[发明专利]具有垂直腔面发射激光器（VCSEL）发射器的光检测和测距（LIDAR）设备

权利要求书

1.一种光检测和测距(lidar)设备，包括：

可单独寻址的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的阵列，配置为发射光脉冲到lidar设备的周围环境中；

激发电路，配置为选择性地激发所述阵列中的可单独寻址的VCSEL；

控制器，配置为使用控制信号来控制激发电路；以及

多个检测器，其中所述多个检测器中的每个检测器配置为检测由所述阵列中的一个或更多个可单独寻址的VCSEL发射并由lidar设备的周围环境中的一个或更多个对象反射的光脉冲的反射。

2.根据权利要求1所述的lidar设备，其中可单独寻址的VCSEL设置在共享基板上，其中可单独寻址的VCSEL的光学腔在相对于共享基板的表面的法线方向上取向，以及其中所述阵列中的可单独寻址的VCSEL每个从可单独寻址的VCSEL的与共享基板相反的顶侧发射光脉冲，使得光脉冲在传输到所述lidar设备的周围环境之前不穿过共享基板。

3.根据权利要求2所述的lidar设备，其中可单独寻址的VCSEL布置成多个行和多个列，其中单个行中的所有可单独寻址的VCSEL共享公共的阳极，以及其中单个列中的所有可单独寻址的VCSEL共享公共的阴极。

4.根据权利要求3所述的lidar设备，还包括多个电容器，其中每个电容器电耦合到可单独寻址的VCSEL的相应行，以及其中每个电容器配置为通过所述相应行中的可单独寻址的VCSEL放电以使所述相应行中的可单独寻址的VCSEL发射光脉冲。

5.根据权利要求3所述的lidar设备，还包括：

单个电容器组中的一个或更多个电容器；以及

多个开关，其中每个开关电耦合到：(i)所述单个电容器组和(ii)可单独寻址的VCSEL的相应行，以及其中每个开关配置为允许所述单个电容器组中的电容器通过所述相应行中的可单独寻址的VCSEL放电，以使所述相应行中的可单独寻址的VCSEL发射光脉冲。

6.根据权利要求1所述的lidar设备，其中可单独寻址的VCSEL的所述阵列设置在共享基板上，其中可单独寻址的VCSEL的光学腔在相对于共享基板的表面的法线方向上取向，以及其中所述阵列中的可单独寻址的VCSEL每个从可单独寻址的VCSEL的面对共享基板的底侧发射光脉冲，使得光脉冲在传输到所述lidar设备的周围环境之前穿过共享基板。

7.根据权利要求6所述的lidar设备，其中所述阵列中的可单独寻址的VCSEL的每个具有与所述阵列中的所有其它可单独寻址的VCSEL的阴极分离的阴极，以及其中所述阵列中的可单独寻址的VCSEL的每个具有与所述阵列中的所有其它可单独寻址的VCSEL的阳极分离的阳极。

8.根据权利要求1所述的lidar设备，其中激发电路和可单独寻址的VCSEL的所述阵列设置在安装结构上，以及其中安装结构包括聚酰亚胺印刷电路板。

9.根据权利要求8所述的lidar设备，其中激发电路使用环氧树脂管芯接合固定到安装结构，以及其中可单独寻址的VCSEL的所述阵列使用额外的环氧树脂固定到安装结构。

10.根据权利要求9所述的lidar设备，其中所述额外的环氧树脂围绕并封装激发电路。

11.根据权利要求1所述的lidar设备，其中所述阵列中的每个可单独寻址的VCSEL设置在共享基板上，以及其中共享基板具有在100μm和150μm之间的厚度。

12.根据权利要求1所述的lidar设备，其中所述阵列中的可单独寻址的VCSEL具有至少两种不同的形状因数。