CN107576954A - 一种基于激光雷达的发射准直器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于激光雷达的发射准直器，包括激光二极管、光学透镜套筒，所述二极管设置在激光二极管阵列模具上，所述激光二极管阵列模具通过同轴夹持调节架与所述光学透镜套筒同轴固定，所述光学透镜套筒内设有镜头，所述激光二极管用于发出激光，所述光学透镜套筒用于对激光二极管发出的激光进行准直。本发明的激光二极管阵列模具结构简化了多线激光雷达各个激光发射器相对位置的调节，各激光发射器位置对称固定，集成化过程简单；光学镜头结构设计透镜结构简单，并且相对位置固定，方便调节；同轴夹持调节架结构将激光二极管阵列模具结构和光学镜头结构共轴固定，省去了共轴调节的过程，并且可以在轴向微调间距调节准直效果。
Description
技术领域
本发明属于光学技术领域，尤其是涉及一种基于激光雷达的发射准直器。
背景技术
激光雷达是以发射光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，不仅在军事上起到了重要的作用，同时发挥其测程大、精度高、反应速度快、可靠性高等优点，在商业领域的应用也越来越广泛，具有较高的实用价值和商业价值。其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后对比接收到的信号与发射信号，经过信号处理及计算，就可以获得目标的相关信息，诸如方位、速度、距离、甚至外形等具体参数信息。
多线激光雷达是激光雷达的一种，它利用半导体激光器发射激光，并对回波光信号进行探测。多线激光雷达具有多个激光发射器，将其成一定角度排列，可以探测到更大范围的垂轴目标信号，每个激光发射器可以独立测量一个空点高度的位置。多线雷达的应用可以有效地增加雷达的视场角度，补充了单线雷达在这一方面的不足，但多线雷达的调节难度较高，技术要求难度高，导致了产品周期长、价格高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种基于激光雷达的发射准直器，以简化多线激光雷达光学装置、降低技术难度、缩小产品周期。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于激光雷达的发射准直器，包括激光二极管、光学透镜套筒，所述二极管设置在激光二极管阵列模具上，所述激光二极管阵列模具通过同轴夹持调节架与所述光学透镜套筒同轴固定，所述光学透镜套筒内设有镜头，所述激光二极管用于发出激光，所述光学透镜套筒用于对激光二极管发出的激光进行准直。
进一步的，所述激光二极管阵列模具为球面弧形柱，将激光二极管成球面扇形排列。
进一步的，所述激光二极管阵列模具上等距设置若干个圆柱形孔，用于固定安装激光二极管，所述圆柱形孔内径与激光二极管封装外径相同。
进一步的，所述镜头包括光学双胶合透镜和光学非球面透镜，所述光学双胶合透镜和光学非球面透镜由内外均具有螺纹的镜筒固定，所述光学双胶合透镜放置于所述光学非球面透镜前方。
进一步的，所述光学透镜套筒内还设有尼龙垫圈和压圈，用于将光学双胶合透镜、光学非球面透镜固定于镜筒内。
进一步的，所述激光二极管阵列模具与同轴夹持调节架采用螺栓连接。
进一步的，所述光学透镜套筒和同轴夹持调节架采用螺纹连接。
相对于现有技术，本发明所述的一种基于激光雷达的发射准直器具有以下优势：
(1)本发明的激光二极管阵列模具结构简化了多线激光雷达各个激光发射器相对位置的调节，各激光发射器位置对称固定，集成化过程简单；
(2)本发明的光学镜头结构设计透镜结构简单，并且相对位置固定，方便调节；
(3)本发明的同轴夹持调节架结构将激光二极管阵列模具结构和光学镜头结构共轴固定，省去了共轴调节的过程，并且可以在轴向微调间距调节准直效果。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种基于激光雷达的发射准直器的示意图；
图2为本发明实施例所述的激光二极管阵列模具的示意图；
图3为本发明实施例所述的光学透镜套筒的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的同轴夹持调节架的示意图；
图5为本发明实施例所述的光学双胶合透镜的结构示意图；
图6为本发明实施例所述的光学非球面透镜的结构示意图；
图7为本发明实施例所述的尼龙垫圈的结构示意图；
图8为本发明实施例所述的压圈的结构示意图。
附图标记说明：
1-激光二极管阵列模具；2-圆柱形孔；3-同轴夹持调节架；4-光学双胶合透镜；5-光学透镜套筒；6-压圈；7-光学非球面透镜；8-尼龙垫圈。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-7所示，一种基于激光雷达的发射准直器，包括激光二极管、光学透镜套筒5，所述二极管设置在激光二极管阵列模具1上，所述激光二极管阵列模具1通过同轴夹持调节架3与所述光学透镜套筒5同轴固定，所述光学透镜套筒5内设有镜头，所述激光二极管用于发出激光，所述光学透镜套筒5用于对激光二极管发出的激光进行准直。
所述激光二极管阵列模具1为球面弧形柱，将激光二极管成球面扇形排列。
所述激光二极管阵列模具1上等距设置若干个圆柱形孔2，用于固定安装激光二极管，所述圆柱形孔内径与激光二极管封装外径相同。
所述镜头包括光学双胶合透镜4和光学非球面透镜7，所述光学双胶合透镜4和光学非球面透镜7由内外均具有螺纹的镜筒固定，所述光学双胶合透镜4放置于所述光学非球面透镜7前方。光学双胶合透镜4、光学非球面透镜7放置于光学透镜套筒5内，用于对激光二极管发出的激光进行准直，利用光学透镜套筒5的结构保证了两光学透镜的空间同轴度，利用光学双胶合透镜4可以得到更大的接受视场角，利于接收多线激光二极管的出射激光，光学非球面透镜7则可以有效对大发散角激光光束进行准直，出射方向性较好的激光光束进行信号探测。
所述光学透镜套筒5内还设有尼龙垫圈8和压圈6，用于将光学双胶合透镜4、光学非球面透镜7固定于镜筒内。
所述激光二极管阵列模具1与同轴夹持调节架3采用螺栓连接。
所述光学透镜套筒5和同轴夹持调节架3采用螺纹连接。
同轴夹持调节架3是保证激光二极管与光学准直透镜同轴调节的关键结构，它将激光二极管阵列模具1与光学透镜套筒5采用螺栓和螺纹分别连接，成为一体。转动光学透镜套筒5的螺纹即可以实现在同轴水平上的水平间距的微调工作，调节简单、精度高。
在使用过程中，将激光二极管分别插入与其封装外径具有相等内径的圆柱形孔1内，固定于激光二极管阵列模具1，各个激光二极管的驱动电路叠放在激光二极管阵列模具1之后用螺钉固定起来即可。完成激光二极管的安装固定后，将整体利用螺钉固定于同轴夹持调节架3上，使其与同轴夹持调节架3内壁相贴合，保证安装牢固。将光学双胶合透镜4和光学非球面透镜7安装到光学透镜套筒5内，先在透镜后垫一片尼龙垫圈8保护透镜，再在尼龙垫圈8后安装一片压圈6用于透镜的固定。将固定好透镜的光学透镜套筒5利用外螺纹旋转固定于同轴夹持调节架3另一端圆柱筒之内，通过旋转光学透镜套筒5即可以微调准直透镜与激光二极管的间距，同时在调解过程中，由于同轴夹持调节架3的作用，保证了透镜与激光二极管阵列的共轴不变。
本发明所述的激光二极管阵列模具1结构为等距扇形排列，可以实现空间更大范围的光学探测；光学镜头由一片光学双胶合透镜4加一片光学非球面透镜7组成，一方面增大了接收激光二极管发光的接受视场，另一方面可以很好地将多路激光进行同步准直；同轴夹持调节架3保证了镜头与激光二极管阵列的空间对称结构，便于精确调节激光二极管阵列与光学发射镜头的相对位置。整体结构简单，体积小巧，安装和调节方便，并且调节精度高，稳定性好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于激光雷达的发射准直器，其特征在于：包括激光二极管、光学透镜套筒，所述二极管设置在激光二极管阵列模具上，所述激光二极管阵列模具通过同轴夹持调节架与所述光学透镜套筒同轴固定，所述光学透镜套筒内设有镜头，所述激光二极管用于发出激光，所述光学透镜套筒用于对激光二极管发出的激光进行准直。
2.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达的发射准直器，其特征在于：所述激光二极管阵列模具为球面弧形柱，将激光二极管成球面扇形排列。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的发射准直器，其特征在于：所述激光二极管阵列模具上等距设置若干个圆柱形孔，用于固定安装激光二极管，所述圆柱形孔内径与激光二极管封装外径相同。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的发射准直器，其特征在于：所述镜头包括光学双胶合透镜和光学非球面透镜，所述光学双胶合透镜和光学非球面透镜由内外均具有螺纹的镜筒固定，所述光学双胶合透镜放置于所述光学非球面透镜前方。
5.根据权利要求4所述的一种基于激光雷达的发射准直器，其特征在于：所述光学透镜套筒内还设有尼龙垫圈和压圈，用于将光学双胶合透镜、光学非球面透镜固定于光学透镜套筒内。
6.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的发射准直器，其特征在于：所述激光二极管阵列模具与同轴夹持调节架采用螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的发射准直器，其特征在于：所述光学透镜套筒和同轴夹持调节架采用螺纹连接。
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