车用激光雷达的制作方法

1.本实用新型涉及雷达技术领域，尤其涉及一种车用激光雷达。


背景技术：

2.激光雷达是以发射激光来探测目标物体的距离、方位、速度等特征的雷达系统，近年来随着无人驾驶市场的蓬勃发展，对于激光雷达的需求日益增长。
3.现有的激光雷达通常包括收发模组、反射镜、微镜模组，受整体尺寸的影响，收发模组通常设于微镜模组的后方，通过反射镜将收发模组发射的激光反射至微镜模组，以达到减小激光雷达的长度的目的。在外形方面，现有的激光雷达整机多为呈平面的规则形状。
4.在将激光雷达安装至车辆的前部具有不规则曲面位置时，例如内部车顶与挡风玻璃交界处等，由于现有的激光雷达的规则外形，因此需要采用一额外的转接支架进行转接安装。如此，不仅未合理充分利用车内安装激光雷达位置的空间，而且需采用转接支架也使激光雷达的安装过程繁琐化。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供一种车用激光雷达，能够充分利用车内空间、简化结构。
6.本技术提供的一种车用激光雷达，用于安装至挡风玻璃与车顶的交界处，所述车用激光雷达包括：
7.外壳，设有收容空间，所述外壳的前端的外表面形状被配置为与所述挡风玻璃的内表面形状适配，所述外壳的前端设有光窗；
8.激光收发模组，收容于所述收容空间内，所述激光收发模组用于产生发射光束和接收回波光束；
9.mems微振镜，收容于所述收容空间内并面向所述光窗设置，所述mems微振镜用于将来自所述激光收发模组的发射光束反射后通过所述光窗射出以及将通过所述光窗射入的回波光束反射至所述激光收发模组；
10.其中，所述光窗和所述激光收发模组都位于所述mems微振镜的前方，且所述激光收发模组面向所述mems微振镜设置。
11.在一些实施例中，所述激光收发模组设于所述mems微振镜的斜下方，以使所述激光收发模组与所述mems微振镜之间的发射光束和回波光束沿倾斜方向传播。
12.在一些实施例中，所述外壳包括底板，所述底板的前端为呈自后向前且向下倾斜的倾斜部，所述激光收发模组安装于所述倾斜部的前端。
13.在一些实施例中，所述外壳包括上罩壳，所述上罩壳的前端包括用于与所述挡风玻璃贴合的曲面部，所述曲面部自后向前沿弧形轨迹向下延伸，所述光窗设于所述曲面部上。
14.在一些实施例中，所述外壳包括底板和罩设于所述底板的上罩壳，所述上罩壳用
于与所述挡风玻璃和所述车顶的交界处贴合，所述光窗设于所述上罩壳的前端，所述底板和所述上罩壳围合形成所述收容空间。
15.在一些实施例中，所述上罩壳包括与所述底板相间隔的顶板和连接于所述顶板与所述底板之间的围壁，所述顶板包括用于与所述挡风玻璃贴合的曲面部和连接于所述曲面部一端并用于与所述车顶贴合的第一平直部，所述光窗设于所述曲面部。
16.在一些实施例中，所述底板包括倾斜部和连接于所述倾斜部一端的第二平直部，所述倾斜部自后向前并向下倾斜延伸，所述激光收发模组安装于所述倾斜部的前端，所述第二平直部与所述第一平直部间隔平行。
17.在一些实施例中，所述底板与所述上罩壳之间设有第一密封件。
18.在一些实施例中，所述收容空间内设有与所述激光收发模组和所述mems微振镜电连接的电路板，所述电路板位于所述mems微振镜远离所述光窗的一侧。
19.在一些实施例中，所述外壳的后端设有与所述收容空间连通的开口和覆盖所述开口的后盖，所述后盖与所述外壳之间设有第二密封件。
20.本实用新型提供的车用激光雷达中，外壳前端的外表面形状与挡风玻璃内表面的形状相同，因此可以使外壳的前端与挡风玻璃贴合，可无需转接支架直接安装，简化安装操作；而且外壳的前端与挡风玻璃贴合，使得车用激光雷达可以利用车内的曲面空间，以达到增大车用激光雷达长度的效果，使得激光收发模组可以布置在mems微振镜的前方，发射光束和回波光束可以直接在激光收发模组和mems微振镜之间传播，从而省去反射镜，简化车用激光雷达的内部结构，同时还能降低车用激光雷达的整体高度，降低其在车内的突兀感。
附图说明
21.图1为本实用新型一实施例提供的车用激光雷达安装在挡风玻璃与车顶交界处时的示意图；
22.图2为图1中所示车用激光雷达的结构示意图；
23.图3为图2中所示车用激光雷达的剖视图；
24.图4为图2中所示车用激光雷达的分解示意图。
25.图中：10、车用激光雷达；100、车顶；200、挡风玻璃；12、外壳；14、激光收发模组；16、mems微振镜；18、收容空间；20、光窗；22、底板；24、上罩壳；26、安装支架；28、曲面部；30、顶板；32、围壁；34、第一平直部；36、倾斜部；38、第二平直部；40、电路板；42、支撑柱；44、开口；46、后盖。
具体实施方式
26.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
27.需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外、顶部、底部
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，该元件可
以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
29.请参阅图1至图4，本实用新型一实施例提供的一种车用激光雷达10，用于安装在汽车内部的车顶100和挡风玻璃200的交界处。该激光雷达10包括外壳12、激光收发模组14以及mems(micro-electro-mechanical system)微振镜16，外壳12用于固定至车内，并设有收容空间18，激光收发模组14和mems微振镜16都收容在收容空间18内。
30.外壳12的前端设有光窗20，mems微振镜16面向光窗20设置，光窗20位于mems微振镜16的前方。激光收发模组14能够产生发射光束和接收回波光束，mems微振镜16用于将来自激光收发模组14的发射光束发射后通过光窗20射出，也能将通过光窗20射入的回波光束反射至激光收发模组14。具体地，外壳12的前端贯穿设有一窗口，光窗20安装在窗口内。车用激光雷达10在工作过程中，激光收发模组14向mems微振镜16发出发射光束，经mems微振镜16反射后，透过光窗20照射到目标物上。根据光路可逆原理，照射到目标物上的激光沿原路返回，形成回波光束，回波光束透过光窗20后照射到mems微振镜16上，再由mems微振镜16反射至激光收发模组14，最终激光收发模组14接收回波光束，车用激光雷达10就能获得目标物的距离和方位等信息。
31.外壳12的前端的外表面形状被配置为与挡风玻璃200的内表面形状相适配，并使外壳12的前端的外表面与挡风玻璃200的内表面贴合。具体地，光窗20的外表面形状与挡风玻璃200的内表面形状相适配，以便与挡风玻璃200贴合。外壳12的前端以及光窗20都与挡风玻璃200贴合，因此车用激光雷达10无需转接支架可直接安装在车顶100和挡风玻璃200的交界处，简化安装操作。
32.外壳12与挡风玻璃200之间的连接方式不进行限定，例如可以通过胶水或黏胶胶合固定在一起。
33.激光收发模组14位于mems微振镜16的前方，并面向mems微振镜16设置。由于外壳12的前端与挡风玻璃200贴合，使得车用激光雷达10可以利用车内的曲面空间，以达到增大车用激光雷达10长度的效果，使得激光收发模组14可以布置在mems微振镜16的前方，发射光束和回波光束可以直接在激光收发模组14和mems微振镜16之间传播，从而省去反射镜，简化车用激光雷达10的内部结构，同时还能降低车用激光雷达10的整体高度，从而减小车用激光雷达10在车内的突兀感。
34.激光收发模组14和mems微振镜16的具体数量不进行限定，例如，可以是一个，也可以是多个，当数量为多个时，多个激光收发模组14和多个mems微振镜16分别一一对应。
35.激光收发模组14设于mems微振镜16的斜下方，以使激光收发模组14与mems微振镜16之间的发射光束和回波光束沿倾斜方向传播。将激光收发模组14设置在mems微振镜16的斜下方，使激光收发模组14产生的发射光束的角度符合入射要求，而且相比于激光收发模组14安装在mems微振镜16正前方的方式，可以增大激光收发模组14与mems微振镜16之间的距离。
36.在一些实施例中，外壳12包括底板22和上罩壳24，上罩壳24罩设于底板22并与底板22围合形成收容空间18，激光收发模组14和mems微振镜16安装在上罩壳24和/或底板22上。上罩壳24用于与挡风玻璃200和车顶100交界处贴合，光窗20设置在上罩壳24的前端。具体地，激光收发模组14安装在底板22上，上罩壳24与底板22之间设有一安装支架26，mems微
振镜16安装在安装支架26靠近光窗20的一侧。
37.上罩壳24与底板22之间设有第一密封件(图未示)，第一密封件环绕在收容空间18的外周。第一密封件可以产生密封效果，防止水从上罩壳24与底板22之间的缝隙进入收容空间18内，增强了车用激光雷达10的防水性能。
38.上罩壳24的前端设有自后向前沿弧形轨迹向下延伸的曲面部28，该曲面部28用于与挡风玻璃200贴合，光窗20设于曲面部28上。曲面部28的外表面为一曲面，以与挡风玻璃200内表面的形状相适配，从而使曲面部28与挡风玻璃200贴合在一起，以使车用激光雷达10充分利用车顶100与挡风玻璃200交界处的曲面空间。
39.具体地，上罩壳24包括与底板22相间隔的顶板30和连接于顶板30与底板22之间的围壁32。顶板30包括曲面部28和连接于曲面部28一端的第一平直部34，曲面部28自后向前向下倾斜延伸，以与挡风玻璃200贴合，第一平直部34则用于与车顶100贴合，光窗20设置在曲面部28上。
40.底板22的前端为自后向前且向下倾斜延伸的倾斜部36，激光收发模组14安装于倾斜部36的前端。使底板22的前端呈倾斜部36，将激光收发模组14安装在倾斜部36上后，激光收发模组14就能自动处于mems微振镜16的斜下方，并使发射光束和回波光束在激光收发模组14和mems微振镜16之间沿倾斜方向传播；而且将底板22的前端设置成倾斜部36，可以使车用激光雷达10的外形更契合车顶100与挡风玻璃200交界处的曲面空间，进一步降低车用激光雷达10的突兀感。
41.具体地，底板22包括倾斜部36和连接于倾斜部36一端的第二平直部38，倾斜部36自后向前并向下倾斜延伸，激光收发模组14安装于倾斜部36的前端，第二平直部38与第一平直部34间隔平行。
42.倾斜部36的具体形状不进行限定，例如，倾斜部36可以是平板状，即内外表面均为平面的板状，也可以是弯曲的板状，即内外表面为曲面的板状。当倾斜部36为平板状时，可以将激光收发模组14与倾斜部36的内表面贴合，从而使激光收发模组14产生的发射光束与倾斜部36平行。
43.在一些实施例中，收容空间18内设有电路板40，电路板40与mems微振镜16和激光收发模组14电连接，以控制其工作。电路板40位于mems微振镜16远离光窗20的一侧，避免电路板40影响光束的传播。
44.底板22上设有多个相互间隔支撑柱42，电路板40固定在支撑柱42上，从而使电路板40间隔位于底板22和顶板30之间。
45.外壳12的后端设有开口44和后盖46，开口44贯穿外壳12，从而连通收容空间18和外界，后盖46覆盖开口44。具体地，开口44贯穿设于上罩壳24的围壁32，当电路板40出现故障时，可以将后盖46拆下，以便对电路板40进行维修或更换。
46.上罩壳24的后端设有凹陷，后盖46收容在凹陷内，且后盖46的外表面与上罩壳24的外表面平齐，以降低后盖46的突兀感。
47.后盖46与外壳12之间设有第二密封件(图未示)，第二密封件环绕在开口44的外周。第二密封件具有密封效果，防止水从后盖46与外壳12之间的缝隙进入收容空间18内，进一步增强了车用激光雷达10的防水性能。
48.本实用新型的车用激光雷达，外壳前端的外表面形状与挡风玻璃内表面的形状相
同，因此可以使外壳的前端与挡风玻璃贴合，可无需转接支架直接安装，简化安装操作；而且外壳的前端与挡风玻璃贴合，使得车用激光雷达可以利用车内的曲面空间，以达到增大车用激光雷达长度的效果，使得激光收发模组可以布置在mems微振镜的前方，发射光束和回波光束可以直接在激光收发模组和mems微振镜之间传播，从而省去反射镜，简化车用激光雷达的内部结构，同时还能降低车用激光雷达的整体高度，降低其在车内的突兀感。
49.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

技术特征：
1.一种车用激光雷达，用于安装至挡风玻璃(200)与车顶(100)的交界处，其特征在于，所述车用激光雷达包括：外壳(12)，设有收容空间(18)，所述外壳(12)的前端的外表面形状被配置为与所述挡风玻璃(200)的内表面形状适配，所述外壳(12)的前端设有光窗(20)；激光收发模组(14)，收容于所述收容空间(18)内，所述激光收发模组(14)用于产生发射光束和接收回波光束；mems微振镜(16)，收容于所述收容空间(18)内并面向所述光窗(20)设置，所述mems微振镜(16)用于将来自所述激光收发模组(14)的发射光束反射后通过所述光窗(20)射出以及将通过所述光窗(20)射入的回波光束反射至所述激光收发模组(14)；其中，所述光窗(20)和所述激光收发模组(14)都位于所述mems微振镜(16)的前方，且所述激光收发模组(14)面向所述mems微振镜(16)设置。2.根据权利要求1所述的车用激光雷达，其特征在于，所述激光收发模组(14)设于所述mems微振镜(16)的斜下方，以使所述激光收发模组(14)与所述mems微振镜(16)之间的发射光束和回波光束沿倾斜方向传播。3.根据权利要求2所述的车用激光雷达，其特征在于，所述外壳(12)包括底板(22)，所述底板(22)的前端为呈自后向前且向下倾斜的倾斜部(36)，所述激光收发模组(14)安装于所述倾斜部(36)的前端。4.根据权利要求1所述的车用激光雷达，其特征在于，所述外壳(12)包括上罩壳(24)，所述上罩壳(24)的前端包括用于与所述挡风玻璃(200)贴合的曲面部(28)，所述曲面部(28)自后向前沿弧形轨迹向下延伸，所述光窗(20)设于所述曲面部(28)上。5.根据权利要求1所述的车用激光雷达，其特征在于，所述外壳(12)包括底板(22)和罩设于所述底板(22)的上罩壳(24)，所述上罩壳(24)用于与所述挡风玻璃(200)和所述车顶(100)的交界处贴合，所述光窗(20)设于所述上罩壳(24)的前端，所述底板(22)和所述上罩壳(24)围合形成所述收容空间(18)。6.根据权利要求5所述的车用激光雷达，其特征在于，所述上罩壳(24)包括与所述底板(22)相间隔的顶板(30)和连接于所述顶板(30)与所述底板(22)之间的围壁(32)，所述顶板(30)包括用于与所述挡风玻璃(200)贴合的曲面部(28)和连接于所述曲面部(28)一端并用于与所述车顶(100)贴合的第一平直部(34)，所述光窗(20)设于所述曲面部(28)。7.根据权利要求6所述的车用激光雷达，其特征在于，所述底板(22)包括倾斜部(36)和连接于所述倾斜部(36)一端的第二平直部(38)，所述倾斜部(36)自后向前并向下倾斜延伸，所述激光收发模组(14)安装于所述倾斜部(36)的前端，所述第二平直部(38)与所述第一平直部(34)间隔平行。8.根据权利要求5所述的车用激光雷达，其特征在于，所述底板(22)与所述上罩壳(24)之间设有第一密封件。9.根据权利要求1所述的车用激光雷达，其特征在于，所述收容空间(18)内设有与所述激光收发模组(14)和所述mems微振镜(16)电连接的电路板(40)，所述电路板(40)位于所述mems微振镜(16)远离所述光窗(20)的一侧。10.根据权利要求9所述的车用激光雷达，其特征在于，所述外壳(12)的后端设有与所述收容空间(18)连通的开口(44)和覆盖所述开口(44)的后盖(46)，所述后盖(46)与所述外
壳(12)之间设有第二密封件。

技术总结
本实用新型公开了一种车用激光雷达，包括设有收容空间的外壳、位于收容空间内的激光收发模组及位于收容空间内的MEMS微振镜，外壳的前端的外表面形状被配置为与挡风玻璃的内表面形状适配，外壳的前端设有光窗；激光收发模组用于产生发射光束和接收回波光束；MEMS微振镜面向光窗设置；光窗和激光收发模组都位于MEMS微振镜的前方，且激光收发模组面向MEMS微振镜设置。车用激光雷达可以利用车内的曲面空间，以达到增大车用激光雷达长度的效果，使得激光收发模组可以布置在MEMS微振镜的前方，发射光束和回波光束可以直接在激光收发模组和MEMS微振镜之间传播，省去反射镜，简化车用激光雷达的内部结构，同时降低车用激光雷达的整体高度，降低其在车内的突兀感。降低其在车内的突兀感。降低其在车内的突兀感。


技术研发人员：王鹏 刘春宝 徐丹慧
受保护的技术使用者：睿创微纳（无锡）技术有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/7/17