一种发射模组及激光雷达制造技术

本实用新型专利技术公开一种发射模组，还公开一种包含所述发射模组的激光雷达，所述发射模组包括依次设置的光源件、光压缩件和光扩散件；所述光源件，用于发射第一光束；所述光压缩件，用于缩小所述第一光束在第一方向上的发散角，形成第二光束；所述光扩散件，用于扩散所述第二光束在第二方向上的发散角，形成出射光束，所述出射光束照射至所述目标物，所述第一方向为垂直方向或水平方向，第二方向为水平方向或垂直方向。本实用新型专利技术通过对光压缩件和光扩散件的设计，在第一方向上对发散角进行压缩，使得光能更集中，在第二方向上对发散角进行扩大，使得照亮范围更广，从而有效提高所在激光雷达的测距性能。的测距性能。的测距性能。

【技术实现步骤摘要】
一种发射模组及激光雷达


[0001]本技术涉及光学仪器领域，尤其涉及一种发射模组，及利用所述发射模组实现测距的激光雷达。

技术介绍

[0002]激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，现今激光雷达广泛用于汽车中，为自动驾驶提供硬件支持。
[0003]TOF(Time of flight)，飞行时间技术，现有TOF测距装置的测距范围小，不满足自动驾驶的场景应用。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有TOF测距装置测距范围小的缺点，提供了具有较大视场范围的发射模组，以及应用所述发射模组的激光雷达。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术通过下述技术方案得以解决：
[0006]一种发射模组，用于照亮目标物，包括依次设置的光源件、光压缩件和光扩散件：
[0007]所述光源件，用于发射第一光束，所述第一光束依次通过所述光压缩件和所述光扩散件射向所述目标物；
[0008]其中：
[0009]所述光压缩件，用于缩小所述第一光束在第一方向上的发散角，形成第二光束，所述第二光束将形成第一线光斑；
[0010]所述光扩散件，用于扩散所述第二光束在第二方向上的发散角，形成出射光束，所述出射光束照射至所述目标物，所述出射光束将形成第二线光斑，其中第二线光斑与第一线光斑相较，第二线光斑的长度更长，照亮的范围更大。
[0011]当所述第一方向为垂直方向时，第二方向为水平方向，当所述第一方向为水平方向时，第二方向为垂直方向；
[0012]第二方向用于指示测距维度，发射模组与目标物位于同一平面，第一方向垂直于该平面；
[0013]以自动驾驶场景为例，发射模组位于车头时，第二方向为水平方向，第一光束通过光压缩件时，水平方向的发散角不变，垂直方向的发散角被压缩，形成第二光束；第二光束通过光扩散件时，垂直方向的发散角不变，水平方向的发散角被扩散，从而使出射光束垂直方向的发散角较小，水平方向的发散角较大，照射到目标物上时，形成长度较长的线光斑，所照亮的范围更广。
[0014]以自动洗车场景为例，发射模组所在测距传感器位于洗车装置顶部，用于测量车辆高度，此时第二方向为垂直方向，即，水平方向的发散角被压缩，垂直方向的发散角被扩散，在测量车辆高度的同时，便于测量测量的宽度或长度。
[0015]本方案使第一光束在两个维度上分别进行整形，通过对第一方向上发散角的压
缩，使得光能更集中，增强测距距离，通过对第二方向上发散角的扩大，使得照亮范围更广，满足自动驾驶场景中对测距距离和测距宽度的需要。
[0016]作为一种可实施方式：
[0017]所述光压缩件包括若干个柱透镜，各柱透镜间隔设置，所述第一光束依次通过各柱透镜以形成所述第二光束，各柱透镜的光轴重合。
[0018]作为一种可实施方式：
[0019]相邻柱透镜之间的间隔小于等于0.1mm。
[0020]作为一种可实施方式：
[0021]光压缩件的等效焦距大于等于3mm且小于等于4mm，第二光束在第一方向上的发散角小于等于0.6
°
。
[0022]第二光束在第一方向上的发散角的大小取决于所在激光雷达的分辨率，即，本方案所提供的发射模组适用于分辨率在0.6
°
内的激光雷达，本领域技术人员可根据实际需要对光压缩件进行设计，使第二光束在第一方向上的发散角与所述分辨率相适配即可。
[0023]作为一种可实施方式：
[0024]所述光压缩件包括两个柱透镜，分别为第一柱透镜和第二柱透镜，第一光束依次通过所述第一柱透镜和所述第二柱透镜形成第二光束；
[0025]所述第一柱透镜和第二柱透镜的焦距均大于等于5mm且小于等于6mm。
[0026]作为一种可实施方式：
[0027]出射光束在第二方向上的发散角大于等于120
°
。
[0028]出射光束在第二方向上的发散角的大小取决于所在激光雷达的水平视场角，即，本方案所提供的发射模组适用于水平视场角大于等于120
°
的激光雷达，本领域技术人员可根据实际选用光扩散件，使出射光束在第二方向上的发散角与所述水平视场角相适配即可。
[0029]作为一种可实施方式：
[0030]光源件与光压缩件之间的距离大于等于250μm，且小于等于350μm。
[0031]作为一种可实施方式：
[0032]所述光源件为垂直腔面发射激光器阵列。
[0033]在实际使用中，各行发射激光器依次点亮，各行发射激光器发射的光束通过光压缩件和光扩散件，在目标物上形成一线光斑，且各线光斑的位置与各行发射激光器的位置相对应，从而实现对物方视场的分区照亮，即实现了对物方视场的光束扫描。
[0034]本技术还提出一种激光雷达，包括信号相连的发射模组和接收模组；
[0035]所述发射模组为上述任意一项所述的发射模组。
[0036]发射模组的出射光束出射至目标物，被目标物反射至接收模组，接收模组的分辨率决定出射光束在第一方向上的发散角的大小，接收模组的水平视场角决定出射光束在第二方向上的发散角的大小。
[0037]作为一种可实施方式：
[0038]所述接收模组包括滤光件、感光单元和测距单元，所述感光单元和所述测距单元信号相连，所述测距单元和所述发射模组信号相连：
[0039]目标物的反射光通过所述滤光件进入所述感光单元，所述感光单元生成反射光信
号，并将所述反射光信号发送至所述测距单元；
[0040]所述测距单元接收所述反射光信号，获得所述目标物与所述激光雷达的距离信息。
[0041]滤光件的用于排除环境光和其他光源的干扰，仅令出射模组对应的反射光通过滤光件进入感光单元，从而保证空间成像及测距性能。
[0042]本技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
[0043]本技术通过对光压缩件和光扩散件的设计，在第一方向上对发散角进行压缩，使得光能更集中，在第二方向上对发散角进行扩大，使得照亮范围更广，从而有效提高所在激光雷达的测距性能。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
[0045]图1是本技术一种发射模组的结构示意图；
[0046]图2是实施例1中第一光束所形成的光斑示意图；
[0047]图3是实施例1中第二光束所形成的光斑示意图；
[0048]图4是实施例1中出射光束所形成的光斑示意图；
[0049]图5是出射模组形成40行线光源时对应的光斑示意图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发射模组，用于照亮目标物，其特征在于，包括依次设置的光源件、光压缩件和光扩散件；所述光源件，用于发射第一光束；所述光压缩件，用于缩小所述第一光束在第一方向上的发散角，形成第二光束；所述光扩散件，用于扩散所述第二光束在第二方向上的发散角，形成出射光束，所述出射光束照射至所述目标物，所述第一方向为垂直方向或水平方向，第二方向为水平方向或垂直方向。2.根据权利要求1所述的发射模组，其特征在于：所述光压缩件包括若干个柱透镜，各柱透镜间隔设置，所述第一光束依次通过各柱透镜以形成所述第二光束。3.根据权利要求2所述的发射模组，其特征在于：相邻柱透镜之间的间隔小于等于0.1mm。4.根据权利要求3所述的发射模组，其特征在于：光压缩件的等效焦距大于等于3mm且小于等于4mm，第二光束在第一方向上的发散角小于等于0.6
°
。5.根据权利要求4所述的发射模组，其特征在于：所述光压缩件包括两个柱透镜，分别为第一柱透镜和第二柱透镜，第一光束依次通过所述第一柱透镜和所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗珂珂，高子英，孙笑晨，
申请(专利权)人：杭州洛微科技有限公司，
类型：新型
国别省市：