CN206863212U - 多发射光源的激光雷达扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多发射光源的激光雷达扫描装置，包括MEMS微转镜和激光发射光源，所述激光发射光源的光束投射到所述MEMS微转镜上，并随着所述MEMS微转镜的摆转向外界出射形成一个激光扫描区域；所述激光发射光源至少包括第一发射光源和第二发射光源，所述第一发射光源和所述第二发射光源间隔设置并以不同入射角度投射到所述MEMS微转镜上，经所述MEMS微转镜反射后向外界对应出射形成第一扫描区域和第二扫描区域，且所述第一扫描区域与所述第二扫描区域相连接形成所述激光扫描区域；从而增大激光扫描视场角度和扫描密度，提高激光扫描效率。

Description

多发射光源的激光雷达扫描装置

技术领域

本实用新型涉及一种多发射光源的激光雷达扫描装置。

背景技术

激光雷达LiDAR(Light Laser Detection and Ranging)，是激光探测及测距***的简称，它是用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物，至少包括发射器和接收器。发射器是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固态激光器等；接收器采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。

现有技术的激光雷达扫描技术通常只有一个激光发射器，单束激光打到上下左右震颤的MEMS微转镜的镜面后再向外界出射，从而对外形成一个扫描区域。由于所述MEMS微转镜的扫描角度的限制，极大的影响了激光雷达扫描技术的应用范围。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供了一种多发射光源的激光雷达扫描装置，其通过设置两个以上激光发射光源对激光扫描区域进行分区扫描，从而增大激光扫描视场角度和扫描密度，提高激光扫描效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种多发射光源的激光雷达扫描装置，包括MEMS微转镜和激光发射光源，所述激光发射光源的光束投射到所述MEMS微转镜上，并随着所述MEMS微转镜的摆转向外界出射形成一个激光扫描区域；所述激光发射光源至少包括第一发射光源和第二发射光源，所述第一发射光源和所述第二发射光源间隔设置并以不同入射角度投射到所述MEMS微转镜上，经所述MEMS微转镜反射后向外界对应出射形成第一扫描区域和第二扫描区域，所述第一扫描区域与所述第二扫描区域相连接形成所述激光扫描区域，且所述第一扫描区域与所述第二扫描区域之间具有部分重叠区域。

优选的，所述激光发射光源的入射光束与所述MEMS微转镜的水平扫描平面和垂直扫描平面形成一定的入射角。

优选的，所述激光发射光源采用周向阵列分布或多个周向阵列的叠加分布。

优选的，每个激光发射光源包括一激光发射器，且每个激光发射器连接一激光准直器，经所述激光准直器进行准直处理后再投射到所述MEMS微转镜上。

本实用新型的有益效果是：

(1)、本实用新型的激光雷达扫描装置包括两个以上激光发射光源，使其分别对应所述激光扫描区域的两个以上子区域，从而使得无需扩大MEMS微转镜的摆动角度的情况下即可扩大激光扫描区域，降低了MEMS微转镜的技术难度和加工成本，能够轻松实现大范围的激光扫描，并提高了激光扫描效率；

(2)、本实用新型通过对所述激光扫描区域进行分区扫描，使得MEMS微转镜的摆动角度较小，从而提高了激光扫描视场角度和扫描密度；

(3)、相邻两个子区域之间具有部分重叠区域，能够避免区域邻接处的激光信号丢失，提高激光扫描的全面性；

(4)、所述激光发射光源的入射光束与所述MEMS微转镜的水平扫描平面和垂直扫描平面形成一定的入射角，从而使得反射光束避开所述入射激光装置，避免二者互相干涉，来实现最大的扫描视场扩展；

(5)、激光发射光源周向阵列分布或多个周向阵列的叠加分布，能够在二维或三维空间上实现大范围的激光扫描；

(6)、本实用新型通过多个发射光源进行辅助扫描，各个激光器可轮流发射激光束，从而提高整个激光雷达扫描装置的重复率，避免单个激光器的重复率限制问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的多发射光源的激光雷达扫描装置的扫描光路示意图；

图中：

10-激光发射光源；11-第一发射光源；12-第二发射光源；

20-激光扫描区域；21-第一扫描区域；22-第二扫描区域；

30-MEMS微转镜；40-入射光束；50-出射光束。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型的一种多发射光源的激光雷达扫描装置，包括MEMS微转镜30和激光发射光源11、12，所述激光发射光源11、12的光束投射到所述MEMS微转镜30上，并随着所述MEMS微转镜30的摆转向外界出射形成一个激光扫描区域21、22；所述激光发射光源至少包括第一发射光源11和第二发射光源12，所述第一发射光源11和所述第二发射光源12间隔设置并以不同入射角度投射到所述MEMS微转镜30上，经所述MEMS微转镜30反射后向外界对应出射形成第一扫描区域21和第二扫描区域22，且所述第一扫描区域21与所述第二扫描区域22相连接形成所述激光扫描区域。

本实施例中，所述第一扫描区域21与所述第二扫描区域22之间具有部分重叠区域。每个激光发射光源11、12包括一激光发射器(图中未示出)，且每个激光发射器连接一激光准直器(图中未示出)，经所述激光准直器进行准直处理后再投射到所述MEMS微转镜30上。其中，从激光发射光源11、12至MEMS微转镜30之间的激光称为入射光束40，从MEMS微转镜30到外界扫描区域之间的激光称为出射光束50，不同角度的入射光束40投射到所述MEMS微转镜30后，所反射得到的出射光束50的角度也不同，从而形成不同的扫描区域。本实施例中，所述激光发射光源的入射光束与所述MEMS微转镜的水平扫描平面和垂直扫描平面形成一定的入射角，从而使得反射光束避开入射激光装置11，12，避免二者互相干涉，来实现最大的扫描视场扩展。

根据所需扫描区域的扫描范围，所述激光发射光源可设置两个以上并采用周向阵列分布或多个周向阵列的叠加分布，每个发射光源的对应扫描区域组成所需的整体扫描区域：即，当所述激光扫描区域宽度较窄且沿横向延伸时，所述激光发射光源可采用周向阵列分布；当所述激光扫描区域宽度较窄且沿纵向延伸时，所述激光发射光源可采用纵向阵列分布；当所述激光扫描区域的面积较大时，所述激光发射光源可进行三维分布，即，同时进行周向阵列分布和纵向阵列分布。并且，所述激光发射光源的数量和布局可根据所述激光扫描区域的大小进行设置。

例如，大部分二维MEMS微转镜的水平转角是几度到几十度(比如说45度)。本申请通过多个激光发射光源进行发射激光光束，每个入射光束40以不同的入射角投射到所述MEMS微转镜30上，可以扩大视场角度。

以周向阵列分布的3个激光发射光源为例，假设所述MEMS微转镜的水平视场角为45度角：

如果相邻两束入射光束40之间为30度角，则总共的视场角是：45+30＝75；

如果相邻两束入射光束40之间为25度角，则总共的视场角是：45+25＝70；

如果相邻两束入射光束40之间为20度角，则总共的视场角是：45+20＝60。

同样的，通过纵向阵列分布多个激光发射光源也可以能够实现扩角。从而能够解决所述MEMS微转镜30的摆转角度偏小的问题，扩大激光雷达扫描装置的视场角。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种多发射光源的激光雷达扫描装置，包括MEMS微转镜和激光发射光源，所述激光发射光源的光束投射到所述MEMS微转镜上，并随着所述MEMS微转镜的摆转向外界出射形成一个激光扫描区域；其特征在于，所述激光发射光源至少包括第一发射光源和第二发射光源，所述第一发射光源和所述第二发射光源间隔设置并以不同入射角度投射到所述MEMS微转镜上，经所述MEMS微转镜反射后向外界对应出射形成第一扫描区域和第二扫描区域，所述第一扫描区域与所述第二扫描区域相连接形成所述激光扫描区域，且所述第一扫描区域与所述第二扫描区域之间具有部分重叠区域。

2.根据权利要求1所述的一种多发射光源的激光雷达扫描装置，其特征在于：所述激光发射光源的入射光束与所述MEMS微转镜的水平扫描平面和垂直扫描平面形成一定的入射角。

3.根据权利要求1所述的一种多发射光源的激光雷达扫描装置，其特征在于：所述激光发射光源采用周向阵列分布或多个周向阵列的叠加分布。

4.根据权利要求1所述的一种多发射光源的激光雷达扫描装置，其特征在于：每个激光发射光源包括一激光发射器，且每个激光发射器连接一激光准直器，经所述激光准直器进行准直处理后再投射到所述MEMS微转镜上。