CN115128573A - 用于光学相控阵的驱动电路、驱动方法及激光雷达装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学相控阵的驱动电路、驱动方法及激光雷达装置，光学相控阵驱动电路包括：多个驱动电路单元，以及多个调相信号驱动器，通过多组信号线分别电连接至多列驱动电路单元，每组信号线包括第一信号线和第二信号线，每个光学相控单元包括：光学天线；以及调相器，与所述光学天线连接，配置为调整所述子光线的相位；驱动电路单元包括第一电容和第二电容，配置为交替向对应的调相器提供调相信号，所述第一电容和第二电容交替执行充放电操作。

Description

用于光学相控阵的驱动电路、驱动方法及激光雷达装置

技术领域

本发明涉及光学相控阵技术领域，具体而言，涉及一种用于光学相控阵的驱动电路、驱动方法及激光雷达装置。

背景技术

光学相控阵（Optical Phased Arrays，OPA）技术是通过调制方式使阵列波导之间产生特定相位差，通过波束合成实现光束角度的偏转，是一种灵活、快速和精确的非机械光束定向扫描技术，具有分辨率高、抗干扰性强和高保密性等特点。为实现光学相控阵的光束扫描功能，需要以驱动器件对其调相器进行驱动。驱动器件的规模一般与光学相控阵中光学天线的规模一致。光学相控阵的阵列规模增大是目前的应用趋势。光学相控阵阵列规模的增大意味着驱动电路也需要配置更多的驱动器件，进而与光学相控阵匹配以实现驱动效果。如此，若要满足与大阵列规模的光学相控阵匹配的驱动需求，驱动电路的电路成本将急剧增加，并且集成难度也大大提升。

发明内容

本发明一些实施例提供一种用于光学相控阵的驱动电路，所述光学相控阵包括多个光学相控单元，所述多个光学相控单元配置为发射方向变化的光线，

所述驱动电路包括：

多个驱动电路单元，所述多个驱动电路单元配置为驱动所述多个光学相控单元；以及

多个调相信号驱动器，所述多个调相信号驱动器通过多组信号线分别电连接至多个驱动电路单元，每组信号线包括第一信号线和第二信号线，

每个光学相控单元包括：

光学天线，配置为出射子光线；以及

调相器，与所述光学天线连接，配置为调整所述子光线的相位；

每个驱动电路单元包括：

第一电容和第二电容，配置为向对应的光学相控单元的所述调相器提供调相信号；

所述光学相控阵的驱动控制包括相邻的第一控制周期和第二控制周期，在第一控制周期中，所述第一电容接入对应的第一信号线进行充电，所述调相器接入对应的第二电容执行调相操作；在第二控制周期中，所述第二电容接入对应的第二信号线进行充电，所述调相器接入对应的第一电容执行调相操作。

在一些实施例中，所述多个光学相控单元以阵列方式排布，所述多个驱动电路单元以阵列方式排布，并与所述多个光学相控单元一一对应，

所述驱动电路还包括多路控制器，所述多路控制器通过多条控制线分别电连接至多行驱动电路单元。

在一些实施例中，每个驱动电路单元包括：

第一开关器件，所述第一开关器件包括：

第一控制电极，与对应的控制线电连接；

第一输入电极，与对应的第一信号线电连接；以及

第一输出电极，与所述第一电容电连接，

第二开关器件，所述第二开关器件包括：

第二控制电极，与对应的控制线电连接；

第二输入电极，与对应的第二信号线电连接；以及

第二输出电极，与所述第二电容电连接，以及

调相切换开关，所述调相切换开关配置为在第一控制周期中接通所述第二电容和所述调相器，并断开所述第一电容和所述调相器；在第二控制周期中接通所述第一电容和所述调相器，并断开所述第二电容和所述调相器。

在一些实施例中，所述驱动电路还包括多个调相信号切换开关，分别设在所述多个调相信号驱动器和所述多组信号线之间，在第一控制周期中，所述多个调相信号切换开关分别将所述多个调相信号驱动器连接至所述多组信号线的第一信号线，在所述第二控制周期中，所述多个调相信号切换开关分别将所述多个调相信号驱动器连接至所述多组信号线的第二信号线。

在一些实施例中，在第一控制周期中，所述多路控制器通过多条控制线对所述多个驱动电路单元执行逐行扫描，所述多个调相信号驱动器通过所述多组信号线的第一信号线对所述多个驱动电路单元的第一电容进行逐行充电，所述多个驱动电路单元的第二电容同时接入对应的调相器。

在一些实施例中，在第一控制周期中，各行驱动电路单元的扫描时长基本上均分所述第一控制周期。

在一些实施例中，在第二控制周期中，所述多路控制器通过多条控制线执行逐行扫描，所述多个调相信号驱动器通过所述多组信号线的第二信号线对所述多个驱动电路单元的第二电容进行逐行充电，所述多个驱动电路单元的第一电容同时接入对应的调相器。

在一些实施例中，在第二控制周期中，各行驱动电路单元的扫描时长基本上均分所述第二控制周期。

在一些实施例中，所述第一控制周期和第二控制周期交替设置，且所述第一控制周期和第二控制周期基本上相等。

在一些实施例中，对于任意相邻的两个控制周期，在前一控制周期中，通过所述多组信号线的第一信号线或第二信号线将调相信号输入多个驱动电路单元中，在后一控制周期中，所述多个光学相控单元中的调相器基于前一控制周期输入的调相信号执行调相操作。

在一些实施例中，所述调相信号驱动器包括数模转换器和/或脉宽宽度调制式开关型稳压电路。

本公开一些实施例提供一种激光雷达装置，所述激光雷达装置包括：

光学相控阵；以及

前述实施例所述的驱动电路。

本公开一些实施例提供一种驱动方法，采用前述实施例所述的驱动电路，所述驱动方法包括：

在第一控制周期中，利用第一信号线对应的第一电容进行充电，利用第二电容控制对应的调相器执行调相操作；以及

在第二控制周期中，利用第二信号线对应的第二电容进行充电，利用第一电容控制对应的调相器执行调相操作，

其中，所述第一控制周期和第二控制周期交替设置。

本发明实施例的上述方案与相关技术相比，至少具有以下有益效果：

通过多路控制器以及多个调相信号驱动器对光学相控阵的阵列排布的多个光学相控单元执行扫描驱动，利用简单的驱动电路设计实现阵列规模大的光学相控阵的驱动控制。驱动电路单元包括两个电容，两个电容交替地充电，并且交替地给对应的光学相控单元的调相器提供调相信号，两个电容均可以充分地充电，调相器无需等待电容的充电时间，可以保证由调相信号驱动器传输至光学相控单元的调相器的调相信号准确性，避免由于电容充电不充分使得调相器不能精确地调控需要的相位，进而导致光学相控阵出光达不到预期效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明一些实施例提供的用于光学相控阵的驱动电路的结构示意图，其中，驱动电路处于第一控制周期；

图2为本发明一些实施例提供的用于光学相控阵的驱动电路的结构示意图，其中，驱动电路处于第二控制周期；

图3为本发明一些实施例提供的驱动电路单元与光学相控单元配合的结构示意图，其中，驱动电路处于第一控制周期；

图4为本发明一些实施例提供的驱动电路单元与光学相控单元配合的结构示意图，其中，驱动电路处于第二控制周期；以及

图5为本发明一些实施例提供的用于光学相控阵的驱动电路的工作时序图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述，但这些不应限于这些术语。这些术语仅用来将区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

在相关技术中，光学相控阵（Optical Phased Array, OPA）的基本功能是实现光束扫描，在其中一个方向上通过调控波导的相位差来实现光束的偏转。为实现光学相控阵的光束扫描功能，需要以驱动器件对其调相器进行驱动。驱动器件的规模一般与光学相控阵中光学天线的规模一致。驱动器、调相器和光学天线三者之间数量上对应。因大规模光学相控阵的应用需求，需要配以大规模的驱动电路实现对其的驱动，导致驱动电路的成本高，电路结构复杂，且集成难度非常大。

为了克服上述问题，本发明提供一种用于光学相控阵的驱动电路，所述光学相控阵包括多个光学相控单元，所述多个光学相控单元以阵列方式排布并且配置为发射方向变化的光线，所述驱动电路包括：多个驱动电路单元，所述多个驱动电路单元以阵列方式排布，并与所述多个光学相控单元一一对应，配置为驱动所述多个光学相控单元；多路控制器，所述多路控制器通过多条控制线分别电连接至多行驱动电路单元；以及多个调相信号驱动器，所述多个调相信号驱动器通过多组信号线分别电连接至多列驱动电路单元，每组信号线包括第一信号线和第二信号线，每个光学相控单元包括：光学天线，配置为出射子光线；以及调相器，与所述光学天线连接，配置为调整所述子光线的相位；每个驱动电路单元包括：第一电容和第二电容，配置为向对应的光学相控单元的所述调相器提供调相信号，所述光学相控阵的驱动控制包括相邻的第一控制周期和第二控制周期，在第一控制周期中，所述第一电容接入对应的第一信号线进行充电，所述调相器接入对应的第二电容执行调相操作；在第二控制周期中，所述第二电容接入对应的第二信号线进行充电，所述调相器接入对应的第一电容执行调相操作。

本发明通过多路控制器以及多个调相信号驱动器对驱动电路的阵列排布的多个光学相控单元执行扫描驱动，利用简单的驱动电路设计实现阵列规模大的光学相控阵的驱动控制。并且本发明中的驱动电路单元包括两个电容，两个电容交替地充电，并且交替地给对应的光学相控单元的调相器提供调相信号，两个电容均可以充分地充电，可以保证由调相信号驱动器传输至光学相控单元的调相器的调相信号准确性，避免由于电容充电不充分使得调相器不能精确地调控需要的相位，进而导致光学相控阵出光达不到预期效果。

下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。

图1为本发明一些实施例提供的用于光学相控阵的驱动电路的结构示意图，其中，驱动电路处于第一控制周期。图2为本发明一些实施例提供的用于光学相控阵的驱动电路的结构示意图，其中，驱动电路处于第二控制周期。图3为本发明一些实施例提供的驱动电路单元与光学相控单元配合的结构示意图，其中，驱动电路处于第一控制周期。图4为本发明一些实施例提供的驱动电路单元与光学相控单元配合的结构示意图，其中，驱动电路处于第二控制周期。

如图1至图4所示，本发明提供一种用于光学相控阵的驱动电路，驱动电路100用于驱动光学相控阵，所述光学相控阵包括多个光学相控单元50，所述多个光学相控单元50以阵列方式排布并且配置为发射方向变化的光线。驱动电路100包括：多个驱动电路单元10、多路控制器20以及多个调相信号驱动器D。

多个驱动电路单元10阵列排布，并与所述多个学相控单元单元50，一一对应，配置为驱动所述多个光学相控单元50。驱动电路单元10的数量例如为n×m个，光学相控阵例如包括n行驱动电路单元和m列驱动电路单元。多个驱动电路单元10配置为发射方向变化的光线，具体地，每个驱动电路单元10的光学天线发出的子光线相互叠加可以合成角度灵活、方向变化的光线。可以通过控制各驱动电路单元10的光学天线发出的子光线的相位来调整光学相控阵发出的光线的出射方向。由此来实现扫描。其可以用于激光测距领域，代替需要机械运动的转镜。

多路控制器20通过多条控制线分别电连接至多行驱动电路单元。控制线的数量例如为n，n为大于等于2的自然数。每条控制线GL1，GL2，……，GLn用于对相应的驱动电路单元行提供控制信号。

多个调相信号驱动器D通过多组信号线分别电连接至多列驱动电路单元，每组信号线DG包括第一信号线和第二信号线。调相信号驱动器D的数量例如为m，m为大于等于2的自然数。具体地，第1调相信号驱动器D1通过第1信号线组DG1连接至第1列驱动电路单元，第1信号线组DG1中的第一信号线DL11和第二信号线DL12均连接至第1列驱动电路单元中的每一个驱动电路单元10，用于向该些驱动电路单元10提供调相信号。第2调相信号驱动器D2通过第2信号线组DG2连接至第2列驱动电路单元，第2信号线组DG2中的第一信号线DL21和第二信号线DL22均连接至第2列驱动电路单元中的每一个驱动电路单元10，用于向该些驱动电路单元10提供调相信号，……，第m调相信号驱动器Dm通过第m信号线组DGm连接至第m列驱动电路单元，第m信号线组DGm中的第一信号线DLm1和第二信号线DLm2均连接至第m列驱动电路单元中的每一个驱动电路单元10，用于向该些驱动电路单元10提供调相信号。

在一些实施例中，所述调相信号驱动器包括数模转换器和/或脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路。

在一些实施例中，如图1至图4所示，每个光学相控单元50包括光学天线AT、调相器PS。

光学天线AT配置为出射子光线，例如在激光测距中，激光源提供的激光分束为多束子激光，分别由各驱动电路单元10的光学天线AT出射。

调相器PS与所述光学天线AT连接，配置为调整所述子光线的相位。调相器PS包括电信号输入端，光信号输入端以及光信号输出端，光信号输出端与其对应的光学天线AT连接，调相器PS可以基于接收的电信号，例如为电压信号、电流信号对流经其的光信号进行调整相位。

每个驱动电路单元10包括第一电容C1和第二电容C2。

第一电容C1和第二电容C2配置为向所述调相器PS提供调相信号，即电信号，用于控制调相器PS的调相操作。

图5为本发明一些实施例提供的用于光学相控阵的驱动电路的工作时序图。如图3至图5所示，驱动电路100的驱动控制包括相邻的第一控制周期CP1和第二控制周期CP2，在第一控制周期CP1中，所述第一电容C1接入对应的第一信号线进行充电，所述调相器PS接入第二电容C2执行调相操作；在第二控制周期CP2中，所述第二电容C2接入对应的第二信号线进行充电，所述调相器PS接入第一电容C1执行调相操作。

上述实施例在通过多路控制器20以及多个调相信号驱动器D对驱动电路中阵列排布的多个驱动电路单元10执行扫描驱动，利用简单的驱动电路设计实现阵列规模大的光学相控阵的驱动控制。另外，驱动电路单元包括两个电容，两个电容交替地充电，并且交替地给调相器提供调相信号，两个电容均可以充分地充电，可以保证由调相信号驱动器传输至光学相控单元的调相器的调相信号准确性，避免由于电容充电不充分使得调相器不能精确地调控需要的相位，进而导致光学相控阵出光达不到预期效果。

在一些实施例中，如图1至图4所示，每个驱动电路单元10包括第一开关器件T1、第二开关器件T2以及调相切换开关SW。第一开关器件T1、第二开关器件T2以及调相切换开关SW例如为薄膜晶体管。

第一开关器件T1例如包括第一控制电极T11、第一输入电极T12以及第一输出电极T13。第一控制电极T11与对应的控制线电连接，第一输入电极T12与对应的第一信号线电连接，第一输出电极T13与所述第一电容C1电连接。当第一开关器件T1接收到对应的控制线传输的控制信号后可以将关闭状态切换至开启状态，使得第一输入电极T12与第一输出电极T13之间导通，第一开关器件T1对应的调相信号驱动器D生成的调相信号可以经由第一开关器件T1输入第一电容C1，用于后续控制对应的调相器PS的调相操作。

第二开关器件T2例如包括第二控制电极T21、第二输入电极T22以及第二输出电极T23。第二控制电极T21与对应的控制线电连接，第二输入电极T22与对应的第二信号线电连接，第二输出电极T23与所述第二电容C2电连接，当第二开关器件T2接收到对应的控制线传输的控制信号后可以将关闭状态切换至开启状态，使得第二输入电极T22与第二输出电极T23之间导通，第二开关器件T2对应的调相信号驱动器D生成的调相信号可以经由第二开关器件T2输入第一电容C2，用于后续控制对应的调相器PS的调相操作。

调相切换开关SW配置为在第一控制周期CP1中接通所述第二电容C2和所述调相器PS，并断开所述第一电容C1和所述调相器PS；在第二控制周期CP2中接通所述第一电容C1和所述调相器PS，并断开所述第二电容C2和所述调相器PS。

第一电容C1和第二电容C2交替充电，并且交替控制调相器PS的调相操作，第一电容C1和第二电容C2均具有充足的充电时长，保证它们在控制调相器PS的调相操作时可以将精确的调相信号传输至调相器以执行精确的相位调控。

在一些实施例中，所述驱动电路100还包括多个调相信号切换开关40，分别设在所述多个调相信号驱动器D和所述多组信号线之间，在第一控制周期中CP1，所述多个调相信号切换开关40分别将所述多个调相信号驱动器D连接至所述多组信号线的第一信号线，在所述第二控制周期CP2中，所述多个调相信号切换开关40分别将所述多个调相信号驱动器D连接至所述多组信号线的第二信号线。通过设置调相信号切换开关40，可以利用同一个调相信号驱动器D在第一控制周期CP1和第二控制周期CP2分别给同一驱动电路单元10的第一电容C1和第二电容C2充电，即提供调相信号。

在一些实施例中，在第一控制周期CP1中，所述多路控制器20通过多条控制线GL1，GL2，……，GLn对所述多个驱动电路单元10执行逐行扫描，所述多个调相信号驱动器D1，D2……，Dm通过所述多组信号线DG1，DG2，……，DGm的第一信号线对所述多个驱动电路单元10的第一电容C1进行逐行充电，所述多个光学相控单元50的调相器PS同时接入对应的第二电容C2，以对多个光学相控单元50的调相器PS同时进行调相，使得多个光学相控单元50的光学天线AT输出准确调相的子光线，进而保证光学相控阵输出预定方向的光线。

在一些实施例中，在第一控制周期CP1中，各行驱动电路单元10的扫描时长基本上均分所述第一控制周期CP1，使得各行驱动电路单元10的第一电容C1基本上具有相同的充电时长，保证它们充分充电。

在一些实施例中，在第二控制周期CP2中，所述多路控制器20通过多条控制线GL1，GL2，……，GLn执行逐行扫描，所述多个调相信号驱动器D1，D2……，Dm通过所述多组信号线DG1，DG2，……，DGm的第二信号线对所述多个驱动电路单元10的第二电容C2进行逐行充电，所述多个驱动电路单元10的调相器PS同时接入对应的第一电容C1。以对多个驱动电路单元10的调相器PS同时进行调相，使得多个驱动电路单元10的光学天线AT输出准确调相的子光线，进而保证光学相控阵输出预定方向的光线。

在一些实施例中，在第二控制周期CP2中，各行驱动电路单元10的扫描时长基本上均分所述第二控制周期CP2，使得各行驱动电路单元10的第二电容C2基本上具有相同的充电时长，保证它们充分充电。

在一些实施例中，所述第一控制周期CP1和第二控制周期CP2交替设置，且所述第一控制周期CP1和第二控制周期CP2相等。

结合图1至图5所示，驱动电路100可以应用于激光测距。激光测距例如为FMCW（Frequency-Modulated Continuous Wave，调频连续波）测距。激光测距的每个测距周期例如包括一次升频和一次降频。每个测距周期对应一个探测方向。通过相位调制光学相控阵出射的光线改变了出射方向，每次相位调整对应一个出光方向来实现激光扫描。因此，激光测距的测距周期与第一控制周期CP1和第二控制周期CP2相等，第一控制周期CP1和第二控制周期CP2可以统称为控制周期。

以下具体介绍驱动电路100的驱动方式，如图1至图5所示，多路控制器20以及多个调相信号驱动器D周期性地操作，使得多个光学相控单元50的调相器PS周期性地执行调相操作，由此调制光学相控阵出射的光线的出射方向。第一控制周期CP1和第二控制周期CP2统称为控制周期，在每个控制周期内，多个光学相控单元50的调相器PS基于预设的调相信号执行调相操作，使得光学相控阵出射的光线沿与预设的调相信号对应的出光方向出射。

在每个控制周期中，多路控制器20对多行驱动电路单元10执行扫描，利用多个调相信号驱动器D将预设的调相信号传输至多个驱动电路单元10的第一电容C1和第二电容C2中的一个中，同时将多个驱动电路单元10的第一电容C1和第二电容C2中的另一个接入对应调相器PS执行调相操作。

具体地，如图1-图5所示，在第一控制周期CP1中，多路控制器20对多行驱动电路单元10执行扫描，多个调相信号驱动器D分别连接多个信号线组的第一信号线，将预设的调相信号传输至多个驱动电路单元10的第一电容C1。具体地，首先，多路控制器20调整控制线GL1上的控制信号G1处于高电平，其他控制线上的控制信号处于低电平，此时第一行驱动电路单元10的第一开关器件T1处于开启状态，其他行驱动电路单元10的第一开关器件T1处于关闭状态，多个调相信号驱动器D分别通过多个信号线组的第一信号线将预设的调相信号传输至第一行驱动电路单元10中的多个第一电容C1中执行充电操作，以在第一电容C1中保持该调相信号。随后，多路控制器20控制控制线GL2上的控制信号G2处于高电平，其他控制线上的控制信号处于低电平，此时第二行驱动电路单元10的第一开关器件T1处于开启状态，其他行驱动电路单元10的第一开关器件T1处于关闭状态，多个调相信号驱动器D分别通过多个信号线组的第一信号线将预设的调相信号传输至第二行驱动电路单元10中的多个第一电容C1中执行充电操作，以在第一电容C1中保持该调相信号。……，多路控制器20调整控制线GLn上的控制信号Gn处于高电平，其他控制线上的控制信号处于低电平，此时第n行驱动电路单元10的第一开关器件T1处于开启状态，其他行驱动电路单元10的第一开关器件T1处于关闭状态，多个调相信号驱动器D分别通过多个信号线组的第一信号线将预设的调相信号传输至第n行驱动电路单元10中的多个第一电容C1中执行充电操作，以在第一电容C1中保持该调相信号，由此完成行驱动电路单元阵列的调相信号输入操作。

同时在第一控制周期CP1中，多个驱动电路单元10的第二电容C2与其对应的调相器PS电连接，在整个第一控制周期CP1中，多个光学相控单元50的调相器PS基于其对应的第二电容C2上存储的调相信号执行调相操作，可以使得精确调相，保证光学相控阵的出光方向的预期。

在第二控制周期CP2中，多路控制器20对多行驱动电路单元10执行扫描，多个调相信号驱动器D分别连接多个信号线组的第二信号线，将预设的调相信号传输至多个驱动电路单元10的第二电容C2。具体地，首先，多路控制器20调整控制线GL1上的控制信号G1处于高电平，其他控制线上的控制信号处于低电平，此时第一行驱动电路单元10的第二开关器件T2处于开启状态，其他行驱动电路单元10的第二开关器件T2处于关闭状态，多个调相信号驱动器D分别通过多个信号线组的第二信号线将预设的调相信号传输至第一行驱动电路单元10中的多个第二电容C2中执行充电操作，以在第二电容C2中保持该调相信号。随后，多路控制器20调整控制线GL2上的控制信号G2处于高电平，其他控制线上的控制信号处于低电平，此时第二行驱动电路单元10的第二开关器件T2处于开启状态，其他行驱动电路单元10的第二开关器件T2处于关闭状态，多个调相信号驱动器D分别通过多个信号线组的第二信号线将预设的调相信号传输至第二行驱动电路单元10中的多个第二电容C2中执行充电操作，以在第二电容C2中保持该调相信号。……多路控制器20控制控制线GLn上的控制信号Gn处于高电平，其他控制线上的控制信号处于低电平，此时第n行驱动电路单元10的第二开关器件T2处于开启状态，其他行驱动电路单元10的第二开关器件T2处于关闭状态，多个调相信号驱动器D分别通过多个信号线组的第二信号线将预设的调相信号传输至第n行驱动电路单元10中的多个第二电容C2中执行充电操作，以在第二电容C2中保持该调相信号，由此完成行驱动电路单元阵列的调相信号输入操作。

同时在第二控制周期CP2中，多个驱动电路单元10的第一电容C1与其对应的调相器PS电连接，在整个第二控制周期CP2中，多个光学相控单元50的调相器PS基于其对应的第一电容C1上存储的调相信号执行调相操作，可以使得精确调相，保证光学相控阵的出光方向的预期。

在一些实施例中，对于任意相邻的两个控制周期，在前一控制周期中，通过所述多组信号线中的第一信号线或第二信号线将调相信号输入多个驱动电路单元10中，在后一控制周期中，所述多个光学相控单元中的调相器基于前一控制周期输入的调相信号执行调相操作。采用该种方式，驱动电路单元10的调相信号输入操作与调相操作可以在两个控制周期中完成。具体地，所有驱动电路单元10的调相信号输入操作在一个控制周期完成，各行驱动电路单元的扫描时长基本上均分所述控制周期，保证了各行驱动电路单元的第一电容C1或第二电容C2的充电时长，使得它们可以保存精确的调相信号。所有光学相控单元50的调相操作同时在一个控制周期内执行，保证它们在控制调相器PS的调相操作时可以将精确的调相信号传输至调相器以执行精确的相位调控。

本发明一些实施例提供一种激光雷达装置，所述激光雷达装置包括：光学相控阵；以及前述实施例所述的驱动电路。驱动电路对光学相控阵进行驱动，使得光学相控阵发射出射方向变化的光线。

本发明一些实施例提供一种光学相控阵的驱动方法，采用前述实施例所述的驱动电路，所述驱动方法包括以下步骤S01～S02。

S01：在第一控制周期中，利用第一信号线对应的第一电容进行充电，利用第二电容控制对应的调相器执行调相操作。

具体地，在第一控制周期CP1中，多路控制器20对多行驱动电路单元10执行扫描，多个调相信号驱动器D分别连接多个信号线组的第一信号线，将预设的调相信号传输至多个驱动电路单元10的第一电容C1，同时在第一控制周期CP1中，多个驱动电路单元10的第二电容C2与其对应的调相器PS电连接，在整个第一控制周期CP1中，多个光学相控单元50的调相器PS基于其对应的第二电容C2上存储的调相信号执行调相操作。

S02：在第二控制周期中，利用第二信号线对应的第二电容进行充电，利用第一电容控制对应的调相器执行调相操作。

具体地，在第二控制周期CP2中，多路控制器20对多行驱动电路单元10执行扫描，多个调相信号驱动器D分别连接多个信号线组的第二信号线，将预设的调相信号传输至多个驱动电路单元10的第二电容C2，同时在第二控制周期CP2中，多个驱动电路单元10的第一电容C1与其对应的调相器PS电连接，在整个第二控制周期CP2中，多个光学相控单元50的调相器PS基于其对应的第一电容C1上存储的调相信号执行调相操作。

所述第一控制周期和第二控制周期是交替设置的。阵驱动电路的驱动电路单元的两个电容交替地充电，并且交替地给对应的光学相控单元的调相器提供调相信号，两个电容均可以充分地充电，可以保证由调相信号驱动器传输至光学相控单元的调相器的调相信号准确性。本说明书中各个部分采用并列和递进相结合的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用举例的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种用于光学相控阵的驱动电路，其特征在于，所述光学相控阵包括多个光学相控单元，所述多个光学相控单元配置为发射方向变化的光线，

所述驱动电路包括：

多个驱动电路单元，所述多个驱动电路单元配置为驱动所述多个光学相控单元；以及

多个调相信号驱动器，所述多个调相信号驱动器通过多组信号线分别电连接至多个驱动电路单元，每组信号线包括第一信号线和第二信号线，

每个光学相控单元包括：

光学天线，配置为出射子光线；以及

调相器，与所述光学天线连接，配置为调整所述子光线的相位；

每个驱动电路单元包括：

第一电容和第二电容，配置为向对应的光学相控单元的所述调相器提供调相信号；

所述光学相控阵的驱动控制包括相邻的第一控制周期和第二控制周期，在第一控制周期中，所述第一电容接入对应的第一信号线进行充电，所述调相器接入对应的第二电容执行调相操作；在第二控制周期中，所述第二电容接入对应的第二信号线进行充电，所述调相器接入对应的第一电容执行调相操作。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述多个光学相控单元以阵列方式排布，所述多个驱动电路单元以阵列方式排布，并与所述多个光学相控单元一一对应，

所述驱动电路还包括多路控制器，所述多路控制器通过多条控制线分别电连接至多行驱动电路单元。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，每个驱动电路单元包括：

第一开关器件，所述第一开关器件包括：

第一控制电极，与对应的控制线电连接；

第一输入电极，与对应的第一信号线电连接；以及

第一输出电极，与所述第一电容电连接，

第二开关器件，所述第二开关器件包括：

第二控制电极，与对应的控制线电连接；

第二输入电极，与对应的第二信号线电连接；以及

第二输出电极，与所述第二电容电连接，以及

调相切换开关，所述调相切换开关配置为在第一控制周期中接通所述第二电容和所述调相器，并断开所述第一电容和所述调相器；在第二控制周期中接通所述第一电容和所述调相器，并断开所述第二电容和所述调相器。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括多个调相信号切换开关，分别设在所述多个调相信号驱动器和所述多组信号线之间，在第一控制周期中，所述多个调相信号切换开关分别将所述多个调相信号驱动器连接至所述多组信号线的第一信号线，在所述第二控制周期中，所述多个调相信号切换开关分别将所述多个调相信号驱动器连接至所述多组信号线的第二信号线。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的驱动电路，其特征在于，在第一控制周期中，所述多路控制器通过多条控制线对所述多个驱动电路单元执行逐行扫描，所述多个调相信号驱动器通过所述多组信号线的第一信号线对所述多个驱动电路单元的第一电容进行逐行充电，所述多个驱动电路单元的第二电容同时接入对应的调相器。

6.根据权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，在第一控制周期中，各行驱动电路单元的扫描时长基本上均分所述第一控制周期。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的驱动电路，其特征在于，在第二控制周期中，所述多路控制器通过多条控制线执行逐行扫描，所述多个调相信号驱动器通过所述多组信号线的第二信号线对所述多个驱动电路单元的第二电容进行逐行充电，所述多个驱动电路单元的第一电容同时接入对应的调相器。

8.根据权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，在第二控制周期中，各行驱动电路单元的扫描时长基本上均分所述第二控制周期。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述第一控制周期和第二控制周期交替设置，且所述第一控制周期和第二控制周期基本上相等。

10.根据权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，对于任意相邻的两个控制周期，在前一控制周期中，通过所述多组信号线的第一信号线或第二信号线将调相信号输入多个驱动电路单元中，在后一控制周期中，所述多个光学相控单元中的调相器基于前一控制周期输入的调相信号执行调相操作。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述调相信号驱动器包括数模转换器和/或脉宽宽度调制式开关型稳压电路。

12.一种激光雷达装置，其特征在于，所述激光雷达装置包括：

光学相控阵；以及

权利要求1至11中任一项所述的驱动电路。

13.一种驱动方法，采用权利要求1至11中任一项所述的驱动电路，所述驱动方法包括：

在第一控制周期中，利用第一信号线对应的第一电容进行充电，利用第二电容控制对应的调相器执行调相操作；以及

在第二控制周期中，利用第二信号线对应的第二电容进行充电，利用第一电容控制对应的调相器执行调相操作，

其中，所述第一控制周期和第二控制周期交替设置。

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