直透镜；60、光探测器；61、接收电路板；30’、第二旋转单元；31’、第二旋转轴；40’、接收反射器；41’、接收反射面；50’、聚焦单元；51’、第四非球面反射镜；52’第五非球面反射镜；53’、第六非球面反射镜。具体实施方式以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达发射装置，其特征在于，包括：/n激光发生单元，包括多个激光发射器；/n旋转单元，包括旋转轴；/n反射器，具有反射面，所述反射器与所述旋转轴连接；所述反射面与所述旋转轴具有一倾斜夹角，所述反射面用于改变所述激光发射器发出的激光传播方向；/n准直单元，设于所述激光发生单元和所述反射器之间的光路上，所述准直单元用于准直所述激光发射器发出的激光；/n多个所述激光发射器发射的多束激光分别经所述准直单元准直后入射到所述反射器的反射面上，所述旋转轴带动所述反射器旋转，将入射到所述反射面上的激光反射出去。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达发射装置，其特征在于，包括：
激光发生单元，包括多个激光发射器；
旋转单元，包括旋转轴；
反射器，具有反射面，所述反射器与所述旋转轴连接；所述反射面与所述旋转轴具有一倾斜夹角，所述反射面用于改变所述激光发射器发出的激光传播方向；
准直单元，设于所述激光发生单元和所述反射器之间的光路上，所述准直单元用于准直所述激光发射器发出的激光；
多个所述激光发射器发射的多束激光分别经所述准直单元准直后入射到所述反射器的反射面上，所述旋转轴带动所述反射器旋转，将入射到所述反射面上的激光反射出去。


2.根据权利要求1所述的激光雷达发射装置，其特征在于：所述准直单元为反射式准直镜系统或准直透镜与反射镜组合系统。


3.根据权利要求2所述的激光雷达发射装置，其特征在于：所述反射式准直镜系统包括多个非球面反射镜，所述激光发射器发射的激光经所述多个非球面反射镜的多次反射后准直入射到所述反射器的反射面。


4.根据权利要求3所述的激光雷达发射装置，其特征在于：
所述反射器的反射面朝向所述激光发生单元，并倾斜于所述激光发生单元所在的平面；所述反射式准直镜系统包括三个非球面反射镜。


5.根据权利要求4所述的激光雷达发射装置，其特征在于：所述三个非球面反射镜分别包括：围绕所述激光发生单元的第一环形弧面、围绕所述旋转轴的第二环形弧面，以及与所述反射器相对的第三非球面反射面；所述激光发生单元的各激光发射器围绕所述第三非球面反射面设置；所述激光发射器发射的激光依次经所述第一环形弧面、第二环形弧面和第三非球面反射面的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：于登群，李伟龙，
申请(专利权)人：苏州旭创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32