CN116243278A - 光芯片模组、激光雷达及可移动设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种光芯片模组、激光雷达及可移动设备。光芯片模组包括光芯片与反射模组。光芯片包括包层及多个第一收发波导模块，第一收发波导嵌设于包层，第一收发波导模块的第一出射端与第一入射端之间沿第一预设方向间隔设置，两者共同构成第一收发波导模块的第一收发端，各第一收发波导模块的第一收发端沿第二预设方向间隔设置。反射模组包括多个反射模块，各反射模块沿第二预设方向排布，各反射模块与各第一收发波导模块之间一一对应。反射模块具有第一反射面，第一收发波导模块的第一收发端与第一反射面之间沿第二预设方向相对设置。本申请实施例提供的光芯片模组有利于在相同分辨率的条件下提升激光雷达的探测视场。

Description

光芯片模组、激光雷达及可移动设备

技术领域

本申请涉及激光探测技术领域，尤其涉及光芯片模组、激光雷达及可移动设备。

背景技术

相关技术中，调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW）激光雷达包括光源模组、光芯片模组、扫描模组和光电探测模组。其中，光源模组用于生成探测光和本振光。光芯片模组包括发射波导和接收波导；发射波导用于传输上述探测光，并经由出射端进行出射，以对目标物体进行探测；接收波导用于经由其入射端接收目标物体反射探测光而形成的回波光。扫描模组包括可转动的扫描器件，其用于接收对光芯片模组出射的探测光并进行反射，以使探测光在激光雷达之外形成特定的探测视场；此外，扫描模组也用于接收回波光，从而使回波光反射再次回到光芯片模组的接收波导。光电探测模组用于接收上述本振光和回波光，以使两种光信号拍频而生成拍频信号，并对该拍频信号进行光电转换。其中，发射波导的出射端与接收波导的入射端在光芯片所在的平面内错开，该错开的方向与激光雷达的快轴扫描方向（如水平探测方向）对应，其旨在改善快轴扫描导致的回波光斑偏移现象。

相关技术中有些光芯片模组包括一发射波导与一接收波导，在保证激光雷达慢轴扫描方向分辨率满足要求的条件下，激光雷达慢轴扫描方向（如垂直探测方向）的探测视场较小，即当前光芯片模组可以实现的探测视场仍较小。

发明内容

本申请实施例旨在提供光芯片模组、激光雷达及可移动设备，以改善当前激光雷达的探测视场较小的现状。

第一方面，本申请实施例提供了一种光芯片模组，包括光芯片与反射模组。光芯片包括包层以及多个第一收发波导模块，所述第一收发波导嵌设于所述包层，所述第一收发波导模块包括第一发射波导和第一接收波导，所述第一发射波导具有第一出射端，所述第一发射波导用于传输探测光，并经由所述第一出射端出射所述探测光，所述第一接收波导具有第一入射端，所述第一接收波导用于经由所述第一入射端接收回波光，所述回波光为目标物体反射所述探测光形成，所述第一出射端与所述第一入射端之间沿第一预设方向间隔设置，所述第一出射端与所述第一入射端共同构成所述第一收发波导模块的第一收发端，各所述第一收发波导模块的第一收发端沿第二预设方向间隔设置。反射模组包括多个反射模块，各反射模块沿所述第二预设方向排布，各所述反射模块与各所述第一收发波导模块之间一一对应，所述光芯片具有沿厚度方向相对的第一表面与第二表面，所述第一表面设有用于容置所述反射模块的至少部分的容置槽，所述反射模块具有第一反射面，所述第一收发波导模块的第一收发端与第一反射面之间沿第二预设方向相对设置，所述第一反射面用于反射所述探测光，以使所述探测光以与所述厚度方向成非直角的方向出射，以及用于反射所述回波光，以使所述回波光射向所述第一接收波导。其中，所述第一预设方向、所述第二预设方向与所述光芯片的厚度方向之间两两垂直。

第二方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，包括上述的光芯片模组。

第三方面，本申请实施例提供了一种可移动设备，包括上述的激光雷达。

本申请的光芯片模组、激光雷达及可移动设备中，光芯片模组包括光芯片与反射模组。其中，光芯片包括多个第一收发波导模块；该第一收发波导模块包括用于传输与出射探测光的第一发射波导，以及用于接收与传输回波光的第一接收波导。第一发射波导的第一出射端与第一接收波导的第一入射端沿第一预设方向间隔设置，并共同构成第一收发端；各第一收发波导模块的第一收发端沿第二预设方向排布。各反射模块沿第二预设方向排布，各反射模块与各第一收发波导模块之间一一对应。每一反射模块的第一反射面与对应的第一收发波导模块的第一收发端沿第二预设方向相对设置，使得经由各第一反射面出射的探测光可以在第二预设方向错开，从而可以在激光雷达的外部形成多个相应的子探测视场，各子探测视场共同构成激光雷达的总探测视场。因此，本申请实施例提供的光芯片模组有利于在相同分辨率的条件下提升激光雷达的探测视场，或者在相同总探测视场的条件下，提升分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。

图1是本申请其中一实施例提供的光芯片模组的立体示意图；

图2是图1中光芯片模组的俯视图；

图3是图1中A处的局部放大示意图；

图4是各第一反射面沿第一预设方向与第二预设方向均相互错开时，探测光于收发透镜的光斑示意图；

图5是各第一反射面沿第二预设方向相互错开时，探测光于收发透镜的光斑示意图；

图6是本申请其中另一些实施例提供的光芯片模组的俯视图；

图7是本申请其中又一些实施例提供的光芯片模组的俯视图；

图8是本申请其中再一些实施例提供的光芯片模组的俯视图；

图9为本申请其中再一些实施例提供的光芯片模组的立体示意图；

图10是本申请其中一些实施例提供的激光雷达的示意图；

图11是本申请其中一些实施例提供的可移动设备的示意图。

附图标记说明：

1、光芯片模组；

100、光芯片；110、衬底；120、包层；130、第一收发波导模块；140、第二收发波导模块；150、第三收发波导模块；131、第一发射波导；132、第一接收波导；141、第二发射波导；142、第二接收波导；151、第三发射波导；152、第三接收波导；1311、第一输入端；1312、第一出射端；1321、第一入射端；1322、第一输出端；1412、第二出射端；1421、第二入射端；1512、第三出射端；1521、第三入射端；101、第一表面；102、第二表面；103、第一侧面；104、第二侧面；105、第三侧面；106、第四侧面；107、容置槽；

200、反射模组；210、反射模块；220、基座；211、第一反射面；212、第二反射面；213、第三反射面；201、第三表面；202、第四表面；

2、激光雷达；21、光源模组；22、扫描模组；23、光电探测模组；24、收发透镜；

3、可移动设备；

X、第一预设方向；Y、第二预设方向；Z、第三预设方向。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

当前相关技术中有些的光芯片模组包括一上述发射波导与一接收波导，激光雷达慢轴扫描方向，如垂直探测方向，的探测视场较小。为克服这一不足，相关技术中有些光芯片模组采用在光芯片的厚度方向堆叠多组收发波导的方案，由于厚度方向与光芯片的平面垂直，因此可以使每层收发波导的探测视场可以在慢轴扫描方向，如垂直探测方向，堆叠起来，从而提升激光雷达在垂直方向的视场。然而，在光芯片的厚度方向堆叠多层收发波导的工艺难度高，不利于量产。

请参阅图1和图2，其分别示出了本申请其中一些实施例提供的光芯片模组1的立体示意图以及俯视图，光芯片模组1包括光芯片100与反射模组200。其中，光芯片100包括包层120与嵌设于包层120多个第一收发波导模块130。第一收发波导模块130包括第一发射波导131与第一接收波导132，第一发射波导131用于出射探测光的第一出射端1312与第一接收波导132用于接收探测光的第一入射端1321之间沿图示第一预设方向间隔设置，两者构成第一收发波导模块130的第一收发端。多个第一收发波导模块130的第一收发端之间沿图示第二预设方向Y间隔设置。反射模组200包括多个反射模块210，各反射模块210沿上述第二预设方向Y排布，各反射模块210与各第一收发波导模块130之间一一对应。反射模块210具有第一反射面211，第一收发波导模块130的第一收发端与第一反射面211之间沿第二预设方向Y相对设置，以反射第一发射波导131出射的探测光，以使探测光以与光芯片100的厚度方向成非直角的方向出射。则各第一收发波导模块130出射的探测光在经由相应的反射模块210反射后，将在第二预设方向Y错开，进而使各探测光可以在慢轴扫描方向堆叠。在该光芯片模组1应用于激光雷达时，由于每一第一收发波导模块130出射的探测光将在激光雷达外形成一个子探测视场，各子探测视场共同构成激光雷达的探测视场，因此激光雷达的整体探测视场将得以增大。

值得说明的是，本申请文件中的光芯片100视为扁平状结构，本申请文件中所述的“第一预设方向”为与光芯片100的厚度方向Z垂直的方向，其是沿厚度方向Z观察时，第一收发端的第一出射端与第一入射端中的一个指向另一个所确定的方向；本申请文件中所述的“第二预设方向”为分别与上述厚度方向Z及第一预设方向X垂直的方向。

接下来，对上述光芯片100与反射模组200的具体结构作详细说明。

对于上述光芯片100，请参阅图1，光芯片100包括衬底110、包层120以及多个第一收发波导模块130。其中，其中，衬底110是用于铺设包层120的基材；本实施例中，其由硅制成，可以理解的是，在本申请的其他实施例中，衬底110亦可以其他合适材料制成，如氮化硅等。包层120则沉积或生长于衬底110之上，两者层叠的方向即是上述光芯片100的厚度方向Z。包层120是构成光芯片100的主体结构之一，亦是第一收发波导模块130所依附的结构；包层120的材料一般与衬底110不同，其可以由二氧化硅和/或氮氧化硅等材料制成。第一收发波导模块130用于接收与传输激光雷达内光源模块生成的探测光，并向外出射以对目标物体进行探测；以及用于接收目标物体反射上述探测光而形成的回波光，并进行传输。第一收发波导模块130嵌设于包层120中，该第一收发波导模块130的折射率大于包层120的折射率；由此，第一收发波导模块130与包层120共同构成供光稳定传输的结构，即是光可以沿着第一收发波导模块130传输，而不容易经由包层120溢出至光芯片100之外。例如，当包层120由二氧化硅制成时，第一收发波导模块130中的结构可以包括氮化硅和/或硅等折射率更大的材料。值得一提的是，衬底110旨在在光芯片100的制造过程中，对包层120起承托的作用；在某些情况下，衬底110是可以省略的。

光芯片100具有沿厚度方向Z相对设置的第一表面101与第二表面102，本实施例中，第一表面101为包层120背离衬底110的一面，第二表面102则为衬底110背离包层120的一面；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，第一表面101为衬底110背离的一面包层120，相应得，第二表面102则为包层120背离衬底110的一面。光芯片100还具有沿上述第一预设方向X相对的第一侧面103与第二侧面104，以及沿第二预设方向Y相对的第三侧面105与第四侧面106。其中，第三侧面105位于第一反射面211朝向对应的第一收发端的一侧，第四侧面106则是位于相反的一侧。该第一侧面103、第三侧面105、第二侧面104与第四侧面106依次连接。

对于前述第一收发波导模块130，请参阅图3，其示出了图1中A处的局部放大示意图，同时结合图1与图2，第一收发波导模块130包括第一发射波导131与第一接收波导132。其中，第一发射波导131用于传输探测光，其具有沿延伸方向相对的第一输入端1311与第一出射端1312，该第一发射波导131经由该第一输入端1311接收光源模块生成的探测光，以使探测光在第一发射波导131内进行传输；另外，第一发射波导131经由第一出射端1312出射探测光，以使探测光在激光雷达之外对目标物体进行探测。第一接收波导132具有沿延伸方向相对的第一入射端1321和第一输出端1322，第一接收波导132经由该第一入射端1321接收回波光，以使回波光进入光芯片100，并在其内传输；第一接收波导132经由该第一输出端1322向下游的光电探测模块（图中未示出）输出回波光。上述第一出射端1312与第一入射端1321之间靠近设置，且朝向同一方向，即上述第二预设方向Y，以便于这一位置实现探测光发射与回波光的接收。

具体地，沿上述厚度方向Z观察，第一出射端1312与第一入射端1321之间沿图示第一预设方向X间隔设置。第一出射端1312与第一入射端1321共同构成第一收发波导模块130的第一收发端。需要说明的是，本申请文件中所述的“第一出射端”意为，自第一发射波导131的出光端面向上述第一输入端1311延伸预设距离而形成的结构，本实施例中，第一出射端1312呈直线状；本申请文件中所述的“第一入射端”意为，自第一接收波导132的入光端面向上述第一输出端1322延伸预设距离而形成的结构，本实施例中，第一入射端1321呈直线状。

由于在探测光自扫描模组反射至目标物体，至回波光再次回到扫描模组的过程中，扫描模组已经转过一定角度，因此回波光落最终落在光芯片100上的光斑相对于探测光出射时的光斑位置是具有一定位置偏移的；为便于说明，本申请文件将这种效应称为走离效应。若第一出射端1312与第一入射端1321之间的间距过大，则容易使得近距离目标物体反射的回波光不能顺利落在接收第一接收波导132的第一入射端1321，进而导致探测盲区；因此，第一出射端1312与第一入射端1321之间的距离不能太大。本实施例中，同一第一收发波导模块130中第一出射端1312与第一入射端1321之间的距离小于10微米。当然，单根第一接收波导132可接收光的范围是有限的，因此可以通过设置多根第一接收波导132来增大接收回波光的模场；例如，在一些实施例中，第一收发波导模块130包括多个第一接收波导132，各第一接收波导132的第一入射端1321沿上述第一预设方向X间隔排列。

此外，扫描模组的快轴扫描器件的扫描速率是明显高于慢轴扫描器件的扫描速率的，则快轴扫描器件引起的走离效应较为明显，慢轴扫描器件引起的走离效应较小；因此上述第一出射端1312与第一入射端1321之间间隔设置的方向应当针对快轴扫描的方向进行匹配，即应当与快轴扫描的方向一致。

各第一收发波导模块130的第一收发端之间则沿第二预设方向Y排布。各第一发射波导131在第一出射端1312之外的部位相对于第一出射端1312向第一预设方向X弯折设置，从而有利于探测光的接入。本实施例中，各第一发射波导131的弯折方向相同，以便于各第一发射波导131从相近的位置接入探测光；例如图1所示，各第一发射波导131的其他部位相对于第一出射端1312朝图示右侧弯折延伸。当然，第一发射波导131还可以在上述基础上再进行一次或多次弯折，从而方便探测光的输入。同理，各第一接收波导132在第一入射端1321之外的部位相对于第一入射端1321向第一预设方向弯折设置，从而有利于探测光的接入。本实施例中，各第一接收波导132的弯折方向相同，以便于各第一接收波导132向相同的方向输出回波光；例如图1所示，各第一接收波导132的其他部位相对于第一入射端1321朝图示右侧弯折延伸。当然，第一接收波导132还可以在上述基础上再进行一次或多次弯折，从而方便回波光向光电探测模块的输出。

接下来，以各第一收发波导模块130的第一收发端出射探测光的方向相同为例，对本光芯片模组1的构造进行说明；但应当理解，在本申请其他的实施例中，也可以是至少两第一收发波导模块130出射探测光的方向相反。

对于上述反射模组200，请继续参阅图1，反射模组200包括多个反射模块210。光芯片100的第一表面101设有用于收容反射模块210的至少部分的容置槽107。容置槽107与第一收发波导模块130的第一收发端一一对应，多个容置槽107沿第二预设方向Y排列；每一容置槽107位于对应的第一收发波导模块130的第一收发端出射探测光的一侧。反射模块210则设于容置槽107，并具有第一反射面211；该第一反射面211与第一收发波导模块130的第一收发端之间沿上述第二预设方向Y相对设置。第一反射面211用于反射探测光，以使探测光以与光芯片100的厚度方向成非直角的方向出射；该第一反射面211还用于反射回波光，以使回波光射向第一接收波导132的第一入射端1321。各反射模块210沿第二预设方向Y排布，并设于相应的容置槽107，以与各第一收发波导模块130之间一一对应。

如前文所述，在光芯片100实际应用时，上述第一预设方向X应当与扫描模组的扫描速率较快的一个方向匹配；本实施例中，扫描模组的水平扫描（扫描轴线为垂直方向延伸）速率明显高于垂直扫描（扫描轴线为水平方向延伸）速率，水平扫描方向造成的走离效应的偏移方向与第一预设方向X一致，进而可以保证第一接收波导132可以接收到回波光；即第一预设方向X对应激光雷达的水平扫描方向，第二预设方向Y则可以配置为对应激光雷达的垂直方向。上述多个第一收发波导模块130以及多个反射模块210的设置使得，各第一收发波导模块130出射的探测光总共可以在激光雷达外侧形成沿垂直方向排布的多个子探测视场，各子探测视场共同构成激光雷达的探测视场。可以理解的是，在其他实施例中，若扫描模组的垂直扫描速率明显高于水平扫描速率时，则应当保证垂直扫描方向造成的走离效应的偏移方向与上述第一预设方向X一致。如此，经由各反射模块210的第一反射面211所反射的探测光将在第二预设方向Y错开，即各反射模块210出射至激光雷达之外的探测光将在水平方向错开，以形成多个相应的探测视场，该多个探测视场共同构成激光雷达的总探测视场。因此，多第一收发波导模块130的收发端与多反射模块210均沿第二预设方向Y排布的方式可以提升激光雷达的总探测视场。

至于第一反射面211与厚度方向Z之间的夹角，本申请不对其作具体限定。在一些实施例中，上述第一反射面211与厚度方向Z的夹角可以介于40°~50°之间；例如，第一反射面211与厚度方向Z的夹角为45°。如此，经由第一反射面211反射的探测光可以沿上述厚度方向Z出射至光芯片100之外。可选地，上述各第一反射面211之间沿第二预设方向Y平行设置，其可以使各第一反射面211反射的探测光的方向相同。进一步可选地，各第一反射面211之间在沿第二预设方向Y的间隔均匀设置；该设置旨在使得每个第一收发波导模块130在激光雷达垂直方向覆盖的视场角度大致相同。

在一些实施例中，上述容置槽107位于光芯片100靠近第一侧面103的一端，换而言之，第一侧面103为靠近容置槽107的侧面。容置槽107沿第一预设方向X的一端延伸至第一侧面103；即是，沿第一预设方向X，容置槽107的一端贯通光芯片100的第一侧面103。由于各容置槽107是沿第二预设方向Y排布的，则其沿第一预设方向X贯通光芯片100第一侧面103的设置有利于反射模块210经由该贯通的一端进入容置槽107，从而便于反射模块210的装配。

在一些实施例中，靠近上述第四侧面106的容置槽107沿第二预设方向Y的一端延伸至第四侧面106；该设置便于反射模块210装配时进入该容置槽107。由于该容置槽107在背离相应的第一收发波导模块130的一端不具有侧壁，因此可以避免由该侧具有侧壁而导致的反射模块210与侧壁干涉的问题。

在一些实施例中，反射模组200还包括基座220。基座220设于光芯片100设有容置槽107的一侧，上述各反射模块210固定于基座220朝向光芯片100的一端；即基座220与各反射模块210为一体式结构。该设置使得各反射模块210的相对位置关系固定起来，从而有利于一次性装配各反射模块210。

基座220具有沿上述厚度方向Z相对的第三表面201与第四表面202；其中，第三表面201靠近上述第一表面101，第四表面202靠近上述第二表面102。本实施例中，第四表面202与第二表面102共面，从而便于对第四表面202和第二表面102点胶，以将两者固定于同一基板。

较优地，反射模块210与容置槽107的底壁之间具有间隙。该设置等效于为反射模块210与容置槽107提供了一定的安全距离，有利于保证反射模块210在实际装配过程中能够设置在期望位置；而若反射模块210紧贴容置槽107的底壁，容置槽107工艺蚀刻的公差则可能使反射模块210与容置槽107的底壁干涉，从而使反射模块210不能顺利位于期望的位置；尤其是本申请中各反射模块210的相对位置关系确定，一次性完成多反射模块210的安装，这一风险将会更高。

更优地，由于反射模块210相对于容置槽107的底壁悬空，为降低反射模块210在容置槽107发生位移的风险，反射模块210与容置槽107的内壁之间填充有胶水。胶水应避免流动至上述第一反射面211，进而影响第一反射面211对光信号的反射。

综上所述，本申请实施例提供的光芯片模组1包括光芯片100与反射模组200。其中，光芯片100包括多个第一收发波导模块130；该第一收发波导模块130包括用于传输与出射探测光的第一发射波导131，以及用于接收与传输回波光的第一接收波导132。第一发射波导131的第一出射端1312与第一接收波导132的第一入射端1321沿第一预设方向间隔设置，并共同构成第一收发端；各第一收发波导模块130的收发端沿第二预设方向Y排布。各反射模块210沿第二预设方向Y排布，各反射模块210与各第一收发波导模块130之间一一对应。每一反射模块210的第一反射面211与对应的第一收发波导模块130的第一收发端沿第二预设方向Y相对设置，使得经由各第一反射面211出射的探测光可以在第二预设方向Y错开，从而可以在激光雷达的外部形成多个相应的子探测视场，各子探测视场共同构成激光雷达的总探测视场。因此，本申请实施例提供的光芯片模组1有利于在相同分辨率的条件下提升激光雷达的探测视场，或者在相同总探测视场的条件下，提升分辨率。

值得一提的是，在本申请的其他实施例中，也可以将第一收发波导模块130整体沿图示第二预设方向Y延伸，各第一收发波导模块130在第一预设方向X也进行错开，以避免干涉；相应地，各反射模块210的第一反射面211沿图示第一预设方向X与第二预设方向Y均错开设置，其同样可以使各反射模块210经由第一反射面211出射的探测光能够在第二预设方向Y错开，从而在激光雷达的外部沿垂直方向错开。但是，在相同数量的第一收发波导模块130的情况下，这种设置方式会使得各反射模块210的第一反射面211经由反射的探测光在第一预设方向X也错开，如图4所示；一方面，这种方式容易使沿第一预设方向X位于外侧的反射模块210所反射的探测光超出激光雷达内位于光芯片模组1下游（沿探测光的光路）的收发透镜24的边界，从而该部分探测光无法进行有效探测；另一方面，不同第一收发波导模块130所对应的探测视场也在水平方向错开，因此另外采用算法对各个探测视场进行拼接，其处理难度较高。与之相比，本申请实施例提供的光芯片模组1中各反射模块210仅在第二预设方向Y错开，如图5所示，从而可以克服上述不足。

在一些实施例中，为进一步提升激光雷达的探测视场或分辨率，光芯片100还包括嵌设于包层的多个第二收发波导模块；相应地，反射模块210则还具有第二反射面。具体地，请参阅图6，其示出了本申请其中一些实施例提供的光芯片模组1的俯视图，如图所示，同一反射模块210中，第二反射面212与第一反射面211之间平行，且沿图示第一预设方向X与第二预设方向Y均相互错开设置，同一反射模块210的第一反射面211与第二反射面212位于相邻的一反射模块210的同一侧；如此，沿第一预设方向X观察时，各第一反射面211与各第二反射面212之间沿第二预设方向Y交替设置。第二收发波导模块140的结构则与上述第一收发波导模块130大致相似，其包括第二发射波导141和第二接收波导142。第二发射波导141具有第二出射端1412，该第二发射波导141用于传输探测光，并经由第二出射端1412出射探测光。第二接收波导142具有第二入射端1421，第二接收波导142用于经由第二入射端1421接收回波光。该第二出射端1412与第二入射端1421之间沿第一预设方向X间隔设置，第二出射端1412与第二入射端1421共同构成收发第二收发波导模块140的第二收发端；每一第二收发波导模块140对应一个反射模块210设置，该第二收发波导模块140的第二收发端与反射模块210的第二反射面212相对设置。如此，各第一反射面211与各第二反射面212所反射的探测光均会在第二预设方向Y错开，从而可以在相同分辨率的条件下进一步提升激光雷达的垂直方向的总探测视场，或者在垂直方向的总探测视场相同的条件下进一步提升垂直方向的探测分辨率。

较优地，各第二反射面212之间沿第二预设方向Y排布，以减少第一预设方向X错开的反射面的总数量，进而减少在第一预设方向X错开的探测光数量。更优地，沿所述第一方向观察，各第一反射面211与各第二反射面212之间沿第二预设方向Y间隔均匀设置；从而使各垂直方向的子探测视场产生交叠的区域大致相同。

值得说明的是，虽然本实施例采用了在第一预设方向X与第二预设方向Y均错排的第一反射面211与第二反射面212，从而会在一定程度上带来第一收发波导模块130与第二收发波导模块140的子探测视场需要拼接等的问题。但相较于所有的反射模块210的反射面均在第一预设方向X与第二预设方向Y相互错开，从而使得第一预设方向X存在多列探测光的方案，本实施例中各第一反射面211均沿第二预设方向Y排布，各第二反射面212均沿第二预设方向Y排布，在第一预设方向X仅存在两列探测光，列数更少；因此本实施例在相同垂直探测视场和分辨率的基础上，仍可在一定程度上降低上述影响。

在本申请其他的一些实施例中，各第二反射面212也可以不沿第二预设方向Y排列，当然，其会使得第一预设方向X错开的探测光数量将会变多。

在一些实施例中，为进一步提升激光雷达的分辨率或探测视场，光芯片100还包括嵌设于包层的多个第三收发波导模块；相应地，反射模块210则还具有第三反射面。具体地，请参阅图7，其示出了本申请其中又一些实施例提供的光芯片模组1的俯视图，如图所示，同一反射模块210中，第三反射面213与第一反射面211平行，第三反射面213相对于第一反射面211及第二反射面212沿第一预设方向X与第二预设方向Y均相互错开；沿第二预设方向Y，同一反射模块的第一反射面211、第二反射面212与第三反射面213位于相邻的反射模块210的同一侧，且三者顺次设置。则，各第一反射面211、各第二反射面212与各第三反射面213在第二预设方向Y顺次且循环设置。第三收发波导模块150的结构则与上述第一收发波导模块130大致相似，其包括第三发射波导151和第三接收波导152。第三发射波导151具有第三出射端1512，该第三发射波导151用于传输探测光，并经由第三出射端1512出射探测光。第三接收波导152具有第三入射端1521，第三接收波导152用于经由第三入射端1521接收回波光。该第三出射端1512与第三入射端1521之间沿第一预设方向X间隔设置，第三出射端1512与第三入射端1521共同构成收发第三收发波导模块150的第三收发端；每一第三收发波导模块150对应一个反射模块210设置，该第三收发波导模块150的第三收发端与反射模块210的第三反射面213相对设置。如此，各第一反射面211、各第二反射面212与各第三反射面213所反射的探测光均会在第二预设方向Y错开，从而可以在相同分辨率的条件下进一步提升激光雷达的垂直方向的总探测视场，或者在垂直方向的总探测视场相同的条件下进一步提升垂直方向的探测分辨率。

与图6示出的实施例相似，虽然本实施例采用了在第一预设方向X与第二预设方向Y均错排的第一反射面211、第二反射面212与第三反射面213，从而会在一定程度上带来第一收发波导模块130、第二收发波导模块140与第三收发波导模块150对应的子探测视场需要拼接等的问题。但相较于各反射模块210的所有反射面均在第一预设方向X与第二预设方向Y相互错开，从而使得第一预设方向X存在多列探测光的方案，本实施例中各第一反射面211均沿第二预设方向Y排布，各第二反射面212均沿第二预设方向Y排布，各第三反射面213均沿第二预设方向Y排布，在第一预设方向X错开的探测光数量仅为三列，列数更少；因此本实施例在相同垂直探测视场和分辨率的基础上，仍可在一定程度上降低上述影响。

值得一提的是，上述图6和图7示例出的实施例，均是在同一一体式结构的反射模块210上设置多个反射面，即第一反射面211和第二反射面212（或，第一反射面、第二反射面和第三反射面），即多个沿第一预设方向X和第二预设方向Y错开的反射面集成于一个一体式结构的反射模块210；但本申请并不对第一反射面211和第二反射面212所附属的元件是否为一体式结构作出限定。在本申请的其他实施例中，第一反射面211与第二反射面212所附属的元件也可以是两个相对独立的元件；例如，反射模块210包括两个反射元件，其中一个反射元件设有第一反射面211，另一个反射元件设有第二反射面212。

还值得一提的是，虽然以上各实施例均是以光芯片模组1包括一反射模组200，该一反射模组200中的各反射模块210沿第二预设方向Y排布为例进行说明，但本申请并不局限于此。请参阅图8，其示出了本申请其他的一些实施例中的光芯片模组1的俯视图，光芯片模组1也可以包括至少两个反射模组200，各反射模组200之间沿第一预设方向X以及第二预设方向Y相互错开，相应地，第一表面101设有沿第一预设方向X错开的多列容置槽107，每一列容置槽107对应一反射模组200，以使得：沿上述第一预设方向X观察，各反射模块210的第一反射面211沿第二预设方向相互错开。

本实施例中，光芯片模组1包括两反射模组200，两反射模组200沿第一预设方向X设于第一表面101的两端；当然，在本申请的其他实施例中，两反射模组200的设置位置也可以在上述基础上作出变化，或者包括更多数量的反射模组200。为方便阅读，图8未示出各第一收发波导模块130的第一输入端的位置，在具体实施时，各第一收发波导模块130的第一输入端1311可以背离相应的第一出射端1312朝向第三侧面105或第四侧面106延伸，从而方便各第一收发波导模块130接入探测光。

本实施例与图6示出的实施例有一定相似，但确并不完全不同。图6示出的实施例中，沿第二预设方向Y，任意相邻的第一反射面211与第二反射面212之间沿第二预设方向Y的间距为容置槽107沿第二预设方向Y的宽度值与两容置槽107之间的壁厚值之和。与之相比，本实施例中，沿第二预设方向Y任意相邻的两个第一反射面211之间的间距则小于上述的和值；而这有利于提升光芯片模组1出射探测光至收发透镜时的容差，因为上述间距更小有利于使探测光传播时不超出收发透镜的收光范围边界，也有利于每一反射模组200设置更多的反射模块210，以进一步提升激光雷达的探测分辨率。此外，应当理解，即使上述各实施例是以各第一收发波导模块130的第一收发端出射指向对应的第一反射面211的方向为相同的指向为例进行说明，但本申请并不局限于此，只要保证各第一收发波导模块130的第一收发端沿第二预设方向Y排布，各反射模块210的第一反射面211沿第二预设方向Y排布，且一第一收发端与一第一反射面211对应且相对设置，从而使得各反射模块210反射的探测光在第二预设方向Y错开即可。例如，在本申请的其他实施例中，也可以是两个相邻的第一收发波导模块130满足：两第一收发波导模块130的第一收发端指向对应的第一反射面211的方向为相反的指向，该两第一收发波导模块130对应的第一反射面211之间镜像设置。

具体地，请参阅图9，其示出了本申请其中一些实施例提供的光芯片模组1的立体示意图，如图所示，其中，自下而上的第一个第一收发波导模块130指向相应的反射模块210的第一反射面211的方向为图示自下而上，第三与第四个也是一样；第二个第一收发波导模块130指向相应的反射模块210的第一反射面211的方向则为自上而下，该第二个反射模块210的第一反射面211与第一个反射模块210的第一反射面211之间镜像设置。该光芯片模组1同样可以实现经由各第一反射面211出射的探测光可以在第二预设方向Y错开，从而在激光雷达的外部形成多个相应的探测视场，各探测视场共同构成激光雷达的总探测视场。

基于上述各实施例，上述的容置槽107沿光芯片100的厚度方向Z可以是未贯通光芯片100，即盲槽；也可以是沿光芯片100的厚度方向Z贯通光芯片100，即通槽，本申请对此不作限定。

请参阅图10，基于同一发明构思，本申请还提供一种激光雷达2，该激光雷达2包括上述任一实施例中的光芯片模组1。具体地，激光雷达2包括光源模组21、光芯片模组1、扫描模组22与光电探测模组23。其中，光源模组21用于生成探测光与本振光；例如，光源模组21包括激光器与分光器，激光器用于生成源光信号，分光器则用于接收上述源光信号，并分束得到用于探测目标物体的探测光，以及用于作为相干参考的本振光。光芯片模组1用于接收上述探测光并发射，以及用于接收回波光。扫描模组22包括可转动的元件，其用于对探测光进行二维扫描，以使探测光在激光雷达之外形成对应的探测视场；扫描模组还用于接收回波光，并将回波光引导向光芯片模组1。扫描模组22可以包括多面转镜和/或振镜。光电探测模组23则用于接收本振光和回波光，以得到拍频信号。该光电探测模组23可以包括光电探测器，或者包括光混频器与平衡光电探测器。为提升激光雷达的整体集成度，光电探测模组23可以集成于光芯片100；当然，在其他的实施例中，光电探测模组23也可以相对于光芯片模组1独立设置。

由于包括上述实施例中的光芯片模组1，因此申请实施例提供的激光雷达2有利于在相同分辨率的条件下提升激光雷达的探测视场，或者在相同总探测视场的条件下，提升分辨率。

请参阅图11，基于同一发明构思，本申请还提供一种可移动设备3，该可移动设备3包括上述的激光雷达2。本实施例中，可移动设备3为汽车；当然，在本申请的其他实施例中，可移动设备也可以是搭载上述激光雷达2的任意移动工具，如电动车、无人机、机器人等。

由于包括上述实施例中的激光雷达2，因此申请实施例提供的可移动设备3有利于在相同分辨率的条件下提升激光雷达的探测视场，或者在相同总探测视场的条件下，提升分辨率。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，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。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (19)

1.一种光芯片模组，其特征在于，包括：

光芯片，包括包层以及多个第一收发波导模块，所述第一收发波导嵌设于所述包层，所述第一收发波导模块包括第一发射波导和第一接收波导，所述第一发射波导具有第一出射端，所述第一发射波导用于传输探测光，并经由所述第一出射端出射所述探测光，所述第一接收波导具有第一入射端，所述第一接收波导用于经由所述第一入射端接收回波光，所述回波光为目标物体反射所述探测光形成，沿所述光芯片的厚度方向观察，所述第一出射端与所述第一入射端之间沿第一预设方向间隔设置，所述第一出射端与所述第一入射端共同构成所述第一收发波导模块的第一收发端，各所述第一收发波导模块的第一收发端沿第二预设方向间隔设置；以及

反射模组，包括多个反射模块，各反射模块沿所述第二预设方向排布，各所述反射模块与各所述第一收发波导模块之间一一对应，所述光芯片具有沿厚度方向相对的第一表面与第二表面，所述第一表面设有用于容置所述反射模块的至少部分的容置槽，所述反射模块具有第一反射面，所述第一收发波导模块的第一收发端与第一反射面之间沿第二预设方向相对设置，所述第一反射面用于反射所述探测光，以使所述探测光以与所述厚度方向成非直角的方向出射，以及用于反射所述回波光，以使所述回波光射向所述第一接收波导；

其中，所述第一预设方向、所述第二预设方向与所述厚度方向之间两两垂直。

2.根据权利要求1所述的光芯片模组，其特征在于，各所述第一收发端指向对应的所述第一反射面的方向为相同的指向方向。

3.根据权利要求1所述的光芯片模组，其特征在于，各所述第一反射面之间平行设置。

4.根据权利要求3所述的光芯片模组，其特征在于，各所述第一反射面之间沿所述第二预设方向间隔均匀设置。

5.根据权利要求2所述的光芯片模组，其特征在于，所述反射模块还具有第二反射面；

同一所述反射模块中，所述第二反射面与所述第一反射面之间平行，且沿所述第一预设方向与所述第二预设方向均相互错开，同一所述反射模块的第一反射面与所述第二反射面位于相邻的一所述反射模块的同一侧；

所述光芯片还包括嵌设于所述包层的多个第二收发波导模块，所述第二收发波导模块与所述第二反射面一一对应，所述第二收发波导模块包括第二发射波导和第二接收波导，所述第二发射波导具有第二出射端，所述第二发射波导用于传输探测光，并经由所述第二出射端出射所述探测光，所述第二接收波导具有第二入射端，所述第二接收波导用于经由所述第二入射端接收所述回波光，所述第二出射端与所述第二入射端之间沿所述第一预设方向间隔设置，所述第二出射端与所述第二入射端共同构成所述第二收发波导模块的第二收发端，所述第二收发端与所述第二反射面之间沿所述第二预设方向相对设置。

6.根据权利要求5所述的光芯片模组，其特征在于，各所述第二反射面之间沿所述第二预设方向排布。

7.根据权利要求6所述的光芯片模组，其特征在于，沿所述第一预设方向观察，各所述第一反射面与各所述第二反射面之间沿所述第二预设方向间隔均匀设置。

8.根据权利要求5所述的光芯片模组，其特征在于，所述反射模块还具有第三反射面；

同一所述反射模块中，所述第三反射面与所述第一反射面平行，所述第三反射面相对于所述第一反射面及所述第二反射面均沿所述第一预设方向与所述第二预设方向均相互错开，沿所述第二预设方向，同一所述反射模块的第一反射面、所述第二反射面与第三反射面位于相邻的一所述反射模块的同一侧，且顺次设置；

所述光芯片还包括嵌设于所述包层的多个第三收发波导模块，所述第三收发波导模块与所述第三反射面一一对应，所述第三收发波导模块包括第三发射波导和第三接收波导，所述第三发射波导具有第三出射端，所述第三发射波导用于传输探测光，并经由所述第三出射端出射所述探测光，所述第三接收波导具有第三入射端，所述第三接收波导用于经由所述第三入射端接收所述回波光，所述第三出射端与所述第三入射端之间沿所述第一预设方向间隔设置，所述第三出射端与所述第三入射端共同构成所述第三收发波导模块的第三收发端，所述第三收发端与所述第三反射面之间沿所述第二预设方向相对设置。

9.根据权利要求8所述的光芯片模组，其特征在于，各所述第三反射面之间沿所述第二预设方向排布。

10.根据权利要求8所述的光芯片模组，其特征在于，沿所述第一预设方向观察，各所述第一反射面、各所述第二反射面与各所述第三反射面之间沿所述第二预设方向依次设置且间隔均匀。

11.根据权利要求1所述的光芯片模组，其特征在于，所述光芯片具有沿第一预设方向相对的第一侧面与第二侧面；

所述容置槽位于所述光芯片靠近所述第一侧面的一端，所述容置槽沿所述第一预设方向的一端延伸至所述第一侧面。

12.根据权利要求1所述的光芯片模组，其特征在于，所述光芯片具有沿所述第二预设方向相对的第三侧面与第四侧面；

所述第三侧面位于所述第一反射面面向对应的所述第一收发波导模块的一侧；

靠近所述第四侧面的容置槽沿所述第二预设方向的一端延伸至所述第四侧面。

13.根据权利要求1所述的光芯片模组，其特征在于，所述反射模组还包括基座；

沿所述第一预设方向，所述基座设于所述光芯片设有所述容置槽的一侧，各所述反射模块之间固定于所述基座。

14.根据权利要求1所述的光芯片模组，其特征在于，所述反射模块与所述容置槽的底壁之间具有间隙。

15.根据权利要求14所述的光芯片模组，其特征在于，所述间隙填充有胶水。

16.根据权利要求1所述的光芯片模组，其特征在于，所述光芯片模组包括至少两个反射模组；

各所述反射模组之间沿所述第一预设方向以及所述第二预设方向均相互错开，所述第一表面设有沿所述第一预设方向错开的多列容置槽，每列容置槽对应一所述反射模组，以使得：沿所述第一预设方向观察，各所述反射模块的第一反射面沿第二预设方向相互错开。

17.根据权利要求1所述的光芯片模组，其特征在于，至少两个相邻的第一收发波导模块满足：两所述第一收发波导模块的第一收发端指向对应的所述第一反射面的方向为相反的指向；

至少两个相邻的第一收发波导模块满足：两所述第一收发波导模块对应的第一反射面镜像设置。

18.一种激光雷达，其特征在于，包括如权利要求1至17中任一项所述的光芯片模组。

19.一种可移动设备，其特征在于，包括如权利要求18所述的激光雷达。

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