车辆用激光雷达的电路系统技术方案

公开了一种车辆用激光雷达的电路系统。所述车辆用激光雷达的电路系统包括VCSEL光源、储能电路、电连接于所述储能电路的驱动电路以及寻址电路。所述VCSEL光源包括VCSEL阵列、形成于所述VCSEL阵列顶部的顶部电导通图案和形成于所述VCSEL阵列底部的底部电导通图案，其中，所述VCSEL阵列包括多个VCSEL单元，所述多个VCSEL单元通过所述顶部电导通图案和所述底部电导通图案被分为至少两个子光源区，所述VCSEL的所述子光源区可选择性地被导通，以降低激光雷达的瞬时功率。低激光雷达的瞬时功率。低激光雷达的瞬时功率。

【技术实现步骤摘要】
车辆用激光雷达的电路系统


[0001]本申请涉及激光雷达领域，且更为具体地，涉及一种车辆用激光雷达的电路系统。

技术介绍

[0002]激光雷达(Laser Radar)是一种以激光作为探测信号的雷达，可通过向目标区域出射激光束并接收反射信号，探测目标区域内待测对象(例如，障碍物)与激光雷达的相对位置和距离，从而实现对目标区域内待测对象的探测、跟踪和识别。相较于传统的微波雷达，激光雷达具有分辨率高、抗干扰能力强、隐蔽性强等特点。
[0003]近年来，激光雷达被广泛应用于智慧交通、环境监测、军事安防等领域。例如：激光雷达被应用于车辆的智能驾驶感知系统，以探测车辆行驶道路中的障碍物。具体地，激光雷达的工作原理为：以激光为媒介，向目标区域发射激光脉冲，并接收目标区域中的障碍物反射的激光脉冲，基于发射激光脉冲和接收激光脉冲之间的时间差和光速，获取障碍物与激光雷达之间的距离。进一步地，通过对障碍物的探测可有效规避障碍物，以保证行车安全。
[0004]按照激光雷达发射波形来分，激光雷达可被分为脉冲型激光雷达和连续型激光雷达，例如，常见的3D Flash激光雷达(3D闪光式激光雷达)就属于典型的脉冲型激光雷达。然而，在脉冲型激光雷达的实际应用过程中却存在诸多问题，例如，瞬间功率过大、成本高昂、脉冲上升沿时间长，测距精度不高等。
[0005]因此，需要一种优化的用于脉冲型激光雷达的电路驱动方案。

技术实现思路

[0006]本申请的一个优势在于提供了一种车辆用激光雷达的电路系统，其中，所述车辆用激光雷达的电路系统采用可分区导通的VCSEL芯片作为激光雷达的光源并为所述VCSEL光源配置适配的驱动控制电路，以使得所述电路系统能满足激光雷达的应用需求。
[0007]本申请的另一优势在于提供了一种车辆用激光雷达的电路系统，其中，所述VCSEL光源可被选择性地被导通，以使得在一次工作过程中，部分 VCSEL单元被点亮，通过这样的方式，来降低所述激光雷达的瞬间峰值功率。
[0008]本申请的又一优势在于提供了一种车辆用激光雷达的电路系统，其中，因所述激光雷达具有相对较小的瞬间峰值功率，故可以提升人眼安全水平。
[0009]本申请的又一优势在于提供了一种车辆用激光雷达的电路系统，其中，所述VCSEL光源采用被分区导通的方式进行工作，也就是，相对于各个子光源区而言，其相对的散热面积增大了，以有利于提高所述电路系统的稳定性。
[0010]本申请的又一优势在于提供了一种车辆用激光雷达的电路系统，其中，用于驱动和控制所述VCSEL光源的驱动控制电路为所述VCSEL光源的每个子光源区配置相应的驱动电路以及为所有的驱动电路配置寻址电路，这样在寻址电路和驱动电路的配合下实现所述VCSEL光源的驱动和控制。
[0011]本申请的又一优势在于提供了一种车辆用激光雷达的电路系统，其中，在设计所
述驱动控制电路时，由于每一驱动电路仅需驱动其对应的子光源区 (相对于整个VCSEL光源而言，子光源区具有较小的驱动功率需求)，这样可以降低每一驱动电路的电路设计难度和复杂度。
[0012]为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，根据本申请的一个方面，提供了一种车辆用激光雷达的电路系统，其包括：
[0013]VCSEL光源，包括VCSEL阵列、形成于所述VCSEL阵列顶部的顶部电导通图案和形成于所述VCSEL阵列底部的底部电导通图案，其中，所述 VCSEL阵列包括多个VCSEL单元，所述多个VCSEL单元通过所述顶部电导通图案和所述底部电导通图案被分为至少两个子光源区；
[0014]储能电路，被配置为提供用于导通所述VCSEL光源的电能；
[0015]电连接于所述储能电路的驱动电路，包括多个驱动通道，其中，所述驱动通道分别电连接于所述子光源区，所述驱动通道分别被配置为可切换地将所述储能电路提供的电能作用于对应的所述子光源区；以及
[0016]电连接于所述驱动电路的寻址电路，用于基于寻址信号确定待导通的所述驱动通道。
[0017]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述储能电路被实施为直流储能电路，其工作电压为0V至80V。
[0018]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述驱动通道包括开关芯片，所述开关芯片被配置为在被导通后将所述储能电路提供的电能在脉冲时间内释放给对应的所述子光源区。
[0019]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述储能电路提供的电能释放给所述子光源区对应的脉冲时间为2ns。
[0020]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述储能电路提供的电能释放给所述子光源区对应的上升沿为1ns。
[0021]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述开关芯片的制成材料为GaN。
[0022]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述驱动电路进一步包括隔离电路，被配置为隔开用于控制所述子光源区的压降信号和用于控制所述驱动通道的压降信号。
[0023]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述寻址电路包括控制器，用于基于输入的寻址信号生成对应所述驱动通道的待命指令。
[0024]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述控制器选自如下任意之一：FPGA控制器和MCU控制器。
[0025]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述VCSEL芯片包含 32*32个所述VCSEL单元，32*32个所述VCSEL单元被分为十六个所述子光源区，所述驱动电路包含十六个所述驱动通道。
[0026]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，每一所述子光源区包含 32*2个所述VCSEL单元。
[0027]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，每一所述VCSEL单元自下而上包括衬底、底部反射器、有源区、具有开孔的限制层、顶部反射器和欧姆接触层，所述欧姆接触
层的上表面形成所述VCSEL单元的顶部电接触区；所述顶部电导通图案电连接于所述VCSEL阵列中所有所述VCSEL 单元的顶部电接触区；所述底部电导通图案包括至少二子电导通图案，每一所述子电导通图案分别电连接于所述多个VCSEL单元的至少一部分，以将所述多个VCSEL单元分为至少两个子光源区。
[0028]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述VCSEL阵列具有分别形成于每两个所述VCSEL单元之间的多个隔离槽，每一所述隔离槽分别从所述衬底向上延伸并贯穿所述衬底和所述底部反射器并抵至所述顶部电导通图案的底部，以通过所述隔离槽使得所述多个VCSEL单元之间相互电隔离。
[0029]在根据本申请的车辆用激光雷达的电路系统中，所述VCSEL阵列进一步包括位于每两个所述VCSEL单元之间的且掺杂地形成于各所述VCSEL 单元的所述衬底和所述底部反射器的隔离介质。
[0030]通过对随后的描述和附图的理解，本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。
[0031]本申请的这些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆用激光雷达的电路系统，其特征在于，包括：VCSEL光源，包括VCSEL阵列、形成于所述VCSEL阵列顶部的顶部电导通图案和形成于所述VCSEL阵列底部的底部电导通图案，其中，所述VCSEL阵列包括多个VCSEL单元，所述多个VCSEL单元通过所述顶部电导通图案和所述底部电导通图案被分为至少两个子光源区；储能电路，被配置为提供用于导通所述VCSEL光源的电能；电连接于所述储能电路的驱动电路，包括多个驱动通道，其中，所述驱动通道分别电连接于所述子光源区，所述驱动通道分别被配置为可切换地将所述储能电路提供的电能作用于对应的所述子光源区；以及电连接于所述驱动电路的寻址电路，用于基于寻址信号确定待导通的所述驱动通道。2.根据权利要求1所述的车辆用激光雷达的电路系统，其中，所述储能电路被实施为直流储能电路，其工作电压为0V至80V。3.根据权利要求1所述的车辆用激光雷达的电路系统，其中，所述驱动通道包括开关芯片，所述开关芯片被配置为在被导通后将所述储能电路提供的电能在脉冲时间内释放给对应的所述子光源区。4.根据权利要求3所述的车辆用激光雷达的电路系统，其中，所述储能电路提供的电能释放给所述子光源区对应的脉冲时间为2ns。5.根据权利要求3所述的车辆用激光雷达的电路系统，其中，所述储能电路提供的电能释放给所述子光源区对应的上升沿为1ns。6.根据权利要求3所述的车辆用激光雷达的电路系统，其中，所述开关芯片的制成材料为GaN。7.根据权利要求3所述的车辆用激光雷达的电路系统，其中，所述驱动电路进一步包括隔离电路，被配置为隔开用于控制所述子光源区的压降信号和用于控制所述驱动通道的压降信号。8.根据权利要求1所述的车辆用激光雷达的电路系统，其中，所述寻址电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢双伟，
申请(专利权)人：浙江睿熙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：