CN118091603A - 光学系统及激光雷达 - Google Patents
光学系统及激光雷达 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118091603A CN118091603A CN202211496066.5A CN202211496066A CN118091603A CN 118091603 A CN118091603 A CN 118091603A CN 202211496066 A CN202211496066 A CN 202211496066A CN 118091603 A CN118091603 A CN 118091603A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sealing
- optical
- light
- face
- wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 547
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 292
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 60
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 56
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 55
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 40
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 13
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 42
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 12
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 11
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 5
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
- G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
- G01S7/4813—Housing arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Lenses (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
本申请公开了一种光学系统及激光雷达,光学系统包括支架和至少一个第一光学组件;支架包括第一端面以及与第一端面相背设置的第二端面;支架还设有第一容纳腔,第一容纳腔沿着第一轴向方向延伸,且贯穿第一端面和所述第二端面;第一光学组件包括至少一个光学元件;第一光学组件所包括的光学元件沿着第一轴向方向布设在第一容纳腔内,且与第一容纳腔的内壁相抵接;本申请简化光学系统的生产和装配流程,而且可以减少光学系统的零部件的数量,从而降低光学系统的生产成本。
Description
技术领域
本申请涉及激光测距技术领域,尤其涉及一种光学系统及激光雷达。
背景技术
激光雷达是使用激光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模组先向目标发射用于探测的出射激光,然后激光接收模组接收从目标物体反射回来的回波激光,处理接收到的回波激光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。其中,激光发射模组和激光接收模组通常需要配置光学系统,才能获取大视场角和高分辨率的点云数据。
目前,激光测距测距装置中的光学系统中的光学元件通常需要先装配在镜筒中,再通过镜筒装配在支架上,不仅增加了生产和装配的复杂程度,而且导致光学系统所需的零部件的数量较多,增加了生产成本。
发明内容
本申请提供一种光学系统及激光雷达,可以简化光学系统的生产和装配流程,而且可以减少光学系统的零部件的数量,从而降低生产成本。
第一方面,本申请提供一种光学系统,包括:支架,包括第一端面以及与第一端面相背设置的第二端面;所述支架还设有第一容纳腔;所述第一容纳腔沿着第一轴向方向延伸,且贯穿所述第一端面和所述第二端面;第一光学组件,每个所述第一光学组件包括至少一个光学元件,所述第一光学组件所包括的光学元件沿着所述第一轴向方向布设在所述第一容纳腔内,且与所述第一容纳腔的内壁相抵接。
第二方面,本申请提供一种激光雷达,包括如上所述的光学系统;所述激光雷达还包括壳体、发光模块和探测模块;所述壳体与所述第二端面连接;所述壳体与所述第二端面连接后,形成有容纳腔;所述发光模块和所述探测模块均设置在所述容纳腔内。
本申请的有益效果为:本申请提供的光学系统通过支架的第一容纳腔为第一光学组件提供安装空间,并通过第一限位组件对第一光学组件中的光学元件进行定位,使得支架可以直接安装第一光学组件,即支架复用了镜筒的功能。相比相关技术中,光学系统需要设置镜筒安装第一光学组件,再将镜筒安装在支架上,本申请可以简化光学系统的生产和装配流程,而且可以减少光学系统中的零件数量,进而降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式或相关技术中的技术方案,下面将对实施方式或相关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申请的一些实施方式,对于本领域技术人员来讲,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为本申请实施例提供的光学系统的一种剖面示意图;
图2为本申请实施例一提供的支架的一种剖面示意图;
图3为图1中A处的放大示意图;
图4为图1中B处的放大图;
图5为本申请实施例一提供的支架的一种前视图;
图6为本申请实施例一提供的透光片的一种立体图;
图7为本申请实施例一提供的支架的一种立体图;
图8为图1中C处的放大图;
图9为图1中D处的放大图;
图10为图1中E处的放大图;
图11为本申请实施例一提供的激光雷达的一种剖面示意图;
图12为图11沿着G-G方向的剖面示意图;
图13为图11沿着H-H方向的剖面示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施方式,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”或“设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
还需要说明的是,术语“轴向”、“径向”“垂直”、“水平”“左”、“右”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,仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的,为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”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地包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体地限定;A和/或B包括三种情况:(1)只满足A(2)只满足B(3)同时满足A和B;A或B包括两种情况:(1)只满足A(2)只满足B;A和B只包括一种情况:同时满足A和B。
本申请提供一种光学系统及激光雷达,以简化光学系统的生产和装配流程,而且可以减少光学系统中的零件数量,进而降低生产成本。
实施例一:
第一方面,如图1和3所示,本申请提供了一种光学系统1,包括支架10、第一光学组件20和第一限位组件40。支架10包括第一端面11以及与第一端面11相背设置的第二端面12。支架10上还设有第一容纳腔13,第一容纳腔13沿着第一轴向方向AX1延伸,且贯穿第一端面11和第二端面12;第一光学组件20包括至少一个光学元件,第一光学组件20所包括的光学元件沿着第一轴向方向AX1布设在第一容纳腔13内,且沿着第一径向方向与第一容纳腔13的内壁相抵接,其中,第一径向方向为垂直于第一轴向方向AX1的方向。第一光学组件20所包括的光学元件抵靠第一容纳腔13的内壁,可以避免第一光学组件20所包括的光学元件在第一容纳腔13内沿着第一径向方向移动。第一限位组件40连接于第一容纳腔13的内壁,用于对第一光学组件20所包括的光学元件进行限位,避免第一光学组件20所包括的光学元件在第一容纳腔13内沿着第一轴向方向AX1移动。
具体地,支架10用于为第一光学组件20所包括的光学元件提供安装空间,支架10还可以连入整机(比如激光雷达),以将第一光学系统1装入整机。在一种具体的实施方式中,支架10可以连接于整机的壳体8(如图9至11所示),从而实现将第一光学系统1装入整机。可以理解的是,支架10为不透光材料制成,以避免光线穿透支架10射向第一光学组件20中光学元件。其中,不透光材料为不允许光线透过的材料,比如不透光的塑料、金属或树脂等,本申请对支架10的具体制备材料并不进行限制。
具体地,第一光学组件20为光学元件的集合。第一光学组件20可以包括一个或多个光学元件。光学元件采用透光材料制作,以允许光线通过,并对光线进行调节,比如,改变光线的传播方向,改变若干条光线组成的光束所呈现的光斑形态、光斑尺寸等。其中,透光材料为允许光线通过的材料,比如透光的玻璃、塑料或树脂等。在一个或多个实施例中,第一光学组件20中的光学元件包括透镜,且当第一光学组件20中的光学元件包括透镜时,透镜可以包括凸透镜、凹透镜、球面镜以及非球面镜。本申请对于第一光学组件20所包括的透镜的数量,种类以及透镜的光学参数等均不作限制,具体可根据实际需求进行设计。可以理解的是,本申请提供的光学系统1通过支架10内设置的第一容纳腔13为第一光学组件20提供安装空间,并通过第一限位组件40对第一光学组件20中的光学元件进行定位,使得支架10可以直接安装第一光学组件20,即支架10复用了镜筒的功能。相比相关技术中,光学系统需要设置镜筒安装第一光学组件20,再将镜筒安装在支架10上,本申请可以简化光学系统的生产和装配流程,而且可以减少光学系统1中的零件数量,进而降低生产成本。
结合图1、图2和图3,在一种具体的实施方式中,光学系统1包括一个第一光学组件20;相应地,支架10上设有一个第一容纳腔13,光学系统1包括与一个第一光学组件20对应的一个第一限位组件40。在其他可选的实施方式中,光学系统1包括多个第一光学组件20(多个是指两个及以上,以下同);相应地,支架10上设有与多个第一光学组件20一一对应的多个第一容纳腔13;光学系统1包括与多个第一容纳腔13一一对应的多个第一限位组件40。
请参照图1和图3所示,第一光学组件20包括一个或多个透镜(如图3中的第一透镜21、第二透镜22以及第一中间透镜组23)。第一光学组件20具有第一光学面2和第二光学面2b,其中,第一光学组件20中的每个透镜都包括沿着第一轴向方向AX1排列的两个相对设置的光学面,光线可以从两个相对设置的光学面中的一个光学面射入,并从两个相对设置的光学面中的另一个光学面射出;第一光学面2为第一光学组件20所包括的所有透镜沿着第一轴向方向AX1排布时,排在第一个的光学面;第二光学面2b为第一光学组件20所包括的所有透镜沿着第一轴向方向AX1排布时,排在最后一个的光学面。
具体地,当第一光学组件20包括一个透镜时,第一光学面2和第二光学面2b为同一个透镜的两个相对设置的光学面。当第一光学组件20包括多个透镜时,将每个透镜的沿着第一轴向方向AX1排列的两个相对设置的光学面分别记为该透镜的第一个光学面和第二个光学面;第一光学面2为多个透镜沿着第一轴向方向AX1排布时,排在第一个的透镜的第一个光学面,第二光学面2b为多个透镜第一轴向方向AX1排布时,排在最后一个的透镜的第二个光学面。
如图2所示,第一容纳腔13的内壁呈整圈设置,包括沿着第一轴向方向AX1排布的第一内壁部分131、第一中间内壁部分133和第二内壁部分132。如图3所示,第一限位组件40包括第一限位件411和第二限位件412。第一限位件411连接于第一容纳腔13的第一内壁部分131。第二限位件412连接于第一容纳腔13的第二内壁部分132。第一光学组件20所包括的透镜沿着第一轴向方向AX1依次设置在第一中间内壁部分133所围成的容纳空间内,且第一光学组件20的第一光学面2抵靠第一限位件411,第一光学组件20的第二光学面2b抵靠第二限位件412,第一光学组件20所包括的透镜沿着第一径向方向抵靠第一中间内壁部分133。第一限位件411用于对第一光学组件20所包括的透镜进行限位,避免第一光学组件20所包括的透镜从第一内壁部分131限定的容纳空间内脱离第一容纳腔13。第二限位件412用于对第一光学组件20所包括的透镜进行限位,避免第一光学组件20所包括的透镜从第二内壁部分132限定的容纳空间内脱离第一容纳腔13。
进一步地,第一限位件411围绕第一内壁部分131设置,第一限位件411的中间还设有透光通孔,第一限位件411的透光通孔用于允许光线通过。第二限位件412围绕第二内壁部分132设置,第二限位件412的中间还设有透光通孔,第二限位件412的透光通孔用于允许光线通过。
进一步地,当第一光学组件20包括多个透镜时,第一限位组件40还包括间隔件;第一光学组件20所包括的多个透镜中,每两个相邻的透镜之间设置有一个间隔件;设置在两个相邻透镜之间的间隔件沿着第一轴向方向AX1的两端分别与所对应的两个透镜相抵接,用于使相邻两个透镜间隔设置;设置在两个相邻透镜之间的间隔件的外侧壁沿着第一径向方向与第一中间内壁部分133相抵接,可以避免间隔件沿着第一径向方向运动。比如说,第一光学组件20包括沿着第一轴向方向AX1排布的M个透镜,其中,M为大于等于2的正整数;第一限位组件40还包括(M-1)个间隔件,第m-1个透镜和第m个透镜之间设置有第m-1个间隔件,m为正整数,且2≤m≤M;第m-1个间隔件沿着第一轴向方向AX1的两端分别与第m-1个透镜的第二个光学面和第m个透镜的第一个光学面相抵接,用于使第m-1个透镜和第m个透镜间隔设置;第m-1个第一间隔件的外侧壁沿着第一径向方向与第一容纳腔13的第一中间内壁部分133相抵接,用于避免第m-1个间隔件沿着第一径向方向运动;第m-1个间隔件内还设有透光通孔,用于允许第m-1个透镜和第m个透镜之间的光线通过。
在本实施例中,第一限位组件40对第一光学组件20所包括的透镜进行限位的原理为:第一光学组件20所包括的透镜以及第一限位组件40所包括的间隔件沿着第一径向方向,均与第一容纳腔13的第一中间内壁部分133相抵接,因此,第一光学组件20所包括的透镜和第一限位组件40所包括的间隔件在第一容纳腔13内部不能沿着第一径向方向运动,只能沿着第一轴向方向AX1移动;第一限位件411和第二限位件412对第一光学组件20的第一光学面21a和第二光学面22b进行限位,将第一光学组件20所包括的透镜限定在第一容纳腔13内;每相邻两个透镜之间设置的间隔件可以为相邻两个透镜提供支撑,以使各个透镜按照预设间距间隔设置,从而将第一光学组件20所包括的透镜固定设置在第一容纳腔13内。
如图3所示,在一种具体的实施方式中,第一光学组件20包括沿着第一轴向方向AX1依次排布的第一透镜21、第一中间透镜组23以及第二透镜22,其中,第一中间透镜组23包括沿着第一轴向方向AX1依次排布的第一中间透镜231、第二中间透镜232和第三中间透镜233。第一限位件411连接于第一内壁部分131,且与第一透镜21所包括的第一个光学面(如图3中的第一光学面2)抵靠连接,用于避免第一光学组件20所包括的五个透镜从第一内壁部分131限定的容纳空间内脱离第一容纳腔13。第二限位件412连接于第二内壁部分132,且与第二透镜22的第二个光学面(如图3中的第二光学面2b)抵靠连接,用于避免第一光学组件20所包括的五个透镜从第二内壁部分132限定的容纳空间内脱离第一容纳腔13。
继续参照图3,第一限位组件40所包括的间隔件还包括第一间隔件421、第二间隔件422、第三间隔件423和第四间隔件424。第一间隔件421设置在第一透镜21的第二个光学面和第一中间透镜231的第一个光学面之间,用于为第一透镜21和第一中间透镜231提供支撑,实现第一透镜21和第一中间透镜231间隔设置。第二间隔件422设置在第一中间透镜231的第二个光学面和第二中间透镜232的第一个光学面之间,用于为第一中间透镜231和第二中间透镜232提供支撑,实现第一中间透镜231和第二中间透镜232间隔设置。第三间隔件423设置在第二中间透镜232的第二个光学面和第三中间透镜233的第一个光学面之间,用于为第二中间透镜232和第三中间透镜233提供支撑,实现第二中间透镜232和第三中间透镜233间隔设置。第四间隔件424设置在第三中间透镜233的第二个光学面和第二透镜22的第一个光学面之间,用于为第三中间透镜233和第二透镜22提供支撑,实现第三中间透镜233和第二透镜22间隔设置。
进一步地,第一限位件411的透光通孔用于允许第一透镜21对应的光线通过,第一间隔件421的透光通孔用于允许光线在第一透镜21和第一中间透镜231之间进行传输,第二间隔件422的透光通孔用于允许光线在第一中间透镜231和第二中间透镜232之间进行传输,第三间隔件423的透光通孔用于允许光线在第二中间透镜232和第三中间透镜233之间进行传输,第四间隔件424的透光通孔用于允许光线在第三中间透镜233和第二透镜22之间进行传输,第二限位件412的透光通孔用于允许第二透镜22对应的光线通过。
继续参照图2,在一种具体的实施方式中,第一中间内壁部分133包括沿着第一轴向方向AX1依次排布的第一子内壁部分1331、第一主内壁部分1333和第二子内壁部分1332;其中,第一子内壁部分1331沿着第一径向方向的尺寸大于主内壁部分1333的尺寸,第一主内壁部分1333沿着第一径向方向的尺寸大于第二子内壁部分1332的尺寸。第二限位件412与支架10一体成型,第一限位件411与支架10为独立加工的两个部件。当需要将第一光学组件20所包括的透镜装入第一容纳腔13内时,先以第一内壁部分131所限定的容纳空间为入口,将第一光学组件20所包括的透镜以及第一限位组件40所包括的第一间隔件依次放入第一容纳腔13内;当第一光学组件20所包括的透镜以及第一限位组件40所包括的第一间隔件经由第一内壁部分131所限定的容纳空间依次放入第一容纳腔13内部以后,将第一限位件411放入第一容纳腔13内,并与第一内壁部分131连接。
在一种具体的实施方式中,第一限位件411的外侧壁设置有外螺纹(未图示),第一内壁部分131设置有内螺纹(未图示);第一限位件411和第一内壁部分131通过螺纹连接;第二限位件412为第二内壁部分132向第一容纳腔13的内部延伸所形成的环形凸起。
在其他可选的实施方式中,第一限位件411通过焊接的方式与第一内壁部分131焊接连接。具体地,第一限位件411可以通过超声波焊接或激光焊接与第一内壁部分131连接。
在其他可选的实施方式中,第二限位件412也可以是与支架10独立加工的部件。具体地,第二限位件412的外侧壁可以设置有外螺纹,第二内壁部分132设置有内螺纹;第二限位件412和第二内壁部分132可以通过螺纹连接;在其他可选的实施方式中,第二限位件412可以通过焊接的方式与第二内壁部分132焊接连接。具体地,第二限位件412可以通过超声波焊接或激光焊接与第二内壁部分132连接。此时,当需要将第一光学组件20所包括的透镜装入第一容纳腔13内时,可以先将第二限位件411放入第一容纳腔13内,并与第二内壁部分131连接;然后以第一内壁部分131所限定的容纳空间为入口,将第一光学组件20所包括的透镜以及第一限位组件40所包括的间隔件依次放入第一容纳腔13内;当第一光学组件20所包括的透镜以及第一限位组件40所包括的间隔件经由第一内壁部分131所限定的容纳空间依次放入第一容纳腔13内部以后,将第一限位件411放入第一容纳腔3内,并与第一内壁部分131连接,比如螺纹连接或者焊接连接。
结合图1和图2所示,光学系统1还包括透光片60。透光片60连接于支架10的第一端面11,包括朝向第一端面11的第一透光面6a。透光片60用于为安装在支架10上的第一光学组件20提供保护,还用于允许第一光学组件20对应的光线通过。当第一光学组件20用于发射光线时,第一光学组件20发射的光线可以通过透光片60射向外部;当第一光学组件20用于接收光线时,外界的光线可以通过透光片60射入第一光学组件20。
具体地,透光片60由透光材料制成。透光材料是指允许光线通过的材料,包括透光玻璃、透光塑料或透光树脂等。本申请对于透光材料的具体种类并不进行限制。透光片60的形状可以为圆形、方形或其他形状,本申请对于透光片60形状和厚度并不进行限制,具体可以根据实际需要进行选择,本申请不做限制。
结合图1、图2和图5所示,支架10的第一端面11上设有与第一容纳腔13连通的第一通孔11a;支架10的第一端面11具有第一密封路径111,第一密封路径111围绕第一通孔11a的周侧进行设置;结合图1、图5~图6所示,光学系统1还包括第一密封连接结构71和第二密封连接结构72,第一密封连接结构71用于在第一密封路径111和第一透光面6a之间形成密封连接,第二密封连接结构72用于在第一光学元件(如图3和图6中的第一透镜21)和第一容纳腔13的内壁之间形成密封连接;其中,第一光学元件为第一光学组件20所包括的光学元件沿着第一轴向方向AX1排布时,排在第一个的光学元件(如图3和图6中的第一透镜21);第一密封连接结构71和第二密封连接结构72可以在透光片60和第一光学组件20的第一光学元件之间形成密封的第一隔腔61。
相比相关技术中,透光片60和第一光学元件之间未形成有独立的第一隔腔61,导致由透光片60靠近第一光学元件的一侧有大量的水汽可以接触到透光片60的第一透光面6a,水汽容易在透光片60的第一透光面6a上形成凝露(水汽预冷凝结成的水珠),而光线经过凝露时会发生折射偏离原来的光路,进而影响利用光线(比如激光)进行探测时的探测效果。本申请提供的光学系统1通过在透光片60和第一光学元件之间形成密封的第一隔腔61,可以使得与透光片60的第一透光面6a接触的水汽变少,从而可以有效缓解水汽在透光片60的第一透光面6a凝结导致的凝露现象。与此同时,当光学系统1应用于激光雷达时,支架10装配在激光雷达的壳体8上,支架10的第二端面12和壳体8之间形成有容纳腔81,容纳腔81内设置有激光雷达的电路系统,而电路系统在运行的过程中,会产生大量的热量,导致激光雷达运行时,容纳腔81中的水汽温度较高。如果透光片60和第一光学元件之间未形成有独立的第一隔腔61,热的水汽可以通过第一容纳腔13与透光片60的第一透光面6a接触,而透光片60靠近外界空气,温度较低,热的水汽与透光片60的第一透光面6a接触时,更容易出现凝露现象。
请参照图5、图6和图7所示,在一些具体的实施方式中,第一密封连接结构71包括第一密封凸起711、第一密封凹槽712和第一密封胶圈713。第一密封凸起711设置在第一端面11上,且沿着第一密封路径111设置;第一密封凹槽712设置在透光片60的第一透光面6a上,且与第一密封凸起711对应。第一密封胶圈713填充在第一密封凹槽712内部。第一密封凸起711嵌入第一密封凹槽712,通过第一密封胶圈713与第一密封凹槽712密封连接,进而实现第一端面11的第一密封路径111与透光片60的第一透光面6a密封连接。
请参照图5,在一种优选的实施方式中,第一密封凸起711与支架10一体成型,不仅可以更好地保证密封效果,而且便于加工。在其他可选的实施方式中,第一密封凸起711和支架10为独立成型的两个部件,第一密封凸起711可以通过焊接或者胶水粘接的方式连接于支架10上的第一密封路径111,以保证密封效果。
进一步地,第一密封凸起711采用不透明材料制成。在一种具体的实施方式中,支架10采用不透明的材料制成,相应地,与支架10一体成型的第一密封凸起711也为不透明材料所制成。第一密封凸起711采用不透明材料制成,可以提升第一隔腔61的挡光性能,降低杂散光进入第一光学组件20的几率。其中,杂散光包括第一光学组件20的预设光路范围以外的光线。具体地,杂散光可以包括第一光学组件20的预设光路范围以外的光线经过透光片60反射后进入位于第一容纳腔13的第一光学组件20所形成的光线。其中,第一光学组件20的预设光路范围是指在对第一光学组件20进行光路设计时,技术人员预先设定的可以由第一光学组件20射入和射出的光线所覆盖范围。
在其他可选的实施方式中,第一密封凹槽设712设置在第一端面11上,且沿着第一密封路径111设置,第一密封凸起711设置在第一透光面6a上,且与第一密封凹槽712对应。第一密封胶圈713填充在第一密封凹槽712内部。第一密封凸起711嵌入第一密封凹槽712,通过第一密封胶圈713与第一密封凹槽712密封连接,进而实现第一端面11的第一密封路径111与透光片60的第一透光面6a密封连接。进一步地,第一密封凸起711可以与透光片60一体成型。
在其他可选的实施方式中,第一密封连接结构包括第一焊接连接结构;第一焊接连接结构为沿着第一密封路径111的路径,对第一端面11和第一透光面6a进行焊接后所形成的焊接结构。
在一种具体的实施方式中,支架10和透光片60采用PC(聚碳酸酯)塑料,第一焊接连接结构可以为采用超声波焊接的方式沿着第一密封路径111的路径,对第一端面11和第一透光面6a进行焊接所形成的焊接结构,以在第一密封路径111和第一透镜面61之间形成密封连接。可选地,支架10还可以采用其他种类的不透光的塑胶类材料,透光片60还可以采用其他种类的可以透光的塑胶类材料,只需支架10和透光片60可以通过超声波焊接进行连接即可,本申请对支架10和透光片60的材料并不进行具体限制。
在另一种具体的实施方式中,透光片60采用透光材料,支架10采用不透光材料。第一焊接连接结构可以为采用激光焊接的方式沿着第一密封路径111的路径,对第一端面11和第一透光面6a进行焊接所形成的焊接结构,以在第一密封路径111和第一透镜面61之间形成密封连接。此时,只需支架10和透光片60可以通过激光焊接进行连接即可,本申请对支架10和透光片60的材料并不进行具体限制。
如图2所示,第一子内壁部分1331和第一主内壁部分1333之间还设置有第一连接内壁133a,具体地,第一连接内壁133a为第一主内壁部分1333靠近第一内壁部分131的一端沿着径向向外延伸所形成,第一子内壁部分1331为第一连接内壁133a靠近第一内壁部分131的一侧沿着轴向方向延伸所形成,第一子内壁部分1331与第一内壁部分131连接。结合图1和图2所示,第二密封连接结构72设置在第一连接内壁133a和第一光学元件(图3中的第一透镜21)的第二个光学面之间,用于与第一连接内壁133a和第一光学元件(图3中的第一透镜21)的第二个光学面连接,以实现第一光学元件和第一容纳腔13的内壁进行密封连接。
在一种具体的实施方式中,第二密封连接结构72包括整圈设置的第二密封胶圈721,第二密封胶圈填充在第一连接内壁133a和第一光学元件的第二个光学面之间,以将第一连接内壁133a和第一光学组件20的第一光学元件(图3中的第一透镜21)进行粘接,以实现将第一光学组件20的第一光学元件(图3中的第一透镜21)和第一容纳腔13的内壁密封连接。
继续参照图2所示,第一连接内壁133a上还设置有第二密封凹槽722,第二密封凹槽722呈整圈设置。胶圈第二密封胶圈721填充第二密封凹槽722后,将第一光学组件20的第一光学元件(图3中的第一透镜21)和第一容纳腔13的第一连接内壁133a粘接在一起。
继续参照图2所示,第一容纳腔13的内壁还包括第一挡光内壁134。第一挡光内壁134位于第一通孔11a和第一光学组件20靠近第一通孔11a的一侧之间,第一挡光内壁134所限定的空间用于允许预设光路范围内的光线射入或射出第一光学组件20。
进一步地,第一挡光内壁134的至少部分壁面上设置有多个依次排布的第一挡光槽134,角度在第一光学组件20的预设接收光路范围之外且射向第一挡光内壁134的大角度杂散光可以被第一挡光槽134反射,可以有效的损耗大角度杂散光的能量,从而可以进一步减轻大角度杂散光对光学系统1的影响。
具体地,第一挡光内壁134设置在第一通孔11a和第一内壁部分131之间,多个依次排布的第一挡光槽134呈台阶状。
继续参照图1所示,光学系统1还包括第二光学组件30和第二限位组件50。支架10上还设有第二容纳腔14,第二容纳腔14沿着第二轴向方向AX2延伸,且贯穿第一端面11和第二端面12;第二光学组件30包括至少一个光学元件,第二光学组件30所包括的光学元件沿着第二轴向方向AX2布设在第二容纳腔14内,且沿着第二径向方向与第二容纳腔14的内壁相抵接,其中,第二径向方向为垂直于第二轴向方向AX2的方向。第二光学组件30所包括的光学元件抵靠第二容纳腔14的内壁,可以避免第二光学组件30所包括的光学元件在第二容纳腔14内沿着第二径向方向移动。第二限位组件50连接于第二容纳腔14的内壁,用于对第二光学组件30所包括的光学元件进行限位,避免第二光学组件30所包括的光学元件在第二容纳腔14内沿着第二轴向方向AX2移动。
如图1所示,在一种具体的实施方式中,第二轴向方向AX2和第一轴向方向AX1平行。在其他可选的实施方式中,第二轴向方向AX2也可以和第一轴向方向AX1存在一定夹角,具体可根据实际需求设计,本申请对此并不进行限制。
可以理解的是,支架10还用于为第二光学组件30所包括的光学元件提供安装空间,采用不透明材料制成的支架10还以避免光线穿透支架10射向第二光学组件30中的光学元件。
具体地,第二光学组件30为光学元件的集合。第二光学组件30可以包括一个或多个光学元件。在一个或多个实施例中,第二光学组件30中的光学元件包括透镜,且当第二光学组件30中的光学元件包括透镜时,透镜可以包括凸透镜、凹透镜、球面镜以及非球面镜。本申请对于第二光学组件30所包括的透镜的数量,种类以及透镜的光学参数等均不作限制,具体可根据实际需求进行设计。
可以理解的是,本申请提供的光学系统1通过支架10的第二容纳腔14为第二光学组件30提供安装空间,并通过第二限位组件50对第二光学组件30中的光学元件进行定位,使得支架10还可以直接安装第二光学组件30,即支架10复用了两个镜筒的功能。相比相关技术中,光学系统需要独立制作两个独立的镜筒安装第一光学组件20和第二光学组件30,再将安装有第一光学组件20和第二光学组件30的镜筒安装在支架10上,本申请可以进一步地简化光学系统的生产和装配流程,而且可以减少光学系统1中的零件数量,进而降低生产成本。
结合图1和图4,在一种具体的实施方式中,光学系统1包括两个第二光学组件30;相应地,支架10上设有两个第二容纳腔14,光学系统1包括与两个第二光学组件30对应的两个第二限位组件50。在其他可选的实施方式中,光学系统1可以包括一个或多个第二光学组件30(多个是指两个及以上,以下同);相应地,支架10上设有与一个或多个第二光学组件30一一对应的一个或多个第二容纳腔14;光学系统1包括与一个或多个第二光学组件30一一对应的一个或多个第二限位组件50。
请参照图1和图4所示,第二光学组件30包括一个或多个透镜(如图4中的第三透镜31、第四透镜32以及第二中间透镜组33),第二光学组件30具有第三光学面3a和第四光学面3b,其中,第二光学组件30的每个透镜都包括沿着第一轴向方向AX1排列的两个相对设置的光学面,光线可以从两个相对设置的光学面中的一个光学面射入,并从两个相对设置的光学面中的另一个光学面射出。第三光学面3a为第二光学组件30所包括的透镜沿着第二轴向方向AX2排布时,排在第一个的光学面;第四光学面3b为第二光学组件30所包括的透镜沿着第二轴向方向AX2排布时,排在最后一个的光学面。
具体地,当第二光学组件30包括一个透镜时,第三光学面3a和第四光学面3b为同一个透镜的两个相对设置的光学面。当第二光学组件30包括多个透镜时,将每个透镜的沿着第二轴向方向AX2排列的两个相对设置的光学面分别记为该透镜的第一个光学面和第二个光学面;第三光学面3a为多个透镜沿着第二轴向方向AX2排布时,排在第一个的透镜的第一个光学面,第四光学面3b为多个透镜第二轴向方向AX2排布时,排在最后一个的透镜的第二个光学面。
如图2所示,第二容纳腔14的内壁为整圈设置,第二容纳腔14的内壁包括沿着第二轴向方向AX2排布的第三内壁部分141、第二中间内壁部分143和第四内壁部分142。如图4所示,第二限位组件50包括第三限位件511和第四限位件512。第三限位件511连接于第二容纳腔14的第三内壁部分141,第四限位件512连接于第四内壁部分142。第二光学组件30所包括的透镜沿着第二轴向方向AX2依次设置在第二中间内壁部分143所围成的容纳空间内,且第二光学组件30的第三光学面3a抵靠第三限位件511,第二光学组件30的第四光学面3b抵靠第四限位件512。第三限位件511用于对第二光学组件30进行限位,避免第二光学组件30所包括的透镜从第三内壁部分141限定的容纳空间内脱离第二容纳腔14。第四限位件512用于对第二光学组件30所包括的透镜进行限位,避免第二光学组件30所包括的透镜从第四内壁部分142限定的容纳空间内脱离第二容纳腔14。
进一步地,第三限位件511围绕第三内壁部分141设置,第三限位件511的中间还设有透光通孔,第三限位件511的透光通孔用于允许光线通过。第四限位件512围绕第四内壁部分142设置,第四限位件512的中间还设有透光通孔,第四限位件512的透光通孔用于允许光线通过。
进一步地,当第二光学组件30包括多个透镜时,第二限位组件50还包括间隔件;第二光学组件30所包括的多个透镜中,每两个相邻的透镜之间设置有一个间隔件;设置在两个相邻透镜之间的间隔件沿着第二轴向方向AX2的两端分别与所对应的两个相邻的透镜相抵接,用于使相邻两个透镜间隔设置;设置在两个相邻透镜之间的间隔件的外侧壁沿着第二径向方向与第二中间内壁部分143相抵接,用于避免间隔件沿着第二径向方向运动。比如说,第二光学组件30包括沿着第二轴向方向AX2排布的N个透镜,其中,N为大于等于2的正整数;第二限位组件50还包括(N-1)个间隔件,第n-1个透镜和第n个透镜之间设置有第n-1个间隔件,n为正整数,且2≤n≤N;第n-1个间隔件沿着第二轴向方向AX2的两端分别与第n-1个透镜的第二个光学面和第n个透镜的第一个光学面相抵接,用于使第n-1个透镜和第n个透镜间隔设置;第n-1个间隔件的外侧壁沿着第二径向方向与第二容纳腔14的第二中间内壁部分143相抵接,用于避免第n-1个间隔件沿着第二径向方向运动;第n-1个间隔件内还设有透光通孔,用于第n-1个透镜和第n个透镜之间的光线通过。
在本实施例中,第二限位组件50对第二光学组件30所包括的透镜进行限位的原理为:第二光学组件30所包括的透镜以及第二限位组件50所包括的间隔件沿着第二径向方向,均与第二容纳腔14的第二中间内壁部分143相抵接,因此,第二光学组件30所包括的透镜和第二限位组件50所包括的第二间隔件在第二容纳腔14内部不能沿着第二径向方向运动,只能沿着第二轴向方向AX2移动;第三限位件511和第四限位件512对第二光学组件30的第三光学面31a和第四光学面32b进行限位,将第二光学组件30所包括的透镜限定在第一容纳腔13内;每相邻两个透镜之间设置的间隔件可以为相邻两个透镜提供支撑,以使各个透镜按照预设间距间隔设置,从而将第二光学组件30所包括的透镜固定设置在第二容纳腔14内。如图4所示,在一种具体的实施方式中,第二光学组件30包括沿着第二轴向方向AX2依次排布的第三透镜31、第二中间透镜组33以及第四透镜32,其中,第二中间透镜组33包括沿着第二轴向方向AX2依次排布的第四中间透镜331。第三限位件511连接于第三内壁部分141,且与第三透镜31的第一个光学面(如图4中的第三光学面3a)抵靠连接,用于避免第二光学组件30所包括的三个透镜从第三内壁部分141限定的容纳空间内脱离第二容纳腔14。第四限位件512连接于第四内壁部分142,且与第四透镜32的第二个光学面(如图4中的第二光学面3b)抵靠连接,用于避免第二光学组件30所包括的三个透镜从第四内壁部分142限定的容纳空间内脱离第二容纳腔14。
继续参照图4,第二限位组件50还包括第五间隔件521和第六间隔件522。第五间隔件521设置在第三透镜31的第二个光学面和第四中间透镜331的第二个光学面之间,用于为第三透镜31和第四中间透镜331提供支撑,实现第三透镜31和第四中间透镜331间隔设置。第六间隔件522设置在第四中间透镜331的第二个光学面和第四透镜332的第一个光学面之间,用于为第四中间透镜331和第四透镜332提供支撑,实现第四中间透镜331和第四透镜332间隔设置。
进一步地,第三限位件511的透光通孔用于允许第三透镜31对应的光线通过,第五间隔件521的透光通孔用于允许光线在第三透镜31和第四中间透镜331之间进行传输,第六间隔件522的透光通孔用于允许光线在第四中间透镜331和第四透镜332之间进行传输,第六间隔件522的透光通孔用于允许光线在第四中间透镜331和第四透镜332之间进行传输;第四限位件512的透光通孔用于允许第二透镜22对应的光线通过。
继续参照图2,在一种具体的实施方式中,第二中间内壁部分143包括沿着第二轴向方向AX2依次排布的第三子内壁部分1431、第二主内壁部分1433和第四子内壁部分1432;其中,第三子内壁部分1431沿着第二径向方向的尺寸小于第二主内壁部分1433的尺寸,第二主内壁部分1433沿着第二径向方向的尺寸小于第四子内壁部分1432的尺寸。第三限位件511与支架10一体成型。第四限位件512与支架10为独立加工的两个部件。当需要将第二光学组件30所包括的透镜装入第二容纳腔14内时,先以第四内壁部分142所限定的容纳空间为入口,将第二光学组件30所包括的透镜以及第二限位组件50所包括的间隔件依次放入第二容纳腔14内;当第二光学组件30所包括的透镜以及第二限位组件50所包括的间隔件经由第四内壁部分142所限定的容纳空间依次放入第二容纳腔14内部以后,将第四限位件512放入第二容纳腔14内,并与第四内壁部分142连接。
在一种具体的实施方式中,第三限位件511为第三内壁部分141向第二容纳腔14的内部延伸所形成的环形凸起。第四限位件512的外侧壁设置有外螺纹,第四内壁部分142设置有内螺纹;第四限位件512和第四内壁部分142通过螺纹连接。在其他可选的实施方式中,第四限位件512通过焊接的方式与第四内壁部分142连接。具体地,第四限位件512可以通过超声波焊接或激光焊接与第四内壁部分142连接。
在其他可选的实施方式中,第三限位件511也可以是与支架10为独立加工的两个部件。第三限位件511的外侧壁设置有外螺纹,第三内壁部分141设置有内螺纹;第三限位件511和第三内壁部分141通过螺纹连接;在其他可选的实施方式中,第三限位件511可以通过焊接的方式与第三内壁部分141连接。具体地,第三限位件511可以通过超声波焊接或激光焊接的方式与第三内壁部分141连接。此时,当需要将第二光学组件30所包括的透镜装入第二容纳腔14内时,首先将第三限位件511放入第二容纳腔14内,并与第三内壁部分141连接;然后以以第四内壁部分141所限定的容纳空间为入口,将第二光学组件30所包括的透镜以及第二限位组件50所包括的第二间隔件依次放入第二容纳腔14内;当第二光学组件30所包括的透镜以及第二限位组件50所包括的第二间隔件经由第四内壁部分142所限定的容纳空间依次放入第二容纳腔14以后,将第四限位件512放入第二容纳腔14内,并与第四内壁部分142连接,比如通过螺纹连接或者焊接连接。
请参照图2所示,透光片60还用于为安装在支架10上的第二光学组件30提供保护,且还用于允许第二光学组件30对应的光线通过。当第二光学组件30用于发射光线时,第二光学组件30发射的光线可以通过透光片60射向外部;当第二光学组件30用于接收光线时,外界的光线可以通过透光片60射入第二光学组件30。
继续图1、图2和图5所示,支架10的第一端面11上还设有与第二容纳腔14连通的第二通孔11b;支架10的第一端面11具有第二密封路径112,第二密封路径112围绕第二通孔11b的周侧进行设置;请结合图1、图5~图5所示所示,光学系统1还包括第三密封连接结构73和第四密封连接结构74,第三密封连接结构73用于在第二密封路径112和第一透光面6a之间形成密封连接,第四密封连接结构74用于在第二光学元件(如图4中的第三透镜31)和第二容纳腔14的内壁之间形成密封连接;其中,第二光学元件为第二光学组件30所包括的光学元件沿着第二轴向方向AX2排布时,排在第一个的光学元件(图4中的第三透镜31);第三密封连接结构73和第四密封连接结构74可以在透光片60和第二光学组件30的第二光学元件之间形成密封的第二隔腔62。
相比相关技术中,透光片60和第二光学元件之间未形成有独立的第二隔腔62,导致由透光片60靠近第二光学元件的一侧有大量的水汽可以接触到透光片60的第一透光面6a,水汽容易在透光片60的第一透光面6a上形成凝露(水汽预冷凝结成的水珠),而光线经过凝露时会发生折射偏离原来的光路,进而影响利用光线(比如激光)进行探测时的探测效果。本申请提供的光学系统1通过在透光片60和第二光学元件之间形成密封的第二隔腔62,可以使得与透光片60的第一透光面6a接触的水汽变少,从而可以有效缓解水汽在透光片60的第一透光面6a凝结导致的凝露现象。与此同时,当光学系统1应用于激光雷达时,支架10装配在激光雷达的壳体8上,支架10的第二端面12和壳体8之间形成有容纳腔81,容纳腔81内设置有激光雷达的电路系统,而电路系统在运行的过程中,会产生大量的热量,导致激光雷达运行时,容纳腔81中的水汽温度较高。如果透光片60和第二光学元件之间未形成有独立的第二隔腔62,热的水汽可以通过第二容纳腔14与透光片60的第一透光面6a接触,而透光片60靠近外界空气,温度较低,热的水汽与透光片60的第一透光面6a接触时,更容易出现凝露现象。
继续参照图5、图6和图7所示,在一些具体的实施方式中,第三密封连接结构73包括第三密封凸起731、第三密封凹槽732和第三密封胶圈733。第三密封凸起731设置在第一端面11上,且沿着第二密封路径112设置;第三密封凹槽732设置在透光片60的第一透光面6a上,且与第三密封凸起731对应。第三密封胶圈733填充在第三密封凹槽732内部。第三密封凸起731嵌入第三密封凹槽732,通过第三密封胶圈733与第三密封凸起731密封连接,进而实现第一端面11的第二密封路径112与透光片60的第一透光面6a密封连接。
请参照图5所示,在一种优选的实施方式中,第三密封凸起731与支架10一体成型,不仅可以更好地保证密封效果,而且便于加工。在其他可选的实施方式中,第三密封凸起731和支架10为独立成型的两个部件,第三密封凸起731可以通过焊接或者胶水粘接的方式连接于支架10上的第二密封路径112,以保证密封效果。
进一步地,第三密封凸起731采用不透明材料制成。在一种具体的实施方式中,支架10采用不透明的材料制成,相应地,与支架10一体成型的第三密封凸起731也为不透明材料所制成。第三密封凸起731采用不透明材料制成,可以提升第二隔腔62的挡光性能,降低杂散光进入第二光学组件30的几率。其中,杂散光包括第二光学组件30的预设光路范围以外的光线。具体地,杂散光可以包括第二光学组件30的预设光路范围以外的光线经过透光片60反射后进入位于第二容纳腔14的第二光学组件30所形成的光线。其中,第二光学组件30的预设光路范围是指在对第二光学组件30进行光路设计时,技术人员预先设定的可以由第二光学组件30射入和射出的光线所覆盖范围。
在其他可选的实施方式中,第三密封凹槽设732设置在第一端面11上,且沿着第二密封路径112设置,第三密封凸起731设置在第一透光面6a上,且与第三密封凹槽732对应。第三密封胶圈733填充在第三密封凹槽732内部。第三密封凸起731嵌入第三密封凹槽732,通过第三密封胶圈733与第三密封凹槽732密封连接,进而实现第一端面11的第二密封路径112与透光片60的第一透光面6a密封连接。进一步地,第三密封凸起731可以与透光片60一体成型。
在其他可选的实施方式中,第三密封连接结构73包括第二焊接连接结构;第二焊接连接结构为沿着第二密封路径112的路径,对第一端面11和第一透光面6a进行焊接后所形成的焊接结构。
在一种具体的实施方式中,支架10和透光片60采用PC(聚碳酸酯)塑料,第二焊接连接结构可以为采用超声波焊接的方式沿着第二密封路径112的路径,对第一端面11和第一透光面6a进行焊接所形成的焊接结构,以在第二密封路径112和第一透镜面61之间形成密封连接。可选地,支架10还可以采用其他种类的不透光的塑胶类材料,透光片60还可以采用其他种类的可以透光的塑胶类材料,只需支架10和透光片60可以通过超声波焊接进行连接即可,本申请对支架10和透光片60的材料并不进行具体限制。
在另一种具体的实施方式中,透光片60采用透光材料,支架10采用不透光材料。第二焊接连接结构可以为采用激光焊接的方式沿着第二密封路径112的路径,对第一端面11和第一透光面6a进行焊接,以在第二密封路径112和第一透镜面61之间形成密封连接。此时,只需支架10和透光片60可以通过激光焊接进行连接即可,本申请对支架10和透光片60的材料并不进行具体限制。
请参照图4所示,在一种具体的实施方式中,第四密封连接结构74包括第四密封胶圈741。第二光学元件沿着径向的尺寸小于用于支撑第二光学元件的间隔件沿着径向的尺寸。第四密封胶圈741填充在第二光学元件的第二个光学面、用于支撑第一光学元件的第二间隔件(如图4中的第五间隔件521)以及第二中间内壁部分143所限定的空间内,以将第二光学元件和第二容纳腔14的第二中间内壁部分143粘接在一起,以实现将第二光学元件和第二容纳腔14的内壁密封连接。
进一步地,参照图4所示,用于支撑第二光学元件的间隔件的外壁面呈阶梯状,第四密封胶圈741填充在该阶梯状空间内,增加了第四密封胶圈741与第二中间内壁部分143的接触面积,便于提高第四密封胶圈741的密封效果。
继续参照图2所示,第二容纳腔14的内壁还包括第二挡光内壁144。第二挡光内壁144位于第二通孔11b和第二光学组件20靠近第二通孔11b的一侧之间,第二挡光内壁144所限定的空间用于允许预设光路范围内的光线射入或射出第二光学组件30。
进一步地,第二挡光内壁144的至少部分壁面上设置有多个依次排布的第二挡光槽144,角度在第二光学组件30的预设接收光路范围之外且射向第二挡光内壁144的大角度杂散光可以被第二挡光槽144反射,可以有效的损耗大角度杂散光的能量,从而可以进一步减轻大角度杂散光对光学系统1的影响。
具体地,第二挡光内壁144设置在第二通孔11b和第三内壁部分141之间,多个依次排布的第二挡光槽144呈台阶状。
进一步地,继续参照图5所示,相邻设置的第一密封路径111和第二密封路径112之间具有公共密封段1112,相应的,如图5所示,沿着第一密封路径111设置的第一密封凸起711和沿着第二密封路径112上设置的第二密封凸起731具有公共凸起段7131。相应地,如图5所示,第一透光面6a上所设的第一密封凹槽712和第二密封凹槽732具有公共凹槽段7132。本申请提供的光学系统1通过利用公共密封段1112,可以减少在第一端面11所需加工的密封凸起长度以及第一透光面6a上所需加工的密封凹槽长度,便于加工。
继续参见图5所示,支架10的第一端面11具有第三密封路径113,第三密封路径113围绕第一密封路径111和第二密封路径112设置;请参照图1所示,光学系统1还包括第五密封连接结构75,第五密封连接结构75用于在第三密封路径113和第一透光面6a之间形成密封连接,以进一步隔绝水汽。
继续参照图5、图6和图8所示,在一些具体的实施方式中,第五密封连接结构75包括第五密封凸起751、第五密封凹槽752和第五密封胶圈753。第五密封凸起751设置在第一端面11上,且沿着第三密封路径113设置;第五密封凹槽752设置在透光片60的第一透光面6a上,且与第五密封凸起751对应。第五密封胶圈753填充在第五密封凹槽752内部。第五密封凸起751嵌入第五密封凹槽752,通过第五密封胶圈753与第五密封凸起751密封连接,进而实现第一端面11的第三密封路径113与透光片60的第一透光面6a密封连接。
请参照图5所示,在一种优选的实施方式中,第五密封凸起751与支架10一体成型,不仅可以更好地保证密封效果,而且便于加工。在其他可选的实施方式中,第五密封凸起751和支架10为独立成型的两个部件,第五密封凸起751可以通过焊接或者胶水粘接的方式连接于支架10上的第三密封路径113,以保证密封效果。
进一步地,第五密封凸起751采用不透明材料制成。在一种具体的实施方式中,支架10采用不透明的材料制成,相应地,与支架10一体成型的第五密封凸起751也为不透明材料所制成。第五密封凸起751采用不透明材料制成,可以提升第二隔腔62的挡光性能,降低杂散光进入第一光学组件20和第二光学组件30的几率。其中,杂散光包括第一光学组件20和第二光学组件30的预设光路范围以外的光线。具体地,杂散光可以包括第一光学组件20和第二光学组件30的预设光路范围以外的光线经过透光片60反射后进入位于第一容纳腔13和第二容纳腔14所形成的光线。其中,第一光学组件20和第二光学组件30的预设光路范围是指在对第一光学组件20和第二光学组件30进行光路设计时,技术人员预先设定的可以由第一光学组件20和第二光学组件30射入和射出的光线所覆盖范围。
在其他可选的实施方式中,第五密封凹槽设752设置在第一端面11上,且沿着第三密封路径113设置,第五密封凸起751设置在第一透光面6a上,且与第五密封凹槽设752对应。第五密封胶圈753填充在第五密封凹槽设752内部。第五密封凸起751嵌入第五密封凹槽设752,通过第五密封胶圈753与第五密封凹槽设752密封连接,进而实现第一端面11的第三密封路径113与透光片60的第一透光面6a密封连接。进一步地,第五密封凸起751可以与透光片60一体成型。
在其他可选的实施方式中,第五密封连接结构75包括第三焊接连接结构;第三焊接连接结构为沿着第三密封路径113的路径,对第一端面11和第一透光面6a进行焊接后所形成的焊接结构。
在一种具体的实施方式中,支架10和透光片60采用PC(聚碳酸酯)塑料,第三焊接连接结构可以为采用超声波焊接的方式沿着第三密封路径113的路径,对第一端面11和第一透光面6a进行焊接所形成的焊接结构,以在第三密封路径113和第一透镜面61之间形成密封连接。可选地,支架10还可以采用其他种类的不透光的塑胶类材料,透光片60还可以采用其他种类的可以透光的塑胶类材料,只需支架10和透光片60可以通过超声波焊接进行连接即可,本申请对支架10和透光片60的材料并不进行具体限制。
在另一种具体的实施方式中,透光片60采用透光材料,支架10采用不透光材料。第三焊接连接结构可以为采用激光焊接的方式沿着第三密封路径113的路径,对第一端面11和第一透光面6a进行焊接,以在第三密封路径113和第一透镜面61之间形成密封连接。此时,只需支架10和透光片60可以通过激光焊接进行连接即可,本申请对支架10和透光片60的材料并不进行具体限制。
如图5所示,在一种具体的实施方式中,第三密封路径113的数量为一个;在其他可选的实施方式中,第三密封路径113的数量还可以为多个,多个第三密封路径113间隔设置,可以进行多层密封,进一步提升密封效果,减少进入第一隔腔61和第二隔腔62的水汽。
请继续参见图1,第一透光面6a与第一端面11贴合设置,可以进一步地缩小第一隔腔61和第二隔腔62的体积,从而减少第一隔腔61和第二隔腔62所能容纳的水汽,有利于进一步地降低第一隔腔61和第二隔腔62内部的水汽在第一透光面6a上凝结形成凝露的几率。
如图9至图11所示,第二方面,本申请还提供了一种激光雷达,激光雷达包括上述任一实施方式中的光学系统1;激光雷达还包括壳体8、发光模块3和探测模块2。其中,壳体8与支架10的第二端面12连接,且壳体8与第二端面12连接后,形成有容纳腔81。
其中,发光模块3设置在容纳腔81内。第二光学组件30位于发光模块3的出光侧,用于接收发光模块3发射的激光束,并向探测区域发射出射激光。进一步地,探测模块2设置在容纳腔81内。第一光学组件20位于探测模块2的入光侧,用于接收出射激光被射向探测区域内的障碍物反射后返回的回波激光,并将回波激光会聚在探测模块2上。本申请提供的激光雷达通过发光模块3发出激光,再由第一光学组件20接收发光模块3发射的激光,以向探测区域发射出射激光;然后通过探测模块2接收回波激光,并将回波激光转换成电信号,再由激光雷达的信号处理部分对电信号进行适当处理,形成点云图,通过对点云图进行处理,便可获得目标物体的距离、方位、高度、速度、姿态和形状等参数,从而实现激光的探测功能,进而可应用于汽车、机器人、物流车、巡检车等产品的导航规避、障碍物识别、测距、测速、自动驾驶等场景。
继续参见图9至图11所示,在一种具体的实施例中,激光雷达包括两个发光模块3和一个探测模块2,且两个发光模块3分别位于探测模块2的两侧,相应地,光学系统1包括与两个发光模块3一一对应的两个第二光学组件30,还包括与一个探测模块2对应的一个第一光学组件20,两个第二光学组件30设置在第一光学组件20的两侧。第一光学组件20具有第一光轴2,第二光学组件30具有第三光轴3a。
继续参见图9所示,在一种具体的实施方式中,沿着水平方向X-X,两个发光模块3均位于各自所对应的第一光学组件20的第一光轴2远离第二光学组件30的一侧,根据光学成像原理,两个第二光学组件30接收各自对应的发光模块3发射的激光束后,将引导激光束L向第一光轴2靠近第二光学组件30的一侧出射,以实现两个第二光学组件30发射的激光束在中间具有重叠区域,缩小激光雷达的探测盲区,而且在激光雷达进行近距离探测时,即使存在像素偏移,激光雷达的中心视场仍然会有激光束照射,可以有效避免激光雷达的中心视场出现点云缺失现象。
优选地,两个第二光学组件30发射的激光束覆盖的发射视场角的组合与第一光学组件20接收的激光束覆盖的接收视场角的匹配,以使第一光学组件30可以接收两个第二光学组件30射向探测区域的激光束L被探测区域内的障碍物反射后所形成的回波激光束R。本申请提供的激光雷达通过采用两个发光模块3和两个第二光学组件30进行发射视场角的拼接,不仅便于拓展激光雷达的探测视场角,而且便于缩小每个发光模块3的尺寸,便于减少所使用的发光模块3的成本。
具体地,如图9所示,沿着水平方向X-X,位于左侧的第二光学组件30发射的激光束覆盖的水平发射视场角为0~+αx,位于右侧的第二光学组件30发射的激光束覆盖的水平发射视场角为-αx~0,两个第二光学组件30发射的激光束覆盖的水平发射视场角的组合为-αx~+αx;第一光学组件20接收的激光束覆盖的水平接收视场角为-(βx/2)~+(βx/2),其中,βx=2*αx。如图10所示,沿着垂直方向Y-Y,第一光学组件20接收的激光束覆盖的垂直接收视场角为-(βy/2)~+(βy/2)。第二光学组件30发射的激光束覆盖的垂直发射视场角为-(αy/2)~+(αy/2),其中,βy=αy。
进一步地,如图9和图10所示,第一挡光内壁134包括沿着水平方向对称设置的第一挡光壁面1341和第二挡光壁面1342以及沿着垂直方向对称设置的第三挡光壁面1343和第四挡光壁面1344;第一挡光壁面1341和第二挡光壁面1342之间所限定的空间用于允许预设接收光路范围内的光线沿着水平方向X-X射入第一光学组件20。第三挡光壁面1343和第四挡光壁面1344之间所限定的空间用于允许预设接收光路范围内的光线沿着垂直方向Y-Y射入第一光学组件30。
在一种具体的实施方式中,第一挡光壁面1341和第二挡光壁面1342与第一轴向方向AX1呈角度设置,且第一挡光壁面1341和第一轴向方向AX1之间的夹角等于-(βx/2)~0,第二挡光内壁1342与第一轴向方向AX1之间的夹角等于0~+(βx/2)。第三挡光壁面1343和第四挡光壁面1344平行于第一轴向方向AX1设置。
在其他可选的实施方式中,第一挡光壁面1341和第二挡光壁面1342还可以平行于第一轴向方向AX1设置;第三挡光壁面1343和第四挡光壁面1344与第一轴向方向AX1呈角度设置,且第三挡光内壁1341和第一轴向方向AX1之间的夹角等于-(βy/2)~0,第二挡光内壁1342与第一轴向方向AX1之间的夹角等于0~+(βy/2)。
如图9所示,第一挡光壁面1341和第二挡光壁面1342上沿着壁面延伸方向依次设置有多个第一挡光槽134。如图9所示,第一限位件411的内壁4111与第一挡光内壁134接合,且第一限位件411的内壁4111沿着壁面延伸方向设有多个第三挡光槽411a;其中,第一限位件411的内壁4111上所设置的多个第三挡光槽411a与第一挡光壁面1341和第二挡光壁面1342上的第一挡光槽134接合。具体地,多个依次排布的第三挡光槽411a呈台阶状,且多个依次排布的第三挡光槽411a与呈台阶状的第一挡光槽134接合。结合图5所示,第一通孔11a在第一端面11上的边沿线包括第一圆弧段101、第二圆弧段102、第三圆弧段103和第四圆弧段104;第一圆弧段101和第二圆弧段102为第一圆形R1上的部分弧线,且第一圆弧段101和第二圆弧段102沿着水平方向X-X和垂直方向Y-Y均对称设置;第三圆弧段103和第四圆弧段104为第二圆形R2上的部分弧线,且第三圆弧段103和第四圆弧段104沿着水平方向X-X和垂直方向Y-Y均对称设置;其中,第一圆形R1和第二圆形R2为同心圆,且因为第一光学组件10满足:βx>βy,因此,第一圆形R1和第二圆形R2满足:d1>d2,d1和d2分别为第一圆形R1和第二圆形R2的直径;本实施方式中的d1>d2,以便于实现第一光学组件10沿着水平方向X-X和垂直方向Y-Y接收在预设光路范围内的光线。
进一步地,第三圆弧段103的一端通过第一水平线段1031与第一圆弧段101连接,另一端通过第二水平线段1032与第二圆弧段102连接;第一水平线段1031和第二水平线段1032位于第一直线L1上;第四圆弧段104的一端通过第三水平线段1041与第一圆弧段101连接,另一端通过第四水平线段1042与第二圆弧段1042连接;第三水平线段1041和第四水平线段1042位于第二直线L2上;可以理解的是,本申请提供的光学系统1根据第一光学组件20沿着水平方向X-X和垂直方向Y-Y的接收视场角设计第一挡光内壁134的角度以及第一通孔11a在第一端面11上沿着水平方向和垂直方向的尺寸,可以在保证第一光学组件20的接收效果的同时,缩小第一通孔11a的尺寸,进一步地降低杂散光通过第一通孔11a进入第一光学组件20的几率。
如图9所示,第二挡光内壁144包括沿着水平方向相对设置的第五挡光壁面1441和第六挡光壁面1442以及沿着垂直方向对称设置的第七挡光壁面1443和第八挡光壁面1444;第五挡光壁面1441和第六挡光壁面1442之间所限定的空间用于允许第二光学组件30发射的光线沿着水平方向X-X在预设发射光路范围内射出;第七挡光壁面1443和第八挡光壁面1444之间所限定的空间用于允许第二光学组件30发射的光线沿着垂直方向Y-Y在预设发射光路范围内射出。
在一种具体的实施方式中,如图9所示,第五挡光壁面1441与第二轴向方向AX2呈角度设置,第六挡光壁面1442平行于第二轴向方向AX2设置;位于左侧的第二光学组件30所对应的第五挡光壁面1441与第二轴向方向AX2之间的夹角为-(αx/2)~0,位于右侧的第二光学组件30所对应的第五挡光壁面1441与第二轴向方向AX2之间的夹角为0~+(αx/2)。如图11所示,第七挡光壁面1443和第八挡光壁面1444与第二轴向方向AX2呈角度设置,第七挡光壁面1443与第二轴向方向AX2之间的夹角为-(αy/2)~0,第八挡光壁面1444与第二轴向方向AX2之间的夹角为0~+(αy/2)。
具体地,第五挡光壁面1441、第七挡光壁面1443和第八挡光壁面1444沿着壁面延伸方向依次设置有多个第二挡光槽144。
如图5所示,第二通孔11b在第一端面11上的边沿线包括第五线段105、第六线段106、第七线段107和第八线段108;第五线段105和第六线段106平行设置,第七线段107和第八线段108平行设置;第五线段105分别与第五挡光壁面1441、第六挡光壁面1442、第七挡光壁面1443和第八挡光壁面1444一一对应;在本实施方式中,第二光学组件20引导激光束沿着第二轴向方向AX2朝向靠近第一光学组件30的一侧射出,第六线段106与第二轴向方向AX2之间的间距小于第五线段105与第二轴向方向AX2之间的间距,可以在保证第二光学组件30的接收效果的同时,缩小第二通孔11b的尺寸,进一步地降低杂散光通过第二通孔11b进入第二光学组件20的几率。继续参见如图1和图2所示,第一光学组件20还包括滤光片24,滤光片24设置在第一容纳腔13内,且设置在第二限位件412远离第一限位件411的一侧;滤光片24用于选取所需波长的回波激光等。在一种具体的实施方式中,滤光片24通过胶水粘接在第二限位件412远离第一限位件411的一侧。
实施例二:
如图12和图13所示,本实施例与实施一的区别在于:光学系统1还包括用于装配第二光学组件30的第二镜筒;第二镜筒安装在第二容纳腔14中。第二镜筒300内设有第二透光通道,第二透光通道沿着第二轴向方向AX2延伸,第二光学组件30所包括的光学元件沿着第二轴向方向AX2布设在第二镜筒的第二透光通道内。
在本实施例中,第一光学组件20的数量为一个,第二光学组件30的数量为一个或多个。
本实施例提供的光学系统1中,第一光学组件20直接装配在支架10内的第一容纳腔13内,第二光学组件30通过第二镜筒300进行整体装配后再通过第二镜筒300安装在支架10上。光学系统1进行装配前的光调时,可以先将装配有第一光学组件20的支架10安装在光调设备上,然后通过光调设备调节装配有第二光学组件300的第二镜筒300的位置,以使第二光学组件30到达预设安装位置,然后再将调节至预设安装位置的第二光学组件30对应的第二镜筒300固定在支架10上,以实现光学系统1的光调,相比相关技术中,由于第一光学组件20和第二光学组件30均通过镜筒进行装配,导致光学系统进行光调时,需要分别调节安装有第一光学组件20的镜筒以及安装有第二光学组件300的镜筒的位置,以使第一光学组件20和第二光学组件30分别到达各自的预设安装位置后,再将第一光学组件20和第二光学组件30固定在支架10上,光调流程复杂,本实施例提供的光学系统可以简化光调流程。
本实施例还提供一种激光雷达,该激光雷达与实施例一中激光雷达的区别在于:激光雷达中的光学系统1还包括用于装配两个第二光学组件30的两个第二镜筒300;两个第二镜筒300分别安装在两个第二容纳腔14中。第二镜筒300内设有第二透光通道310,第二透光通道310沿着第二轴向方向AX2延伸。两个第二光学组件30所包括的光学元件沿着第二轴向方向AX2布设在各自对应的第二镜筒300的第二透光通道310内。
实施例三
本实施例与实施例一或实施例二的区别在于:第一光学组件20位于发光模块2的出光侧,用于接收发光模块2发射的激光束,并向探测区域发射出射激光,第二光学组件30位于探测模块3的入光侧,用于接收出射激光被射向探测区域内的障碍物反射后返回的回波激光,并将回波激光会聚在探测模块3。
以上仅为本申请的较佳实施方式而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种光学系统,其特征在于,包括:
支架,包括第一端面以及与第一端面相背设置的第二端面;所述支架还设有第一容纳腔;所述第一容纳腔沿着第一轴向方向延伸,且贯穿所述第一端面和所述第二端面;
第一光学组件,每个所述第一光学组件包括至少一个光学元件,所述第一光学组件所包括的光学元件沿着所述第一轴向方向布设在所述第一容纳腔内,且与所述第一容纳腔的内壁相抵接。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统还包括第一限位组件;所述第一限位组件与所述第一容纳腔的内壁连接,用于对所述第一光学组件所包括的光学元件进行限位。
3.根据权利要求2所述的光学系统,其特征在于:所述第一容纳腔的内壁包括沿着所述第一轴向方向依次排布的第一内壁部分、第一中间内壁部分和第二内壁部分;所述第一光学组件包括一个或多个透镜,每个所述透镜沿着所述第一轴向方向具有相对设置的两个光学面;第一光学组件所包括的透镜与所述第一中间内壁部分相抵接;所述第一限位组件还包括:
第一限位件,所述第一限位件连接于所述第一内壁部分,且与第一光学面抵靠连接;
第二限位件,所述第二限位件连接于所述第二内壁部分,且与第二光学面抵靠连接;
其中,所述第一光学面为所述第一光学组件所包括的透镜沿着所述第一轴向方向排布时,排在第一个的光学面;所述第二光学面为所述第一光学组件所包括的透镜沿着所述第一轴向方向排布时,排在最后一个的光学面。
4.根据权利要求3所述的所述的光学系统,其特征在于:所述第一光学组件包括多个透镜;所述第一限位组件还包括间隔件;所述第一光学组件所包括的多个透镜中,每两个相邻的透镜之间设置有一个所述间隔件;所述间隔件用于使相邻两个透镜间隔设置。
5.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于:所述光学系统还包括透光片;所述透光片连接于所述支架的第一端面,包括朝向所述第一端面的第一透光面;所述透光片用于为所述第一光学组件提供保护,还用于允许所述第一光学组件对应的光线通过;
所述第一端面上设有与所述第一容纳腔连通的第一通孔,所述第一端面上具有第一密封路径;所述第一密封路径围绕所述第一通孔进行设置;所述光学系统还包括第一密封连接结构和第二密封连接结构;所述第一密封连接结构在所述第一密封路径和所述第一透光面之间形成密封连接;所述第二密封连接结构在第一光学元件和所述第一容纳腔的内壁之间形成密封连接;其中,所述第一光学元件为所述第一光学组件所包括的光学元件沿着所述第一轴向方向排布时,排布在第一个的光学元件。
6.根据权利要求5所述的光学系统,其特征在于:
所述第一密封连接结构包括第一密封凸起、第一密封凹槽和第一密封胶圈;
所述第一密封凸起设置在所述第一端面,且沿着所述第一密封路径设置,所述第一密封凹槽设置在所述第一透光面上,且与所述第一密封凸起对应,或,所述第一密封凹槽设置在所述第一端面,且沿着所述第一密封路径设置,所述第一密封凸起设置在所述第一透光面上,且与所述第一密封凹槽对应;所述第一密封胶圈填充在所述第一密封凹槽内;所述第一密封凸起嵌入第一密封凹槽,通过所述第一密封胶圈与所述第一密封凹槽密封连接;
或,所述第一密封连接结构包括第一焊接连接结构;所述第一焊接连接结构为沿着所述第一密封路径的路径,对所述第一端面和所述第一透光面进行焊接后所形成的焊接结构。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的光学系统,其特征在于;所述支架还设有第二容纳腔,所述第二容纳腔沿着第二轴向方向延伸,且贯穿所述第一端面和所述第二端面;所述光学系统还包括第二光学组件,所述第二光学组件包括至少一个光学元件;
所述第二光学组件所包括的光学元件沿着所述第二轴向方向布设在所述第二容纳腔内,且与所述第二容纳腔的内壁相抵接,或,所述光学系统还包括第二镜筒,所述第二镜筒设有第二透光通道,所述第二透光通道沿着所述第二轴向方向延伸,所述第二光学组件所包括的光学元件沿着所述第二轴向方向布设在所述第二透光通道内,所述第二镜筒安装在所述第二容纳腔内,与所述第二容纳腔的内壁连接。
8.根据权利要求7所述的光学系统,其特征在于:所述第二光学组件所包括的光学元件沿着所述第二轴向方向布设在所述第二容纳腔内,且与所述第二容纳腔的内壁相抵接;所述光学系统还包括第二限位组件;所述第二限位组件与所述第二容纳腔的内壁连接,用于对所述第二光学组件所包括的光学元件进行限位。
9.根据权利要求8所述的光学系统,其特征在于:所述第二容纳腔的内壁包括沿着第二轴向方向依次排布的第三内壁部分、第三中间内壁部分和第四内壁部分;所述第二光学组件包括一个或多个透镜,每个所述透镜沿着第二轴向方向具有相对设置的两个光学面;第二光学组件所包括的透镜与所述第二中间内壁部分相抵接;所述第二限位组件还包括:
第三限位件,所述第三限位件连接于所述第三内壁部分,且与第三光学面抵靠连接;
第四限位件,所述第四限位件连接于所述第四内壁部分,且与第四光学面抵靠连接;
其中,所述第三光学面为所述第二光学组件所包括的透镜沿着第二轴向方向排布时,排在第一个的光学面;所述第四光学面为所述第二光学组件所包括的透镜沿着第二轴向方向排布时,排在最后一个的光学面。
10.根据权利要求9所述的所述的光学系统,其特征在于:所述第二光学组件包括多个透镜;所述第二限位组件还包括间隔件;所述第一光学组件所包括的多个透镜中,每两个相邻的透镜之间设置有一个所述间隔件;所述间隔件用于使相邻两个透镜间隔设置。
11.根据权利要求7所述的光学系统,其特征在于:所述光学系统还包括透光片;所述透光片连接于所述支架的第一端面,包括朝向所述第一端面的第一透光面;所述透光片用于为所述第一光学组件和第二光学组件提供保护,还用于允许所述第一光学组件和第二光学组件对应的光线通过;
所述第一端面上设有与所述第一容纳腔连通的第一通孔,所述第一端面上具有第一密封路径;所述第一密封路径围绕所述第一通孔进行设置;所述光学系统还包括第一密封连接结构和第二密封连接结构;所述第一密封连接结构在所述第一密封路径和所述第一透光面之间形成密封连接;所述第二密封连接结构在第一光学元件和所述第一容纳腔的内壁之间形成密封连接;其中,所述第一光学元件为所述第一光学组件所包括的光学元件沿着所述第一轴向方向排布时,排布在第一个的光学元件;和/或,
所述第一端面上设有与所述第二容纳腔连通的第二通孔,所述第一端面上还具有第二密封路径;所述第二密封路径围绕所述第二通孔进行设置;所述光学系统还包括第三密封连接结构和第四密封连接结构;所述第三密封连接结构在所述第二密封路径和所述第一透光面之间形成密封连接;所述第四密封连接结构在第二光学元件和所述第二容纳腔的内壁之间形成密封连接;其中,所述第二光学元件为所述第二光学组件所包括的光学元件沿着第二轴向方向排布时,排布在第一个的光学元件。
12.根据权利要求11所述的光学系统,其特征在于:所述第一端面具有所述第二密封路径,所述光学系统包括所述第三密封连接结构和所述第四密封连接结构;
所述第三密封连接结构包括第三密封凸起、第三密封凹槽和第三密封胶圈;所述第三密封凸起设置在所述第一端面上,且沿着所述第一密封路径进行设置,所述第三密封凹槽设置在所述第一透光面上,且与所述第三密封凸起对应,或,所述第三密封凹槽设置在所述第一端面上,且沿着所述第一密封路径进行设置,所述第三密封凸起设置在所述第一透光面上,且与所述第三密封凹槽对应;所述第一密封胶圈填充在所述第三密封凹槽内;所述第三密封凸起嵌入第一密封凹槽,通过所述第三密封胶圈与所述第三密封凹槽密封连接;或,所述第三密封连接结构包括第二焊接连接结构;所述第二焊接连接结构为沿着所述第二密封路径的路径,对所述第一端面和所述第一透光面进行焊接后所形成的焊接结构。
13.根据权利要求11所述的光学系统,其特征在于:所述第一端面具有所述第一密封路径和所述第二密封路径,所述光学系统还包括所述第一密封连接结构和所述第三密封连接结构;所述第一密封路径和所述第二密封路径之间具有共用密封路段;所述第一密封连接结构和所述第三密封连接结构之间共用部分结构。
14.根据权利要求11所述的光学系统,其特征在于:所述第一端面具有所述第一密封路径和所述第二密封路径;所述第一端面还具有至少一个第三密封路径,所述第三密封路径围绕所述第一密封路径和第二密封路径进行设置;所述光学系统还包括第五密封连接结构;所述第五密封连接结构在所述第三密封路径和所述第一透光面之间形成密封连接。
15.根据权利要求14所述的光学系统,其特征在于:所述第五密封连接结构包括第五密封凸起、第五密封凹槽和第五密封胶圈;所述第五密封凸起设置在所述第一端面上,且沿着所述第三密封路径进行设置,所述第五密封凹槽设置在所述第一透光面上,且与所述第五密封凸起对应,或,所述第五密封凹槽设置在所述第一端面上,且沿着所述第三密封路径进行设置,所述第五密封凸起设置在所述第一透光面上,且与所述第五密封凹槽对应;所述第五密封胶圈填充在所述第五密封凹槽内;所述第五密封凸起嵌入第五密封凹槽,通过所述第五密封胶圈与所述第五密封凹槽密封连接;或,所述第五密封连接结构包括第三焊接连接结构;所述第三焊接连接结构为沿着所述第三密封路径的路径,对所述第一端面和所述第一透光面进行焊接后所形成的焊接结构。
16.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于:所述透光片贴合设置在所述第一端面上。
17.一种激光雷达,其特征在于,包括权利要求7-16任一项所述的光学系统;所述激光雷达还包括壳体、发光模块和探测模块;所述壳体与所述第二端面连接;所述壳体与所述第二端面连接后,形成有容纳腔;
所述发光模块和所述探测模块均设置在所述容纳腔内;
所述第二光学组件位于所述发光模块的出光侧,用于接收所述发光模块发射的激光束,并向探测区域发射出射激光,所述第一光学组件位于探测模块的入光侧,用于接收出射激光被射向探测区域内的障碍物反射后返回的回波激光,并将回波激光会聚在所述探测模块上,或,所述第一光学组件位于所述发光模块的出光侧,用于接收所述发光模块发射的激光束,并向探测区域发射出射激光,所述第二光学组件位于探测模块的入光侧,用于接收出射激光被射向探测区域内的障碍物反射后返回的回波激光,并将回波激光会聚在所述探测模块上。
18.根据权利要求17所述的激光雷达,其特征在于:所述激光雷达包括两个所述发光模块和一个所述探测模块,两个所述发光模块位于所述探测模块的两侧;所述光学系统包括两个所述第二光学组件和一个所述第一光学组件;两个所述第二光学组件位于所述第一光学组件的两侧,且分别位于两个所述发光模块的出光侧;所述第一光学组件位于所述探测模块的入光侧;
所述发光模块沿着水平方向设置在所述第二轴向方向远离所述第一光学组件的一侧;所述发光模块沿着垂直方向对称设置在所述第一轴向方向的两侧。
19.根据权利要求18所述的激光雷达,其特征在于:
所述第一端面上还设有与所述第一容纳腔连通的第一通孔;所述第一容纳腔的内壁还包括第一挡光内壁,所述第一挡光内壁位于所述第一通孔和所述第一光学组件靠近所述第一通孔的一端;所述第一挡光内壁所限定的空间用于允许预设接收光路范围内的光线射入所述第一光学组件;所述第一挡光内壁的至少部分壁面上设置有第一挡光槽;
和/或,所述第一端面上还设有与所述第一容纳腔连通的第二通孔;所述第二容纳腔的内壁还包括第二挡光内壁,所述第二挡光内壁位于所述第二通孔和所述第二光学组件靠近所述第二通孔的一端;所述第二挡光内壁所限定的空间用于允许所述第二光学组件发射的光线在预设发射光路范围出射;所述第二挡光内壁的至少部分壁面上设置有第二挡光槽。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211496066.5A CN118091603A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 光学系统及激光雷达 |
US18/518,929 US20240175986A1 (en) | 2022-11-25 | 2023-11-24 | Optical system and lidar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211496066.5A CN118091603A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 光学系统及激光雷达 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118091603A true CN118091603A (zh) | 2024-05-28 |
Family
ID=91153679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211496066.5A Pending CN118091603A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 光学系统及激光雷达 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240175986A1 (zh) |
CN (1) | CN118091603A (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN211209788U (zh) * | 2020-02-28 | 2020-08-07 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 功能组件、云台设备及移动平台 |
CN211402732U (zh) * | 2019-11-27 | 2020-09-01 | 江苏徕兹测控科技有限公司 | 一种激光扫描用测距装置 |
CN215932125U (zh) * | 2021-08-16 | 2022-03-01 | 上海禾赛科技有限公司 | 激光雷达 |
CN114815136A (zh) * | 2021-01-27 | 2022-07-29 | 浙江舜宇智能光学技术有限公司 | 光学系统、光学镜头和tof摄像模组 |
-
2022
- 2022-11-25 CN CN202211496066.5A patent/CN118091603A/zh active Pending
-
2023
- 2023-11-24 US US18/518,929 patent/US20240175986A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN211402732U (zh) * | 2019-11-27 | 2020-09-01 | 江苏徕兹测控科技有限公司 | 一种激光扫描用测距装置 |
CN211209788U (zh) * | 2020-02-28 | 2020-08-07 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 功能组件、云台设备及移动平台 |
CN114815136A (zh) * | 2021-01-27 | 2022-07-29 | 浙江舜宇智能光学技术有限公司 | 光学系统、光学镜头和tof摄像模组 |
CN215932125U (zh) * | 2021-08-16 | 2022-03-01 | 上海禾赛科技有限公司 | 激光雷达 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20240175986A1 (en) | 2024-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112616318B (zh) | 激光雷达及自动驾驶设备 | |
EP0766115B1 (en) | Lighting system with a micro-telescope integrated in a transparent plate | |
CN108663670B (zh) | 激光雷达光机装置 | |
CN112585493B (zh) | 激光收发模组及其光调方法、激光雷达及自动驾驶设备 | |
CN112585488B (zh) | 接收光学系统、激光接收模组、激光雷达和光调方法 | |
EP4332617A1 (en) | Optical detection device, driving vehicle, laser radar and detection method | |
CN112840231A (zh) | 激光雷达及具有激光雷达的设备 | |
CN111352125B (zh) | 同轴宏扫描仪系统 | |
US20200084850A1 (en) | Light grid | |
US20240118390A1 (en) | Lidar and device having lidar | |
CN118091603A (zh) | 光学系统及激光雷达 | |
US20230109942A1 (en) | Optical emitting device and optical sensor | |
CN117368886B (zh) | 一种激光发射模组及激光雷达 | |
KR102178376B1 (ko) | 전방위 무회전 스캐닝 라이다 시스템 | |
CN118191788A (zh) | 一种激光测距装置 | |
KR101916590B1 (ko) | 비구면 렌즈를 포함하는 레인센서 | |
CN114488080A (zh) | 匀光片、可用于激光雷达的光发射单元和激光雷达 | |
CN113567957B (zh) | 激光雷达的发射装置及激光雷达 | |
CN104080725A (zh) | 边界装置 | |
CN114096870A (zh) | 用于激光雷达的接收系统、激光雷达和抑制鬼线的方法 | |
KR102636500B1 (ko) | 전방위 시야각을 갖는 라이다 시스템 | |
US20240192485A1 (en) | Optical sensing device | |
KR102685735B1 (ko) | 편향된 수직 시야각을 갖는 라이다 시스템 | |
CN118642071A (zh) | 光路结构及激光雷达 | |
CN111665485B (zh) | 激光雷达 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |