CN220399650U - 激光雷达***和车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种激光雷达***和车辆。该***包括发射模组、反射组件、扫描器、可由激光束穿过的前窗和接收模组。反射组件设置在激光雷达***的发射光路和接收光路的相交处，反射组件与接收模组连接设置在回波光线的中心区域。如此，本申请通过将反射组件与接收模组连接设置在回波光线的中心区域，在减小激光雷达***的外形尺寸的同时，还可以充分利用接收回波光线的空间，使得经过反射镜四周的回波光线均可以进入到接收模组中，增加接收模组的回波光线入射孔径和接收模组的光通量，进而提高接收模组的接收效率。
Description
技术领域
本申请涉及激光雷达技术领域，特别涉及一种激光雷达***和车辆。
背景技术
目前，激光雷达***为了减小光机装置尺寸，常采用在激光雷达***中设置反射镜的方法，让发射***与接收***可以在某些空间实现共用。反射镜需要通过设置在靠近视窗位置的固定结构件设置在激光雷达***中。
一方面，为了让固定结构件起到固定反射镜的同时，兼顾结构稳定性，设计固定结构件时，会将固定结构件的厚度设置较厚，即固定结构件的厚度较大，会遮挡边缘视场的光线。另一方面，为了避让边缘光线，还会将视窗和扫描器都扩大一部分空间，使得视窗和扫描器远离反射镜的位置以避让边缘光线，从而导致激光雷达***整体的尺寸增大。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本申请的目的在于提供一种激光雷达***和车辆。
本申请提供一种激光雷达***。所述激光雷达***包括发射模组、反射组件、扫描器、可由激光束穿过的前窗和接收模组。所述发射模组用于通过发射光路向所述反射组件发射激光光线。所述反射组件用于反射由所述发射模组发出的所述激光光线。所述扫描器用于将经所述反射组件反射后的所述激光光线透过所述前窗反射至目标物体，所述扫描器通过旋转将所述激光光线达到所述激光雷达***所设计的方位向视场角，及用于将从所述目标物体反射回的回波光线通过所述接收光路反射至所述接收模组。所述接收模组用于通过所述接收光路接收由所述扫描器反射回的所述回波光线。其中，所述反射组件设置在所述激光雷达***的所述发射光路和接收光路的相交处，所述反射组件与所述接收模组连接设置在所述回波光线的中心区域。
如此，本申请的激光雷达***通过将反射组件与接收模组连接设置在回波光线的中心区域，在减小激光雷达***的外形尺寸的同时，还可以充分利用接收回波光线的空间，使得经过反射镜四周的回波光线均可以进入到接收模组中，增加接收模组的回波光线入射孔径和接收模组的光通量，进而提高接收模组的接收效率。
在某些实施方式中，所述激光雷达***包括连接组件，所述连接组件用于将所述反射组件连接在所述接收模组上。
如此，本申请的激光雷达***通过连接组件可以将反射组件连接在接收模组上，进而可以充分利用激光雷达***接收回波光线的空间，使得经过反射镜四周的回波光线均可以进入到接收模组中，增加接收模组的回波光线入射孔径和接收模组的光通量，进而提高接收模组的接收效率。
在某些实施方式中，所述接收模组包括第一透镜，所述第一透镜通过所述连接组件与所述反射组件连接为一体。
如此，本申请的激光雷达***通过第一透镜将连接组件与反射组件连接为一体，使得反射组件可以更加牢固的与接收模组连接。
在某些实施方式中，所述连接组件为楔形柱体。
如此，本申请的激光雷达***通过将连接组件设计成楔形柱体，使得反射组件可以通过连接组件更加牢固的与接收模组连接，并可以在保持原光学***不变的情况下，通过改变连接组件的结构设计，减小激光雷达***的整体外形尺寸。
在某些实施方式中，所述连接组件包括第一斜面和与所述第一斜面相背的第一平面，所述反射组件与所述连接组件通过所述第一斜面连接，所述接收模组与所述连接组件通过所述第一平面连接。
如此，本申请的激光雷达***的反射组件通过与连接组件的第一斜面连接，以及接收模组通过与连接组件的第一平面连接，使得反射组件可以通过连接组件牢固的与接收模组连接，减小激光雷达***的整体外形尺寸，增加接收模组的回波光线入射孔径和接收模组的光通量。
在某些实施方式中，所述接收模组包括第一透镜，所述第一透镜包括与所述第一平面连接的第二平面，所述第一平面的面积小于或等于所述第二平面的面积；所述反射组件包括与所述第一斜面连接的第二斜面，所述第一斜面的面积小于或等于所述第二斜面的面积。
如此，本申请的激光雷达***将连接组件的第一平面的面积设计成小于或等于第一透镜的第一平面，以及连接组件的第一斜面的面积设计成小于或等于反射组件的第二斜面，在保证连接组件的结构稳定性的同时，还可以防止连接组件的第一斜面大于第二斜面和第一平面大于第二平面，遮挡回波光线入射至接收模组的光路。
在某些实施方式中，所述连接组件包括消光处理后的外侧面。
如此，本申请的激光雷达***通过对连接组件的外侧面进行消光处理，可以消除激光雷达***中的杂散光，保证入射光线和回波光线在光路上进行传播时，不会受到杂散光的影响。
在某些实施方式中，所述连接组件的材质包括玻璃材质、塑料材质或金属材质。
如此，本申请的激光雷达***的连接组件的材质为玻璃材质时，可以减小光线在光路传播的光损失。连接组件的材质为塑料材质时，可以减轻激光雷达***的质量。连接组件的材质为金属材质时，可以提高连接组件的刚度，进而使得反射组件通过连接组件更加牢固的与接收模组连接。
在某些实施方式中，所述激光雷达***还包括消光片。所述接收模组包括第一透镜。所述消光片与所述反射组件的第一端连接，所述反射组件的第二端与所述第一透镜连接，所述消光片的设置方向与所述接收光路的方向平行，其中，所述消光片的厚度小于或等于0.2mm。
如此，本申请的激光雷达***通过在反射组件上设置小于或等于0.2mm的消光片，通过较薄的消光片可以消除发射光路出射的杂散光，避免杂散光进入接收模组，提高激光雷达***的测距准确性，减轻激光雷达***重量。
本申请还提供一种车辆。所述车辆包括上述任意实施方式所述的激光雷达***。
如此，本申请的车辆通过将反射组件与接收模组连接设置在回波光线的中心区域，在减小激光雷达***的外形尺寸的同时，还可以充分利用接收回波光线的空间，使得经过反射镜四周的回波光线均可以进入到接收模组中，增加接收模组的回波光线入射孔径和接收模组的光通量，进而提高接收模组的接收效率。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是相关技术中的激光雷达***的结构示意图；
图2是本申请某些实施方式的激光雷达***的结构示意图；
图3是本申请某些实施方式应用的激光雷达***的结构示意图；
图4是本申请某些实施方式的反射组件与接收模组连接的结构示意图；
图5是本申请某些实施方式的反射组件通过连接组件与第一透镜连接的结构示意图；
图6是本申请某些实施方式的第一透镜的第二平面的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
请参阅图1，在目前的激光雷达***中，为了减小光机装置尺寸，常采用在激光雷达***中设置反射镜的方法，让发射***与接收***可以在某些空间实现共用。反射镜需要通过设置在靠近视窗位置的固定结构件设置在激光雷达***中。
一方面，如图1所示，为了让固定结构3件起到固定反射镜2的同时，兼顾结构稳定性，设计固定结构件3时，一般会在靠近视窗2的位置设置固定结构件3，并且会将固定结构件3的厚度设置较厚，即固定结构件的厚度较大，会遮挡边缘视场的光线。另一方面，为了避让边缘光线，还会将视窗1和扫描器4都扩大一部分空间，使得视窗1和扫描器4远离反射镜2的位置以避让边缘光线，从而导致激光雷达***整体的尺寸增大。
有鉴于此，请参阅图2，本申请提供一种激光雷达***100。激光雷达***100包括发射模组10、反射组件20、扫描器30、可由激光束穿过的前窗40和接收模组50。发射模组10用于通过发射光路向反射组件20发射激光光线。反射组件20用于反射由发射模组10发出的激光光线。扫描器30用于将经反射组件20反射后的激光光线透过前窗40反射至目标物体，扫描器30通过旋转将激光光线达到激光雷达***100所设计的方位向视场角，及用于将从目标物体反射回的回波光线通过接收光路反射至接收模组50。接收模组50用于通过接收光路接收由扫描器30反射回的回波光线。其中，反射组件20设置在激光雷达***100的发射光路和接收光路的相交处，反射组件20与接收模组50连接设置在回波光线的中心区域。
其中，方位向视场角例如可以为0°至140°中的任何一个角度，在此不做限制。
具体地，反射组件20通过连接组件60连接在接收模组50上，以使得反射组件20位于激光雷达***100的发射光路和接收光路的相交处。发射模组10设置在远离前窗40的一侧，并位于激光雷达***100的发射光路上。扫描器30和接收模组50分别设置在前窗40的两端，以使得接收模组50位于回波光线的中心区域。
当需要对目标物体进行测距时，首先发射模组10通过发射光路向反射组件20发射激光光线，反射组件20将发射模组10发射的激光光线反射至扫描器30，此时扫描器30可以沿中心点360°旋转，使得分别设置在扫描器30不同面的四面反射镜将从反射组件20反射后的激光光线达到激光雷达***100所设计的方位向视场角，并透过前窗40反射至目标物体。然后，当目标物体反射回的光线经过前窗40入射至扫描器30，此时扫描器30可以将从目标物体反射回并经前窗40的光线通过接收光路反射至接收模组50，以实现激光雷达***100对目标物体进行测距。
可以理解地，通过将反射组件20与接收模组50连接设置在回波光线的中心区域，使得反射组件20位于激光雷达***100的发射光路和接收光路的相交处，在保证反射组件20能反射激光雷达***100从发射光路射出的入射光线的同时，还可以减少反射组件20遮挡接收模组50接收回波光线的区域，使得接收模组50能接收更多由外界反射回后经接收光路的回波光线。
另外，相关技术中为了固定反射组件20，需要在靠近视窗的位置设置反射组件20的固定结构，使得光学视窗和扫描器都需要扩大一部分空间，导致激光雷达***100的外形尺寸较大。本申请将反射组件20与接收模组50连接设置在回波光线的中心区域，即将反射组件20直接设置在接收模组50上，可以在保持原光学***不变的情况下，缩小激光雷达***100的外形尺寸。
如此，本申请的激光雷达***100通过将反射组件20与接收模组50连接设置在回波光线的中心区域，在减小激光雷达***100的整体外形尺寸的同时，还可以充分利用接收回波光线的空间，使得经过反射镜四周的回波光线均可以进入到接收模组50中，增加接收模组50的回波光线入射孔径和接收模组50的光通量，进而提高接收模组50的接收效率。
此外，在本申请中，反射组件20可以通过胶水粘连的方式与接收模组50连接，以便于反射组件20的安装和拆卸。反射组件20还可以通过焊接的方式与接收模组50连接，以使反射组件20与接收模组50的连接更加牢固。反射组件20可以为平面反射镜、分束镜、三角棱镜、楔形棱镜或直角棱镜等元件。
接收模组50包括多片透镜、接收镜筒、滤色片、接收芯片和结构件等零件。接收模组50具有成像聚集的作用。
另外，如图3所示，在本申请应用的激光雷达***100中，发射模组10可以被配置为发射具有均匀的能量分布的发射光束。这里，均匀的能量分布也可以解释为均匀的照度或光强。在一些实施例中，可以通过使用稍后将详细讨论的发射光学***12进行整形(匀光)来获得这种具有均匀的能量分布的发射光束。
在各个实施例中，发射光束在垂直于发射模组10的光轴的第一方向上是发散的，具有对应的第一发散角。
此外，在各个实施例中，发射光束在垂直于发射装置的光轴且与第一方向垂直的第二方向上或者是平行的，或者是发散的且对应的第二发散角小于预设阈值。
在实际应用中，第一方向(图3中所示的Y轴方向)通常可以指竖直方向(V向)，而第二方向(图3中所示的Z轴方向)通常可以指水平方向(H向)。为了便于理解，下面以第一方向对应于竖直方向，且第二方向对应于水平方向的情况为例来进行描述。但本领域技术人员容易理解，本申请不限于此。例如，第一方向也可以指水平方向，而第二方向可以指竖直方向。
一方面，发射光束在竖直方向上是发散的，对应的第一发散角被定义为ΔθV。即，发射光束在竖直方向上以角度ΔθV的扇形光束发射。
另一方面，发射光束在水平方向上可以是平行的。或者，发射光束在水平方向上也可以是发散的，但是对应的第二发散角小于预设阈值。即，发射光束在水平方向上以平行光或很小角度发射。将在后面详细讨论预设阈值的选取。
即，发射光束为均匀的线形或者狭窄矩形光束。由此，投射在视场中的光斑可以呈现为一个狭窄的矩形，甚至一条线。其中，矩形的长边对应竖直方向，短边对应水平方向。这里，“狭窄”可以指矩形的长宽比大于预设的长宽比阈值。有利地，通过使用呈线状或狭窄的矩形的发射光束，本公开的激光雷达***100可以实现视场角能量更集中，距离探测更远，分辨率更高。
本申请的发明人认识到，可以通过对从常见光源发射的激光束进行整形来获得具有上述特定光照分布的发射光束。
因此，在一些实施例中，发射模组10包括光源11和发射光学***12。其中，发射光学***12被配置为对从光源11发射的激光束进行整形，以将其转换成上述发射光束。
在一些实施例中，光源11可以是激光器，例如固态激光器(诸如垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)、边缘发射激光器(Edge EmittingLaser，EEL)、外腔半导体激光器(External-cavity Diode Lasers，ECDL))、激光器二极管、光纤激光器。在一些实施例中，光源11也可以包括发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。但本领域技术人员容易理解，本申请对光源11的器件种类不做具体限制，只要光源11的输出功率足够大即可。
在一些实施例中，光源11可以为阵列光源。例如，光源11可以为包括多个VCSEL的VCSEL阵列。在非限制性的示例中，该多个VCSEL可以被配置为在测量时全部同时点亮，而不是分区和/或分时点亮。
或者，在一些实施例中，光源11也可以为单点光源。本领域技术人员容易理解，本申请对光源11的布置方式不做具体限制。
在一些实施例中，光源11可以发射不同形式的光束，包括脉冲光、连续光(continuous wave，CW)和准连续光。光源的工作波长可以是650nm至1150nm、800nm至1000nm、850nm至950nm或者1300nm至1600nm。在一些实施例中，光源11还可以包括与光源11光学耦接的光学组件，用于对光源11发出的光束进行准直或聚焦。由光源11发出的每个发射光束可以是持续一定时间的连续光，也可以是一个或多个光脉冲。
在一些实施例中，发射光学***12可以包括被配置为对输入的激光束进行扩散整形的扩散单元。例如，扩散单元可以基于衍射和/或折射等来对光束进行扩散整形，以出射上述均匀的线形或者狭窄矩形光束。但本领域技术人员容易理解，本申请也可以通过其它整形处理来获得上述发射光束。
在一些实施例中，扩散单元可以包括以下光学器件中的至少一种：光学扩散器(Diffuser)、衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)以及非球面柱面镜。但本领域技术人员容易理解，上述器件仅是扩散单元的示例，本申请不限于此。
在使用光学扩散器或DOE执行扩散整形的情况下，发射光学***12还可以包括准直单元。其中，准直单元可以被配置对从光源发射的激光束进行准直，以得到要输入扩散器或DOE的经准直的激光束。
在一些实施例中，准直单元可以包括以下光学器件中的至少一种：微透镜或准直镜。例如，准直单元可以为微透镜的阵列。但本领域技术人员容易理解，上述器件仅是准直单元的示例，本申请不限于此。
在一些实施例中，激光雷达***100还包括反射组件20。反射组件20可选用具有孔231的平面反射镜23或分束器。具体地以带孔的平面反射镜为例，平面反射镜23利用孔231来透射发射光束以引导发射光束到达扫描器30，并利用镜面来反射接收光束以引导接收光束到达接收模组50。即，从发射模组10出射的发射光束可以经由孔231直接透射通过平面反射镜23，而反射回来的接收光束可以被平面反射镜23中的镜面反射。即，反向的接收路径可以在平面反射镜23处与前向的发射路径分开。由此，借助于带孔231的平面反射镜23，激光雷达***100可以实现发射和接收同轴。有利地，发射和接收同轴可以避免由于二者光轴的分离带来的近距离与远距离探测返回光斑的成像位置偏差问题，从而避免该问题引起的额外标定，有利于产品量产。但本领域技术人员容易理解，本申请也可以是非同轴激光雷达***。
本申请的发明人认识到，具有孔的平面反射镜对孔的制造和装调的精度要求都相对宽松，只要保证发射光束能通过就可以了。在此基础上，通过减少孔的尺寸，可以减少反射光的损失。
因此，在一些实施例中，令发射光束在通过孔时处于聚焦状态。例如，通过设计发射光束的光束特点和/或调节平面反射镜相对于发射装置的位置等方式，可以保证发射光束在通过孔时处于聚焦状态。有利地，通过在孔处聚焦发射光束，可以在保证发射光束通过孔的前提下实现孔的最小化，从而最大程度地减少反射光的损失，并进一步降低对孔的制造和装调的精度要求。但本领域技术人员容易理解，本申请不限于此。
上述孔通常位于平面反射镜的中心，但本申请不限于此。此外，为减少反射光的损失，孔的形状可以与发射光束在通过孔时的截面形状对应，因此不一定是圆的。
本领域技术人员容易理解，本申请也可以使用其它方式来实现发射和接收同轴。但相比于诸如分光镜之类的其它方式，本公开中提出带孔的平面反射镜可以减少光的损失，提高效率。
在各个实施例中，诸如转镜之类的扫描器30可以被配置为围绕沿竖直方向(第一方向，图中的Y轴方向)定向的转轴旋转，以引导发射光束对视场内的目标对象进行扫描。目标对象可以是激光雷达***的扫描视野内的任何能够反射扫描激光的物体，例如，车辆、行人、动物、路牌、障碍物、树木、货架、家具等。
发射光束在照射到目标对象后被散射返回，其中一部分作为接收光束返回到激光雷达***100，并由接收模组50接收。
在各个实施例中，接收模组50可以被配置为接收并检测从目标对象返回的接收光束。例如，被目标对象散射返回的接收光束可以沿原路返回到扫描器30，然后被扫描器30引导到平面反射镜23，再经平面反射镜23反射到接收模组50。
在一些实施例中，接收模组50可以包括光电探测器53。光电探测器53可以测量接收光的功率、相位或时间特性，并产生相应的电流输出。
在一些实施例中，如图3所示，光电探测器53可以包括沿着一个方向排列的多个光电探测单元531。其中，不同的光电探测单元531被配置成接收和检测从视场中竖直方向上不同相对角度处的目标对象返回的光信号。光电探测器53还可以包括与各个光电探测单元531相关联的接收电路(未示出)。每个接收电路可以用于处理相应的光电探测单元531的输出电信号。
光电探测单元531可以包括各种形式的光电探测器件或光电探测器件的一维或二维阵列，相应地，接收电路可以为一个电路或多个电路的阵列。在各个实施例中，光电探测器件可以是雪崩二极管(Avalanche Photodiode，APD)、单光子雪崩二极管(Single PhotonAvalanche Diode，SPAD)、PN型光电二极管或PIN型光电二极管。
例如，光电探测单元531可以是光电探测器件SPAD或其一维或二维阵列，因此光电探测器53是SPAD的阵列。有利地，由于SPAD的间距非常小而且是紧密排列，可以极大地提高空间分辨率。而且，不同的SPAD可以同时单独进行直接测量飞行时间(direct Time-of-Flight，dToF)，不需要分区分时点亮光源，可以极大地提高时间分辨率。
在一些实施例中，接收模组50还可以包括接收光学***55。接收光学***55可以被配置为将接收的光成像到光电探测器53上。例如，在一些实施例中，接收光学***55可以包括接收透镜和光阑。接收透镜和光阑在接收路径上位于光电探测器53的上游。例如，接收透镜可以包括成像***透镜，以使得接收光束的焦点在光电探测器的接收表面的前方或后方或者正好位于接收表面之上。在一些情况下，代替作为单独的部件存在，接收透镜也可以被集成到光电探测器53中。光阑用于限制入射到光电探测器53上的入射光的角度，阻挡杂散光等。
如上所述，激光雷达***100投射到视场中的光斑可以是沿竖直方向延伸的均匀的一条线或一个狭窄的矩形，因此从目标对象返回的接收光束在光电探测器53的接收表面上将形成相似的图案。通过沿着线或矩形长边的方向对应地布置多个光电探测单元531，并用接收光学***55将从视场中竖直方向上不同相对角度处的目标对象返回的光成像到不同的光电探测单元531，可以使得这些光电探测单元531分别与视场中竖直方向上不同相对角度处的目标对象对应。即，不同的光电探测单元531被配置成接收和检测从视场中竖直方向上不同相对角度处的目标对象返回的光信号。因此，根据光电探测单元531的布置信息以及光学***的参数信息等，可以精确计算对应的目标对象的相对角度。
由于采用了均匀的线型(或者狭窄矩形)的发射光束，仅需要对激光雷达***100进行简单的装调，使得由接收光学***55成像在光电探测器53上的接收光斑可以覆盖光电探测单元531的接收表面(即所有光电探测单元531的感光表面)即可，不需要执行发射模块和接收模块的单独对准。这里，接收光斑“覆盖”接收表面可以理解为接收光斑与接收表面至少部分地交叠，从而使得各个光电探测单元可以接收到从目标对象返回的光信号。例如，在一些实施例中，可以使得接收光斑的尺寸相对较小，仅可以覆盖接收表面的一部分，由此返回的光信号能够尽可能多地被光电探测单元接收而减少浪费。因此，有利地，本公开提出的方案可以极大地简化装调的难度，有利于实现自动化生产。
根据本公开实施例的激光雷达***100在竖直方向上的角度分辨率δθV＝ΔθV/，其中Q是光电探测器53中包括的光电探测单元531的数量。通过减小发射角ΔθV和/或增加光电探测器53中光电探测单元531的数量Q，可以减小竖直方向上的角度分辨率ΔθV的数值，从而提高竖直方向上的角度分辨率。
值得注意的是，在一些实施例中，每个光电探测单元531可以包括沿着一个方向排列的多个光电探测器件(诸如SPAD)，其中，多个光电探测器件的排列方向与多个光电探测单元531的排列方向垂直。通过这种布置方式，可以在不影响光电探测单元531的间距的情况下增加每个光电探测单元531中的光电探测器件的数量，从而在不影响空间分辨率的情况下提高探测的准确性。
请参阅图4，在某些实施方式中，激光雷达***100包括连接组件60，连接组件60用于将反射组件20连接在接收模组50上。也即是，连接组件60的一端可以通过胶水粘连的方式与反射组件20连接，连接组件60的另一端也可以通过胶水粘连的方式与接收模组50连接，以使得反射组件20通过连接组件60牢固的连接在接收模组50上。
如此，本申请的激光雷达***100通过连接组件60可以将反射组件20连接在接收模组50上，进而可以充分利用激光雷达***100接收回波光线的空间，使得经过反射镜四周的回波光线均可以进入到接收模组50中，增加接收模组50的回波光线入射孔径和接收模组50的光通量，进而提高接收模组50的接收效率。
请参阅图4，在某些实施方式中，接收模组50包括第一透镜51。第一透镜51通过连接组件60与反射组件20连接为一体。
具体地，连接组件60的一端可以通过胶水粘连的方式与反射组件20连接，连接组件60的另一端也可以通过胶水粘连的方式与第一透镜51连接，以使得第一透镜51通过连接组件60与反射组件20连接为一体。
如此，本申请的激光雷达***100通过第一透镜51将连接组件60与反射组件20连接为一体，使得反射组件20可以更加牢固的与接收模组50连接。
请参阅图5，在某些实施方式中，连接组件60为楔形柱体。也即是，通过将连接组件60设计成楔形柱体，在保证反射组件20通过楔形柱体的连接组件60与接收模组50牢固连接的同时，还可以减小连接组件60占用激光雷达***100内部的空间，进一步减小激光雷达***100的外形尺寸，提高激光雷达***100内部空间的利用率。
如此，本申请的激光雷达***100通过将连接组件60设计成楔形柱体，使得反射组件20可以通过连接组件60更加牢固的与接收模组50连接，并可以在保持原光学***不变的情况下，通过改变连接组件60的结构设计，减小激光雷达***100的整体外形尺寸。
请参阅图5，在某些实施方式中，连接组件60包括第一斜面61和与第一斜面61相背的第一平面63。反射组件20与连接组件60通过第一斜面61连接，接收模组50与连接组件60通过第一平面63连接。
具体地，反射组件20可以通过胶水粘连的方式与连接组件60的第一斜面61连接，接收模组50也可以通过胶水粘连的方式与连接组件60的第一平面63连接，以使得反射组件20通过连接组件60牢固的与接收模组50连接。
可以理解地，反射组件20通过与连接组件60的第一斜面61连接，可以使得反射组件20倾斜一定角度，以使反射组件20可以起到入射光线的作用。其中，倾斜角度例如可以为30°、33°、36°、39°、42°、45°、48°、51°、54°和57°，在此不做限制。
如此，本申请的激光雷达***100通过将反射组件20与接收模组50连接设置在回波光线的中心区域，在减小激光雷达***100的外形尺寸的同时，还可以充分利用接收回波光线的空间，使得经过反射镜四周的回波光线均可以进入到接收模组50中，增加接收模组50的回波光线入射孔径和接收模组50的光通量，进而提高接收模组50的接收效率。
此外，连接组件60的第一斜面61可以为矩形、方形、圆形或其他形状，在此不做限制。连接组件60的第一平面63可以为矩形、方形、圆形或其他形状，在此不做限制。
请参阅图5，在某些实施方式中，接收模组50包括第一透镜51。第一透镜51包括与第一平面63连接的第二平面511，第一平面63的面积小于或等于第二平面511的面积。反射组件20包括与第一斜面61连接的第二斜面21，第一斜面61的面积小于或等于第二斜面21的面积。
也即是，当第一透镜51的第二平面511为6mm2时，连接组件60的第一平面63的面积例如可以为2mm2、3mm2、4mm2、5mm2和6mm2，在此不做限制。当反射组件20的第一斜面61的面积为3mm2时，连接组件60的第一斜面61的面积例如可以为2mm2、2.2mm2、2.4mm2、2.6mm2、2.8mm2和3mm2，在此不做限制。
具体地，通过将反射组件20的第二斜面21与连接组件60的第一斜面61连接，以及通过将第一透镜51的第二平面511与连接组件60的第一平面63连接，可以使得反射组件20通过连接组件60牢固的连接在接收模组50上。
如此，本申请的激光雷达***100将连接组件60的第一平面63的面积设计成小于或等于第一透镜51的第一平面63，以及连接组件60的第一斜面61的面积设计成小于或等于反射组件20的第二斜面21，在保证连接组件60的结构稳定性的同时，还可以防止连接组件60的第一斜面61大于第二斜面21和第一平面63大于第二平面511，遮挡回波光线入射至接收模组50的光路。
此外，如图6所示，接收第一透镜51的第二平面511可以磨成平面，以使得第一透镜51的第二平面511与连接件的第一平面63连接时更加贴合。
反射组件20的第二斜面21与连接组件60的第一斜面61连接区域和第一透镜51的第二平面511与连接组件60的第一平面63连接区域，可以根据胶水粘连强度选择是否需要进行消光处理，在此不做限制。也即是，当胶水粘连强度较弱时，可以对反射组件20的第二斜面21与连接组件60的第一斜面61连接区域和第一透镜51的第二平面511与连接组件60的第一平面63连接区域进行消光处理，以消除杂散光。
在某些实施方式中，连接组件60包括消光处理后的外侧面65。
如此，本申请的激光雷达***100通过对连接组件60的外侧面65进行消光处理，可以消除激光雷达***100中的杂散光，保证入射光线和回波光线在光路上进行传播时，不会受到杂散光的影响。
在某些实施方式中，连接组件60的材质包括玻璃材质、塑料材质或金属材质。
如此，本申请的激光雷达***100的连接组件60的材质为玻璃材质时，可以减小光线在光路传播的光损失。连接组件60的材质为塑料材质时，可以减轻激光雷达***100的质量。连接组件60的材质为金属材质时，可以提高连接组件60的刚度，进而使得反射组件20通过连接组件60更加牢固的与接收模组50连接。
请参阅图3，在某些实施方式中，激光雷达***100还包括消光片70。接收模组50包括第一透镜51。消光片70与反射组件20的第一端连接，反射组件20的第二端与第一透镜51连接，消光片70的设置方向与接收光路的方向平行，其中，消光片70的厚度小于或等于0.2mm。
具体地，第一透镜51与接收模组50的结构件连接，消光片70与反射组件20朝向前窗40的一端进行连接，反射组件20的第二端与第一透镜51连接，以使设置有消光片70的反射组件20一起与第一透镜51连接设置在接收模组50上。需要说明的是，消光片70可以通过胶水粘连的方式与反射组件20的朝向前窗40的一端连接，以便于消光片70的安装和拆卸。消光片70还可以通过焊接的方式与反射组件20的朝向前窗40的一端连接，以使得消光片70牢固的与反射组件20的朝向前窗40的一端连接。
如此，本申请的激光雷达***100通过在反射组件20上设置有小于或等于0.2mm的消光片70，通过较薄的消光片70可以消除发射光路出射的杂散光，避免杂散光进入接收模组50，提高激光雷达***100的测距准确性，减轻激光雷达***100重量。
本申请还提供一种车辆。车辆包括如前文所述的激光雷达***100。
如此，本申请的车辆通过将反射组件20与接收模组50连接设置在回波光线的中心区域，在减小激光雷达***100的外形尺寸的同时，还可以充分利用接收回波光线的空间，使得经过反射镜四周的回波光线均可以进入到接收模组50中，增加接收模组50的回波光线入射孔径和接收模组50的光通量，进而提高接收模组50的接收效率。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种激光雷达***，其特征在于，所述激光雷达***包括发射模组、反射组件、扫描器、可由激光束穿过的前窗、接收模组和连接组件；
所述发射模组用于通过所述激光雷达***的发射光路向所述反射组件发射激光光线；
所述反射组件用于反射由所述发射模组发出的所述激光光线；
所述扫描器用于将经所述反射组件反射后的所述激光光线透过所述前窗反射至目标物体，所述扫描器通过旋转将所述激光光线达到所述激光雷达***所设计的方位向视场角，及用于将从所述目标物体反射回的回波光线通过所述激光雷达***的接收光路反射至所述接收模组；
所述接收模组用于通过所述接收光路接收由所述扫描器反射回的所述回波光线；
所述连接组件用于将所述反射组件连接在所述接收模组上，所述连接组件包括第一斜面和与所述第一斜面相背的第一平面，所述反射组件与所述连接组件通过所述第一斜面连接，所述接收模组与所述连接组件通过所述第一平面连接；
其中，所述反射组件设置在所述激光雷达***的所述发射光路和所述接收光路的相交处，所述反射组件与所述接收模组连接设置在所述回波光线的中心区域。
2.根据权利要求1所述的激光雷达***，其特征在于，所述接收模组包括第一透镜，所述第一透镜通过所述连接组件与所述反射组件连接为一体。
3.根据权利要求1所述的激光雷达***，其特征在于，所述连接组件为楔形柱体。
4.根据权利要求1所述的激光雷达***，其特征在于，所述接收模组包括第一透镜，所述第一透镜包括与所述第一平面连接的第二平面，所述第一平面的面积小于或等于所述第二平面的面积；所述反射组件包括与所述第一斜面连接的第二斜面，所述第一斜面的面积小于所述第二斜面的面积。
5.根据权利要求1所述的激光雷达***，其特征在于，所述连接组件包括消光处理后的外侧面。
6.根据权利要求1所述的激光雷达***，其特征在于，所述连接组件的材质包括玻璃材质、塑料材质或金属材质。
7.根据权利要求1所述的激光雷达***，其特征在于，所述激光雷达***还包括消光片，所述接收模组包括第一透镜，所述消光片与所述反射组件的第一端连接，所述反射组件的第二端与所述第一透镜连接，所述消光片的设置方向与所述接收光路的方向平行，其中，所述消光片的厚度小于或等于0.2mm。
8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-7任一项所述的激光雷达***。
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2023
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