CN214151038U - 激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光雷达，包括光发射装置、偏振分光装置、光束调整装置、扫描装置和光接收装置，其中光发射装置，适于发射用于探测目标的探测光束；偏振分光装置，适于反射探测光束，并透射经光束调整装置进行偏振状态调整和聚焦处理的回波光束；光束调整装置，适于对经偏振分光装置反射的探测光束和经扫描装置反射的回波光束进行聚焦处理和偏振状态调整；扫描装置，适于反射经光束调整装置聚焦处理和偏振状态调整的探测光束以扫描目标，并反射目标反射的回波光束；光接收装置，适于接收偏振分光装置透射的回波光束。本实用新型所提供的激光雷达在保证激光雷达探测精度和探测距离要求的基础上，可以降低成本，并减小激光雷达的体积。

Description

激光雷达

技术领域

本实用新型涉及环境感知技术领域，尤其涉及一种激光雷达。

背景技术

激光雷达是一种感知车辆周围信息的重要传感器，是具有自动驾驶功能的汽车安全性和智能性的保障。

由于激光雷达需要安装于汽车上，并且其探测的信息将直接影响车辆行驶过程的安全性，因此，激光雷达需要满足体积小、可靠性高、高成像帧频、高分辨率、远测距等性能。

而现有技术中，为了保证激光雷达的性能，会通过设置较多的光学器件或者直接设置较多的激光雷达的方式实现，从而造成激光雷达的体积较大，因此，需要合理地设计激光雷达，使其在满足光路传输要求和探测精度的基础上，结构更加小型化。

因此，如何在激光雷达探测精度和探测距离要求的基础上，减小激光雷达的体积，就成为亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种激光雷达，在保证激光雷达探测精度和探测距离要求的基础上，降低成本，并减小激光雷达的体积。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种激光雷达，包括光发射装置、偏振分光装置、光束调整装置、扫描装置和光接收装置，其中：

所述光发射装置，适于发射用于探测目标的探测光束；

所述偏振分光装置，适于反射所述探测光束，并透射经所述光束调整装置进行偏振状态调整和聚焦处理的回波光束；

所述光束调整装置，适于对经所述偏振分光装置反射的所述探测光束和经所述扫描装置反射的所述回波光束进行聚焦处理和偏振状态调整；

所述扫描装置，适于反射经所述光束调整装置聚焦处理和偏振状态调整的探测光束以扫描所述目标，并反射所述目标反射的所述回波光束；

所述光接收装置，适于接收所述偏振分光装置透射的所述回波光束。

可选地，所述光束调整装置包括透镜和波片，其中：

所述透镜，适于对经所述偏振分光装置反射的所述探测光束和经所述波片进行偏振状态调整的所述回波光束进行聚焦处理；

所述波片，适于对经所述透镜聚焦处理的所述探测光束和经所述扫描装置反射的所述回波光束进行偏振状态调整。

可选地，所述透镜所在平面和所述波片所在平面之间的夹角范围为3° -15°。

可选地，所述扫描装置设置于所述透镜的前焦点。

可选地，所述光发射装置包括多个激光发射器，多个所述激光发射器与所述探测光束所在的平面与竖直面之间的夹角范围为0°-15°。

可选地，还包括：

第一反射镜，适于反射经所述光束调整装置聚焦处理和偏振状态调整的探测光束至所述扫描装置，且反射经所述扫描装置反射的所述回波光束至所述光束调整装置。

可选地，所述光发射装置、所述偏振分光装置、所述光束调整装置、所述第一反射镜和所述光接收装置的数量均为两个，且关于所述扫描装置对称设置。

可选地，两个所述第一反射镜反射至所述扫描装置的探测光束共同所在的平面，与所述扫描装置处于初始位置时的法线的夹角范围为15°-25°。

可选地，所述扫描装置处于初始位置时反射的所述探测光束与光束传播平面平行，其中，所述光束传播平面为所述探测光束经所述偏振分光装置反射、所述光束调整装置聚焦处理和偏振状态调整的光束传播路径所在的平面。

可选地，还包括：

第二反射镜，适于反射经所述偏振分光装置反射的探测光束至所述光束调整装置，且反射经所述光束调整装置聚焦处理和偏振状态调整的所述回波光束至所述偏振分光装置。

可选地，还包括：

线偏振片，适于对所述光发射装置发射的所述探测光束进行偏振处理后照射至所述偏振分光装置。

可选地，还包括：

光纤，适于对所述光发射装置发射的探测光束进行光束调整后照射至所述偏振分光装置。

可选地，还包括：

滤光片，适于对所述偏振分光装置透射的所述回波光束进行滤波后照射至所述光接收装置。

可选地，还包括：

扩束装置，适于扩大所述扫描装置反射的探测光束的探测范围和所述目标反射的所述回波光束的接收范围。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下优点：

本实用新型实施例所提供的激光雷达，包括：光发射装置、偏振分光装置、光束调整装置、扫描装置和光接收装置，光发射装置发射用于探测目标的探测光束，偏振分光装置反射探测光束至光束调整装置进行聚焦处理和偏振状态调整，然后照射至扫描装置，扫描装置反射经光束调整装置进行聚焦处理和偏振状态调整的探测光束，对目标进行扫描，当探测光束照射至目标后，目标对探测光束反射产生的回波光束再照射至扫描装置，扫描装置对回波光束进行反射至光束调整装置，光束调整装置进一步对回波光束进行聚焦处理和偏振状态调整，然后照射至偏振分光装置，经偏振分光装置透射后照射至光接收装置并被其接收。可以看出，本实用新型实施例所提供的激光雷达，通过偏振分光装置和光束调整装置的使用，使得探测光束的传播所使用的光学装置与回波光束的传播所使用的光学装置可以相同，从而利用相同的光学装置同时可以实现探测光束和回波光束的传播，实现了偏振同轴光路，减少了所使用的光学器件，在保证激光雷达探测精度和探测距离要求的基础上，可以降低成本，并可以减小激光雷达的体积。

可选方案中，光束调整装置包括透镜和波片，透镜，适于对经偏振分光装置反射的探测光束和经波片进行偏振状态调整的回波光束进行聚焦处理；波片，适于对经透镜聚焦处理的探测光束和经扫描装置反射的回波光束进行偏振状态调整。这样，在探测光束传播过程中，经偏振分光装置反射的探测光束首先经过透镜进行聚焦处理，然后再经过波片进行偏振状态调整，使得透镜表面反射的杂散光束依然是没有经过偏振状态调整的光束，当杂散光束照射至偏振分光装置时，不会从偏振分光装置透射，从而不会造成由于光接收装置接收的光束中包含透镜表面反射的杂散光束而影响探测精度，提高激光雷达探测的准确性，并且在探测光束的传播路径上透镜设置于偏振分光装置之后，可以减小所使用的器件，进一步减小激光雷达的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例所提供的激光雷达的光学装置的结构框图；

图2是本实用新型实施例所提供的激光雷达的光学装置的一结构示意图及探测光束的光路传播示意图；

图3是图2所示的激光雷达的光学装置的结构示意图及回波光束的光路传播示意图；

图4是本实用新型实施例所提供的激光雷达的一结构示意图；

图5是图4所示的激光雷达的***图；

图6是本实用新型实施例所提供的激光雷达的光纤的放大示意图；

图7是本实用新型实施例所提供的激光雷达的另一结构示意图；

图8是图4所示的激光雷达的部分剖面示意图。

具体实施方式

为减小激光雷达的体积，本实用新型实施例提供了一种激光雷达，包括光发射装置、偏振分光装置、光束调整装置、扫描装置和光接收装置，其中：

所述光发射装置，适于发射用于探测目标的探测光束；

所述偏振分光装置，适于反射所述探测光束，并透射经所述光束调整装置进行偏振状态调整和聚焦处理的回波光束；

所述光束调整装置，适于对经所述偏振分光装置反射的所述探测光束和经所述扫描装置反射的所述回波光束进行聚焦处理和偏振状态调整；

所述扫描装置，适于反射经所述光束调整装置聚焦处理和偏振状态调整的探测光束以扫描所述目标，并反射所述目标反射的所述回波光束；

所述光接收装置，适于接收所述偏振分光装置透射的所述回波光束

从而，在进行目标探测时，光发射装置发射用于探测目标的探测光束，偏振分光装置反射探测光束至光束调整装置进行聚焦处理和偏振状态调整，然后照射至扫描装置，扫描装置反射经光束调整装置进行聚焦处理和偏振状态调整的探测光束，对目标进行扫描，当探测光束照射至目标后，目标对探测光束反射产生的回波光束再照射至扫描装置，扫描装置对回波光束进行反射至光束调整装置，光束调整装置进一步对回波光束进行聚焦处理和偏振状态调整，然后照射至偏振分光装置，经偏振分光装置透射后照射至光接收装置并被其接收。

可以看出，本实用新型实施例所提供的激光雷达，通过偏振分光装置的使用，使得探测光束的传播所使用的光学装置与回波光束的传播所使用的光学装置相同，从而利用相同的光学装置同时可以实现探测光束和回波光束的传播，实现了偏振同轴光路，减少了所使用的光学器件，在保证激光雷达探测精度和探测距离要求的基础上，可以降低成本，并可以减小激光雷达的体积。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本说明书所涉及到的指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位，以特定的方位构造，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参考图1-图3，图1是本实用新型实施例所提供的激光雷达的光学装置的结构框图；图2是本实用新型实施例所提供的激光雷达的光学装置的一结构示意图及探测光束的光路传播示意图；图3是图2所示的激光雷达的光学装置的结构示意图及回波光束的光路传播示意图。

如图1-图3所示，本实用新型实施例所提供的激光雷达包括光发射装置1、偏振分光装置2、光束调整装置3、扫描装置4和光接收装置5，其中：光发射装置1，适于发射用于探测目标的探测光束；偏振分光装置2，适于反射探测光束，并透射经光束调整装置3进行偏振状态调整和聚焦处理的回波光束；光束调整装置3，适于对经偏振分光装置2反射的探测光束和经扫描装置4反射的回波光束进行聚焦处理和偏振状态调整；扫描装置4，适于反射经光束调整装置3聚焦处理和偏振状态调整的探测光束以扫描目标，并反射目标反射的回波光束；光接收装置5，适于接收偏振分光装置2透射的回波光束。

需要说明的是，光发射装置1、偏振分光装置2、光束调整装置3、扫描装置4和光接收装置5设置的位置关系，只要能够保证光束的传输要求即可，具***置不做限定。当然，在一种具体实施方式中，可以尽量将光发射装置1、偏振分光装置2、光束调整装置3、扫描装置4和光接收装置5设置的较近，以从结构角度减小激光雷达的体积。

另外，光束调整装置3只要能够实现对于光束的偏振状态调整和聚焦处理即可，其中所包含的光电器件的数量不做限制。

如图4和图5所示，图4是本实用新型实施例所提供的激光雷达的一结构示意图；图5是图4所示的激光雷达的***图，除了光发射装置1、偏振分光装置2、光束调整装置3、扫描装置4和光接收装置5等装置，本实用新型实施例所提供的激光雷达还包括安装各个装置(包括光发射装置1、偏振分光装置2、光束调整装置3、扫描装置4和光接收装置5)的机械结构12，以及对光发射装置1、光接收装置5和扫描装置4进行控制和信号处理的控制装置 11，具体地，控制装置11可以为电路板。

偏振分光装置2可以对具有不同偏振态的激光进行反射或者透射，与光束调整装置3对探测光束和回波光束的偏振状态调整共同配合，可以保证偏振同轴光路的实现。而由于光束在传播过程中会不断发散，发散的光束会影响激光雷达的测远能力，因此，光束调整装置3还需要具有聚焦的功能。

具体地，偏振分光装置2可以为偏振分光棱镜(polarizing Beam Splitter，PBS)，还可以为偏振分光片；光发射装置5可以为半导体激光器，包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)或边发射激光器(EEL)，以在保证探测分辨率的前提下降低成本。

具体地，扫描装置24可以为振镜，振镜在驱动装置的驱动下转动，使探测光束对三维空间的目标进行扫描，以及接收三维空间的目标反射的回波光束。

在一种具体实施方式中，光发射装置5可以包括多个激光发射器，比如4 个或者更多，并且多个所述激光发射器与探测光束所在的平面与竖直面之间的夹角范围为0°-15°，从而可以提高探测覆盖率和探测分辨率。

容易理解的是，多个激光发射器与探测光束所在的平面为经过各个激光发射器所在的平面，竖直面为当将激光雷达按照探测位置放置时的竖直平面中，平行于各个激光发射器发射的探测光束的照射方向的平面。

这样，当进行环境探测时，请参考图1-图3所示的光路传播，光发射装置1发射出用于探测目标的探测光束，并照射至偏振分光装置2，偏振分光装置2对探测光束中具有不同偏振状态的光束分别进行透射和反射，其中反射的探测光束沿着图1和图2中箭头A的方向照射至光束调整装置3(透射的部分则穿过偏振分光装置2，停止对物体的探测)，光束调整装置3对探测光束进行聚焦处理和偏振状态调整，然后照射至扫描装置4，扫描装置4对其进行反射，反射后的扫描光束照射至环境中对目标进行扫描，目标对探测光束进行反射，产生回波光束并照射至扫描装置4，请参考图1和3所示的光路传播，回波光束沿着箭头B照射至光束调整装置3，光束调整装置3对回波光束进行聚焦处理和偏振状态调整，这样经过偏振分光装置2反射的光束经过了两次偏振状态调整后，偏振态发生改变，再次照射至偏振分光装置2后，能够透射并照射至光接收装置5。

由于利用偏振分光装置2进行分光时，不仅部分光束被反射产生探测光束，还有部分光束沿光束的传播方向透射穿过偏振分光装置1，为了降低透射的光束对激光雷达的探测结果的影响，在一种具体实施方式中，可以在透射的光束传播路径中设置吸光装置或者吸光材料。

这样，本实用新型实施例所提供的激光雷达，通过偏振分光装置和光束调整装置的使用，使得探测光束的传播所使用的光学装置与回波光束的传播所使用的光学装置可以相同，从而利用相同的光学装置同时可以实现探测光束和回波光束的传播，实现了偏振同轴光路，减少了所使用的光学器件，在保证激光雷达环境探测精度和探测距离要求的基础上，可以降低成本，并可以减小激光雷达的体积。

然而，为了方便扫描装置4的设置，实现对各个装置进行合理的布局，提高激光雷达的结构紧凑性，进一步减小激光雷达的体积，在另一种具体实施方式中，本实用新型实施例所提供的激光雷达还可以包括第一反射镜6，适于反射经光束调整装置3聚焦处理和偏振状态调整的探测光束至扫描装置4，且反射经扫描装置4反射的回波光束至光束调整装置3。

如图2-图5所示，当设置第一反射镜6时，通过合理设置第一反射镜6 的倾斜状态和倾斜角度，可以将扫描装置4设置于其他光学装置(光发射装置1、偏振分光装置2、光束调整装置3和光接收装置5)上方的空间，从而可以更充分地利用激光雷达的空间，避免由于各个装置均设置于同一平面造成激光雷达尺寸的增大。

这样，在进行目标探测时，光发射装置1发射出用于探测目标的探测光束经偏振分光装置2和光束调整装置3后照射至第一反射镜6，经第一反射镜 6反射至扫描装置4，扫描装置4对其进行进一步地反射，反射后的扫描光束照射至环境中对目标进行扫描，目标对探测光束进行反射，产生回波光束并照射至扫描装置4，回波光束经扫描装置4照射至第一反射镜6，然后由第一反射镜6反射至光束调整装置3，并经过偏振分光装置2透射至光接收装置5。

当然，为了进一步减小激光雷达的体积，在另一种具体实施方式中，还可以设置第二反射镜7，第二反射镜7适于反射经偏振分光装置2反射的探测光束至光束调整装置3，且反射经光束调整装置3聚焦处理和偏振状态调整的回波光束至偏振分光装置2。

第二反射镜7的设置，可以改变探测光束和回波光束传输的方向，从而可以调整光束调整装置3和偏振分光装置2之间的相对位置，使得各个装置在激光雷达中设置的合理性提高，从而使得激光雷达的紧凑性提高，进一步减小激光雷达的体积。

为了提高用于探测的光束的质量，在另一种具体实施方式中，本实用新型实施例所提供的激光雷达还可以包括：线偏振片8，适于对光发射装置1发射的探测光束进行偏振处理后照射至偏振分光装置2。

容易理解的是，线偏振片8首先对光发射装置1发射的探测光束进行偏振处理，经过偏振处理后的探测光束照射至偏振分光装置2，因此线偏振片8 设置于光发射装置1和偏振分光装置2之间。

线偏振片8的设置可以对光发射装置1发射的光束进行偏振处理，得到与线偏振片8的偏振角度相垂直的光束，提高用于扫描的探测光束的质量以及探测效果。

为了减小探测光束的发散角，在另一种具体实施方式中，如图2和图6 所示，图6是本实用新型实施例所提供的激光雷达的光纤的放大示意图，本实用新型实施例所提供的激光雷达还可以包括：光纤9，以对光发射装置1发射的探测光束进行光束调整后照射至偏振分光装置2。

容易理解的是，光纤9也可以设置于光发射装置1和偏振分光装置2之间。

光纤9可以对光发射装置1发射的光束进行光束调整处理，用于减小探测光束的发散角，提高用于扫描的探测光束的质量以及探测效果。

当然，在另一种具体实施方式中，还可以同时设置光纤9和线偏振片8，以实现对探测光束的更为全面的处理。

为了提高激光雷达的性能，提高光接收装置5所接收到的回波光束的质量，在一种具体实施方式中，本实用新型实施例所提供的激光雷达还可以包括：滤光片(图中未示出)，适于对偏振分光装置2透射的所述回波光束进行滤波后照射至光接收装置5。

滤光片的设置可以对偏振分光装置2透射的光束进行滤波，从而降低不必要的光束(杂散光束)对于探测效果的影响。

为了进一步提高激光雷达的探测范围，在一种具体实施方式中，请参考图7，图7是本实用新型实施例所提供的激光雷达的另一结构示意图，如图中所示，本实用新型实施例所提供的激光雷达包括扩束装置10，适于扩大所述扫描装置4反射的探测光束的探测范围和所述目标反射的所述回波光束的接收范围。

通过扩束装置10对探测光束的处理，使得探测光束所能照射的探测范围更大，同时还能够接收从更大范围内的目标反射的回波光束，实现对探测范围和接收范围的扩大。

为了提高激光雷达的视场范围，具体地，继续参考图1，本实用新型实施例所提供的激光雷达的光发射装置1、偏振分光装置2、光束调整装置3、第一反射镜6和光接收装置5的数量可以均为两个，且关于扫描装置4对称设置。

需要说明的是，本文所述的关于扫描装置4对称设置是指关于在激光雷达的探测光束出射方向上的扫描装置4的中心所在的水平方向和竖直方向所形成的平面对称设置，即如图1和图2所示的结构。

这样，可以获取两组装置的视场范围，通过视场拼接，可以得到较大的视场范围，提高激光雷达的探测范围。

当然，当激光雷达还设置有线偏振片8、光线9或者滤光片时，线偏振片 8、光线9或者滤光片也可以分别设置两个，并关于扫描装置对称设置。

为了保证两组装置所探测的视场对应的图像拼接后的效果，在一种具体实施方式中，本实用新型实施例所提供的激光雷达的两个第一反射镜6反射至扫描装置4的探测光束共同所在的平面，与扫描装置4处于初始位置时的法线的夹角范围为15°-25°。

容易理解的是，两个第一反射镜6反射至扫描装置4的探测光束共同所在的平面，是指经过两束探测光束共同形成的平面；扫描装置4处于初始位置是指扫描装置4未被驱动转动时的位置。

如果两个第一反射镜6反射至扫描装置4的探测光束共同所在的平面于扫描装置4处于初始位置时的法线的夹角过大，容易造成探测光束所覆盖的范围不连续，拼接后的图案不规整；而如果夹角过小，则容易造成探测光束所覆盖的范围重叠度较高，不同的探测光束之间发生干涉，影响探测效果。

为了使光束调整装置3能够对探测光束和回波光束实现聚集处理和偏振状态调整的功能，在一种具体实施方式中，请参考图8，图8是图4所示的激光雷达的部分剖面示意图。本实用新型实施例所提供的激光雷达的光束调整装置3可以包括透镜31和波片32，其中透镜31适于对经偏振分光装置2反射的探测光束和经波片32进行偏振状态调整的回波光束进行聚焦处理；波片 32适于对经透镜31聚焦处理的探测光束和经扫描装置4反射的回波光束进行偏振状态调整。

在探测光束的传播路径上，透镜31位于波片32的前方，在回波光束的传播路径上，透镜31位于波片32的后方。

在一种具体实施方式中，波片32可以为1/4波片，使得通过偏振分光装置2反射的光束经过波片7后，偏振方向发生改变，照射至偏振分光装置2 后透射至光接收装置5。

在一种具体实施方式中，透镜31和波片32可以设置于二者共同的安装座中，并通过在二者之间设置隔圈，实现对二者的固定，以及提高31和波片 32对环境的适应能力，降低碎裂的风险，提高可靠性。

容易理解的是，各个透镜31、波片32等光学装置除了具有对光束进行聚焦或者偏振状态调整的功能，不可避免地其表面也有对光束反射的作用，在探测光束的传播路径上，透镜31的表面对光束进行反射，产生第一杂散光束，反射光束照射至偏振分光装置2，而由于透镜31位于波片32的前方，第一杂散光束并未经过波片32进行偏振状态的调整，照射至偏振分光装置2的反射光束不会从偏振分光装置2透射，不会对光接收装置5所接收的光束产生影响。

这样，在探测光束传播过程中，经偏振分光装置2反射的探测光束首先经过透镜31进行聚焦处理，然后再经过波片32进行偏振状态调整，使得透镜32表面反射的杂散光束依然是没有经过偏振状态调整的光束，当杂散光束照射至偏振分光装置2时，不会从偏振分光装置2透射，从而不会造成由于光接收装置5接收的光束中包含透镜31表面反射的杂散光束而影响探测精度，提高激光雷达探测的准确性。

然而，容易理解的是，为了进一步减小激光雷达内杂散光束的产生，避免偏振态改变后的探测光束被波片32的表面反射，透过偏振分光装置2被光接收装置5接收，影响激光雷达的探测精度，在一种具体实施方式中，本实用新型实施例所提供的激光雷达的透镜31所在平面和波片32所在平面之间具有一定的夹角，这样，偏振态改变后的探测光束在波片32的表面反射所产生的杂散光束会偏转一定角度，偏转后的杂散光束不会沿探测光束的原传输路径返回，从而不会被光接收装置5接收。

可以设置激光雷达的透镜31所在平面和波片32所在平面之间的夹角，为此可以设置夹角范围为3°-15°，对于上述夹角范围，夹角过大时，会造成光路体积增大，夹角过小时，起不到减小杂光的作用。

需要说明的是，本文所述的透镜31所在平面和波片32所在平面之间的夹角是指，透镜31所在平面和波片32所在平面均为垂直于激光雷达的底座的平面，两平面在空间内的夹角。

为了进一步提高激光雷达探测的准确性，可以缩短偏振分光装置2与光发射装置1的距离，以及偏振分光装置2与光接收装置5的距离，在一种具体实施方式中，可以在探测光束的传播路径中，光发射装置1与偏振分光装置2之间不需要设置透镜，在回波光束的传播路径中，光接收装置5与偏振分光装置2之间也不需要设置透镜，即沿探测光束或回波光束的传播路径，透镜的数量为1个。

这样，一方面，由于光发射装置1与偏振分光装置2之间不需要设置透镜，光发射装置1与偏振分光装置2的距离较近，从而可以提高偏振分光装置2与光发射装置1的对准可靠性，同时，光接收装置5与偏振分光装置2 之间也不需要设置透镜，也可以缩短光接收装置5与偏振分光装置2之间的距离，提高偏振分光装置2与光接收装置5的对准可靠性，从而提高探测精度；另一方面，在沿探测光束或回波光束的传播路径上，透镜的数量为1个，也可以在保证光束传播对于光束要求的基础上，减少所使用的光学装置的数量，实现光路缩短，进一步提高探测精度。

另外，需要说明的是，在偏振分光装置2与光发射装置1之间以及光接收装置5与偏振分光装置2之间还可以设置其他的光学装置，比如前述的线偏振片8、光纤9以及滤波片等，即使透镜数量的减少，依然可以实现对准可靠性的提高以及激光雷达的探测精度。

然而，当光发射装置1包括多个激光发射器时，受到各个激光发射器的设置位置的影响，各个激光发射器所发射的探测光束并不重合，使得各个激光发射器所发射的探测光束经过光束调整装置3后，不能全部照射至扫描装置4的中心，造成探测的准确性降低，为此，在一种具体实施方式中，将扫描装置4设置于透镜31的前焦点。

容易理解的是，本文所述的透镜31的前焦点是指探测光束照射至透镜31 后汇聚后的点，当然，如图1中所示，当扫描装置4设置于透镜31的上方时，透镜31的前焦点可以位于透镜31的上方，即随着经过透镜31后的探测光束的传播，经过第一反射镜6，改变了传输方向，在经过第一反射镜6后的传输光路中形成汇聚的点位于透镜31的上方，即前焦点位于透镜31的上方，在进行扫描装置4的设置时，将扫描装置4设置于对应的位置。

通过将扫描装置4设置于透镜31的前焦点，使得扫描装置4和透镜31 之间形成远心光路，各个激光发射器所发射的探测光束经过透镜31后都能照射至扫描装置4的中心，提高激光雷达的探测准确性。

在另一种具体实施方式中，为了方便实现探测范围的设计和控制，本实用新型实施例所提的激光雷达，可以使扫描装置4处于初始位置时反射的探测光束与光束传播平面平行，其中，光束传播平面为探测光束经偏振分光装置2反射、光束调整装置3聚焦处理和偏振状态调整的光束传播路径所在的平面。

这样，可以提高控制扫描装置的扫描角度的准确性，提高激光雷达的探测精度。

虽然本实用新型实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括光发射装置、偏振分光装置、光束调整装置、扫描装置和光接收装置，其中：

所述光发射装置，适于发射用于探测目标的探测光束；

所述偏振分光装置，适于反射所述探测光束，并透射经所述光束调整装置进行偏振状态调整和聚焦处理的回波光束；

所述光束调整装置，适于对经所述偏振分光装置反射的所述探测光束和经所述扫描装置反射的所述回波光束进行聚焦处理和偏振状态调整；

所述扫描装置，适于反射经所述光束调整装置聚焦处理和偏振状态调整的探测光束以扫描所述目标，并反射所述目标反射的所述回波光束；

所述光接收装置，适于接收所述偏振分光装置透射的所述回波光束。

2.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述光束调整装置包括透镜和波片，其中：

所述透镜，适于对经所述偏振分光装置反射的所述探测光束和经所述波片进行偏振状态调整的所述回波光束进行聚焦处理；

所述波片，适于对经所述透镜聚焦处理的所述探测光束和经所述扫描装置反射的所述回波光束进行偏振状态调整。

3.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述透镜所在平面和所述波片所在平面之间的夹角范围为3°-15°。

4.如权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描装置设置于所述透镜的前焦点。

5.如权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述光发射装置包括多个激光发射器，多个所述激光发射器与所述探测光束所在的平面与竖直面之间的夹角范围为0°-15°。

6.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

第一反射镜，适于反射经所述光束调整装置聚焦处理和偏振状态调整的探测光束至所述扫描装置，且反射经所述扫描装置反射的所述回波光束至所述光束调整装置。

7.如权利要求6所述的激光雷达，其特征在于，所述光发射装置、所述偏振分光装置、所述光束调整装置、所述第一反射镜和所述光接收装置的数量均为两个，且关于所述扫描装置对称设置。

8.如权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，两个所述第一反射镜反射至所述扫描装置的探测光束共同所在的平面，与所述扫描装置处于初始位置时的法线的夹角范围为15°-25°。

9.如权利要求1-8任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述扫描装置处于初始位置时反射的所述探测光束与光束传播平面平行，其中，所述光束传播平面为所述探测光束经所述偏振分光装置反射、所述光束调整装置聚焦处理和偏振状态调整的光束传播路径所在的平面。

10.如权利要求1-8任一项所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

第二反射镜，适于反射经所述偏振分光装置反射的探测光束至所述光束调整装置，且反射经所述光束调整装置聚焦处理和偏振状态调整的所述回波光束至所述偏振分光装置。

11.如权利要求1-8任一项所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

线偏振片，适于对所述光发射装置发射的所述探测光束进行偏振处理后照射至所述偏振分光装置。

12.如权利要求1-8任一项所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

光纤，适于对所述光发射装置发射的探测光束进行光束调整后照射至所述偏振分光装置。

13.如权利要求1-8任一项所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

滤光片，适于对所述偏振分光装置透射的所述回波光束进行滤波后照射至所述光接收装置。

14.如权利要求1-8任一项所述的激光雷达，其特征在于，还包括：

扩束装置，适于扩大所述扫描装置反射的探测光束的探测范围和所述目标反射的所述回波光束的接收范围。

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