[发明专利]一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法

说明书

一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法。该混合固态激光雷达包括：用于发射激光光束的激光发射器；被设置于该激光发射器的发射路径的一维振镜，用于通过反射以改变该激光光束的传播方向，使得经由该一维振镜反射后的激光光束能够在第一平面内的预定角度范围内进行扫描传播；用于在第二平面内旋转该一维振镜的旋转装置，以使经由该一维振镜反射的激光光束能够在该第二平面内进行360度扫描传播；以及用于接收被漫反射回的激光回波的接收模块。

技术领域

本发明涉及激光测量技术领域，尤其是涉及一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的不断发展，激光测距的应用越来越广。相应地，激光雷达也存在多样化的发展趋势，例如机械式激光雷达和全固态激光雷达，而全固态激光雷达已经成为其中的一个重要发展方向。目前，普遍使用的固态激光雷达方案中较多使用MEMS振镜，而针对现今市场的要求，固态激光雷达需要发射较大扫描角度的探测光束。为了实现上述目的，现有的一种固态激光雷达方案是使用二维振镜(如二维MEMS振镜)来进行圆弧面内的扫描，以实现较大角度的二维扫描。但是，二维振镜普遍存在不易量产、价格昂贵以及控制复杂等问题，导致这种方案很难大范围地进行推广和普及。

另一种常用的固态激光雷达方案是使用一维振镜(如一维MEMS振镜)结合光学衍射元件(如DOE器件)来实现一线束发射激光器在某一预定角度范围内进行扫描，但这种方案需要解决各探测器串扰的问题。此外，这种方案将发射光束转化成一条线或多个点的形式进行扫描，导致单个方向上发射激光光束的能量降低，使得探测用雪崩二极管在同等条件下接收某一方向上的回波光信号的能量较低，这样将大幅缩短这种固态激光雷达的探测距离，无法满足具体场景对远距离探测的需求。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法，其能够具备大角度扫描、成本低、技术难度低以及工艺难度相对易于实现的优势。

本发明的另一目的在于提供一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法，其中，在本发明的一实施例中，所述混合固态激光雷达能够通过一维振镜与旋转装置的结合来发射较大扫描角度的激光光束，而不需要使用价格昂贵的二维振镜。

本发明的另一目的在于提供一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法，其中，在本发明的一实施例中，所述混合固态激光雷达能够在一个方向上实现360度的激光扫描，并在另一方向上实现较大角度的激光扫描，有助于满足当今市场对大范围激光探测的需求。

本发明的另一目的在于提供一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法，其中，在本发明的一实施例中，所述混合固态激光雷达能够结合特殊的光学仿真设计来配合所述一维振镜的镜面尺寸，使得不同角度上的光束能量均匀。

本发明的另一目的在于提供一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法，其中，在本发明的一实施例中，所述混合固态激光雷达能够降低对所述一维振镜的镜面尺寸的要求，有助于降低成本。

本发明的另一目的在于提供一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法，其中，在本发明的一实施例中，所述混合固态激光雷达利用第一柱透镜组在某一方向上准直所发射的激光光束，使得被准直后的激光光束与所述一维振镜的镜面尺寸相匹配。

本发明的另一目的在于提供一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法，其中，在本发明的一实施例中，所述混合固态激光雷达利用第二柱透镜组在另一方向上准直激光光束，有助于发射出较好的激光光束质量。

本发明的另一目的在于提供一种混合固态激光雷达及其制造方法和探测方法，其中，在本发明的一实施例中，所述混合固态激光雷达不会降低所发射的激光光束的能量，有助于获得较远的激光探测距离。