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激光雷达及终端设备的制作方法

2023-03-26 09:48:52 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型涉及激光测距技术领域,尤其涉及一种激光雷达及终端设备。


背景技术:

2.相关技术中,为了使激光雷达实现目标区域内的目标物距离探测扫描功能,往往通过设置可转动的光学器件来将发光件发出的激光周期性地偏折,以使激光沿不同方向投射向外部环境中。但是,在该方式下,激光雷达探测获得的深度信息的可靠性受光学器件的转动运动轨迹、运动速度的精确度限制。尤其是在激光雷达的使用状态不稳定的情况下,例如,激光雷达随扫地机器人、汽车进行非匀速的移动的情况下,难以保证该光学器件的转动精度,从而导致激光雷达的深度信息探测精度较低。


技术实现要素:

3.本实用新型实施例公开了一种激光雷达及终端设备,该激光雷达在使用状态不稳定的情况下,能够保持探测精度较高。
4.为了实现上述目的,第一方面,本实用新型公开了一种激光雷达,包括:
5.发射组件,所述发射组件用于发射激光;
6.液晶模块,所述液晶模块包括出射部以及位于所述出射部一侧的回收部,所述出射部位于所述发射组件的出光侧,所述出射部用于接收所述发射组件发出的所述激光,并调整所述激光的传播方向,以将所述激光投射至位于所述出射部的远离所述发射组件一侧的目标区域,所述回收部用于接收自所述目标区域反射的所述激光,并调整反射的所述激光的传播方向,以将所述激光投射向所述回收部的远离所述目标区域的一侧;以及
7.接收组件,所述接收组件对应于所述回收部,并设置于所述回收部的远离所述目标区域的一侧,所述接收组件用于接收自所述回收部投射的所述激光。
8.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述出射部包括多个第一偏折单元,沿自所述发射组件向所述液晶模块的方向上,多个所述第一偏折单元依次设置;
9.所述第一偏折单元包括第一液晶半波片、两个第一电极以及第一液晶偏振光栅,所述第一液晶偏振光栅设于所述第一液晶半波片的远离所述发射组件的一侧,所述第一液晶半波片用于接收自靠近所述发射组件的一侧射入的所述激光,并在所述第一电极施加的电压的控制下,将所述激光调整为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光,并将所述激光投射向位于远离于所述发射组件的一侧的所述第一液晶偏振光栅,所述第一液晶偏振光栅具有第一预定角度,所述第一液晶偏振光栅用于接收所述激光,并将所述激光沿第一预定方向偏折所述第一预定角度后背离所述发射组件射出,左旋圆偏振光以及右旋圆偏振光分别在所述第一液晶偏振光栅处偏折的所述第一预定方向为不同的方向。
10.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述回收部包括多个第二偏折单元,沿自所述接收组件向所述液晶模块的方向上,多个所述第二偏折单元依次设置,且多个所述第二偏折单元分别与多个所述第一偏折单元相对应;
11.所述第二偏折单元包括第二液晶半波片、两个第二电极以及第二液晶偏振光栅,所述第二电极与所述第一电极相间隔,所述第二液晶半波片连接于对应的所述第一液晶半波片,所述第二液晶偏振光栅设于所述第二液晶半波片的远离所述接收组件的一侧,所述第二液晶偏振光栅连接于对应的所述第一液晶偏振光栅,所述第二液晶偏振光栅具有第二预定角度,所述第二液晶偏振光栅用于接收自靠近所述目标区域的一侧射入的所述激光,并将所述激光沿所述第二预定方向偏折所述第二预定角度后朝向所述第二液晶半波片射出,所述第二液晶半波片用于接收所述激光,并在所述第二电极施加的电压的控制下,将所述激光调整为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光,并供所述激光朝向所述接收组件所在的一侧射出,左旋圆偏振光以及右旋圆偏振光分别在所述第二液晶偏振光栅处偏折的所述第二预定方向为不同的方向。
12.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述回收部包括多个第二偏折单元,沿自所述液晶模块向所述接收组件的方向上,多个所述第二偏折单元依次设置;
13.所述第二偏折单元包括第二液晶半波片、两个第二电极以及第二液晶偏振光栅,所述第二液晶偏振光栅设于所述第二液晶半波片的靠近所述接收组件的一侧,所述第二液晶半波片用于接收自靠近于所述目标区域的一侧射入的所述激光,并在所述第二电极施加的电压的控制下,将所述激光调整为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光,并将所述激光投射向位于靠近于所述接收组件的一侧的所述第二液晶偏振光栅,所述第二液晶偏振光栅具有第二预定角度,所述第二液晶偏振光栅用于接收自远离所述接收组件的一侧的所述第二液晶半波片射出的所述激光,并将所述激光沿第二预定方向偏折所述第二预定角度后朝向所述接收组件射出,左旋圆偏振光以及右旋圆偏振光分别在所述第二液晶偏振光栅处偏折的所述第二预定方向为不同的方向。
14.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,设第一方向以及第二方向均为平行于所述出射部的朝向所述发射组件的一侧表面的方向,且所述第一方向与所述第二方向之间成夹角;
15.所述发射组件用于朝向所述出射部发射一组多束激光,多束所述激光在所述出射部的表面分别形成多个第一光点,多个所述第一光点沿所述第一方向间隔排列,或者,沿所述第二方向间隔排列。
16.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述发射组件包括多个,多个所述发射组件分别用于按照预定的时序朝向所述出射部发射激光;
17.在所述发射组件用于朝向所述出射部发射多束所述激光,多束所述激光在所述出射部的表面分别形成多个所述第一光点,多个所述第一光点沿所述第一方向间隔排列时,多个所述发射组件沿所述第二方向排列设置,以使多个所述发射组件分别射出的多束所述激光形成的多组所述第一光点,沿所述第二方向间隔排列;或者
18.在所述发射组件用于朝向所述出射部发射多束所述激光,多束所述激光在所述出射部的表面分别形成多个所述第一光点,多个所述第一光点沿所述第二方向间隔排列时,多个所述发射组件沿所述第一方向排列设置,以使多个所述发射组件分别射出的多束所述激光形成的多组所述第一光点,沿所述第一方向间隔排列。
19.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述回收部的靠近所述接收组件的一侧表面,与所述出射部的靠近所述发射组件的一侧表面相平行,自多个所述出
射部投射向所述目标区域,并自所述目标区域反射的多束所述激光,经所述回收部调整后,在所述回收部的靠近所述接收组件的一侧表面形成多个第二光点,
20.多个所述第一光点沿所述第一方向间隔排列时,多个所述第二光点沿所述第一方向间隔排列,或者
21.多个所述第一光点沿所述第二方向间隔排列时,多个所述第二光点沿所述第二方向间隔排列;
22.所述接收组件包括多个光电探测器,多个所述光电探测器分别对应于多个所述第二光点设置,多个所述光电探测器分别用于接收自多束所述激光。
23.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述发射组件用于发射的所述激光为圆偏振光;或者,
24.所述发射组件与所述出射部之间设有调整片,所述调整片用于接收自所述发射组件发射的所述激光,并将所述激光调整为圆偏振光,以射向所述出射部。
25.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述接收组件与所述回收部之间设有滤光片,所述滤光片用于接收自所述回收部发射的所述激光,将所述激光中掺杂的杂光滤除,并供所述激光射向所述接收组件。
26.第二方面,本实用新型公开了一种终端设备,包括如上述第一方面所述的激光雷达。
27.与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
28.本实用新型实施例提供的激光雷达及终端设备,该激光雷达通过设置液晶模块,以通过液晶模块的出射部来调整激光的传播方向,以将激光投射向目标区域,并通过液晶模块的回收部来接收自目标区域反射的激光,以通过液晶模块来实现将激光沿不同的传播方向投射向目标区域,并接收自目标区域中的不同位置反射的激光,从而实现目标区域内的目标物距离探测扫描功能。由于液晶模块在使用过程中是通过电压控制调整对激光的偏折角度,换言之,液晶模块并非通过机械控制的方式来实现调整对激光的偏折角度,因此,液晶模块在使用状态不稳定的情况下,受到的影响小,能够依然保持较高的探测精度。
29.此外,通过设置出射部以及回收部,以将激光的出射光路与反射光路相分开,能够减少出射激光与反射激光之间相互的干扰,并且在激光雷达装配的过程中,能够分别调试出射部与回收部,从而相比激光的出射光路与反射光路相重合的方式而言,能够降低激光雷达的调试装配难度,从而易于制造得到探测精度较高的激光雷达。
30.更加地,通过液晶模块直接对激光的传播方向进行调整以射出,因此,无需额外设置反射光学器件来进一步调整激光的传播方向,从而能够使激光的光路简单,以减少激光在传播过程中产生的损耗,并减小因激光损耗而导致的深度检测误差,能够提升激光的利用效率,并提升激光雷达的深度探测精度。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例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实用新型的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本技术实施例公开的第一方面公开的激光雷达的一种立体结构简示图;
33.图2是本技术实施例公开的第一方面公开的激光雷达(一个发射组件发光)的另一种立体结构简示图;
34.图3是本技术实施例公开的第一方面公开的激光雷达(另一个发射组件发光)的另一种立体结构简示图;
35.图4是图3中的激光雷达沿a-a方向上的剖面示意图;
36.图5是激光经第一液晶偏振光栅偏折的光路示意图;
37.图6是激光经第二液晶偏振光栅偏折的光路示意图;
38.图7是本技术实施例公开的第二方面公开的终端设备的一种结构示意图。
39.主要附图标记说明
40.激光雷达1;发射组件2;激光器20;液晶模块3;出射部30;第一偏折单元300;第一液晶半波片300a;第一电极300b;第一液晶偏振光栅300c;第一光点301;回收部31;第二偏折单元310;第二液晶半波片310a;第二电极310b;第二液晶偏振光栅310c;第二光点311;调整片32;透光盖板 33;支撑框34;容置空间35;滤光片36;接收组件4;光电探测器40;终端设备5。
具体实施方式
41.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。
42.在本实用新型中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
43.并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
44.此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
46.下面将结合实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
47.请参阅图1,是本技术实施例公开的第一方面公开的激光雷达的一种立体结构简示图。本实用新型第一方面公开了一种激光雷达1,该激光雷达1 用于向外部环境中的目标区域m发射激光,并用于接收经目标区域m反射的激光,从而通过激光发射的时间与接收到
反射的激光的时间差来计算目标区域m内的待测物体的距离,从而实现深度探测的功能。
48.具体地,该激光雷达1,包括发射组件2、液晶模块3以及接收组件4。发射组件2用于发射激光,液晶模块3包括出射部30以及位于出射部30一侧的回收部31,出射部30位于发射组件2的出光侧,出射部30用于接收发射组件2发出的激光,并调整激光的传播方向,以将激光投射至位于出射部30的远离发射组件2一侧的目标区域m,回收部31用于接收自目标区域 m反射的激光,并调整反射的激光的传播方向,以将激光投射向回收部31 的远离目标区域m的一侧,接收组件4对应于回收部31,并设置于回收部31的远离目标区域m的一侧,接收组件4用于接收自回收部31投射的激光,其中图1中示例性地以粗实线与箭头大致示出了发射组件2发射,并经出射部30射向目标区域m的几条激光的光路,以粗虚线与箭头大致示出了自目标区域m反射,并经回收部31射向接收组件4的几条激光的光路。
49.通过液晶模块3来调整激光的传播方向,以将激光沿不同的传播方向投射向目标区域m,并接收自目标区域m中的不同位置反射的激光,从而实现目标区域m内的目标物距离探测扫描功能。由于液晶模块3在使用过程中是通过电流来调整对激光的偏折角度,换言之,液晶模块3并非通过机械控制的方式来实现调整对激光的偏折角度,因此,液晶模块3在使用状态不稳定的情况下,受到的影响小,能够依然保持较高的探测精度。
50.此外,通过设置出射部30以及回收部31,以将激光的出射光路与反射光路相分开,能够减少出射激光与反射激光之间相互的干扰,并且在激光雷达1装配的过程中,能够分别调试出射部30与回收部31,从而相比激光的出射光路与反射光路相重合的方式而言,能够降低激光雷达1的调试装配难度,从而易于制造得到探测精度较高的激光雷达1。
51.更加地,通过液晶模块3直接对激光的传播方向进行调整以射出,因此,无需额外设置反射光学器件来进一步调整激光的传播方向,从而能够使激光的光路简单,以减少激光在传播过程中产生的损耗,并减小因激光损耗而导致的深度检测误差,能够提升激光的利用效率,并提升激光雷达1的深度探测精度。
52.接下来,将结合附图对发射组件2、液晶模块3以及接收组件4的具体结构进行详细介绍。
53.根据实际的使用、设计需求,一些实施方式中,发射组件2可用于发射单束激光,或者,发射组件2可用于发射多束激光。
54.发明人经研究发现,由于液晶模块3难以实现对激光进行较细微的角度调整,因此,激光雷达1存在难以提升对目标区域m的扫描精度的问题。
55.基于此,一些实施方式中,发射组件2可用于朝向出射部30发射一组多束激光,从而提升激光光束的密度,从而提升激光雷达1对目标区域m 的扫描精度。
56.第一方向x以及第二方向y均为平行于出射部30的朝向发射组件2的一侧表面的方向,且第一方向x与第二方向y之间成夹角,可选地,多束激光在出射部30的表面分别形成多个第一光点301,多个第一光点301可沿第一方向x间隔排列,以提升激光雷达1对目标区域m沿第一方向x上的扫描精度,或者,多个第一光点301可沿第二方向y间隔排列,以提升激光雷达1对目标区域m沿第二方向y上的扫描精度,如图1所示,图1 中的坐标示出了第一方向x以及第二方向y,且图1中示例性地示出了多个第一光点301沿第一方向x间隔排列。
57.由于通常情况下,需要对目标区域m进行沿相垂直的水平方向以及竖直方向上的深度探测、扫描,因此,可选地,第一方向x与第二方向y可相垂直,以便于使第一方向x、第二
方向y分别为水平方向、垂直方向,以提升激光雷达1对目标区域m沿水平方向或竖直方向上的扫描精度。
58.请结合图2与图3所示,为了进一步地提升激光雷达1对目标区域m 的扫描精度,可选地,发射组件2可包括多个,多个发射组件2可分别用于按照预定的时序朝向出射部30发射激光,或可交错地朝向出射部30发射激光,以使发射组件2能够用于一维可寻址地发射周期性的激光,以使激光雷达1能够在时序内实现对目标区域m进行周期性地深度探测功能,其中,图2与图3中示出了发射组件2包括三个,图2中示例性地以粗实线与箭头大致示出了三个中的一个发射组件2发射,并经出射部30射向目标区域m 的几条激光的光路,以粗虚线与箭头大致示出了自目标区域m反射,并经回收部31射向接收组件4的几条激光的光路,图3中示例性地以粗实线与箭头大致示出了三个中的另一个发射组件2发射,并经出射部30射向目标区域m的几条激光的光路,以粗虚线与箭头大致示出了自目标区域m反射,并经回收部31射向接收组件4的几条激光的光路。
59.如图2与图3所示,进一步地,为了使多个发射组件2整体能够提升激光雷达1对目标区域m沿第一方向x以及第二方向y上的扫描精度,一种可选地示例中,发射组件2用于朝向出射部30发射多束激光,多束激光在出射部30的表面分别形成多个第一光点301,多个第一光点301沿第一方向x间隔排列,此时,多个发射组件2沿第二方向y排列设置,以使多个发射组件2分别射出的多束激光形成的多组第一光点301,沿第二方向y间隔排列其中,图2与图3均示出了发射组件2包括三个,发射组件2用于朝向出射部30发射多束激光,多束激光在出射部30的表面分别形成多个第一光点301,多个第一光点301沿第一方向x间隔排列,三个发射组件2沿第二方向y排列设置。
60.另一种可选地示例中,发射组件2用于朝向出射部30发射多束激光,多束激光在出射部30的表面分别形成多个第一光点301,多个第一光点301 沿第二方向y间隔排列,此时,多个发射组件2沿第一方向x排列设置,以使多个发射组件2分别射出的多束激光形成的多组第一光点301,沿第一方向x间隔排列。
61.请再次参见图1,一些实施方式中,发射组件2可包括多个激光器20,多个激光器20沿第一方向x或第二方向y排列设置,以使发射组件2能够发射多束激光,且该多束激光在出射部30的表面分别形成多个第一光点 301可沿第一方向x或第二方向y间隔排列,如图1所示,图1中示例性地示出了发射组件2包括四个激光器20,四个激光器20沿第一方向x排列设置。可以理解的是,在其他实施例中,发射组件2还可包括两个、三个、五个、六个或更多个激光器20,本实施例不对发射组件2包括的激光器20的数量作具体限定。
62.可选地,激光器20可包括垂直腔面发射激光器,从而激光器20发射的激光光束质量好、可靠性高且可具有特定的偏振特性,适于供液晶模块3调整传播方向,且激光器20体积小,适于密集排列。
63.可选地,发射组件2还可包括多个光学件(图中未示出),多个光学件分别对应于多个激光器20设置,多个光学件用于接收自对应的激光器20发射的激光,并将激光进行准直整形,以投射向出射部30,从而提升激光的传播方向的可控性,以提升激光雷达1的深度探测精度。
64.在他实施例中,发射组件2还可包括一个激光器20以及分光件,激光器20用于向分光件发射一束激光,分光件用于将该一束激光分光为多束激光,以射向出射部30。可以理解
的,只要发射组件2能够用于向出射部30 发射多束激光即可,对于发射组件2的具体结构,本实施例不作具体限定。
65.由于液晶模块3具有只对圆偏振光线的作用效率高的特性,因此,为了提升激光的利用效率,射向出射部30的激光需为圆偏振激光。
66.一种可选地实施方式中,激光器20发射的激光为圆偏振光,从而激光雷达1的结构简单、紧凑。
67.请结合图4所示,另一种可选地实施方式中,激光器20发射的激光不为圆偏振光,发射组件2与出射部30之间可设有调整片32,该调整片32 可包括偏振片以及四分之一波片中的至少一种,该调整片32用于接收自发射组件2发射的激光,并将激光调整为圆偏振光以射向出射部30。
68.请一并参阅图3至图5,一些实施方式中,出射部30可包括多个第一偏折单元300,沿自发射组件2向液晶模块3的方向上,多个第一偏折单元 300依次设置,第一偏折单元300可包括第一液晶半波片300a、两个第一电极300b以及第一液晶偏振光栅300c,第一电极300b为透光电极,两个第一电极300b可分别设于第一液晶半波片300a的任意两相对侧,或可设于第一液晶半波片300a的同一侧,沿自发射组件2向液晶模块3的方向上,第一液晶偏振光栅300c设于第一液晶半波片300a的远离发射组件2的一侧,以使第一液晶半波片300a用于接收自靠近发射组件2的一侧射入的激光,并在第一电极300b施加的电压的控制下,将激光调整为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光,并将激光投射向位于远离于发射组件2的一侧的第一液晶偏振光栅300c,以调整激光在第一液晶偏振光栅300c处发生偏折的第一预定方向s1,第一液晶偏振光栅300c具有第一预定角度θ1,第一液晶偏振光栅 300c用于接收激光,并将激光沿第一预定方向s1偏折第一预定角度θ1以背离发射组件2射出,从而实现将激光偏折的功能。
69.此外,通过设置多个第一偏折单元300,能够通过驱动模块(图中未示出)分别驱动各第一电极300b,以分别控制各第一液晶半波片300a来调整激光在各第一偏折单元300处发生偏折的预定方向,使出射部30实现对激光进行复杂偏折,以将激光偏折向更多不同的方向,且能够提升出射部30 对激光的最大总偏折角度,以使激光雷达1能够对更大的目标区域m进行深度探测、扫描。
70.如图5所示,需要说明的是,该第一预定角度θ1,指的是激光射向第一液晶偏振光栅300c时的方向与激光自该第一液晶偏振光栅300c射出时的方向之间的夹角,其中,图5中以粗实线与箭头,示例性地示出了一种射向第一液晶偏振光栅300c的激光的光路,以及自该第一液晶偏振光栅300c射出的激光的光路。
71.可选地,左旋圆偏振的激光在第一液晶偏振光栅300c处发生偏折的第一预定方向s1、右旋圆偏振的激光在第一液晶偏振光栅300c处发生偏折的第一预定方向s1以及第一液晶偏振光栅300c具有的第一预定角度θ1,可根据实际的使用、设计需求进行设计。
72.请再次一并参阅图3至图5,定义第一方向x为水平方向,第一方向x 包括的两个相反的方向分别为左以及右,第二方向y为竖直方向,第二方向y包括的两个相反的方向分别为上以及下,其中,图3中的坐标示出了第一方向x、第二方向y以及上下左右的方向。
73.一种可选地示例中,左旋圆偏振的激光在第一液晶偏振光栅300c处发生朝向左第一预定角度θ1的偏折,右旋圆偏振的激光在第一液晶偏振光栅 300c处发生朝向左第一预
定角度θ1的偏折,从而能够通过多个第一偏折单元300相配合,以将激光投射向目标区域m中,沿第一方向x的不同位置。
74.另一种可选地示例中,左旋圆偏振的激光在第一液晶偏振光栅300c处发生朝向上第一预定角度θ1的偏折,右旋圆偏振的激光在第一液晶偏振光栅300c处发生朝向下第一预定角度θ1的偏折,从而能够通过多个第一偏折单元300相配合,以将激光投射向目标区域m中,沿第二方向y的不同位置。
75.还一种可选地示例中,多个第一液晶偏振光栅300c中,左旋圆偏振的激光在至少部分第一液晶偏振光栅300c处发生朝向左第一预定角度θ1的偏折,右旋圆偏振的激光在至少部分第一液晶偏振光栅300c处发生朝向左第一预定角度θ1的偏折,且左旋圆偏振的激光在剩余第一液晶偏振光栅 300c处发生朝向上第一预定角度θ1的偏折,右旋圆偏振的激光在剩余第一液晶偏振光栅300c处发生朝向下第一预定角度θ1的偏折,从而能够通过多个第一偏折单元300相配合,以将激光投射向目标区域m中,沿第一方向x以及第二方向y的不同位置。
76.根据实际的使用、设计需求,可选地,回收部31可与回收部31形成为一体,或可为分体的结构。
77.一种可选地实施方式中,出射部30与回收部31形成为一体,从而简化液晶模块3的结构,以简化液晶模块3的制备工艺,从而降低液晶模块3的制备成本。
78.请一并参阅图3、图4与图6,具体地,回收部31可包括多个第二偏折单元310,沿自接收组件4向液晶模块3的方向上,多个第二偏折单元310 依次设置,且多个第二偏折单元310分别与多个第一偏折单元300相对应,第二偏折单元310可包括第二液晶半波片310a、两个第二电极310b以及第二液晶偏振光栅310c,第二电极310b为透光电极,两个第二电极310b可分别设于第二液晶半波片310a的任意两相对侧,或可设于第二液晶半波片 310a的同一侧,沿自接收组件4向液晶模块3的方向上,第二液晶半波片 310a连接于对应的第一液晶半波片300a,且第二电极310b与第一电极 300b相间隔,第二液晶偏振光栅310c设于第二液晶半波片310a的远离接收组件4的一侧,第二液晶偏振光栅310c连接于对应的第一液晶偏振光栅 300c,激光在第二液晶偏振光栅310c处对应有发生偏折的第二预定方向s2,左旋圆偏振光以及右旋圆偏振光分别对应的第二预定方向s2为不同的方向,第二液晶偏振光栅310c具有第二预定角度θ2,第二液晶偏振光栅310c用于接收自靠近目标区域m的一侧射入的激光,并将激光沿第二预定方向s2 偏折第二预定角度θ2,以朝向第二液晶半波片310a射出,第二液晶半波片 310a用于接收激光,并在第二电极310b施加的电压的控制下,将激光调整为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光,并供激光朝向接收组件4射出,从而实现将激光偏折以射向接收组件4的功能。
79.此外,过设置多个第二偏折单元310的数量,能够通过驱动模块(图中未示出)分别驱动各第二电极310b,以分别控制各第二液晶半波片310a来调整激光在位于各第二液晶半波片310a的靠近接收组件4的一侧的,各第二偏折单元310处发生偏折的第二预定方向s2,使出射部30实现对激光进行复杂偏折,以能够接收自更大的目标区域m射向回收部31的激光,并将该激光偏折至射向接收组件4,从而使激光雷达1能够实现对更大的目标区域m进行深度探测、扫描。
80.如图6所示,需要说明的是,该第二预定角度θ2,指的是激光射向第二液晶偏振光
栅310c时的方向与激光自该第二液晶偏振光栅310c射出时的方向之间的夹角,其中,图6中以粗虚线与箭头,示例性地示出了一种射向第二液晶偏振光栅310c的激光的光路,以及自该第二液晶偏振光栅310c射出的激光的光路。
81.另一种可选地实施方式中,出射部30可与回收部31形成为分体的结构,从而出射部30与回收部31分别的结构设置可更加灵活,且出射部30与回收部31可相连接以使液晶模块3成为一个整体的结构,或可相间隔设置,出射部30与回收部31的相对位置设置也可更加灵活。
82.具体地,回收部31可包括多个第二偏折单元310,沿自液晶模块3向接收组件4的方向上,多个第二偏折单元310依次设置,第二偏折单元310 可包括第二液晶半波片310a、两个第二电极310b以及第二液晶偏振光栅 310c,两个第二电极310b可分别设于第二液晶半波片310a的任意两相对侧,或可设于第二液晶半波片310a的同一侧,沿自液晶模块3向接收组件4的方向上,第二液晶偏振光栅310c设于第二液晶半波片310a的靠近接收组件 4的一侧,第二液晶半波片310a用于接收自靠近于目标区域m的一侧射入的激光,并在第二电极310b施加的电压的控制下,将激光调整为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光,并将激光投射向位于靠近于接收组件4的一侧的第二液晶偏振光栅310c,激光在第二液晶偏振光栅310c处对应有发生偏折的第二预定方向s2,左旋圆偏振光以及右旋圆偏振光分别对应的第二预定方向 s2为不同的方向,第二液晶偏振光栅310c具有第二预定角度θ2,第二液晶偏振光栅310c用于接收自远离接收组件4的一侧的第二液晶半波片310a射出的激光,并将激光沿第二预定方向s2偏折第二预定角度θ2,以朝向接收组件4射出。
83.此外,过设置多个第二偏折单元310的数量,能够通过驱动模块(图中未示出)分别驱动各第二电极310b,以分别控制各第二液晶半波片310a来调整激光在位于各第二液晶半波片310a的靠近接收组件4的一侧的,各第二偏折单元310处发生偏折的第二预定方向s2,使出射部30实现对激光进行复杂偏折,以能够接收自更大的目标区域m射向回收部31的激光,并将该激光偏折至射向接收组件4,从而使激光雷达1能够实现对更大的目标区域m进行深度探测、扫描。
84.如图6所示,需要说明的是,该第二预定角度θ2,指的是激光射向第二液晶偏振光栅310c时的方向与激光自该第二液晶偏振光栅310c射出时的方向之间的夹角,其中,图6中以粗虚线与箭头,示例性地示出了一种射向第二液晶偏振光栅310c的激光的光路,以及自该第二液晶偏振光栅310c射出的激光的光路。
85.可以理解的是,关于多个第二偏折单元310如何相配合,以将激光偏折向更多不同的角度的具体原理以及示例,可参见前文中关于多个第一偏折单元300如何相配合,以将激光偏折向更多不同的角度的具体原理以及示例所述,在此不再赘述。
86.请再次参阅图3,当液晶模块3封装形成为一个整体时,一些实施方式中,液晶模块3还可包括两块透光盖板33以及支撑框34,沿自接收组件4 向液晶模块3的方向上,两块透光盖板33间隔相对,支撑框34沿透光盖板 33的边缘设置,且该支撑框34连接于两块透光盖板33之间,以使支撑框 34与两块透光盖板33围合形成容置空间35,出射部30与回收部31均设于容置空间35内,且沿垂直于透光盖板33的板面的方向上,出射部30位于回收部31的一侧,从而能够通过两块透光盖板33以及支撑框34封装出射部30以及回收部31,以保护出射部30以及回收部31,并避免灰尘、水等杂物进入容置空间35内。
87.由前文所述,液晶模块3还可包括调整片32,可选地,,调整片32可设置于靠近接收组件4的一块透光盖板33,且可位于容置空间35内,以能够通过两块透光盖板33以及支撑框34封装、保护调整片32。
88.请再次参阅图1,一些实施方式中,回收部31的靠近接收组件4的一侧表面,与出射部30的靠近发射组件2的一侧表面可相平行,自多个出射部30投射向目标区域m,并自目标区域m反射的多束激光,经回收部31 调整后,在回收部31的靠近接收组件4的一侧表面形成多个第二光点311,多个第一光点301沿第一方向x间隔排列时,多个第二光点311沿第一方向x间隔排列,多个第一光点301沿第二方向y间隔排列时,多个第二光点311沿第二方向y间隔排列,接收组件4包括多个光电探测器40,多个光电探测器40分别对应于多个第二光点311设置,多个光电探测器40分别用于接收多束激光,从而能够分别独立检测各束反射的激光,以独立获取不同束激光的反射情况,如图1所示,图1中示例性地示出了第一光点301为四个,四个第一光点301沿第一方向x间隔排列,第二光点311也为四个,四个第二光点311沿第一方向x间隔排列,接收组件4包括四个光电探测器40,四个光电探测器40分别对应四个第二光点311沿第一方向x排列设置。可以理解的是,在其他实施例中,接收组件4还可包括两个、三个、五个、六个或更多个光电探测器40,本实施例不对接收组件4包括的光电探测器40的数量作具体限定。
89.请一并参阅图2与图3,可以理解的是,在发射组件2为多个的情况下,由于多个发射组件2可分别用于按照预定的时序朝向出射部30发射激光,或可交错地朝向出射部30发射激光,换言之,可在同一时段中,仅使其中一个发射组件2发光,该一个发射组件2发射的多束激光在出射部30的表面形成的多个第一光点301,沿第一方向x或沿第二方向y间隔排列,因此,在同一时段中,多束激光在回收部31的表面形成的多个第二光点311 可只沿第一方向x或只沿第二方向y间隔排列,基于此,可选地,多个光电探测器40可对应于多个第二光点311,沿第一方向x或沿第二方向y间隔排列,从而接收组件4的结构紧凑、合理。
90.请再次参阅图4,一些实施方式中,接收组件4与回收部31之间可设有滤光片36,滤光片36用于接收自回收部31发射的激光,将激光中掺杂的杂光滤除,并供激光射向接收组件4,从而提升激光雷达1的抗干扰能力。
91.可选地,滤光片36可与调整片32间隔设置于靠近接收组件4的一块透光盖板33,且可位于容置空间35内,以能够通过两块透光盖板33以及支撑框34封装、保护滤光片36。
92.本实用新型实施例第一方面公开的激光雷达1,通过第一电极300b、第二电极310b控制第一液晶半波片300a、第二液晶半波片310a,来控制经第一液晶半波片300a、第二液晶半波片310a射出的激光的圆偏振极性(即,控制射出的激光为左旋圆偏振光还是右旋圆偏振光),来通过多个第一偏折单元300相配合,以将激光投射向目标区域m的不同位置,通过多个第二偏折单元310相配合,以接收自目标区域m的不同位置反射的激光,并将激光投射向接收组件4,以实现激光雷达1的对目标区域m的深度探测、扫描功能。换言之,液晶模块3并非通过机械控制的方式来实现调整对激光的偏折角度,因此,液晶模块3在使用状态不稳定的情况下,受到的影响小,激光雷达1能够依然保持较高的探测精度。
93.此外,通过设置出射部30以及回收部31,以将激光的出射光路与反射光路相分开,能够减少出射激光与反射激光之间相互的干扰,并且在激光雷达1装配的过程中,能够分别调试出射部30与回收部31,从而相比激光的出射光路与反射光路相重合的方式而言,能够
降低激光雷达1的调试装配难度,从而易于制造得到探测精度较高的激光雷达1。
94.更加地,通过液晶模块3直接对激光的传播方向进行调整以射出,因此,无需额外设置反射光学器件来进一步调整激光的传播方向,从而能够使激光的光路简单,以减少激光在传播过程中产生的损耗,并减小因激光损耗而导致的深度检测误差,能够提升激光的利用效率,并提升激光雷达1的深度探测精度。
95.还更加地,由于液晶模块3只针对圆偏振光具有高效率的偏振、调整功能的特性,且液晶模块3的体积小、所需设置空间小、能耗低,因此,进入液晶模块3的杂散光难以经回收部31的调整射向接收组件4,因此激光雷达1的信噪比高,深度探测精度高,体积小、所需设置空间小、能耗低。
96.进一步地,通过是发射组件2用于向出射部30发生多束激光,能够提升激光雷达1的激光扫描密度,从而进一步地提升激光雷达1的深度探测精度。
97.请参阅图7,图7是本技术实施例公开的第二方面公开的终端设备的一种结构示意图。本实用新型实施例第二方面公开了一种终端设备5,该终端设备5可包括但不限于汽车、可移动机器人、或机械臂等,其中,当终端设备5包括汽车时,终端设备5可包括但不限于具有深度探测功能的燃油汽车、混动汽车以及电动汽车。具体地,该终端设备5包括如上述第一方面所述的激光雷达1,以利用激光雷达1实现距离探测功能,从而实现自动避障、自动抓取放置等功能,其中,图6中以终端设备5为汽车为例,示例性地示出了一种终端设备5的结构。由于该激光雷达1在使用状态不稳定的情况下,其深度探测精度较高,且激光雷达1体积小、所需设置空间小、能耗低,因此终端设备5在使用状态不稳定的情况下,能够实现较高精度的深度探测,以实现更加稳定、高质量的自动避障、自动抓取放置等功能,且结构能够实现更加紧凑、合理的设计,能耗更低。
98.以上对本实用新型实施例公开的激光雷达及终端设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的激光雷达及终端设备及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
再多了解一些

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