具有支撑部及电缆的激光雷达的制作方法

1.本实用新型涉及光学领域，尤其涉及一种激光雷达。


背景技术：

2.激光雷达作为一种雷达设备，具有精度高、抗干扰能力强、反应速度快等优点，因此适用于多种使用环境。如上所述的激光雷达可以通过向周围三维空间发射激光束作为探测信号，并使激光束照射到周围空间中的物体后被反射而成为回波信号并返回，激光雷达将接收的回波信号与发射的探测信号进行比较，从而获得关于周围物体的诸如距离、速度等相关信息。
3.如上所述的激光雷达包括发射部和接收部。发射部产生并发射激光束，打在周围物体上并反射回来的激光束被接收部接收。由于光速是已知的，因此可以通过激光的传播时间测量周围物体相对于激光雷达的距离。
4.现有的激光雷达的大小较大且成本较高，因此，持续地需要能够减少成本及大小的激光雷达。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种有利于小型化的激光雷达。
6.根据本实用新型的一实施例的激光雷达包括：固定部，包括发射激光的发射部以及接收在激光雷达外部反射的激光的接收部；导光部，位于所述固定部的上方，以旋转轴为中心相对于所述固定部进行旋转，朝向所述旋转轴的方向为内侧方向，远离所述旋转轴的方向为外侧方向；马达，连接于所述导光部的上部，使所述导光部旋转；支撑部，将所述马达固定于所述固定部的上方； 电缆，用于将电力从所述固定部传输给所述马达；其中，所述支撑部包括支撑柱、底座部以及连接部，所述马达设置于所述底座部，所述支撑柱位于所述导光部的外侧方向，在所述支撑柱的内侧方向的面设置有电路板，并且所述电路板和所述马达的高度范围至少重叠一部分，在所述电路板设置有测量所述导光部的旋转角度的角度测量部，所述电缆连接到所述电路板，所述马达电连接于所述电路板，所述连接部连接所述底座部和支撑柱，在所述连接部形成有贯通孔，所述电缆从下方穿过所述贯通孔后沿着所述支撑柱的外侧方向的面向下方延伸。
7.并且，所述连接部可以形成为宽度从所述支撑柱到所述底座部逐渐变大的形状。
8.并且，所述电缆可以为排线形状，所述电缆的宽度与所述支撑柱的宽度相同。
9.并且，在所述支撑柱的内侧方向的面的与所述导光部对应的位置可以设置有反光部。
10.并且，还可以包括：码盘，在所述马达的外部形成为环状，且延伸至所述角度测量部的内部。
11.并且，所述马达可以通过金属线电连接于所述电路板。
12.并且，所述导光部可以包括：反射镜，改变从所述发射部发出的激光以及入射到激
光雷达的激光的行进方向；导光筒，用于形成从发射部发出的激光向外部发出的路径，所述电路板形成于所述导光筒的上方。
13.并且，所述底座部可以沿水平方向设置，所述贯通孔沿垂直方向形成。
14.根据本实用新型的一实施例的激光雷达可以包括：固定部，包括发射激光的发射部以及接收在激光雷达外部反射的激光的接收部；导光部，位于所述固定部的上方，以旋转轴为中心相对于所述固定部进行旋转，朝向所述旋转轴的方向为内侧方向，远离所述旋转轴的方向为外侧方向；马达，连接于所述导光部的上部，使所述导光部旋转；支撑部，将所述马达固定于所述固定部的上方；电缆，将电力从所述固定部传输给所述马达；码盘，在所述马达的外部形成为环状，且延伸至角度测量部的内部；其中，所述支撑部包括支撑柱、底座部以及连接部，所述马达设置于所述底座部，所述支撑柱位于所述导光部的外侧方向，在所述支撑柱的内侧方向的面设置有电路板，在所述电路板设置有测量所述导光部的旋转角度的角度测量部，所述电缆连接到所述电路板，所述马达通过金属线电连接于所述电路板，所述连接部连接所述底座部和支撑柱，在所述连接部形成有贯通孔，所述电缆从下方穿过所述贯通孔后沿着所述支撑柱的外侧方向的面向下方延伸，所述连接部形成为宽度从所述支撑柱到所述底座部逐渐变大的形状，所述电缆为排线形状，所述导光部包括：反射镜，改变从所述发射部发出的激光以及入射到激光雷达的激光的行进方向；导光筒，用于形成从发射部发出的激光向外部发出的路径，所述电路板形成于所述导光筒的上方。
15.通过如上所述的激光雷达，可以使激光雷达的大小变小，并且可以保证机械强度。
16.本实用新型的效果不限于如上所述的效果，本领域技术人员可以从以下的说明中得出上文中未记载的效果。
附图说明
17.图1是示出根据本实用新型的一实施例的激光雷达的示意图。
18.图2是示出根据本实用新型的一实施例的电缆的图。
19.图3是示出根据本实用新型的一实施例的支撑部的俯视图。
20.图4是示出根据本实用新型的一实施例的支撑部及电缆的立体图。
21.符号说明
22.100：固定部
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200：导光部
23.300：马达
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400：支撑部
24.500：电缆
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600：电路板
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行详细的描述。显然，以下公开的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于以下实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
26.并且，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系是基于附图的方位或位置关系，并且仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，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实用新型的限制。
27.以下，参照图1~图4对根据本实用新型的一实施例的激光雷达进行详细说明。
28.图1是示出根据本实用新型的一实施例的激光雷达的示意图。图2是示出根据本实用新型的一实施例的电缆的图。图3是示出根据本实用新型的一实施例的支撑部的俯视图。图4是示出根据本实用新型的一实施例的支撑部及电缆的立体图。
29.根据本实用新型的一实施例的激光雷达可以向外部发射激光，并接收在激光雷达外部的物体反射的激光束，从而可以通过飞行时间法（tof）测量周围物体与激光雷达的相隔距离。
30.如图1所示，根据本实用新型的一实施例的激光发射结构可以包括固定部100及导光部200。
31.固定部100可以包括发射部110、接收部120及接收透镜130等。
32.所述发射部110可以向上发出激光束。所述发射部110可以为边发射激光器（eel）或垂直腔面发射激光器（vcsel）。其中，边发射激光器（eel）的激光平行于衬底而发出，而垂直腔面发射激光器（vcsel）的激光垂直于衬底而发出。本实施例中，所述发射部110可以为垂直腔面发射激光器（vcsel）。
33.所述接收部120可以接收从所述发射部110发出后在激光雷达的外部物体反射的激光。所述接收部120可以为雪崩光电二极管（apd）或者单光子雪崩二极管（spad）。并且，所述接收部120的类型不限于此。所述接收部120的具体类型可以由本领域技术人员在公知的光电传感器的范围内适当地选择。
34.所述接收透镜130可以将在激光雷达的外部物体反射后入射到激光雷达的激光聚集到所述接收部120。所述接收透镜130可以是中间穿孔的凸透镜结构。所述发射部110可以位于上述的穿孔结构内部或者下部而使从所述发射部110发出的激光通过所述接收透镜130的穿孔结构向外发出。从而，可以使所述发射部110和接收部120位于同一直线而使发射部110和接收部120的横向间隔所产生的盲区最小化。
35.在本实用新型的一实施例中，所述固定部100可以包括上述的构成以外的未记载的构成，并且，所述固定部100可以包括本实用新型中具体描述的构成以外的其他不旋转的激光雷达所需的构成。
36.所述导光部200可以位于所述固定部上方且相对于所述固定部100进行旋转。具体而言，可以以旋转轴为中心相对于所述固定部100的发射部110及接收部120进行旋转。
37.并且，所述导光部200可以包括导光筒210和反射镜220。所述导光筒210可以为筒状，并且用于形成从所述发射部100发出的激光向外部发出的路径。所述反射镜220可以为相对于垂直方向倾斜45
°
而设置的平面镜。所述导光筒210和反射镜220可以一起以旋转轴为中心进行旋转。所述发射部110和接收部120也可以设置于所述旋转轴。
38.通过所述导光部200可以使从所述发射部110向上发出的激光改变方向而向水平方向发出。并且，通过所述导光部200的旋转可以使激光在360
°
的水平方向范围内进行扫描。
39.在激光雷达的外部物体反射的激光进入激光雷达后，在所述反射镜220反射后经过所述接收透镜130而入射到所述接收部120。
40.从而，可以通过所述导光部200的旋转实现激光的旋转扫描。
41.进一步地，根据本实用新型的一实施例的激光雷达还包括马达300及支撑部400。
42.所述马达300可以连接于所述导光部的上部而使所述导光部300旋转。
43.所述支撑部400可以位于所述导光部200和固定部100的一侧而将所述马达300和导光部200固定于所述固定部100的上方。更详细地，所述支撑部400可以在水平方向上位于所述导光部200和所述固定部100的外侧，即，位于远离所述旋转轴的方向。
44.所述支撑部400的下部可以固定于所述固定部100，所述支撑部400的上部可以连接于所述马达300的上部。
45.参照图3及图4，对本实用新型的支撑部400的结构进行更详细的说明。
46.图3是示出支撑部400的俯视图。如图3所示，所述支撑部400可以包括支撑柱410、连接部420及底座部430。
47.所述支撑柱410可以是从固定部100沿上下方向延伸的部分。其中，所述支撑柱410可以不是严格意义上的上下延伸的形态，所述支撑柱410可以沿着相对于垂直方向倾斜预定角度的方向延伸。所述支撑柱410可以用于将所述马达300及所述导光部200悬挂于所述固定部100上方。
48.所述底座部430可以为所述支撑部400上方的固定所述马达300的沿水平方向延伸的部分。所述马达300可固定于所述底座部430。
49.所述连接部420可以连接所述支撑柱410和底座部430。所述连接部420可以是宽度从所述支撑柱410向所述底座部430逐渐变大的形状。
50.通过如上所述的固定部100、导光部200、马达300以及支撑部400的结构，所述支撑部400可以将所述马达300及导光部200固定于所述固定部100的上方。所述马达300使所述导光部200旋转。从而，可以通过如上所述的结构实现激光的水平方向的扫描。
51.其中，由于马达300未与固定部100直接连接，因此需要通过电缆从所述固定部100向所述马达300供电。以下，对向所述马达300供电的结构进行说明。
52.在本实用新型的一实施例中，如图2~图4所示，在所述连接部420可以形成有贯通孔440，所述贯通孔440可以沿上下方向形成于所述连接部420的靠近所述支撑柱410的位置。从而，电缆500可以从所述支撑柱410的内侧的电路板600向上穿过形成于所述连接部420的贯通孔440后沿着所述支撑柱410的外侧面向下方延伸，从而延伸至所述固定部100。其中，所述电缆向下方延伸还包括向斜下方向延伸的情形。所述电路板600可以形成于所述导光筒210的上方。或者，所述电路板600可以形成在所述马达300的高度范围内。其中，形成在所述马达300的高度范围内不一定表示电路板600的高度范围被包含于所述马达300的高度范围，而表示所述电路板600的高度范围和所述马达300的高度范围至少重叠一部分。所述马达300可以通过金属线电连接于所述电路板600。
53.并且，在设置于所述支撑柱410内侧的电路板600还可以设置有用于测量所述导光部200的旋转角度的角度测量部。在所述马达300外部可以形成有环形的码盘，所述码盘可以延伸至所述角度测量部的内部而使所述角度测量部能够测量所述马达300的旋转角度，从而可以测量所述导光部200的旋转角度。
54.所述电缆500可以是具有预定的宽度的排线形状。其形状可以如图4所示。所述贯通孔440的宽度可以略微大于所述电缆500的宽度而使所述电缆500能够容易地穿过。所示支撑柱410的宽度（以旋转轴为中心的圆的切线方向的长度）可以等于所述电缆500的宽度。
因此，可以最小化所述支撑柱410沿宽度方向的长度，从而可以最小化所述支撑柱410阻挡的激光雷达的扫描视场。
55.并且，在所述支撑柱410的与所述导光部200对应的位置可以形成有反光部。所述反光部可以用来校准激光雷达的0度。
56.通过如上所述地设置电缆500，可以使激光雷达的大小变小，并且可以保证机械强度。其具体理由如下。
57.1）可以保证支撑柱410及整个支撑部400的机械强度，并且可以减少支撑柱410的宽度。其原因在于，相比于在所述支撑柱410的侧边开孔的情形，可以确保支撑柱410的整体性而防止强度减少。并且，将贯通孔440形成于宽度比支撑柱410大的连接部420而可以防止连接部420位置的强度减少过多。
58.2）通过在连接部420形成与所述电缆500的横向大小对应的贯通孔440，可以简化安装步骤且易于固定电缆500。在安装时，可以在外部将电缆500固定于电路板600后，将电缆穿过贯通孔440并沿支撑柱410下降，然后将的电路板600固定于所述支撑柱410的内侧。相比于所述贯通孔440形成于底座部430的情形，可以简化所述电缆500的安装过程。
59.3）可以确保导光筒210的长度。导光筒210需要根据光学性能具有预定的长度，若在导光筒210的长度不变的情况下将电缆500设置于支撑柱410的内侧，则需要增加导光筒210与支撑柱410之间的距离而使激光雷达的整体大小变大。在本实用新型的一实施例中，可以最小化导光筒210与支撑柱410之间的距离。
60.4）可以在所述支撑柱410的内侧设置反光纸。如果电缆500设置在支撑柱410的内侧，则可能会影响反光纸的形成。
61.5）可以简化供电及测量旋转角度用数据线的整体结构。本实用新型中，电缆不仅可以向所述马达300供电，还可以将所述角度测量部的角度测量结果传输给位于固定部100的处理器。并且，可以将角度测量部和马达的供电部分集成于电路板而简化固定部100上方的电路结构。
62.以上记载的关于装置及方法的实施例仅仅是示意性的，其中所记载的分离的单元可以是或者不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者不是物理单元，即，可以位于一个位置，或者可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实用新型的技术方案。