[发明专利]一种扫描装置和激光雷达

说明书

本申请实施例提供一种扫描装置和激光雷达，扫描装置包括光源、偏振器、液晶结构和电学结构。光源向液晶结构发射激光束；液晶结构接收激光束，并通过液晶结构的反射面反射激光束，反射后的激光束在被测物面上形成光斑，液晶结构位于电场中，故，当利用具有该扫描装置的激光雷达对待测物面进行扫描测量时，电学结构通过对液晶结构施加预设规律的电压形成电场，由于液晶结构具有一定的流动性，在对液晶结构施加电压时，液晶结构内部分子会发生对应偏转，改变液晶结构反射面的折射率，从而改变激光束经过反射面后的出射方向，进而改变光斑在被测物面上的位置，实现对被测物面的扫描。该装置精度更高，具有测量可重复性、控制灵活性和稳定性。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体涉及一种扫描装置和激光雷达。

背景技术

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，被广泛的应用到各种领域。激光雷达可以分为扫描式和非扫描式两大类，对于扫描式激光雷达来说，扫描式激光雷达通过扫描结构改变激光的传播方向，从而使激光可以在被测物面的不同位置依次形成光斑，从而完成对待测物面的扫描，在扫描过程中，被测物面上的反射光被激光雷达的探测器接收进而完成对被测物面的扫描测量。

传统的激光雷达中所使用的扫描结构主要是机械旋转扫描结构，即通过电机转动带动光学结构(例如透镜、棱镜等)或发射光源本身旋转，而光学结构的旋转又可以改变经过光学结构的反射面反射的激光的传播方向，从而实现对待测物面的扫描。

但是，机械旋转扫描结构由于存在机械旋转，随着长时间不断的进行机械旋转，使得机械旋转扫描结构不断的磨损，从而缩短机械旋转扫描结构的寿命，并且随着磨损的产生，还会降低机械旋转扫描结构的精度和稳定性。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种扫描装置和激光雷达，无需机械转动，不存在机械磨损，从而精度更高，具有测量可重复性、控制灵活性和稳定性。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种扫描装置，所述装置应用于激光雷达，所述装置包括光源、液晶结构和电学结构：

所述光源，用于向所述液晶结构发射激光束；所述液晶结构，用于接收激光束，并通过所述液晶结构的反射面反射所述激光束，反射后的激光束在被测物面上形成光斑，所述液晶结构位于所述电学结构形成的电场中，所述电学结构通过对所述液晶结构施加预设规律的电压形成所述电场，在所述装置应用于激光雷达对待测物面进行扫描测量时，所述液晶结构的折射率在所述电场的作用下发生改变，以便改变所述光斑在所述被测物面上的位置，所述光斑在所述被测物面上的位置的集合作为所述激光雷达在所述被测物面上的扫描区域。

在一种实现方式中，所述预设规律通过电压与时刻的对应关系体现，针对扫描测量过程中的任意时刻，对所述液晶结构施加电压得到的反射后的激光束相对于未施加电压得到的反射后的激光束偏转第一偏转角，所述装置还包括放大光学结构：

所述放大光学结构用于接收所述反射后的激光束，扩大所述第一偏转角。

在一种实现方式中，所述装置还包括准直扩束结构：

所述准直扩束结构，用于在所述光源发射的激光束经过所述液晶结构之前，对所述激光束进行扩束，使得被测物面上光斑的大小满足预设条件。

在一种实现方式中，所述光源包括至少一个激光器。

在一种实现方式中，若所述光源包括多个激光器，所述多个激光器按照预定顺序依次发出激光束。

在一种实现方式中，所述液晶结构为液晶空间光调制器。

在一种实现方式中，若所述光源包括多个激光器，所述多个激光器同时发出激光束，所述液晶空间光调制器还用于对所述多个激光器同时发出的激光束进行耦合。