本申请实施例涉及雷达技术领域，公开了一种激光发射装置、激光接收装置及激光雷达，该激光发射装置包括：光源载体；第一基座，位于光源载体的一侧；光源，设置于光源载体相对于第一基座的另一侧，用于向探测区域发射激光；第一透镜，设置于光源的出光侧，用于对激光进行准直；第二透镜，设置于第一基座上，用于接收准直后的激光并对准直后的激光进行扩束；其中，第一透镜的焦距小于激光发射装置的总焦距，且第一透镜的焦距等于激光发射装置的总焦距与第二透镜的扩束倍数的比值。通过上述方式，本申请实施例降低了激光雷达中光学元件的承载部件发生变形时对激光光束指向角的影响。部件发生变形时对激光光束指向角的影响。部件发生变形时对激光光束指向角的影响。
【技术实现步骤摘要】
激光发射装置、激光接收装置及激光雷达
[0001]本申请实施例涉及雷达
，具体涉及一种激光发射装置、激光接收装置及激光雷达。
技术介绍
[0002]随着科技的发展，激光雷达技术已从最初的激光测距技术，逐步发展了激光跟踪、激光测速、激光扫描成像和激光多普勒成像等技术，因此出现了各种不同种类的激光雷达，被广泛应用于各个领域。例如在机器人领域，利用激光雷达帮助机器人实现自主定位导航；在无人车领域，利用激光雷达自主感知道路环境及规划路线；在无人机领域，利用激光雷达规避障碍物；在增强现实（Augmented Reality，AR）/虚拟现实（Virtural Reality，VR）领域，利用激光雷达精准定位三维空间位置等等。
[0003]激光雷达是以发射激光光束来探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是激光发射装置先向目标发射用于探测的出射光信号，然后激光接收装置接收从目标物体反射回来的反射光信号，将反射光信号与出射光信号进行比较，处理后可获得目标物体的有关信息，例如距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。激光雷达至少包括激光发射装置和激光接收装置。
[0004]基于激光雷达的工作原理，只有激光发射装置发出的用于探测的激光能准确到达目标物，并且激光接收装置能准确接收到目标物反射回来的激光，才能实现对目标物体的有效探测。通常激光雷达中的激光发射装置和激光接收装置的位置是固定的。但是，激光发射装置中各部件通常由不同的材料制成，而不同的材料有不同的热膨胀系数（Coefficient of thermal expansion，CTE），因此在高低温环境下或对激光雷达进行可靠性试验等情况下，易导致上述由不同的CTE材料制成的部件发生不同的变形。若光学元件的承载部件发生变形，将使得部件之间发生偏移，从而导致激光发射装置发出的激光光束发生偏移，即发出的激光光束无法准确到达目标物，也即无法完成探测。因此，在高低温环境下或对激光雷达进行可靠性试验后等情况下，如何确保激光雷达能对目标物进行有效探测，是需要解决的问题。
技术实现思路
[0005]鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种激光发射装置、激光接收装置及激光雷达，用于解决现有技术中存在的激光雷达中光学元件的承载部件发生变形后，导致激光发射装置发射的激光光束指向角发生变化的问题。
[0006]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种激光发射装置，所述激光发射装置包括：光源载体；第一基座，设置于所述光源载体的一侧；光源，设置于所述光源载体相对于所述第一基座的另一侧，用于向探测区域发射激光；第一透镜，设置于所述光源的出光侧，用于对所述激光进行准直；第二透镜，设置于所述第一基座上，用于接收准直后的激光并对所述准直后的激光进行扩束；其中，所述第一透镜的焦距小于所述激光发射装置的总焦距，且
所述第一透镜的焦距等于所述激光发射装置的总焦距与所述第二透镜的扩束倍数的比值。
[0007]在一种可选的方式中，所述第一透镜通过第一固定件固定于所述光源载体上或直接固定于所述光源载体上，或所述第一透镜通过第一固定件固定于所述第一基座上或直接固定于所述第一基座上。
[0008]在一种可选的方式中，所述第一固定件为第一悬臂结构，所述第一透镜固定于所述第一悬臂结构的自由端。
[0009]在一种可选的方式中，所述第一悬臂结构的固定端采用与所述光源载体相同或不同的材料，或所述第一悬臂结构的固定端采用与所述第一基座相同或不同的材料，和/或所述第一悬臂结构的自由端采用与所述光源载体相同或不同的材料，或所述第一悬臂结构的自由端采用与所述第一基座相同或不同的材料。
[0010]在一种可选的方式中，所述第一固定件包括第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和所述第二固定块设置在与所述第一透镜的光轴相交的方向上且不阻挡所述激光的光路，所述第一透镜位于所述第一固定块和所述第二固定块之间，所述第一固定块和所述第二固定块均与所述第一透镜抵接以夹紧固定所述第一透镜。
[0011]根据本申请实施例的另一方面，提供了一种激光接收装置，所述激光接收装置包括：探测器载体；第二基座，设置于所述探测器载体的一侧；第三透镜，设置于所述第二基座上，用于接收来自探测区域的反射激光，并对所述反射激光进行缩束；第四透镜，用于接收缩束后的激光，并对所述缩束后的激光进行聚焦；探测器，设置于所述探测器载体相对于所述第二基座的另一侧，用于接收经过所述第四透镜聚焦后的激光；其中，所述第四透镜的焦距小于所述激光接收装置的总焦距，且所述第四透镜的焦距等于所述激光接收装置的总焦距与所述第三透镜的缩束倍数的比值。
[0012]在一种可选的方式中，所述第四透镜通过第二固定件固定于所述探测器载体上或直接固定于所述探测器载体上，或所述第四透镜通过第二固定件固定于所述第二基座上或直接固定于所述第二基座上。
[0013]在一种可选的方式中，所述第二固定件为第二悬臂结构，所述第四透镜固定于所述第二悬臂结构的自由端。
[0014]在一种可选的方式中，所述第二悬臂结构的固定端采用与所述探测器载体相同或不同的材料，或所述第二悬臂结构的固定端采用与所述第二基座相同或不同的材料，和/或所述第二悬臂结构的自由端采用与所述探测器载体相同或不同的材料，或所述第二悬臂结构的自由端采用与所述第二基座相同或不同的材料。
[0015]在一种可选的方式中，所述第二固定件包括第三固定块和第四固定块，所述第三固定块和所述第四固定块设置在与所述第四透镜的光轴相交的方向上且不阻挡所述缩束后的激光的光路，所述第四透镜位于所述第三固定块和所述第四固定块之间，且所述第三固定块和所述第四固定块均与所述第四透镜抵接以夹紧固定所述第四透镜。
[0016]根据本申请实施例的又一方面，提供了一种激光雷达，所述激光雷达包括如上述的激光发射装置，和/或包括如上述的激光接收装置，其中，所述激光发射装置用于发射激光至探测区域，所述激光接收装置用于接收来自探测区域的反射激光。
[0017]本申请提供的激光发射装置中包括用于对激光进行扩束的第二透镜，若光源发生偏移或第一透镜发生偏移等情况下导致第一透镜输出的激光光束发生偏移n
°
，该激光光束经过第二透镜扩束后，第二透镜输出的激光光束只偏移n/N
°
，其中，N为第二透镜对激光光束进行扩束时的扩束倍数，即本申请实施例中激光发射装置输出的激光光束只偏移n/N
°
，降低了激光光束偏移的程度，即降低了激光雷达中光学元件的承载部件发生变形时对激光光束指向角的影响。
[0018]进一步地，本申请提供的激光发射装置实施例中，在不改变激光发射装置的总焦距的情况下，该激光发射装置包括依次设置于光源出光光路上的第一透镜和第二透镜，其中，第一透镜用于对光源发出的激光光束进行准直，第二透镜用于对接收第一透镜准直后的激光并进行扩束，经过第二透镜扩束后的激光入射至探测区域。由于用于对激光进行扩束的第二透镜焦距是无限大的，即第二透镜的光焦度约为0，也即第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光发射装置，其特征在于，所述激光发射装置包括：光源载体；第一基座，设置于所述光源载体的一侧；光源，设置于所述光源载体相对于所述第一基座的另一侧，用于向探测区域发射激光；第一透镜，设置于所述光源的出光侧，用于对所述激光进行准直；第二透镜，设置于所述第一基座上，用于接收准直后的激光并对所述准直后的激光进行扩束；其中，所述第一透镜的焦距小于所述激光发射装置的总焦距，且所述第一透镜的焦距等于所述激光发射装置的总焦距与所述第二透镜的扩束倍数的比值。2.根据权利要求1所述的激光发射装置，其特征在于，所述第一透镜通过第一固定件固定于所述光源载体上或直接固定于所述光源载体上，或所述第一透镜通过第一固定件固定于所述第一基座上或直接固定于所述第一基座上。3. 根据权利要求2所述的激光发射装置，其特征在于，所述第一固定件为第一悬臂结构，所述第一透镜固定于所述第一悬臂结构的自由端。4.根据权利要求3所述的激光发射装置，其特征在于，所述第一悬臂结构的固定端采用与所述光源载体相同或不同的材料，或所述第一悬臂结构的固定端采用与所述第一基座相同或不同的材料，和/或所述第一悬臂结构的自由端采用与所述光源载体相同或不同的材料，或所述第一悬臂结构的自由端采用与所述第一基座相同或不同的材料。5.根据权利要求2所述的激光发射装置，其特征在于，所述第一固定件包括第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和所述第二固定块设置在与所述第一透镜的光轴相交的方向上且不阻挡所述激光的光路，所述第一透镜位于所述第一固定块和所述第二固定块之间，所述第一固定块和所述第二固定块均与所述第一透镜抵接以夹紧固定所述第一透镜。6.一种激光接收装置，其特征在于，所述激光接收装置包括：探测器载体；第二基座，设置于所述探测器载体的一侧；第三透镜，设置于所述第二基座上，用于接收来自探测区域的反射激光，并对所述反射激光进...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯亮，种洪涛，王刚，付团伟，
申请(专利权)人：西安炬光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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