CN110402398A - 眼睛安全的扫描激光雷达系统 - Google Patents

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Abstract

一种激光雷达照射器包括多个激光源，每一个激光源包括电输入端，该电输入端接收使所述多个激光源中的每一个产生光束的调制驱动信号。具有多个电输出端的控制器产生使所述多个激光源产生形成组合光束的多条光束的多个调制驱动信号，其中，所述多个电输出端中的相应一个电输出端连接到所述多个激光源中的相应一个激光源的电输入端。在测量距离处的测量孔径中的组合光束的峰值光能小于期望值。

Description

眼睛安全的扫描激光雷达系统
本文使用的章节标题仅用于组织目的，不应被解释为以任何方式限制本申请中描述的主题。
相关申请的交叉引用
本申请是2017年3月13日提交的标题为“Eye-Safe Scanning LIDAR System”的美国临时专利申请第62/470,827号的非临时申请。美国临时专利申请第62/470,827号的全部内容通过引用合并于此。
背景技术
光检测和测距(激光雷达，LIDAR)系统是能够实时测量对象距离的最关键的传感器之一。激光雷达系统通过用激光照射对象来测量到这些对象的距离。在某些情况下，激光雷达系统用于感知车辆周围环境。在这些和其他应用中，被照射的对象可能是人。这样，来自激光雷达系统的激光有可能照射人的眼睛。
激光对人的眼睛会是非常危险的。激光的相干性和小光束发散角与眼睛的晶状体相结合，导致激光在视网膜上聚焦成极小的光斑尺寸。这种小光斑尺寸具有足够高的激光光功率，会可导致视网膜灼伤，并对眼睛造成永久性损伤。这样，需要可以以眼睛安全水平的激光能量操作的激光雷达系统。
附图说明
在下面结合附图的详细描述中更具体地描述了根据优选的示例性实施例的本教导及其进一步的优点。本领域技术人员将理解，下面描述的附图仅用于说明的目的。附图不一定按比例绘制，而通常将重点放在说明本教导原理上。附图不旨在以任何方式限制申请人的教导的范围。
图1示出了在车辆上实现的本教导的激光雷达系统。
图2示出了本教导的用于确定激光雷达系统的最大允许曝光量(MPE)限制的图。
图3示出了本教导的用于激光雷达系统照射器的激光器阵列的实施例。
图4A示出了包括单独布置的多簇VCSEL器件的芯片。
图4B示出了包括按条布置的多簇VCSEL器件的芯片。
图4C示出了本教导的包括多簇VCSEL器件的芯片的阳极金属接触垫的俯视图。
图4D示出了图4C中所示的包括多簇VCSEL器件的芯片的阴极金属接触垫的仰视图。
图5示出了根据本教导的用于眼睛安全的激光雷达系统的紧凑型VCSEL激光器驱动器组件的实施例的系统框图。
图6A示出了本教导的激光雷达照射器的实施例的示意图，其使用具有第一透镜系统的不同波长的两个VCSEL阵列。
图6B示出了本教导的激光雷达照射器的实施例的示意图，其使用具有第二透镜系统的不同波长的两个VCSEL阵列。
图6C示出了本教导的激光雷达照射器的实施例的示意图，其使用具有第三透镜系统的不同波长的两个VCSEL阵列。
具体实施方式
现在将参照附图中所示的本教导的示例性实施例更详细地描述本教导。虽然结合各种实施例和示例描述了本教导，但是并不意味着本教导限于这些实施例。相反，如本领域技术人员将理解的，本教导包含各种替代、修改和等同物。能够访问本文教导的本领域普通技术人员将会认识到另外的实现、修改和实施例，以及其他使用领域，这些都在如本文所述的本公开的范围内。
本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的提及是指，结合该实施例描述的特定的特征、结构或特性被包括在本教导的至少一个实施例中。在本说明书中各处出现的词语“在一个实施例中”不一定都指的是同一实施例。
应当理解，只要本教导仍然可操作，本教导的方法的各个步骤可以以任何顺序和/或同时执行。此外，应该理解，只要本教导仍然可操作，本教导的装置和方法可以包括任何数量或全部所述实施例。
本教导涉及光检测和测距系统(激光雷达，LIDAR)，其测量到反射和/或散射光的各种对象或目标的距离。特别地，本教导涉及能够在超过70m的长距离上提供具有高达1KHz的高刷新率的激光雷达测量、且确保系统操作符合1级眼睛安全标准的激光雷达系统。
本教导的系统可以使用包括单个发射器和/或多个发射器的激光源。例如，使用单个元件VCSEL或单个边缘发射激光器件的光源将被认为是单个发射器。使用布置在一个或多个基板上的多个VCSEL元件或多个边缘发射激光源的光源被认为是多个发射器源。多元件发射器可以配置成各种阵列配置，其包括一维和二维阵列。本领域技术人员将理解，本教导的以下描述是指具有单发射器源和/或多发射器激光源的眼睛安全的扫描激光雷达系统的各种实施例。对于熟悉本领域的人员来说显而易见的是，本教导的激光雷达系统的特定实施例的特征不应被视为限于单发射器和/或多发射器激光源，而是应该更广泛地解释为适用于单发射器和/或多发射器激光源。
图1示出了在车辆中实现的本教导的激光雷达系统100的操作。激光雷达系统100包括激光投射仪，该激光投射仪有时被称为照射器，其向目标场景投射由光源产生的光束102。激光雷达系统100还包括接收器，该接收器接收从该目标场景中的对象(被示为人106)反射的光104。激光雷达系统100还可以包括控制器，该控制器根据反射光计算到对象106的距离。在各种实施例中，取决于特定的激光雷达要求，控制器可以是简单的电路或更复杂的处理器。另外，激光雷达系统100还包括能够在期望的范围和视场(FOV)上扫描或提供光的特定模式的元件，该模式可以是静态模式。接收器和控制器用于将接收到的信号光转换成测量值，该测量值表示落在激光雷达系统范围和FOV内的周围环境的逐点三维(3D)图。
包括激光源和光束投射仪以及接收器的照射器有时位于车辆108的前侧。人106和/或另一对象(例如汽车或灯杆)将来自源的反射回来的光提供给接收器。激光雷达接收器根据反射光确定到该对象的范围或距离。激光雷达接收器基于从光源发射的光脉冲的飞行时间测量值来计算范围信息。
另外，从例如源和投射仪系统的特定设计中已知的、照射与特定范围相关联的目标平面中的场景的光束轮廓有关的信息，被用于确定关于反射表面的位置信息，以生成场景的完整的x、y、z或三维图片。换句话说，周围环境的逐点三维图表示测量数据的集合，其指示来自在激光雷达系统的视场内把来自源的照明反射到接收器的所有表面的位置信息。以这种方式，获得激光雷达系统的视场中的对象的三维表示。逐点三维数据图也可以称为测量点云。
本教导的激光雷达系统的各种实施例根据期望的性能以各种激光脉冲持续时间和激光脉冲重复率操作。一个示例是汽车激光雷达系统的一个实施例所需的采样率。以100公里/小时(kph)移动的汽车以约28毫米/毫秒(mm/msec)行驶。如果两辆车正在相互靠近，则相对距离将以该速率的两倍或56mm/msec减小。对于在整个视场上精确的系统，每个测量点的距离精度为50mm(～2英寸)，需要能够在此时间期间扫描整个FOV。本教导的眼睛安全的激光雷达系统可以应用于其他类型的激光雷达感测应用，并且不限于感测车辆或汽车。
本申请的受让人已经提出了多源、多波长激光雷达系统。参见2017年3月13日提交的标题为“Multi-Wavelength LIDAR System”的美国专利申请第15/456,789号。美国专利申请第15/456,789号的全部内容通过引用合并于此。出于说明的目的，假设使用对应于特定的期望的三维逐点测量位置的1000个激光器簇的多源激光雷达系统。为了在整个FOV上实现位置精度，如上所述，将需要每毫秒扫描所有的1000个激光器。对于一次只能操作和检测一个激光器的单波长系统，这意味着每个激光器只有一微秒来获取该测量点的位置信息。
本教导的多波长激光雷达系统的一个特征是它提供相对高的刷新率。刷新率有时被称为帧率。刷新率直接与激光雷达正在感测的三维或二维场景的距离测量值被更新的频率有关。本教导的一些实施例提供的系统刷新率至少与通常具有30Hz的刷新率的当前低成本CMOS照相机系统相同。然而，刷新率可以是1kHz或更高。为了了解高刷新率为何如此重要，考虑以100公里/小时行驶的汽车。在这些条件下，汽车将在0.1秒内移动约3米。因此，如果刷新率仅为10Hz，则汽车前方的对象将在该时间中显著移动，从而导致分辨率显著降低。
例如，本教导的激光雷达系统使用四个波长，其中4096个激光器在一帧中被测量，并且脉冲持续时间为1微秒，刷新率对于单个系统将是1kHz。如果使用多个系统覆盖整个360度视场，则刷新率仍需要为1kHz。这使得每次测量采取单个脉冲。然而，如果每次测量使用多个脉冲，则刷新率会降低。
已经建立了激光眼睛安全规定，以设定进入眼睛而不会造成眼睛损伤的激光辐射的可允许量的标准。这些标准确保发射激光的产品以消费者了解与特定产品相关的安全风险的方式被标记。全世界最常参考的标准是由国际电工委员会(TEC)出版的IEC 60825-1，其在欧洲已被采用为EN 60825-1。在美国，激光产品被CDRH 21CFR1040.10涵盖。符合EN60825-1已被确定为符合美国联邦标准。
激光眼睛安全标准具有按波长和最大输出功率分类的不同安全类别。这些标准定义了最大允许曝光量(MPE)，其被指定为可以通过完全打开的瞳孔而不会造成任何损害的光功率或能量。MPE是能量的函数，因此它与激光做为脉冲发射(即，不是连续操作)的系统中的激光脉冲持续时间和重复率有关。
在正常使用的所有条件下，1级激光器是安全的。在1级产品中不能超过最大允许曝光量(MPE)。非常希望汽车激光雷达系统是1级眼睛安全的。在评定为1级的激光雷达系统中，激光雷达系统产生的激光在所有可能暴露于人眼的情况下都不会超过MPE。
在激光雷达系统中必须小心以确保1级眼睛安全，同时还提供最高的系统性能。系统性能可以包括诸如角分辨率、刷新率、视场和范围的参数。许多这些性能参数直接与在激光雷达系统的目标平面处产生的光束的激光功率和/或强度相关联。例如，为了在接收器中具有最佳可能的信噪比，并且还提供长的最大距离范围，期望发射的激光脉冲具有最高的峰值光功率。然而，1级眼睛安全限制了每个脉冲的最大峰值光功率。
例如，根据国际电工委员会(IEC)标准IEC 60825-1计算，对于10皮秒和5微秒之间的曝光持续时间，903nm激光器的可允许曝光能量将为0.392微焦耳。对于持续时间为5纳秒、每5微秒发射的单个激光脉冲，假设具有零上升和下降时间的方形脉冲形状，该脉冲的最大峰值功率为78.4W。对于持续时间为50纳秒、每5微秒发射的的方形脉冲，最大峰值功率将减少到1/10倍，或者将为7.84W。
曝光能量是计算为通过眼睛的完全打开的瞳孔的能量。国际电工委员会(IEC)标准包括应该如何对此进行测量的说明，并且对于波长为400nm至1400nm波长的系统，有两个条件适用。条件1适用于由望远镜或双筒望远镜准直以使得在2000mm处孔径光阑等于50mm时危险增加的光束。条件3适用于为在100mm处限定7mm的孔径光阑/限制孔径的扫描光束确定与肉眼相关的照射。扫描发射的参考点是扫描顶点(扫描光束的枢轴点)。根据本教导的具有100米范围的激光雷达系统将名义上每微秒激发脉冲以最大化刷新速率。在该示例中，峰值光功率受到约束，使得如果每5微秒激发脉冲，则每1微秒的脉冲的幅值需要减少到1/5倍。
本教导的一个方面是可以操作使用多个激光器的激光雷达系统，使得激光器以减少或基本上消除多条光束的光功率的重叠的方式被激励从而产生眼睛安全的系统。如本文所述，MPE提供在距离激光器阵列100mm的距离处的任何固定的7mm孔径下以及在2000mm距离处的50mm下测得的最大能量。来自多条光束的重叠的特定测量点处的相加功率将影响每条光束所允许的最大功率。然而，对于每个测量点的性能(例如，信噪比)将受到该最大功率的限制。图2说明了这个概念。
图2示出了用于确定本教导的激光雷达系统照射器200的MPE限制的图。对于某些应用来说，期望利用在1级标准的MPE极限下特定激光器产生的每条光束进行操作。在这些实施例中，如果两条光束同时操作并重叠，则能量将在光束重叠区域中超过MPE极限。在这些实施例中，根据本教导的关于重叠光束问题的一种解决方案是在分离的时间激励或激发产生重叠光束的激光器。以这种方式，在两条光束的重叠部分中不同时提供这两条光束的能量。这允许两条光束都在MPE允许的全能级下操作，而不存在系统在重叠光束区域中超过眼睛安全限制的机会。
激光雷达系统照射器200被设计成使得在距离激光器阵列204的100mm的距离202处，对应于离散激光器208的四条光束206然后进一步间隔7mm。换句话说，光束206中的任何光束在100mm距离处都不比7mm更接近，因此它们在100mm处不重叠。在这种光学配置中，所有四个激光器206可以同时激发，而没有任何两条光束以影响眼睛安全的方式组合形成具有比任何单条光束更多的光功率的组合光束。无论每个激光器是否发射具有唯一波长的光束，或者至少两条光束是否发射具有相同波长的光束，都是如此。本教导的扫描激光雷达系统的各种实施例利用包括在单一波长下操作的激光器或激光器阵列的照射器和包括在多个波长下操作的激光器或激光器阵列的照射器。
在利用多个激光器(例如，数百个激光器)的本教导的激光雷达系统照射器的一些实施例中，来自一些激光器的光束可能在眼睛安全测量孔径处重叠，而一些光束将不会重叠。在这样的系统中，激光器的激发顺序不能是完全随机的，以便防止可能引起眼睛安全危险的重叠光束。因此，本教导的一个方面使用激光器的激发的伪随机序列。激发模式满足一组数学规则，这些规则导致满足眼睛安全限制的允许的激发序列。
本教导的另一个方面是选择优选的激发序列，该激发序列将最大化系统的刷新率，同时保持眼睛安全的环境。例如，可以确定非随机激发模式，其将最大化整体脉冲速率，同时保持眼睛安全的环境。这种激发模式可以通过在例如激发激光器的控制器的固件中建立的一组规则来实现。
在本教导的激光雷达照射器的不同实施例中，每个激光源基于光脉冲的脉冲宽度、重复率和峰值功率产生具有特定能量的光束。本领域技术人员应当理解，由每个激光源产生的光束具有根据位于测量距离处的平面中的位置的特定能量密度。由多个激光源产生的光在位于测量距离处的平面中的能量密度是根据由光束组合产生的平面中的位置的的各个能量密度的总和。例如，如果根据位置的组合光束的组合能量密度导致在100mm测量距离处的平面上以7mm孔径直径采样的峰值能量不超过MPE，则满足眼睛安全分类。
通过控制激发多个激光源的电信号的模式，可以通过这多个激光器的组合光束控制在平面中产生的能量密度。特别地，可以从多个激光源产生组合光束，其中在特定测量距离处的测量孔径中的组合光束的峰值光能小于期望值。在一些实施例中，测量孔径是由国际电工委员会定义的7mm孔径，测量距离是100mm，并且峰值光能是由国际电工委员会基于特定激光波长定义的MPE。
图3示出了用于本教导的激光雷达系统照射器的激光器阵列300的实施例。激光器阵列300由三条304的配置中的三十个单独的激光发射器302组成，每条304具有两个不同的波长306。在该配置中，彼此紧邻的激光发射器302将产生在特定的眼睛安全测量孔径中重叠的光束。由不紧邻的激光发射器302产生的光束不会重叠。通过使用不能同时激发相邻激光器、但是可以同时激发不同波长的非相邻激光器的规则，可以最大化刷新率而不影响眼睛安全。
在该激发规则中，当操作图3中标记为A1和A2的条304上的激光器302时，不能操作图3中标记为B1的条304上的激光器302。另外，当操作标记为B1和B2的条304上的激光器302时，不能操作标记为A2的条304上的激光器302。此外，标记为A1的条304上的激光器302可以与标记为B2的条304上的激光器302同时操作。这样，激发规则系统允许以系统的最大脉冲速率同时操作非相邻条，但确保眼睛安全测量孔径中的光束中所得到的能量低于最大允许曝光量(MPE)限制。这确保了整个激光雷达系统的1级眼睛安全性。
在本教导的扫描激光雷达系统的一些实施例中，基于监视从照射器发射的照射模式来生成用于激光器的激发模式的规则。也就是说，监视器将确定特定距离处的特定孔径中的峰值能量，并且将确定确保特定距离处的特定孔径中的峰值能量小于特定值的激发模式。在一些实施例中，激光器的激发模式的规则将是与照射器相关联的产生在任何眼睛安全测量孔径中重叠的两条或更多条光束的激光器不同时操作。该规则将适用于这样的系统，其中每个激光器产生的光束产生眼睛安全测量孔径内允许的最大能量。
本教导的另一方面是通过适当选择用于激光器的激发(激励或激活)模式的规则，可以实现各种操作规范，例如，用于定位照射器中的光束的激光功率操作变化和机械公差。
本教导的激光雷达系统的各种实施例利用单个芯片上的多簇VCSEL器件。图4A示出了包括多簇VCSEL器件402的阵列400。特别地，图4A示出了二维阵列中的二十五个簇VCSEL器件402。阵列形成有用于可以单独地偏置的二十五个单独的簇VCSEL器件402的触点404。
图4B示出了包括多簇VCSEL器件452的阵列450。图4B示出了阵列被布置为包括与触点454连接的五个簇VCSEL器件452，其形成每条包括五个簇VCSEL器件452的五条。对于熟悉本领域的人员来说显然的是，也可以生产单个单片2D VCSEL阵列。
图4C示出了芯片472的阳极金属接触垫470的俯视图，芯片472包括2D单片VCSEL阵列中的多簇VCSEL器件474。图4C中所示的芯片是顶侧照明VCSEL阵列。单列中所有VCSEL的所有阳极都一起与单个金属触点连接。
图4D示出了图4C中所示的包括多簇VCSEL器件的芯片472的阴极金属接触垫476的仰视图。单行中的所有阴极以减少电连接数量的方式一起与单个金属触点连接。利用这种金属化模式，可以通过以期望的偏置电平偏置每个行和列触点来操作各个VCSEL器件474(图4C)。通常，当一组激光发射器的阳极连接到一个触点，并且第二组激光发射器的阴极连接到第二触点时，只有属于第一组激光发射器和第二组激光发射器的那些单独的激光器(即，阳极和阴极被连接的那些激光器)将在第一触点和第二触点被适当地偏置时被激励。
对于具有5行和5列的图4D中所示的特定确认，如果VCSEL器件474被单独连接，则仅需要10个电连接而不是25个电连接。本领域技术人员将理解，图12D中所示的配置是许多可能的电寻址配置之一，并且本教导不限于发射器的任何特定的行和列配置或几何形状。重要的是，要注意到随着2D VCSEL阵列尺寸的增加，减少电连接数量这一优势更大。
对于特定的偏置条件，取决于连接的配置，连接到一组激光发射器的阳极的一个触点和连接到第二组激光发射器的阴极的第二触点的使用可以用来激励一个激光发射器或成组的激光发射器。各种激光器与各种触点的阳极连接以及各种激光器与各种触点的阴极连接确定了激发模式的规则。例如，一起激励的各个激光发射器或激光发射器组的已知模式，以及这些激光器在特定眼睛安全测量孔径处产生的光束的能量，在确定允许哪些单独的激光器或组同时激发时都在激发控制方案中被考虑。
图5示出了用于本教导的多波长激光雷达的紧凑型VCSEL激光器驱动器组件500的实施例的系统框图。在该实施例中，在VCSEL组件504的同一载体上本地产生脉冲发生链502。脉冲发生链502包括脉冲控制器506、存储器508、脉冲模式发生器510和激光器驱动器512。如图所示，激光器驱动器512连接到VCSEL激光器514。在一些实施例中，激光器驱动器连接到用于驱动多个VCSEL激光器的共用触点。在一些实施例中，脉冲形状可以存储在本地存储器中或者由控制器和模式发生器的组合生成。
系统处理器516经由数字输入/输出连接件518连接。系统处理器516产生一组指令，其指示激光器激发以及激发多长时间。这些指令将确定激发模式类型。但是，激光器的偏置和激发模式产生是在VCSEL组件上本地完成的。在VCSEL组件上本地产生激光器驱动器脉冲模式极大地简化了整个激光雷达系统所需的接口。在一些实施例中，脉冲控制器506、存储器508、脉冲模式发生器510和激光器驱动器512功能都包含在单个IC封装内。在各种实施例中，VCSEL器件可以是气密封装的或非气密封装的。
用于激发激光器的规则可以存储在扫描激光雷达系统中的各个地方。在一些实施例中，用于激发激光器的规则存储在存储器508中。在一些实施例中，用于激发激光器的规则通过数字I/O 518输入。在另一些实施例中，基于激光雷达系统的操作参数在系统处理器中产生用于激发激光器的规则。在另一些实施例中，基于激光雷达系统的操作参数在控制器中产生用于激发激光器的规则。在另一些实施例中，用于激发激光器的规则基于激光器驱动器组件500提供的输出功率、脉冲宽度和重复率的变化而随时间改变。
本教导的一个特征是发射器元件和/或发射器阵列的间隔、发射器元件的激发模式、以及用于投射和/或准直的光学器件的组合确定激光束是否以及在空间的何处将重叠。另外，可以使用具有分开的波长的分开的阵列。图6A示出了本教导的激光雷达照射器600的实施例的示意图，其使用具有第一透镜系统的不同波长的两个VCSEL阵列。这两个VCSEL阵列602,604偏移～8mm的距离606。由此可知，在一些情况下，来自每个VCSEL阵列的各个激光束608,610将在空间中组合，而在其他情况下，激光束612,614将不会组合。存在确定光束608,610,612,614将组合还是不组合的标准的几何关系。例如，在阵列602,604之间具有8mm的偏移距离606的情况下，以相同标称角度投射的光束(即，来自两个分开的阵列的光束608,614和光束612,610)将不会在空间上组合以在位于100mm的距离618处的7mm孔径616处超过眼睛安全限制。如果仅考虑7mm孔径616，则允许从两个阵列602,604同时激发VCSEL的简单规则将是，在假设每个阵列的透镜系统名义上相同的情况下在每个阵列内选择相同的位置。
然而，如果光束是高度准直的，则需要考虑对应于使用双筒望远镜的其他眼睛安全标准。图6B示出了本教导的激光雷达照射器630的实施例的示意图，其使用具有产生高度准直光束的第二透镜系统的不同波长的两个VCSEL阵列632,634。在高度准直时具有相同投射角度的两条光束将在2000mm处的50mm孔径中组合。为了使光束不在2000mm处的50mm孔径中组合，光束必须相对于彼此相差～1.4°。因此，在图6B所示的实施例中，来自两个阵列632,634的激光束636,638相对于彼此以1.4°的角度640投射，使得对于双筒望远镜的使用条件将满足激光眼睛安全规则。激光束636,638在2000mm的距离644处的50mm孔径642中不重叠。在一些实施例中，图6B的透镜系统与结合图6A描述的实施例中的透镜系统相同，并且确定光束是否组合的投射角度是基于VCSEL阵列中的激光器元件的激发模式的。在一些实施例中，投射角度也受透镜系统的配置的影响。无论确定投射角度的机制如何，满足激光眼睛安全规则的非重叠光束的条件是相对于彼此以1.4°的角度640的投射。
图6C示出了本教导的激光雷达照射器660的实施例的示意图，其使用具有第三透镜系统666的不同波长的两个VCSEL阵列662,664。两个阵列662,664分开～8mm的距离668。从100mm距离672处的7mm孔径670排除的角度范围在图6C中示出。这里，可知上部阵列激光光束相对于下部阵列激光光束需要避免0°到-9.5°的范围。因此，当在一些实施例中组合两个安全条件时，为了进行激光器的同时激发，系统利用在1.4°至-9.5°的范围之外的上部光束和下部光束之间的相对投射角度。
等同物
虽然结合各种实施例描述了申请人的教导，但并不意味着申请人的教导限于这些实施例。相反，申请人的教导包括本领域技术人员将理解的各种替换、修改和等同物，所述各种替换、修改和等同物可以在不脱离本教导的精神和范围的情况下在其中做出。

Claims (35)

1.一种激光雷达照射器，包括：
a)多个激光源，所述多个激光源中的每一个包括电输入端，所述电输入端接收使所述多个激光源中的每一个产生光束的调制驱动信号；以及
b)具有多个电输出端的控制器，所述多个电输出端中的相应一个电输出端连接到所述多个激光源中的相应一个激光源的电输入端，所述控制器产生使所述多个激光源产生形成组合光束的多条光束的多个调制驱动信号，其中，在测量距离处的测量孔径中的组合光束的峰值光能小于期望值。
2.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述多个激光源包括多个垂直腔面发射激光器。
3.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述多个激光源被定位成使得在所述测量距离处的所述测量孔径中的组合光束仅包括所述多条光束中的一条光束。
4.根据权利要求3所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生所述多个调制驱动信号以便在伪随机时间激励所述多个激光源。
5.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得在任何特定时间所述多条光束中的任何光束都不在所述测量距离处的所述测量孔径中重叠。
6.根据权利要求5所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得在至少一些时间多于一条光束照射所述测量距离处的所述测量孔径。
7.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得在所述测量距离处的所述测量孔径中的组合光束包括与所述多条光束中的一条光束在所述测量距离处的所述测量孔径中的峰值光能相比更小或相等的峰值光能。
8.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得在任何特定时间所述多条光束中的仅一条光束照射所述测量距离处的所述测量孔径。
9.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得在任何给定时间在所述测量距离处的所述测量孔径中没有光束在时间上重叠。
10.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得所述多条光束中的至少两条光束在所述测量距离处的所述测量孔径中在时间上同时地重叠。
11.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得所述多条光束中的至少两条光束在所述测量距离处的所述测量孔径中在时间上同时地部分重叠。
12.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述测量孔径约为7mm，并且所述测量距离约为100mm。
13.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生多个调制驱动信号，使得所述多个激光源产生具有期望的脉冲宽度、峰值功率和重复率的脉冲光束，从而每条光束在所述测量距离处的所述测量孔径中不超过最大允许曝光量(MPE)限制。
14.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述多条光束在所述测量距离处的所述测量孔径中产生具有1级眼睛安全的峰值光能的组合光束。
15.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生多个调制驱动信号以最大化所述激光雷达照射器的刷新率。
16.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器还包括电连接到所述控制器的存储器，所述存储器存储表示所述多个调制驱动信号的数据，所述多个调制驱动信号使所述激光雷达照射器产生期望的特定光模式。
17.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，还包括测量能量密度的光学传感器，所述光学传感器具有电连接到所述控制器的输出端。
18.根据权利要求1所述的激光雷达照射器，其中，所述控制器被配置为产生多个调制驱动信号，使得它们产生形成随时间变化的组合光束的多条光束。
19.一种激光雷达照明的方法，包括：
a)提供多个激光源；以及
b)对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号，所述多个调制驱动信号使所述多个激光源产生形成组合光束的多条光束，其中，组合光束在测量距离处的测量孔径中的峰值光能小于期望值。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述提供多个激光源包括：提供多个垂直腔面发射激光器。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号以在伪随机时间激励所述多个激光源。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得在任何特定时间所述多条光束中的任何光束都不在所述测量距离处的所述测量孔径中重叠。
23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得在至少一些时间多于一条光束照射所述测量距离处的所述测量孔径。
24.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得在所述测量距离处的所述测量孔径中的组合光束包括与所述多条光束中的一条光束在所述测量距离处的所述测量孔径中的峰值光能相比更小或相等的峰值光能。
25.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得在任何特定时间所述多条光束中的仅一条光束照射所述测量距离处的所述测量孔径。
26.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得在任何给定时间在所述测量距离处的所述测量孔径中没有光束在时间上重叠。
27.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得所述多条光束中的至少两条光束在所述测量距离处的所述测量孔径中在时间上同时地重叠。
28.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号以便激励所述多个激光源，使得所述多条光束中的至少两条光束在所述测量距离处的所述测量孔径中在时间上同时地部分重叠。
29.根据权利要求19所述的方法，其中，所述测量孔径约为7mm，并且所述测量距离约为100mm。
30.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号，使得所述多个激光源产生具有期望的脉冲宽度、峰值功率和重复率的脉冲光束，从而每条光束在所述测量距离处的所述测量孔径中不超过最大允许曝光量(MPE)限制。
31.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号，以便在所述测量距离处的所述测量孔径中产生具有1级眼睛安全的峰值光能的组合光束。
32.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生所述多个调制驱动信号，以产生最大化激光雷达照射器的刷新率的多个调制驱动信号。
33.根据权利要求19所述的方法，还包括：访问存储器以获得所述多个调制驱动信号。
34.根据权利要求19所述的方法，还包括：测量所述测量距离处的所述测量孔径中的能量密度。
35.根据权利要求19所述的方法，其中，所述对于所述多个激光源中的每一个产生多个调制驱动信号包括：产生多个调制驱动信号以使得它们产生形成随时间变化的组合光束的多条光束。
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