CN210666015U - 一种用于mems激光雷达的发射光路装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于MEMS激光雷达的发射光路装置，包括发射光源、二维MEMS振镜，以及从发射光源至二维MEMS振镜之间依次设置的准直透镜、线偏振片、偏振分光棱镜、直角棱镜及光阑；其中，所述线偏振片垂直于所述准直透镜；所述直角棱镜的直角边与所述偏振分光棱镜的一边贴合。该装置将大的光斑减小一半的同时保证发散角不变，适应小面积的二维MEMS振镜，降低成本，是一种新型用于MEMS激光雷达的发射光路装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光测距传感器领域，具体是一种用于MEMS激光雷达的发射光路装置。
背景技术
激光扫描测距雷达能够用于检测目标位置、轮廓和速度，激光测距雷达的应用领域逐步拓展，可用于精确测量、导航定位、安全避障，并开始应用于无人驾驶技术，激光扫描雷达是将发射的激光束通过扫描发射形成扫描截面，从而测试出待测物的特征信息。目前三维扫描激光雷达在垂直方向为多层扫描，能够很好的反应待测物的特征信息，适用于多个领域，如无人驾驶的导航，形状轮廓检测。
目前的三维扫描激光雷达多采用多线扫描方式，即发射使用多个激光管顺序发射，结构为多个激光管纵向排列，每个激光管之间有一定的夹角，垂直发射视场在30-40°，造成垂直方向体积增大，功耗散热提高，使成本居高不下，制约了多线激光雷达的发展，目前使用新的技术为MEMS（微机电系统：MEMS, Micro-Electro-Mechanical System，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置）振镜技术，通过将准直光源直接照射到MEMS振镜上实现扫描，但是一般MEMS振镜反光面直径比较小，而准直光源的直径比较大，超过了MEMS振镜反光镜的尺寸，新的技术可以使用光纤耦合然后进行准直，但是耦合效率较低，成本较高，因此需要一种新的光路装置实现光斑的减小同时又能保证光斑的发散角不变，并且能够应用于MEMS振镜激光雷达。
发明内容
本实用新型的目的在于MEMS激光雷达的发射装置中缩小光斑的同时保证发散角不变，适应小面积的二维MEMS振镜，降低成本，是一种新型用于MEMS激光雷达的发射光路。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种用于MEMS激光雷达的发射光路装置，包括发射光源、二维MEMS振镜，以及从发射光源至二维MEMS振镜之间依次设置的准直透镜、线偏振片、偏振分光棱镜、直角棱镜及光阑；其中，所述线偏振片垂直于所述准直透镜；所述直角棱镜的直角边与所述偏振分光棱镜的一边贴合。
优选的，其中，偏振分光棱镜的边长、直角棱镜直角边长、线偏振片边长均为2-6mm。
优选的，其中，所述准直透镜为非球面透镜，具体为至少两片柱透镜组合形式。
优选的，其中，所述光阑内径小于所述二维MEMS振镜的直径。
优选的，其中，所述二维MEMS振镜与偏振分光棱镜光轴保持10°~30°的夹角。
优选的，其中，设置 1~6 组所述发射光路装置，各发射光路装置呈扇形拼接。
优选的，其中，多组发射光路装置扇形拼接后的扫描角度为30°~160°。
附图说明
图1为本申请提供的一种用于MEMS激光雷达的发射光路示意图；
图2为本申请提供的一种用于MEMS激光雷达的发射光路光线传输示意图；
附图标记说明：
其中1.发射光源，2.准直透镜，3.线偏振片，4.偏振分光棱镜，5.直角棱镜，6.光阑，7.二维MEMS振镜。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述的一种用于MEMS激光雷达的发射光路做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
如图1中所示，一种用于MEMS激光雷达的发射光路装置，该装置包括发射光源1、二维MEMS振镜7，以及从发射光源1至二维MEMS振镜7之间依次设置的准直透镜2、线偏振片3、偏振分光棱镜4、直角棱镜5及光阑6；
其中，线偏振片3垂直于准直透镜2；直角棱镜5的直角边与偏振分光棱镜4的一边贴合。
发射光源1可以选取波长为905nm的75W半导体激光器，其后面放置准直透镜2，准直透镜2可以选取双柱透镜，对子午方向和弧矢方向分别进行准直；柱透镜焦距选型从5mm-40mm进行选型，两个柱透镜分别放在两个方向光斑的束腰位置，完成对光源的准直，形成长方形或者椭圆形的光斑。线偏振片3为1/2波长玻片，并且在准直透镜2后面垂直放置。偏振分光棱镜4在线偏振片3后方，并且和光线垂直，线偏振片3的上边缘和整形光斑的中心位置重合，直角棱镜5的下边缘直角边和整形光斑的中心位置重合，并且直角棱镜5的下直角边和偏振分光棱镜4的上边贴合，直角棱镜5和偏振分光棱镜4的贴合方式优选使用光敏胶进行粘接；
光阑6在偏振分光棱镜4的出射端，二维MEMS振镜7在光阑6后方，振镜反射面和出射光路夹角为30°，其中准直光源光斑大小为10*4mm，选用线偏振片3边长为5mm，直角棱镜5直角边长为5mm，偏振分光棱镜4边长为5mm，光阑6孔径为4.5mm，选用振镜反射面直径为5mm。
实施例2
如图2中所示，光线传输为：发射光源的发射光经过准直透镜2组合成为准直光线。通常光线是发散的，即开始相邻的两条光线传播后会相离越来越远，准直通俗说就是保持光线之间是平行的。准直光线的下半光线通过线偏振片3及偏振分光棱镜4；上半准直光线垂直透过直角棱镜5的直角边，照射到直角棱镜5的斜面上，且满足布儒斯特角（自然光在电介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此特定角称为布儒斯特定律。光以布儒斯特角入射时，反射光与折射光互相垂直。）条件而全反射，之后以90°转折再进入到偏振分光棱镜4，照射到棱镜内部斜面，经过棱镜内部斜面反射的光，和经过线偏振片3、偏振分光棱镜4的光一起出射，偏振分光棱镜4、光阑6、二维MEMS振镜7的光轴重合，且二维MEMS振镜7反光面和出射光路保持夹角30°，通过反射扫描形成二维扫描光幕，其扫描范围为30°~60°；
以上光路在MEMS激光雷达中有多组，具体可以为1-6组，各发射光路装置呈扇形拼接,拼接后的扫描角度为30°~160°。
线偏振片3、偏振分光棱镜4和直角棱镜5的准直光斑通过偏振和全反射技术光斑长边缩小为原来的一半，从偏振分光棱镜4出射的光斑照射到二维MEMS振镜7上实现了二维扫描，然后配合接收模块实现三维测距。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于 MEMS 激光雷达的发射光路装置，其特征在于，包括发射光源、二维MEMS振镜，以及从发射光源至二维MEMS振镜之间依次设置的准直透镜、线偏振片、偏振分光棱镜、直角棱镜及光阑；其中，所述线偏振片垂直于所述准直透镜；所述直角棱镜的直角边与所述偏振分光棱镜的一边贴合。
2.如权利要求1所述的一种用于MEMS激光雷达的发射光路装置，其特征在于，偏振分光棱镜的边长、直角棱镜直角边长、线偏振片边长均为2-6mm。
3.如权利要求1所述的一种用于MEMS激光雷达的发射光路装置，其特征在于，所述准直透镜为非球面透镜，具体为至少两片柱透镜组合形式。
4.如权利要求1所述的一种用于MEMS激光雷达的发射光路装置，其特征在于，所述光阑内径小于所述二维MEMS振镜的直径。
5.如权利要求1所述的一种用于MEMS激光雷达的发射光路装置，其特征在于，所述二维MEMS振镜与偏振分光棱镜光轴保持10°~30°的夹角。
6.如权利要求1所述的一种用于MEMS激光雷达的发射光路装置，其特征在于，设置1~6组所述发射光路装置，各发射光路装置呈扇形拼接。
7.如权利要求6所述的一种用于MEMS激光雷达的发射光路装置，其特征在于，1~6组发射光路装置扇形拼接后的扫描角度为30°~160°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020480270.8U CN210666015U (zh) | 2020-04-04 | 2020-04-04 | 一种用于mems激光雷达的发射光路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202020480270.8U CN210666015U (zh) | 2020-04-04 | 2020-04-04 | 一种用于mems激光雷达的发射光路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210666015U true CN210666015U (zh) | 2020-06-02 |
Family
ID=70822494
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202020480270.8U Active CN210666015U (zh) | 2020-04-04 | 2020-04-04 | 一种用于mems激光雷达的发射光路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210666015U (zh) |
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2020
- 2020-04-04 CN CN202020480270.8U patent/CN210666015U/zh active Active
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Legal Events
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