一种转镜式激光雷达光学系统的制作方法

本发明涉及激光雷达，具体而言，涉及一种转镜式激光雷达光学系统。

背景技术：

1、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，其具有分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、探测性能好、体积小及重量轻等特点，被应用于自动驾驶技术领域中。

2、激光雷达按照扫描方式可以分为机械式激光雷达、全固态激光雷达和转镜式半固态激光雷达；现有的转镜式半固态激光雷达可以分为反射光路与发射光路共轴的共轴式半固态光学系统，以及反射光路与发射光路不共轴的非共轴半固态光学系统，这两种光学系统均由一维扫描转镜、光学发射模组和光学接收模组构成。

3、其中，光学发射模组和光学接收模组均设置于转镜的同一侧，光学发射模组的发射光和光学接收模组的接收光由转镜的同一面反射进行反射。这样的设置方式不仅容易导致发射光学模组的发射光及散射光进入接收光学模组内而限制了激光雷达对近端物体的探测能力；在共轴式光学系统中，接收端中心视场部分的光可能会被反射端中心反射镜的遮挡，降低了接收部分光学系统性能，降低了激光雷达的测距能力；在非共轴光学系统中，为了保证反射和接收光都能够通过转镜发射出去，不降低光学系统性能，需要保证转镜直径足够大，导致激光雷达的设备体积较大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种转镜式激光雷达光学系统，其能够通过将转镜组件设置于发射组件和接收组件之间，避免了发射组件的发射光未经目标物反射而直接射入接收组件，减小了激光雷达探测盲区，提高了测距能力；同时由发射组件发出的激光束以及经目标物反射的信号光分别由转镜组件的不同的反射面进行反射，可以大大减小转镜组件的每一个反射面的尺寸，进而实现了该转镜式激光雷达光学系统的小体积化。

2、本发明的实施例是这样实现的：

3、本发明的一方面，提供一种转镜式激光雷达光学系统，包括沿光路依次设置的转镜组件、发射组件和接收组件，发射组件和接收组件分别设置于转镜组件的相对两侧，转镜组件包括围绕以转镜组件的转动轴线设置的多个反射面，转镜组件的转动轴线与光路垂直；发射组件发出的激光束能够经转镜组件朝向发射组件的出光侧的反射面反射至目标物，经目标物反射的信号光由转镜组件靠近接收组件的入光侧的反射面反射至接收组件。

4、可选地，多个反射面的数量为四个，转镜组件还包括转镜座，反射面垂直设置于转镜座上，相邻两个反射面首尾垂直连接以围合形成正四边形结构。

5、可选地，转镜组件还包括马达，马达设置于转镜座背离反射面的一侧。

6、可选地，反射面镀设有反射膜，反射膜用于反射与发射组件发出的激光束波长一致的光束。

7、可选地，接收组件包括依次设置的第一反射镜、接收透镜组和电路板，第一反射镜和接收透镜组同轴设置；电路板上设置有探测器阵列，经目标物反射的信号光由第一反射镜经接收透镜组射入探测器阵列。

8、可选地，接收透镜组包括同轴设置的至少两个接收透镜。

9、可选地，接收组件还包括滤光片，滤光片设置于电路板与接收透镜组之间，且与接收透镜组同轴设置。

10、可选地，发射组件包括依次设置的第二反射镜、发射透镜组和发射板，第二反射镜和发射透镜组同轴设置；发射板上设置有激光器，激光器发出的激光束经发射透镜组准直后经第二反射镜反射至转镜组件的反射面，由转镜组件的反射面反射至目标物。

11、可选地，第二反射镜镀设有反射膜。

12、可选地，发射透镜组包括同轴设置的至少两个发射透镜。

13、本发明的有益效果包括：

14、本申请提供了一种转镜式激光雷达光学系统，包括沿光路依次设置的转镜组件、发射组件和接收组件，发射组件和接收组件分别设置于转镜组件的相对两侧，转镜组件包括围绕以转镜组件的转动轴线设置的多个反射面，转镜组件的转动轴线与光路垂直；发射组件发出的激光束能够经转镜组件朝向发射组件的出光侧的反射面反射至目标物，经目标物反射的信号光由转镜组件靠近接收组件的入光侧的反射面反射至接收组件。该转镜式激光雷达光学系统避免了发射组件的发射光直接射入接收组件，提高了测距能力；同时由发射组件发出的激光束以及经目标物反射的信号光分别由不同的反射面进行反射，可以减小转镜组件的每个反射面的尺寸，实现结构的小体积化。

技术特征：

1.一种转镜式激光雷达光学系统，其特征在于，包括沿光路依次设置的转镜组件(110)、发射组件(120)和接收组件(130)，所述发射组件(120)和所述接收组件(130)分别设置于所述转镜组件(110)的相对两侧，所述转镜组件(110)包括围绕以所述转镜组件(110)的转动轴线设置的多个反射面(111)，所述转镜组件(110)的转动轴线与所述光路垂直；所述发射组件(120)发出的激光束(140)能够经所述转镜组件(110)朝向所述发射组件(120)的出光侧的反射面(111)反射至目标物，经目标物反射的信号光(150)由所述转镜组件(110)靠近所述接收组件(130)的入光侧的反射面(111)反射至所述接收组件(130)。

2.根据权利要求1所述的转镜式激光雷达光学系统，其特征在于，所述多个反射面(111)的数量为四个，所述转镜组件(110)还包括转镜座(112)，所述反射面(111)垂直设置于所述转镜座(112)上，相邻两个所述反射面(111)首尾垂直连接以围合形成正四边形结构。

3.根据权利要求2所述的转镜式激光雷达光学系统，其特征在于，所述转镜组件(110)还包括马达(113)，所述马达(113)设置于所述转镜座(112)背离所述反射面(111)的一侧。

4.根据权利要求2所述的转镜式激光雷达光学系统，其特征在于，所述反射面(111)镀设有反射膜，所述反射膜用于反射与所述发射组件(120)发出的激光束(140)波长一致的光束。

5.根据权利要求1所述的转镜式激光雷达光学系统，其特征在于，所述接收组件(130)包括依次设置的第一反射镜(131)、接收透镜组(132)和电路板(133)，所述第一反射镜(131)和所述接收透镜组(132)同轴设置；所述电路板(133)上设置有探测器阵列，经目标物反射的信号光(150)由所述第一反射镜(131)经所述接收透镜组(132)射入所述探测器阵列。

6.根据权利要求5所述的转镜式激光雷达光学系统，其特征在于，所述接收透镜组(132)包括同轴设置的至少两个接收透镜(1321)。

7.根据权利要求5或6所述的转镜式激光雷达光学系统，其特征在于，所述接收组件(130)还包括滤光片(134)，所述滤光片(134)设置于所述电路板(133)与所述接收透镜组(132)之间，且与所述接收透镜组(132)同轴设置。

8.根据权利要求5所述的转镜式激光雷达光学系统，其特征在于，所述发射组件(120)包括依次设置的第二反射镜(121)、发射透镜组(122)和发射板(123)，所述第二反射镜(121)和所述发射透镜组(122)同轴设置；所述发射板(123)上设置有激光器，所述激光器发出的激光束(140)经所述发射透镜组(122)准直后经所述第二反射镜(121)反射至所述转镜组件(110)的反射面(111)，由所述转镜组件(110)的反射面(111)反射至目标物。

9.根据权利要求8所述的转镜式激光雷达光学系统，其特征在于，所述第二反射镜(121)镀设有反射膜。

10.根据权利要求8所述的转镜式激光雷达光学系统，其特征在于，所述发射透镜组(122)包括同轴设置的至少两个发射透镜(1221)。

技术总结一种转镜式激光雷达光学系统，涉及激光雷达技术领域。该转镜式激光雷达光学系统包括沿光路依次设置的转镜组件、发射组件和接收组件，发射组件和接收组件分别设置于转镜组件的相对两侧，转镜组件包括围绕以转镜组件的转动轴线设置的多个反射面，转镜组件的转动轴线与光路垂直；发射组件发出的激光束能够经转镜组件朝向发射组件的出光侧的反射面反射至目标物，经目标物反射的信号光由转镜组件靠近接收组件的入光侧的反射面反射至接收组件。其避免了发射组件的发射光直接射入接收组件，提高了测距能力；同时由发射组件发出的激光束以及经目标物反射的信号光分别由不同的反射面进行反射，可以减小转镜组件的每个反射面的尺寸，实现结构的小体积化。技术研发人员：严伟振受保护的技术使用者：宁波未感半导体科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2