CN117836658A - 光探测和测距装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种带有选择性反射装置的光探测和测距装置。该光探测和测距装置包括激光源、光学转向装置和选择性反射装置。选择性反射装置包括凸面和设置在凸面上的选择性反射层。激光源用于提供光束。光学转向装置被配置为接收光束并将其导向至选择性反射装置。选择性反射层被配置为反射光束，并允许可见光穿过选择性反射层。光学转向装置被配置为使光束转向，并改变凸面上的选择性反射层上被光束照射的位置。

Description

光探测和测距装置

技术领域

本发明整体上涉及包含选择性反射装置的光探测和测距(LiDAR)技术和技巧。

背景技术

随着驾驶员辅助系统或高级驾驶员辅助系统(ADAS)的发展，车辆安装了用于测量物体之间距离的光学技术，以创建周围环境的详细三维地图。通过测量激光击中物体后的反射时间，LiDAR装置可以实时绘制详细的三维地图。光探测和测距在汽车领域的重要性日益凸显，在自动驾驶汽车和ADAS中发挥着至关重要的作用。

LiDAR装置有不同的类型，其中包括：机械式LiDAR、以及固态LiDAR。机械式LiDAR采用旋转或摆动的反射镜将激光束导向不同的方向。然而，机械式LiDAR装置依赖于移动部件，如旋转或摆动的反射镜，而这些移动部件随着时间的推移容易磨损，从而导致可靠性降低，维护成本可能更高。此外，与固态LiDAR装置相比，机械式LiDAR装置往往体积更大、重量更重。这可能会对将其集成到更小或更精简的车辆设计中带来挑战。

固态LiDAR使用固态元件，如用于光束转向的微机电系统(MEMS)。它的实现通常更紧凑、更耐用，但也有其自身的局限性。与机械LiDAR装置相比，固态LiDAR的视场(FOV)更有限，这意味着如果没有额外的传感器或某些扫描机制的帮助，它们可能无法提供360度的环境视图。这些扫描机构和传感器的要求会使它们的制造和维护成本更高。

因此，市场上需要具有宽视场角的高性价比固态LiDAR。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置来解决现有技术中的上述缺点和未满足的需求。根据本发明的第一方面，提供了一种具有选择性反射装置的LiDAR装置。该LiDAR装置包括激光源、光学转向装置和选择性反射装置。选择性反射装置包括凸面和设置在凸面上的选择性反射层激光源用于提供光束。光学转向装置被配置为接收光束并将其导向至选择性反射装置。选择性反射层被配置为反射光束，并允许可见光穿过选择性反射层。光学转动装置被配置为使光束转向，并在第一扫描模式下改变凸面上的选择性反射层上被光束照射的位置。

在本发明的一个实施例中，光学转向装置包括MEMS镜。MEMS镜的可调反射面朝向选择性反射层，凸面朝向可调反射面突出。

在本发明的另一个实施例中，光学转向装置包括棱镜对。棱镜对具有朝向激光源的第一斜面，并且棱镜对具有朝向选择性反射装置的第二斜面。

在本发明的另一个实施例中，凸面是球形的。凸面的曲率半径范围为16毫米至32毫米。

综上所述，本发明实施例的LiDAR装置通过使用具有凸面的选择性反射装置来实现宽视场。此外，在可见光通过选择性反射装置的同时，还可通过选择性反射装置获取图像以用于进一步应用。

附图说明

下文将参照附图对本发明的实施例进行更详细的描述，其中：

图1A展示了根据本发明的一个实施例的LiDAR装置的示意图。

图1B展示了根据本发明一个实施例的光学转向装置和选择性反射装置的示意图。

图2展示了根据本发明的一个实施例的LiDAR装置的俯视示意图。

图3展示了根据本发明的另一个实施例的LiDAR装置的示意图。

图4展示了根据本发明另一个实施例的LiDAR装置的示意图。

图5展示了根据本发明又一个实施例的LiDAR装置的示意图。

图6描述了根据图5所示实施例的LiDAR装置的外壳的示意图。

图7展示了根据本发明的另一个实施例的LiDAR装置的示意图。以及

图8描述了根据本发明的另一个实施例的LiDAR装置的示意图。

具体实施方式

如在以下所描述的，用于LiDAR和类似设备的装置和方法将作为优选示例进行阐述。对于本领域的技术人员来说，显然可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下进行修改，包括添加和/或替换。具体细节可以省略，以免模糊本发明；然而，本公开内容的编写是为了使本领域的技术人员能够在不做过多实验的情况下实践本发明的教导。

下面请参考图1A进行说明。本实施例的LiDAR装置1包括激光源10、光学转向装置11和选择性反射装置12。选择性反射装置12包括凸面120和设置在凸面120上的选择性反射层121。

更具体地说，本实施例中的选择性反射装置12具有透射弧形组件122。透射弧形组件122提供凸面120，选择性反射层121覆盖透射弧形组件122的凸面120。

本实施例中的激光源10被配置为提供光束L1。在这里，光束既包括激光束，也包括以低发散为特征的各种波长的光。

本实施例中的光学转向装置11被配置为使光束重新定向。光学转向装置11接收光束L1，并将光束L4提供给选择性反射装置12。更具体地说，光学转向装置11将光束L1转向，变为不同传输方向的光束L4。光学转向装置11通过反射改变光(光束)的方向，但本发明并不局限于此。在其他一些实施例中，LiDAR装置的光学转向装置可以通过反射或折射使光束重新定向。

本实施例中的选择性反射装置12可对LiDAR装置1中的光束进行选择性反射。特别是，选择性反射层121被配置为将光束L4反射成光束L5，并允许可见光L6穿过选择性反射层121。选择性反射层121是在透射弧形部件122上保形形成的，因此选择性反射层121提供了凸起的选择性反射表面123。当光线入射到凸面选择性反射表面123时，光线会从垂直线发散。经过反射后，光线相对于垂直线的角度范围很广，从而形成广角分布。凸面选择性反射表面123的这一特性使其在反射后能有效地沿大垂直角分散光线。

光学转向装置11用于使光束转向，从而控制光束L4的传输方向。光束L4入射到凸面120上的选择性反射层121的一个位置上，光学转向装置11被配置为在第一扫描模式下改变上述位置。更具体地说，光学转向装置11控制光束L4的发射方向；在第一扫描模式下，光学转向装置11不断改变光束L4的发射方向。入射到选择性反射层121的不同位置上的光束L4，可以照射到表面123的不同区域，从而使光束L5以不同角度透射。

通过向选择性反射装置12提供光束L5，光束L5可以入射到物体50上。通过接收从物体50反射回来的光束，LiDAR设备1可以检测自身与物体50之间的距离。由于凸面120上的选择性反射层121具有向外的曲率，会产生发散光线，因此LiDAR装置1可以提供较宽的视场角。因此，本实施例中的LiDAR装置1可以看到周围的广阔视野。

选择性反射装置12的光学特性(如宽视场角)使LiDAR装置1能够捕捉到周围环境更宽广、更全面的视角。这种增强的视场角可提高态势感知和物体探测能力，使LiDAR装置1在自动驾驶汽车、智能灯柱和机器人等应用中更加有效。此外，使用凸面120及其上的选择性反射层121简化了LiDAR装置1的设计和组装，可能会降低生产成本，并使LiDAR装置1更容易用于各种行业和应用。本实施例的LiDAR装置1中集成了选择性反射装置12，从而提高了其性能和可用性，有助于在需要精确环境传感和测绘的领域取得进步。

在本实施例中，激光源10提供红外辐射(IR)，光束L1的波长为1550nm，光束L1适合远距离探测，光束发散较小。在某些实施例中，激光源10与(即硅)光子集成。在其他一些实施例中，激光源10提供频率调制连续波，从而提高LiDAR距装置1的信噪比，但本发明并不局限于此。在其他一些实施例中，激光源10提供的光束波长在800纳米到2微米之间。因此，LiDAR设备1提供的光束不会影响周围环境中的行人和司机等其他人。

在本实施例中，透射弧形组件122确定了选择性反射层121的形状，并具有适当的透射可见光的光学特征。透射弧形组件122可提供结构支撑，而且对可见光透明，不会干扰所需的红外反射。在本发明的一些不同实施例中，透射弧形组件122由玻璃、塑料、聚合物、蓝宝石、石英、透明陶瓷和聚合物薄膜中的一种或多种制成。

具体而言，凸面120为球形，凸面120的曲率半径为16毫米。下面请参考图1B进行说明。角度α、β和θ定义为β＝2^α+θ，其中

R2＝d×(cosθ+tan²θ).

曲率半径R1为16毫米，角度θ为5度，角度β可为75度左右，光束L0可提供较大的视场角。

因此，LiDAR装置1可以通过选择性反射装置12扫描大面积区域。在本发明的其他一些实施例中，凸面120的曲率半径从16毫米到32毫米不等。通过使用这种选择性反射装置12，可以减小光束L5的发散，从而在激光源10和光学转向装置11的组合下实现适当的扫描。

在本实施例中，选择性反射层121是选择性红外反射器。选择性反射层121反射具有特定波长的光，该波长与红外光谱相对应。选择性反射层121是沉积在透射型曲面部件122上的光学涂层。

更详细地说，选择性反射层121和透射弧形组件122构成介电凸镜。选择性反射层121包括多层薄薄的介电材料，如二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)和五氧化二钽(Ta2O5)。通过精心设计这些电介质层的厚度和折射率，电介质凸面镜可以反射某些红外波长(与激光源10提供的光波长相同或接近)，同时透射可见光。然而，本发明并不局限于上述用于选择性反射层121的材料。在其他一些实施例中，选择性反射层121可以包括超材料、金属或光子晶体。在其他一些实施例中，选择性反射层可以是二向色滤光片或干涉涂层。

在本实施例中，光学转向装置11包括MEMS镜110。MEMS镜110提供可调反射面111，可调反射面111朝向选择性反射层121。凸面120向可调反射面111突出，以便接收来自光学旋转装置11的可调反射面111的光束L4。

具体而言，可调反射面111是平面，可调反射面111的朝向和法向量在没有倾斜的情况下沿着方向d1延伸。凸面120的中心沿方向d2突出。方向d1和方向d2相互平行且正好相反。

在方向d3上，可调反射面111和凸面120的中心之间保持一定距离w，方向d3与方向d1垂直。此外，激光源10和MEMS镜110沿直线S1排列，直线S1与选择性反射层121不相交。选择性反射装置12也与直线S1保持一定距离。因此，通过选择性反射装置12，LiDAR装置1可以很容易地通过这些光学装置之间的反射探测到物体50。

下面参考图2进行说明。在d3方向上，激光源10、光学转向装置11和选择性反射装置12相互分离。由于选择性反射装置12的光学特性对激光源10提供的光束起到凸面镜的作用，因此LiDAR装置1可以提供没有盲点的宽检测区域A。

以穿过选择性反射装置12中心的轴X1为基准，探测区域A至少覆盖180度的探测角α。因此，当LiDAR装置1安装在墙壁高处时，可达到最佳探测范围。

在随后的实施例中，将使用相同的参考数字来表示与上述实施例中所示相同的组件，因而无需重复说明其细节。

下面的描述请参考图3。LiDAR装置1A和图1A所示的LiDAR装置1类似。LiDAR装置1A包括激光源10、光学转向装置11、和选择性反射装置12。选择性反射装置12具有透射弧形组件122和位于透射弧形组件122凸面120上的选择性反射层121。

在本实施例中，LiDAR装置1A包括透镜装置13。透镜装置13位于激光源10和光学转向装置11之间。透镜装置13可以减缓来自激光源10的激光束(光束L2、L3、L4、L5)的发散，从而提高LiDAR装置1A的探测分辨率。

具体而言，本实施例的透镜装置13具有多个透镜130、131、132、133。透镜130、131、132、133的位置被配置为在第一扫描模式下可调。在第一扫描模式下，当光学转向装置11反射的光束L4的角度发生变化时，透镜130、131、132、133可分别沿其光轴(直线S1)移动。因此，在第一扫描模式下，光束的发散可以得到适当的补偿。

在本实施例中，透镜装置13通过移动透镜130、131、132、133提供主动光束控制，但本发明并不局限于此。在其他一些实施例中，透镜装置13可以包括准直透镜、扩束镜、聚焦透镜、全息光栅、光纤准直器、望远镜系统、衍射光学元件、液体透镜或棱镜对。

本实施例中的LiDAR装置1A包括分光装置14和接收器15。分光装置14位于激光源10和光学转向装置11之间，接收器15位于分光装置14旁。激光源10、分光装置14和光学转向装置11沿着直线S1排列，接收器15不在直线S1上。因此，激光源10、分光装置14和光学转向装置11可以很好地对准，而接收器15则可以接收到物体50反射的光束。此外，透镜装置13也设置在直线S1上，通过沿着直线S1的移动，透镜装置13可以轻松控制光束的发散。

具体来说，本实施例中的分光装置14包括偏振器140、偏振分光器141和四分之一波板142。偏振分光镜141位于偏振器140和四分之一波板142之间，偏振器140用于接收来自透镜装置13的光束L2，四分之一波板142用于接收来自光学转向装置11的光束L9。

在本实施例中，激光源10提供光束L1。透镜装置13接收光束L1并将光束L2提供给分光装置14。偏振器140对光束进行偏振，光束通过分束器141和四分波板142后作为光束L3提供。光学转向装置11将光束L3反射成为光束L4。选择性反射装置12接收光束L4并将其反射成为光束L5，光束L5能够照射到物体50。

物体50使的入射光束L5改变方向，形成光束L7。选择性反射装置12将入射光束L7重新定向为光束L8。光学转向装置11将光束L8反射成为光束L9。经四分之一波板142处理后，偏振分束器141将光束L9反射成为光束L10，该光束适合由接收器15接收。因此，LiDAR装置1A提供了用光束探测物体50的适当过程。

本实施例中的接收器15可以是红外光电探测器或红外光电二极管。在本发明的一些实施例中，接收器15可以包括光电二极管、光电晶体管、雪崩光电二极管、红外传感器、热释电传感器、硅光电倍增管(SiPM)或热电堆中的一个或多个。

在本实施例中，LiDAR装置1A包括图像传感器16。图像传感器16位于凸面120的背面。具体来说，透射弧形组件122具有与凸面120相对的凹面124，图像传感器16位于凹面124的前面。图像传感器16可通过选择性反射装置12捕捉可见光L6。

由于选择性反射装置12只能反射来自激光源10的光，因此本实施例中的LiDAR装置1具有隐蔽捕捉视频的能力。镜子后面的图像传感器16可以在不被人类观察者轻易察觉的情况下记录视频，这在诸如监视或监控等需要谨慎操作的应用中非常有用。

此外，在本实施例中，激光源10与选择性反射装置12配合使用，LiDAR设备1A可以保护眼睛，为操作员和旁观者提供更安全的环境。选择性反射装置12可以根据需要引导光束，同时使可见光远离敏感区域。

此外，选择性反射装置12还可以减少热量产生和眩光，这在热量积聚或反射可能造成问题的应用中尤其有益。

下面请看图4。LiDAR装置1B类似于图lA所示的LiDAR装置1。光探测和测距装置1B包括激光源10、光学转向装置11和选择性反射装置12。如图3所示，光探测和测距装置1B还包括分光装置14。

在本实施例中，光探测和测距装置1B包括透镜装置17。透镜装置17位于分光装置14和光学转向装置11之间。具体来说，透镜装置17可以对通过偏振片140、偏振分光镜141和四分之一波板142传输的光束L3进行准直。

此外，透镜装置17还可以扩大由光学转向装置11重新定向的光束L9。因此，光束的强度可以在偏振分光镜141重新定向和接收器15接收之前进行调整，而不会造成损坏。

特别是，透镜装置17包括多个透镜170、171、172、173，透镜170、171、172、173的位置被配置为在第一扫描模式下可调。在第一扫描模式下，当光学转向装置11反射的光束角度发生变化时，透镜170、171、172、173可分别沿其光轴(直线S1)移动。因此，在第一扫描模式下，光束的发散可以得到适当的补偿。

在本实施例中，透镜装置17通过移动透镜170、171、172、173提供主动光束控制，但本发明并不局限于此。在其他一些实施例中，透镜装置17可以包括准直透镜、扩束镜、聚焦透镜、全息光栅、光纤准直器、望远镜系统、衍射光学元件、液体透镜或棱镜对。

下面参考图5进行说明。LiDAR装置1C包括激光源10、光学转向装置11和选择性反射装置12C。选择性反射装置12C包括凸面120和选择性反射层121C。

本实施例中的凸面120具有透明区域125，凸面120的透明区域125与选择性反射层121C无关。具体而言，选择性反射装置12C包括透射弧形组件122，凸面120由透射弧形组件122提供。选择性反射层121C设置在透明区域125外的凸面120上，凸面120的透明区域125内未设置选择性反射层121C。

在本实施例中，光学转向装置11具有MEMS镜110，MEMS镜110的可调反射面111朝向选择性反射层121C，凸面120朝向可调反射面111突出。

本实施例中的MEMS镜110位于凸面120的前面，激光源10位于凸面120的背面。透明区域125位于激光源10和光学旋转装置11的MEMS镜110之间，激光源10、凸面120的透明区域125和MEMS镜110在直线S2上对齐。由于透明区域125上没有设置选择性反射层121C，因此光束L7可以很容易地穿过选择性反射装置12C，到达光学旋转装置11，并通过将光束转向至选择性反射层121C，使光束到达物体50。

在本实施例中，激光源10可以设置在凸面120的背面。因此，LiDAR设备1C结构紧凑。LiDAR装置1C可以安装在智能灯柱的顶部，凸面120的透明区域125所形成的盲区与LiDAR装置1C正下方的灯柱相对应。因此，LiDAR装置1C可以对周围环境进行360度监控。

在本实施例中，LiDAR装置1C包括外壳18。外壳18包括顶壁180、底壁181和圆筒壁182。底壁181位于顶壁180的正下方，圆筒壁182连接顶壁180和底壁181。

本实施例中的圆筒壁182具有透明(或透明)区域183，透明区域183形成环绕箱体18内部空间的螺旋形。图6描述了根据本发明的一个实施例的LiDAR装置1C的壳体18的示意图。在本实施例中，透明区域183形成环绕壳体18的螺旋形。然而，图6中所示组件的尺寸、形状和密度被放大，仅用于清晰说明本发明的概念。本领域的普通技术人员可以理解，本发明还可以随时采用其他尺寸、形状或密度的组件，而不必进行不必要的实验或偏离本发明的精神。

如图5所示，透明区域183的形状与光束L8的扫描路线相对应，圆筒壁182的其余部分由选择性反射层184覆盖。选择性反射层184用于反射与光束L8的波长相似的光。因此，来自环境的大部分波长相近的光在外壳18中可以减少，接收器15采集的噪声也可以减少。

在本实施例中，激光源10和选择性反射装置12C设置在顶壁180上，而光学转向装置11设置在底壁181上。因此，LiDAR设备1C易于组装。

此外，本实施例中的选择性反射装置12C覆盖了激光源10、透镜装置13、分光装置14和接收器16，因此激光源10、透镜装置13、分光装置14和接收器16得到了很好的保护。

另外，顶壁180由金属制成，因此顶壁180可以对激光源10产生的热量进行散热。

本实施例的LiDAR装置1D包括激光源10、透镜装置13、分光装置14、接收器15、光学转向装置11D和选择性反射装置12。

选择性反射装置12、光学转向装置11D、分光装置14、透镜装置13和激光源10沿直线S2排列。光学转向装置11D位于选择性反射装置12和分光装置14之间，分光装置14位于光学转向装置11D和透镜装置13之间，透镜装置13位于分光装置14和激光源10之间。接收器15位于分光装置14之外，接收器15不位于直线S2上。

本实施例中的选择性反射装置12包括选择性反射层121和透射弧形组件122。透射弧形组件122提供一个朝向激光源10的凸面120，凸面120被选择性反射层121覆盖，因此选择性反射层121提供凸起的选择性反射面123。

在本实施例中，光学转向装置11D包括棱镜对。棱镜对包括棱镜112和棱镜113。棱镜113具有朝向激光源10的斜面115，棱镜112具有朝向选择性反射装置12的斜面114。

在本实施例中，棱镜113的楔角为10.5度，厚度为4毫米，直径为5毫米。棱镜112的楔角为10.3度，厚度为4毫米，直径为5毫米。因此，激光光源10和棱镜对的组合无法提供入射角为0度的光束。此外，棱镜112、113是N-BK7棱镜。然而，本发明并不局限于上述类型的棱镜。本领域的普通技术人员可以理解，本发明可以使用其他类型的棱镜，而无需进行不必要的实验或偏离本发明的精神。

棱镜112、113被配置为将光束L9重新定向，使其远离中心到达选择性反射层121。经选择性反射层121反射后，光束L9用于探测物体50。

本实施例的LiDAR装置1D还包括外壳18和图像传感器16A、16B。外壳18包括顶壁180、底壁18l和连接顶壁180和底壁181的圆筒壁182。图像传感器16A、16B和选择性反射装置12设置在顶壁180上，图像传感器16A、16B被选择性反射装置12覆盖和保护。

在本实施例中，圆筒壁182的外侧设置了选择性反射层184。可见光L10可以穿过选择性反射层184、选择性反射层121和透射弧形组件122，因此图像传感器16A、16B可以获取光探测和测距装置1D周围的图像。

圆筒壁182具有空白(或称透明)区183，上面没有设置选择性反射层184。空白区183为激光源10产生的光束L9提供了扫描路径，而选择性反射层184则有效地阻挡了大部分波长与光束L9相似的环境光。

在本实施例中，激光源10、透镜装置13、分光装置14、接收器15和光学转向装置11D设置在底壁181上，选择性反射装置12设置在顶壁180上。因此，光探测和测距装置1D的组装相对简单。

下面请参考图8进行说明。本实施例的LiDAR装置1E包括激光源10、透镜装置13、分光装置14、接收器15、光学转向装置11和选择性反射装置12E。

本实施例中的选择性反射装置12E具有聚焦面126。聚焦面126环绕凸面120。选择性反射层121E覆盖在聚焦表面126上。

在本实施例中，聚焦面126是朝向凸面120顶端的凹面。当平行光照射聚焦面126时，可形成聚焦。换句话说，本实施例中的选择性反射装置12E形状像一顶帽子。凸面120相当于向上突出的帽冠，而聚焦面126则形成帽檐。

本实施例的LiDAR装置1E的操作包括继第一扫描模式之后的第二扫描模式。在第一扫描模式下，光学转向装置11的MEMS镜110的可调反射面111将光束转向凸面120，而在第二扫描模式下，可调反射面将光束L1 1转向聚焦面126。因此，光束L11可以探测到由空白区125形成的盲区中的物体，从而增大LiDAR装置1E的扫描范围。

根据本文公开的实施例的装置、系统和/或方法的功能单元和模块可以使用计算机处理器或电子电路来实现，包括但不限于根据本公开的教导配置或编程的专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、微控制器和其他可编程逻辑教具。在计算教具、计算机处理器或可编程逻辑教具中运行的计算机指令或软件代码可由熟练掌握软件或电子技术的从业人员根据本公开的教导轻松编写。

本发明的实施方案可包括计算机存储介质、瞬时和非瞬时存储教具，这些存储介质、瞬时和非瞬时存储教具中存储有计算机指令或软件代码，可用于对计算教具、计算机处理器或电子电路进行编程或配置，以执行本发明的任何过程。存储介质、瞬态和非瞬态存储教具可以包括但不限于软盘、光盘、蓝光光盘、DVD、CD-ROM和磁光光盘、ROM、RAM、闪存教具，或适合存储指令、代码和/或数据的任何类型的介质或教具。

根据各种实施例的每个功能单元和模块还可以在分布式计算环境和/或云计算环境中实现，其中机器指令的全部或部分由一个或多个通过通信网络(如内联网、广域网(WAN)、局域网(LAN)、互联网和其他形式的数据传输介质)相互连接的处理教具以分布式方式执行。

以上对本发明的描述是为了说明和描述的目的。它并不打算详尽无遗，也不打算将本发明局限于所披露的确切形式。对于本领域的技术人员来说，许多修改和变化都是显而易见的。

选择和描述本发明的实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例以及适合特定用途的各种修改。

Claims (19)

1.一种光探测和测距装置，包括：

激光源；

光学转向装置；以及

选择性反射装置，其包括：

凸面；和

设置在所述凸面上的选择性反射层；

其中，所述激光源被配置为提供光束；

其中，所述光学转向装置被配置为接收所述光束，并将其导向至所述选择性反射装置；

其中，所述选择性反射层被配置为反射所述光束，并允许可见光通过；以及

其中，所述光学转动装置被配置为使所述光束转向，并在第一扫描模式下改变所述凸面上的所述选择性反射层上被所述光束照射的位置。

2.根据权利要求1所述的光探测和测距装置，其中来自所述激光源的所述光束的波长范围为800纳米至2微米。

3.根据权利要求1所述的光探测和测距装置，还包括第一透镜装置，其中该第一透镜装置位于所述激光源和所述光学转向装置之间。

4.根据权利要求3所述的光探测和测距装置，其中所述第一透镜装置包括多个第一透镜，这些第一透镜的位置被配置为在所述第一扫描模式下是可调的。

5.根据权利要求1所述的光探测和测距装置，还包括：

设置在所述激光源和所述光学转向装置之间的分光装置；以及

设置在所述分光装置旁边的接收器；

其中，所述激光源、所述分光装置和所述光学转向装置沿第一直线排列，所述接收器不位于该第一直线上。

6.根据权利要求5所述的光探测和测距装置，还包括第二透镜装置，其中该第二透镜装置位于所述分光装置和所述光学转向装置之间。

7.根据权利要求6所述的光探测和测距装置，其中所述第二透镜装置包括多个第二透镜，这些第二透镜的位置被配置为在第一扫描模式下是可调的。

8.根据权利要求1所述的光探测和测距装置，其中，所述光学转向装置包括MEMS镜，且该MEMS镜的可调节反射面朝向所述选择性反射层，所述凸面朝向所述可调节反射面突出。

9.根据权利要求8所述的光探测和测距装置，其中，所述激光源和所述MEMS镜沿第二直线对准，且该第二直线不与所述选择性反射层相交。

10.根据权利要求8所述的光探测和测距装置，其中，所述凸面包括第一空白区，该凸面的该第一空白区与所述选择性反射层无关，所述MEMS镜位于所述凸面的前面，而所述激光源位于所述凸面的背面，并且所述第一空白区位于所述激光源和所述光学转向装置之间。

11.根据权利要求1所述的光探测和测距装置，其中，所述光学转向装置包括棱镜对，该棱镜对具有朝向所述激光源的第一斜面，并且该棱镜对具有朝向所述选择性反射装置的第二斜面。

12.根据权利要求1所述的光探测和测距装置，其中所述凸面为球形，该凸面的曲率半径范围为16毫米至32毫米。

13.根据权利要求1所述的光探测和测距装置，还包括设置在所述凸面的背面的图像传感器。

14.根据权利要求1所述的光探测和测距装置，还包括壳体，其中该壳体包括：

顶壁；

位于所述顶壁正下方的底壁；以及

连接所述顶壁和所述底壁的圆筒壁，所述圆筒壁具有第二空白区，该第二空白区形成环绕所述壳体的内部空间的螺旋形。

15.根据权利要求14所述的光探测和测距装置，其中所述激光源和所述选择性反射装置设置在所述顶壁上，而所述光学转向装置设置在所述底壁上。

16.根据权利要求15所述的光探测和测距装置，其中所述选择性反射装置覆盖所述激光源。

17.根据权利要求14所述的光探测和测距装置，其中所述激光源和所述光学转向装置设置在所述底壁上，而所述选择性反射装置设置在所述顶壁上。

18.根据权利要求1所述的光探测和测距装置，其中所述选择性反射装置具有围绕所述凸面的聚焦面，所述选择性反射层覆盖该聚焦面。

19.根据权利要求18所述的光探测和测距装置，其中，所述光学转向装置被配置为在所述第一扫描模式之后的第二扫描模式中使所述光束转向，并改变所述聚焦面上的所述选择性反射层上被所述光束照射的位置。