[发明专利]具有安装连接件的光检测和测距系统及其形成方法

说明书

本发明涉及具有安装连接件的光检测和测距系统及其形成方法。包括安装结构中的透镜系统的安装连接件的光检测和测距系统，该光检测和测距系统包括安装在安装结构中的透镜系统，该安装连接件包括安装结构，该安装结构包括至少一个对准开口，并且该透镜系统包括被配置成用于将该透镜系统安装在该安装结构中的安装轴，其中该对准开口横向包围该安装轴，该安装轴与预定义对准条件下的安装轴至少部分隔开对准距离；以及被配置成用于至少部分跨越对准距离的间隔件，其中安装轴通过将该间隔件固定到安装结构的第一连接件和将该间隔件固定到安装轴的第二连接件在对准开口中的对准条件下固定。

技术领域

本公开总体上涉及光检测和测距系统的领域。

背景技术

对于相干光检测和测距(LIDAR)而言，光子集成电路(PIC)由于可能具有低成本和对高容量的可扩展性因此是所期望的。然而，由于PIC限制(尺寸、产量、成本)，垂直通道(分辨率元素)的数量是有限的(大约10个)。通过使用多(M)波长激光源和衍射光栅，例如，对于给定的PIC而言，LIDAR通道的数量可以增加M倍，以实现所期望的高数量(100)的垂直分辨率元素或像素。

在传统LIDAR中，光学组件布置在PIC的前方，用于波束位置控制。光学组件包括透镜系统，用于调整来自PIC的波束。透镜系统布置在PIC光路中的镜筒中。镜筒需要主动对准。镜筒的主动对准需要在对准过程期间的非常敏感的反馈信号。在对准过程结束时，需要对镜筒进行非常牢固和可靠的固定，用于在广泛的机械和热应力下(例如，在汽车应用中)将重型镜筒固定就位。

附图说明

在附图中，贯穿不同的视图，相同的附图标记一般指代相同部分。这些附图不一定是按比例的，而是一般着重于说明本发明的原理。在以下描述中，参照下面的附图描述本发明的各方面，其中：

图1图示出LIDAR系统的安装连接件的图片；

图2到图4图示出LIDAR系统的安装连接件的示意图；

图5图示出具有LIDAR系统的交通工具的示意图；

图6图示出LIDAR系统的示意图；并且

图7图示出形成安装连接件的方法的流程图。

具体实施方式

LIDAR系统可用作自主交通工具、自主机器人或自主无人驾驶飞行器(UAV)或无人机中的组件，用于在内部以及外部感测物体。LIDAR系统也可用于交通工具、机器人、UAV或无人机中的辅助系统。LIDAR系统可以是多模式感测系统的一部分，与相机、雷达、超声或毫米波超宽带(UWB)一起或结合操作。导航和自主或辅助决策可以全部或部分基于LIDAR系统。此外，LIDAR系统可用于诸如智能手机、平板电脑或笔记本电脑等的移动设备中，用于包括物体、人物、姿势或手势检测的目的。

以下详细描述中对附图进行参考，附图通过图示的方式示出了可在其中实施本发明的具体细节和方面。

本文中使用术语“作为示例”以意指“用作示例、实例或说明”。本文中被描述为“作为示例”的任何方面或设计不一定被解释为优选于或更优于其他方面或设计。

对于调频连续波(FMCW)LIDAR应用，接收(Rx)信号和所发射的(Tx)信号可用于透镜对准。对于Rx信号，可以使用统计测量方法来消除散斑效应。对于Tx信号，剪切干涉仪条纹分析可以提供关于透镜位置的非常敏感的反馈。将透镜系统对准到预定义的对准位置中后，可以使用间隔件和安装连接件将透镜系统固定在该位置中。安装连接件可以使用双波束激光焊接技术通过中间间隔件形成。

空间光学元件(例如透镜系统)和PIC之间的精确和可靠的对准可以提供构建紧凑和多功能光学解决方案的能力。