一种基于阵列及单体光电器件的激光雷达制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于阵列及单体光电器件的激光雷达结构，包括：激光发射单元、激光接收单元以及光学系统。激光发射单元包含阵列LD和单体LD，用于按照一定规律在垂直方向发射角度非均匀分布的激光光束。激光接收单元包含阵列APD和单体APD，用于和激光发射单元相匹配，接收经目标待测物反射的光信号。光学系统包含光学透镜组，用于对激光发射单元发出的激光进行准直整形，并将目标待测物反射的光信号汇聚到激光接收单元上。根据应用需求阵列LD可放置于垂直扫描视场中不同区域，使目标待测物上的光斑间隔角度小、密集分部，实现精细的扫描；单体LD分布于垂直扫描视场的其他区域内，使不需要精细扫描的区域光斑间隔角度大，从而实现了整体垂直方向大视场的扫描。激光接收单元包含阵列APD和单体APD，其在垂直扫描视场区域内的排布与激光发射单元相对应，用于接收目标待测物反射回来的光信号。本实用新型专利技术依靠阵列LD和阵列APD实现了垂直视场局部高分辨率的扫描；采用单体LD、单体APD实现了垂直方向大视场的扫描。

Laser radar based on array and single photoelectric device

The utility model provides a laser radar structure based on an array and a single optoelectronic device, which consists of a laser transmitting unit, a laser receiving unit and an optical system. The laser emitting unit consists of array LD and monomer LD, which are used to transmit laser beams with uneven angles in a vertical direction according to certain rules. The laser receiving unit contains the array APD and the monomer APD, which are used to match the laser transmitting unit and receive the optical signal reflected by the target to be detected. The optical system includes the optical lens group, which is used for collimating and shaping the laser emitted by the laser emission unit, and converges the light signal reflected by the target to the laser receiving unit. According to the application demand array LD can be placed in different regions in the vertical scanning field, so that the angle of the spot on the target is small and dense, and the precise scanning is realized. The single LD is distributed in the other regions of the vertical scanning field, so that the area of the area of the light spot which does not need the fine scanning is large and thus the whole sag is realized. A scan of a large field of view in a straight direction. The laser receiving unit contains the array APD and the monomer APD, which corresponds to the laser emission unit in the vertical scanning field area, and is used to receive the light signals reflected from the target object. The utility model relies on the array LD and the array APD to realize the local high resolution scanning of the vertical field of view; the scanning of the vertical large field of view is realized by using a single LD and a single APD.

【技术实现步骤摘要】
一种基于阵列及单体光电器件的激光雷达
本技术涉及激光雷达领域，尤其涉及一种基于阵列及单体光电器件的激光雷达结构。
技术介绍
目前，无人驾驶行业发展迅猛，而作为实现无人驾驶最重要的传感器——激光雷达的研发和应用也变得更加普及，且竞争激烈。目前，在售的激光雷达大都是各路扫描光斑均匀分布，间隔角度均匀相等或中间区域扫描精细，间隔角度小。在实际应用中，根据不同的应用场景和使用条件，我们需要对某一特定区域进行精细扫描，同时又要保证大视场范围的扫描，所以不同区域的光斑密集程度就会有所不同，激光光源之间的间隔就会依光斑密集程度的不同而有所不同。。现有的激光雷达都是采用单体LD作为激光光源，但单体LD排布方式终究是有封装及各路之间的光路调试距离等外部非有效尺寸，而激光雷达设备需要不断地小型化，这限制了其向更精细化、更高的垂直分辨率的方向发展，终归会遇到瓶颈。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本技术提供了一种基于阵列及单体光电器件的激光雷达结构。相比于采用单体LD排布的方式，本技术的实现结构能够有效减小重点扫描区域光斑之间的间隔，即提高垂直分辨率。一种基于阵列及单体光电器件的激光雷达结构，包括：激光发射单元，所述激光发射单元包含至少一个阵列LD及n个单体LD，在阵列LD上方有x个单体LD，在阵列LD下方有n-x个单体LD，用于按照一定规律在垂直方向发射角度非均匀分布的激光光束；激光接收单元，所述激光接收单元包含至少一个阵列APD及m个单体APD，在阵列APD上方有y个单体APD，在阵列APD下方有m-y个单体APD，用于和激光发射单元相匹配，接收激光发射单元返回的光信号；优选地，所述激光发射单元和激光接收单元中的n个单体LD和m个单体APD，n、m≥2。优选地，所述阵列LD和阵列APD上方的x个单体LD和y个单体APD，x、y≥1。优选地，本技术还包括光学系统，所述光学系统为两个相互独立的发射系统和接收系统，其具体为相同的结构，也可是两个完全不同的组成结构。有益效果本技术通过在激光发射单元和激光接收单元垂直扫描视场的某一重要区域放置阵列LD和阵列APD，使目标待测物上的光斑间隔角度小、密集分部，实现了垂直扫描视场重要区域高分辨率、精细的扫描；激光发射单元和激光接收单元其他区域放置单体LD和单体APD，使不需要高分辨率精细扫描的区域光斑间隔角度大，从而整体视场变大，实现了大视场的扫描。本技术采用在重要区域放置阵列LD和阵列APD，其他区域放置单体LD和单体APD的方式，保证了重要区域高分辨率精细的扫描探测，同时又实现了整体范围大视场的扫描探测。附图说明图1发射系统排布结构示意图。图2接收系统排布结构示意图。图中标号：101、单体LD；102、阵列LD；103、光学系统；104、目标待测物；201、单体APD；202、阵列APD。具体实施方式下面以阵列LD放在垂直视场的中间区域为例对本技术做具体阐述。如图1所示，发射单元包括阵列LD(102)和单体LD(101)，阵列LD(102)在中心位置处，单体LD(101)位于阵列LD(102)上下两侧。阵列LD(102)由于采用半导体封装技术，其各个子LD之间的间隔很小，达到微米级，各子LD发出的光束通过光学系统(103)后在目标待测物(104)上形成光斑，各光斑之间的间隔也很小，即各路光束之间的角间隔很小，光斑分布密集，因此提高了中间区域的垂直分辨率。上下两侧的单体LD(101)是单独的LD单元，封装尺寸较大。其发出的光束通过光学系统后，在目标待测物(104)上形成分布稀疏但分布范围广的光斑，即在上下部分相对不重要的区域形成大视场的探测扫描，保证了较大的视场范围。如图2所示，接收单元包括阵列APD(202)和单体APD(201),阵列APD(202)位于中心位置处，单体APD(201)位于阵列APD(202)上下两侧。激光接收单元与激光发射单元一一对应，阵列APD(202)通过光学系统(103)接收阵列LD(102)形成光斑返回的能量，单体APD(201)通过光学系统(103)接收单体LD(101)形成光斑返回的能量，从而收集信号，进行非均匀垂直分辨率的扫描。上述本使用新型的应用形式是以阵列LD和阵列APD放置在垂直扫描视场的中间区域进行说明的，对于阵列LD和阵列APD放置在垂直扫描视场的其他区域的排布形式同样适用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于阵列及单体光电器件的激光雷达，其特征在于，包括：激光发射单元，所述激光发射单元包含至少一个阵列LD及n个单体LD，在阵列LD上方有x个单体LD，在阵列LD下方有n‑x个单体LD，用于按照一定规律在垂直方向发射角度非均匀分布的激光光束；激光接收单元，所述激光接收单元包含至少一个阵列APD及m个单体APD，在阵列APD上方有y个单体APD，在阵列APD下方有m‑y个单体APD，用于和激光发射单元相匹配，接收激光发射单元返回的光信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于阵列及单体光电器件的激光雷达，其特征在于，包括：激光发射单元，所述激光发射单元包含至少一个阵列LD及n个单体LD，在阵列LD上方有x个单体LD，在阵列LD下方有n-x个单体LD，用于按照一定规律在垂直方向发射角度非均匀分布的激光光束；激光接收单元，所述激光接收单元包含至少一个阵列APD及m个单体APD，在阵列APD上方有y个单体APD，在阵列APD下方有m-y个单体APD，用于和激光发射单元相匹配，接收激光发射单元返回的光信号。2.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟建，屈志巍，陈佳，张正正，李翔，徐洋，
申请(专利权)人：北京万集科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11