一种雷达激光发射器的制作方法

1.本技术涉及雷达探测的技术领域，尤其涉及一种雷达激光发射器。


背景技术：

2.对于服务机器人、扫地机雷达传感器的应用已经在追求多空间多维度的探测感知，但现有技术的雷达发射光路主要为单点或单线激光扫描，无法满足多方位多维度的探测需求。现有的解决方案为了满足更多方位信息的收集，比如agv无人车测距、扫地机人避障、送餐车定位等通过安装多个激光传感器，达到探测多方位多维度需求。但安装多个传感器会增大模组或机器人的空间，不利于整体空间的排布，且多个传感器之间调光困难，同时，多个激光发射器的工作算法处理会非常的复杂。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的在于：提供一种雷达激光发射器，其能够解决现有技术中的激光雷达的发射光路只能实现单点或单线激光扫描的问题。
4.为达上述目的，本技术采用以下技术方案：
5.一种雷达激光发射器，包括依次间隔排布的光源板、准直透镜和整形透镜，所述光源板朝向所述准直透镜的一侧具有一个或若干阵列的点光源，所述整形透镜包括柱面透镜，通过所述准直透镜对所述点光源发出的激光进行准直并使激光投射到所述柱面透镜上，通过所述柱面透镜对经过准直的光线进行整形形成多维激光。
6.可选的，还包括镜筒，所述光源板和所述整形透镜分别安装于所述镜筒的首尾两端，所述准直透镜安装于所述镜筒中部。
7.可选的，所述整形透镜还包括与所述镜筒的内腔配合的透光板，所述柱面透镜安装于所述透光板朝向所述准直透镜的一侧，通过所述透光板支撑所述柱面透镜。
8.可选的，所述准直透镜和/或所述整形透镜通过胶水粘紧于所述镜筒内。
9.可选的，所述光源板安装于pcb板上，所述pcb板与所述镜筒连接，通过所述pcb板支撑和控制所述光源板。
10.可选的，所述整形透镜包括一个所述柱面透镜。
11.可选的，所述光源板上具有多个排布于同一直线上的所述点光源，且所述点光源的排布方向与所述柱面透镜的轴线垂直，激光经过所述准直透镜以及所述整形透镜后射出多道平行的“一字型”激光。
12.可选的，所述整形透镜包括若干交叉设置的所述柱面透镜，且所有所述柱面透镜的交叉点与所述整形透镜的中心点重合。
13.可选的，所述光源板上具有一个所述点光源，激光经过所述准直透镜以及所述整形透镜后射出一道“星射型”激光；
14.或，所述光源板上具有若干阵列的所述点光源，激光经过所述准直透镜以及所述整形透镜后射出多道“星射型”激光，进而构成网状的激光光斑。
15.可选的，所述整形透镜包括两个互相垂直的所述柱面透镜。
16.本技术的有益效果为：本实用新型提供了一种雷达激光发射器，设置了可以对激光分别进行准直和整形的准直透镜和整形透镜，光源板上的一个或若干个点光源可以发射一道或多道激光，经过准直透镜准直后投射到整形透镜的柱面透镜上，柱面透镜具有聚光整形的作用，经过柱面透镜后激光被整形成多维激光射出，从而，本方案利用一个激光发射器便可实现多维激光的发射，满足多方位多维度的探测需求，应用时可以有效减少激光雷达数量的投入，既方便模组的小型化设计，又有利于机器整体空间的排布，简化了传感器的调光难度，简化激光发射器的工作算法处理。
附图说明
17.下面根据附图和实施例对本技术作进一步详细说明。
18.图1为本技术实施例所述雷达激光发射器的结构示意图；
19.图2为本技术实施例所述雷达激光发射器其中一种实施方式的内部结构示意图；
20.图3为图2所示雷达激光发射器的工作原理图；
21.图4为图3所示结构的另一视角图；
22.图5为本技术实施例所述雷达激光发射器另一种实施方式的内部结构示意图。
23.图中：
24.1、光源板；2、准直透镜；3、整形透镜；31、柱面透镜；32、透光板；4、镜筒。
具体实施方式
25.为使本技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域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，都属于本技术保护的范围。
26.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
27.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.如图1-5所示，本实施例提供一种雷达激光发射器，包括依次间隔排布的光源板1、准直透镜2和整形透镜3，所述光源板1朝向所述准直透镜2的一侧具有一个或若干阵列的点光源，所述整形透镜3包括柱面透镜31，通过所述准直透镜2对所述点光源发出的激光进行准直并使激光投射到所述柱面透镜31上，通过所述柱面透镜31对经过准直的光线进行整形
形成多维激光。
29.其中，准直透镜2为偶次非球面透镜，具有准直光线的效果，柱面透镜31为半圆柱透镜，具有将平行光束汇聚成线光束的效果。点光源所发出的中心散发状的光束经过准直透镜2的折射后，所有光线平行射出，经过柱面透镜31汇聚成线状激光射出。
30.参照图4-5，以在光源板1上设置两个点光源，在整形透镜3上设置两个垂直交叉的柱面透镜31为例，上方的点光源发出的激光经过准直透镜2的折射后，倾斜射向整形透镜3中心两个柱面透镜31交汇的区域，两个柱面透镜31分别将光线汇聚成互相垂直的两道线型激光射出，最终投射出十字形的光斑；下方的点光源发射出的激光同样经过准直透镜2的折射后射向两个柱面透镜31交汇的区域，最终再投射出另一道十字形的光斑。由此可知，当在整形透镜3上设置至少两个交叉的柱面透镜31时，一个或多个点光源发出的激光束经过柱面透镜31的交汇处后便可在前方形成多维激光；需要注意的是，当整形透镜3上只设置一个柱面透镜31时，需设置多个点光源，才能最终形成由多束平行光线构成的多维激光。
31.基于本实施例的雷达激光发射器，设置了可以对激光分别进行准直和整形的准直透镜2和整形透镜3，光源板1上的一个或若干个点光源可以发射一道或多道激光，经过准直透镜2准直后投射到整形透镜3的柱面透镜31上，柱面透镜31具有聚光整形的作用，经过柱面透镜31后激光被整形成多维激光射出，从而，本方案利用一个激光发射器便可实现多维激光的发射，满足多方位多维度的探测需求，应用时可以有效减少激光雷达数量的投入，既方便模组的小型化设计，又有利于机器整体空间的排布，简化了传感器的调光难度，简化激光发射器的工作算法处理。
32.在其中一些实施方式中，本实施例的雷达激光发射器还包括镜筒4，所述光源板1和所述整形透镜3分别安装于所述镜筒4的首尾两端，所述准直透镜2安装于所述镜筒4中部。
33.设置镜筒4可以同时支撑光源板1、整形透镜3以及镜筒4，实现整个雷达激光发射器结构的稳定，同时方便产品组装时的对焦工作。优选的，镜筒4内壁涂装成吸光能力最强的黑色涂层，如此可以吸收内部散射的杂光，避免杂光影响最终激光光束的束形。
34.为方便整形透镜3的安装，在其中一些实施方式中，所述整形透镜3还包括与所述镜筒4的内腔配合的透光板32，所述柱面透镜31安装于所述透光板32朝向所述准直透镜2的一侧，通过所述透光板32支撑所述柱面透镜31。
35.透光板32对柱面透镜31的支撑面积大，连接可靠；同时透光板32的外圈与镜筒4的内腔配合，整个透光板32的外圈均可与镜筒4连接，实现整形透镜3的可靠安装。
36.作为可选的实施方式，所述准直透镜2和/或所述整形透镜3通过胶水粘紧于所述镜筒4内。
37.采用胶水粘紧的方式进行紧固，其成本低，安装简单，安装后的紧密性好，可保障准直透镜2和整形透镜3的稳定。
38.关于光源板1，所述光源板1安装于pcb板上，所述pcb板与所述镜筒4连接，通过所述pcb板支撑和控制所述光源板1。
39.直接将光源板1以贴片的形式贴装于pcb板上，利用pcb板将光源板1支撑于镜筒4前端，可省略为光源板1单独设置的支撑体，节约零件成本。
40.在本实施例方案中，作为其中一种实施方式，参照图3，所述整形透镜3包括一个所
述柱面透镜31。
41.进一步的，所述光源板1上具有多个排布于同一直线上的所述点光源，且所述点光源的排布方向与所述柱面透镜31的轴线垂直，激光经过所述准直透镜2以及所述整形透镜3后射出多道平行的“一字型”激光。
42.此方式可发出多道高度不同的“一字型”激光，其中，各束激光之间的距离取决于光源板1上点光源之间的距离，如应用在扫地机领域，偏低的线激光用于检测前方障碍物，偏高点用于测量高度，判定扫地机是否可以穿过。
43.作为另一种实施方式，参照图2，所述整形透镜3包括若干交叉设置的所述柱面透镜31，且所有所述柱面透镜31的交叉点与所述整形透镜3的中心点重合。具体的，经过准直透镜2的折射后，光源板1上所有点光源发出的激光均投射向整形透镜的中心点，从而最终成型的激光束的形状与柱面透镜31的数量、交叉排布方式对应。
44.基于前述的整形透镜3，一实施例中，所述光源板1上具有一个所述点光源，激光经过所述准直透镜2以及所述整形透镜3后射出一道“星射型”激光。
45.基于前述的整形透镜3，另一实施例中，所述光源板1上具有若干阵列的所述点光源，激光经过所述准直透镜2以及所述整形透镜3后射出多道“星射型”激光，进而构成网状的激光光斑。
46.示例性的，所述整形透镜3包括两个互相垂直的所述柱面透镜31。
47.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
49.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
50.以上结合具体实施例描述了本技术的技术原理。这些描述只是为了解释本技术的原理，而不能以任何方式解释为对本技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种雷达激光发射器，其特征在于，包括依次间隔排布的光源板(1)、准直透镜(2)和整形透镜(3)，所述光源板(1)朝向所述准直透镜(2)的一侧具有一个或若干阵列的点光源，所述整形透镜(3)包括柱面透镜(31)，通过所述准直透镜(2)对所述点光源发出的激光进行准直并使激光投射到所述柱面透镜(31)上，通过所述柱面透镜(31)对经过准直的光线进行整形形成多维激光。2.根据权利要求1所述的雷达激光发射器，其特征在于，还包括镜筒(4)，所述光源板(1)和所述整形透镜(3)分别安装于所述镜筒(4)的首尾两端，所述准直透镜(2)安装于所述镜筒(4)中部。3.根据权利要求2所述的雷达激光发射器，其特征在于，所述整形透镜(3)还包括与所述镜筒(4)的内腔配合的透光板(32)，所述柱面透镜(31)安装于所述透光板(32)朝向所述准直透镜(2)的一侧，通过所述透光板(32)支撑所述柱面透镜(31)。4.根据权利要求3所述的雷达激光发射器，其特征在于，所述准直透镜(2)和/或所述整形透镜(3)通过胶水粘紧于所述镜筒(4)内。5.根据权利要求2所述的雷达激光发射器，其特征在于，所述光源板(1)安装于pcb板上，所述pcb板与所述镜筒(4)连接，通过所述pcb板支撑和控制所述光源板(1)。6.根据权利要求1所述的雷达激光发射器，其特征在于，所述整形透镜(3)包括一个所述柱面透镜(31)。7.根据权利要求6所述的雷达激光发射器，其特征在于，所述光源板(1)上具有多个排布于同一直线上的所述点光源，且所述点光源的排布方向与所述柱面透镜(31)的轴线垂直，激光经过所述准直透镜(2)以及所述整形透镜(3)后射出多道平行的“一字型”激光。8.根据权利要求1所述的雷达激光发射器，其特征在于，所述整形透镜(3)包括若干交叉设置的所述柱面透镜(31)，且所有所述柱面透镜(31)的交叉点与所述整形透镜(3)的中心点重合。9.根据权利要求8所述的雷达激光发射器，其特征在于，所述光源板(1)上具有一个所述点光源，激光经过所述准直透镜(2)以及所述整形透镜(3)后射出一道“星射型”激光；或，所述光源板(1)上具有若干阵列的所述点光源，激光经过所述准直透镜(2)以及所述整形透镜(3)后射出多道“星射型”激光，进而构成网状的激光光斑。10.根据权利要求8所述的雷达激光发射器，其特征在于，所述整形透镜(3)包括两个互相垂直的所述柱面透镜(31)。

技术总结
本实用新型提供一种雷达激光发射器，包括依次间隔排布的光源板、准直透镜和整形透镜，所述光源板朝向所述准直透镜的一侧具有一个或若干阵列的点光源，所述整形透镜包括柱面透镜，通过所述准直透镜对所述点光源发出的激光进行准直并使激光投射到所述柱面透镜上，通过所述柱面透镜对经过准直的光线进行整形形成多维激光。本方案利用一个激光发射器便可实现多维激光的发射，满足多方位多维度的探测需求，应用时可以有效减少激光雷达数量的投入，既方便模组的小型化设计，又有利于机器整体空间的排布，简化了传感器的调光难度，简化激光发射器的工作算法处理。发射器的工作算法处理。发射器的工作算法处理。


技术研发人员：季谋 龙杰 王品 何英 吕星宏
受保护的技术使用者：深圳越登智能技术有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/8/17