CN216351194U - 激光收发组件和雷达探测设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光收发组件和雷达探测设备，激光收发组件包括：电路板、辅助固定件、信号发射装置、以及信号接收装置，其中，辅助固定件与电路板连接，并且辅助固定件间隔设置有光发射通道与光接收通道，信号发射装置对应光发射通道设置用于发射激光，并且信号发射装置包括光源及第一透镜模组，信号接收装置包括安装于光接收通道内的第二透镜模组、及对应第二透镜模组设置并与电路板电连接的光电感应器，解决了激光雷达探测设备在使用过程中各部件容易发生相对偏差与异位，使用寿命不长的问题。

Description

激光收发组件和雷达探测设备

技术领域

本申请涉及光学设备领域，尤其涉及一种激光收发组件和雷达探测设备。

背景技术

目前，人们往往利用激光信号对目标物体进行探测，其工作原理是向目标物体发射探测激光信号，然后接收反射信号，并解析反射信号获得目标物体的有关信息，激光信号的收发过程依赖于激光收发组件中各个部件的精密配合。

但在现有的雷达探测设备中，激光收发组件使用打胶固定的方式固定各元件，因此在组装时存在着组装工序繁多的问题，而且通过打胶固定的激光收发组件的使用寿命也不理想，因为在使用过程中设备发烫致使胶熔化、还有雷达探测设备的运动都会导致各个部件之间的位置关系及倾斜度发生偏差，极大影响了激光信号的收发。

发明内容

本申请提供一种激光收发组件和雷达探测设备，旨在解决雷达探测设备在使用过程中各部件容易发生相对偏差与异位，使用寿命不长的问题。

第一方面，本申请提供了一种激光收发组件，包括：

电路板；

辅助固定件，辅助固定件与电路板连接，并且辅助固定件间隔设置有光发射通道与光接收通道；

信号发射装置，信号发射装置对应光发射通道设置，并且信号发射装置包括光源及第一透镜模组，用于发射激光；

信号接收装置，信号接收装置包括安装于光接收通道内的第二透镜模组、及对应第二透镜模组设置并与电路板电连接的光电感应器。

可选的，第二透镜模组可拆卸安装于光接收通道。

可选的，第二透镜模组包括透镜支架及安装于透镜支架的透镜元件，透镜支架外壁设置有第一连接部，光接收通道内壁设置有与第一连接部可拆卸配合的第二连接部，其中，第一连接部与第二连接部螺纹连接。

可选的，光接收通道靠近电路板的一端还设置有限位件，用于在第二透镜模组光轴方向上对第二透镜模组进行限位。

可选的，透镜支架外壁设置有卡合连接槽，光接收通道内壁设置有与卡合槽可拆卸配合的卡合连接部，其中，卡合连接槽与卡合连接部卡合连接。

可选的，第二透镜模组安装于光接收通道，并且第二透镜模组与辅助固定件一体成型。

可选的，信号发射装置固定于电路板靠近辅助固定件的一端。

可选的，光发射通道内壁设置有光源限位件，光源外壁形成与光源限位件限位配合的限位缺口，用于在第二透镜模组光轴方向上对光源进行限位。

可选的，第一透镜模组安装于光发射通道，并且第一透镜模组与辅助固定件一体成型。

可选的，第一透镜模组包括准直透镜与分束镜的其中一种。

可选的，第一透镜模组包括准直透镜与光楔棱镜；

其中，光楔棱镜与光源间隔设置，且准直透镜设置于光楔棱镜与光源之间；或，

准直透镜与光源间隔设置，且光楔棱镜设置于准直透镜与光源之间。

可选的，光发射通道相对于光接收通道倾斜设置，且光发射通道的倾斜角度为0°-45°。

可选的，光电感应器安装于电路板，并且电路板与辅助固定件间隔设置，辅助固定件靠近电路板上的一端上设置有调节螺纹孔，电路板上设置有对应于调节螺纹孔的调节缺口，以通过螺丝调节电路板与辅助固定件在平行于第二透镜模组光轴方向上的相对距离。

可选的，激光收发组件还包括抵接电路板与辅助固定件的弹性件。

可选的，调节螺纹孔为多个，环形布设于光发射通道开口的周向；

调节缺口为多个，环形布设于光电感应器的周向。

第二方面，本申请还提供了一种雷达探测设备，雷达探测设备包括上述的激光收发组件。

本申请实施例提供了一种激光收发组件和雷达探测设备，激光收发组件包括：电路板、辅助固定件、信号发射装置、以及信号接收装置，其中，辅助固定件与电路板连接，并且辅助固定件间隔设置有光发射通道与光接收通道，信号发射装置对应光发射通道设置用于发射激光，并且信号发射装置包括光源及第一透镜模组，信号接收装置包括安装于光接收通道内的第二透镜模组、及对应第二透镜模组设置并与电路板电连接的光电感应器，解决了激光雷达探测设备在使用过程中各部件容易发生相对偏差与异位，使用寿命不长的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请一实施例提供的一种激光收发组件的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的一种第二透镜模组与辅助固定件螺纹连接关系结构图；

图3是本申请一实施例提供的一种第二透镜模组与辅助固定件卡合连接关系结构图；

图4是本申请一实施例提供的一种第二透镜模组与辅助固定件一体成型关系结构图；

图5为本申请一实施例提供的另一种激光收发组件的结构示意图；

图6是本申请一实施例提供的一种第一透镜模组包括准直透镜的结构图；

图7是本申请一实施例提供的一种第一透镜模组包括准直透镜与光楔棱镜的结构图；

图8是本申请一实施例提供的一种光发射通道与光接收通道成倾角设置的结构图；

图9是本申请一实施例提供的一种辅助固定件与电路板可调节连接关系结构图；

附图标记：100、激光收发组件；200、电路板；210、调节缺口；300、辅助固定件；310、光发射通道；311、光源限位件；320、光接收通道；321、第二连接部；322、限位件；323、卡合连接部；330、调节螺纹孔；400、信号发射装置；410、第一透镜模组；411、准直透镜；412、光楔棱镜；420、光源； 421、限位缺口；500、信号接收装置；510、第二透镜模组；511、透镜支架；512、透镜元件；513、第一连接部；514、卡合连接槽；520、光电感应器；600、弹性件。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

附图中所示的模块结构图仅是示例说明，不是必须包括所有的结构与结构间的连接关系。在本申请的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

雷达探测设备包括激光收发组件100、支撑平台、上电路板、以及电连接于上电路板的信号处理装置，其中，激光收发组件100安装于支撑平台，上电路板与激光收发组件100电连接以控制激光收发组件100进行激光信号的收发，并通过信号处理装置处理激光收发组件100接收到的发射信号，以获取探测结果。

在一些实施方式中，雷达探测设备还包括底座与转动驱动机构，底座与支撑平台可相对转动，转动驱动机构与支撑平台连接，并用于驱动支撑平台相对底座转动，以使安装于支撑平台的激光收发组件100同时转动，实现多角度的激光收发。

请参阅图1，图1为本申请一实施例提供的一种激光收发组件100的结构示意图。

如图1所示，激光收发组件100包括电路板200、辅助固定件300、信号发射装置400、以及信号接收装置500，其中，辅助固定件300的一端与电路板200 连接，并且辅助固定件300间隔设置有光发射通道310与光接收通道320，光发射通道310与光接收通道320的一端开口朝向电路板200，信号发射装置400对应光发射通道310设置用于发射激光，并且信号发射装置400包括第一透镜模组 410及光源420，信号接收装置500包括安装于光接收通道320内的第二透镜模组 510、及对应第二透镜模组510设置并与电路板200电连接的光电感应器520。当激光收发组件100工作时，光源420发射出的激光信号通过第一透镜模组410与光发射通道310射到待识别物体上，然后对应的反射信号通过第二透镜模组510 与光接收通道320入射到光电感应器520上，以实现激光信号的收发。

具体地，电路板200与上电路板电连接，以使信号处理装置与光电感应器 520电连接，其中，光电感应器520可以是CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)感光元件，用于将接收到的光信号转化为电信号，然后信号处理装置对光电感应器520生成的电信号进行处理获取探测结果。

通过设置一体成型的辅助固定件300并在辅助固定件300上设置对应信号发射装置400的光发射通道310与对应信号接收装置500的光接收通道320，以使光源420、第一透镜模组410、第二透镜模组510、以及光电感应器520四者的相对位置固定，代替了传统雷达探测设备中激光收发组件100各部件之间采用的打胶固定方式，避免了激光雷达探测设备在使用过程中由于器件发热致胶熔化、机械旋转、材料老化等因素导致各部件发生相对偏差与异位，使得使用寿命不长的问题，同时设置一体成型的辅助固定件300还减少了安装工序。

参见图2，第二透镜模组510为对应于反射信号与光电感应器520的光学接收镜头，第二透镜模组510可拆卸安装于光接收通道320内。第二透镜模组510 包括透镜支架511及透镜元件512，其中，透镜元件512安装于透镜支架511，用于接收反射信号并在光电感应器520的感应面上成像。

在一些实施方式中，透镜支架511外壁设置有第一连接部513，光接收通道 320内壁设置有与第一连接部513可拆卸配合的第二连接部321，其中，第一连接部513与第二连接部321螺纹连接，因此通过第一连接部513与第二连接部321 的配合实现了辅助固定件300与第二透镜模组510之间的简易安装与拆卸，同时也可以在第二透镜模组510的光轴方向上，调节第二透镜模组510与辅助固定件 300的相对位置，以使透镜元件512在光电感应器520上的成像效果可调节。

在一些实施方式中，光接收通道320靠近电路板200的一端还设置有限位件 322，限位件322与透镜支架511限位配合，用于在第二透镜模组510光轴方向上对第二透镜模组510进行限位，限制了第二透镜模组510与电路板200上光电感应器520之间的间隔距离。

参见图3，在另一些实施方式中，透镜支架511外壁设置有卡合连接槽514，光接收通道320内壁设置有与卡合槽可拆卸配合的卡合连接部323，其中，卡合连接槽514与卡合连接部323卡合适配，使得透镜支架511与辅助固定件300之间实现卡接。

参见图4，在还有一些实施方式中，第二透镜模组510安装于光接收通道320 内，并且第二透镜模组510与辅助固定件300一体成型。具体地，第二透镜模组 510为一光学镜片或多个光学透镜组成的透镜组，直接将第二透镜模组510压铸在光接收通道320内，与辅助固定件300一体成型，以代替将第二透镜模组510 打胶固定在光接收通道320内的过程。

参见图5，在一些实施方式中，信号发射装置400固定于电路板200靠近光发射通道310开口的一端，光源420固定在电路板200上，电路板200与辅助固定件300贴合，以使光源420与光发射通道310的开口对应，应当理解的是，光源 420还可以与雷达探测设备中的上电路板电连接由上电路板控制激光的发射，光源420可以是固体激光器、气体激光器、液体激光器、或半导体激光器等激光发射装置，以光源420为固体激光器的实施例进行说明，光源420内包括工作物质、泵浦激励源及谐振腔，光源420与上电路板电连接，并控制泵浦激励源以使工作物质在谐振腔内往返振荡，形成激光并出射。

具体地，光发射通道310内壁设置有光源限位件311，光源420外壁形成与光源限位件311限位配合的限位缺口421，光源限位件311与限位缺口421限位配合，用于在第二透镜模组510光轴方向上进行限位，以限制对光源420进入光发射通道310的深度。

参见图6，在一些实施方式中，第一透镜模组410安装于光发射通道310内，并且第一透镜模组410与辅助固定件300一体成型。具体地，第一透镜模组410 压铸在光发射通道310内，与辅助固定件300一体成型，以代替将第一透镜模组 410打胶固定在光发射通道310内的过程。

在一些实施方式中，第一透镜模组410包括准直透镜411与分束镜中的至少一种，准直透镜411用于对光源420发射的激光进行准直处理，保证通过第一透镜模组410与光发射通道310发射出的激光信号准直，而分束器用于将光源420 发射的激光分束成多束线状激光，以实现同时向待识别物体发射多束分立的激光信号，进行多目标点的探测。当通过第一透镜模组410与光发射通道310发射出的激光光轴A与对应的反射信号光轴B平行时，本激光收发组件100和雷达探测设备可应用于TOF(Time of flight，飞行时间法)测距。

参见图7，第一透镜模组410还可以是光楔棱镜412与准直透镜411的组合，准直透镜411用于对光源420发射的激光进行准直处理，保证通过第一透镜模组 410与光发射通道310发射出的激光信号准直，光楔棱镜412用于偏折光路，令通过第一透镜模组410与光发射通道310发射出的激光光轴A与对应的反射信号光轴B成倾角。

具体地，光楔棱镜412与光源420间隔设置，且准直透镜411设置于光楔棱镜412与光源420之间，其中，光楔棱镜412与准直透镜411之间可以是贴合，也可以是间隔设置。

在另一些实施方式中，准直透镜411与光源420间隔设置，且光楔棱镜412 设置于准直透镜411与光源420之间，且准直透镜411的光轴与光楔棱镜412的出射光轴平行，其中，光楔棱镜412与准直透镜411之间可以是贴合，也可以是间隔设置。当通过第一透镜模组410与光发射通道310发射出的激光光轴A向对应的反射信号光轴B倾斜时，本激光收发组件100和雷达探测设备可应用于三角测距。

参见图8，在一些实施方式中，光发射通道310相对于光接收通道320倾斜设置，且光发射通道310的倾斜角度为0°-45°。

可以理解的是，当光发射通道310相对于光接收通道320倾斜设置时，安装于光发射通道310内的第一透镜模组410光轴方向也相对于光接收通道320倾斜，对应光发射通道310的光源420的光轴也相对于光接收通道320倾斜。当光发射通道310相对于光接收通道320倾斜设置，且通过第一透镜模组410与光发射通道310发射出的激光光轴A与对应的反射信号光轴B成倾角时，本激光收发组件100和雷达探测设备可应用于三角测距。

而当光发射通道310相对于光接收通道320平行，且通过第一透镜模组410 与光发射通道310发射出的激光光轴A与对应的反射信号光轴B平行时，本激光收发组件100和雷达探测设备可应用于TOF(Time of flight，飞行时间法)测距。

参见图9，在一些实施方式中，电路板200与辅助固定件300可调节连接。具体地，光电感应器520安装于电路板200并与电路板200电连接，并且电路板 200与辅助固定件300间隔设置，辅助固定件300靠近电路板200上的一端上设置有调节螺纹孔330，电路板200上设置有对应于调节螺纹孔330的调节缺口210，可以通过螺丝与调节螺纹孔330的配合以调节电路板200与辅助固定件300在平行于第二透镜模组510光轴方向上的相对距离，使得透镜元件512在光电感应器 520的成像效果可调节。

在一些实施方式中，激光收发组件100还包括抵接电路板200与辅助固定件 300的弹性件600，弹性件600一端抵接于电路板200靠近辅助固定件300的一端，另一端抵接于辅助固定件300靠近电路板200的一端，具体地，弹性件600可以是弹力方向与第二透镜模组510光轴方向平行的弹簧。通过设置在电路板200 与辅助固定件300之间的弹性件600，使得在通过螺丝调节电路板200与辅助固定件300的间隔距离时提升调节的精度。

在一些实施方式中，调节螺纹孔330为多个，环形布设于光发射通道310 开口的周向。示例性地，辅助固定件300上调节螺纹孔330的数量为四个，环形布设于光发射通道310开口的周向，而电路板200上与调节螺纹孔330对应的调节缺口210数量也为四个，且调节缺口210的排布与调节螺纹孔330的排布对应，同时电路板200与辅助固定件300间隔设置，中间设置抵接电路板200与辅助固定件300的弹性件600，该弹性件600为多个环形布设于光发射通道310开口的弹簧。

综上，本实用新型提供的雷达探测设备工作时，转动驱动机构驱动支撑平台相对底座转动，安装于支撑平台的激光收发组件100也随之转动。同时，上电路板控制激光收发组件100中的光源420发射激光信号，激光信号通过第一透镜模组410与光发射通道310射到待识别物体上，然后对应的反射信号通过第二透镜模组510与光接收通道320入射到光电感应器520上，信号处理装置处理激光收发组件100接收到的发射信号，以获取探测结果完成雷达探测。本实用新型通过设置设置一体成型的辅助固定件300以使光源420、第一透镜模组410、第二透镜模组510、以及光电感应器520四者的相对位置固定，避免了激光雷达探测设备在使用过程中由于器件发热致胶熔化、机械旋转、材料老化等因素导致各部件发生相对偏差与异位，使得使用寿命不长的问题，同时设置一体成型的辅助固定件300还减少了安装工序。

应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述，仅是本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种激光收发组件，其特征在于，所述激光收发组件包括：

电路板；

辅助固定件，所述辅助固定件与所述电路板连接，并且所述辅助固定件间隔设置有光发射通道与光接收通道；

信号发射装置，所述信号发射装置对应所述光发射通道设置，并且所述信号发射装置包括光源及第一透镜模组，用于发射激光；

信号接收装置，所述信号接收装置包括安装于所述光接收通道内的第二透镜模组、及对应所述第二透镜模组设置并与所述电路板电连接的光电感应器。

2.根据权利要求1所述的激光收发组件，其特征在于，所述第二透镜模组可拆卸安装于所述光接收通道。

3.根据权利要求2所述的激光收发组件，其特征在于，所述第二透镜模组包括透镜支架及安装于所述透镜支架的透镜元件，所述透镜支架外壁设置有第一连接部，所述光接收通道内壁设置有与所述第一连接部可拆卸配合的第二连接部，其中，所述第一连接部与所述第二连接部螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的激光收发组件，其特征在于，所述光接收通道靠近所述电路板的一端还设置有限位件，用于在所述第二透镜模组光轴方向上对所述第二透镜模组进行限位。

5.根据权利要求3所述的激光收发组件，其特征在于，所述透镜支架外壁设置有卡合连接槽，所述光接收通道内壁设置有与所述卡合槽可拆卸配合的卡合连接部，其中，所述卡合连接槽与所述卡合连接部卡合连接。

6.根据权利要求1所述的激光收发组件，其特征在于，所述第二透镜模组安装于所述光接收通道，并且所述第二透镜模组与所述辅助固定件一体成型。

7.根据权利要求1所述的激光收发组件，其特征在于，所述信号发射装置固定于所述电路板靠近所述辅助固定件的一端。

8.根据权利要求1-7任一项所述的激光收发组件，其特征在于，所述光发射通道内壁设置有光源限位件，所述光源外壁形成与所述光源限位件限位配合的限位缺口，用于在所述第二透镜模组光轴方向上对所述光源进行限位。

9.根据权利要求1-7任一项所述的激光收发组件，其特征在于，所述第一透镜模组安装于所述光发射通道，并且所述第一透镜模组与所述辅助固定件一体成型。

10.根据权利要求1-7任一项所述的激光收发组件，其特征在于，所述第一透镜模组包括准直透镜与分束镜的其中一种。

11.根据权利要求1-7任一项所述的激光收发组件，其特征在于，第一透镜模组包括准直透镜与光楔棱镜；

其中，所述光楔棱镜与所述光源间隔设置，且所述准直透镜设置于所述光楔棱镜与所述光源之间；或，

所述准直透镜与所述光源间隔设置，且所述光楔棱镜设置于所述准直透镜与所述光源之间。

12.根据权利要求1-7任一项所述的激光收发组件，其特征在于，所述光发射通道相对于所述光接收通道倾斜设置，且所述光发射通道的倾斜角度为0°-45°。

13.根据权利要求1-7任一项所述的激光收发组件，其特征在于，所述光电感应器安装于所述电路板，并且所述电路板与所述辅助固定件间隔设置，所述辅助固定件靠近所述电路板上的一端上设置有调节螺纹孔，所述电路板上设置有对应于所述调节螺纹孔的调节缺口，以通过螺丝调节所述电路板与所述辅助固定件在平行于所述第二透镜模组光轴方向上的相对距离。

14.根据权利要求13所述的激光收发组件，其特征在于，所述激光收发组件还包括抵接所述电路板与所述辅助固定件的弹性件。

15.根据权利要求13所述的激光收发组件，其特征在于，所述调节螺纹孔为多个，环形布设于所述光发射通道开口的周向；

所述调节缺口为多个，环形布设于所述光电感应器的周向。

16.一种雷达探测设备，其特征在于，所述雷达探测设备包括如权利要求1-15任一项所述的激光收发组件。

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