[發明專利]相控陣激光雷達及其控制方法

在審

• 申請號: 201811108123.1
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109085558A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 邱純鑫;劉樂天
• 申請（專利權）人: 深圳市速騰聚創科技有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 石佩

本發明公開了一種相控陣激光雷達及其控制方法，相控陣激光雷達包括激光發射裝置、起偏器及液晶相控陣。通過激光發射裝置向起偏器發射激光光束，再通過起偏器將激光光束過濾成偏振光，使得進入相控陣中的光線為線偏振光，從而保證激光光束在液晶相控陣作用下能夠發生偏折現象。同時，該偏振光通過液晶相控陣進行偏折并向被測物投射，從而使得該相控陣激光雷達完成對被測物的掃描。由于液晶相控陣具有成熟的且大規模制造工藝和較低的電壓要求，因此，該相控陣激光雷達具有使用壽命長且功耗低的優點。同時，該液晶相控陣中的液晶像素之間的間距小，因此，液晶相控陣能夠充分利用偏振光的能量，有利于提高該相控陣激光雷達的能量利用率。

技術領域

本發明涉及激光雷達技術領域，特別是涉及一種相控陣激光雷達及其控制方法。

背景技術

激光雷達是以發射激光束探測目標的位置、速度等特征量的系統，廣泛應用于激光探測領域。為了適應于二維和/或三維探測，激光雷達發射出的激光光束需要旋轉。通常采用光學相控陣元件來控制激光光束波前相位，從而達到對發射光束方向的控制。傳統基于光學相控陣進行光束方向控制的方法有三種：第一種利用電光晶體制造光學相控陣，通過雙折射晶體在不同強度電場下折射率不同控制入射光相位；第二種是利用聲光效應制造光學相控陣，利用超聲波在晶體中通過造成的晶體局部折射率周期性變化形成可控的布拉格衍射，使其一級衍射光角度可控；第三種是利用熱光效應制成的光學相控陣。然而，第一種控制方法使用壽命短且功耗較大；第二種控制方法不利于集成化生產，成本較高；第三種控制方法功耗大且能量利用率低。

發明內容

基于此，有必要提供一種具有使用壽命長、功耗低且能量利用率高的相控陣激光雷達及其控制方法。

其技術方案如下：

一種相控陣激光雷達，包括：激光發射裝置，所述激光發射裝置用于發射激光光束；起偏器，所述起偏器用于將所述激光光束過濾成偏振光；液晶相控陣，所述液晶相控陣與所述激光發射裝置分別位于所述起偏器兩側，所述液晶相控陣用于將所述偏振光偏折處理。

在其中一個實施例中，相控陣激光雷達還包括擴束組件與第一透鏡，所述擴束組件用于將所述偏振光進行擴束處理；所述第一透鏡用于將經所述擴束組件處理后的偏振光準直處理，并將準直后的偏振光投射在所述液晶相控陣上。

在其中一個實施例中，所述擴束組件包括第二透鏡與反射鏡，所述第二透鏡用于將所述偏振光匯聚在所述反射鏡上，所述反射鏡用于將經過所述第二透鏡處理后的偏振光反射至所述第一透鏡上。

在其中一個實施例中，所述反射鏡包括反射位，所述反射位用于所述偏振光發生反射，所述反射位與所述反射鏡的中心隔開設置，且所述反射位相對于所述反射鏡的中心遠離所述起偏器設置。

在其中一個實施例中，所述液晶相控陣用于將準直后的偏振光偏折處理，并將偏折后的偏振光投射在所述第一透鏡上，所述第一透鏡用于將經過所述液晶相控陣處理的偏振光匯聚處理。

在其中一個實施例中，所述相控陣激光雷達還包括第三透鏡，所述第三透鏡用于將經過所述第一透鏡匯聚的偏振光準直處理。

在其中一個實施例中，所述液晶相控陣包括依次貼合的第一基板、第一取向膜、液晶層、第二取向膜及第二基板，所述第一基板與所述第二基板之間用于形成電勢差。

在其中一個實施例中，所述第二基板分割為多個基板單元，所述基板單元用于與所述第一基板形成獨立電勢差。

一種相控陣激光雷達的控制方法，包括以下步驟：將激光光束過濾成偏振光，并將所述偏振光投射在所述液晶相控陣上；通過所述液晶相控陣將所述偏振光偏折處理，并使得所述偏振光向被測物出射；接收被測物反射的所述偏振光，并對所述偏振光進行分析處理。

在其中一個實施例中，將激光光束過濾成偏振光，并將所述偏振光投射在所述液晶相控陣上的步驟包括：所述偏振光以預設角度投射在所述液晶相控陣上。