CN220040769U - 一种激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种激光雷达，涉及光学测距技术领域。激光雷达包括光发射单元、光接收单元及反射镜。光发射单元用于发射探测光信号，光接收单元用于接收探测光信号产生的回波光信号，反射镜设置于光发射单元的发射端以反射探测光信号，反射镜的轴线与探测光信号的传播信号的传播方向呈夹角，或反射镜设置于光接收单元的接收端以反射回波光信号，反射镜的轴线与回波光信号的传播方向呈夹角。通过反射镜的设置，可以有效的对光路进行折叠，从而达到压缩空间的效果，使得整个光路结构更加紧凑，从而有效的减小了整个装置的体积，以降低自身的重量。

Description

一种激光雷达

技术领域

本实用新型涉及光学测距技术领域，具体而言，涉及一种激光雷达。

背景技术

激光雷达，也称光学雷达(Light Detection And Ranging)是激光探测与测距系统的简称，它通过测定传感器发射器与目标物体之间的传播距离，分析目标物体表面的反射能量大小、反射波谱的幅度、频率和相位等信息，从而呈现出目标物精确的三维结构信息。

经发明人研究发现，目前市面上现有单点激光雷达种类繁多，但一般单点激光雷达测距能力较高的情况下的重量较重，并且体积也较大，不能达到很多场景下的使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光雷达，其能够有效降低自身的重量。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种激光雷达，包括：

光发射单元，用于发射探测光信号；

光接收单元，用于接收探测光信号产生的回波光信号；

反射镜，反射镜设置于光发射单元的发射端以反射探测光信号，反射镜的轴线与探测光信号的传播方向呈夹角，或反射镜设置于光接收单元的接收端以反射回波光信号，反射镜的轴线与回波光信号的传播方向呈夹角。

在可选的实施方式中，反射镜设置于光接收单元的接收端。

在可选的实施方式中，激光雷达还包括主控板，光发射单元集成于主控板，或光接收单元集成于主控板。

在可选的实施方式中，激光雷达还包括聚光镜片，聚光镜片设置于光发射单元与反射镜之间，或聚光镜片设置于反射镜远离光接收单元的一侧。

在可选的实施方式中，激光雷达还包括镜架，镜架与聚光镜片一体成型，镜架用于安装反射镜、发射镜头及接收镜头。

在可选的实施方式中，镜架内腔涂覆有遮挡油墨。

在可选的实施方式中，发射镜头与接收镜头沿预设方向间隔设置，预设方向与发射镜头及接收镜头的轴线垂直，发射镜头靠近接收镜头的一侧的中部具有第一平面且与预设方向垂直，接收镜头靠近发射镜头的一侧的中部具有第二平面且与预设方向垂直。

在可选的实施方式中，激光雷达还包括外壳及前壳，外壳与前壳共同围成安装空间，光发射单元、光接收单元及反射镜均位于安装空间，外壳的一端与前壳通过超声波焊接或通过点胶密封连接。

在可选的实施方式中，前壳包括壳本体及面板玻璃，壳本体设置有安装腔，面板玻璃通过粘胶密封粘接于安装腔。

在可选的实施方式中，激光雷达还包括航插，航插插接于外壳的另一端且通过点胶与外壳密封连接。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型实施例提供的一种激光雷达包括光发射单元、光接收单元及反射镜。光发射单元用于发射探测光信号，光接收单元用于接收探测光信号产生的回波光信号，反射镜设置于光发射单元的发射端以反射探测光信号，反射镜的轴线与探测光信号的传播信号的传播方向呈夹角。或反射镜设置于光接收单元的接收端以反射回波光信号，反射镜的轴线与回波光信号的传播方向呈夹角。通过反射镜的设置，可以有效的对光路进行折叠，从而达到压缩空间的效果，使得整个光路结构更加紧凑，从而有效的减小了整个装置的体积，以降低自身的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的激光雷达的爆炸示意图；

图2为本实用新型实施例提供的激光雷达在第一方向上的剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的激光雷达在第二方向上的剖视图。

图标:1-激光雷达；10-光发射单元；20-光接收单元；30-反射镜；40-聚光镜片；50-镜架；60-接收镜头；62-第二平面；70-发射镜头；71-第一平面；80-滤光片；90-主控板；100-外壳；200-前壳；210-壳本体；211-安装腔；220-面板玻璃；300-航插。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

目前市面上现有单点激光雷达1种类繁多，但一般单点激光雷达1测距能力较高的情况下的体积较大、重量较重，不能达到很多场景下的使用要求，尤其是对重量的要求较为严格的领域，例如航空等领域的激光雷达1，因此需要一种重力较轻的且体积较小的激光雷达1。

针对上述问题，本实用新型实施例提供的一种激光雷达1能够有效的降低自身的体积及重力。

下面结合专利附图详细介绍本实用新型实施例提供的一种激光雷达1的具体结构及其带来的相应的技术效果。

请参考图1-图3，本实用新型实施例提供了一种激光雷达1包括光发射单元10、光接收单元20及反射镜30。光发射单元10用于发射探测光信号，光接收单元20用于接收探测光信号产生的回波光信号，反射镜30设置于光发射单元10的发射端以反射探测光信号，反射镜30的轴线与探测光信号的传播信号的传播方向呈夹角。或反射镜30设置于光接收单元20的接收端以反射回波光信号，反射镜30的轴线与回波光信号的传播方向呈夹角。

容易理解的，通过反射镜30的设置，当反射镜30设置在光接收单元20的接收端时，此时反射镜30的轴线与回波光信号的传播方向呈夹角；当反射镜30设置在光发射单元10的发射端时，此时反射镜30的轴线与探测光信号的传播方向呈夹角，均可以有效的对光路进行折叠，从而达到压缩空间的效果，使得整个光路结构更加紧凑，从而有效的减小了整个装置的体积，以降低自身的重量。

需要说明的是，当光发射单元10发出的探测光信号可以照射在障碍物表面并反射形成回波光信号。在一些实施例中，光发射单元10可以包括光发射器阵列，其中光发射器可以为面阵列排布，例如，矩形阵列排布。也可以按线阵列排布。在一些实施例中，光接收单元20可以包括光探测器阵列，其中光探测器可以为面阵列排布，或者也可以线阵列排布。

具体的，在本实施例中，反射镜30设置于光接收单元20的接收端。当然，在可选的实施方式中，反射镜30还可以设置于光发射单元10的发射端。

进一步地，激光雷达1还包括主控板90，将光发射单元10集成于主控板90，或将光接收单元20集成于主控板90。容易理解的，现有的一些激光雷达1中，光发射单元10、光接收单元20及主控板90均为独立的结构设置，而在本实施例中，通过将光发射单元10集成在主控板90上，或将光接收单元20集成在主控板90上，从而将两个结构集成于一体，相较于两个独立的结构，可以避免一些额外的连接结构，也能降低电路板的重量。

需要说明的是，在一些实施例中，当反射镜30设置于光发射单元10的发射端时，以反射探测光信号，改变了探测光信号的传播方向，可以将光发射单元10集成在主控板90上。

在本实施例中，反射镜30设置于光接收单元20的接收端时，反射镜30可以反射回波光信号，折叠了回波光信号的光路，从而改变光接收单元20的位置，可以将光接收单元20集成在主控板90上。

进一步地，激光雷达1还包括聚光镜片40，聚光镜片40设置于光发射单元10与反射镜30之间，或聚光镜片40设置于反射镜30远离光接收单元20的一侧。

需要说明的是，在一些可选的实施方式中，当反射镜30设置于光发射单元10的发射端时，用于反射光发射单元10发出的探测光信号，此时为聚光镜片40设置于反射镜30与光发射单元10之间，可以理解的，通过聚光镜片40可以将光发射单元10发出的探测光信号进行汇聚，经过聚光镜片40的探测光信号传播至反射镜30上所需的面积减小，从而可以减小反射镜30的尺寸。因此，通过上述设置降低激光雷达1的重力。

在本实施例中，当反射镜30设置于光接收单元20的接收端时，回波光信号经过反射镜30后传播至光接收单元20上，由于聚光镜片40设置于反射镜30远离光接收单元20的一侧时，回波光信号会依次经过聚光镜片40再传播至反射镜30，由于回波光信号先经过聚光镜片40，从而可以改变回波光信号的发射角，进而可以降低反射镜30的大小，从而降低了激光雷达1的重力。

需要说明的是，激光雷达1还包括镜架50，镜架50与聚光镜片40一体成型，镜架50用于安装反射镜30、发射镜头70及接收镜头60。

在可选的实施方式中，镜架50与聚光镜片40一体成型，需要说明的是，由于镜架50与聚光镜片40一体成型，因此可以减少一级安装公差，从而可以保证聚光镜片40的位置更精确，以增强激光雷达1的性能。

需要说明的是，当镜架50由透光材料制成是，换句话说，聚光镜片40与镜架50通过透光材料一体化注塑成型时，为了避免外部的杂散光透过镜架50影响发射光路及接收光路，具体的，镜架50内腔涂覆有遮挡油墨，以将发射和接收光路与外部隔开，消除杂散光对雷达性能的影响。

当然，在另外的一些实施方式中，镜架50与聚光透镜还可以采用多色注塑的方式一体成型，其中聚光镜片40为透光材料，镜架50采用不透光的材料，以将发射光路与接收光路与外部隔开。

进一步地，在本实施例中，发射镜头70与接收镜头60沿预设方向间隔设置，预设方向与发射镜头70及接收镜头60的轴线垂直，发射镜头70靠近接收镜头60的一侧的中部具有第一平面71且与预设平面垂直，接收镜头60靠近发射镜头70的一侧的中部具有第二平面62且与预设方向垂直。

需要说明的是，发射镜头70与靠近接收镜头60相对的一侧的中部也可以设置有第一平面71，同样的，接收镜头60与靠近发射镜头70相对的一侧的中部也可以设置有第二平面62。以保证发射镜头70与接收镜头60的美观度。

在现有的一些激光雷达1的发射镜头70靠近接收镜头60的一侧与接收镜头60靠近发射镜头70的一侧均为凸弧状，因此，发射镜头70与接收镜头60的中心距离较大，需要说明的是，发射镜头70与接收镜头60的中心距离可以理解为发射镜头70的中心与接收镜头60的中心的距离，也即，可以理解为发射镜头70的轴线与接收镜头60的轴线之间的轴间距。

通过上述设置，能够使得接收镜头60与发射镜头70之间的中心距减小，容易理解的，发射镜头70与接收镜头60的中心距离越近，探测光信号与回波光信号的重叠越多，则盲区越小。

进一步地，在本实施例中，激光雷达1还包括设置于镜架50上的滤光片80，滤光片80位于反射镜30与光接收单元20之间，当然为了保证激光雷达1的性能，在接收镜头60与反射镜30之间还可以设置滤光片80。

需要说明的是，在本实施例中，光发射单元10发出的探测光信号能够依次经过发射镜头70，在遇到障碍物时产生的回波光信号会依次通过接收镜头60、汇聚镜片、反射镜30及滤光片80进而传播至光接收单元20。

进一步地，激光雷达1还包括外壳100及前壳200，外壳100与前壳200共同围成安装空间，光发射单元10、光接收单元20、反射镜30、镜架50、接收透镜及发射透镜均位于安装空间内。在本实施例中，外壳100的一端与前壳200通过超声波焊接或通过点胶密封连接。

需要说明的是，在现有的一些激光雷达1中，外壳100与前壳200大多采用密封圈进行密封。而本实施例中，前壳200与外壳100通过超声波焊接或通过点胶密封连接，需要说明的是，通过超声波焊接连接或点胶密封连接的前壳200与外壳100具有良好的密封性，相对于通过密封圈进行密封，减少了密封圈的使用，从而降低了激光雷达1的重量。

具体的，在本实施例中，前壳200与外壳100的一端通过点胶密封连接，需要说明的是，点胶密封连接可以理解为通过在前壳200与外壳100的出连续点胶，进而使得前壳200与外壳100连接。

其中前壳200包括壳本体210及面板玻璃220，壳本体210设置有安装腔211，面板玻璃220通过粘胶密封粘接于安装腔211。需要说明的是，本实施例中的探测光信号可以经过发射镜头70后会经过面板玻璃220与障碍物接触，回波光信号可以依次经过面板玻璃220、接收镜头60、聚光镜片40、反射镜30及滤光片80。

需要说明的是，本实施例中的面板玻璃220安装在安装腔211中同样避免了密封圈的使用，通过粘胶粘接的方式也减少了激光雷达1的重量。

需要说明的是，在本实施例中，面板玻璃220使用的粘胶为背胶。

进一步地，激光雷达1还包括航插300，航插300插接于壳体的另一端且通过点胶与外壳100密封连接，同样的，航插300通过与外壳100点胶密封连接，增加了航插300与外壳100的密封性能，进而减少了激光雷达1的重量。

当然，在一些可选的实施方式中，航插300还可以通过螺钉与外壳100连接。

综上，本实用新型实施例提供的一种激光雷达1包括光发射单元10、光接收单元20及反射镜30。光发射单元10用于发射探测光信号，光接收单元20用于接收探测光信号产生的回波光信号，反射镜30设置于光发射单元10的发射端以反射探测光信号，反射镜30的轴线与探测光信号的传播信号的传播方向呈夹角。或反射镜30设置于光接收单元20的接收端以反射回波光信号，反射镜30的轴线与回波光信号的传播方向呈夹角。通过反射镜30的设置，可以有效的对光路进行折叠，从而达到压缩空间的效果，使得整个光路结构更加紧凑，从而有效的减小了整个装置的体积，以降低自身的重量。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括：

光发射单元，用于发射探测光信号；

光接收单元，用于接收所述探测光信号产生的回波光信号；

反射镜，所述反射镜设置于所述光发射单元的发射端以反射所述探测光信号，所述反射镜的轴线与所述探测光信号的传播方向呈夹角，或所述反射镜设置于所述光接收单元的接收端以反射所述回波光信号，所述反射镜的轴线与所述回波光信号的传播方向呈夹角。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于：

所述反射镜设置于所述光接收单元的接收端。

3.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主控板，所述光发射单元集成于所述主控板，或所述光接收单元集成于所述主控板。

4.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聚光镜片，所述聚光镜片设置于所述光发射单元与所述反射镜之间，或所述聚光镜片设置于所述反射镜远离所述光接收单元的一侧。

5.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于：

所述激光雷达还包括镜架，所述镜架与所述聚光镜片一体成型，所述镜架用于安装所述反射镜、发射镜头及接收镜头。

6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于：

所述镜架内腔涂覆有遮挡油墨。

7.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于：

所述发射镜头与所述接收镜头沿预设方向间隔设置，所述预设方向与所述发射镜头及所述接收镜头的轴线垂直，所述发射镜头靠近所述接收镜头的一侧的中部具有第一平面且与所述预设方向垂直，所述接收镜头靠近所述发射镜头的一侧的中部具有第二平面且与所述预设方向垂直。

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外壳及前壳，所述外壳与所述前壳共同围成安装空间，所述光发射单元、光接收单元及反射镜均位于所述安装空间，所述外壳的一端与所述前壳通过超声波焊接或通过点胶密封连接。

9.根据权利要求8所述的激光雷达，其特征在于：

所述前壳包括壳本体及面板玻璃，所述壳本体设置有安装腔，所述面板玻璃通过粘胶密封粘接于所述安装腔。

10.根据权利要求8所述的激光雷达，其特征在于：

所述激光雷达还包括航插，所述航插插接于所述外壳的另一端且通过点胶与所述外壳密封连接。