光扫描仪制造技术

本文所公开的是一种适合于光扫描的设备。该设备可包括光源、光学装置和检测器。光源可配置成生成扫描光束，其沿第一维发散，以照亮目标场景中沿第一维的一行，并且可配置成沿与第一维垂直的第二维来扫描该扫描光束。光学装置可配置成会聚从目标场景所反射的返回光波，以生成会聚返回光波。检测器可包括光接收组件。光接收组件可配置成接收会聚返回光波。检测器可配置成检测入射到光接收组件上的会聚返回光波。

Optical scanner

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光扫描仪
本公开涉及光扫描仪，具体来说涉及具有扫描光的导向控制的光扫描仪。
技术介绍
Lidar是基于激光的检测、测距和映射方法，其使用与雷达相似的技术。存在lidar系统的若干主要组件：激光器、扫描仪和光学器件、光电检测器以及接收器电子器件。例如，执行扫描激光束的可控导向，并且通过处理从远处物体、大楼和景观所反射的所捕获返回信号，可得到这些物体、大楼和景观的距离及形状。Lidar被广泛地使用。例如，自动驾驶车辆(例如无人驾驶汽车)将lidar(又称作车载lidar)用于障碍检测和碰撞避免，以安全地通过环境。车载lidar安装在无人驾驶汽车的车顶，并且它不断地旋转，以监测汽车周围的当前环境。lidar传感器提供必要数据以供软件确定潜在障碍物在环境中存在的位置，帮助识别障碍物的空间结构，基于大小来区分物体，并且估计行驶对它的影响。lidar系统与雷达系统相比的一个优点在于，lidar系统能够提供更好的范围和大视场，这帮助检测曲面上的障碍物。尽管近年来在开发lidar系统方面取得了巨大进步，但是目前仍然进行大量工作以设计用于各种应用需要的lidar系统，包括开发能够执行可控扫描、改进返回信号检测的新光源。
技术实现思路
本文所公开的是一种设备，包括：光源，配置成生成扫描光束，其沿第一维发散，以照亮目标场景中沿第一维的一行，其中光源配置成沿与第一维垂直的第二维来扫描该扫描光束；光学装置，配置成会聚从目标场景所反射的返回光波，以生成会聚返回光波；以及检测器，包括光接收组件，光接收组件配置成接收会聚返回光波，并且检测器配置成检测入射到光接收组件上的会聚返回光波。按照实施例，光学装置包括第一圆柱透镜和第二圆柱透镜，其中第一圆柱透镜定位在目标场景与第二圆柱透镜之间。按照实施例，第一圆柱透镜配置成沿第二维来会聚返回光波，其中第二圆柱透镜配置成在返回光波沿第一维经过第一圆柱透镜之后会聚返回光波。按照实施例，第一和第二圆柱透镜的每个焦距为正，其中第一圆柱透镜的焦距比第二圆柱透镜的焦距要短。按照实施例，检测器配置成基于检测器所检测的所返回光波来生成电信号。按照实施例，该设备还包括信号处理单元，其配置成处理和分析电信号。按照实施例，光源包括光发射器和光扫描组件，其中光扫描组件配置成接收来自光发射器的输入光束，并且生成扫描光束，其中光扫描组件配置成控制扫描光束沿第二维进行扫描。按照实施例，光源还包括光学组件，其配置成沿第一维发散来自光扫描组件的扫描光束。按照实施例，光学组件包括一维衍射光栅。按照实施例，光学组件包括圆柱透镜。按照实施例，光扫描组件包括多个光学波导和电子控制系统；其中多个光学波导各自包括输入端、光学核心和输出端，多个光学波导的输出端布置成沿第二维对直；其中电子控制系统配置成通过调节多个光学波导的光学核心的温度来调整多个光学波导的光学核心的维度；其中通过调整多个光学波导的光学核心的维度，电子控制系统配置成控制来自多个光学波导的输出光波的相位从而所述输出光波形成扫描光束，并且控制扫描光束沿第二维进行扫描。按照实施例，至少一个光学核心包括导电和透明的光学介质。按照实施例，至少一个光学核心电连接到电子控制系统，其中电子控制系统配置成通过施加流经至少一个光学核心的电流来控制至少一个光学核心的温度。按照实施例，多个光学波导的至少一个还包括相应光学核心的侧壁周围的导电覆层。按照实施例，导电覆层电连接到电子控制系统，其中电子控制系统配置成通过施加流经导电覆层的电流来控制相应光学核心的温度。按照实施例，光扫描组件还包括电连接到电子控制系统的温度调制组件，其中电子控制系统配置成通过调整温度调制组件的温度来控制至少一个光学核心的温度。按照实施例，温度调制组件和多个光学波导在公共衬底上形成。按照实施例，多个光学波导在公共衬底的表面上形成。按照实施例，至少一个光学波导是曲面的。按照实施例，多个光学波导的至少一个处于一个衬底上，以及多个光学波导的至少另一个处于分离衬底上。按照实施例，对多个光学波导的输入光束的光波是相干的。按照实施例，光扫描组件是包括多个面的反射镜，其中反射镜配置成在旋转的同时使来自光发射器的输入光束从多个面之一反射。按照实施例，光扫描组件是透镜，其配置成在透镜沿第二维来回移动的同时使来自光发射器的输入光束通过。按照实施例，光扫描组件是反射镜，其配置成在来回旋转或者沿第三维来回移动的同时使来自光发射器的输入光束反射。按照实施例，扫描光束是激光束。本文所公开的是一种适合于激光扫描的系统，该系统包括：上述设备的任一种的设备，其中该设备配置成生成扫描激光束，并且扫描目标场景，其中该设备配置成在扫描激光束从目标场景弹回之后检测返回激光信号；其中系统是Lidar系统。【附图说明】图1示意示出按照实施例、适合于光扫描的设备的透视图。图2A示意示出按照一个实施例的光学装置的透视图。图2B示意示出按照另一个实施例的光学装置的透视图。图2C示意示出按照实施例、包括第一圆柱透镜和第二圆柱透镜的设备的顶视图。图3示意示出按照实施例的光源。图4A示意示出按照一个实施例的光导向组件的透视图。图4B示意示出按照一个实施例的光导向组件的截面图。图4C示意示出按照另一个实施例的光导向组件的截面图。图4D示意示出按照实施例的光导向组件的截面图。图5示意示出按照另一个实施例的光导向组件。图6示意示出按照实施例的光导向组件。图7示意示出按照实施例的光导向组件。图8示意示出按照实施例的lidar系统。【具体实施方式】图1示意示出按照实施例、适合于光扫描的设备100的透视图。设备100可包括光源102、检测器104和光学装置106。光源102可配置成生成扫描光束，其沿第一维发散，以照亮目标场景108中沿第一维的一行。光源102还可配置成沿与第一维垂直的第二维来扫描该扫描光束。在图1的示例中，光源102的扫描光束照亮目标场景108上沿Z维的一行，并且光源102配置成沿Y维引导扫描光束。光学装置106可配置成会聚从目标场景108所反射的返回光波，以生成会聚返回光波。光学装置106可定位在检测器104与目标场景108之间。检测器104可包括光接收组件。光接收组件可配置成接收会聚返回光波，以及检测器104可配置成检测入射到光接收组件上的会聚返回光波。在一个实施例中，检测器104可配置成基于所检测的会聚返回光波来生成电信号。设备100还可包括信号处理单元，其配置成处理和分析电信号。图2A示意示出按照一个实施例的光学装置106的透视图。光学装置106可包括第一圆柱透镜202和第一圆柱透镜204。第一和第二圆柱透镜202和204可相互分隔。图2B示意示出按照另一个实施例、包括第一和第二圆柱透镜202和204的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n光源，配置成生成扫描光束，其沿第一维发散，以照亮目标场景中沿所述第一维的一行，其中所述光源配置成沿与所述第一维垂直的第二维来扫描所述扫描光束；/n光学装置，配置成会聚从目标场景所反射的返回光波，以生成会聚返回光波；以及/n检测器，包括光接收组件，所述光接收组件配置成接收所述会聚返回光波，以及所述检测器配置成检测入射到所述光接收组件上的所述会聚返回光波。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：
光源，配置成生成扫描光束，其沿第一维发散，以照亮目标场景中沿所述第一维的一行，其中所述光源配置成沿与所述第一维垂直的第二维来扫描所述扫描光束；
光学装置，配置成会聚从目标场景所反射的返回光波，以生成会聚返回光波；以及
检测器，包括光接收组件，所述光接收组件配置成接收所述会聚返回光波，以及所述检测器配置成检测入射到所述光接收组件上的所述会聚返回光波。


2.如权利要求第1项所述的设备，其中，所述光学装置包括第一圆柱透镜和第二圆柱透镜，其中所述第一圆柱透镜定位在所述目标场景与所述第二圆柱透镜之间。


3.如权利要求第2项所述的设备，其中，所述第一圆柱透镜配置成沿所述第二维来会聚所述返回光波，其中所述第二圆柱透镜配置成在所述返回光波沿所述第一维经过所述第一圆柱透镜之后会聚所述返回光波。


4.如权利要求第2项所述的设备，其中，所述第一和第二圆柱透镜的每个焦距为正，其中所述第一圆柱透镜的所述焦距比所述第二圆柱透镜的所述焦距要短。


5.如权利要求第1项所述的设备，其中，所述检测器配置成基于所述检测器所检测的所述所返回光波来生成电信号。


6.如权利要求第5项所述的设备，还包括信号处理单元，其配置成处理和分析所述电信号。


7.如权利要求第1项所述的设备，其中，所述光源包括光发射器和光扫描组件，其中所述光扫描组件配置成接收来自所述光发射器的输入光束，并且生成所述扫描光束，其中所述光扫描组件配置成控制所述扫描光束沿所述第二维进行扫描。


8.如权利要求第7项所述的设备，其中，所述光源还包括光学组件，其配置成沿所述第一维发散来自所述光扫描组件的所述扫描光束。


9.如权利要求第8项所述的设备，其中，所述光学组件包括一维衍射光栅。


10.如权利要求第8项所述的设备，其中，所述光学组件包括圆柱透镜。


11.如权利要求第7项所述的设备，其中，所述光扫描组件包括多个光学波导和电子控制系统；
其中所述多个光学波导各自包括输入端、光学核心和输出端，所述多个光学波导的所述输出端布置成沿所述第二维对直；
其中所述电子控制系统配置成通过调节所述多个光学波导的所述光学核心的温度，来调整所述多个光学波导的所述光学核心的维度；
其中通过调整所述多个光学波导的所述光学核心的所述维度，所述电子控制系统配置成控制来自所述多个光学波导的输出光波的相位从而所述输出光波形成所述扫描光束，并且控制所述扫描光束沿所述第二维进行扫描。


12.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹培炎，刘雨润，
申请(专利权)人：深圳源光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44