CN219162433U - 镜组消光结构及激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请涉及激光雷达技术领域，并提供了一种镜组消光结构及激光雷达，其中镜组消光结构包括第一准直透镜和第二准直透镜，第二准直透镜位于第一准直透镜的出光侧，第一准直透镜和第二准直透镜之间设置有供光通过的光通道，光通道由临近第一准直透镜的一端向临近第二准直透镜的一端逐渐增大。本申请提供的镜组消光结构及激光雷达，由于激光光束在从第一准直透镜入射至第二准直透镜中时，激光光束为发散式，光通道跟随激光光束的发散方向逐渐增大，可以更好的吸收第一准直透镜和第二准直透镜之间产生的杂散光，从而减小杂散光被接收器接收的可能性，减少干扰信号，有利于激光雷达精准探测。

Description

镜组消光结构及激光雷达

技术领域

本申请属于激光雷达技术领域，更具体地说，是涉及一种镜组消光结构及激光雷达。

背景技术

近年来随着激光雷达技术的日渐成熟，使得沿着路侧部署激光雷达以实现车路协同、智能网联成为了大势趋势。激光雷达最大的优点在于可以生成三维的位置信息，能够快速确定物体的位置、尺寸大小、外部形态等，同时获得数据并生成高精度的数字地图。

激光雷达相较于摄像头等传感器，它的探测距离更远、测量精度更高，同时响应速度也更灵敏，不受环境光的影响，所以激光雷达的应用场景越来越多，应用范围越来越广。

现有激光雷达的激光发射器都有较大的发散角，而且一般情况下，发射出去的激光光斑越小越好，所以需要对发射出的激光光束进行整形。

例如申请号为202080004045.X的中国专利公开了一种激光收发模块，包括：壳体、固定在壳体内的发射模组、分束模组以及接收模组，发射模组可包括激光器和准直模块，激光器用于产生激光信号，准直模块用于对激光信号进行准直，准直模块可包括快轴准直镜组和慢轴准直镜。其中，准直模块的出射端前侧设置有第一发射光阑，快轴准直镜组与慢轴准直镜组之间设置有第二发射光阑。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：

由于出射光信号出射时带有一定扩散角，光线并非完全平行出射，出射光信号传播一段距离后，会有部分边缘的光线射向发射通道的壳体的侧壁上，反射或多次反射后射向接收模组成为内部杂散光，这些杂散光被接收传感器接收后会产生干扰信号，不利于激光雷达精准探测。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种镜组消光结构及激光雷达，以解决以下技术问题：

常见激光发射器发射出的激光光束会在快轴准直透镜(FAC)和慢轴准直透镜(SAC)之间来回反射产生杂散光，这些杂散光被接收传感器接收后会产生干扰信号，不利于激光雷达精准探测。

为实现上述目的，第一方面，本申请采用的技术方案是：

提供一种镜组消光结构，第一准直透镜和第二准直透镜，所述第二准直透镜位于所述第一准直透镜的出光侧，所述第一准直透镜和所述第二准直透镜之间设置有供光通过的光通道，所述光通道由临近所述第一准直透镜的一端向临近所述第二准直透镜的一端逐渐增大。

通过上述技术方案，由于激光光束在从第一准直透镜入射至第二准直透镜中时，激光光束为发散式，光通道跟随激光光束的发散方向逐渐增大，可以更好的吸收第一准直透镜和第二准直透镜之间产生的杂散光，从而减小杂散光被接收器接收的可能性，减少干扰信号，有利于激光雷达精准探测。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述光通道由外壳和间隔设置的两块消光侧板围合形成，所述消光侧板、所述第一准直透镜和所述第二准直透镜安装于所述外壳内；和/或，

所述光通道的内壁上设置有多个消光齿。

通过上述技术方案，上述设计的光通道，结构简单，制作成本低。

在本申请的一种可实现的技术方案中，两块所述消光侧板的内侧壁上设置有所述消光齿。

通过上述技术方案，因消光齿的存在，激光光束在光通道内多次反射且被吸收，最终转化为热量被消散，而且消光齿会明显增大光通道与冷空气的接触面积，热量的散消散效率也比较高，进一步减小杂散光被接收器接收的可能性，减少干扰信号，进一步有利于激光雷达精准探测。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述消光侧板垂直于所述外壳的内表面。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述消光齿与所述第一准直透镜的光轴或所述第二准直透镜的光轴垂直布置；和/或，

所述消光齿沿着所述第一准直透镜的光轴或所述第二准直透镜的光轴方向设置有多个。

通过上述技术方案，上述设计的消光侧板和消光齿，结构简单，可以采取一体注塑的方式加工制作，成本低，而且消光齿和激光光束垂直布置，还有利于杂散光多次反射，消光效果更好，同时消光齿的数量越多，越有利于激光光束反复在光通道中反射，进一步提升了消光效果。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述外壳的内表面还设置有供所述第一准直透镜卡接安装的第一卡槽和供所述第二准直透镜卡接安装的第二卡槽。

通过上述技术方案，第一卡槽和第二卡槽加工制作方便，制作成本低，而且第一准直透镜和第二准直透镜安装较为方便。

在本申请的一种可实现的技术方案中，所述消光齿的横截面为三角形或者梯形。

通过上述技术方案，上述设计的消光齿具有斜面，有利于杂散光多次反射，消光效果更好。

为实现上述目的，第二方面，本申请采用的技术方案是：

提供一种激光雷达，包括如上述的镜组消光结构。

通过上述技术方案，在上述镜组消光结构具有上述诸多优势的基础上，激光雷达同样具有上述优势，即：由于激光光束在从第一准直透镜入射至第二准直透镜中时，激光光束为发散式，光通道跟随激光光束的发散方向逐渐增大，可以更好的吸收第一准直透镜和第二准直透镜之间产生的杂散光，从而减小杂散光被接收器接收的可能性，减少干扰信号，有利于激光雷达精准探测。

在本申请的一种可实现的技术方案中，还包括激光发射器，所述激光发射器位于所述第一准直透镜远离所述第二准直透镜的一侧，所述激光发射器、所述第一准直透镜、所述光通道和所述第二准直透镜沿同一直线依次布置。

在本申请的一种可实现的技术方案中，还包括激光接收器、分束镜模组和反射镜模组，所述分束镜模组设于所述直线上，且位于所述第二准直透镜远离所述第一准直透镜的一侧，所述分束镜模组和所述反射镜模组平行布置。

通过上述技术方案，激光发射器发出的激光光束依次经过第一准直透镜、光通道、第二准直透镜，然后经过分束镜模组后向外出射，并在探测区域内被目标物体反射后返回反射光信号，反射光信号由分束镜模组接收并偏转后，经过反射镜模组反射至激光接收器中接收；上述直线排布的各个部件，集成程度更高，空间利用率较高，整个产品的内部结构更加紧凑，体积更小。

综上所述，本申请至少包括以下一种有益的技术效果：

由于激光光束在从第一准直透镜入射至第二准直透镜中时，激光光束为发散式，光通道跟随激光光束的发散方向逐渐增大，可以更好的吸收第一准直透镜和第二准直透镜之间产生的杂散光；

在进一步的技术方案中，激光光束在从第一准直透镜入射至第二准直透镜中的过程中，二者间来回反射所产生杂散光，会因消光齿的存在而在光通道内多次反射且被吸收，最终转化为热量被消散，而且消光齿会明显增大光通道与冷空气的接触面积，热量的散消散效率也比较高，从而减小杂散光被接收器接收的可能性，减少干扰信号，有利于激光雷达精准探测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，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镜组消光结构的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的激光雷达的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、激光发射器；

2、第一准直透镜；

3、消光侧板；31、消光齿；

4、第二准直透镜；

5、分束镜模组；

6、反射镜模组；

7、激光接收器；

8、外壳；81、第一卡槽；82、第二卡槽。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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例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”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。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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”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，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1-图2，现对本申请实施例提供的镜组消光结构及激光雷达进行说明。

本申请实施例提供一种镜组消光结构，请参阅图1，第一准直透镜2和第二准直透镜4，第二准直透镜4位于第一准直透镜2的出光侧，第一准直透镜2和第二准直透镜4之间设置有供光通过的光通道，光通道由临近第一准直透镜2的一端向临近第二准直透镜4的一端逐渐增大，具体地，光通道逐渐增大的为横截面积(即：宽度)。

其中，第一准直透镜2用于光束的快轴方向进行准直，即第一准直透镜2为快轴准直透镜(FAC)，第二准直透镜3用于对光束的慢轴方向进行准直，即第二准直透镜3为慢轴准直透镜(SAC)。

本申请提供的镜组消光结构，与现有技术相比，具有以下可预期的技术效果：

由于激光光束在从第一准直透镜2入射至第二准直透镜3中时，激光光束为发散式，光通道跟随激光光束的发散方向逐渐增大，可以更好的吸收第一准直透镜2和第二准直透镜3之间产生的杂散光，从而减小杂散光被接收器接收的可能性，减少干扰信号，有利于激光雷达精准探测。

在本实施例进一步的技术方案中，光通道由外壳8和间隔设置的两块消光侧板3围合形成，消光侧板3、第一准直透镜2和第二准直透镜4安装于外壳8内，且光通道的内壁上设置有多个消光齿31，两块消光侧板3与外壳8一体成型，具有较佳的结构强度，不易损坏且之最方便。通过上述技术方案，上述设计的光通道，结构简单，制作成本低。

在本实施例进一步的技术方案中，两块消光侧板3的内侧壁上一体成型有消光齿31，因消光齿31的存在，激光光束在光通道内多次反射且被吸收，最终转化为热量被消散，而且消光齿31会明显增大光通道与冷空气的接触面积，热量的散消散效率也比较高，进一步减小杂散光被接收器接收的可能性，减少干扰信号，进一步有利于激光雷达精准探测。

在本实施例进一步的技术方案中，消光侧板3垂直于外壳8的内表面，消光齿31与第一准直透镜2的光轴或第二准直透镜4的光轴垂直布置；而且消光齿31沿着第一准直透镜2的光轴(或第二准直透镜4的光轴)方向设置有多个，且相邻消光齿31之间间隔布置。

上述设计的消光侧板3和消光齿31，结构简单，可以采取一体注塑的方式加工制作，成本低，而且消光齿31和激光光束垂直布置，还有利于杂散光多次反射，消光效果更好；同时消光齿31的数量越多，越有利于激光光束反复在光通道中反射，进一步提升了消光效果。

具体地，外壳8的内表面还设置有供第一准直透镜2卡接安装的第一卡槽81和供第二准直透镜4卡接安装的第二卡槽82，第一卡槽81和第二卡槽82加工制作方便，制作成本低，而且第一准直透镜2和第二准直透镜4安装较为方便。

在本实施例进一步的技术方案中，消光齿31的横截面为三角形，在其他实施例中消光齿31的横截面还可以为梯形，上述设计的消光齿31具有斜面，有利于杂散光多次反射，消光效果更好。

本申请实施例还提供一种激光雷达，请参阅图2，包括如上述的镜组消光结构。

通过上述技术方案，在上述镜组消光结构具有上述诸多优势的基础上，激光雷达同样具有上述优势，即：由于激光光束在从第一准直透镜2入射至第二准直透镜3中时，激光光束为发散式，光通道跟随激光光束的发散方向逐渐增大，可以更好的吸收第一准直透镜2和第二准直透镜3之间产生的杂散光，从而减小杂散光被接收器接收的可能性，减少干扰信号，有利于激光雷达精准探测。

在本实施例进一步的技术方案中，还包括激光发射器1，激光发射器1位于第一准直透镜2远离第二准直透镜4的一侧，激光发射器1、第一准直透镜2、光通道和第二准直透镜4沿同一直线依次布置。

在本实施例进一步的技术方案中，还包括激光接收器7、分束镜模组5和反射镜模组6，分束镜模组5在本实施例中为挖孔反射镜，反射镜模组6在本实施例中为普通反射镜，挖孔反射镜和反射镜相对于上述直线呈45度角布置，分束镜模组5设于上述直线上，且位于第二准直透镜4远离第一准直透镜2的一侧，分束镜模组5和反射镜模组6平行布置。

激光发射器1发出的激光光束依次经过第一准直透镜2、光通道、第二准直透镜4，然后经过分束镜模组5后向外出射，并在探测区域内被目标物体反射后返回反射光信号，反射光信号由分束镜模组5接收并偏转后，经过反射镜模组6反射至激光接收器7中接收。

且激光发射器1、第一准直透镜2、第二准直透镜4、分束镜模组5、反射镜模组6、激光接收器7均安装于外壳8的内部。

通过上述技术方案，上述直线排布的各个部件，集成程度更高，空间利用率较高，整个产品的内部结构更加紧凑，体积更小。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种镜组消光结构，其特征在于，包括第一准直透镜(2)和第二准直透镜(4)，所述第二准直透镜(4)位于所述第一准直透镜(2)的出光侧，所述第一准直透镜(2)和所述第二准直透镜(4)之间设置有供光通过的光通道，所述光通道由临近所述第一准直透镜(2)的一端向临近所述第二准直透镜(4)的一端逐渐增大。

2.如权利要求1所述的镜组消光结构，其特征在于，所述光通道由外壳(8)和间隔设置的两块消光侧板(3)围合形成，所述消光侧板(3)、所述第一准直透镜(2)和所述第二准直透镜(4)安装于所述外壳(8)内；和/或，

所述光通道的内壁上设置有多个消光齿(31)。

3.如权利要求2所述的镜组消光结构，其特征在于，两块所述消光侧板(3)的内侧壁上设置有所述消光齿(31)。

4.如权利要求2所述的镜组消光结构，其特征在于，所述消光侧板(3)垂直于所述外壳(8)的内表面。

5.如权利要求2所述的镜组消光结构，其特征在于，所述消光齿(31)与所述第一准直透镜(2)的光轴或所述第二准直透镜(4)的光轴垂直布置；和/或，

所述消光齿(31)沿着所述第一准直透镜(2)的光轴或所述第二准直透镜(4)的光轴方向设置有多个。

6.如权利要求2所述的镜组消光结构，其特征在于，所述外壳(8)的内表面还设置有供所述第一准直透镜(2)卡接安装的第一卡槽(81)和供所述第二准直透镜(4)卡接安装的第二卡槽(82)。

7.如权利要求2所述的镜组消光结构，其特征在于，所述消光齿(31)的横截面为三角形或者梯形。

8.一种激光雷达，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的镜组消光结构。

9.如权利要求8所述的激光雷达，其特征在于，还包括激光发射器(1)，所述激光发射器(1)位于所述第一准直透镜(2)远离所述第二准直透镜(4)的一侧，所述激光发射器(1)、所述第一准直透镜(2)、所述光通道和所述第二准直透镜(4)沿同一直线依次布置。

10.如权利要求9所述的激光雷达，其特征在于，还包括激光接收器(7)、分束镜模组(5)和反射镜模组(6)，所述分束镜模组(5)设于所述直线上，且位于所述第二准直透镜(4)远离所述第一准直透镜(2)的一侧，所述分束镜模组(5)和所述反射镜模组(6)平行布置。

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