CN108872965B - 一种激光雷达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光雷达，所述激光雷达包括，激光光源，激光出射光学系统，所述激光光源为分布式发射光源，所述分布式发射光源包括，激光器，耦合光纤以及光纤固定具；所述激光器用于发射探测光；所述耦合光纤的一端与激光器耦合，另一端为出光端面；所述光纤固定具用于固定所述出光端面，并且，所述光纤固定具与所述耦合光纤的出光端面共同配置以控制所述出光端面的出光方向；所述出光端面出射的光入射到所述激光出射光学系统。本发明激光雷达借助光纤柔软的特性将激光器电路排布在空间容易散热的任意位置，通过光纤拉出排布在焦平面上，将激光雷达的发光区域和发热区域的分离，使得激光雷达的结构设计更为灵活。

Description

一种激光雷达

技术领域

本发明涉及雷达领域，具体涉及一种激光雷达。

背景技术

无人车行驶环境中的障碍物探测是无人车辆自主导航系统的关键技术之一。基于激光雷达传感器对障碍物进行探测是其中最为重要的方法。基于激光雷达传感器对障碍物进行探测是一种主动型检测方法，主动式又称为接触式，检测方法主要有基于激光雷达、毫米波雷达、声纳等方法。激光雷达是通过一个旋转的反射镜将光线发射出去，通过测量发射光线与反射光线之间的时间间隔，来测量间距的。激光的单色性好、亮度高、位精度高、分辨率高、利于克服地面杂波的干扰、灵敏度高，而且不受光照的影响，在黑暗的环境中效果尤佳。基于激光雷达的这些优点，其在智能移动无人平台导航与实时避障领域得到了广泛的应用。

激光雷达就是无人车的“眼睛”，原来主要用来做激光三维扫描的传感器，但随着近年自动驾驶和机器人行业大热，激光雷达的需求也出现了井喷，并极大地影响着无人车的发展。

一方面，目前的机械式多线激光雷达产生多线的方式是多个激光光源复用同一个或一组透镜，排布在透镜的焦平面上不同高度。由此产生垂直方向不同的指向性，构成多线。基于这种基本思路，激光雷达为了实现线数的提高，无非是在发射透镜像面的不同高度上排布激光器。高度差越小，则线数越多，线角度分辨率越高。常规使用的半导体激光脉冲二极管发光区尺寸很小，但是实际上由于芯片封装以及驱动电路尺寸的影响，激光器之间的间距无法变得很密。考虑到这一实际限制，为了实现更高的线数和更高的角度分辨率，被迫只能通过在水平方向增加更多列激光器来实现角度的加密和线数的增多，而这将导致出现以下情况：

1)列数越多，生产装调难度大，工艺越复杂，且生产效率越低；

2)系统内空间利用率低，焦平面位置处特别挤，发热量又大，热量很难被导出，而其他地方器件少，发热也少；

3)由于通过多列实现角度加密和线数增多，导致不同列之间水平指向也存在不同角度，这样的光束分布会造成激光雷达对于近距离快速运动的物体可能产生图像畸变；

4)发射端多列激光器导致接收端多列探测器，进而导致了当环境杂散光进入雷达光路中很难通过光阑等方式隔离环境光，而环境光噪声又导致了测距能力的下降。

另一方面，目前市面上的机械旋转式激光雷达，由于激光发射板要求的定位精度极高，传统机加工零件无法保证，只能通过外部辅助夹具进行位置调节，定位好之后无法与导热材料充分贴合，只能采用胶水固定的方式，而胶水的导热率极差，大大降低了激光发射板的散热效果。且现有技术的散热路径为激光发射板的热量通过胶水传到电路板的固定支架，再到转子，转子与内部空气对流进行散热。胶水导热率差，散热路径长，散热效果差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种激光雷达，所述激光雷达包括，激光光源，激光出射光学系统，

所述激光光源为分布式发射光源，所述分布式发射光源包括，激光器，耦合光纤以及光纤固定具；

所述激光器用于发射探测光；

所述耦合光纤的一端与激光器耦合，另一端为出光端面；

所述光纤固定具用于固定所述出光端面，

并且，所述光纤固定具与所述耦合光纤的出光端面共同配置以控制所述出光端面的出光方向；

所述出光端面出射的光入射到所述激光出射光学系统。

进一步的，所述激光光源包括多个激光器，所述多个激光器与多根耦合光纤逐一对应；所述多个激光器发射的光被逐一耦合至所述耦合光纤中。

进一步的，所述多根光纤被固定于所述光纤固定具上。

进一步的，所述光纤固定具具有第一表面，所述第一表面可以是矩形、弯月形、三角形、环形、半圆形、半圆环形或1/4圆环形。

进一步的，所述光纤固定具表面具有用于固定所述耦合光纤的微槽结构；

或者，所述光纤固定具具有平板结构。

优选的，所述微槽结构为横截面为“V”字槽形结构，所述“V”字槽形结构具有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁用于支撑所述耦合光纤本体。

优选的，所述出光端面被倾斜切割，以使得所述出光端面被配置为棱镜结构。

进一步的，通过配置所述出光端面的切割角度，控制通过所述出光端面的出光方向。

作为一种实施方式，所述激光雷达还包括转子结构，所述转子结构包括发射舱，所述光纤固定具固定于所述发射舱内部。

作为一种实施方式，所述激光雷达还包括转子结构，所述转子结构包括发射舱，所述光纤固定具固定于所述发射舱内部；所述激光器固定于所述发射舱外部；通过所述耦合光纤将所述激光器发射的光耦合至所述发射舱内部。

进一步的，所述激光器固定于所述转子壳体结构的风道上，所述耦合光纤沿所述风道耦合进入所述转子壳体内部。

优选的，所述光纤固定具将所述耦合光纤的出光端面固定于所述激光出射光学系统的焦平面上。

所述光纤固定具将所述耦合光纤的出光端面固定于所述激光出射光学系统光轴的近轴位置。

进一步的，所述激光雷达还包括至少一个热沉板和至少一个激光发射板，

进一步的，所述激光器设置于所述激光发射板上，所述热沉板与所述转子结构连接，所述激光发射板设置于所述热沉板的一侧，所述激光发射板与所述热沉板连接，以吸收所述激光器所产生的热量；

所述热沉板远离所述转子结构中心的一端延伸形成散热翅片。

进一步的，所述转子结构具有顶面、与所述顶面相对的底面、内侧面和外侧面，所述内侧面上设有至少一个散热元件，所述散热元件套设固定于所述转子结构的内侧面。

进一步的，所述散热元件包括固定环板和散热叶片，所述散热叶片设置于所述固定环板的内侧壁上，所述散热叶片的一侧边与所述固定环板固定连接，且所述散热叶片与所述固定环板的轴线呈一定夹角。

进一步的，所述转子结构中心设有通孔，所述通孔贯穿所述底面和所述顶面；所述底面沿所述通孔周向间隔设有多个支撑块，用于确保风道不会受阻。

采用上述技术方案，本发明所述激光雷达具有如下有益效果：

1)本发明激光雷达借助光纤柔软的特性将激光器电路排布在空间容易散热的任意位置，通过光纤拉出排布在焦平面上，将激光雷达的发光区域和发热区域的分离，使得激光雷达的结构设计更为灵活；

2)本发明激光雷达利用光线，由于光纤纤径细可以实现更少列数排布更多线数，摆脱了直接排布激光器所受到的封装和驱动电路物理尺寸限制，显著提高生产效率；

3)本发明激光雷达将激光发射板与金属热沉板紧密贴合，热量有效传到至热沉板上；且热沉板外延伸出散热翅片，借助转子工作时会旋转的特性，散热翅片与激光雷达内部空气形会成强迫对流，从而大大提高散热效果。

4)本发明所述激光雷达将转子内的散热元件、金属热沉板和激光雷达外罩散热结合起来，使得激光雷达在运行过程中内部空气发生强迫对流，内部产生的热量可在外界的作用下产生循环流动，避免局部高温烧毁组件，及时通过外罩将雷达内部的热量进行分散，更好的提高激光雷达的散热效率和性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是本说明书实施例提供的出光角度控制装置结构示意图；

图2是本说明书实施例激光雷达结构示意图；

图3是本说明书实施例激光发射板和热沉板装配示意图；

图4是本说明书实施例提供的另一种出光角度控制装置结构示意图；

图5是本说明书实施例提供的具有平直端面的光纤结构示意图；

图6是本说明书实施例提供的光纤端面出射的光束按照指定角度汇聚原理示意图；

图7是本说明书实施例提供的光纤端面出射的光束按照指定角度汇聚原理示意图；

图8是本说明书实施例提供的光纤端面出射的光束按照指定角度汇聚原理示意图；

图9是本说明书实施例提供的光纤端面出射的光束按照指定角度汇聚原理示意图；

图10是本说明书实施例提供的出光角度控制装置原理示意图；

图11是本说明书实施例提供的配置出光端面的切割角度，控制通过出光端面的出光方向的一种方式示意图；

图12是本说明书实施例提供的另一种出光角度控制装置原理示意图；

图13是本说明书实施例提供的光纤空间分布结构示意图；

图14是本说明书实施例提供的光纤空间分布结构示意图；

图15是本说明书实施例提供的光纤固定具截面结构示意图；

图16是本说明书实施例提供的光纤固定具截面结构示意图；

图17是本说明书实施例提供的光纤固定具截面结构示意图；

图18是本说明书实施例提供的配置出光端面的切割角度，控制通过出光端面的出光方向的一种方式示意图；

图19是本说明书实施例提供的配置出光端面的切割角度，控制通过出光端面的出光方向的一种方式示意图。

图20是本说明书实施例中散热元件结构示意图

图21是本说明书实施例中转子结构与散热元件配合空气流动示意图；

图22是本说明书实施例转子结构简图。

以下对附图作补充说明：

110-激光光源，120-耦合光纤；130-光纤固定具；140-光纤固定槽；

2-转子结构；21-支撑块；3-激光发射板；4-热沉板；41-散热翅片；6-散热元件；61-固定环板；62-散热叶片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、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”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”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1：

在一个可能的实施例中，提供一种出光角度控制装置，如图1所示，所述装置包括，激光光源110，第一数量的出射光纤120，光纤固定具130。所述激光光源110发射的激光光束被耦合至所述出射光纤120。

所述光纤固定具130具有第一表面，所述第一表面上布置有第二数量的光纤固定槽140，所述出射光纤120被固定于所述光纤固定槽140中穿过所述第一表面，并且所述出射光纤120的出射端面穿出所述光纤固定槽140。

所述出射光纤120的出射端面与所述光纤固定槽140被配置为使所述光纤端面出射的光束按照指定角度汇聚。

所述激光光源110为搭载有多个激光器的激光发射板，所述多个激光器发出的光被耦合至所述多根出射光纤。所述激光发射器具激光发射端面，激光发射端面的数量可以是一个，也可以是多个。激光光源的出射的光被耦合至出射光纤，通过出射光纤可以将激光器发射的光耦合到一个很小的空间。例如，多个激光器发射的激光通过光纤耦合到光纤固定具的一个很小范围，从而允许在小范围内存在多个出光端面，这些出光端面的每一个都构成一个等效光源。从而在一个很小的范围内集中很大数量的等效光源。例如，10个搭载有4激光器的激光发射板通过40根光纤将激光端面发射的光耦合到一个小区域，从而实现出光区域的高度集中，可以使出光位置靠近光轴，从而防止远轴光带来的像差。当然，利用光纤将激光发射芯片的多个光源耦合到小区域还适用于更多数量的光源，例如64个以上的激光器实现64个甚至更多的等效光源。当应用到激光雷达时，这有利于实现高线束扫描。在本实施例中，还可以使用单个激光器，多个激光器逐一耦合多根光纤，光线的一段的一端与激光器耦合，另外一端作为出光端面被固定于光纤固定具上。

图1中，激光发射端面发出的激光被耦合至所述多根出射光纤120，通过提供多组激光发射芯片，可以实现复数个光源的提供，而多根光纤120被固定在光纤固定具130上，通过调整光纤固定具130可以调整光纤中光的出射方向。

如图4所示，通过调整光纤固定具130上的光纤固定槽140的倾斜角度，实现对光纤出光角度的控制。具体地，可以调整相临近的光纤固定槽的朝向角度，实现对光纤中出光角度地控制。例如，相邻的光纤固定槽(140)会按照发散线的方式布置。而光纤端面保证端面出光基本沿着光纤的端面方向出射，如此可以通过光纤的出射端面与所述光纤固定槽的配置，使光纤端面出射的光束按照指定角度汇聚。

具体的配置方式可以包括：光纤的出光端面为平直端面，光纤固定槽按照发散线的径向方向配置。平直端面是指端面的切面垂直于光纤的径向，如图5所示，光纤的出射光垂直入射光纤端面，因此，基本上从该光纤端面垂直出射，这种方式可以保证出射光束具有很好的方向性，通过按照发散线的方式配置光纤固定槽可以保证光纤端面的出射光线汇聚到指定的区域，例如扫描元件上。下面根据图6-9示意性该种方式的应用场景：

如图6所示，一根光纤端面作为等效光源出射的激光入射到扫描器的反射表面并形成视场a。

如图7所示，通过调整光纤的出射角度，第二根光纤端面作为等效光源出射的激光入射到扫描器的反射表面并形成视场b。

如图8所示，通过调整光纤的出射角度，第三根光纤端面作为等效光源出射的激光入射到扫描器的反射表面并形成视场c。

如图9所示，三根光纤出射光线经过扫描之后形成的复合视场为视场a，视场b，视场c三者的叠加。而在三个子视场a,b,c中，由于扫描单元保持较高的扫描频率，雷达的分辨率不会受到影响。

当然，图6-9仅仅是示例性地说明，通过设置光纤的数量，例如增加或者减少光纤数量作为等效光源，可以保证视场不变的情况下，提高激光雷达的分辨率。此外，多个等效光源的引入，相当于把待探测的视场分割为多份，这样可以通过牺牲扫描振幅来获得更大的扫描频率，从而提高同一套扫描单元的分辨率上限。例如，对于单个光源而言，扫描单元设计的扫描频率为85Hz，扫描镜面的扫描角度分为±5°；而对于多个等效光源，可以降低扫描镜面的扫描角度分为±3°,这样可以提高扫描单元的扫描频率上限到130Hz。

在前述实施例中，汇聚是基于光纤固定具和光纤端面的一种光束照射方向的配置方式，根据光纤固定具对于光纤的方向、位置的设置，配合光纤端面的切割方式所形成的光学效果，光纤端面出射的光束可以向指定的方向照射。其整体呈现的并不限制于汇聚的方式，还可以是平行或者发散的，或者不同出射光纤所发射的光束相互交错。

具体的配置方式还可以包括：光纤的出光端面为倾斜端面，光纤固定槽按照相互平行的方式配置。

在一个可能的实施例中，如图10所示，除使用夹具来对作为等效光源的光纤进行固定外，还可以对光纤的出光面进行处理。根据Maxwe l l方程，当光纤的出光面是平直截面时，其出射光场的波阵面是一个锥面，而对于一维夹具而言，为了使多根光纤发射的光线进行汇聚到扫描面或者聚焦透镜上，可以通过切割光纤端面实现。

图11中示出了配置出光端面的切割角度，控制通过出光端面的出光方向的一种方式。θ为光线在光纤端面的入射角(即光线与光纤端面法线的夹角)，90-θ为出光端面的切割角度。当入射角大于临界角C时，光线在光纤端面发生全反射。即当切割角度小于90-C(即小于临界角的余角)时，光线在光纤端面发生全反射。这样在不改变光纤本身方向的情况下(光纤是平行的)，改变光纤出射光线的方向。其中，临界角C满足：

其中n2为空气折射率，n1为光纤折射率。图10、11中，光纤出射的光线以不同角度入射到透镜表面上，在一些实施例中，还可以省略汇聚透镜，通过切割不同角度的光纤端面出射光入射到反射镜面上，实现光场的部分重叠或者恰好拼合。

在前述的实施例中，汇聚是基于光纤固定具和光纤端面的一种光束照射方向的配置方式，根据光纤固定具对于光纤的方向、位置的设置，配合光纤端面的切割方式所形成的光学效果，光纤端面出射的光束可以向指定的方向照射。其整体呈现的并不限制于汇聚的方式，还可以是平行或者发散的，或者不同出射光纤所发射的光束相互交错。

在一个可能的实施例中，如图19所示，光纤出射端面具有锥形截面，当锥角与切割面的角度的余角相等，且切割面的角度满足全反射条件(即小于临界角的余角)时，入射光线在第一截面发生全反射，并且垂直入射第二截面。如此保证出射的光能最大。

具体的配置方式还可以包括：光纤的出光端面为倾斜端面，同时，光纤固定槽按照发散线的径向方向配置。

根据前述的配置方式可知，在光纤的出光端面为倾斜端面时，保证光纤光的入射角大于临界角可以保证在倾斜端面发生全反射，进而保证尽量多的光入射到扫描镜面。因此在一些特定条件下，为了保证光纤的出射端面角满足全反射角，同时配置光纤的出光端面为倾斜端面角，以及光纤固定槽的配置方向。与之对应的光线固定具被配置为弧形，三角形等等，以使得各光纤的倾斜出光端面之间形成夹角。如图12所示，光纤固定具为弯月形，其表面上具有光纤固定槽，光纤固定槽的方向具有沿着光纤固定具表面的发散性，光纤从光纤固定槽的一端穿入，并从光纤固定槽的另一端穿出，由此，光纤被固定在所述光纤固定具的第一表面，并且其出光端面位置也被固定，出光端面被切割为倾斜的端面，并且切割角满足小于临界角的余角。自光纤端面发射出的光被反射至目标区域，目标区域可以是扫描反射镜、出射光阑、汇聚透镜、出射透镜或者待扫描区域。总之，通过光纤端面设置以及光纤固定槽的配置，联合使得光纤出射的光束照射到指定区域。

不失一般性地，光纤固定具还可以具有其它形状，例如三角形、环形、半圆形、半圆环形、1/4圆环形等等。

在一个可能的实施例中，所述光纤出射端面被倾斜切割，等效于棱镜结构，所述棱镜结构使得出射光向指定方向偏折。如图18所示，φ为光线在光纤端面的入射角(即光线与光纤端面法线的夹角)，90-φ为出光端面的切割角度。当入射角小于临界角C时，光线在光纤端面发生折射，并向棱镜底面方向偏折。即当切割角度大于90-C(即大于临界角的余角)时，光线在光纤端面发生折射，并向棱镜底面方向偏折。从而使光纤出射的光束向指定方向发射。

在前述的实施例中，更多地适用于一维扫描或者复杂度较低的二维扫描。在一些情况下，光纤还可以通过阵列光源的形式为扫描单元提供光源。如图13所示，光纤在空间以二维阵列的形式排列，并呈一定角度入射到扫描器件的反光面上，经过扫描器件进行二维扫描形成多个二维子光场，多个二维子光场的叠加形成对探测区域的覆盖。光纤可以为4X4的二维阵列形式形成二维等效光源阵列，实际上，根据扫描器件的不同，以及分布式光扫描103对于工作场景的要求不同，二维阵列还可以是如图14所示的圆形阵列。不失一般性地，例如,2X2，3X2,2X3,3X3,等适合各子光场相互叠加的MXN的矩形阵列。

将分布式光纤连接组件102的光输出端面设置成空间二维阵列的形式，有利于空间二维市场的组合和叠加，但是二维阵列需要阵列中的光纤分别具有固定的朝向和固定的角度，这需要精细的安装调试来完成，并且在使用过程中，外部的振动等因素也容易造成光纤位置和/或朝向的改变，进而造成原本设置视场的改变。

因此，在一个可能的实施例中，如图15-17所示，利用光纤固定具将作为等效光源的光纤固定在一个一维阵列中，并且光纤本体的朝向基本上是平行的。通过一维阵列夹具可以稳固地控制光纤的位置，并且，利用一维夹具控制光纤端面的出光方向，这样，即使遭遇振动等外力，夹具仍然能够稳固地夹持光纤端面，保证系统的稳定性。所述光纤固定具的第一表面为多个“V”字槽形结构组成的锯齿形表面。在可能的实施例中，“V”字型槽的尺寸被精确刻画，其尺寸可以达到微米或者亚微米量级。

在一个可能的实施例中，光纤固定局可以不依靠光纤固定槽实现，光纤可以直接固定在光纤固定具上。所述激光光源发射的激光光束被耦合至所述出射光纤；所述光纤固定具包括第一表面，所述出射光纤被固定于所述第一表面，且所述出射光纤具有不同的朝向；所述出射光纤的出射端面与所述光纤的朝向被配置为使所述光纤端面出射的光束按照指定角度照射。

结合图2和图3所示，所述激光雷达还包括至少一个热沉板4和至少一个激光发射板3，

所述激光器设置于所述激光发射板3上，所述热沉板4与所述转子结构2连接，所述激光发射板3设置于所述热沉板4的一侧，所述激光发射板3与所述热沉板4连接，以吸收所述激光器所产生的热量；

所述热沉板4远离所述转子结构2中心的一端全部或部分延伸形成散热翅片41。

如图3所示，所述激光雷达包括多个激光发射板3和多个热沉板4，一个所述激光发射板3至少与一个所述热沉板4贴合连接，所述热沉板4远离所述转子结构2中心的一端延伸形成散热翅片41。

如图20所示，所述转子结构2具有顶面、与所述顶面相对的底面、内侧面和外侧面，所述内侧面上设有至少一个散热元件6，所述散热元件6套设固定于所述转子结构2的内侧面。

如图21所示，所述散热元件6包括固定环板61和散热叶片62，所述散热叶片62设置于所述固定环板61的内侧壁上，所述散热叶片62的一侧边与所述固定环板61固定连接，且所述散热叶片62与所述固定环板61的轴线呈一定夹角。

如图22所示，所述转子结构2中心设有通孔，所述通孔贯穿所述底面和所述顶面；所述底面沿所述通孔周向间隔设有多个支撑块21，用于确保风道不会受阻。

实施例2：

结合图2、图3以及图20至图22，一种高线数激光雷达，包括转子、激光发射装置和出射透镜组，

所述转子具有相互隔离的发射腔和接收腔；

所述激光发射装置用于向目标物体发射探测光；

所述出射透镜组用于将接收到所述探测光发射至探测区域；

所述激光发射装置包括至少一个激光发射板3和耦合光纤，所述激光发射板3设置于所述发射腔内，所述激光发射板3上至少安装有一个用于发射探测光的光源，所述耦合光纤与所述光源一一对应，所述光源与所述耦合光纤的输入端耦合连接，所述耦合光纤的输出端设置于所述出射透镜组件的焦平面处。

所述出射透镜组用于将经所述耦合光纤传输至所述焦平面处的探测光进行准直并发射至探测区域。

所述激光发射装置还包括光学耦合器件，所述光源与所述耦合光纤的输入端通过所述光学耦合器件耦合连接。

所述耦合光纤上设有光调制模块。

所述激光雷达还包括接收透镜组件，用于将所述目标物体反射的激光进行聚焦，所述接收透镜组件设置在接收腔内。

所述激光雷达还包括激光接收装置，用于接收所述目标物体反射的激光；所述激光接收装置包括激光传导单元、光电探测器阵列和接收电路板；

所述激光传导单元用于将所述接收透镜组聚焦后的激光进行传导，所述光电探测器阵列设于所述接收电路板上，用于接收所述激光传导单元传导过来的激光。

所述激光发射装置还包括激光发射控制模块，所述激光发射控制模块与所述激光发射板3连接，以控制所述激光发射板3上的驱动电路驱动对应的所述光源发光。

如图2和图3所示，所述激光发射装置还包括多块热沉板4，所述热沉板4与所述转子连接，所述激光发射板3设置于所述热沉板4的一侧，所述激光发射板3与所述热沉板4连接，以吸收所述光源所产生的热量；

所述热沉板4远离所述转子中心的一端延伸形成散热翅片41。

所述转子中心设有通孔，所述通孔用于安置信号传输结构和电能传输结构。

所述热沉板4的材质为铜、钼、铝中的任意一种或几种的组合。

所述激光发射板3通过机械方式或焊接方式固定于所述热沉板4上。

所述激光雷达还包括底座、外罩和电机，所述底座和所述外罩配合连接形成密闭的腔体；

所述电机和所述转子均设置于所述腔体内，所述电机设置于所述底座上，所述转子与所述电机连接，所述电机能够带动所述转子旋转运动。

如图21所示，所述转子具有顶面、与所述顶面相对的底面、内侧面和外侧面，所述内侧面上设有至少一个散热元件6，所述散热元件6套设固定于所述转子的内侧面。

如图20所示，所述散热元件6包括固定环板61和散热叶片62，所述散热叶片62设置于所述固定环板61的内侧壁上，所述散热叶片62的一侧边与所述固定环板61固定连接，且所述散热叶片62与所述固定环板61的轴线呈夹角。

所述夹角的度数为10°-80°。

所述固定环板61为环状结构，所述固定环板61的外径与所述转子的内径相同。

所述散热叶片62的高度为2mm-8mm。

相邻两个所述散热叶片62之间的间距为2mm-50mm。

所述散热叶片62的材质为塑料、金属或合金材料。

所述散热叶片62为平板型叶片、曲型叶片、流线型叶片或涡卷型叶片中的任意一种。

所述散热元件6为一体成型结构。

如图22所示，所述通孔贯穿所述底面和所述顶面，所述通孔的侧壁形成所述内侧面；所述底面沿所述通孔周向间隔设有多个支撑块21，用于确保风道不会受阻。

所述支撑块21的形状为扇形、矩形、梯形或异形结构中的任意一种或几种的组合。

采用上述技术方案，本发明所述激光雷达具有如下有益效果：

本发明激光雷达借助光纤柔软的特性将激光器电路排布在空间容易散热的任意位置，通过光纤拉出排布在焦平面上，将激光雷达的发光区域和发热区域的分离，使得激光雷达的结构设计更为灵活。

本发明激光雷达利用光线，由于光纤纤径细可以实现更少列数排布更多线数，摆脱了直接排布激光器所受到的封装和驱动电路物理尺寸限制，显著提高生产效率。

本发明激光雷达将激光发射板与金属热沉板紧密贴合，热量有效传到至热沉板上；且热沉板外延伸出散热翅片，借助转子工作时会旋转的特性，散热翅片与激光雷达内部空气形会成强迫对流，从而大大提高散热效果。

本发明所述激光雷达将转子内的散热元件、金属热沉板和激光雷达外罩散热结合起来，使得激光雷达在运行过程中内部空气发生强迫对流，内部产生的热量可在外界的作用下产生循环流动，避免局部高温烧毁组件，及时通过外罩将雷达内部的热量进行分散，更好的提高激光雷达的散热效率和性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (16)

1.一种激光雷达，所述激光雷达包括激光光源(110)，激光出射光学系统，其特征在于：所述激光光源(110)为分布式发射光源，所述分布式发射光源包括，耦合光纤(120)，光纤固定具(130)以及多个激光器；

所述激光器用于发射探测光；所述多个激光器与多根所述耦合光纤(120)逐一对应；所述多个激光器发射的光被逐一耦合至所述耦合光纤(120)中；

所述耦合光纤(120)的一端与激光器耦合，另一端为出光端面；

所述光纤固定具(130)用于固定所述出光端面，

并且，所述光纤固定具(130)与所述耦合光纤(120)的出光端面共同配置以控制所述出光端面的出光方向按照指定角度汇聚；其中，通过调整光纤固定具(130)上的光纤固定槽(140)的倾斜角度，与所述耦合光纤(120)的出光端面共同配置以控制所述出光端面的出光方向按照指定角度汇聚；

所述出光端面出射的光入射到所述激光出射光学系统。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述多根光纤被固定于所述光纤固定具(130)上。

3.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述光纤固定具(130)具有第一表面，所述第一表面可以是矩形、弯月形、三角形、环形、半圆形、半圆环形或1/4圆环形。

4.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述光纤固定具(130)表面具有用于固定所述耦合光纤(120)的微槽结构；

或者，所述光纤固定具(130)具有平板结构。

5.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述微槽结构为横截面为“V”字槽形结构，所述“V”字槽形结构具有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁用于支撑所述耦合光纤(120)本体。

6.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述出光端面被倾斜切割，以使得所述出光端面被配置为棱镜结构。

7.根据权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，通过配置所述出光端面的切割角度，控制通过所述出光端面的出光方向。

8.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括转子结构(2)，所述转子结构(2)包括发射舱，所述光纤固定具(130)固定于所述发射舱内部。

9.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还包括转子结构(2)，所述转子结构(2)包括发射舱，所述光纤固定具(130)固定于所述发射舱内部；所述激光器固定于所述发射舱外部；通过所述耦合光纤(120)将所述激光器发射的光耦合至所述发射舱内部。

10.根据权利要求9所述的激光雷达，其特征在于，所述激光器固定于所述转子壳体结构的风道上，所述耦合光纤(120)沿所述风道耦合进入所述转子壳体内部。

11.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述光纤固定具(130)将所述耦合光纤(120)的出光端面固定于所述激光出射光学系统的焦平面上。

12.根据权利要求1或9所述的激光雷达，其特征在于，所述光纤固定具(130)将所述耦合光纤(120)的出光端面固定于所述激光出射光学系统光轴的近轴位置。

13.根据权利要求8或9所述的一种激光雷达，其特征在于：所述激光雷达还包括至少一个热沉板(4)和至少一个激光发射板(3)，所述激光器设置于所述激光发射板(3)上，所述热沉板(4)与所述转子结构(2)连接，所述激光发射板(3)设置于所述热沉板(4)的一侧，所述激光发射板(3)与所述热沉板(4)连接，以吸收所述激光器所产生的热量；

所述热沉板(4)远离所述转子结构(2)中心的一端延伸形成散热翅片(41)。

14.根据权利要求8或9所述的一种激光雷达，其特征在于：所述转子结构(2)具有顶面、与所述顶面相对的底面、内侧面和外侧面，所述内侧面上设有至少一个散热元件(6)，所述散热元件(6)套设固定于所述转子结构(2)的内侧面。

15.根据权利要求14所述的一种激光雷达，其特征在于：所述散热元件(6)包括固定环板(61)和散热叶片(62)，所述散热叶片(62)设置于所述固定环板(61)的内侧壁上，所述散热叶片(62)的一侧边与所述固定环板(61)固定连接，且所述散热叶片(62)与所述固定环板(61)的轴线呈一定夹角。

16.根据权利要求14所述的一种激光雷达，其特征在于：所述转子结构(2)中心设有通孔，所述通孔贯穿所述底面和所述顶面；所述底面沿所述通孔周向间隔设有多个支撑块(21)，用于确保风道不会受阻。

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