[其他]激光雷达设备及机动车系统

说明书

一种激光雷达设备及机动车系统，所述激光雷达设备包括用于发射激光脉冲的激光源。提供SiPM检测器用于检测反射光子。提供光学器件和孔径光阑。该孔径光阑设置在SiPM检测器和光学器件之间，用于限制SiPM检测器的视角。

技术领域

本实用新型涉及激光雷达(LiDAR)设备及机动车系统。特别地但非排他地，本公开涉及激光雷达设备及机动车系统，该激光雷达设备包括具有孔径光阑的光学器件，孔径光阑用于最小化焦距要求，使得所述激光雷达设备适合于在紧凑环境中进行操作。

背景技术

硅光电倍增管(SiPM)是一种单光子敏感的高性能固态传感器。其由紧密排列的单光子雪崩光电二极管(SPAD)传感器的求和阵列(summed array)和集成的淬灭电阻器形成，产生了具有高增益(～1×10⁶)、高检测效率(50％) 和快速时序(亚纳秒上升时间)(均在～30V的偏置电压下实现)的紧凑的传感器。在紧凑环境中使用激光雷达(光检测和测距)应用，其使用眼睛安全的近红外(NIR)波长，如机动车ADAS(高级驾驶辅助系统)、3D深度地图、移动测距、消费者测距和工业测距。激光雷达系统通常需要具有大焦距的光学器件，这使得它们不适于在紧凑环境中操作。

因此，需要提供一种利用SiPM技术且解决至少现有技术的部分缺点的激光雷达系统。

实用新型内容

由于检测器死区时间，硅光电倍增管(SiPM)在高环境光条件下遭受饱和。本公开通过限制SiPM的视角(AoV)来解决该问题，以避免收集到不期望的噪声(即不相干的环境光)。在单透镜光学系统中，用于大传感器的短视角需要长焦距。这种焦距不适用于紧凑系统。本解决方案将SiPM和接收器透镜与孔径光阑元件配对。孔径光阑元件阻挡来自大视角的光并在SiPM的整个区域上传播收集到的光，以有效地达到长焦距透镜的操作。

因此，提供了一种激光雷达设备，其包括：

激光源，其用于发射激光脉冲；

SiPM检测器，其用于检测反射光子；

光学器件；以及

孔径光阑，其提供在SiPM检测器和光学器件之间，用于限制SiPM检测器的视角。

在一个方面，光学器件包括接收透镜。

在另一方面，光学器件包括透射透镜。

在又一方面，光学器件包括分束器，使得单个透镜用于透射和接收。

在一个方面，分束器包括位于所述单个透镜和所述SiPM检测器之间的偏振镜。

在示例性方面，SiPM检测器是单光子传感器。

在又一方面，SiPM检测器由单光子雪崩光电二极管(SPAD)传感器的求和阵列形成。

在一个方面，孔径光阑位于光学器件的焦点处。

在另一方面，孔径光阑具有与所需的视角相匹配的尺度，该视角基于SiPM 检测器的有效区域的尺寸。

在又一方面，视角小于1度。

在示例性方面，接收器光学器件与SiPM检测器之间的总长度小于10cm。

在又一方面，接收器光学器件与SiPM检测器之间的总长度在1cm至6cm 的范围内。

在另一方面，接收器光学器件与SiPM检测器之间的总长度小于5cm。

在一个示例中，基于传感器区域的尺寸和光学器件的焦距来确定孔径光阑的尺寸。

在一个方面，孔径光阑将由光学器件收集的光散射在SiPM检测器的全部效区域上。