[發明專利]具有小角發散度的VCSEL陣列LIDAR發送器

有效

• 申請號: 201880047615.6
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN110914702B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: M·J·道諾萬
• 申請（專利權）人: 歐普賽斯技術有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S17/894;G05D1/02;H01S5/183
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 周陽君

光檢測和測距(LIDAR)發送器包括生成多個光束的多個光發射器。第一透鏡被定位在多個光束的光路中，與多個光發射器中的至少一個的距離小于第一透鏡的焦距。第一透鏡將多個光束會聚為具有光束腰的會聚光束。第二透鏡被定位在會聚光束的光路中。第二透鏡將會聚光束投射到目標范圍。第二透鏡的位置和多個光發射器中的至少一個的發射寬度被配置為在目標范圍處提供LIDAR發送器的期望視場。

本文使用的章節標題僅用于組織目的，不應當以任何方式被解釋為限制本申請中描述的主題。

相關申請章節

本申請是2017年7月28日提交的題為“VCSEL Array LIDAR Transmitter withSmall Angular Divergence”的共同待決的美國臨時專利申請序列號62/538,149的非臨時申請。美國專利申請序列號62/538,149的全部內容通過引用并入本文。

發明內容

自主、自駕駛和半自主汽車使用諸如雷達、圖像識別相機和聲納之類的不同傳感器和技術的組合來檢測和定位周圍物體。這些傳感器使得能夠在駕駛員安全方面進行大量改善，包括碰撞警告、自動緊急制動、車道偏離警告、車道保持輔助、自適應巡航控制和自動駕駛。在這些傳感器技術中，光檢測和測距(LIDAR)系統起著使得能夠對周圍環境進行實時、高分辨率3D映射的關鍵作用。

附圖說明

在以下詳細描述中，結合附圖，更特別地描述了根據優選的和示例性實施例的本教導及其另外的優點。本領域技術人員將理解的是，下面描述的附圖僅用于說明目的。附圖不一定按比例繪制，而是通常將重點放在說明教導的原理上。附圖不旨在以任何方式限制申請人的教導的范圍。

圖1圖示了根據本教導的LIDAR系統的操作。

圖2圖示了根據本教導的使用兩個激光器的LIDAR系統的實施例。

圖3圖示了根據本教導的用于LIDAR發送器的多發射器激光源的實施例。

圖4圖示了本教導的用于LIDAR發送器的照明器(illuminator)的實施例的橫截面圖。

圖5A圖示了本教導的單波長2D多發射器LIDAR發送器的實施例的測量點云。

圖5B圖示了根據本教導的雙波長2D多發射器LIDAR發送器的實施例的測量點云。

圖6圖示了在本教導的LIDAR發送器的一些實施例中使用的現有技術的底部發射VCSEL激光器的結構的示意圖的透視圖。

圖7圖示了根據本教導的具有二十五個單獨的激光發射器的2D單片VCSEL陣列的實施例的示意圖。

圖8圖示了根據本教導的具有包括子孔徑的二十五個單獨的激光發射器的2D單片VCSEL陣列的實施例的示意圖。

圖9圖示了根據本教導的圖示由單個透鏡LIDAR發送器系統中的單個發射器投射的光的示意圖。

圖10圖示了根據本教導的由單個透鏡LIDAR發送器系統中的多個發射器投射的光的示意圖。

圖11A圖示了示出由具有高角發散度發射器的單個透鏡LIDAR系統中的多個發射器投射的光的擴展視圖的示意圖。

圖11B圖示了圖示示出遠場的由圖11A的系統投射的光的凝聚視圖的示意圖。

圖12圖示了根據本教導的在小角發散度LIDAR發送器中投射光的雙透鏡照明器的實施例的示意圖。

圖13圖示了根據本教導的多發送器陣列小角發散度LIDAR發送器的實施例的示意圖。

圖14A圖示了根據本教導的利用在單個基板上的多個發送器陣列的小角發散度LIDAR發送器照明器的擴展視圖的示意圖。