一种振镜和激光雷达制造技术

本发明专利技术公开了一种振镜和激光雷达，该振镜包括：固定座，反射镜片：包括第一反射镜片和第二反射镜片，以及振镜驱动架：包括快轴支架、快轴框和慢轴框，第一反射镜片安装在快轴框中，第二反射镜片安装在慢轴框中；快轴框连接于快轴支架的内侧，慢轴框固定连接于快轴支架的外侧，振镜驱动架连接于固定座中；其中，快轴框绕第二方向扭动，慢轴框绕第一方向扭动，第一方向与第二方向垂直；第一反射镜片反射探测光束，形成探测视场；第二反射镜片反射由探测视场反馈的回波光束。如此，可通过将慢轴框与快轴框分离，以预留第二反射镜片的安装空间，并且通过反射镜片绕第一方向同步俯仰，可减小感光阵面的面积，有利于降低振镜以及激光雷达的成本。

A galvanometer and lidar

【技术实现步骤摘要】
一种振镜和激光雷达
本专利技术实施例涉及激光雷达
，尤其涉及一种振镜和激光雷达。
技术介绍
激光雷达是以发射激光束探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达系统。随着激光雷达的发展，将微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)振镜(本文中也简称为“振镜”)应用于激光雷达中，研发固态激光雷达成为近年来激光雷达的发展新趋势。目前所有采用离轴式振镜扫描方案的激光雷达，其接收光学通道是与发射光学通道独立设置的，接收的回波光斑通过接收透镜以后落在光电传感器APD(即雪崩光电二极管)上。随着发射光束的扫描角度变化，回波光斑会在接收光电传感器APD上移动，发射扫描的角度范围越大，回波光斑的移动范围越大。因此，离轴式振镜扫描雷达需要一个尺寸较大的感光接收阵列，保证在最大的扫描角度范围内回波光斑不会落到接收光电传感器APD阵面以外。同时，同等通光孔径条件下，离轴式扫描雷达的视场范围越大，需要的APD阵面就越大，由此导致激光雷达成本居高不下。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种振镜和激光雷达，以减小感光阵面的面积，有利于降低振镜以及激光雷达的成本。第一方面，本专利技术实施例提出一种振镜，该振镜包括：固定座、振镜驱动架以及反射镜片；所述反射镜片包括第一反射镜片和第二反射镜片；所述振镜驱动架包括快轴支架、快轴框和慢轴框，所述第一反射镜片安装在所述快轴框中，所述第二反射镜片安装在所述慢轴框中；所述快轴框连接于所述快轴支架的内侧，所述慢轴框固定连接于所述快轴支架的外侧，所述振镜驱动架连接于所述固定座中；其中，所述快轴框围绕第二方向扭动，所述慢轴框围绕第一方向扭动，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一反射镜片用于反射探测光束，形成探测视场；所述第二反射镜片用于反射由所述探测视场反馈的回波光束。在一实施例中，所述振镜驱动架还包括两个快轴扭力梁；沿所述第二方向，两个所述快轴扭力梁对称连接于所述快轴框与所述快轴支架之间；所述快轴扭力梁扭动带动所述快轴框扭动及复位。在一实施例中，该振镜还包括第一磁铁、第二磁铁以及第一线圈；沿所述第一方向，所述第一磁铁和所述第二磁铁设置于所述快轴框的相对两侧；所述第一线圈环绕设置于所述快轴框的边缘，且穿过所述快轴扭力梁中的至少一个所述快轴扭力梁。在一实施例中，所述快轴支架旋转连接于所述振镜驱动架中。在一实施例中，所述振镜驱动架旋转连接于所述固定座中。在一实施例中，该振镜还包括慢轴支架、第二线圈、第三磁铁、第四磁铁、慢轴轴承以及轴承座；所述慢轴框固定于所述慢轴支架的内侧，所述慢轴支架的第一端与所述快轴支架的第一端固定连接，所述慢轴支架的第二端与所述固定座旋转连接，所述快轴支架背离所述慢轴支架的第二端与所述固定座旋转连接；所述固定座上沿所述第一方向的两端分别设置一所述轴承座，所述慢轴支架的第二端套入一所述轴承座中的所述慢轴轴承，所述快轴支架的第二端套入另一所述轴承座中的所述慢轴轴承；沿所述第二方向，所述第三磁铁和所述第四磁铁设置于所述慢轴框的相对两侧，所述第二线圈环绕设置于所述慢轴框的边缘。第二方面，本专利技术实施例还提出一种激光雷达，该激光雷达包括第一方面提供的任一种振镜。在一实施例中，该振镜还包括第三反射镜片，接收透镜组以及接收印刷电路板；所述第三反射镜片设置于所述第二反射镜片与所述接收透镜组之间的光路中，所述接收印刷电路板设置于所述接收透镜组的出光侧。在一实施例中，所述接收印刷电路板包括具有线阵接收面的光电传感器。在一实施例中，该振镜还包括准直镜，经所述准直镜准直后的光束照射到所述第一反射镜片。本专利技术实施例提供的振镜包括固定座、振镜驱动架以及反射镜片，反射镜片包括第一反射镜片和第二反射镜片；振镜驱动架包括快轴支架、快轴框和慢轴框，第一反射镜片安装在快轴框中，第二反射镜片安装在慢轴框中；快轴框连接于快轴支架的内侧，慢轴框固定连接于快轴支架的外侧，振镜驱动架连接于固定座中；其中，快轴框围绕第二方向扭动，慢轴框围绕第一方向扭动，第一方向与第二方向垂直；第一反射镜片用于反射探测光束，形成探测视场；第二反射镜片用于反射由探测视场反馈的回波光束，通过将快轴和慢轴分离布置，即空间上分开独立布设的方式进行设置，为第二反射镜片提供了可安装的空间；同时，因为慢轴相对于固定座整体旋转的方式使得慢轴驱动阻力极小，在低频工作状态下可以驱动较大的负载；由于第二反射镜片与第一反射镜片同步进行俯仰摆动，由此可以抵消接收回波光斑俯仰方向偏移的分量，从而，回波光斑落在第二反射镜片上，只呈现水平摆动的分量，其形成的运动轨迹是一段水平的线段。基于此，可将激光雷达的光电传感器APD感光面设计成一条线状阵面，如此就可以保证整个视场内回波信号的有效接收，相对于光电传感器APD感光平面而言，一条光电传感器APD线阵的成本只有其几分之一，从而降低了激光雷达的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种振镜的立体结构示意图；图2是图1示例的振镜的另一视角立体结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种振镜的主视平面结构示意图；图4是图1示例的振镜的后视平面结构示意图；图5是图1示例的振镜的右视平面结构示意图；图6是图1示例的振镜的左视平面结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的又一种振镜的右视平面结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利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专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术实施例的改进点在于：(1)快轴和慢轴的线圈分离设置，如此给第二反射镜片提供了安装空间。(2)采用轴承支撑以实现慢轴框整体旋转的方式取代传统克服扭力梁刚度进行旋转的方式，可以增大转角范围，同时可以使慢轴驱动阻力极小，在低频工作状态亦可以驱动较大的负载，从而有利于同步带动第一反射镜片和第二反射镜片。(3)针对需要光电传感器APD的接收感光阵面大的问题，本专利技术实施例提供的振镜，在慢轴上(具体的，在慢轴框内)安装一个接收反射镜(即第二反射镜片)，使得接收反射镜可以和慢轴同步旋转以抵消俯仰扫描角，这样需要光电传感器APD的接收感光阵面只有一维线阵，从而光电传感器APD的面积小、其成本低；有利于降低振镜以及激光雷达的整体成本。下面结合图1-图7，对本专利技术实施例提供的振镜以及激光雷达进行示例性说明。参考图1-图7，该振镜10包括：固定座100、振镜驱动架110以及反射镜片120；反射镜片120包括第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振镜，其特征在于，包括：/n固定座、振镜驱动架以及反射镜片；/n所述反射镜片包括第一反射镜片和第二反射镜片；所述振镜驱动架包括快轴支架、快轴框和慢轴框，所述第一反射镜片安装在所述快轴框中，所述第二反射镜片安装在所述慢轴框中；所述快轴框连接于所述快轴支架的内侧，所述慢轴框固定连接于所述快轴支架的外侧，所述振镜驱动架连接于所述固定座中；/n其中，所述快轴框围绕第二方向扭动，所述慢轴框围绕第一方向扭动，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一反射镜片用于反射探测光束，形成探测视场；所述第二反射镜片用于反射由所述探测视场反馈的回波光束。/n

【技术特征摘要】
1.一种振镜，其特征在于，包括：
固定座、振镜驱动架以及反射镜片；
所述反射镜片包括第一反射镜片和第二反射镜片；所述振镜驱动架包括快轴支架、快轴框和慢轴框，所述第一反射镜片安装在所述快轴框中，所述第二反射镜片安装在所述慢轴框中；所述快轴框连接于所述快轴支架的内侧，所述慢轴框固定连接于所述快轴支架的外侧，所述振镜驱动架连接于所述固定座中；
其中，所述快轴框围绕第二方向扭动，所述慢轴框围绕第一方向扭动，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一反射镜片用于反射探测光束，形成探测视场；所述第二反射镜片用于反射由所述探测视场反馈的回波光束。


2.根据权利要求1所述的振镜，其特征在于，所述振镜驱动架还包括两个快轴扭力梁；沿所述第二方向，两个所述快轴扭力梁对称连接于所述快轴框与所述快轴支架之间；
所述快轴扭力梁扭动带动所述快轴框扭动及复位。


3.根据权利要求2所述的振镜，其特征在于，还包括第一磁铁、第二磁铁以及第一线圈；沿所述第一方向，所述第一磁铁和所述第二磁铁设置于所述快轴框的相对两侧；所述第一线圈环绕设置于所述快轴框的边缘，且穿过所述快轴扭力梁中的至少一个所述快轴扭力梁。


4.根据权利要求1所述的振镜，其特征在于，所述快轴支架旋转连接于所述振镜驱动架中。


5.根据权利要求1所述的振镜，其特征在于，所述振镜驱...

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