光源集成的光传感系统和包括其的电子装置的制作方法

根据示例性实施方式的装置涉及光源集成的光传感系统以及包括其的电子装置。

背景技术：

用作用于检测诸如智能车辆、机器人等的各种自动驾驶装置领域中的障碍物的传感器或扫描仪的光检测和测距(lidar)系统通常将包括用于将激光照射到物体上的光源以及用于接收从物体反射的光的传感器。各种附加的光学部件设置在光源与物体之间的光路上以及物体与传感器之间的光路上，使得系统体积庞大并且当光穿过这些光学部件时造成光损失。

技术实现要素：

一个或更多个示例性实施方式可以提供能够提高光接收效率的光源集成的光传感系统。

一个或更多个示例性实施方式可以提供能够通过包括光传感系统而有效地分析物体的光检测和测距(lidar)装置。

另外的示例性方面和优点将部分地在下面的描述中被阐述，并且部分地将从描述是明显的，或者可以通过本示例性实施方式的实践被了解。

根据一示例性实施方式的一方面，一种光传感系统包括：基板；多个光发射装置，其被设置在基板上并且布置为具有第一光轴；以及多个光接收装置，其被设置在基板并且被布置为具有与第一光轴平行的第二光轴。

第一光轴和第二光轴可以基本彼此同轴。

所述多个光发射装置和所述多个光接收装置可以具有单片集成结构。

所述多个光发射装置和所述多个光接收装置可以被布置为使得包括所述多个光发射装置中的一个或更多个和所述多个光接收装置中的一个或更多个的多个光接收-发射单元装置被重复布置。

所述多个光接收-发射单元装置中的每个可以具有其中多个光接收装置围绕所述一个或更多个光发射装置的形式。

所述多个光接收-发射单元装置中的每个可以包括：光发射材料层，其形成在基板上并且包括光发射区域和非发射区域，光发射区域包括所述一个或更多个光发射装置，非发射区域包括与所述一个或更多个光发射装置的材料相同的材料；以及形成在非发射区域上的所述一个或更多个光接收装置。

所述多个光接收-发射单元装置中的每个可以包括：光接收材料层，其形成在基板上并且包括光接收区域和非接收区域，光接收区域包括所述一个或更多个光接收装置，非接收区域包括与所述一个或更多个光接收装置的材料相同的材料；以及形成在非接收区域上的所述一个或更多个光发射装置。

光传感系统还可以包括透镜结构，其被定位在光接收-发射单元装置上以调节从所述一个或更多个光接收装置发射的光的发射角度。

透镜结构可以调节朝向所述一个或更多个光接收装置的光的入射角度。

透镜结构可以具有根据所述多个光接收-发射单元装置中的每个的相对位置而拥有不同发射角度的形状。

光传感系统还可以包括支撑结构，该支撑结构具有其上布置所述多个光接收-发射单元装置的表面，其中表面的形状被配置为使得所述多个光接收-发射单元装置中的每个的光轴的方向根据在表面上的位置而不同。

表面可以包括弯曲表面，或者具有不同角度的多个倾斜表面。

所述多个光发射装置可以包括用于发射第一波长带的光的第一光发射装置和用于发射不同于第一波长带的第二波长带的光的第二光发射装置。

根据另一示例性实施方式的一方面，一种光传感系统包括：多个光发射装置和多个光接收装置，所述多个光发射装置被配置为朝向物体照射光，所述多个光接收装置被配置为接收朝向物体照射的光的反射光，其中所述多个光发射装置被布置为具有第一光轴并且所述多个光接收装置被布置为具有第二光轴，第一光轴和第二光轴彼此平行；以及处理器，其被配置为控制光传感系统并分析从光传感系统接收的光。

所述多个光发射装置的第一光轴和所述多个光接收装置的第二光轴可以基本同轴。

所述多个光发射装置和所述多个光接收装置可以形成为具有单片集成结构。

所述多个光发射装置和所述多个光接收装置可以被布置为使得包括所述多个光发射装置中的一个或更多个和所述多个光接收装置中的一个或更多个的多个光接收-发射单元装置被重复布置。

处理器还可以被配置为控制光传感系统，使得所述多个光发射装置在不同时间发射光。

处理器还可以被配置为控制光传感系统，使得所述多个光发射装置同时发射光。

所述多个光发射装置可以包括配置为发射第一波长带的光的第一光发射装置以及配置为发射第二波长带的光的第二光发射装置，第二波长带不同于第一波长带。

处理器还可以被配置为控制光传感系统，使得第一光发射装置和第二光发射装置在不同时间发射光。

附图说明

这些和/或另外的示例性方面和优点将由以下结合附图对示例性实施方式的描述变得明显和更容易理解，在附图中：

图1是根据一示例性实施方式的光传感系统的概念图；

图2是示出图1的光传感系统的示意性构造的平面图；

图3a是沿着a-a'截取的截面图，以示出图2的光传感系统中包括的光接收-发射单元装置的详细构造，图3b示出图3a的修改示例；

图4a是示出图3的光接收-发射单元装置的一修改示例的截面图，图4b示出图4a的修改示例；

图5是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统中包括的光接收-发射单元装置的一示例的平面图；

图6是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统中包括的另外的光接收-发射单元装置的平面图；

图7是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的平面图；

图8是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图；

图9是示出图8的光传感系统中包括的光接收-发射单元装置的详细构造的截面图；

图10是示出图8的光传感系统中包括的光接收-发射单元装置的一修改示例的截面图；

图11是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图；

图12是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图；

图13是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图；

图14是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图；

图15是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图；

图16是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图；以及

图17是示出根据一示例性实施方式的光检测和测距(lidar)装置的示意性构造的框图。

具体实施方式

现在将详细参照在附图中被示出的示例性实施方式，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。在这方面，本示例性实施方式可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于此处阐述的描述。因此，示例性实施方式通过参照附图在下面仅被描述以解释方面。诸如“……的至少一个”的表述，当在一列元素之后时，修饰整列元素而不修饰列中的单独元素。

在下文中，将参照附图描述示例性实施方式。在整个附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且为了清楚和便于描述，每个元件可以在尺寸上被夸大。同时，以下示例性实施方式仅是说明性的，并且从示例性实施方式的各种修改可以是可能的。

将第一物体或元件描述为在第二物体或元件“之上”或“上”的表述可以不仅包括第一物体或元件直接设置在第二物体或元件上和接触第二物体或元件的含义，而且还包括第一物体或元件设置在第二物体或元件上但是不接触第二物体或元件的含义。

诸如第一、第二等的术语可以用于描述各种元件，但是元件不应限于这些术语。这些术语可以用于区分一个元件与另一元件的目的。

单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另行指示。如果假设某一部分包括某一部件，则术语“包括”意思是相应部件还可以包括另外的部件，除非写明与相应部件相对立的特定含义。

在示例性实施方式中使用的诸如“单元”或“模块”的术语表示用于处理至少一个功能或操作的单元，并且可以以硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。

图1是根据一示例性实施方式的光传感系统的概念图，图2是示出图1的光传感系统的示意性构造的平面图，并且图3a是沿着图2的a-a'截取的截面图，以示出图2的光传感系统中包括的光接收-发射单元装置的详细构造。

光传感系统1000是光源集成的光接收系统，并且被提出以提高光到物体obj上的照射的效率和从物体obj反射的光的接收。

光传感系统1000包括多个光发射装置220和多个光接收装置320。多个光发射装置220被设置成具有第一光轴oa1的布置，多个光接收装置320被设置成具有第二光轴oa2的布置。

在图1中，为了便于说明，第一光轴oa1和第二光轴oa2彼此间隔开，并且可以基本平行且基本同轴。

通过布置多个光发射装置220和多个光接收装置320使得第一光轴oa1和第二光轴oa2基本同轴，光接收的效率被提高。为了本申请的目的，短语“基本同轴”不限于其中第一光轴oa1与第二光轴oa2完全相同的布置。术语“基本同轴”也可以指如图2所示的布置，其中第一光轴oa1和第二光轴oa2被设置为使得光接收的效率大于或等于预定值。预定值可以是光传感系统1000的光接收效率的值，与具有彼此分离的光源单元和光接收器的系统或具有光源单元和光接收器的不同光轴的系统相比，该值被认为是提高的光接收效率。同样，“基本平行”不限于第一光轴oa1的方向和第二光轴oa2的方向彼此完全平行的含义，并且可以包括方向彼此足够相似以使得光接收的效率大于或等于预定值的含义。

如图2所示，多个光发射装置220和多个光接收装置320的布置可以具有其中重复布置多个光接收-发射单元装置500的形式。光接收-发射单元装置500可以每个包括一个或更多个光发射装置220和一个或更多个光接收装置320。尽管示出了一个光发射装置220和一个光接收装置320形成单个光接收-发射单元装置500，但是该图示仅是一示例，本公开不限于该图示。

在该布置中，其为多个光发射装置220的布置的中心轴的第一光轴oa1和其为多个光接收装置320的布置的中心轴的第二光轴oa2可以彼此间隔开一距离，其间具有多个光接收-发射单元装置500的布置的中心轴c。考虑到这样的布置，语句“第一光轴oa1和第二光轴oa2基本彼此同轴”可以表示第一光轴oa1与第二光轴oa2之间的间隔距离小于一个光接收-发射单元装置500的宽度。然而，不限于该含义，即使在第一光轴oa1与第二光轴oa2之间的间隔距离大于一个光接收-发射单元装置500的宽度时，如果光接收的效率大于或等于预定值，则第一光轴oa1和第二光轴oa2也可以彼此“基本同轴”。因此，当第一光轴oa1与第二光轴oa2之间的间隔距离小于基于光接收的效率确定的多个光接收-发射单元装置500的宽度之和时，第一光轴oa1和第二光轴oa2也可以彼此“基本同轴”。

为了实现具有这种布置的光传感系统1000，多个光发射装置220和多个光接收装置320可以单片形成。多个光发射装置220和多个光接收装置320可以以单片集成的方式形成在单个基板100上。该说明性结构将参照图3被描述。

参照图3a，光传感系统1000可以包括基板100、形成在基板100上的光发射材料层200以及形成在光发射材料层200的区域上的光接收装置320。光发射材料层200包括光发射区域ea和非发射区域nea，并且光发射区域ea也可以被称为图2所示的光发射装置220。

光传感系统1000包括单片形成的光接收-发射结构。也就是，光发射装置220和光接收装置320中的每个被单片形成。这里，“单片”意思是光发射装置220和光接收装置320不通过转移、粘合等联接方式被附接到基板。例如，光发射装置220和光接收装置320可以通过一系列顺序工艺(例如包括沉积、光刻、蚀刻等的半导体工艺)直接形成在基板100上，以在基板100上形成单片集成结构。

光发射材料层200可以包括多种半导体材料中的任何一种，例如iii-v族半导体化合物、ii-vi族半导体化合物和iv族半导体材料。光发射材料层200可以具有包括增益层、包层和腔的激光器结构，并且可以具有例如垂直腔表面发射激光器(vcsel)结构。光发射材料层200可以通过半导体工艺形成在基板100上，并且基板100可以是适于半导体材料的形成的半导体基板。例如，基板100可以是镓砷化物(gaas)基板、蓝宝石基板、铟磷化物(inp)基板、硅(si)基板、绝缘体基板等。光发射层200可以包括铝镓氮化物(algan)、镓铟氮化物(gainn)、锌硫硒化物(znsse)、锌镉硒化物(zncdse)、铝镓铟磷化物(algainp)/gaas、ga0.5in0.5p/gaas、镓铝砷化物(gaalas)/gaas、gaas/gaas、铟镓砷化物(ingaas)/gaas、铟镓砷磷化物(ingaasp)/铟磷化物(inp)、铟镓砷锑化物(ingaassb)、铅镉硫化物(pbcds)、量子级联、铅硫硒化物(pbsse)、铅锡碲化物(pbsnte)、铅锡硒化物(pbsnse)等。例如，algan可以用于产生具有350nm-400nm的波长带的光。产生具有375nm-440nm的波长带的光的gainn、产生具有447nm-480nm的波长带的光的znsse、产生具有490nm-525nm的波长带的光的zncdse、产生具有620nm-680nm的波长带的光的algainp/gaas、产生具有670nm-680nm的波长带的光的ga0.5in0.5p/gaas、产生具有750nm-900nm的波长带的光的gaalas/gaas、产生具有904nm的波长的光的gaas/gaas、产生具有915nm-1050nm的波长带的光的ingaas/gaas、产生具有1100nm-1650nm的波长带的光的ingaasp/inp、产生具有2μm-5μm的波长带的光的ingaassb、产生具有2.7μm-4.2μm的波长带的光的pbcds、产生具有3μm-50μm的波长带的光的量子级联、产生具有4.2μm-8μm的波长带的光的pbsse、产生具有6.5μm-30μm的波长带的光的pbsnte和产生具有8μm-30μm的波长带的光的pbsnse可以被使用。光发射材料层200可以包括多个层，其中这样的材料被形成为正(p)型、本征(i)型和负(n)型。半导体材料的详细组成可以考虑将要从光发射区域ea(即光发射装置220)产生和发射的光l1的期望波长带来确定。光发射材料层200被示出为包括三层，但不限于该图示，并且可以包括三层或更多层。光发射材料层200可以包括用于形成谐振结构的镜层。例如，包括每个具有拥有不同折射率的两种材料的多对的分布式布拉格反射器(dbr)可以被提供以形成谐振腔。光发射材料层200可以包括用于控制振荡光的模式或光束尺寸的氧化物孔径。光发射材料层200还可以包括用于电流注入的电极结构。为了减小相对于电极的接触电阻，光发射材料层200还可以包括以高浓度掺杂有p型和n型掺杂剂的接触层。

光发射材料层200包括光发射区域ea和非发射区域nea。非发射区域nea和光发射区域ea可以包括相同的半导体材料。光发射区域ea能够向外部发射光。然而，光发射区域ea的全部不一定发射光。而是，光发射区域ea的至少一部分区域发射光。非发射区域nea是其上形成光接收装置320并且光不从其发射的区域。在用于光发射的电流注入结构的存在或不存在方面，光发射区域ea和非发射区域nea可以彼此不同。例如，每个光发射区域ea可以包括用于电流注入的电极(未示出)，并且非发射区域nea可以不包括电极。然而，不限于该示例，光发射区域ea和非发射区域nea两者都可以包括类似结构的电极，而非发射区域nea可以被配置为使得电流不被注入到非发射区域nea的电极，即非发射区域nea的电极可以不连接到外部电路。

形成在非发射区域nea上的光接收装置320可以直接一体地形成在光发射材料层200上。例如，由半导体材料制成的光接收材料层可以形成在光发射材料层200的整个表面上，并且可以通过光刻工艺被图案化为预定形状，从而形成光接收装置320。光接收装置320可以包括例如iii-v族半导体化合物、ii-vi族半导体化合物或iv族半导体化合物，并且可以包括光电二极管。光接收装置320可以包括多个层，其中半导体材料形成为p型、i型和n型。虽然光接收装置320被示出为包括三层，但该图示是示例性的，并且本公开不限于此。光接收装置320可以不仅包括半导体材料，而且还包括用于检测作为电信号的光信号的电极结构。

如上所述，非发射区域nea和光发射区域ea在光发射材料层200中交替地重复，并且包括光发射区域ea和其上具有光接收装置320的非发射区域nea的单元结构形成集成的光接收-发射单元装置500。

图3b示出图3a的修改示例。

图4a是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统中包括的光接收-发射单元装置的一示例的截面图。

光传感系统1000'可以具有与图2的光传感系统1000相同的平面图，并且图4a还对应于沿着图2的线a-a'截取的截面图。

光传感系统1000'可以包括基板100、形成在基板100上的光接收材料层300和形成在光接收材料层300的区域上的光发射装置221。光接收材料层300包括光接收区域ra和非接收区域nra，并且光接收区域ra可以每个被称为光接收装置321。

光发射装置221和光接收装置321通过一系列顺序工艺直接形成在基板100上，并且每个在基板100上形成单片集成结构，并且根据当前示例性实施方式的光传感系统1000'中包括的光接收-发射单元装置501与图3a的光接收-发射单元装置500的不同之处在于光发射装置221设置在光接收材料层300上。

光接收材料层300可以通过半导体工艺形成在基板100上。光接收材料层300可以包括例如iii-v族半导体化合物、ii-vi族半导体化合物或iv族半导体化合物，并且可以直接一体地形成在基板100上。光接收材料层300可以被配置为实现一个或更多个光电二极管。基板100可以是适于半导体材料的形成的半导体基板。例如，基板100可以是gaas基板、蓝宝石基板、inp基板、si基板、绝缘体基板等。尽管光接收材料层300被示出为包括三层，但该图示是示例性的，并且本公开不限于此。光接收材料层300可以不仅包括半导体材料，而且还包括用于检测作为电信号的光信号的电极结构。

光接收材料层300可以包括光接收区域ra和非接收区域nra。非接收区域nra和光接收区域ra可以包括相同的半导体材料。在光接收材料层300中，光接收区域ra能够将从外部入射的光l2转换为电信号并输出该电信号，并且非接收区域nra是其上形成光发射装置221并且不响应于从外部入射的光l2输出电信号的区域。在用于输出电信号的电极结构的存在或不存在方面，光接收区域ra和非接收区域nra可以彼此不同。例如，光接收区域ra可以包括用于输出电信号的电极(未示出)，并且非接收区域nra可以不包括电极。然而，不限于该示例，光接收区域ra和非接收区域nra两者都可以以相同的方式包括电极结构，但是在与外部电路的连接方面，非接收区域nra的电极可以不与外部电路连接。

形成在非接收区域nra上的光发射装置221可以直接地单片形成在光接收材料层300上。光发射装置221可以通过半导体工艺形成在光接收材料层300上。例如，由半导体材料制成的光发射材料层可以形成在光接收材料层300的整个表面上，并且可以通过光刻工艺被图案化为预定形状，从而形成光发射装置221。

光发射装置221可以包括多种半导体材料中的任何一种，例如iii-v族半导体化合物、ii-vi族半导体化合物和iv族半导体材料。光发射装置221可以包括其中这样的材料是p型、n型和i型的多个层。光发射装置221被示出为包括三层，但是不限于该图示，并且可以包括三层或更多层。光发射装置221可以每个包括用于形成谐振结构的镜层、用于电流注入的电极结构以及用于降低相对于电极的接触电阻的以高浓度掺杂p型和n型掺杂剂的接触层。光发射装置221可以每个具有激光器结构并且可以具有例如vcsel结构。

如上所述，非接收区域nra和光接收区域ra在光接收材料层300中交替地重复，并且包括光接收区域ra、非接收区域nra以及在非接收区域nra上的光发射装置221的单元结构形成集成的光接收-发射单元装置501。

图4b示出图4a的修改示例。

图5是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统中包括的光接收-发射单元装置的一示例的平面图。

光接收-发射单元装置502可以包括光发射装置222和围绕光发射装置222的多个光接收装置322。光发射装置222可以具有圆形截面，并且多个光接收装置322可以被设置为围绕光发射装置222。如图所示，光接收装置322可以具有围绕光发射装置222的截面并且具有被等分成八部分的大致矩形形状。然而，该图示是示例性的，并且光接收装置322的截面可以具有圆形或椭圆形的形状并且被等分成多个部分。

图6是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统中包括的光接收-发射单元装置的另一示例的平面图。

光接收-发射单元装置503可以包括多个光发射装置223和围绕多个光发射装置223的多个光接收装置323。多个光发射装置223具有圆形截面并且设置在中央部分中，多个光接收装置323具有围绕多个光发射装置223的形状并且是被等分成两部分的大致矩形形状。然而，该图示是示例性的，并且光接收装置323的截面可以具有被等分成两部分的圆形或椭圆形的形状。

图5和图6所示的光接收-发射单元装置502和503的截面形状分别可以采用如参照图3或图4的截面图描述的其中光接收装置320形成在光发射材料层200上或者其中光发射装置221形成在光接收材料层300上的形式。

对于光接收-发射单元装置502和503所示的形状旨在描述光接收区域的区域和光发射区域的区域可在根据示例性实施方式的光传感系统中根据需要或便利性而被自由地构造，并且不限于示出的形状。

图7是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的平面图。

光传感系统1001可以包括一体地形成在基板100上的多个光发射装置224和多个光接收装置324。多个光发射装置224和多个光接收装置324可以具有圆形截面形状。每个光发射装置224的截面在尺寸上可以小于每个光接收装置324的截面，使得多个光发射装置224中的每个可以设置在多个光接收装置324中的四个的阵列内的空间中，如图所示。多个光发射装置224以交替的方式被布置在平行于光接收装置324的方向的两个方向上。这样的布置可以通过增加光接收装置324的填充因子来提高光接收的效率。

图8是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图，并且图10是示出图8的光传感系统中包括的光接收-发射单元装置的详细构造的截面图。

光传感系统1002还可以包括用于加宽视角的支撑结构600，并且多个光接收-发射单元装置504可以设置在支撑结构600上。

每个光接收-发射单元装置504可以包括形成在基板100上且包括光接收区域ra和非接收区域nra的光接收材料层300以及形成在非接收区域nra上的光发射装置226。每个光接收区域ra是光接收装置326。根据当前示例性实施方式的光传感系统1002中使用的光接收-发射单元装置504与参照图4描述的光接收-发射单元装置501基本相同，除了形成单元结构的光接收装置326的数量和布置之外。光接收材料层300、光接收区域ra、非接收区域nra和光发射装置226的材料或结构与参照图4描述的基本相同。光接收材料层300可以包括光接收区域ra和非接收区域nra。其中两个光接收区域ra(即两个光接收装置326)形成在非接收区域nra的两侧处并且光发射装置226形成在非接收区域nra上的单元结构形成集成的光接收-发射单元装置504。

支撑结构600包括其上布置多个光接收-发射单元装置504的表面。表面的形状可以被设定为使得多个光接收-发射单元装置504中的每个的光轴根据在表面上的位置具有不同方向。

例如，支撑结构600可以具有平坦的底表面和相对于底表面具有不同角度的多个倾斜表面601、602和603。设置在倾斜表面601、602和603上的光接收-发射单元装置504根据倾斜表面601、602和603的角度分别在不同方向上发射光，使得光传感系统1002的视角可以加宽。也就是，光传感系统1002可以发射光l1以提供宽视角并接收以宽视角入射的光l2。

图9是可在图8的光传感系统1002中提供的修改的光接收-发射单元装置505的截面图。

光接收-发射单元装置505可以包括形成在基板100上且包括光发射区域ea和非发射区域nea的光发射材料层200以及形成在非发射区域nea上的光接收装置325。光发射区域ea是光发射装置225。

光接收-发射单元装置505与参照图3b描述的光接收-发射单元装置500基本相同，除了形成单元结构的光接收装置325的数量和布置之外。光发射材料层200、光发射区域ea、非发射区域nea和光接收装置325的材料或结构与参照图3描述的基本相同。光发射材料层200具有光发射区域ea和非发射区域nea。如上所述，其中非发射区域nea形成在光发射区域ea(也就是，光发射装置225)的两侧处并且光接收装置325形成在两个非发射区域nea上的单元结构形成集成的光接收-发射单元装置505。光接收-发射单元装置505可以形成在参照图8描述的支撑结构600上，并且可以实现宽视角。

图11是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图。

光传感系统1004可以包括用于加宽视角的支撑结构610。提供在根据当前示例性实施方式的光传感系统1004中的支撑结构610可以具有弯曲表面610a，光接收-发射单元装置504设置在弯曲表面610a上。如图11所示，支撑结构610可以具有其中平板被弯曲的形状。由于表面610a具有弯曲的形状，所以从设置在表面610a上的光接收-发射单元装置504发射的光l1的方向随着光接收-发射单元装置504的位置而变化，因此以宽视角发射光l1。类似地，以宽视角入射的光l2可以被接收。支撑结构610的弯曲形状可以被形成为通过调节平板被弯曲的程度来形成期望的视角。

图12是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图。

光传感系统1005可以包括重复布置的多个光接收-发射单元装置504，在多个光接收-发射单元装置504的每个上进一步形成用于调节发射角度的透镜结构700。每个光接收-发射单元装置504将被描述为具有但不限于图10中所示的形状。透镜结构700可以形成在光接收-发射单元装置504的光发射装置226上。透镜结构700可以由具有折射率和透镜表面形状的透明材料形成，并且可以以期望的形式调节从光接收-发射单元装置504发射的光的发射角度。

图13是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图。

根据当前示例性实施方式的光传感系统1006与图12的光传感系统1005的不同之处在于，透镜结构710不仅调节从光接收-发射单元装置504发射的光的发射角度，而且还调节入射到光接收-发射单元装置504上的光的入射角度。透镜结构710可以具有用于覆盖一个光接收-发射单元装置504作为整体(也就是，光发射装置226和光接收装置326两者)的形式。

图14是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图。

根据当前示例性实施方式的光传感系统1007在透镜结构720的形状方面与图13的光传感系统1006不同。透镜结构720具有能够调节来自光发射装置226的光的发射角度和光到光接收装置326的入射角度的形式。

图15是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图。

根据当前示例性实施方式的光传感系统1008与图14的光传感系统1007的不同之处在于，透镜结构具有用于根据多个光接收-发射单元装置504中的每个的相对位置来调节在不同方向上的发射角度和入射角度的形状。

对于形成在光接收-发射单元装置504上的相对位于中央部分的透镜结构731，透镜结构732和733的形状被确定为使得用于调节发射角度和入射角度的方向从中央部分到边缘部分逐渐倾斜。因此，可以实现更宽的视角。

图16是示出根据另一示例性实施方式的光传感系统的示意性构造的截面图。

根据当前示例性实施方式的光传感系统1009与前述实施方式的不同之处在于透镜结构740形成在基板100的底表面上。

虽然基板100的底表面上的透镜结构740被示出为具有相同的形状，但是本公开不限于该示例。例如，透镜表面形状可以被改变为如参照图14描述的相对于中心轴在一方向上倾斜的形状，或者透镜表面形状的中心轴可以如参照图15描述的从中央部分到边缘部分逐渐倾斜。

尽管图12至图16所示的光接收-发射单元装置504被示出为具有参照图10描述的形状，但是本公开不限于该示例，并且光接收-发射单元装置504可以被改变为参照图9描述的光接收-发射单元装置505的形状，或被改变为其它类似形状。

提供在根据前述示例性实施方式的光传感系统中的光发射装置可以包括用于发射具有不同波长的光的多个光发射装置。例如，可以实现多波长光传感系统，其包括用于发射具有第一波长带的光的第一光发射装置和用于发射具有第二波长带的光的第二光发射装置，第二波长带与第一波长带不同。具有不同波长带的光可以通过调节光发射材料层的半导体材料的组成比率而形成。为了形成具有不同波长的光，每个光接收-发射单元装置可以配置有多种类型，并且这样的光接收-发射单元装置可以以交替的方式重复布置。

根据前述实施方式的光传感系统可以在各种光学器件和电子器件中的任何一种中使用。

图17是示出根据一示例性实施方式的lidar装置的示意性构造的框图。

lidar装置5000可以包括光传感系统5100和处理器5300，处理器5300控制光传感系统5100并分析从光传感系统5100接收的光。

光传感系统5100可以是根据以上描述的示例性实施方式的光传感系统1000、1001、1002、1003、1004、1005、1006、1007、1008和1009中的任何一个、其组合、或其修改形式。光传感系统5100中包括的光接收-发射单元装置也可以是以上描述的光接收-发射单元装置500、501、502、503、504和505中的任何一个、其组合或其修改形式。

光传感系统5100是其中光源被集成的光传感系统，并且包括用于朝向物体obj照射光的多个光发射装置和用于接收从物体obj反射的光的多个光接收装置，其中多个光发射装置被布置为具有第一光轴oa1，多个光接收装置被布置为具有第二光轴oa2，并且第一光轴oa1和第二光轴oa2彼此平行并且可以基本彼此同轴。多个光发射装置和多个光接收装置可以具有单片集成结构。

提供在光传感系统5100中的光发射结构可以产生并发射将要用于分析物体obj的位置和形状的光。光发射装置可以产生具有适于分析物体obj的位置和形状的波长带的光，例如具有红外波段内的波长的光。提供在光传感系统5100中的光发射装置可以包括用于产生不同波长带的光的多个光发射装置。例如，光传感系统5100可以包括用于发射第一波长带的光的第一光发射装置和用于发射第二波长带的光的第二光发射装置，第二波长带不同于第一波长带。波长带的数量不限于该示例，并且用于产生具有各种类型的波长带的光的光发射装置可以被包括在光传感系统5100中。

处理器5300控制lidar装置5000的整体操作，并且可以包括光发射控制器5310和光信号分析器5340。

光发射控制器5310控制光传感系统5100的光发射装置。例如，光发射控制器5310可以关于光发射装置执行电源控制、开/关控制、脉冲波(pw)或连续波(cw)发生控制等。光发射控制器5310可以控制光传感系统5100以使提供在多个光传感系统5100中的多个光发射装置同时发射光(闪光型)。光发射控制器5310可以控制光传感系统5100使得提供在光传感系统5100中的多个光发射装置发射光并且在其间具有时间差。当光传感系统5100的波长带是使得多种不同类型的光发射装置(例如用于发射具有第一波长带的光的第一光发射装置和用于发射具有第二波长带的光的第二光发射装置)被使用时，光发射控制器5310控制光传感系统5100，使得第一光发射装置和第二光发射装置在不同的时间发射光。光发射控制器5310根据期望的用途控制光传感系统5100以选择并驱动用于发射具有多个波长带当中的特定波长带的光的光发射装置。

光传感系统5100包括用于感测从物体obj反射的光的光接收装置的阵列，并且因此接收在从光传感系统5100被照射之后从物体obj反射的光。接收的光信号可以用于分析物体obj的存在、位置、形状、物理性质等。

光信号分析器5340可以分析由光传感系统5100从物体obj接收的光信号以分析物体obj的存在、位置、形状、物理性质等。光信号分析器5340可以执行例如飞行时间测量的操作，并且基于计算来识别物体obj的三维(3d)形状或者使用拉曼分析执行物理性质分析。光信号分析器5340还可以通过使用检测由物体obj引起的波长偏移的拉曼分析来分析物体obj的类型、成分、浓度、物理性质等。

光信号分析器5340可以使用各种操作方法中的任何一种。例如，当直接时间测量被使用时，脉冲光被照射到物体obj，并且在从物体obj被反射之后通过使用计时器测量光的到达时间，由此计算距离。当相关性被使用时，脉冲光被照射到物体obj，并且由从物体obj反射的光的亮度测量距离。当相位延迟测量被使用时，具有连续波(诸如正弦波)的光被照射到物体obj上，并且从物体obj反射的光的相位差被感测，从而将相位差转换为距离。

lidar装置5000可以包括存储器5500，其中操作所需的程序和其它数据。

光信号分析器5340将操作结果(也就是关于物体obj的形状、位置和物理性质的信息)发送到另一单元。例如，信息可以被发送到需要关于物体obj的3d形状、操作和位置的信息的自动驾驶设备。信息还可以被发送到使用物体obj的物理性质信息(例如生物信息)的医疗设备。操作结果被发送到的其它单元可以是显示设备或打印机。此外，其它单元也可以是但不限于智能电话、蜂窝电话、个人数字助理(pda)、膝上型计算机、个人计算机(pc)以及其它移动或非移动计算设备。

lidar装置5000可以用作用于实时获得关于前方物体的3d信息的传感器，因此可应用于自驱动设备，例如无人驾驶车辆、自动驾驶车辆、机器人、无人机等，并且可应用于小型行走工具(例如自行车、摩托车、推车、板等)、人和动物辅助工具(例如手杖、头盔、衣物、配件、手表、袋等)、物联网(iot)设备、建筑安全设备等。

以上描述的光传感系统具有其中光源单元和光接收单元被集成的结构，从而简化了系统。

在以上描述的光传感系统中，多个光发射装置和多个光接收装置被布置为使得光源单元的光轴和光接收单元的光轴基本彼此同轴，从而提高了光接收的效率。

以上描述的光传感系统可以被用于各种光学装置和电子装置中的任何一种，并且可以在lidar系统中使用以获得关于物体的信息。

尽管已经结合示例性实施方式示出和描述了光传感系统和包括其的lidar装置，但是对于本领域普通技术人员来说将明显的是，能进行修改和变化而不背离如由所附权利要求限定的示例性实施方式的精神和范围。因此，公开的实施方式应在说明性的意义而非限制性的意义上被考虑。示例性实施方式的范围将在所附权利要求中，并且其等同范围中的所有差异应被理解为包括在示例性实施方式中。

应理解，这里描述的示例性实施方式应仅在描述性的意义上被考虑，而不是为了限制的目的。在每个实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于另外的实施方式中的其它类似特征或方面。

虽然一个或更多个示例性实施方式已经参照附图被描述，但本领域普通技术人员将理解，可以在其中进行在形式和细节上的各种改变而不背离如由所附权利要求限定的精神和范围。

本申请要求享有2017年10月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0131654号的优先权，其公开通过引用全文在此合并。