[實用新型]一種基于LCOS技術的固態掃描激光雷達

有效

• 申請號: 201821320471.0
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN208654318U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 張石;李亞鋒
• 申請（專利權）人: 武漢煜煒光學科技有限公司
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02;G01S7/481
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 曾凱

本實用新型屬于激光雷達技術領域，公開了一種基于LCOS技術的固態掃描激光雷達，包括發射激光器、發射光學元件和LCOS器件；所述發射激光器發出的探測光信號經發射光學元件準直輸出入射至所述LCOS器件；所述LCOS器件包括基片、玻璃蓋板和灌注液晶，所述基片和玻璃蓋板通過微玻璃棒連接成一個空腔盒體，在所述空腔盒體內設置所述灌注液晶；所述LCOS器件的有效平面由二維分布的像元組成。本實用新型固態掃描激光雷達實現激光探測光束的無運動部件掃描，解決當前機械掃描方式激光雷達存在的一系列問題，進一步拓寬激光雷達的應用領域。

技術領域

本實用新型屬于激光雷達技術領域，具體涉及一種基于LCOS(硅基液晶，LiquidCrystal On Silicon，簡稱LCOS)技術的固態掃描激光雷達。

背景技術

激光雷達主要有兩種掃描方式，分別是機械掃描方式和非機械掃描方式。機械掃描方式由于技術成熟、設計靈活、結構簡單及成本低廉等優點，已成為當前激光雷達的主流光束掃描方式，成功應用于多種型號的激光雷達產品中，且已實現批量生產和銷售。但機械掃描方式也存在一系列的問題，尺寸較大，掃描速度慢，運動部件易影響長期可靠性。上述問題限制了激光雷達在自動駕駛或工業探測等領域的大批量推廣應用。

實用新型內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本實用新型目的在于提供一種基于LCOS技術的固態掃描激光雷達，實現激光探測光束的無運動部件掃描，解決當前機械掃描方式激光雷達存在的一系列問題，進一步拓寬激光雷達的應用領域。

本實用新型所采用的技術方案為：

一種基于LCOS技術的固態掃描激光雷達包括發射激光器、發射光學元件和LCOS器件；

所述發射激光器發出的探測光信號經所述發射光學元件準直輸出入射至所述LCOS器件；

所述LCOS器件包括基片、玻璃蓋板和灌注液晶，所述基片和玻璃蓋板通過微玻璃棒連接成一個空腔盒體，在所述空腔盒體內設置所述灌注液晶；

所述LCOS器件的有效平面由二維分布的像元組成。

進一步地，所述基片為CMOS集成電路芯片，所述玻璃蓋板為鍍有透明電極的玻璃蓋板。

進一步地，所述發射光學元件為發射透鏡。

進一步地，所述發射透鏡為非球面透鏡。

進一步地，所述灌注液晶為高折射率的灌注液晶。

本實用新型的有益效果為：

在現有機械掃描方式的基礎上，將機械掃描裝置替換為LCOS光束掃描器件，LCOS可以控制入射光束的位相，根據光束掃描角度的需求，靈活改變光束的位相變化角度，實現光束的角度變化連續掃描，另外，單個機械掃描裝置僅能提供一維角度旋轉，如需實現二維角度旋轉，需要在單個機械掃描裝置上再安裝另一維的機械掃描裝置，極大地增加了激光雷達系統的復雜度，相對于機械掃描方式，LCOS固態掃描方式還可以實現二維掃描，單個LCOS光束掃描器件可實現二維方向上的任意位相變化，即可控制掃描光束在二維方向的角度連續旋轉。

附圖說明

圖1是本實用新型的基于LCOS技術的固態掃描激光雷達的光束掃描原理示意圖。

圖2是本實用新型的LCOS器件的平面結構示意圖。

圖3是給本實用新型的LCOS器件上的所有像元施加相同電壓時的效果圖。

圖4是給本實用新型的LCOS器件施加小相位差的電壓時的光線入射及出射方向(正方向)示意圖。

圖5是給本實用新型的LCOS器件施加大相位差的電壓時的光線入射及出射方向(正方向)示意圖。