CN108828559A - 激光雷达装置和激光雷达系统 - Google Patents

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宋院鑫
杨国文
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Abstract

本发明涉及激光技术领域，公开了一种激光雷达装置，该激光雷达装置包括信号发射模块，用于发射激光信号至目标物；信号接收模块，与信号发射模块集成于同一激光雷达主板，用于接收目标物反射回来的激光信号；光路调节模块，设置于激光信号所在光路上，用于调节激光的光路；数据处理模块，与信号接收模块连接，用于对目标物反射回来的激光信号进行分析处理。其中，信号发射模块为垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列。信号发射模块和信号接收模块集成于同一块激光雷达主板上，很大程度上简化了该激光雷达装置的结构，缩小了现有的激光雷达装置的体积，提高了集成度，符合当前激光雷达的小型化发展趋势。

Description

激光雷达装置和激光雷达系统
技术领域
本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种基于垂直腔面发射激光器的 激光雷达装置和激光雷达系统。
背景技术
激光雷达(LiDAR)在汽车自动驾驶领域市场迅速增长，主要是通过利 用近红外波段的905nm半导体激光器发射激光脉冲，然后利用硅基雪崩光 电探测器(APD)收集反射光信号来创建汽车周围环境的点云图，实现自主 导航和辅助驾驶。
美国著名的Velodyne公司拥有16、32、64线三种规格的机械式快速 扫描激光雷达，其中最高规格的64线激光雷达测量范围可达到120m，测 量精度在20mm左右，但是其价格甚至高达7.5万美元，非常昂贵，且体 积较为庞大，无法在辅助驾驶领域推广。目前，Velodyne和Quanergy等激 光雷达主要厂商都在研发和生产体积小、重量轻且价格低的全固态激光雷 达。
目前，全固态激光雷达普遍采用边发射型905nm半导体激光器和硅基 近红外探测器。然而，905nm激光并不是一种对人眼安全的激光雷达光源， 并且，边发射激光器的光束质量较差。另外，全固态激光雷达中半导体激 光器、近红外探测器、微型透镜、控制电路和分析软件的高度集成是激光 雷达的主流方向，然而目前的全固态激光雷达中激光器和探测器各自独立 封装成模块，无法实现单片集成，难以实现高度集成。再者，目前的激光 雷达发射出的激光束大多为发散状，实际投射至目标物上的激光束比例很 小，返回至探测器上的激光束比例更小，激光利用率较低，功耗较大，且 造成激光雷达的灵敏度大幅下降。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是：现有技术中，激光雷达集成度 低。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明实施例提供了一种激光雷达装置，包括：
信号发射模块，用于发射激光信号至目标物；
信号接收模块，与所述信号发射模块集成于同一激光雷达主板，用于 接收所述目标物反射回来的激光信号；
光路调节模块，设置于所述激光信号所在光路上，用于调节激光的光 路；
数据处理模块，与所述信号接收模块连接，用于对所述目标物反射回 来的激光信号进行分析处理。
可选地，所述信号发射模块为若干垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列。
可选地，所述信号接收模块为若干雪崩光电二极管(APD)阵列。
可选地，所述信号接收模块以所述信号发射模块为中心，分布于所述 信号发射模块的四周。
可选地，所述光路调节模块包括凸面朝向所述信号发射模块的第一透 镜组件，以及凸面朝向所述目标物的第二透镜组件；
所述第一透镜组件在所述激光雷达主板上的正投影与所述信号发射模 块在所述激光雷达主板上的正投影重合，所述第二透镜组件在所述激光雷 达主板上的正投影与所述信号接收模块在所述激光雷达主板上的正投影重 合。
可选地，所述第一透镜组件为微透镜阵列，所述微透镜阵列用于将所 述信号发射模块发出的激光整形为平行光发射至所述目标物；
所述第二透镜组件为微透镜阵列或菲涅尔透镜，所述微透镜阵列或所 述菲涅尔透镜用于将所述目标物反射回来的激光整形为平行光发射至所述 信号接收模块。
可选地，所述激光信号的波长大于等于1400nm。
可选地，所述数据处理模块包括：
信号转换子模块，与所述信号接收模块连接，用于将接收到的目标物 反射回来的激光信号转换为电信号；
数据处理子模块，与所述信号转换子模块连接，用于对所述信号转换 子模块获得的所述电信号进行处理。
可选地，还包括：
图像生成模块，与所述数据处理模块连接，依据所述数据处理模块的 分析结果生成图像信号；
输出模块，与所述图像生成模块连接，用于输出所述图像生成模块生 成的图像信号至终端。
本发明实施例还提供了一种激光雷达系统，包括上述激光雷达装置和 扫描控制装置，所述扫描控制装置用于调节所述激光雷达装置的偏转方向。
本发明的技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的激光雷达装置，包括信号发射模块、信号接收模 块、光路调节模块以及数据处理模块，信号发射模块用于发射激光信号至 目标物，目标物对激光信号具有反射作用，信号接收模块用于接收目标物 反射回来的激光信号，数据处理模块则是对信号接收模块接收到的反射回 来的激光信号进行分析处理，进而得到目标物体到激光雷达的距离、相对 运动速率和空间位置关系等探测结果。本发明实施例中，信号发射模块和信号接收模块集成于同一块激光雷达主板上，很大程度上简化了该激光雷 达装置的结构，缩小了现有的激光雷达装置的体积，提高了集成度，符合 当前激光雷达的小型化发展趋势。另外，在激光信号所在光路上还设置有 光路调节模块，光路调节模块的设置有助于调节发射出的激光光路以及反 射回来的激光光路，进而提高了激光达到目标物时以及进入信号接收模块 时的高准直性，提高了该激光雷达装置的灵敏度和精度。
本发明实施例提供的激光雷达装置，信号发射模块为垂直腔面发射激 光器(VCSEL)阵列。垂直腔面发射激光器的光学谐振腔与激光雷达主板衬 底垂直，能够实现激光雷达主板表面的激光发射，具有阈值电流低、无灾 难性性光损伤(COD)、寿命长、稳定单波长工作、调制速率快、发散角小、 耦合效率低等优点，并且光束质量远高于边发射激光器(EEL)和LED，这 使得垂直腔面发射激光器在高速光通讯、激光雷达以及三维感测与成像等技术领域中具有较高的应用价值。因此，本发明实施例中采用垂直腔面发 射激光器阵列作为信号发射模块，有效增强了该信号发射模块的性能。
本发明实施例提供的激光雷达装置，信号接收模块为雪崩光电二极管 (APD阵列。雪崩光电二极管(APD)具有灵敏度高、体积小且速度快等优 点，根据材料的选择，雪崩光电二极管的响应波段在可达到900nm-1700nm， 峰值波长在1550nm，适用于高速、高灵敏度光电检测，广泛应用于长距离 光通讯领域。本发明实施例中采用雪崩光电二极管阵列作为信号接收模 块，有利于减小激光雷达装置的整体体积，实现小型化，并且有助于提高 该信号接收模块的灵敏度和响应速度。
本发明实施例提供的激光雷达装置，信号接收模块以信号发射模块为 中心，分布于信号发射模块的四周。该排布方式一方面有助于使得集成在 同一块激光雷达主板上的信号接收模块和信号发射模块结构较为紧凑，最 大化减小整个激光雷达装置的体积，实现小型化；另一方面符合激光的发 射光路和反射光路的分布规律，保证激光雷达的探测效果。
本发明实施例提供的激光雷达装置，光路调节模块包括凸面朝向信号 发射模块的第一透镜组件，以及凸面朝向目标物的第二透镜组件；第一透 镜组件在激光雷达主板上的正投影与信号发射模块在激光雷达主板上的正 投影重合，第二透镜组件在激光雷达主板上的正投影与信号接收模块在激 光雷达主板上的正投影重合。
即，第一透镜组件与信号发射模块在位置上相对应，信号发射模块发 出激光信号后，激光会经第一透镜组件的角度校正后形成平行光，继而以 平行光的形式照射到目标物体上。第二透镜组件与信号接收模块在位置上 相对应，从目标物体上反射回来的激光会经第二透镜组件角度校正后，准 直进入信号接收模块。由此，第一透镜组件和第二透镜组件的设置显著提 高了出射光的准直方向性和发光效率密度，以及增加了反射光进入信号接收模块的几率，光学强度和灵敏度。
同时，也避免了环境杂散光对探测过程带来的干扰和噪声，提高了该 激光雷达装置的抗干扰能力。
本发明实施例提供的激光雷达装置，第一透镜组件为微透镜阵列，第 二透镜组件为微透镜阵列或菲涅尔透镜。即，第一透镜组件和第二透镜组 件均选用微透镜阵列，或者第一透镜组件选用微透镜阵列，第二透镜组件 选用菲涅尔透镜。设置方式较为灵活，可根据实际需求进行设置。微透镜 阵列成本较低，应用较为广泛，菲涅尔透镜较为轻薄，且聚光效果佳。
另外，微透镜阵列用于将信号发射模块发出的激光整形为平行光发射 至目标物，微透镜阵列或菲涅尔透镜用于将目标物反射回来的激光整形为 平行光发射至信号接收模块。
相对于传统的激光雷达装置，本发明实施例通过微透镜阵列将激光雷 达装置发射出的发散光整形为平行光，使得绝大多数光能够照射至目标物， 且提高了由目标物反射回来的激光的比例；通过微透镜阵列或者菲涅尔透 镜将由目标物反射回来的激光整形为平行光发射至信号接收模块，反射回 来的大部分激光能够被信号接收模块所接收，有效提高了激光的利用率， 同时降低了该激光雷达装置的功率，降低了功耗。
本发明实施例提供的激光雷达装置，激光信号的波长大于等于1400nm。 根据人眼生理和光学结构的研究发现，波长大于等于1400nm的光无法透射 至视网膜中，即使采用较高的功率输出也不会对人眼造成伤害。因此使用 波长大于等于1400nm的长波长信号发射模块作为激光光源，可实现更远的 探测距离，更高的分辨率和安全性。
本发明实施例提供的激光雷达系统，包括上述激光雷达装置和扫描控 制装置，扫描控制装置用于调节激光雷达装置的偏转方向。由此，在扫描 控制装置的控制下，激光雷达装置可以朝向各不同方向发射激光，实现扫 描功能，可大范围探测与识别路况和周边环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下 面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获 得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的激光雷达装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的激光雷达装置的模块示意图；
图3为本发明实施例提供的激光雷达装置的一种使用示意图。
附图标记：
1-目标物；2-激光雷达主板；3-信号发射模块；31-发射光路；4-信 号接收模块；41-反射光路；5-光路调节模块；51-第一透镜组件；52-第 二透镜组件；6-数据处理模块；61-信号转换子模块；62-数据处理子模块； 63-图像生成模块；64-输出模块；7-控制模块；8-时序模块；9-终端。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是 指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和 操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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。
在本发明的描述中，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； 可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部 的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人 员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼 此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供了一种激光雷达装置，如图1和图2所示，包括信 号发射模块3、信号接收模块4、光路调节模块5以及数据处理模块6。其 中，
信号发射模块3用于发射激光信号至目标物1；信号接收模块4与信号 发射模块3集成于同一激光雷达主板2，用于接收目标物1反射回来的激光 信号；光路调节模块5设置于激光信号所在光路上，用于调节激光的光路； 数据处理模块6与信号接收模块4连接，用于对目标物1反射回来的激光 信号进行分析处理。
需要说明的是，激光信号所在的光路指的是经信号发射模块3发射出 去的激光光路(发射光路31)，以及经目标物1反射回来的激光光路(反射 光路41)，即，光路调节模块5同时设置在发射光路31和反射光路41上， 既对发射出去的激光角度进行调节，也对反射回来的激光角度进行调节。
本发明实施例中，信号发射模块3和信号接收模块4集成于同一块激 光雷达主板2上，很大程度上简化了该激光雷达装置的结构，缩小了现有 的激光雷达装置的体积，提高了集成度，符合当前激光雷达的小型化发展 趋势。另外，在激光信号所在光路上还设置有光路调节模块5，光路调节模 块5的设置有助于调节发射出的激光光路以及反射回来的激光光路，进而 提高了激光达到目标物1时以及进入信号接收模块4时的高准直性，提高 了该激光雷达装置的灵敏度和精度。
作为一种可选实施方式，本实施例中，信号发射模块3可以为垂直腔 面发射激光器(VCSEL)阵列。
垂直腔面发射激光器的光学谐振腔与激光雷达主板2衬底垂直，能够 实现激光雷达主板2表面的激光发射，具有阈值电流低、无灾难性性光损 伤(COD)、寿命长、稳定单波长工作、调制速率快、发散角小、耦合效率 低等优点，并且光束质量远高于边发射激光器(EEL)和LED，这使得垂直 腔面发射激光器在高速光通讯、激光雷达以及三维感测与成像等技术领域 中具有较高的应用价值。
因此，本发明实施例中采用垂直腔面发射激光器阵列作为信号发射模 块3，有效增强了该信号发射模块3的性能。
作为一种可选实施方式，本实施例中，信号接收模块4可以为雪崩光 电二极管(APD)阵列。
雪崩光电二极管(APD)具有灵敏度高、体积小且速度快等优点，根据 材料的选择，雪崩光电二极管的响应波段在可达到900nm-1700nm，峰值波 长在1550nm，适用于高速、高灵敏度光电检测，广泛应用于长距离光通讯 领域。
本发明实施例中采用雪崩光电二极管阵列作为信号接收模块4，有利于 减小激光雷达装置的整体体积，实现小型化，并且有助于提高该信号接收 模块4的灵敏度和响应速度。
作为一种可选实施方式，本实施例中，信号接收模块4以信号发射模 块3为中心，分布于信号发射模块3的四周。具体地，信号接收模块4可 以呈圆环状分布于信号发射模块3的四周，也可以呈矩形或其他形状，可 根据实际需求进行设置。本实施例中，优选为信号接收模块4呈圆环状分 布。
上述信号接收模块4和信号发射模块3的排布方式一方面有助于使得 集成在同一块激光雷达主板2上的信号接收模块4和信号发射模块3结构 较为紧凑，最大化减小整个激光雷达装置的体积，实现小型化；另一方面 符合激光的发射光路31和反射光路41的分布规律，保证激光雷达的探测 效果。
具体地，经目标物1反射回来的激光易发散，通常会偏离原来的激光 发射光路31，即反射光路41通常分布于发射光路31的外围，本实施例中 将信号接收模块4设置于信号发射模块3的外围，即是为了适应反射光路 41的分布规律，尽可能多的接收到反射回来的激光，提高探测灵敏度。
作为一种可选实施方式，本实施例中，光路调节模块5包括凸面朝向 信号发射模块3的第一透镜组件51，以及凸面朝向目标物1的第二透镜组 件52。其中，第一透镜组件51在激光雷达主板2上的正投影与信号发射模 块3在激光雷达主板2上的正投影重合，第二透镜组件52在激光雷达主板 2上的正投影与信号接收模块4在激光雷达主板2上的正投影重合。
即，第一透镜组件51与信号发射模块3在位置上相对应，也即是第一 透镜组件51设置于激光发射光路31上。信号发射模块3发出激光信号后， 激光会经第一透镜组件51的角度校正后形成平行光，继而以平行光的形式 照射到目标物1体上。第二透镜组件52与信号接收模块4在位置上相对应， 也即是第二透镜组件52设置于激光反射光路41上。从目标物1体上反射 回来的激光会经第二透镜组件52角度校正后，准直进入信号接收模块4。 由此，第一透镜组件51和第二透镜组件52的设置显著提高了出射光的准 直方向性和发光效率密度，以及增加了反射光进入信号接收模块4的几率， 光学强度和灵敏度。
同时，也避免了环境杂散光对探测过程带来的干扰和噪声，提高了该 激光雷达装置的抗干扰能力。
作为一种可选实施方式，本实施例中，第一透镜组件51为微透镜阵列， 微透镜阵列用于将信号发射模块3发出的激光整形为平行光发射至目标物 1。第二透镜组件52为微透镜阵列或菲涅尔透镜，微透镜阵列或菲涅尔透 镜用于将目标物1反射回来的激光整形为平行光发射至信号接收模块4。
即，第一透镜组件51和第二透镜组件52均选用微透镜阵列，或者第 一透镜组件51选用微透镜阵列，第二透镜组件52选用菲涅尔透镜。设置 方式较为灵活，可根据实际需求进行设置。微透镜阵列成本较低，应用较 为广泛，菲涅尔透镜较为轻薄，且聚光效果佳。
需要说明的是，当第二透镜组件52选用菲涅尔透镜时，指的是选用菲 涅尔透镜的外围环状结构，而非整个菲涅尔透镜结构。也即是说，本实施 例中的光路调节模块5为整个菲涅尔透镜结构，但菲涅尔透镜结构中心不 选用传统的凸透镜，而是选用微透镜阵列。
相对于传统的激光雷达装置，本发明实施例通过微透镜阵列将激光雷 达装置发射出的发散光整形为平行光，使得绝大多数光能够照射至目标物， 且提高了由目标物反射回来的激光的比例；通过微透镜阵列或者菲涅尔透 镜将由目标物反射回来的激光整形为平行光发射至信号接收模块，反射回 来的大部分激光能够被信号接收模块所接收，有效提高了激光的利用率， 同时降低了该激光雷达装置的功率，降低了功耗。
作为一种可选实施方式，本实施例中，激光信号的波长大于等于 1400nm。根据人眼生理和光学结构的研究发现，波长大于等于1400nm的光 无法透射至视网膜中，即使采用较高的功率输出也不会对人眼造成伤害。 因此使用波长大于等于1400nm的长波长信号发射模块3作为激光光源，可 实现更远的探测距离，更高的分辨率和安全性。
具体地，本实施例中，激光信号的波长优选为1550nm。这是由于1550nm 波长的激光是自由空间光通讯(FSO)的重要光源，其在空气中可长距离传 播，有利于消除恶劣气候的影响，以及避免对人眼造成伤害。
作为一种可选实施方式，本实施例中，数据处理模块6包括信号转换 子模块61和数据处理子模块62。其中，信号转换子模块61与信号接收模 块4连接，用于将接收到的目标物1反射回来的激光信号转换为电信号。 数据处理子模块62与信号转换子模块61连接，用于对信号转换子模块61 获得的电信号进行处理，进而获得目标物到激光雷达装置的距离、相对速 度以及空间位置关系等数据。
作为一种可选实施方式，本实施例中，信号转换子模块61和数据处理 子模块62均集成于信号发射模块3和信号接收模块4所在的激光雷达主板 2上。
作为一种可选实施方式，本实施例中，数据处理模块6还包括图像生 成模块63和输出模块64。其中，图像生成模块63与数据处理模块6连接， 并依据数据处理模块6的分析结果生成图像信号，图像信号可以为三维图 像或二维图像等。输出模块64与图像生成模块63连接，用于输出图像生 成模块63生成的图像信号至终端9，终端9可以为手机、平板电脑、车载 电视等各类移动显示终端9。
作为一种可选实施方式，本实施例中，图像生成模块63和输出模块64 均集成于信号发射模块3和信号接收模块4所在的激光雷达主板2上。
作为一种可选实施方式，本实施例中，本发明实施例提供的激光雷达 装置还包括控制模块7和时序模块8。其中，控制模块7和时序模块8均与 信号发射模块3连接，时序模块8用于产生时序脉冲信号，控制模块7根 据时序脉冲信号控制信号发射模块3产生皮秒级脉冲激光信号，照射至目 标物1上。
作为一种可选实施方式，本实施例中，控制模块7和时序模块8均集 成于信号发射模块3和信号接收模块4所在的激光雷达主板2上。
实施例2
本发明实施例提供了一种激光雷达系统，包括上述实施例1所提供的 激光雷达装置和扫描控制装置，扫描控制装置与激光雷达装置连接。扫描 控制装置用于调节激光雷达装置的偏转方向。本实施例中，该扫描控制装 置优选为小型马达，通过小型马达对激光雷达装置的偏转方向进行微调。 由此，激光雷达装置可以朝向各不同方向发射激光，实现扫描功能，可大 范围探测与识别路况和周边环境。
如图3所示，通过扫描控制装置控制激光雷达装置偏转，实现车辆的 正前方、左前方、右前方、上方、下方等各个位置的扫描，进而实现大范 围探测与识别路况和周边环境。
需要说明的是，除了小型马达之外，其他可实现方向微调的设备均适 用于本发明，属于本发明的保护范围。
关于激光雷达装置的具体结构请参见实施例1，在此不再赘述。
另外，具体应用该激光雷达系统时，其可分别设置于车辆或飞机或轮 船或工业机器人或家庭服务机器人等的各个位置。例如图3中可以将多个 激光雷达系统设置在车辆上，实现对车辆的正前方、左前方、右前方、上 方、下方等各个位置进行扫描，实现对车辆行驶方向上路况和环境中的物 体进行全方位探测和识别。
需要说明的是，当在车辆上设置多个激光雷达系统时，已经可以实现 全方位探测和识别，此时每个激光雷达系统中的扫描控制装置可以驱动激 光雷达装置进行进一步的扫描，扩大其探测范围，也可以不驱动激光雷达 装置进行扫描。
作为一种可选实施方式，本实施例中，激光雷达装置中还设置有MEMS 微振镜，MEMS微振镜设置于激光雷达装置的发射光路上。由此，激光雷达 装置在MEMS微振镜的作用下也可实现扫描功能，有助于大范围探测和识别 路况和周边环境。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方 式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予 以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保 护范围之中。

Claims (10)

1.一种激光雷达装置，其特征在于，包括：
信号发射模块(3)，用于发射激光信号至目标物(1)；
信号接收模块(4)，与所述信号发射模块(3)集成于同一激光雷达主板(2)，用于接收所述目标物(1)反射回来的激光信号；
光路调节模块(5)，设置于所述激光信号所在光路上，用于调节激光的光路；
数据处理模块(6)，与所述信号接收模块(4)连接，用于对所述目标物(1)反射回来的激光信号进行分析处理。
2.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述信号发射模块(3)为垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列。
3.根据权利要求1或2所述的激光雷达装置，其特征在于，所述信号接收模块(4)为雪崩光电二极管(APD)阵列。
4.根据权利要求1-3任一项所述的激光雷达装置，其特征在于，所述信号接收模块(4)以所述信号发射模块(3)为中心，分布于所述信号发射模块(3)的四周。
5.根据权利要求1-4任一项所述的激光雷达装置，其特征在于，所述光路调节模块(5)包括凸面朝向所述信号发射模块(3)的第一透镜组件(51)，以及凸面朝向所述目标物(1)的第二透镜组件(52)；
所述第一透镜组件(51)在所述激光雷达主板(2)上的正投影与所述信号发射模块(3)在所述激光雷达主板(2)上的正投影重合，所述第二透镜组件(52)在所述激光雷达主板(2)上的正投影与所述信号接收模块(4)在所述激光雷达主板(2)上的正投影重合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的激光雷达装置，其特征在于，所述第一透镜组件(51)为微透镜阵列，所述微透镜阵列用于将所述信号发射模块(3)发出的激光整形为平行光发射至所述目标物(1)；
所述第二透镜组件(52)为微透镜阵列或菲涅尔透镜，所述微透镜阵列或所述菲涅尔透镜用于将所述目标物(1)反射回来的激光整形为平行光发射至所述信号接收模块(4)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的激光雷达装置，其特征在于，所述激光信号的波长大于等于1400nm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的激光雷达装置，其特征在于，所述数据处理模块(6)包括：
信号转换子模块(61)，与所述信号接收模块(4)连接，用于将接收到的目标物(1)反射回来的激光信号转换为电信号；
数据处理子模块(62)，与所述信号转换子模块(61)连接，用于对所述信号转换子模块(61)获得的所述电信号进行处理。
9.根据权利要求1-8任一项所述的激光雷达装置，其特征在于，还包括：
图像生成模块(63)，与所述数据处理模块(6)连接，依据所述数据处理模块(6)的分析结果生成图像信号；
输出模块(64)，与所述图像生成模块(63)连接，用于输出所述图像生成模块(63)生成的图像信号至终端(9)。
10.一种激光雷达系统，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一项所述的激光雷达装置和扫描控制装置，所述扫描控制装置用于调节所述激光雷达装置的偏转方向。
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