镜头调节组件和激光雷达的制作方法

本实用新型涉及光学设备技术领域，特别是涉及一种镜头调节组件和激光雷达。

背景技术：

激光雷达是利用激光束对周围物体进行感知的设备，以点云数据的形式反映周围物体的位置及形貌，具有测距分辨率高、速度快，体积小、重量轻等特点。其中，光学系统控制激光在系统中的传播方向及汇聚发散，是激光雷达区别于其他工作机制雷达的关键部分，因此，对于光学系统的精密机械调节显得尤为重要。

现有技术中，为了从光学上解决视场角问题，激光雷达的光学系统通常采用不规则大视场聚焦镜片，实现光源发射整形以及返回光路的高精度聚焦，但传统的调焦方式一般为旋转镜筒，此种方式无法很好地适用于不规则大视场聚焦镜片的调焦，使得不规则大视场聚焦镜片的调焦存在困难。

技术实现要素：

基于此，有必要针对不规则大视场聚焦镜片调焦困难的问题，提供一种镜头调节组件和激光雷达。

一种镜头调节组件，包括：

镜座支架；

接收镜座，所述接收镜座上安装有接收镜片，所述接收镜座可滑动地安装于所述镜座支架，所述接收镜座可相对所述镜座支架沿所述接收镜片的光轴方向进行抽拉调节；以及

发射镜座，所述发射镜座上安装有发射镜片，所述发射镜座可滑动地安装于所述镜座支架，所述发射镜座可相对所述镜座支架沿所述发射镜片的光轴方向进行抽拉调节。

上述镜头调节组件通过将接收镜座及发射镜座分别可滑动地安装在镜座支架上，接收镜座上安装有接收镜片，发射镜座上安装有发射镜片；通过沿发射镜片的光轴方向抽拉调节发射镜座的位置，从而可实现发射镜片沿发射光轴方向的调焦；通过沿接收镜片的光轴方向抽拉调节接收镜座的位置，从而可实现接收镜片沿接收光轴方向的调焦，调焦过程简单方便，可很好地解决不规则大视场聚焦镜片调焦困难的问题。

在其中一个实施例中，所述镜座支架设有用于安装所述接收镜座的第一安装腔，以及用于安装所述发射镜座的第二安装腔，所述接收镜座和所述镜座支架的其中一者设有第一导轨，另一者设有与所述第一导轨滑动配合的第一导槽，所述发射镜座和所述镜座支架的其中一者设有第二导轨，另一者设有与所述第二导轨滑动配合的第二导槽。

在其中一个实施例中，所述第一导轨和所述第二导轨均设置为燕尾导轨，所述第一导槽和所述第二导槽均设置为燕尾导槽。

在其中一个实施例中，所述镜头调节组件还包括第一调节旋钮，所述镜座支架上设有与所述第一安装腔连通的第一调节槽，所述第一调节槽沿所述接收镜座的抽拉方向延伸，所述接收镜座对应所述第一调节槽设有第一连接孔，所述第一调节旋钮穿过所述第一调节槽而与所述第一连接孔螺纹连接。

在其中一个实施例中，所述第一调节旋钮的数量为两个，所述镜座支架的相对两侧分别设有所述第一调节槽，所述接收镜座的相对两侧分别设有所述第一连接孔，所述第一调节旋钮、所述第一调节槽及所述第一连接孔一一对应设置。

在其中一个实施例中，所述镜头调节组件还包括第二调节旋钮，所述镜座支架上设有与所述第二安装腔连通的第二调节槽，所述第二调节槽沿所述发射镜座的抽拉方向延伸，所述发射镜座对应所述第二调节槽设有第二连接孔，所述第二调节旋钮穿过所述第二调节槽而与所述第二连接孔螺纹连接。

在其中一个实施例中，所述第二调节旋钮的数量为两个，所述镜座支架的相对两侧分别设有所述第二调节槽，所述接收镜座的相对两侧分别设有所述第二连接孔，所述第二调节旋钮、所述第二调节槽及所述第二连接孔一一对应设置。

在其中一个实施例中，所述镜头调节组件还包括发射电路板和接收电路板，所述发射电路板位置可调地安装于所述镜座支架，所述发射电路板上设有用于距离补偿的第一激光器，以及用于信号采集的第二激光器，所述接收电路板位置可调地安装于所述镜座支架，所述接收电路板上设有光电探测器。

在其中一个实施例中，所述镜座支架上设有第一固定柱，所述第一固定柱上设有用于与第一紧固件锁紧配合的第一锁紧孔，所述发射电路板上设有供所述第一紧固件穿置的第一调节孔，所述第一调节孔的直径大于所述第一锁紧孔的直径，所述第一紧固件将所述发射电路板锁紧固定于所述第一固定柱的端面；和/或，

所述镜座支架上设有第二固定柱，所述第二固定柱上设有用于与第二紧固件锁紧配合的第二锁紧孔，所述接收电路板上设有供所述第二紧固件穿置的第二调节孔，所述第二调节孔的直径大于所述第二锁紧孔的直径，所述第二紧固件将所述接收电路板锁紧固定于所述第二固定柱的端面。

一种激光雷达，包括旋转驱动件、信号处理板及如上任意一项所述的镜头调节组件，所述信号处理板设于所述镜头调节组件的底部，所述旋转驱动件用于驱动所述信号处理板及所述镜头调节组件进行旋转运动。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的激光雷达的结构示意图；

图2为图1中的激光雷达的侧视图；

图3为图1中的激光雷达的后视图；

图4为图1中的激光雷达的镜头调节组件的结构示意图。

10、镜头调节组件；11、镜座支架；111、第一导槽；112、第一调节槽；113、第二调节槽；114、第一固定柱；115、第二固定柱；12、接收镜座；121、接收镜片；122、第一导轨；123、第一连接孔；13、发射镜座；131、发射镜片；132、第二导轨；14、第一调节旋钮；15、第二调节旋钮；16、发射电路板；161、第一激光器；162、第二激光器；17、接收电路板；171、光电探测器；18、第一紧固件；19、第二紧固件；20、信号处理板；30、旋转驱动件。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

请参照图1及图2，一种激光雷达包括镜头调节组件10、信号处理板20及旋转驱动件30，所述信号处理20板设于所述镜头调节组件10的底部，旋转驱动件30设于信号处理板20的底部。其中镜头调节组件10用于构成激光雷达的光学系统，信号处理板20用于实现系统中的信号处理，旋转驱动件30用于驱动所述信号处理板20及所述镜头调节组件10进行旋转运动，实现对物体的扫描。可选地，旋转驱动件30驱动所述信号处理板20及所述镜头调节组件10进行360°旋转运动，使得激光雷达具有较大的探测范围。旋转驱动件30具体可为驱动电机或旋转气缸等。上述激光雷达可应用于扫地机器人等智能机器人领域，也可用于精密机床的防撞系统领域。

其中，光学系统控制激光在系统中的传播方向及汇聚发散，是激光雷达的关键部分，因此，需要在使用前对激光雷达的光学系统进行精密机械调节。本申请的激光雷达通过镜头调节组件10可实现对光学系统的精密机械调节。

请结合图1及图4，在一实施例中，镜头调节组件10包括镜座支架11、接收镜座12和发射镜座13。所述接收镜座12上安装有接收镜片121，所述接收镜座12可滑动地安装于所述镜座支架11，所述接收镜座12可相对所述镜座支架11沿所述接收镜片121的光轴方向进行抽拉调节；所述发射镜座13上安装有发射镜片131，所述发射镜座13可滑动地安装于所述镜座支架11，所述发射镜座13可相对所述镜座支架11沿所述发射镜片131的光轴方向进行抽拉调节。

其中，镜座支架11用于形成主体支撑和安装结构。发射镜座13上安装有发射镜片131，通过发射镜片131可将光源发射的激光整形并且传输出去。接收镜座12上安装有接收镜片121，通过接收镜片121可传输聚焦整形经过扫描物体反射回来的光信号。发射镜片131和接收镜片121可采用不规则大视场角镜片，实现光源发射整形以及返回光路的高精度聚焦。

上述镜头调节组件10通过将接收镜座12及发射镜座13分别可滑动地安装在镜座支架11上，接收镜座12上安装有接收镜片121，发射镜座13上安装有发射镜片131；通过沿发射镜片131的光轴方向抽拉调节发射镜座13的位置，从而可实现发射镜片131沿发射光轴方向的调焦；通过沿接收镜片121的光轴方向抽拉调节接收镜座12的位置，从而可实现接收镜片121沿接收光轴方向的调焦，调焦过程简单方便，可很好地解决不规则大视场聚焦镜片调焦困难的问题，从而能够实现对激光雷达的光学系统的精密机械调节。

在其中一个实施例中，所述镜座支架11设有用于安装所述接收镜座12的第一安装腔，以及用于安装所述发射镜座13的第二安装腔，所述接收镜座12和所述镜座支架11的其中一者设有第一导轨122，另一者设有与所述第一导轨122滑动配合的第一导槽111，所述发射镜座13和所述镜座支架11的其中一者设有第二导轨132，另一者设有与所述第二导轨132滑动配合的第二导槽(图未示)。通过第一导轨122与第一导槽111的滑动配合，可对接收镜座12的运动进行导向，使接收光轴稳定不偏移，保证光轴精度，从而可使得接收镜片121的焦距调节更为精准。通过第二导轨132与第二滑槽的滑动配合，可对发射镜座13的运动进行导向，使发射光轴稳定不偏移，保证光轴精度，从而可使得发射镜片131的焦距调节更为精准。

可选地，所述第一导轨122和所述第一导槽111的数量均设置为至少两个，且所述第一导轨122与所述第一导槽111一一对应设置；和/或，所述第二导轨132和所述第二导槽的数量均设置为至少两个，且所述第二导轨132与所述第二导槽一一对应设置。

例如，如图4所示，接收镜座12的相对两外侧壁分别各设有两个第一导轨122，相应地，第一安装腔相对的两个内侧壁分别各设有两个第一导槽111，第一导轨122与第一导槽111一一对应地滑动配合，如此，通过四个第一导轨122与四个第一导槽111的滑动配合，能够有效保证接收镜座12的运动平稳性，进一步提升焦距调节的精准性。

进一步地，所述第一导轨122和所述第二导轨132均设置为燕尾导轨，所述第一导槽111和所述第二导槽均设置为燕尾导槽。通过燕尾导轨与燕尾导槽的滑动配合，可实现接收镜座12与镜座支架11之间、发射镜座13与镜座支架11之间的高精密调节，进一步保证光轴精度，实现焦距的高精密调节。

为了进一步提升接收镜座12抽拉调节的便利性，请参照图2及图4，所述镜头调节组件10还包括第一调节旋钮14，所述镜座支架11上设有与所述第一安装腔连通的第一调节槽112，所述第一调节槽112沿所述接收镜座12的抽拉方向延伸，所述接收镜座12对应所述第一调节槽112设有第一连接孔123，所述第一调节旋钮14穿过所述第一调节槽112而与所述第一连接孔123螺纹连接。在进行调节时，操作人员只需将第一调节旋钮14沿第一调节槽112进行调节，便可带动接收镜座12运动，进而实现接收镜片121的焦距调节，操作简单方便。

可选地，如图3所示，所述第一调节旋钮14的数量为两个，所述镜座支架11的相对两侧分别设有所述第一调节槽112，所述接收镜座12的相对两侧分别设有所述第一连接孔123，所述第一调节旋钮14、所述第一调节槽112及所述第一连接孔123一一对应设置。

为了进一步提升发射镜座13抽拉调节的便利性，请参照图2及图4，所述镜头调节组件10还包括第二调节旋钮15，所述镜座支架11上设有与所述第二安装腔连通的第二调节槽113，所述第二调节槽113沿所述发射镜座13的抽拉方向延伸，所述发射镜座13对应所述第二调节槽113设有第二连接孔(图未示)，所述第二调节旋钮15穿过所述第二调节槽113而与所述第二连接孔螺纹连接。在进行调节时，操作人员只需将第二调节旋钮15沿第二调节槽113进行调节，便可带动发射镜座13运动，进而实现发射镜片131的焦距调节，操作简单方便。

可选地，如图3所示，所述第二调节旋钮15的数量为两个，所述镜座支架11的相对两侧分别设有所述第二调节槽113，所述接收镜座12的相对两侧分别设有所述第二连接孔，所述第二调节旋钮15、所述第二调节槽113及所述第二连接孔一一对应设置。

在一实施例中，所述镜头调节组件10还包括发射电路板16和接收电路板17，所述发射电路板16位置可调地安装于所述镜座支架11，所述发射电路板16上设有用于距离补偿的第一激光器161，以及用于信号采集的第二激光器162，所述接收电路板17位置可调地安装于所述镜座支架11，所述接收电路板17上设有光电探测器171。

具体地，如图2所示，发射电路板16位置可调地安装于镜座支架11的背面，发射电路板16的上侧安装有第一激光器161，发射电路板16的下侧安装有第二激光器162，第一激光器161和第二激光器162可焊接于发射电路板16上，发射电路板16用于实现第一激光器161和第二激光器162的驱动。接收电路板17位置可调地安装于镜座支架11的背面，且与发射电路板16间隔设置，光电探测器171以贴片的方式固定于接收电路板17上，通过接收电路板17可实现光电转化器转化的电信号的放大整形。在使用前，通过调整发射电路板16和接收电路板17的安装位置，以保证第一激光器161、第二激光器162和光电探测器171的空间位置不发生重叠。其中，关于发射电路板16、接收电路板17、激光器及光电探测器171的具体工作原理已经为本领域技术人员所熟知，在此不再详述。

在一实施例中，如图2所示，所述镜座支架11上设有第一固定柱114，所述第一固定柱114上设有用于与第一紧固件18锁紧配合的第一锁紧孔(图未示)，所述发射电路板16上设有供所述第一紧固件18穿置的第一调节孔(图未示)，所述第一调节孔的直径大于所述第一锁紧孔的直径，所述第一紧固件18将所述发射电路板16锁紧固定于所述第一固定柱114的端面。通过将第一调节孔设计有一定的调节余量，如此，可通过上下左右调节发射电路板16带动激光器实现发射对中调节，调节好后再通过第一紧固件18锁紧固定即可。第一紧固件18具体可采用螺丝，第一锁紧孔可为螺纹孔。

可选地，镜座支架11的背面设有四根第一固定柱114，各第一固定柱114分别通过一个第一紧固件18与发射电路板16锁紧固定。如图3所示，四个第一紧固件18呈矩形排布，位于对角的两个第一紧固件18可起到定位功能。

在一实施例中，如图2所示，所述镜座支架11上设有第二固定柱115，所述第二固定柱115上设有用于与第二紧固件19锁紧配合的第二锁紧孔(图未示)，所述接收电路板17上设有供所述第二紧固件19穿置的第二调节孔(图未示)，所述第二调节孔的直径大于所述第二锁紧孔的直径，所述第二紧固件19将所述接收电路板17锁紧固定于所述第二固定柱115的端面。通过将第二调节孔设计有一定的调节余量，如此，可通过上下左右调节接收电路板17带动光电探测器171实现接收对中调节，调节好后再通过第二紧固件19锁紧固定即可。第二紧固件19具体可采用螺丝，第二锁紧孔可为螺纹孔。

可选地，镜座支架11的背面设有四根第二固定柱115，各第二固定柱115分别通过一个第二紧固件19与接收电路板17锁紧固定，如图3所示，四个第二紧固件19呈矩形排布，位于对角的两个第二紧固件19可起到定位功能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。