激光雷达装置的制作方法

本发明涉及一种激光雷达装置，更详细而言，涉及一种通过激光束探测外部物体的激光雷达装置。

背景技术：

1、激光雷达(light detection and ranging，lidar)是利用激光脉冲对与外部物体之间的距离进行检测的雷达系统。激光雷达装置向周边领域照射激光束，并且测量被测量目标物体反射后返回的时间，由此检测与测量目标物体之间的距离、测量目标物体的形状等。

2、近年来，激光雷达装置被广泛应用于自动驾驶汽车、移动机器人等多种技术领域。在这种情况下，为了确保激光雷达装置的安装位置的多样性，激光雷达装置的小型化被认为是重要的课题。尤其，关于确保车内安装位置的多样性，对降低激光雷达装置的高度的要求越来越高。

3、另一方面，为了提高探测性能，激光雷达有必要提高从激光雷达装置照射的光源的输出功率。然而，就垂直腔面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser，vcsel)而言，其被广泛用作传统的激光雷达装置的激光束，未增加输出功率，需要以垂直轴配置数十至数百个信道。另外，光接收部也必须配置和排列有与光发送单元相对应的信道。其结果，会发生设计大功率输出的难度增加的问题。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、韩国公开专利第2021-0101828号；发明名称：光反射装置及包括该装置的激光雷达扫描系统；公开日：2021年08月19日

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、本发明用于解决上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种激光雷达装置，其与现有技术相比高度较低，因此在选择安装位置时具有较高的设计自由度。

3、此外，本发明的另一目的在于，提供一种激光雷达装置，其光源的高输出设计容易，并且能够高效地实现高输出。

4、本发明的问题不限于上述问题，本发明所属技术领域的普通技术人员可以从以下记载中明确地理解到未提及的其他问题。

5、用于解决问题的手段

6、根据本发明的一方面，提供一种激光雷达装置，其可以包括：光发射器，发送用于探测外部物体的激光束；光接收器，以与所述光发射器隔开间隔的方式配置在所述光发射器的一侧，并且用于接收被所述外部物体反射的激光束；以及扫描器，配置在所述光发射器和所述光接收器之间，并且将由所述光发射器发送的激光束反射至外部，而且将被所述外部物体反射并返回的激光束反射至所述光接收器。

7、在本发明的一方面的激光雷达装置中，所述扫描器可包括：反射镜，具有多个反射面；以及致动器，其通过旋转所述反射镜来使多个所述反射面以旋转轴为中心进行旋转。

8、在本发明的一方面的激光雷达装置中，所述反射镜可具有四个所述反射面。

9、在本发明的一方面的激光雷达装置中，多个所述反射面可分别具有尺寸相同的矩形形状。

10、在本发明的一方面的激光雷达装置中，多个所述反射面中彼此相邻的两个反射面可具有宽度彼此不同的方形形状。

11、在本发明的一方面的激光雷达装置中，所述光发射器可包括以垂直于设置面的方式层叠配置的多个激光元件，多个所述激光元件可构成垂直层叠配置的多个发送信道。

12、在本发明的一方面的激光雷达装置中，多个所述激光元件可构成垂直的4个信道或垂直的8个信道的发送信道。

13、在本发明的一方面的激光雷达装置中，所述激光元件可以是边射(edgeemitting)型激光二极管。

14、在本发明的一方面的激光雷达装置中，所述光接收器可包括以垂直于设置面的方式层叠配置的多个探测器，多个所述探测器可构成垂直层叠配置的多个接收信道。

15、在本发明的一方面的激光雷达装置中，所述探测器可为单光子雪崩二极管(single-photon avalanche diode，spad)。

16、在本发明的一方面的激光雷达装置中，多个所述探测器可配置成由x(x是2以上的自然数)个行和y(y是2以上的自然数)个列构成的二维阵列。

17、在本发明的一方面的激光雷达装置中，在所述x个行中，多个探测器的垂直视角可以以对应于多个所述发送信道的方式对齐配置，在所述y个列中，可配置成仅有一部分列的多个探测器接收所述激光束，并且配置于接收所述激光束的列的多个探测器构成对应于多个所述发送信道的多个接收信道。

18、在本发明的一方面的激光雷达装置中，配置在所述二维阵列的y个列中不接收所述激光束的列的探测器，可被设定为关闭(off)状态。

19、在本发明的一方面的激光雷达装置中，所述探测器可只有在接收所述激光束时被设定为开启(on)状态。

20、根据本发明的另一方面，提供一种激光雷达装置，可包括：光发射器，包括构成多个发送信道(channel)的多个激光元件，多个所述发送信道将用于探测外部物体的激光束发送到被分配的发送时隙(time slot)；光接收器，以与所述光发射器隔开间隔的方式配置在所述光发射器的一侧，所述光接收器包括构成多个接收信道的多个探测器，多个所述接收信道将被所述外部物体反射的激光束接收到与所述发送时隙相对应地被分配的接收时隙；扫描器，配置在所述光发射器和所述光接收器之间，并且将由所述光发射器发送的激光束反射至外部，而且将被所述外部物体反射并返回的激光束反射至所述光接收器；以及信号处理器，根据所述接收时隙的顺序而依次处理所述光接收器接收的激光束。

21、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，在每个所述接收时隙可分配有n(n是自然数)个所述接收信道。

22、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，所述信号处理器可在每个所述接收时隙具有n个信号处理信道，所述n个信号处理信道以与所述n个接收信道一对一相对应的方式分配

23、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，多个所述发送信道可以以垂直于设置面的方式层叠配置。

24、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，所述激光元件可以为边射(edgeemitting)型激光二极管。

25、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，多个所述接收信道可以以垂直于设置面的方式层叠配置。

26、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，所述探测器可以为spad(single-photonavalanche diode，单光子雪崩二极管)。

27、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，多个所述探测器可配置成由x(x是2以上的自然数)个行和y(y是2以上的自然数)个列构成的二维阵列。

28、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，在所述x个行中，多个探测器的垂直视角可以以对应于多个所述发送信道的方式对齐配置，在所述y个列中，可配置成仅有一部分列的多个探测器接收所述激光束，并且，配置在接收所述激光束的列的探测器构成对应于多个所述发送信道的多个接收信道。

29、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，配置在所述二维阵列的y个列中不接收所述激光束的列的探测器，可被设定为关闭(off)状态。

30、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，所述探测器可只有在接收所述激光束时被设定为开启(on)状态。

31、在本发明的另一方面的激光雷达装置中，所述信号处理器可根据被所述探测器接收并处理过的激光束的频率来判断信号强度(intensity)。

32、发明效果

33、根据本发明的激光雷达装置，通过将光发射器和光接收器隔着扫描器而隔开间隔设置的结构，可以减小激光雷达装置的高度，并且可以在选择安装位置的过程中提供高自由度。

34、根据本发明的激光雷达装置，通过组合光发射器的边射(edge emitting)型激光二极管和光接收器的单光子雪崩二极管(single-photon avalanche diode，spad)，可以在设计高功率的过程中提供容易性和效率。

35、本发明效果并不仅限于上述效果，应理解为包括可从本发明详细说明或权利要求范围中记载的发明的构成中推论的所有效果。