本实用新型涉及光电设备领域，具体而言，涉及一种激光雷达光学结构以及激光雷达装置。
背景技术：
近年来，自动驾驶的发展如火如荼，激光雷达是自动驾驶的核心部分。一般来说雷达的光学部分分为两个部分，发射端和接收端，发射端又涉及到对激光束的准直以获得最大的效率使雷达能够尽可能探测更远距离的目标，一旦发射的激光光束被接收端收到说明前方有障碍物，信号处理系统根据反馈的信息来构建障碍物的空间模型和计算它的移动速度等等，为了得到更高的空间分辨率会采用扫描和搭载多路激光的办法，这样在较短的时间内获得更多的空间信息来控制车速和合理避障。
现在应用较普遍的是用两组柱透镜阵列来分别对每一束激光准直，有些甚至放弃了另外一个方向的准直，只对发散角较大的方向用一组透镜阵列来做准直，这样会有相当的能量损失。并且处理每一个激光器与透镜的对准问题也会比较麻烦，对对准精度的要求非常高，装配难度和成本都很难降下来。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种激光雷达光学结构，解决现有的激光束能量利用率低的问题。
本实用新型的目的在于提供一种激光雷达装置，该激光雷达装置光能的利用效率高，探测范围足够大。
为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：
一种激光雷达光学结构，包括：
发射装置；发射装置包括激光发射机构、准直透镜组、第一光路折转组件以及光路发出组件；
接收装置；接收装置包括光路接收组件、第二光路折转组件、聚光组件以及激光接收机构；
其中，准直透镜组被配置为用于将激光发射机构发射出的发散的激光光束准直成平行激光光束；
第一光路折转组件被配置为用于将平行激光光束折转至第一通道内；
第二光路折转组件被配置为用于将接收到的光路折转至第二通道内。
在本实用新型较佳的实施例中，
准直透镜组包括球透镜以及至少两组透镜；
至少两组透镜垂直设置。
在本实用新型较佳的实施例中，
准直透镜组包括球透镜以及至少两组透镜；
至少两组透镜垂直设置；
两组透镜的光轴均与球透镜的光轴重合。
在本实用新型较佳的实施例中，
每一组透镜均包括至少一个透镜。
在本实用新型较佳的实施例中，
第一光路折转组件包括第一反射镜和第二反射镜；第一反射镜和第二反射镜平行设置。
在本实用新型较佳的实施例中，
光路发出组件为第一透镜。
光路接收组件为第二透镜。
在本实用新型较佳的实施例中，
第二光路折转组件包括第三反射镜和第四反射镜；
第三反射镜和第四反射镜平行设置。
在本实用新型较佳的实施例中，
聚光组件包括至少一组透镜。
一种激光雷达装置，
其包括上述的激光雷达光学结构以及转台。
在本实用新型较佳的实施例中，
转台包括驱动机构和转台本体；
驱动机构传动连接于转台本体；
驱动机构被配置为用于驱动转台本体转动，在转动的过程中，激光雷达光学结构扫描周围的物体。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的一种激光雷达光学结构，包括发射装置和接收装置。发射装置包括激光发射机构、准直透镜组、第一光路折转组件以及光路发出组件。接收装置包括光路接收组件、第二光路折转组件、聚光组件以及激光接收机构。其中，准直透镜组被配置为用于将激光发射机构发射出的发散的激光光束准直成平行激光光束。第一光路折转组件被配置为用于将平行激光光束折转至第一通道内；第二光路折转组件被配置为用于将接收到的光路折转至第二通道内。该激光雷达光学结构通过采用准直透镜组准直和接收的新方法，克服了现有技术中对准的难题，并且实现了对激光器两个方向的准直，大大提高了光能的利用效率，经准直后出射的平行激光光束可覆盖数十度的范围，使得探测范围足够大。
进一步地，该激光雷达光学结构简化了装配过程激光发射机构和激光接收机构的设计，不需要在接收器附近加任何光学元件对每一个通道做特别处理来减小盲区，使接收系统的结构非常简单。
本实用新型提供的一种激光雷达装置，其包括上述的激光雷达光学结构以及转台。该激光雷达装置能够将光路集成在一个转台里面，通过转台的旋转来扫描周围的物体，最后生成三维图像。该激光雷达装置光能的利用效率高，探测范围足够大。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本实用新型第一实施例提供的激光雷达光学结构的结构示意图；
图2为本实用新型第一实施例提供的激光雷达光学结构的光路示意图；
图3为本实用新型第二实施例提供的激光雷达装置的第一视角的结构示意图；
图4为本实用新型第二实施例提供的激光雷达装置的第二视角的结构示意图。
图标：100-激光雷达光学结构；110-发射装置；111-激光发射机构；112-准直透镜组；113-第一光路折转组件；114-光路发出组件；120-接收装置；121-光路接收组件；122-第二光路折转组件；123-聚光组件；124-激光接收机构；130-第三光路转折；200-激光雷达装置；211-驱动机构；212-转台本体。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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实用新型中的具体含义。
第一实施例
请参照图1和图2，本实施例提供一种激光雷达光学结构100，其包括发射装置110和接收装置120。
进一步地，发射装置110包括激光发射机构111、准直透镜组112、第一光路折转组件113以及光路发出组件114。
进一步地，激光发射机构111发射出激光束后，准直透镜组112对激光束进行准直，经过准直后的激光束经过第一光路折转组件113，从而使得激光束均被集成在一个通道内，进而为后续利用该通道内的激光束进行扫描物体提供有利的保障。
进一步地，在激光发射机构111的一侧设置有第三光路转折130。
通过设置第三光路转折130，能够将激光发射机构111发射出的光束转向。
在本实施例中，该第三光路转折130设置在靠近准直透镜组112的一侧，从而当激光发射机构111发出的光束能够被转向，使激光束射向至准直透镜组112。
具体的，上述的第三光路转折130可以选择平面镜。
进一步地，准直透镜组112包括至少两组透镜。
进一步地，至少两组透镜垂直设置。
通过将上述的至少两组透镜垂直设置，从而能够将多个方向的激光进行准直。相对于现有技术中，放弃一个方向的准直，只对发散角较大的方向用一组透镜阵列来做准直，本实施例提供的准直透镜组112极大地提高了能量的利用率。
进一步地，每一组透镜均包括至少一个透镜。
本实施例中，每一组透镜均包括一个透镜。
在其他可选的实施例中，上述的每一组透镜中包括多个透镜。
进一步地，本实施例中，上述的每一组透镜均选择柱透镜。
进一步地，上述的两个柱透镜相互垂直设置。
通过将上述的两个柱透镜垂直设置，当激光发射机构111发射出激光束时，这两个柱透镜分别对激光器的两个方向发散角压缩使之平行，这两组柱透镜可以使光束在两个方向完成准直。
需要说明的是，若结构需要，上述的两个柱透镜也可以选择设置为具有一定的发散角，而后再接一组正透镜以控制整个系统的口径。
进一步地，在本实施例中，经过上述的两个柱透镜准直后，实现准直后的每一束激光的发散角都小于5mrad。
进一步地，通过采用上述的两个相对垂直设置柱透镜，能够做到相对较小的口径以使整个激光雷达光学结构100的结构紧凑。
进一步地，在本实用新型其他可选的实施例中，上述的准直透镜组112包括球透镜以及至少两组透镜。
进一步地，至少两组透镜垂直设置；且两组透镜的光轴均与球透镜的光轴重合。
通过设置球透镜以及至少两组透镜，能够将多个方向的激光束同时进行准直，从而极大地提高了能量的利用率。
进一步地，每一组透镜均包括至少一个透镜。
进一步地，第一光路折转组件113包括第一反射镜和第二反射镜；
第一反射镜和第二反射镜平行设置。
通过将第一反射镜和第二反射镜平行设置，当经过准直后的平行激光束进入到第一反射镜和第二反射镜形成的第一通道内时，能够沿着该第一通道形成光路。
进一步地，该光路在后续进行物体扫描时，能够随着转台转动，依然保持在该第一通道内，从而对物体实现全方位的扫描，进而得到更高的空间分辨率，确保在较短的时间内获得更多的空间信息来控制车速和合理避障。
进一步地，在本实施例中，上述的第一反射镜和第二反射镜可以选择平面镜。
进一步地，光路发出组件114为第一透镜。
从第一通道射出的平行激光束从该第一透镜中射出，进而照射在物体上，实现对物体的扫描。
进一步地，在本实施例中，上述的第一透镜可以选择为凸透镜或者柱透镜。
在其他可选的实施例中，上述的光路发出组件114也可以选择平板玻璃。
在其他可选的实施例中，上述的光路发出组件114也可以选择不做设置。
进一步地，接收装置120包括光路接收组件121、第二光路折转组件122、聚光组件123以及激光接收机构124。
该接收装置120，用了较少的透镜数量，支持使结构紧凑的折转并且有较大的像方NA，把进入接收系统的大于90％能量都汇聚到激光接收机构124上。本实施例中，激光发射机构111采用与中心距离相同的两列偏心设置的激光器阵列，两列光线出射本身带有一个小角度，其中一列经系统出射后偏向接收一端，有利于进入接收端，在接收端同样有两列探测器与之对应，当目标距离较近时光线以相对较大的角度进入接收端，但是由于经汇聚系统后形成一较大的弥散斑，由于距离近，光的能量较强，结构内壁的散射作用使得信号容易被探测器响应，这对减小盲区是非常有利的，不需要在激光接收机构124附近加任何光学元件对每一个通道做特别处理来减小盲区。
进一步地，光路接收组件121为第二透镜。
当激光束从物体上反射出来后，能够通过该第二透镜进入第二通道内，经过聚焦后，能够到达激光接收机构124。
进一步地，在本实施例中，上述的第二透镜可以选择为凸透镜或者柱透镜。
在其他可选的实施例中，上述的光路接收组件121也可以选择平板玻璃在其他可选的实施例中，上述的光路接收组件121也可以选择不做设置。
进一步地，第二光路折转组件122包括第三反射镜和第四反射镜；
第三反射镜和第四反射镜平行设置。
通过将第三反射镜和第四反射镜平行设置，当扫描了物体信息的激光束反射回来时，能够在第三反射镜和第四反射镜形成的第二通道内进行形成光路，经过聚光组件123后到达激光接收机构124。
进一步地，在本实施例中，上述的第三反射镜和第四反射镜可以选择平面镜。
进一步地，聚光组件123包括至少一组透镜。
具体地，上述的透镜可以选择具有正光焦度的透镜组。
进一步地，上述的激光接收机构124包括光敏感元件。
第二实施例
请参照图3和图4，本实施例提供一种激光雷达装置200，该激光雷达装置200包括第一实施例提供的激光雷达光学结构以及转台。
进一步地，转台包括驱动机构211和转台本体212；驱动机构211传动连接于转台本体212；驱动机构211被配置为用于驱动转台本体212转动，在转动的过程中，激光雷达光学结构扫描周围的物体。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。