[发明专利]激光雷达及其工作方法

说明书

本发明提供一种激光雷达及其工作方法，其中，所述激光雷达包括：发射装置，用于向待探测目标发射第一激光光束；分光装置，用于将第一激光光束分为多束第二激光光束，多束第二激光光束的传播方向不相同；振镜，所述振镜包括第一反射面，所述第一反射面用于反射第二激光光束，所述振镜具有第一旋转轴，所述振镜用于绕所述第一旋转轴旋转，所述第一旋转轴与所述第一反射面的法线之间的夹角大于零；接收装置，用于接收经过待探测目标反射回来的回波光束。所述激光雷达能够通过较小的振镜转角，获得较高的视场角。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种激光雷达及其工作方法。

背景技术

激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。激光雷达的工作原理与微米波雷达的工作原理类似，都是利用光波往返于雷达和目标之间所用的时间来评估距离的大小。

分辨率和视场角是激光雷达的重要指标。为了获得高分辨率，提出了一种多线激光雷达，多线激光雷达采用多个发射装置和相应的探测器在垂直方向进行排列，增加了垂直方向上的探测范围。然而多线激光雷达的空间有限，不能增加过多的激光光源，所以垂直角分辨率极其有限，且成本较高。为了降低成本，并提高激光雷达的分辨率，一种方法是采用具有MEMS微振镜形成激光雷达，具有MEMS微振镜的激光雷达具有较高的分辨率。

然而，具有MEMS微振镜的激光雷达具有视场角小或振镜转角较大的缺点。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种激光雷达及其工作方法，能够通过较小的振镜转角获取较大的视场角。

为解决上述问题，本发明提供一种激光雷达，包括：发射装置，用于向待探测目标发射第一激光光束；分光装置，用于将第一激光光束分为多束第二激光光束，多束第二激光光束的传播方向不相同；振镜，所述振镜包括第一反射面，所述第一反射面用于反射第二激光光束，所述振镜具有第一旋转轴，所述振镜用于绕所述第一旋转轴旋转，所述第一旋转轴与所述第一反射面的法线之间的夹角大于零；接收装置，用于接收经过待探测目标反射回来的回波光束。

可选的，所述分光装置为达曼光栅或光纤分束器；所述达曼光栅为一维达曼光栅或二维达曼光栅。

可选的，所述分光装置为一维达曼光栅；入射至所述振镜第一反射面的传播方向不同的第二激光光束所在平面为传播平面，所述第一反射面与传播平面具有交线，所述第一旋转轴与所述交线之间的夹角大于零。

可选的，所述激光雷达包括发射接收装置，所述发射接收装置包括：所述发射装置、分光装置、振镜和接收装置；所述发射接收装置具有第二旋转轴，所述发射接收装置用于绕所述第二旋转轴旋转；所述第一旋转轴与第二旋转轴之间的夹角大于零。

可选的，还包括：准直透镜，用于对多束第二激光光束进行准直处理，使多束第二激光光束的传播方向平行；第一聚焦透镜，用于将经过准直处理的第二激光光束汇聚至所述振镜的第一反射面。

可选的，还包括：半透半反镜，用于使所述第二激光光束透过，并入射至所述振镜的第一反射面，所述半透半反镜包括第二反射面，所述第二反射面用于将经过振镜反射回的回波光束反射至所述接收装置中。

可选的，还包括：第二聚焦透镜，用于将经所述半透半反镜出射的回波光束汇聚至所述接收装置中；所述接收装置与第二聚焦透镜焦点之间的距离小于第二聚焦透镜焦深的一半。

可选的，所述发射装置用于同时发射多束传播方向不同的第一激光光束。