CN115267741A - 激光收发模组、激光雷达及自动驾驶设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种激光收发模组、激光雷达及自动驾驶设备。该激光收发模组包括壳体，壳体内设有激光发射系统、分束模块及激光接收系统；激光发射系统设有发射光整形结构，激光接收系统设有接收光整形结构；分束模块设于发射光整形结构与接收光整形结构之间，其中，发射光整形结构包括在激光的发射方向上间隔设置的快轴准直模块和慢轴准直模块，快轴准直模块与慢轴准直模块之间形成有第一光通道，第一光通道的截面积在激光束的发射方向上逐渐增大。本申请提供的方案，能够减少杂散光的产生，避免了相关技术中因杂散光过多而导致激光接收器出现提前饱和的现象，提升了激光雷达的近距离探测性能。

Description

激光收发模组、激光雷达及自动驾驶设备

技术领域

本申请涉及雷达技术领域，尤其涉及激光收发模组、激光雷达及自动驾驶设备。

背景技术

激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号，将接收信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。

相关技术中，同轴系统的激光雷达的收发系统中，由于同轴系统中发射光线和接收光线共用光路，发射光线和接收光线在光路中传播时，会发生不同程度的散射和反射，进而产生大量杂散光，杂散光会通过接收光路进入接收装置，导致接收装置提前饱和，进而使激光雷达出现近距离盲区。

发明内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种激光收发模组、激光雷达及自动驾驶设备，能够减少杂散光的产生，避免了相关技术中因杂散光过多而导致激光接收器出现提前饱和的现象。

本申请第一方面提供一种激光收发模组，包括：

壳体，所述壳体内设有激光发射系统、分束模块及激光接收系统；

所述激光发射系统设有发射光整形结构，所述激光接收系统设有接收光整形结构；所述分束模块设于所述发射光整形结构与所述接收光整形结构之间，所述分束模块用于使所述发射光整形结构整形后的发射光穿过并出射，并用于将回波光反射至所述接收光整形结构；

其中，所述发射光整形结构包括在激光的发射方向上间隔设置的快轴准直模块和慢轴准直模块，所述快轴准直模块与所述慢轴准直模块之间形成有第一光通道，所述第一光通道的截面积激光束的发射方向上逐渐增大。

一种实施方式中，所述快轴准直模块和所述慢轴准直模块分别为一体式结构。

一种实施方式中，所述第一光通道在所述激光束的快轴方向两侧的侧壁相平行；所述第一光通道在所述激光束的慢轴方向两侧的侧壁之间形成预设夹角，所述预设夹角大于或等于所述激光束在慢轴方向的扩散角。

一种实施方式中，所述发射光整形结构还包括缩束模块，所述缩束模块设于所述慢轴准直模块与所述分束模块之间，用于将所述快轴准直模块与所述慢轴准直模块准直后的激光束进行缩束。

一种实施方式中，所述缩束模块的一侧设有缩束斜面，在所述缩束斜面的相对侧设置有光学吸收腔，所述光学吸收腔用于吸收激光束穿过所述缩束模块后产生的杂散光。

一种实施方式中，所述分束模块相对于激光束的发射方向倾斜设置；所述分束模块包括透光区以及设于所述透光区外围的非透光区；

所述非透光区设有用于将回波光反射至所述接收光整形结构的反光面，所述反光面设于与所述分束模块相背对的一侧。

一种实施方式中，在竖直方向上，所述透光区在激光入射侧的高度低于在激光出射侧的高度。。

一种实施方式中，所述非透光区还设有吸光面，所述吸光面设于朝向所述缩束模块的一侧。

一种实施方式中，还包括导光槽，所述导光槽位于所述分束模块与所述缩束模块之间，所述导光槽由至少两个挡光壁限定出，导光槽的开口朝向所述分束模块；

其中，相邻的所述挡光壁之间形成预设夹角，至少两个所述挡光壁用于将所述分束镜反射出的杂散光依次反射，以使所述杂散光反射出所述激光收发模组外。

一种实施方式中，所述预设夹角为锐角。

一种实施方式中，所述接收光整形结构包括第一接收模块、反射模块及第二接收模块；其中，所述第一接收模块设于所述分束模块的光反射方向上，用于将所述分束模块反射的回波光导向至所述反射模块；

所述第二接收模块，设于所述反射模块的光反射方向上，用于将所述光反射模块反射的接收光导向至激光接收器。

一种实施方式中，所述反射模块与所述第二接收模块之间形成有第二光通道，所述第二光通道的截面积在激光的接收方向上逐渐减小，且所述第二光通道的侧壁上形成有若干在激光的接收方向上依次相连的弧形面，。

一种实施方式中，所述壳体包括主体，，所述主体的一侧开设有腔体，所述腔体的开口处安装有侧盖，所述发射光整形结构、所述分束模块及所述接收光整形结构设于所述腔体。

本申请第二方面提供一种激光雷达，包括：

激光发射器、激光接收器；以及

如上第一方面所述的激光收发模组，所述激光发射器和所述激光接收器安装于所述激光收发模组。

本申请第三方面提供一种自动驾驶设备，包括：

驾驶设备本体；以及

如上第二方面所述的激光雷达，所述激光雷达安装于所述驾驶设备本体。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的激光收发模组，发射光整形结构包括在激光的发射方向上间隔设置的快轴准直模块和慢轴准直模块，快轴准直模块与慢轴准直模块之间形成有第一光通道，第一光通道的截面积激光束的发射方向上逐渐增大，因此能够减少发射光整形结构中杂散光的形成，避免了相关技术中因杂散光过多而导致激光接收器出现提前饱和的现象。

进一步地，本申请实施例提供的激光收发模组，第一光通道在激光束的快轴方向两侧的侧壁相平行，且第一光通道在激光束的慢轴方向两侧的侧壁之间形成预设夹角，预设夹角大于或等于激光束在慢轴方向的扩散角。发射激光透过慢轴准直模块后会形成平行光，从而获得了特定的光斑大小，这样就避免了相关技术中光阑的设置，减少了激光束被侧壁及光阑的反射，进一步减少了杂散光的形成。

进一步地，本申请实施例提供的激光收发模组，缩束模块在垂直于激光发射方向上的一侧设有缩束斜面，在缩束斜面的相对侧设置有光学吸收腔，光学吸收腔用于吸收激光束穿过缩束模块产生的杂散光，避免了杂散光进入接收光路。

进一步地，本申请实施例提供的激光收发模组，分束镜包括透光区以及设于透光区外围的非透光区；其中，非透光区设有用于将回波光反射至接收光整形结构的反光面。通过在分束模块的不同区域设置透光、吸光及反光区，进一步减少了杂散光的产生。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请一实施例示出的激光收发模组外部结构示意图；

图2是图1实施例示出的激光收发模组内部结构示意图；

图3是本申请一实施例示出的激光收发模组中激光传播路线示意图；

图4是本申请一实施例示出的激光收发模组的分束镜的结构示意图；

图5是本申请一实施例示出的激光收发模组的分束镜另一视角的结构示意图；

图6是本申请一实施例示出的激光收发模块的分束镜的立体结构示意图。

附图标记：100、激光收发模组；200、激光发射器；300、激光接收器；101、主体；102、侧盖；210、发射器电连接件；310、接收器电连接件；110、发射光整形结构；111、快轴准直模块；112、第一光通道；113、慢轴准直模块；1121、纵向侧壁；114、缩束模块、1141、缩束斜面；1142、半透半反镜；120、分束模块；121、透光区；122、非透光区；1221、反光面；1222、吸光面；130、接收光整形结构；131、第一接收模块；1331、弧形面；132、反射模块；133、第二光通道；134、第二接收模块；140、导光槽；141,142、挡光壁；150、通光孔；160、光学吸收腔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。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该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；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，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。

相关技术中，同轴系统的激光雷达的收发系统中，由于同轴系统中发射光线和接收光线共用光路，发射光线和接收光线在光路中传播时，会发生不同程度的散射和反射，进而产生大量杂散光，杂散光会通过接收光路进入接收装置，导致接收装置提前饱和，进而使激光雷达出现近距离盲区。

针对上述问题，本申请实施例提供一种激光收发模组，能够减少杂散光的产生，缓解了相关技术中因杂散光过多而导致激光接收器出现提前饱和的现象，提升了激光雷达的近距离探测性能。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

图1是本申请一实施例示出的激光收发模组外部结构示意图；图2是图1实施例示出的激光收发模组内部结构示意图。

参见图1和图2，本申请实施例提供的激光收发模组100，包括壳体，壳体内设有激光发射系统、分束模块120及激光接收系统；激光发射系统设有发射光整形结构110，激光接收系统设有接收光整形结构130；分束模块120设于发射光整形结构110与接收光整形结构130之间，分束模块120用于对发射光整形结构110整形后的发射光穿过并出射，并用于将回波光反射至接收光整形结构130；其中，发射光整形结构110包括在激光的发射方向X上间隔设置的快轴准直模块111和慢轴准直模块113，快轴准直模块111与慢轴准直模块113之间形成有第一光通道112，第一光通道112的截面积自快轴准直模块111至慢轴准直模块113逐渐增大。本申请实施例提供的方案，由于第一光通道112的截面积在激光束的发射方向X上逐渐增大，因此，能够减少发射光整形结构110中杂散光的形成，避免了相关技术中因杂散光过多而导致激光接收器200出现提前饱和的现象，提升了激光雷达的近距离探测性能。

参见图1，本实施例中，激光收发模组100包括主体101，主体101的一侧开设有腔体，腔体的开口处安装有侧盖102，发射光整形结构110、分束模块120及接收光整形结构130设于腔体内。

本实施例中，壳体具有预设的厚度、长度及高度，图1中，厚度沿方向Y，长度沿方向X，高度沿方向Z。侧盖102安装于主体101的厚度方向Y上。发射激光的慢轴方向沿着主体的高度方向Z，快轴方向沿着主体的厚度方向Y。

发射光整形结构110和分束模块120在靠近于壳体内的下方设置，接收光整形结构130靠近于壳体内的上方设置。本实施例中，激光收发模组100设有沿长度方向X的两端分别设为第一端和第二端，激光发射器200和激光接收器200安装于第一端，第二端设有通光孔150，该通光孔150与分束模块120对应，自分束模块120透出的激光可以经由该通光孔150向外部发射，另外，激光照射到外部物体后形成回波光可以自该通光孔150射入，进而被激光接收系统接收。

本实施例中，激光发射器200靠近壳体的下侧设置，激光接收器300靠近壳体的上侧设置，激光发射器200设有发射器电连接件210，激光接收器300设有接收器电连接件310。壳体与激光发射器200相对的位置设有第一通孔，壳体与激光接收器300相对的位置设有第二通孔，激光发射器200产生的发射激光可以经第一通孔进入至激光发射系统，激光接收系统接收的回波激光可以自第二通孔到达激光接收器300。

参见图3，图3中的虚线箭头L1所示的是发射激光，虚线箭头L2所示的是接收激光，本实施例中，激光发射器200发出的激光可以透过快轴准直模块111，透过快轴准直模块111的发射激光进入第一光通道112后再透过慢轴准直模块113。本实施例中，快轴准直模块111和慢轴准直模块113能对发射激光发散角进行压缩，使发射激光以平行光的形态传输。

由于激光发射器200产生的单个激光发光单元在快轴方向的发散角通常大于在慢轴方向的发散角，本实施例先让激光发射器200发射出的激光束通过快轴准直模块111，再通过慢轴准直模块113，最后能获得准直后的平行光束。这样设计光调过程中能够分别对快轴方向和慢轴方向进行准直，简化光调步骤，减少光调难度。

本实施例中，快轴准直模块111和慢轴准直模块113分别为一体式结构，例如，快轴准直模块111为快轴准直透镜，慢轴准直模块113为慢轴准直透镜，本实施例的快准直透镜和慢准直透镜采用单片式镜，这样能简化结构，减少光调难度，也便于量产组装。

一些实施例中，快轴准直模块111和慢轴准直模块113之间的第一光通道112由多个内侧壁围合而成，例如第一光通道112可以由四个内侧壁围合而成，其中，第一光通道112在分设于激光束的快轴方向两侧的侧壁为横向侧壁，两个横向内侧壁分别形成于主体101和侧盖102的沿方向Y的相对侧，且二者相平行。第一光通道112在分设于激光束的慢轴方向两侧的侧壁为纵向侧壁1121，两个纵向侧壁1121形成于主体上沿方向Y的相对侧，两个纵向侧壁1121之间形成预设夹角，预设夹角大于或等于激光束在慢轴方向的扩散角。

继续参见图3，本实施例中，由于发射激光透过快轴准直模块111后，发射激光在快轴方向上为平行光，且由于第一光通道112的两个横向内侧壁相平行，因此，发射激光在快轴方向平行于两个横向侧壁的延伸方向，或者与横向侧壁的延伸方向不会产生交叉，减少了激光束被横向侧壁的反射，有效地减少了杂散光的形成。

本实施例中，由于第一光通道112的两个纵向侧壁1121之间形成的夹角大于或等于激光束在慢轴方向的扩散角，因此，发射激光在慢轴方向平行于两个纵向侧壁1121的延伸方向，或者发射激光与纵向侧壁1121的延伸方向不会产生交叉，发射激光透过慢轴准直模块113后会形成平行光，从而获得了特定的光斑大小，这样就避免了设置相关技术中用于改变光斑大小的光阑，减少了激光束被侧壁及光阑的反射，进一步有效地减少了杂散光的形成。

本实施例中，将第一光通道112的两个纵向侧壁1121之间形成的夹角设置为大于或等于激光束在慢轴方向的扩散角后，第一光通道112的截面积在激光的发射方向上逐渐增大，第一光通道形成类似于“喇叭”状的形态，由于慢轴准直模块113的直径大于快轴准直模块111的直径，因此，第一光通道112的结构形态能够更好地适配于慢轴准直镜和快轴准直镜的安装。

一些实施例中，发射光整形结构110还包括缩束模块114，光缩束模块114可以是一体式的缩束透镜，缩束模块114设于慢轴准直模块113与分束模块120之间，用于将准直后的激光束进行缩束，以使压缩后的激光束的光斑小于压缩前的光斑。

激光发射器200发出的激光束被快轴准直模块111和慢轴准直模块113整形为平行光束后，需要将其光斑尺寸进一步缩小。本实施例的缩束模块114可以将光斑尺寸压缩为预设的大小尺寸，例如光斑被缩束模块114压缩后，光斑面积为原来的一半或更小，这样可以集中激光束的能量，进而提高了激光束的探测能力。

本实施例中，缩束模块114的一侧设有缩束斜面1141，缩束斜面1141设于缩束模块114沿竖直方向Z的一侧。在缩束斜面1141的相对侧设置有光学吸收腔160，光学吸收腔160用于吸收激光束穿过缩束模块114产生的杂散光。缩束斜面1141相对于激光束的发射方向倾斜设置，例如，缩束斜面1141与激光发射方向之间的夹角可以为45度。光学吸收腔160具有多个内侧壁，杂散光进入光学吸收腔160后，被多个内侧壁反射，减弱了杂散光的量级，也避免了杂散光进入接收光路。

缩束模块114为安装于主体101的缩束透镜，缩束斜面1141位于缩束透镜的底部，主体101内设有倾斜平台，缩束斜面1141的底部与倾斜平台相接触，缩束透镜在竖直方向Z上支撑于倾斜平台上，这样能保证缩束透镜的安装稳定性。

参见图3，本实施例中，缩束模块114设有半透半反镜1142，半透半反镜1142设于缩束斜面1141的上方，半透半反镜1142相对于激光的发射方向倾斜设置，光学吸收腔160设于半透半反镜1142的光反射方向的一侧，激光束经过半透半反镜1142时，会有部分光线穿过半透半反镜1142逃离发射光路，形成杂散光，杂散光可以进入该光学吸收腔160内，避免了杂散光进入至接收光路。

一些实施例中，光学吸收腔160与缩束斜面1141相对应的部位具有开口，开口宽度大于或等于缩束透镜的厚度，缩束透镜的下侧支撑于倾斜平台，上侧卡设于开口内，保证了缩束透镜的安装稳定性，经缩束镜透折射或经半透半反镜1142产生的杂散光可以自开口进入光学吸收腔160内。

本实施例中，光学吸收腔160设于发射光整形结构110与接收光整形结构130之间的部位，不会对壳体内的其他光学结构的设置造成影响，充分利用了壳体的内部空间，降低材料成本。

图4是本申请一实施例示出的激光收发模组的分束镜的结构示意图；

图5是本申请一实施例示出的激光收发模组的分束镜另一视角的结构示意图。

参见图4和图5，一些实施例中，分束模块120为分束镜，分束镜安装于主体，分束镜相对于激光束的发射方向倾斜设置；分束镜包括透光区121以及设于透光区121外围的非透光区122；其中，非透光区122设有用于向接收光整形结构130反射回波光的反光面1221，反光面1221设于分束镜背对于缩束模块114的一侧。

参见图3、图4及图5，本实施例的快轴准直模块111、慢轴准直模块113及缩束模块114激及分束模块120沿同一轴线相间隔布置，激光束被缩束模块114压缩后，通过分束模块120的透光区121出射，进而发射至外部的目标物体，以探测目标物体的位置、速度等特征量。

发射出的激光束照射至目标物体后沿同一光路返回形成回波光，由于分束模块120相对于激光束的发射方向倾斜设置，因此，回波光照射至的反光面1221后，能被反光面1221反射进入接收光整形结构130，回波光经过接收光整形结构130整形后能被激光接收器300接收。

本实施例中，透光区121的形状配合于缩束后的激光束的光斑形状设置，非透光区122和透光区121的外侧边缘相接。

参见图6，一些实施例中，在竖直方向Z上，透光区121在激光入射侧的高度h1低于在激光出射侧的高度h2。这样设置后，能避免从激光入射侧的透光区121进去的一部分光因分束镜的折射作用被激光出射侧的反射膜的边缘遮挡，进而避免了杂散光的产生。

一些实施例中，透光区121设有增透材料，增透材料可以是设于透光区表面的增透膜。一些实施例中，反光面1221设有反光材料，反光材料可以是设于反光面1221的反光膜。

一些实施例中，非透光区122还设有吸光面1222，吸光面1222设于朝向缩束镜的一侧，吸光面1222上设有吸光材料，吸光材料可以是设于吸光面1222的吸光膜，吸光膜能吸收透光区121域外的杂散光，减少杂散光的反射。

相关技术的分束模块一般采用拼接式或者中心开孔式的分束镜，透光区和非透光区之间存在分界面，激光束照射至分界面后会产生反射或散射，加剧杂散光的产生。本实施例的分束模块120为一体式镜片，通过在分束镜的不同区域设置为透光、吸光及反光材料，即通过对分束镜分区镀膜，且不同镀膜区域具有特定的形状，以形成特定形状的透光区121、吸光面1222及反光面1221，减少杂散光的产生，进而避免出现近场测距盲区。

参见图2和图3，一些实施例中，还包括导光槽140，导光槽140靠近于分束模块120底部的位置，且位于分束模块120与缩束模块114之间，导光槽140由至少两个挡光壁141、142限定出，导光槽140的开口朝向分束模块120；相邻的挡光壁141、142之间形成预设夹角，本实施例中，该预设夹角为锐角，将预设夹角设置为锐角后，至少两个挡光壁141、142能将分束模块120反射出的杂散光依次反射，进而使杂散光减弱并反射出发射光路或接收光路外，另外，至少两个挡光壁141、142可以增加杂散光反射次数，削弱了杂散光的量级。一些实施例中，导光槽140由两个挡光壁141、142限定出，导光槽140大致呈V字形，分束镜产生折射或反射出的杂散光可以自开口入射至其中一个挡光壁141，该挡光壁141再将杂散光反射至另一挡光壁142，另一挡光壁142可以将杂散光反射出激光收发模组100外。

本实施例中，接收光整形结构130包括第一接收模块131、反射模块132及第二接收模块134；其中，第一接收模块131设于分束模块120的反射方向上，用于将分束模块120反射的回波光导向至反射模块132；第二接收模块134，设于反射模块132的光反射方向上，用于将光反射模块132反射的接收光会聚后导向至激光接收器300。

第一接收模块131和第二接收模块134可以为接收透镜，反射模块132可以为反射镜，第一接收镜、第二接收镜及反射镜分别可以为一体式镜片，这样可以简化模组结构，利于量产组装。

本实施例中，第一接收模块131设于分束模块120的上方，且设于分束模块120的反光面1221的反射方向上，回波光被分束模块120的反光面1221反射后，可以在竖直方向Z上透过第一接收模块131。反射模块132设于第一接收模块131的上方，且相对于竖直方向Z倾斜设置，反射模块132用于改变接收光的接收方向，使接收光由竖直方向Z传播改变为水平方向X传播，这样可以减小壳体的高度尺寸，进而缩小激光收发模组的体积。

本实施例中，分束模块120反射的接收光穿过第一接收模块131后汇聚，汇聚后的接收光能照射至反射模块132，反射模块132设为反射镜，反射镜可以将接收光由竖直方向Z传播改变为水平方向X传播，进而使接收光被激光接收器300所接收。

缩束整形模块与第二接收模块134之间形成有第二光通道133，第二光通道133的截面积自反射模块132至第二接收模块134逐渐减小。第一接收摸块、反射模块132、及第二接收模块134能对接收光束的光斑尺寸进行整形，使接收光束的光斑尺寸适配于激光接收器的工作面形状，提高了激光接收效率，有利于提升测距能力。

第二光通道133可以由多个侧壁限定出，接收激光的传播方向平行于两个纵向侧壁的延伸方向，或者与纵向侧壁的延伸方向不会产生交叉，减少了接收激光被第二光通道133的纵向侧壁的反射，进一步有效地减少了杂散光的形成。

本实施例中，第二光通道133的截面积自反射模块132至第二接收模块134逐渐减小，第二光通道133形成类似于“喇叭”状的形态，由于反射模块132的直径大于第二接收模块134的直径，因此，第二光通道133的结构形态能够适配于反射模块132和第二接收模块134的安装。

一些实施例中，第二光通道133的横向和/或纵向侧壁上形成有若干在激光的发射方向上依次相连的弧形面1331，弧形面1331用于避免第二光通道133中因散射和/或反射产生杂散光，例如，第二光通道133内的杂散光能被若干弧形面1331多次反射后被削弱或吸收。

以上介绍了本申请提供的激光收发模块，相应地，本申请还提供一种激光雷达，包括：激光发射器、激光接收器；以及如上任意一项的激光收发模组，激光发射器和激光接收器安装于激光收发模组。

该激光雷达的激光收发模组包括壳体，壳体内设有激光发射系统、分束模块120及激光接收系统；激光发射系统设有发射光整形结构110，激光接收系统设有接收光整形结构130；分束模块120设于发射光整形结构110与接收光整形结构130之间，分束模块120用于使发射光整形结构110整形后的发射光穿过并出射，并用于将回波光反射至接收光整形结构130；其中，发射光整形结构110包括在激光的发射方向X上间隔设置的快轴准直模块111和慢轴准直模块113，快轴准直模块111与慢轴准直模块113之间形成有第一光通道112，第一光通道112的截面积自快轴准直模块111至慢轴准直模块113逐渐增大。本申请实施例提供的方案，由于第一光通道112的截面积激光束的发射方向上逐渐增大，因此，能够减少发射光整形结构110中杂散光的形成，避免了相关技术中因杂散光过多而导致激光接收器出现提前饱和的现象，提升了激光雷达的近距离探测性能。

相应地，本申请还提供一种自动驾驶设备，包括：驾驶设备本体；以及如上实施例的激光雷达，激光雷达安装于驾驶设备本体。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (15)

1.一种激光收发模组，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内设有激光发射系统、分束模块及激光接收系统；

所述激光发射系统设有发射光整形结构，所述激光接收系统设有接收光整形结构；所述分束模块设于所述发射光整形结构与所述接收光整形结构之间，所述分束模块用于使所述发射光整形结构整形后的发射光穿过并出射，并用于将回波光反射至所述接收光整形结构；

其中，所述发射光整形结构包括在激光的发射方向上间隔设置的快轴准直模块和慢轴准直模块，所述快轴准直模块与所述慢轴准直模块之间形成有第一光通道，所述第一光通道的截面积在激光束的发射方向上逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的激光收发模组，其特征在于：

所述快轴准直模块和所述慢轴准直模块分别为一体式结构。

3.根据权利要求1所述的激光收发模组，其特征在于：

所述第一光通道在所述激光束的快轴方向两侧的侧壁相平行；

所述第一光通道在所述激光束的慢轴方向两侧的侧壁之间形成预设夹角，所述预设夹角大于或等于所述激光束在慢轴方向的扩散角。

4.根据权利要求1所述的激光收发模组，其特征在于：

所述发射光整形结构还包括缩束模块，所述缩束模块设于所述慢轴准直模块与所述分束模块之间，用于将所述快轴准直模块与所述慢轴准直模块准直后的激光束进行缩束。

5.根据权利要求4所述的激光收发模组，其特征在于：

所述缩束模块的一侧设有缩束斜面，在所述缩束斜面的相对侧设置有光学吸收腔，所述光学吸收腔用于吸收激光束穿过所述缩束模块后产生的杂散光。

6.根据权利要求4所述的激光收发模组，其特征在于：

所述分束模块相对于激光束的发射方向倾斜设置；所述分束模块包括透光区以及设于所述透光区外围的非透光区；

所述非透光区设有用于将回波光反射至所述接收光整形结构的反光面，所述反光面设于与所述分束模块相背对的一侧。

7.根据权利要求6所述的激光收发模组，其特征在于：

在竖直方向上，所述透光区在激光入射侧的高度低于在激光出射侧的高度。

8.根据权利要求6所述的激光收发模组，其特征在于：

所述非透光区还设有吸光面，所述吸光面设于朝向所述缩束模块的一侧。

9.根据权利要求6所述的激光收发模组，其特征在于：

还包括导光槽，所述导光槽设于所述分束模块与所述缩束模块之间，所述导光槽由至少两个挡光壁限定出，所述导光槽的开口朝向所述分束模块；

其中，相邻的所述挡光壁之间形成预设夹角，至少两个所述挡光壁用于将所述分束镜反射出的杂散光依次反射，以使所述杂散光反射出所述激光收发模组外。

10.根据权利要求9所述的激光收发模组，其特征在于：

所述预设夹角为锐角。

11.根据权利要求1所述的激光收发模组，其特征在于：

所述接收光整形结构包括第一接收模块、反射模块及第二接收模块；其中，所述第一接收模块设于所述分束模块的光反射方向上，用于将所述分束模块反射的回波光导向至所述反射模块；

所述第二接收模块，设于所述反射模块的光反射方向上，用于将所述光反射模块反射的接收光导向至激光接收器。

12.根据权利要求11所述的激光收发模组，其特征在于：

所述反射模块与所述第二接收模块之间形成有第二光通道，所述第二光通道的截面积在激光的接收方向上逐渐减小，且所述第二光通道的侧壁上形成有若干在激光的接收方向上依次相连的弧形面。

13.根据权利要求1-12任一项所述的激光收发模组，其特征在于：

所述壳体包括主体，所述主体的一侧开设有腔体，所述腔体的开口处安装有侧盖，所述发射光整形结构、所述分束模块及所述接收光整形结构设于所述腔体。

14.一种激光雷达，其特征在于，包括：

激光发射器、激光接收器；以及

如权利要求1-13任意一项所述的激光收发模组，所述激光发射器和所述激光接收器安装于所述激光收发模组。

15.一种自动驾驶设备，其特征在于，包括：

驾驶设备本体；以及

如权利要求14所述的激光雷达，所述激光雷达安装于所述驾驶设备本体。

Images