[发明专利]一种阵列转镜的光束扫描装置

说明书

本申请公开了一种阵列转镜的光束扫描装置，它包括电机(1)、蜗杆(2)、蜗轮(3)、安装架(4)、以及转镜(5)；所述蜗杆(2)以及所述蜗轮(3)位于所述安装架(4)上并通过齿轮(11)相互咬合联动连接；所述转镜(5)位于所述安装架(4)内，并与所述蜗轮(3)同轴连接；所述电机(1)用于驱动所述蜗杆(2)转动，以带动所述所述蜗轮(3)以及转镜(5)同轴转动，可替换不同结构光学参数的转镜(5)来调整光束扫描装置的性能输出，以提高可扩展性，且能够降低解决传统光束扫描装置中体积大、转动惯量大和功耗高等问题，大幅度提高系统的空间利用率和稳定性，尤其适用于无人车和智能机器人用途的小型化激光雷达应用。

技术领域

本申请实施例涉及人工智能领域，并且更具体地，涉及一种阵列转镜的光束扫描装置。

背景技术

随着无人车、智能机器人技术的兴起，激光雷达作为核心传感器对性能、成本、体积和功耗的要求越来越高，传统的机械光束扫描方式存在体积庞大、能耗高和成本高等缺点，正逐步被取代。近年来，固态激光雷达或混合固态激光雷达的概念机多次出现，虽然还没有公布可靠的实测数据，但已代表了激光雷达未来的发展方向。

现有技术1中的激光雷达，采用光学相控阵技术实现光束扫描，最大扫描角度可达60°，是一种没有任何机械或微机械结构的光束扫描技术。该技术的缺点有如下：1.系统的激光发射模块和信号接收模块是独立分开工作的的，只有发射模块做扫描，而信号接收部分不做扫描，无法进行同步扫描，为此需要增大信号接收模块的探测视场，导致系统中使用了APD探测器阵列，这使得信号接收模块的成本变得非常高；2.光学相控阵技术对光子集成工艺技术和相控阵控制算法的要求非常高，目前该技术仍尚处于实验室阶段。现有技术2中的基于MEMS数字微振镜的混合固态激光雷达，探测距离达到250米，角度分辨率为0.1°。所谓混合固态激光雷达中仍保留部分机械结构，只是将其小型化，通过封装后隐藏了内部的机械运动部件。MEMS微振镜存在几个缺点：1.扫描角比较小，且只有在6°范围内才能保持较高精度的线性运动；2.微振镜的尺寸很小，一般只有1至3mm，需要配合上复杂的光学系统才能使用。

此外，还有声光晶体扫描、液晶扫描、陶瓷压电晶体电光扫描等多种固态技术，但都存在扫描角太小、响应速度蛮、成本高等缺点，适用于无人车或智能机械领域。

发明内容

本申请实施例提供一种阵列转镜的光束扫描装置，通过将所述阵列转镜的光束扫描装置采用了反射镜作为所述转镜(5)，并通过将扫描镜分解成多个子转镜即多个所述转镜(5)，形成了多个所述转镜(5)联动的传动结构，并对扫描装置其他部件的结构相对于所述转镜(5)做相应设置，解决了现有技术中的激光雷达存在的扫描角太小、占用空间大、高功耗等缺陷，达到了同时兼顾体积小、功耗低、扫视场角大、精度高、结构简单的效果，尤其适用于低成本、小型化需求的激光雷达系统。

本申请实施例提供的一种阵列转镜的光束扫描装置，包括：

电机(1)、蜗杆(2)、蜗轮(3)、安装架(4)、以及转镜(5)；

所述蜗杆(2)以及所述蜗轮(3)位于所述安装架(4)上并通过齿轮(11)相互咬合联动连接；

所述转镜(5)位于所述安装架(4)内，并与所述蜗轮(3)同轴连接；

所述电机(1)用于驱动所述蜗杆(2)转动，以带动所述所述蜗轮(3)以及转镜(5)同轴转动；

其中，所述转镜(5)包括转镜部(5c)以及分别连接所述转镜部(5c)两端的转镜座(5a，5b)，所述二转镜座(5a，5b)分别向所述转镜两端外延伸设置有与所述安装架(4)可转动连接的轴承(6a,6b)，其中一所述轴承(6a)与所述蜗轮(3)同轴连接。